專利名稱：粘塑性物料管道輸送的表面膜減阻效果測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粘塑性物料管道輸送中的表面膜選擇測(cè)試儀器，屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
中國(guó)專利表面膜減阻方法與粘塑性物料管道輸送技術(shù)(ZL20071026557.X)，是發(fā)明人的前期研究的成果。是仿生動(dòng)物腸道膜和無(wú)鱗魚(yú)的體表粘液的表面膜減阻方法，采用在物料與管道間設(shè)置表面膜的被膜方法，一種輸料管道的內(nèi)壁降低壁摩擦力的表面處理方法。使物料的內(nèi)摩擦力大大高于管壁摩擦力，把降低壁摩擦力問(wèn)題突顯成為管道輸送系統(tǒng)中的主要矛盾，在管道輸送中其他很多復(fù)雜的問(wèn)題，都降為可以忽略的次要矛盾。一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化了，只是著重研究降低壁摩擦力問(wèn)題，克服軟粘物料與管道內(nèi)壁的粘滯性，粘塑性物料遠(yuǎn)距離管道輸送的難題就得以解決。由于輸料管道為高能表面，管壁的表面能很大，于是管壁與物料的間粘附功也很大，物料在管壁上的粘附作用很強(qiáng)，造成輸料管道阻力很大。當(dāng)輸料管道進(jìn)行處理，在管壁上增加吸附層，并加入表面活性劑。在輸送過(guò)程中表面活性劑進(jìn)入并吸附于管道的內(nèi)壁上，從而形成一層牢固的表面膜。使得管壁與物料之間墊有一層懸浮膜，避免物料與管道之間的直接摩擦，以減少粘塑性物料擾動(dòng)及與管壁粘滯阻力，同時(shí)使物料與管道相隔離，也減少了管道的磨損。如輸送粘土?xí)r加入的表面活性劑和水，就可以在管壁上鋪展，表面活性劑就以疏水的碳?xì)滏溛接诠鼙谏?，帶有一層表面膜的極性基伸入管內(nèi)吸附在管壁上，將原來(lái)高能表面的管壁被表面膜覆蓋，此時(shí)粘土的移動(dòng)在表面膜上進(jìn)行，其粘附力降低、使輸送阻力降低。使粘塑性物料在低能耗的前提下進(jìn)行輸送，實(shí)現(xiàn)各種粘塑性物料的遠(yuǎn)距離管道輸送。表面膜的選擇是遠(yuǎn)距離輸送粘塑性物料的關(guān)鍵技術(shù)之一，根據(jù)輸送物料選擇不同的表面膜，對(duì)不同配方的表面膜的減阻效果進(jìn)行試驗(yàn)至關(guān)重要。但是至今為止沒(méi)有表面膜的選擇比較的測(cè)試儀器。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這一問(wèn)題，在浙江省自然科學(xué)基金“粘塑性泥土管道輸送新方法及機(jī)理的研究”(M503164)，“軟粘土——粘塑性物料管道柱流輸送特性研究”(Y505041)的資助下。發(fā)明了粘塑性物料管道輸送的減阻表面膜選擇測(cè)試儀。本發(fā)明的粘塑性物料管道輸送的表面膜減阻效果測(cè)試儀，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)、動(dòng)板、提升裝置、水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、空壓機(jī)和真空機(jī)，其特征是把試板固定在動(dòng)板上，噴涂被測(cè)試的表面膜，并放上試件；動(dòng)板的一端連接提升裝置，設(shè)有垂直高度的標(biāo)尺；在動(dòng)板下設(shè)置一個(gè)可調(diào)頻率與振幅的振動(dòng)器。所述的實(shí)驗(yàn)臺(tái)板上設(shè)置動(dòng)板和水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)，固定提升裝置、壓力表和真空表。所述的動(dòng)板用于固定試板，一端連接提升裝置，可以調(diào)節(jié)試板的傾斜角度。所述的試件可采用與輸送管道內(nèi)壁相同材料和同樣表面處理的平面板，也可采用與輸送管道曲率相近的曲板，或直接采用輸送管道。使試驗(yàn)更接近實(shí)際的輸送狀態(tài)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)I.