【技术实现步骤摘要】
本申请属于浆体管道的试验装置，具体涉及一种浆体输送管道消能试验装置及使用该装置进行消能试验的方法。
技术介绍
1、浆体长距离管道输送技术是以水为介质，利用管道输送固体物料的运输方式，属于一种伪均质流态的固-液两相流水力输送技术。它已发展成一种安全、可靠、经济环保的运输方式得到了广泛应用。浆体管道由于某段管线高度落差较大或批量输送时浆与水存在比重差等原因形成加速流。加速流的出现往往附带着气蚀危害，气蚀(亦称空蚀)现象会对管壁形成严重的冲击和剥蚀，这种现象若发生在未做防护的管道内，将严重磨损管道，缩短管道使用寿命，因此需要对消能装置进行研究，达到防止加速流产生的目的。
2、管道消能方式主要有变径消能、孔板消能、调节阀消能和跌坎消能等，鉴于浆体的特殊性，浆体输送管道常用的消能方式有变径消能和孔板消能。孔板消能的大小受浆体特性(浆体密度、粘度、级配)、孔板体型(孔板直径、倒角和厚度等)和流动特性(浆体平均流速、断面压差、回流区的长度和回流区相对高度)等因素影响，缩径消能的大小受浆体特性、管径、长度和内壁粗糙度等影响，由于浆体消能的复杂性和对消能机理没有统一的认识，因此需要专业装置对浆体输送管道的变径消能和孔板消能进行研究，用于消能机理研究和指导浆体长距离输送管道工程的消能站设计。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种浆体输送管道消能试验装置及方法，该试验装置可以进行不同级配、不同浓度和不同物料的浆体孔板及缩径消能试验并通过试验采集多组不同的试验数据，采集
2、为了达到上述技术目的，本专利技术提供了一种浆体输送管道消能试验装置，所述试验装置包括储浆系统和消能试验管组，所述储浆系统包括至少两个储浆罐，用于储存试验需要的不同浆体，所述储浆系统的出浆端通过总输浆管与消能试验管组的进浆端连通；
3、所述消能试验管组包括试验浆液进料管、环管消能区、缩径消能区和回浆管，所述环管消能区和缩径消能区分别通过试验浆液进料管与总输浆管连通，通过回浆管与储浆系统的进浆管路连通，在试验浆液进料管与总输浆管连接端设有流量计；所述环管消能区包括多组不同管径的消能环管组，每组消能环管组包括连接试验浆液进料管与回浆管的水平管和等距设置在水平管上的多组垂直向上的环管，在每组环管的相同位置安装有用于放置消能孔板的孔板空置器，每组环管的孔板空置器内放置不同孔径比、倒角和厚度消能孔板；在水平管的进浆口设置有第二控制阀，在第一组环管的进浆端、相邻两组环管之间及最后一组环管的出浆端分别设有第三压力表，在每组环管下方的水平管上第三控制阀；所述缩径消能区包括直径小于总输浆管和试验浆液进料管的多根不同管径的消能管，多根消能管并排设置，每根消能管的两端分别与试验浆液进料管和回浆管连通，在每根消能管的进浆口和出浆口分别设有第四控制阀，在每根消能管的直管区域进浆和出浆的位置分别设有第四压力表。
4、本专利技术进一步的技术方案：所述试验装置还包括冲洗系统，所述储浆系统包括第一储浆罐、第二储浆罐、第一输浆泵、第二输浆泵和第三输浆泵；所述第一储浆罐和第二储浆罐内部设有搅拌器，所述回浆管分别与第一储浆罐、第二储浆罐连通；所述冲洗系统包括储水罐和冲洗水泵，所述储水罐通过冲洗水管与总输浆管连通，所述冲洗水泵安装在冲洗水管上，并在冲洗水管位于冲洗水泵出水端的部位安装有第一压力表和第一控制阀；
5、所述第一输浆泵的泵前进浆管与第一储浆罐的出浆口连接，所述第二输浆泵的泵前进浆管与第二储浆罐的出浆口连接，第三输浆泵的泵前进浆管分别与第二储浆罐及储水罐连通；所述第一输浆泵和第二输浆泵的泵前进浆管分别与冲洗水管连通；所述第一输浆泵、第二输浆泵、第三输浆泵的泵后出浆管分别与总输浆管连通，并在每根泵后出浆管上设有第二压力表。
6、本专利技术较优的技术方案：所述消能试验装置还包括废浆回收系统，所述废浆回收系统包括废浆回收池和多条连通废浆回收池的废浆回收地沟；所述第一输浆泵、第二输浆泵、第三输浆泵的泵后出浆管上设有第一放料支管，每根第一放料支管通向废浆回收地沟，用于冲洗时将输浆泵内的混浆排出，并在每根第一放料支管上设有第一放料控制阀；在每组消能环管组的水平管出浆端设有通向废浆回收地沟的第二放料支管，在每根第二放料支管上设有第二放料控制阀；在缩径消能区的出浆端设有通向废浆回收地沟的第三放料支管，并在第三放料支管上设有第三放料控制阀。
7、本专利技术较优的技术方案：所述试验装置还包括用于第一储浆罐和第二储浆罐内的浆体转置传输泵，所述传输泵的泵前进浆管分别通过两根进浆分支管与第一储浆罐和第二储浆罐的出浆口连通，传输泵的泵后出浆管分别通过两根出浆分支管与第一储浆罐和第二储浆罐进浆口连通，并在两根进浆分支管上分别设有进浆控制阀，两根出浆分支管上分别设有第一出浆控制阀；所述回浆管与传输泵的泵后出浆管连通。
8、本专利技术较优的技术方案：所述环管消能区包括dn400、dn300、dn200三种管径的消能环管组，三组消能环管组等距并排设置，每组消能环管组的水平管上等距设置三个环管，每个环管上设有两个孔板空置器，每个环管上的两个孔板空置器设置在相同的位置，分别设置在环管的进口端和出口端；每个环管的前后均设由第三压力表；所述缩径消能区设置dn200、dn150和dn100三种管径的消能管，所述消能管为直管；所述环管消能区和缩径消能区共用一根连接试验浆液进料管与回浆管，在连接试验浆液进料管位于环管消能区进液端和缩径消能区进液端之间的位置设有第五控制阀，在回浆管位于环管消能区出液端和缩径消能区出液端之间的区域设有第六控制阀。
