一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置及测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置及测定方法，包括转动机构、内筒、外筒、电导率检测机构和数据采集器，内筒套设于外筒内，内筒的两端转动设置于外筒的端面上，内筒连接转动机构，转动机构设置于外筒上，外筒沿竖直方向上至少设置有两个电导率检测机构，电导率检测机构与数据采集器通信连接。本发明专利技术基于浆体浓度与其电导特性相关的原理，设计剪切沉降试验装置，实现对非牛顿浆体颗粒动态沉降特性的研究，进而实现对临界流速、堆积坡度等参数的确定，为尾矿高浓度排放工程设计提供参考依据。工程设计提供参考依据。工程设计提供参考依据。

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置及测定方法


[0001]本专利技术涉及沉降速度测定的
，特别是涉及一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置及测定方法。

技术介绍

[0002]颗粒的沉降速度是浆体流动性能研究的重要内容，对于临界流速，沉积规律等工程设计参数的确定具有十分重要的意义。对于低浓度浆体，一般开展量筒试验来测定颗粒群的沉降速度，通过观察上清液与泥层分界面在单位时间内的下降速度，从而确定颗粒群的沉降速度。但对于高浓度浆体，泥层分界面并不明显，通过简单的量筒试验很难观测到颗粒群的沉降规律，有必要通过一些无损探测方法来间接获取。另一方面，研究表明：静置状态下，高浓度浆体中颗粒的沉降速度很小，甚至能长时间保持悬浮，但一旦受到动态剪切作用，则沉降速度增大，即颗粒具有“剪切沉降”效应。
[0003]金属矿产资源的开发利用过程中将产生大量尾矿，是矿业可持续发展需要解决的关键问题。高浓度排放是近年发展起来的一种新型尾矿处置工艺，其原理是将选矿厂的低浓度尾矿浆深度浓缩后，形成高浓度的尾矿浆，再经管道泵送至地表堆放或进行采空区回填。由于尾矿高浓度处置工艺能够有效降低溃坝风险，提高回水利用率，减轻对周边生态环境的影响，然而尾矿高浓度排放工程设计却进展缓慢，亟需一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置来提供设计参考依据。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置及测定方法，以解决上述现有技术存在的问题，使颗粒群的沉降速度和规律的研究更简便、快捷。r/>[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供了一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，包括转动机构、内筒、外筒、电导率检测机构和数据采集器，所述内筒套设于所述外筒内，所述内筒的两端转动设置于所述外筒的端面上，所述内筒连接所述转动机构，所述转动机构设置于所述外筒上，所述外筒沿竖直方向上至少设置有两个所述电导率检测机构，所述电导率检测机构与所述数据采集器通信连接。
[0007]优选的，所述外筒包括密封连接的上筒和下筒，所述上筒的材质为透明的有机玻璃，所述下筒的材质为PVC，所述上筒上通过螺栓连接有顶盖，所述下筒的底部通过螺栓连接有底座。
[0008]优选的，所述下筒上设置有上下两个检测面，每个所述检测面均包括若干个沿所述下筒圆周方向均布的所述电导率检测机构。
[0009]优选的，两个所述检测面的间距50mm，所述电导率检测机构为电导率检测探头。
[0010]优选的，每个所述检测面上设置有六个所述电导率检测机构，所述数据采集器为多通道数据采集器，每个所述电导率检测机构均与所述数据采集器通信连接。
[0011]优选的，所述内筒的两端均设置有凸出的锥斗，所述锥斗上连接有所述转动机构的转轴，所述内筒和所述外筒同轴线套设。
[0012]优选的，所述内筒和所述外筒的间隙为8mm
‑
12mm。
[0013]优选的，所述转动机构包括减速电机和转轴，所述减速电机固定于所述外筒上，所述转轴设置于所述内筒的两端上。
[0014]本专利技术涉及一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定方法，基于上述的高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，包括如下步骤：
[0015]第一步，将按照设计质量分数制备出的高浓度浆体的试样充分搅拌后，打开外筒的顶盖，将所述试样缓慢倒入所述外筒内，并将内筒安装至所述外筒内，使所述内筒和所述外筒的环形间隙中充满试样；
[0016]第二步，开启电机并得到所述电机的转速n，则得到环形空隙中所述试样旋转的线速度为
△
U＝2πnr，流场中剪切速率为γ＝
△
U/
△
