本发明专利技术涉及一种模拟溜井溜放矿的实验装置。其技术方案是：悬吊装置(1)正下方从下往上依次装有底部放矿装置(4)、溜井模型装置(3)和初速度控制装置(2)，液压控制系统(5)的液压缸(19)安装在溜井模型装置(3)中。其中：初速度控制装置(2)的卸矿斗(10)活动地置于上部横梁(9)上，斜槽(14)与卸矿斗(10)相向设置，斜槽(14)下端对准溜井模型(17)上端口；溜井模型装置(3)中的丝杆(23)穿过支座(21)和中部横梁(18)通过弧形板(24)与溜井模型(17)相接触，两根丝杆(23)的轴线为同一条直线；漏斗固定架(30)固定在底部矩形板(29)上，放矿漏斗(26)置于底部横梁(27)与水平移动板(41)之间。本发明专利技术操作简单、控制精度高、实用性强、溜井模型(17)高度可调和放矿漏斗(26)角度可调。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于溜井实验装置
具体涉及一种模拟溜井溜放矿的实验装置。
技术介绍
溜井是矿山地下生产的重要运输通道，也是矿山安全、高效生产的重要环节。在矿山实际生产中，经常出现溜井堵塞、溜井井壁损坏等严重影响矿山生产的事故，因此，对溜井的相关研究显得十分重要。目前，对溜井的相关研究主要采用数值模拟法、理论分析和现场实验等方法，其中数值模拟法需要较多的实验参数，且大多数数值模拟建立的是比较理想化的数值模型，与实际溜井的条件相比存在较大的差距，因此，数值模拟法虽得到采用，但其计算分析所得到的实验结果为实际工程提供的参考价值并不高；而现场实验由于成本高、实验操作困难、难以观测实验结果等因素，故较少被采用。近年来出现了采用模拟实验装置来进行溜井的相关研究，采用模拟实验装置不仅实验操作简单方便，而且实验条件更接近工程实际情况，这使得其实验结果对工程具有较高的参考价值。现有的“一种模拟溜井溜矿的实验装置”(CN104091507B)通过电动机控制装置升降，调节实验参数，该装置存在以下缺点：1、当更换不同高度溜井模型时，采用电动机来升降初速度控制装置，调节溜井模型上下两端对应的框架之间的间距，实际升降操控困难，电机容易卡死，各电动机难以达到完全同步。2、采用电动机升降至设定高度后，没有设置相应的高度固定装置，无法保证初速度控制装置稳定在设定高度。3、当采用高速摄影相机拍摄矿石在溜井中的轨迹时，装置无法提供完整的拍摄视线。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低、操作方便、控制精度高、实用性强、溜井模型高度可调和放矿漏斗角度可调的模拟溜井溜放矿的实验装置。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：所述实验装置包括悬吊装置、初速度控制装置、溜井模型装置、底部放矿装置和液压控制系统。在悬吊装置的正下方从下往上依次装有底部放矿装置、溜井模型装置和初速度控制装置，液压控制系统中的液压缸安装在溜井模型装置中。悬吊装置是由梁式支架和四个吊挂式链条构成。梁式支架的结构是在四根立柱的上端固定有矩形横梁，四个吊挂式链条对应地吊挂在矩形横梁的四角处。初速度控制装置包括上立柱、上部横梁、卸矿斗、顶部上矩形框架、顶部下矩形框架、固定杆、斜槽、移动支撑杆和固定支架。顶部上矩形框架的四个角和顶部下矩形框架的四个角分别通过上立柱对应固定连接，四个上立柱的上端穿出顶部上矩形框架，四个上立柱的顶部设有吊钩孔。顶部上矩形框架内对称地固定有上部横梁，卸矿斗活动地置于两根上部横梁的上平面。斜槽与卸矿斗相向设置，斜槽的上部为自由端，斜槽的中部背面靠在移动支撑杆上，斜槽背面的下端与固定杆活动连接，固定杆的两端固定在顶部下矩形框架的两侧。移动支撑杆的两端安装在对应的固定支架的移动槽中，两个固定支架与顶部下矩形框架固定连接。溜井模型装置包括溜井模型、两根中部横梁、液压缸、中部矩形框架、支座、螺母、两根丝杆、弧形板和连接杆。