[發明專利]一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置及測試方法

在審

• 申請號: 201810019463.0
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN107957394A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 鄧文義;蘇亞欣
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所31233
• 代理人: 宋纓,孫健

1.一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，包括測量筒(1)、壓塊(5)、電子天平(7)、步進電機(12)、支撐架(14)、測試平臺(17)和溫控表(19)，其特征在于：所述支撐架(14)和步進電機(12)均固定在測試平臺(17)上，所述電子天平(7)設置在步進電機(12)上方、支撐架(14)上，所述壓塊(5)通過掛鉤(6)安裝在電子天平(7)下端，所述壓塊(5)下端設有吊桿(4)，所述壓塊(5)下端、吊桿(4)內設有壓塊螺絲(8)，所述測量筒(1)通過掛桿(18)設置在吊桿(4)下端，所述測量筒(1)外壁設有保溫層(22)，所述測量筒(1)下端設有中空螺帽(10)，用于支撐測量活塞(16)，所述測量筒(1)內設有密封活塞(2)、測量活塞(16)和溫度計(11)，所述密封活塞(2)包括密封軸(23)、活塞頭(24)、密封圈(25)和加熱片(26)，所述密封軸(23)上端安裝在吊桿(4)內、在吊桿(4)內上下移動，所述密封軸(23)下端與活塞頭(24)連接，所述密封圈(25)設置在活塞頭(24)上，所述活塞頭(24)下端設有加熱片(26)，所述加熱片(26)通過加熱電源線(21)與溫控表(19)連接，所述測量活塞(16)設置在密封活塞(2)下端、通過伸縮桿(13)與步進電機(12)連接，所述測量活塞(16)用于放置污泥樣品(9)，所述溫度計(11)穿過測量活塞(16)、插進污泥樣品(9)內，所述溫度計(11)通過電源線(20)與溫控表(19)連接。

2.根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，其特征在于：所述支撐架(14)為“Γ”形不銹鋼支架。

3.根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，其特征在于：所述吊桿(4)為內部中空結構、下端開口處設有法蘭(3)。

4.根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，其特征在于：所述密封軸(23)通過雙頭螺帽(15)安裝在吊桿(4)內。

5.根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，其特征在于：所述伸縮桿(13)上升、下降速度為0.5～2厘米/秒。

6.根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，其特征在于：所述污泥樣品(9)通過污泥制樣模具制作，所述污泥制樣模具包括制樣筒(28)、底座(29)壓桿(30)和砝碼(31)，所述制樣筒(28)設置在底座(29)上，所述制樣筒(28)內用于放置污泥樣品(9)，所述壓桿(30)插進制樣筒(28)內、設置在污泥樣品(9)上端，所述壓桿(30)上端設有砝碼(31)，用于壓制污泥樣品(9)。

7.根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，其特征在于：所述溫度計(11)探頭直徑小于等于2毫米，且溫度計(11)插入污泥樣品(9)的深度為污泥樣品(9)高度的1/10～1/5。

8.根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，其特征在于：所述測量筒(1)內徑為1～5厘米、材質為不銹鋼。

9.根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置，其特征在于：所制污泥樣品(9)外徑比測量筒(1)內徑大0.1～1.0毫米。

10.一種根據權利要求1所述的一種污泥高溫粘附力和結團力的測試裝置測試方法，其特征在于：包括以下步驟：

(a)將制樣筒(28)固定在底座(29)上，稱取已知質量和含水率的污泥樣品(9)，并將污泥樣品(9)加入到制樣筒(28)中，通過壓桿(30)和砝碼(31)將污泥樣品(9)壓制成圓柱形；

(b)將包含已壓制成形污泥樣品(9)的制樣筒(28)連接到測量筒(1)底部，測量筒(1)中的密封活塞(2)已經通過雙頭螺帽(15)固定在吊桿(4)內，采用壓桿(30)將污泥樣品(9)推入測量筒(1)中，然后插入測量活塞(16)，測量活塞(16)中的溫度計(11)也同時插入污泥樣品(9)，并用中空螺帽(10)將測量活塞(16)固定在測量筒(1)內；

(c)開啟加熱片(26)加熱污泥樣品(9)，并通過溫度計(11)對污泥樣品(9)的溫度實時監測，通過溫控表(19)自動控制加熱片(26)加熱功率，使污泥樣品(9)的溫度快速達到設定值；

(d)當污泥樣品(9)加熱至設定溫度后，將密封活塞(2)提升，并將密封軸(23)通過雙頭螺帽(15)連接到壓塊螺絲(8)上，然后將電子天平(7)去皮；

(e)開啟步進電機(12)，使伸縮桿(13)以設定速度勻速向上運動并推動測量活塞(16)，測量活塞(16)則以相同速度推動污泥樣品(9)向上運動，污泥樣品(9)向上運動過程中受到測量筒(1)內壁的阻力作用，從而給測量筒(1)施加向上的作用力，該作用力即為污泥樣品(9)的表面粘附力，其大小通過電子天平實時監測并自動記錄；

(f)當污泥樣品(9)接觸到加熱片(26)后會停止上升，但測量活塞(16)則繼續擠壓污泥樣品(9)，使污泥樣品(9)發生變形，在污泥樣品(9)被擠壓的同時，對加熱片(26)施加向上的作用力，該作用力即為污泥樣品(9)的結團力，其大小也通過電子天平實時監測并自動記錄；

(g)通過設定步進電機(24)的運動程序，可控制測量活塞(16)的運動高度，使得污泥樣品(9)被擠壓到一定厚度后停止擠壓，伸縮桿(13)則自動下降到初始狀態，整個測量過程結束。