一种充填管道耐磨性能测试装置制造方法
【专利摘要】一种充填管道耐磨性能测试装置，属于管道输送技术研究领域。底座箱体位于整个装置最底部，支撑台面固定于底座箱体上表面，保护罩固定于支撑台面上方，旋转铁质圆盘置于保护罩内部，防水砂布平铺于旋转铁质圆盘上表面，防水砂布固定装置位于旋转铁质圆盘侧壁表面，固定转轴固定于底座箱体、穿过支撑台面、连接于旋转铁质圆盘，电机放置于底座箱体内部，管道材料固定支架固定于支撑台面侧壁，管道材料固定于管道材料固定支架的侧面，加水管位于防水砂布和管道材料交界线上方，配重材料在管道材料的上面。该装置能够准确模拟和量化充填物料输送过程中管道磨损量，适用于膏体、浆体或者其他流态状物料输送管道磨损性能测试和判定。
【专利说明】一种充填管道耐磨性能测试装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种考虑矿山充填实际的充填管道耐磨性能测试装置及其使用 方法，属于管道输送技术研究领域，主要用于测定和评价管道磨损情况，为管道选用提供依 据。
【背景技术】
[0002] 全尾砂膏体充填采矿技术可以最大限度使用地表尾矿，充填浓度高、充填质量好、 性价比高，被国内外矿山广泛采用。管道输送被认为是充填采矿技术的"咽喉"工程，决定 着膏体充填技术的应用效果。在充填实际中，经常遇到充填管道磨穿，导致打造好的钻孔不 得不在较短期限废弃。因此，充填管道磨损严重、使用寿命短是矿山充填面临的主要问题之 一，造成严重经济损失，同时影响着生产效率。
[0003] 上述问题存在的一个重要原因是在管道使用之前对于管道磨损性能不清楚。为 此，有必要研发一种管道磨损性能测试方法和装置，在矿山选用充填管道之前，对其耐磨损 性能进行定量评价，为矿山管道选用降低风险，节约成本。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于，提供一种充填管道耐磨性能测试装置及使用方法。该方 法能够定量预测充填管道磨损性能，进而评估管道使用寿命，为充填管道选用提供依据。主 要有以下几个优点：第一，易于操作，适用于各种充填管道磨损性能测试；第二，与实际充 填管道磨损模拟度高，采用切向磨损、试验过程加水，更能模拟充填实际磨损情况；第三，测 试精度高，可以量化管道磨损厚度，并以最为普遍使用的钢管磨损性能作为参照，对于备用 管道磨损性能有一个定量评价。
[0005] 本实用新型主体由底座箱体、支撑台面、保护罩、旋转铁质圆盘、防水砂布、防水砂 布固定装置、固定转轴、电机、管道材料固定支架、管道材料、加水管、配重材料组成，如图1 所示。
[0006] 底座箱体位于整个装置最底部，支撑台面固定于底座箱体上表面，保护罩固定于 支撑台面上方，旋转铁质圆盘置于保护罩内部，防水砂布平铺于旋转铁质圆盘上表面，防水 砂布固定装置位于旋转铁质圆盘侧壁表面，固定转轴固定于底座箱体、穿过支撑台面、连接 于旋转铁质圆盘，电机放置于底座箱体内部，管道材料固定支架固定于支撑台面侧壁，管道 材料固定于管道材料固定支架的侧面，加水管位于防水砂布和管道材料交界线上方，配重 材料在管道材料的上面。
[0007] 底座箱体，主要作用是支撑整个测试装置，并且将固定转轴和电机放置于其内部。
[0008] 支撑台面，主要用来支撑旋转铁质圆盘。
[0009] 保护罩，主要作用是在测试过程中对测试人员等进行有效保护，同时对磨损过程 中的粉尘进行收集。
[0010] 旋转铁质圆盘，作为防水砂布的载体，在测试过程中带动防水砂布进行旋转，旋转 铁质圆盘直径为200mm?500mm，厚度为20mm?50mm。
[0011] 防水砂布，采用磨削力较强的等粒径的30#?60#棕刚玉、锆刚玉或碳化硅颗粒及 砂布制成，并具有防水功能，砂布直径为280mm?580mm，厚度为0. 5mm?10mm，多余部分顺 延旋转铁质圆盘侧壁固定。测试过程中主要依靠涂附砂布上的棕刚玉、锆刚玉或碳化硅颗 粒对管道材料进行磨损测试。
[0012] 防水砂布固定装置，用于将砂布固定于旋转铁质圆盘表面，主要是砂布绑扎在旋 转铁质圆盘侧壁。
[0013] 固定转轴，主要作用是带动旋转铁质圆盘进行旋转。通过固定转轴旋转，防水砂布 与管道材料进行切向磨损，这一过程与实际管道输送过程中的磨损相一致。固定转轴的旋 转速度为500?3000r/min。
[0014] 电机，对固定转轴的开始、停止、转速进行控制。
[0015] 管道材料固定支架，一端焊接固定在支撑台面的侧面，成弯曲状后的另一端，有三 个铁棍组成并垂直向下，中间一根指向圆盘半径的中心位置，其它两根分布两侧。三个铁棍 在管道材料和配重材料的侧面，主要用于阻挡管道测试材料和配重材料不随圆盘转动而运 动，并将其固定在圆盘半径的中心位置。
