煤礦用粗骨料高濃度充填料漿流變特性測試儀的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種在煤礦膠結(jié)充填開采技術(shù)中，測試由煤矸石、粉煤灰、膠凝材料等組成的粗骨料高濃度充填料漿流變參數(shù)的儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，出于保護(hù)地表生態(tài)以及重要建、構(gòu)筑物的需要，許多煤礦采用充填開采技術(shù)對建筑物、水體下、鐵路下等“三下”壓煤進(jìn)行回采。近年來，隨著膏體、似膏體、高濃度等膠結(jié)充填技術(shù)的迅速發(fā)展，對由煤矸石、粉煤灰、膠凝材料等組成的膏體、似膏體、高濃度等膠結(jié)充填料漿流變特性的研究和流變參數(shù)的測量變得越來越重要。但是由于傳統(tǒng)的平行板式、同軸圓筒式和毛細(xì)管式等幾種粘度計(jì)由于測量時(shí)用于液體流動的通道過于狹窄，故而都只能適用于懸浮漿液或細(xì)粒級料漿(如水泥漿等)流變參數(shù)的測量，對含有煤矸石(最大粒徑可達(dá)20mm)這種粗骨料的充填料漿卻因其無法通過測量通道而不能測量其流變參數(shù)。此外，由于煤礦粗骨料高濃度充填料漿濃度較混凝土的濃度小，使用以葉片或者桿狀物攪拌測量為主的混凝土流變儀對粗骨料充填料漿進(jìn)行流變參數(shù)的測量，容易使充填料漿中的大顆粒矸石在離心力的作用下向測量料桶邊緣移動，給粗骨料充填料漿的流變參數(shù)的測量帶來較大的誤差，同時(shí)在攪拌過程中也容易因葉片、攪拌桿等不均勻碰觸矸石造成儀器讀數(shù)的大幅變動，給測量參數(shù)的處理帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決傳統(tǒng)粘度計(jì)不能測量煤礦膠結(jié)充填技術(shù)中粗骨料高濃度充填料漿流變參數(shù)，現(xiàn)有混凝土流變儀測量粗骨料高濃度充填料漿存在矸石向料桶邊緣離心運(yùn)動，葉片、攪拌桿等不均勻碰觸矸石造成儀器讀數(shù)大幅變動，測量時(shí)容易引起較大誤差的問題，本實(shí)用新型提供一種煤礦用粗骨料高濃度充填料漿流變特性測試儀，該儀器在測量粗骨料高濃度充填料漿的同時(shí)，不僅能減少因矸石向料桶邊緣運(yùn)動引起的誤差，而且能從原理是避免測量參數(shù)的大幅變動，使測量結(jié)果更精確。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:煤礦用粗骨料高濃度充填料漿流變特性測試儀其設(shè)備包括，底座、固定支架、立桿、移動支架、扭矩傳感器、彈性聯(lián)軸器、傳動桿、測量套筒、測量轉(zhuǎn)子、料桶、緊固裝置、測量平臺、防護(hù)擋板、電動機(jī)、數(shù)字顯示儀、調(diào)速器;連接方案為，底座水平放置，立桿位于底座上方偏一側(cè)位置，固定支架、移動支架均固定在立桿上，電動機(jī)水平放置底座中央，由固定支架固定，其上接測量平臺，測量平臺的凹槽中放置料桶并由緊固裝置固定、料桶內(nèi)懸掛測量套筒、測量轉(zhuǎn)子，其中測量轉(zhuǎn)子外套測量套筒，測量套筒固定在移動支架上，測量轉(zhuǎn)子經(jīng)傳動桿與彈性聯(lián)軸器相連，彈性聯(lián)軸器上連接扭矩傳感器，扭矩傳感器固定在移動支架上，扭矩傳感器由數(shù)值顯示儀控制，電動機(jī)由調(diào)速器控制，數(shù)字顯示儀、調(diào)速器均接電源。
[0005]所述移動支架可上下移動;測量套筒為圓筒形由兩個(gè)內(nèi)外徑均不同的圓筒結(jié)合而成，測量轉(zhuǎn)子呈圓柱形，為實(shí)心金屬主體;測量套筒與測量轉(zhuǎn)子在下方平齊，且二者與托盤的間距不可低于20mm，測量套筒與測量轉(zhuǎn)子之間的間距不低于20mm，測量轉(zhuǎn)子直徑不低于20mm，高度在不低于30mm，測量套筒與料桶內(nèi)部間距不低于20_。