由于采用了動(dòng)板的一端連接提升裝置，設(shè)有垂直高度的標(biāo)尺，可以獲得試件的各種傾斜角度。在試件的重量、試件與試板的接觸面積和動(dòng)板尺寸已知的情況下，不但可用比較法得出最佳的表面膜層，而且還可以計(jì)算出，試件對(duì)試板的正壓力、試件的下滑力、試板與水平線的夾角、粘滯摩擦系數(shù)和物料和管道的壁摩擦力等參數(shù)。2.由于設(shè)置一個(gè)可調(diào)頻率與振幅的振動(dòng)器，選擇在不同頻率與不同振幅中測(cè)試出不同的減阻效果。在管道輸送中有很多復(fù)雜力學(xué)的問(wèn)題，本發(fā)明抓住降低壁摩擦力這個(gè)管道輸送系統(tǒng)中的主要矛盾，只是著重研究降低壁摩擦力問(wèn)題，克服軟粘物料與管道內(nèi)壁的粘滯性，一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化了。不但可得出最佳的表面膜層，而且還可以測(cè)出頻率與振幅與管道輸送的相關(guān)參數(shù)。3.由于在動(dòng)板上固定試板，試板上噴涂表面膜，并放上試件。由此選擇出特定物料的最佳表面膜，表面膜減阻效果的比較，就變得輕松、方便、準(zhǔn)確。4.由于模擬工程中的實(shí)際情況，采用與輸送管道曲率相同的曲板，或直接用實(shí)際工程中的輸送管道做成試板，所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更接近于實(shí)際工程中的工況，具有較好的指導(dǎo)性。所以，本發(fā)明具有原理簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，接近實(shí)況，可比性強(qiáng)的特點(diǎn)。選擇的表面膜應(yīng)用于工程中使輸量更大，輸距更遠(yuǎn)，能耗更省。


圖I為實(shí)施例平面試板表面膜選擇測(cè)試圖，圖2為管道表面膜選擇測(cè)試圖，圖3為曲面試板截面圖。圖中包含表面膜層(I)、試板(2)、試件(3)、絞鏈(4)、標(biāo)尺(5)、頂板
(6)、液壓操縱桿(7)、液壓缸⑶、頂桿(9)、水平儀(10)、振動(dòng)器(11)、動(dòng)板(12)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)板
(13)、調(diào)節(jié)旋紐(14)、空壓機(jī)(15)、真空機(jī)(16)、壓力表(17)、負(fù)壓表(18)、抱攀(19)、管道
(20)、曲面試板(21)、圓形試件(22)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例如圖I所示，表面膜選擇測(cè)試儀包括一個(gè)有水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，水平儀(10)鑲嵌于實(shí)驗(yàn)臺(tái)板(13)上，實(shí)驗(yàn)臺(tái)腳分別設(shè)有水平調(diào)節(jié)旋紐(14);實(shí)驗(yàn)臺(tái)板(13)上設(shè)置的動(dòng)板(12)，一側(cè)設(shè)有提升裝置和垂直高度的標(biāo)尺(5)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)板(13)下安裝空壓機(jī)
(15)、真空機(jī)(16);動(dòng)板(12) —端連接提升裝置，在動(dòng)板(12)下設(shè)置一個(gè)可調(diào)頻率與振幅的振動(dòng)器(11)，在動(dòng)板(12)上固 定試板(2);試板上噴涂被測(cè)試的表面膜層(1)，并放置試件⑶。提升裝置采用液壓頂桿(9)，頂板(6)與動(dòng)板(12)由絞鏈(4)連接。表面膜層⑴根據(jù)輸送的物料選擇環(huán)保易降解材料，不同的表面膜層⑴的減阻效果不同，可采用水、潤(rùn)滑活性劑、發(fā)泡劑的混合物等。在輸送軟粘土?xí)r，表面膜液采用聚丙烯酰胺(PAM)、直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨(AESA)、月桂醇硫酸鈉(K12)、擴(kuò)散劑NN0、擴(kuò)散劑MF中的一種或幾種混合的水溶液。