[0016] 管道材料，直径50mm?200mm，厚度5mm?100mm依靠自重和配重压在防水砂布表 面，在旋转铁质圆盘高速旋转过程中，对管道材料进行磨损，根据管道磨损质量减少量对其 磨损厚度进行换算。
[0017] 加水管，主要用于测试过程中，向砂布及测试材料表面连续加水，水量保持恒定。 加水不仅降低了测试过程中材料温度、减少粉尘，更重要的是，对实际膏体输送过程中，液 态环境进行了模拟，更加贴近实际充填管道输送过程的磨损状态。
[0018] 配重材料，配重材料的主要用途是确保不同管道材料磨损过程中的压强相等，减 少由于管道材料的自重、面积不同造成的测试误差。在管道材料质量的基础上，进行配重计 算，算后的配重材料量在测试时按照单位面积压强在0. 001?0. 〇2MPa，加载于管道材料的 上方，并由管道材料固定支架固定。配重材料由钢制原盘制成，可配重量由10000g、5000g、 2000g、1000g、500g、200g、100g、50g、10g、5g、2g、lg 进行组合实现。
[0019] 本实用新型设计缜密、制作简单、体积较小，移动灵活，既可在实验室进行，也可以 在现场进行测试。能够准确模拟和量化膏体输送过程中管道磨损量，可为现场管道选用提 供依据，具有较强的实用价值。适用于膏体、浆体或者其他流态状物料输送管道磨损性能测 试和判定。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型充填管道耐磨性能测试装置主视图；
[0021] 图2为本实用新型充填管道耐磨性能测试装置俯视图；
[0022] 其中，1-底座箱体；2-支撑台面；3-保护罩；4-旋转铁质圆盘；5-防水砂布；6-防 水砂布固定装置；7-固定转轴；8-电机9-管道材料固定支架；10-管道材料；11-加水管； 12-配重材料。
【具体实施方式】
[0023] -种充填管道耐磨性能测试装置，其特征在于：底座箱体（1)位于整个装置最底 部，支撑台面（2)固定于底座箱体（1)上表面，保护罩（3)固定于支撑台面（2)上方，旋转铁 质圆盘⑷置于保护罩⑶内部，防水砂布（5)平铺于旋转铁质圆盘⑷上表面，防水砂布 固定装置（6)位于旋转铁质圆盘（4)侧壁表面，固定转轴（7)固定于底座箱体（1)、穿过支 撑台面（2)、连接于旋转铁质圆盘（4)，电机（8)放置于底座箱体（1)内部，管道材料固定支 架（9)固定于支撑台面（2)侧壁，管道材料（10)固定于管道材料固定支架（9)下方，加水 管（11)位于防水砂布（5)和管道材料（10)交界线上方，配重材料（12)压在管道材料（10) 的上方。
[0024] 所述充填管道耐磨性能测试装置的使用方法为：
[0025] (1)制作被测管道材料试样。
[0026] (2)将被测管道材料固定于管道材料固定支架侧面的圆盘半径中间，紧贴于防水 砂布表面，在被测管道材料的上方放置配重材料，开启电机，通过旋转铁质圆盘带动防水砂 布旋转，进而磨损管道材料下表面。
[0027] (3)首先对测试材料磨损0. 5h?3h，将其表面磨平，此时管道材料烘干后质量 为％ ;再将材料磨损lh，烘干测试材料质量为1?，面积s，密度P，则测试管道磨损厚度为
[0028] (4)再制作便于取材或者加工的钢坯试样，配重到相同压强下，同步骤（3)测量方 法测量相同磨损时间，测得钢管材料厚度为匕，该测量值作为选用充填管道的对照磨损厚 度；
[0029] (5)选用充填管道的磨损厚度是钢管的|，则预测选用充填管道使用寿命是钢管 的￥倍。
[0030] 实施方案举例：
[0031] 以某新型耐磨管道内衬材料与充填常用的16Mn钢管材料比较为例，采用本实用 新型测试装置，设置转轴转速为l〇〇〇r/min，配重压强为0. 0056MPa。首先对两种材料进行 lh磨损测试，将其新鲜表面进行磨损，再根据上述测量方法，对配重、磨损厚度等进行计算。 测试结果如表1。
[0032] 表1耐磨性能测试结果表
[0033] -- Γ 1 I I 16Mn 钢磨损厚度 材料原磨损1h 面^7密度·^配重磨^厚度/耐磨内衬材料磨 测试材料重/g 后重/g cm g/cm· /g 量/g /cm 损厚度 某耐磨管道 1826 182〇 125.24460 3.10 5249 6 0.01545 1〇. 5〇4 16Mn 钢 I 345 丨 315 | 23.15544 | 7.98 1 999 | 30 | 0.16230 | L000 .]