两根中部横梁对称地固定在中部矩形框架的上平面，两个支座对称地固定在中部矩形框架上平面的两侧中间位置处，两根丝杆的一端固定有弧形板，两个弧形板与溜井模型对应地侧面相接触，两根丝杆的另一端穿过各自的中部横梁、支座与螺母螺纹连接，两根丝杆的轴线为同一条直线。中部矩形框架下平面的四角处分别固定有中部空心立柱，中部矩形框架上平面的四角处分别固定有液压缸的缸体，液压缸的伸出端与初速度控制装置的顶部下矩形框架的下平面四角处铰接。溜井模型位于中部矩形框架的中心位置处，溜井模型的下端放置在底部放矿装置上，溜井模型的上端位于斜槽的下端口处。底部放矿装置包括放矿漏斗、底部横梁、底部上矩形框架、底部下矩形板、漏斗固定架和四个空心立柱。底部上矩形框架的四个角和底部下矩形板的四个角分别通过空心立柱对应固定连接，四个空心立柱的上端与底部上矩形框架上平面平齐，四个空心立柱的下端穿出底部下矩形板与地面接触。底部上矩形框架固定有底部横梁，底部横梁设有溜井通孔，溜井通孔位于底部放矿装置的中心位置处，溜井通孔与溜井模型的下端口对接，溜井模型内径与溜井通孔内径相同。底部下矩形板的上平面设有漏斗固定架，放矿漏斗的上端口与底部横梁的溜井通孔对接，放矿漏斗的下端口与漏斗固定架的放矿孔对接。液压控制系统包括液压缸、油管和液压站。梁式支架的外部设有液压站，4根油管的一端分别穿过底部放矿装置中各自对应的空心立柱与液压站连接，4根油管的另一端分别穿过溜井模型装置中各自对应的中部空心立柱与4个液压缸对应连接。所述吊挂式链条包括挂钩、链条、高度调节器和吊钩，4个链条的上端分别与对应的挂钩连接，4个链条的下端分别与对应的高度调节器的上端连接，高度调节器的下端与各自对应的吊钩连接。当悬吊装置悬吊初速度控制装置时，四个上立柱顶部的吊钩孔吊挂在对应的四个吊钩上。所述中部矩形框架为一侧断开的矩形框架，断开处用连接杆连接，所述连接为螺栓固定连接。所述缷矿斗为缷矿斗上部和缷矿斗下部组成的整体。缷矿斗上部为卸矿斗仓，卸矿斗仓为方筒状。缷矿斗下部为后侧和两侧围成的三面体，缷矿斗下部的前侧为出矿口，缷矿斗下部的两侧为三角形，缷矿斗下部的后侧为斜面，所述斜面与水平面的夹角α为40°～45°。缷矿斗的前侧设有插槽，插槽活动地装有插板。缷矿斗的两侧中间位置处水平地设有矿斗支撑耳板，所述矿斗支撑耳板活动地置于两根上部横梁的上平面。所述弧形板的内径与溜井模型的外径相同，弧形板的圆心角为20～25°。所述漏斗固定架由水平移动板、放矿挡板、活动支架、凹槽、定位螺栓和套管组成。两个活动支架的两端下平面对称地设有短杆，4个短杆分别活动地置于各自对应的套管中，4个套管与底部下矩形板固定连接，4个套管的外侧分别设有定位螺栓。两个活动支架的内侧对称地设有凹槽，放矿挡板活动地置于2个凹槽中。水平移动板活动地置于活动支架上，水平移动板下平面的两侧对称地设有移动面，两个移动面的中间平面凸起，所述中间平面的宽度等于两个活动支架内侧间的距离，所述中间平面的凸起高度等于两个活动支架上平面与所述凹槽上平面间的距离，所述中间平面的中心位置处设有放矿孔。所述放矿漏斗的上端口的内径与溜井模型的内径相同，放矿漏斗的下端口与水平移动板中放矿孔的内径相同，放矿漏斗的壁厚2～3mm。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下积极效果：①应用范围广和操作简单。本专利技术的液压站通过4根油管同时向液压缸输送油压，同步推动活塞杆，使顶部下矩形框架及其以上部分上升，当上升到设定高度后用吊挂式链条固定；然后关闭液压站，顶部下矩形框架及其以上部分被悬吊在设定高度处，通过上述方法调节顶部下矩形框架与底部上矩形框架的间距，以便更换不同高度的溜井模型，适用于模拟不同高度的溜井模型的溜放矿实验。本专利技术采用丝杆和弧形板的组合固定溜井模型，通过紧固丝杆外侧的螺母来固定溜井模型。此外，中部矩形框架的一侧为可拆卸的连接杆，当采用高速摄影相机拍摄矿石在溜井中的运动轨迹时，可将连接杆拆除，能得到完整的拍摄视角。本专利技术漏斗固定架中的活动支架在套管中可以上下移动，通过套管上的定位螺栓调整活动支架的高度，配合水平移动板以适用于不同放矿漏斗角度的放矿漏斗；放矿挡板能在凹槽中移动，通过移动放矿挡板控制溜井放矿。