L，所述内筒在所述电机的带动下旋转，数据采集器开始数据采集；
[0017]第三步，观察两个检测面上电导率的变化情况，并记录两个检测面的出现电导率峰值的间隔时间
△
t，即为颗粒群体沉降时间，而两个检测面的间距为
△
H，则能够计算出颗粒群体的平均沉降速度ω＝
△
H/
△
t。
[0018]优选的，所述第二步中，所述电机的转速能够按照试验设计转速n进行调整；所述第三步中试验结束后，打开所述外筒的顶盖，将所述试样全部倒出，并用水将所述外筒和所述内筒冲洗干净。
[0019]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0020]本专利技术基于浆体浓度与其电导特性相关的原理，设计剪切沉降试验装置，实现对非牛顿浆体颗粒动态沉降特性的研究，进而实现对临界流速、堆积坡度等参数的确定，为尾矿高浓度排放工程设计提供参考依据。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术图1中A
‑
A(检测面)的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术中电导率随检测时间变化曲线的示意图；
[0025]其中：1
‑
减速电机，2
‑
转轴，3
‑
底座，4
‑
顶盖，5
‑
上筒，6
‑
下筒，7
‑
检测面，8
‑
内筒，9
‑
数据采集器，10
‑
电导率检测探头。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术的目的是提供一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置及测定方法，以解决现有技术存在的问题，使颗粒群的沉降速度和规律的研究更简便、快捷。
[0028]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0029]如图1至图3所示：本实施例提供了一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，包括转动机构、内筒8、外筒、电导率检测机构和数据采集器9，内筒8套设于外筒内，内筒8的两端转动设置于外筒的端面上，内筒8连接转动机构，转动机构设置于外筒上，外筒沿竖直方向上至少设置有两个电导率检测机构，电导率检测机构与数据采集器9通信连接。
[0030]外筒包括密封连接的上筒5和下筒6，上筒5的材质为透明的有机玻璃，可对试验过程中的状态进行观察，下筒6的材质为PVC，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，其特征在于：包括转动机构、内筒、外筒、电导率检测机构和数据采集器，所述内筒套设于所述外筒内，所述内筒的两端转动设置于所述外筒的端面上，所述内筒连接所述转动机构，所述转动机构设置于所述外筒上，所述外筒沿竖直方向上至少设置有两个所述电导率检测机构，所述电导率检测机构与所述数据采集器通信连接。2.根据权利要求1所述的高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，其特征在于：所述外筒包括密封连接的上筒和下筒，所述上筒的材质为透明的有机玻璃，所述下筒的材质为PVC，所述上筒上通过螺栓连接有顶盖，所述下筒的底部通过螺栓连接有底座。3.根据权利要求2所述的高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，其特征在于：所述下筒上设置有上下两个检测面，每个所述检测面均包括若干个沿所述下筒圆周方向均布的所述电导率检测机构。4.根据权利要求3所述的高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，其特征在于：两个所述检测面的间距50mm，所述电导率检测机构为电导率检测探头。5.根据权利要求3所述的高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，其特征在于：每个所述检测面上设置有六个所述电导率检测机构，所述数据采集器为多通道数据采集器，每个所述电导率检测机构均与所述数据采集器通信连接。6.根据权利要求5所述的高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，其特征在于：所述内筒的两端均设置有凸出的锥斗，所述锥斗上连接有所述转动机构的转轴，所述内筒和所述外筒同轴线套设。7.根据权利要求1所述的高浓度浆体颗粒动态沉降速度的测定装置，其特征在于：所述内筒和所述外筒的间隙为8mm

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓辉，朱权洁，张立强，翟盛锐，滑帅，
申请(专利权)人：华北科技学院中国煤矿安全技术培训中心，
类型：发明
国别省市：