9、本专利技术较优的技术方案：所述第一储浆罐和第二储浆罐为大小相同的圆筒状储浆罐，并通过支架架设，在每个储浆罐的顶部设有顶盖，侧面设有笼梯，底部设置至少两个出浆口，顶部设有进浆口，在第一储浆罐和第二储浆罐的每个出浆口分别设有第二出浆控制阀；所述储水罐为圆筒状带盖罐体，在罐体侧面也设有笼梯。
10、本专利技术较优的技术方案：所述第一输浆泵、第二输浆泵、第三输浆泵、传输泵泵前进浆管和泵后出浆管均采用dn300输浆管，所述第一放料支管采用dn150放料管；所述冲洗水管采用dn200输水管；所述第一输浆泵和第二输浆泵的泵前进浆管分别通过分支水管与冲洗水管连通，并在每根分支水管上也设有电动控制阀。
11、本专利技术中的孔板空置器为现有装置，用于安装孔板，孔板空置器为直径大于管径的中空圆筒结构，内部可以放置不同孔径比、倒角和厚度消能孔板，孔板空置器与管道之间可以通过螺纹或者其它连接方式密封连接。
12、为了达到上述技术目的，本专利技术还提供了一种浆体输送管道消能试验方法，使用上述浆体输送管道消能试验装置进行试验，其试验包括孔板消能试验和缩径消能试验；所述孔板消能试验具体包括以下步骤：
13、s1：制定试验方案，试验方案包括甲、乙、丙……至少三组试验；每组试验中包括至少三组不同管径的消能环管组，每组消能环管组上设有至少三根消能环管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述试验装置包括储浆系统和消能试验管组，所述储浆系统包括至少两个储浆罐，用于储存试验需要的不同浆体，所述储浆系统的出浆端通过总输浆管(6)与消能试验管组的进浆端连通；
2.根据权利要求1所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括冲洗系统，所述储浆系统包括第一储浆罐(1)、第二储浆罐(2)、第一输浆泵(7)、第二输浆泵(8)和第三输浆泵(9)；所述第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)内部设有搅拌器，所述回浆管(20)分别与第一储浆罐(1)、第二储浆罐(2)连通；所述冲洗系统包括储水罐(3)和冲洗水泵(4)，所述储水罐(3)通过冲洗水管(5)与总输浆管(6)连通，所述冲洗水泵(4)安装在冲洗水管(5)上，并在冲洗水管(5)位于冲洗水泵(4)出水端的部位安装有第一压力表(500)和第一控制阀(501)；
3.根据权利要求2所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述消能试验装置还包括废浆回收系统，所述废浆回收系统包括废浆回收池(11)和多条连通废浆回收池(11)的废浆回收地沟(14)；所
4.根据权利要求2或3所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括用于第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)内的浆体转置传输泵(10)，所述传输泵(10)的泵前进浆管分别通过两根进浆分支管与第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)的出浆口连通，传输泵(10)的泵后出浆管分别通过两根出浆分支管与第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)进浆口连通，并在两根进浆分支管上分别设有进浆控制阀(12)，两根出浆分支管上分别设有第一出浆控制阀(13)；所述回浆管(20)与传输泵(10)的泵后出浆管连通。
5.根据权利要求2或3所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述环管消能区包括DN400、DN300、DN200三种管径的消能环管组，三组消能环管组等距并排设置，每组消能环管组的水平管(21)上等距设置三个环管(23)，每个环管(23)上设有两个孔板空置器(24)，每个环管(23)上的两个孔板空置器(24)设置在相同的位置，分别设置在环管的进口端和出口端；每个环管(23)的前后均设由第三压力表(26)；所述缩径消能区设置DN200、DN150和DN100三种管径的消能管(30)，所述消能管(30)为直管；所述环管消能区和缩径消能区共用一根连接试验浆液进料管(19)与回浆管(20)，在连接试验浆液进料管(19)位于环管消能区进液端和缩径消能区进液端之间的位置设有第五控制阀(35)，在回浆管(20)位于环管消能区出液端和缩径消能区出液端之间的区域设有第六控制阀(36)。
6.根据权利要求2或3所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)为大小相同的圆筒状储浆罐，并通过支架架设，在每个储浆罐的顶部设有顶盖，侧面设有笼梯，底部设置至少两个出浆口，顶部设有进浆口，在第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)的每个出浆口分别设有第二出浆控制阀(18)；所述储水罐(3)为圆筒状带盖罐体，在罐体侧面也设有笼梯。
