煤矿用粗骨料高浓度充填料浆流变特性测试仪的制作方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本实用新型涉及一种在煤矿胶结充填开采技术中，测试由煤矸石、粉煤灰、胶凝材料等组成的粗骨料高浓度充填料浆流变参数的仪器。
【背景技术】
[0002]目前，出于保护地表生态以及重要建、构筑物的需要，许多煤矿采用充填开采技术对建筑物、水体下、铁路下等“三下”压煤进行回采。近年来，随着膏体、似膏体、高浓度等胶结充填技术的迅速发展，对由煤矸石、粉煤灰、胶凝材料等组成的膏体、似膏体、高浓度等胶结充填料浆流变特性的研究和流变参数的测量变得越来越重要。但是由于传统的平行板式、同轴圆筒式和毛细管式等几种粘度计由于测量时用于液体流动的通道过于狭窄，故而都只能适用于悬浮浆液或细粒级料浆(如水泥浆等)流变参数的测量，对含有煤矸石(最大粒径可达20mm)这种粗骨料的充填料浆却因其无法通过测量通道而不能测量其流变参数。此外，由于煤矿粗骨料高浓度充填料浆浓度较混凝土的浓度小，使用以叶片或者杆状物搅拌测量为主的混凝土流变仪对粗骨料充填料浆进行流变参数的测量，容易使充填料浆中的大颗粒矸石在离心力的作用下向测量料桶边缘移动，给粗骨料充填料浆的流变参数的测量带来较大的误差，同时在搅拌过程中也容易因叶片、搅拌杆等不均匀碰触矸石造成仪器读数的大幅变动，给测量参数的处理带来不便。
【发明内容】
[0003]为了解决传统粘度计不能测量煤矿胶结充填技术中粗骨料高浓度充填料浆流变参数，现有混凝土流变仪测量粗骨料高浓度充填料浆存在矸石向料桶边缘离心运动，叶片、搅拌杆等不均匀碰触矸石造成仪器读数大幅变动，测量时容易引起较大误差的问题，本实用新型提供一种煤矿用粗骨料高浓度充填料浆流变特性测试仪，该仪器在测量粗骨料高浓度充填料浆的同时，不仅能减少因矸石向料桶边缘运动引起的误差，而且能从原理是避免测量参数的大幅变动，使测量结果更精确。
[0004]为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:煤矿用粗骨料高浓度充填料浆流变特性测试仪其设备包括，底座、固定支架、立杆、移动支架、扭矩传感器、弹性联轴器、传动杆、测量套筒、测量转子、料桶、紧固装置、测量平台、防护挡板、电动机、数字显示仪、调速器;连接方案为，底座水平放置，立杆位于底座上方偏一侧位置，固定支架、移动支架均固定在立杆上，电动机水平放置底座中央，由固定支架固定，其上接测量平台，测量平台的凹槽中放置料桶并由紧固装置固定、料桶内悬挂测量套筒、测量转子，其中测量转子外套测量套筒，测量套筒固定在移动支架上，测量转子经传动杆与弹性联轴器相连，弹性联轴器上连接扭矩传感器，扭矩传感器固定在移动支架上，扭矩传感器由数值显示仪控制，电动机由调速器控制，数字显示仪、调速器均接电源。
[0005]所述移动支架可上下移动;测量套筒为圆筒形由两个内外径均不同的圆筒结合而成，测量转子呈圆柱形，为实心金属主体;测量套筒与测量转子在下方平齐，且二者与托盘的间距不可低于20mm，测量套筒与测量转子之间的间距不低于20mm，测量转子直径不低于20mm，高度在不低于30mm，测量套筒与料桶内部间距不低于20_。
[0006]所述测量平台由连接轴、托盘、凹槽组成，连接轴与电动机转子以啮合的形式套结在一起，凹槽上由紧固装置固定料桶，料桶尺寸根据测量套筒与测量转子之间的间距、测量套筒与测量转子的尺寸参数确定。
[0007]所述实用新型测量时，测量套筒固定，测量料桶转动，测量转子受料浆扭矩转动，测量参数为转子所受扭矩Μ和电动机转速N，根据扭矩Μ与转速N的线性关系得到:
[0008]M = a+bN (1)
[0009]式(1)中，Μ为搅拌扭矩，Ν.m;N为搅拌转子转速，r/min;a为初始剪切力的量度;b为塑性粘度的量度。其中a、b分别与料浆的屈服应力το和塑性粘度τι成正比，其相互关系可由下式表述:
[0010]To = kia；n = k2b (2)
[0011]式⑵中，匕上分别是与το和II相关的仪器常数。
[0012]当测试时，利用多组扭矩Μ与转速N拟合的Μ与N的线性对应关系，求得a、b的值再利用仪器常数lu、k4P可求得το和η。
[0013]本实用新型的有益效果是，该仪器在测量粗骨料高浓度充填料浆流变参数时，不仅能减少因矸石向料桶边缘运动引起的误差，而且能从原理是避免测量参数的大幅变动，使测量结果更精确。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
[0016]图2是图1的Ι—Ι剖视图。
[0017]图3是测量平台纵剖面构造图。
[0018]图4是图1的Π—Π剖面构造图。
[0019]图中1.底座，2.固定支架，3.立杆，4.移动支架，5.扭矩传感器，6.弹性联轴器，7.传动杆，8.测量套筒，9.测量转子，10.料桶，11.紧固装置，12.测量平台，13.防护挡板，14.电动机，15.数字显示仪，16.调速器，17.待测料浆，18.托盘，19.连接轴，20.电动机转子，21.凹槽。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图1-4对本实用新型进行进一步描述:
[0021 ]在图1中，煤矿用粗骨料高浓度充填料浆流变特性测试仪，其特征在于其包括:(1)底座、(2)固定支架、(3)立杆、(4)移动支架、(5)扭矩传感器、(6)弹性联轴器、(7)传动杆、
(8)测量套筒、(9)测量转子、(10)料桶、(11)紧固装置、(12)测量平台、(13)防护挡板、(14)电动机、(15)数字显示仪、(16)调速器，连接方式为，底座(1)水平放置，立杆(3)位于底座
(1)上方偏一侧位置，固定支架(2)、移动支架(4)均固定在立杆上，电动机(14)水平放置底座(1)中央，由固定支架(2)固定，电动机(14)上接测量平台(12)，测量平台(12)的凹槽(21)中放置料桶(10)并由紧固装置(11)固定、料桶(10)内悬挂测量套筒(8)、测量转子(9)，其中测量转子(9)外套测量套筒(8)，测量套筒(8)固定在移动支架(4)上，测量转子(9)经传动杆
(7)与弹性联轴器(6)相连，弹性联轴器(6)上连接扭矩传感