[0006]所述測量平臺由連接軸、托盤、凹槽組成，連接軸與電動機(jī)轉(zhuǎn)子以嚙合的形式套結(jié)在一起，凹槽上由緊固裝置固定料桶，料桶尺寸根據(jù)測量套筒與測量轉(zhuǎn)子之間的間距、測量套筒與測量轉(zhuǎn)子的尺寸參數(shù)確定。
[0007]所述實(shí)用新型測量時(shí)，測量套筒固定，測量料桶轉(zhuǎn)動，測量轉(zhuǎn)子受料漿扭矩轉(zhuǎn)動，測量參數(shù)為轉(zhuǎn)子所受扭矩Μ和電動機(jī)轉(zhuǎn)速N，根據(jù)扭矩Μ與轉(zhuǎn)速N的線性關(guān)系得到:
[0008]M = a+bN (1)
[0009]式(1)中，Μ為攪拌扭矩，Ν.m;N為攪拌轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min;a為初始剪切力的量度;b為塑性粘度的量度。其中a、b分別與料漿的屈服應(yīng)力το和塑性粘度τι成正比，其相互關(guān)系可由下式表述:
[0010]To = kia；n = k2b (2)
[0011]式⑵中，匕上分別是與το和II相關(guān)的儀器常數(shù)。
[0012]當(dāng)測試時(shí)，利用多組扭矩Μ與轉(zhuǎn)速N擬合的Μ與N的線性對應(yīng)關(guān)系，求得a、b的值再利用儀器常數(shù)lu、k4P可求得το和η。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是，該儀器在測量粗骨料高濃度充填料漿流變參數(shù)時(shí)，不僅能減少因矸石向料桶邊緣運(yùn)動引起的誤差，而且能從原理是避免測量參數(shù)的大幅變動，使測量結(jié)果更精確。
【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是圖1的Ι—Ι剖視圖。
[0017]圖3是測量平臺縱剖面構(gòu)造圖。
[0018]圖4是圖1的Π—Π剖面構(gòu)造圖。
[0019]圖中1.底座，2.固定支架，3.立桿，4.移動支架，5.扭矩傳感器，6.彈性聯(lián)軸器，7.傳動桿，8.測量套筒，9.測量轉(zhuǎn)子，10.料桶，11.緊固裝置，12.測量平臺，13.防護(hù)擋板，14.電動機(jī)，15.數(shù)字顯示儀，16.調(diào)速器，17.待測料漿，18.托盤，19.連接軸，20.電動機(jī)轉(zhuǎn)子，21.凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖1-4對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述:
[0021 ]在圖1中，煤礦用粗骨料高濃度充填料漿流變特性測試儀，其特征在于其包括:(1)底座、(2)固定支架、(3)立桿、(4)移動支架、(5)扭矩傳感器、(6)彈性聯(lián)軸器、(7)傳動桿、
(8)測量套筒、(9)測量轉(zhuǎn)子、(10)料桶、(11)緊固裝置、(12)測量平臺、(13)防護(hù)擋板、(14)電動機(jī)、(15)數(shù)字顯示儀、(16)調(diào)速器，連接方式為，底座(1)水平放置，立桿(3)位于底座
(1)上方偏一側(cè)位置，固定支架(2)、移動支架(4)均固定在立桿上，電動機(jī)(14)水平放置底座(1)中央，由固定支架(2)固定，電動機(jī)(14)上接測量平臺(12)，測量平臺(12)的凹槽(21)中放置料桶(10)并由緊固裝置(11)固定、料桶(10)內(nèi)懸掛測量套筒(8)、測量轉(zhuǎn)子(9)，其中測量轉(zhuǎn)子(9)外套測量套筒(8)，測量套筒(8)固定在移動支架(4)上，測量轉(zhuǎn)子(9)經(jīng)傳動桿
(7)與彈性聯(lián)軸器(6)相連，彈性聯(lián)軸器(6)上連接扭矩傳感