7.根据权利要求2或3所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述第一输浆泵(7)、第二输浆泵(8)、第三输浆泵(9)、传输泵(10)泵前进浆管和泵后出浆管均采用DN300输浆管，所述第一放料支管(15)采用DN150放料管；所述冲洗水管(5)采用DN200输水管；所述第一输浆泵(7)和第二输浆泵(8)的泵前进浆管分别通过分支水管与冲洗水管(5)连通，并在每根分支水管上也设有电动控制阀。
8.一种浆体输送管道消能试验方法，其特征在于使用权利要求3至7中任意一项所述的浆体输送管道消能试验装置进行试验，其试验包括孔板消能试验和缩径消能试验；所述孔板消能试验具体包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种浆体输送管道消能试验方法，其特征在于：所述孔板消能试验中的第二储浆罐(2)的浆料总量为孔板消能试验需要的所有管道的容积量的1.2～1.5倍；所述孔...
【技术特征摘要】
1.一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述试验装置包括储浆系统和消能试验管组，所述储浆系统包括至少两个储浆罐，用于储存试验需要的不同浆体，所述储浆系统的出浆端通过总输浆管(6)与消能试验管组的进浆端连通；
2.根据权利要求1所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括冲洗系统，所述储浆系统包括第一储浆罐(1)、第二储浆罐(2)、第一输浆泵(7)、第二输浆泵(8)和第三输浆泵(9)；所述第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)内部设有搅拌器，所述回浆管(20)分别与第一储浆罐(1)、第二储浆罐(2)连通；所述冲洗系统包括储水罐(3)和冲洗水泵(4)，所述储水罐(3)通过冲洗水管(5)与总输浆管(6)连通，所述冲洗水泵(4)安装在冲洗水管(5)上，并在冲洗水管(5)位于冲洗水泵(4)出水端的部位安装有第一压力表(500)和第一控制阀(501)；
3.根据权利要求2所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述消能试验装置还包括废浆回收系统，所述废浆回收系统包括废浆回收池(11)和多条连通废浆回收池(11)的废浆回收地沟(14)；所述第一输浆泵(7)、第二输浆泵(8)、第三输浆泵(9)的泵后出浆管上设有第一放料支管(15)，每根第一放料支管(15)通向废浆回收地沟(14)，用于冲洗时将输浆泵内的混浆排出，并在每根第一放料支管(15)上设有第一放料控制阀(16)；在每组消能环管组的水平管(22)出浆端设有通向废浆回收地沟(14)的第二放料支管(28)，在每根第二放料支管(28)上设有第二放料控制阀(29)；在缩径消能区的出浆端设有通向废浆回收地沟(14)的第三放料支管(33)，并在第三放料支管(33)上设有第三放料控制阀(34)。
4.根据权利要求2或3所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括用于第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)内的浆体转置传输泵(10)，所述传输泵(10)的泵前进浆管分别通过两根进浆分支管与第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)的出浆口连通，传输泵(10)的泵后出浆管分别通过两根出浆分支管与第一储浆罐(1)和第二储浆罐(2)进浆口连通，并在两根进浆分支管上分别设有进浆控制阀(12)，两根出浆分支管上分别设有第一出浆控制阀(13)；所述回浆管(20)与传输泵(10)的泵后出浆管连通。
5.根据权利要求2或3所述的一种浆体输送管道消能试验装置，其特征在于：所述环管消能区包括dn400、dn300、dn200三种管径的消能环管组，三组消能环管组等距并排设置，每组消能环管组的水平管(21)上等距设置三个环管(23)，每个环管(23)上设有两个孔板空置器(24)，每个环管(23)上的两个孔板空置器(24)设置在相同的位置，分别设置在环管的进口端和出口端；每个环管(23)的前后均设由第三压力表(26)；所述缩径消能区设置dn200、dn150和dn100三种管径的消能管(30)，所述消能管(30)为直管；所述环管消能区和缩径消能区共用一根连接试验浆液进料管(19)与回浆管(20)，在连接试验浆液进料管(19)位于环管消能区进液端和缩径消能区进...
【专利技术属性】
技术研发人员：王铁力，白宗玺，胡成名，陈益滨，白伦，胡建亮，肖哲睿，
申请(专利权)人：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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