②控制精度高。本专利技术采用液压控制系统来升降初速度控制装置，调节顶部下矩本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种模拟溜井溜放矿的实验装置，其特征在于所述实验装置包括悬吊装置(1)、初速度控制装置(2)、溜井模型装置(3)、底部放矿装置(4)和液压控制系统(5)；在悬吊装置(1)的正下方从下往上依次装有底部放矿装置(4)、溜井模型装置(3)和初速度控制装置(2)，液压控制系统(5)中的液压缸(19)安装在溜井模型装置(3)中；悬吊装置(1)是由梁式支架(6)和四个吊挂式链条(7)构成；梁式支架(6)的结构是在四根立柱的上端固定有矩形横梁，四个吊挂式链条(7)对应地吊挂在矩形横梁的四角处；初速度控制装置(2)包括上立柱(8)、上部横梁(9)、卸矿斗(10)、顶部上矩形框架(11)、顶部下矩形框架(12)、固定杆(13)、斜槽(14)、移动支撑杆(15)和固定支架(16)；顶部上矩形框架(11)的四个角和顶部下矩形框架(12)的四个角分别通过上立柱(8)对应固定连接，四个上立柱(8)的上端穿出顶部上矩形框架(11)，四个上立柱(8)的顶部设有吊钩孔；顶部上矩形框架(11)内对称地固定有上部横梁(9)，卸矿斗(10)活动地置于两根上部横梁(9)的上平面；斜槽(14)与卸矿斗(10)相向设置，斜槽(14)的上部为自由端，斜槽(14)的中部背面靠在移动支撑杆(15)上，斜槽(14)背面的下端与固定杆(13)活动连接，固定杆(13)的两端固定在顶部下矩形框架(12)的两侧；移动支撑杆(15)的两端安装在对应的固定支架(16)的移动槽中，两个固定支架(16)与顶部下矩形框架(12)固定连接；溜井模型装置(3)包括溜井模型(17)、两根中部横梁(18)、液压缸(19)、中部矩形框架(20)、支座(21)、螺母(22)、两根丝杆(23)、弧形板(24)和连接杆(25)；两根中部横梁(18)对称地固定在中部矩形框架(20)的上平面，两个支座(21)对称地固定在中部矩形框架(20)上平面的两侧中间位置处，两根丝杆(23)的一端固定有弧形板(24)，两个弧形板(24)与溜井模型(17)对应地侧面相接触，两根丝杆(23)的另一端穿过各自的中部横梁(18)、支座(21)与螺母(22)螺纹连接，两根丝杆(23)的轴线为同一条直线；中部矩形框架(20)下平面的四角处分别固定有中部空心立柱，中部矩形框架(20)上平面的四角处分别固定有液压缸(19)的缸体，液压缸(19)的伸出端与初速度控制装置(2)的顶部下矩形框架(12)的下平面四角处铰接；溜井模型(17)位于中部矩形框架(20)的中心位置处，溜井模型(17)的下端放置在底部放矿装置(4)上，溜井模型(17)的上端位于斜槽(14)的下端口处；底部放矿装置(4)包括放矿漏斗(26)、底部横梁(27)、底部上矩形框架(28)、底部下矩形板(29)、漏斗固定架(30)和四个空心立柱(31)；底部上矩形框架(28)的四个角和底部下矩形板(29)的四个角分别通过空心立柱(31)对应固定连接，四个空心立柱(31)的上端与底部上矩形框架(28)上平面平齐，四个空心立柱(31)的下端穿出底部下矩形板(29)与地面接触；底部上矩形框架(28)固定有底部横梁(27)，底部横梁(27)设有溜井通孔，溜井通孔位于底部放矿装置(4)的中心位置处，溜井通孔与溜井模型(17)的下端口对接，溜井模型(17)内径与溜井通孔内径相同；底部下矩形板(29)的上平面设有漏斗固定架(30)，放矿漏斗(26)的上端口与底部横梁(27)的溜井通孔对接，放矿漏斗(26)的下端口与漏斗固定架(30)的放矿孔对接；液压控制系统(5)包括液压缸(19)、油管(32)和液压站(33)；梁式支架(6)的外部设有液压站(33)，4根油管(32)的一端分别穿过底部放矿装置(4)中各自对应的空心立柱(31)与液压站(33)连接，4根油管(32)的另一端分别穿过溜井模型装置(3)中各自对应的中部空心立柱与4个液压缸(19)对应连接。...