[0034] 注：表中"材料原重"为两种材料新鲜表面磨损后的重量。
[0035] 由表1可知，选用耐磨管道内衬材料的磨损厚度是16Mn钢的0. 095,不足10%;则 选用耐磨管道内衬材料使用寿命是16Mn钢的10. 5倍。因此，选用耐磨管道内衬材料耐磨 性能明显优于16Mn钢材料。
【权利要求】
1. 一种充填管道耐磨性能测试装置，其特征在于：由底座箱体（1)、支撑台面（2)、保护 罩（3)、旋转铁质圆盘（4)、防水砂布（5)、防水砂布固定装置（6)、固定转轴（7)、电机（8)、 管道材料固定支架（9)、管道材料（10)、加水管（11)、配重材料（12)组成；底座箱体（1)位 于整个装置最底部，支撑台面（2)固定于底座箱体（1)上表面，保护罩（3)固定于支撑台面 (2)上方，旋转铁质圆盘（4)置于保护罩（3)内部，防水砂布（5)平铺于旋转铁质圆盘（4) 上表面，防水砂布固定装置（6)位于旋转铁质圆盘（4)侧壁表面，固定转轴（7)固定于底座 箱体（1)、穿过支撑台面（2)、连接于旋转铁质圆盘（4)，电机⑶放置于底座箱体⑴内部， 管道材料固定支架（9)固定于支撑台面（2)侧壁，管道材料（10)固定于管道材料固定支架 (9)的侧面，加水管（11)位于防水砂布（5)和管道材料（10)交界线上方，配重材料（12)在 管道材料（10)的上面。
2. 如权利要求1所述的一种充填管道耐磨性能测试装置，其特征在于：所述的旋转铁 质圆盘⑷的直径为200mm?500mm，厚度为20mm?50mm。
3. 如权利要求1所述的一种充填管道耐磨性能测试装置，其特征在于：所述的防水砂 布（5)，采用磨削力较强的粒度号为30#?60 #的棕刚玉、锆刚玉或碳化硅等粒径磨粒涂附 于砂布表面制成，测试选用砂布的直径为280mm?580mm，厚度为0. 5mm?10mm，多余部分 顺延着旋转铁质圆盘（4)侧壁。
4. 如权利要求1所述的一种充填管道耐磨性能测试装置，其特征在于：所述的固定转 轴（7)的旋转速度为500?3000r/min。
5. 如权利要求1所述的一种充填管道耐磨性能测试装置，其特征在于：所述的管道材 料固定支架（9)在管道材料（10)的侧面。
6. 如权利要求1所述的一种充填管道耐磨性能测试装置，其特征在于：所述的管道材 料（10)，直径 50mm ?200mm,厚度 5mm ?100mm。
7. 如权利要求1所述的一种充填管道耐磨性能测试装置，其特征在于：所述的配重材 料（12)，由钢制原盘制成，可配重量由 10000g、5000g、2000g、1000g、500g、200g、100g、50g、 10g、5g、2g、lg进行组合实现；最终配重后的压强在0· 001?0· 02MPa。
【文档编号】G01N3/56GK203908895SQ201420325928
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】靳亲国, 马成良, 贾全利, 王勇 申请人:靳亲国