為了使試驗(yàn)更接近實(shí)際的輸送狀態(tài)，采用的試板(2)與輸送管道內(nèi)壁相同的材料并做同樣的表面處理，也可采用與輸送管道曲率相近的曲面試板(21)，或直接采用輸送管道(20)。下面對(duì)表面膜選擇測(cè)試儀的使用作進(jìn)一步的說(shuō)明。I.平面試板表面膜選擇測(cè)試第I步固定試板(2):把與輸送管道內(nèi)壁相同的材料做成試板(2)，固定于測(cè)試儀的動(dòng)板(12)上，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)旋紐(14)，看水平儀(10)，把實(shí)驗(yàn)臺(tái)板(13)調(diào)整到水平狀態(tài)；第2步噴涂表面膜把試板(2)劃分成幾個(gè)區(qū)域，并分別把幾種表面膜液噴涂于試板⑵的各自區(qū)域上，形成表面膜層(I);第3步按下式確定試件(3)的重量及試件(3)與試板(2)的接觸面積
權(quán)利要求
1.粘塑性物料管道輸送的表面膜減阻效果測(cè)試儀，其特征是ー個(gè)有水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，水平儀(10)鑲嵌于實(shí)驗(yàn)臺(tái)板(13)上，實(shí)驗(yàn)臺(tái)腳分別設(shè)有水平調(diào)節(jié)旋紐(14);實(shí)驗(yàn)臺(tái)板(13)上設(shè)置的動(dòng)板(12)，ー側(cè)設(shè)有提升裝置和垂直高度的標(biāo)尺(5);實(shí)驗(yàn)臺(tái)板(13)下安裝空壓機(jī)(15)、真空機(jī)(16);動(dòng)板(12) —端連接提升裝置，在動(dòng)板(12)下設(shè)置ー個(gè)可調(diào)頻率與振幅的振動(dòng)器(11);在動(dòng)板(12)上固定試板(2)，試板上噴涂被測(cè)試的表面膜層(I)，并放置試件(3)。
2.如權(quán)利要求I所述的粘塑性物料管道輸送的表面膜減阻效果測(cè)試儀，其特征是采用的試板(2)與輸送管道內(nèi)壁相同的材料并做同樣的表面處理，也可采用與輸送管道曲率相近的曲面試板(21)，或直接采用輸送管道(20)。
3.如權(quán)利要求I所述的粘塑性物料管道輸送的表面膜減阻效果測(cè)試儀，其特征是表面膜液采用聚丙烯酰胺(PAM)、直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇聚氧こ烯醚硫酸銨(AESA)、月桂醇硫酸鈉(K12)、擴(kuò)散劑NNO、擴(kuò)散劑MF中的ー種或幾種混合的水溶液。
4.如權(quán)利要求I所述的粘塑性物料管道輸送的表面膜減阻效果測(cè)試儀，其特征是試件(3)的重量及試件(3)與試板(2)的接觸面積按下式計(jì)算
5.如權(quán)利要求I所述的粘塑性物料管道輸送的表面膜減阻效果測(cè)試儀，其特征是在表面膜條件下的推動(dòng)物料所需的推力的為
全文摘要
粘塑性物料管道輸送的表面膜減阻效果測(cè)試儀，屬于實(shí)驗(yàn)設(shè)備。包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)、動(dòng)板、提升裝置、水平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、空壓機(jī)和真空機(jī)，其特征是把試板固定在動(dòng)板上，噴涂被測(cè)試的表面膜，并放上試件；動(dòng)板的一端連接提升裝置，設(shè)有垂直高度的標(biāo)尺；在動(dòng)板下設(shè)置一個(gè)可調(diào)頻率與振幅的振動(dòng)器。具有原理簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，接近實(shí)況，可比性強(qiáng)的特點(diǎn)。選擇的表面膜應(yīng)用于工程中使輸量更大，輸距更遠(yuǎn)，能耗更省。適用于各種粘塑性物料管道輸送中的減阻表面膜的選擇與測(cè)試。
文檔編號(hào)G01N33/00GK102628853SQ201210076098
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者朱婉珍, 李未材, 滕一峰, 陶松壘, 陶鈞炳 申請(qǐng)人:浙江科技學(xué)院