【技术特征摘要】
1.一种模拟溜井溜放矿的实验装置，其特征在于所述实验装置包括悬吊装置(1)、初速度控制装置(2)、溜井模型装置(3)、底部放矿装置(4)和液压控制系统(5)；在悬吊装置(1)的正下方从下往上依次装有底部放矿装置(4)、溜井模型装置(3)和初速度控制装置(2)，液压控制系统(5)中的液压缸(19)安装在溜井模型装置(3)中；悬吊装置(1)是由梁式支架(6)和四个吊挂式链条(7)构成；梁式支架(6)的结构是在四根立柱的上端固定有矩形横梁，四个吊挂式链条(7)对应地吊挂在矩形横梁的四角处；初速度控制装置(2)包括上立柱(8)、上部横梁(9)、卸矿斗(10)、顶部上矩形框架(11)、顶部下矩形框架(12)、固定杆(13)、斜槽(14)、移动支撑杆(15)和固定支架(16)；顶部上矩形框架(11)的四个角和顶部下矩形框架(12)的四个角分别通过上立柱(8)对应固定连接，四个上立柱(8)的上端穿出顶部上矩形框架(11)，四个上立柱(8)的顶部设有吊钩孔；顶部上矩形框架(11)内对称地固定有上部横梁(9)，卸矿斗(10)活动地置于两根上部横梁(9)的上平面；斜槽(14)与卸矿斗(10)相向设置，斜槽(14)的上部为自由端，斜槽(14)的中部背面靠在移动支撑杆(15)上，斜槽(14)背面的下端与固定杆(13)活动连接，固定杆(13)的两端固定在顶部下矩形框架(12)的两侧；移动支撑杆(15)的两端安装在对应的固定支架(16)的移动槽中，两个固定支架(16)与顶部下矩形框架(12)固定连接；溜井模型装置(3)包括溜井模型(17)、两根中部横梁(18)、液压缸(19)、中部矩形框架(20)、支座(21)、螺母(22)、两根丝杆(23)、弧形板(24)和连接杆(25)；两根中部横梁(18)对称地固定在中部矩形框架(20)的上平面，两个支座(21)对称地固定在中部矩形框架(20)上平面的两侧中间位置处，两根丝杆(23)的一端固定有弧形板(24)，两个弧形板(24)与溜井模型(17)对应地侧面相接触，两根丝杆(23)的另一端穿过各自的中部横梁(18)、支座(21)与螺母(22)螺纹连接，两根丝杆(23)的轴线为同一条直线；中部矩形框架(20)下平面的四角处分别固定有中部空心立柱，中部矩形框架(20)上平面的四角处分别固定有液压缸(19)的缸体，液压缸(19)的伸出端与初速度控制装置(2)的顶部下矩形框架(12)的下平面四角处铰接；溜井模型(17)位于中部矩形框架(20)的中心位置处，溜井模型(17)的下端放置在底部放矿装置(4)上，溜井模型(17)的上端位于斜槽(14)的下端口处；底部放矿装置(4)包括放矿漏斗(26)、底部横梁(27)、底部上矩形框架(28)、底部下矩形板(29)、漏斗固定架(30)和四个空心立柱(31)；底部上矩形框架(28)的四个角和底部下矩形板(29)的四个角分别通过空心立柱(31)对应固定连接，四个空心立柱(31)的上端与底部上矩形框架(28)上平面平齐，四个空心立柱(31)的下端穿出底部下矩形板(29)与地面接触；底部上矩形框架(28)固定有底部横梁(27)，底部横梁(27)设有溜井通孔，溜井通孔位于底部放矿装置(4)的中心位置处，溜井通孔与溜井模型(17)的下端口对接，溜井模型(17)...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳章，张奎，吴恩桥，叶义成，柯丽华，盛建龙，王其虎，叶祖洋，陈小强，潘世华，邹晓甜，刘永涛，王文杰，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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