用于液固两相流动实验的固相颗粒落料装置的制作方法

本发明涉及液固两相流动实验装置领域，尤其是一种用于液固两相流动实验的固相颗粒落料装置。

背景技术：

液固两相流动广泛存在于自然界及能源、化工、石油、矿业、水利等各个领域。尤其是近年来，随着科学技术的发展，新材料、新技术、新工艺的出现，液固两相流理论的应用范围不断扩大，它在现代工业和科学技术各个领域中的重要性越来越明显。例如，固体颗粒的水力输运，泥沙在河流中的运移，化学工业中的搅拌，油层水力压裂工艺中支撑剂的运移等等，不胜枚举。目前国内外对于液固两相流的研究都极为重视，它已成为当今流体力学研究中最具挑战性的前沿领域之一。目前，液固两相流的研究仍然以实验为主，通过实验得到数据和规律，建立了完全经验性的，或者半经验半理论性的模型。由于这些模型计算简便，误差又在许可范围之内，因此，在工程中得到了广泛的应用。

由于液固两相流动比单相流动具有更广泛的普遍性和实用性，且其物理特性及数学描述也要比单相流动复杂得多，因此，为了能够对液固两相流动特性进行准确的实验研究以及确定液固两相流型，通常需要进行大量的物理化学实验。如何简化设计液固两相流动实验室实验装置是相当重要的。尤其是在科研院所和高等学校，经常需要研究不同固相介质的液固两相流动，如果固相落料装置设计繁琐，可移动性差，固相颗粒落料量差，严重影响实验成本和实验进度。同时，还会造成不必要的废弃材料，不能达到节能环保和高效利用实验资源的目的。因此，需要根据液固两相流动实验研究需要，合理设计液固两相流动实验室实验装置。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本发明设计了一种用于液固两相流动实验的固相颗粒落料装置。

本发明采用的技术方案如下：

本发明包括空心不锈钢支撑架、放料板、升降杆、伸缩杆、三通螺纹管、落料漏斗和调节阀，空心不锈钢支撑架的底部设有用于移动的滚轮，空心不锈钢支撑架内固定有水平布置的放料板，空心不锈钢支撑架固定连接有升降组件，升降组件包括两个相互平行且位于同一平面的升降杆，两个升降杆之间通过支撑杆连接形成h型，两个升降杆在支撑杆的作用下沿竖直方向同时升降，两个升降杆的下端均固定在空心不锈钢支撑架的外侧面，两个升降杆的上端通过各自的三通螺纹管分别连接一个水平布置的伸缩杆，两个三通螺纹管结构相同，三通螺纹管为具有三个接头的t型三通管，三个接头包括两个支管接头和一个主管接头，两个支管接头同轴设置且180°对称，主管接头的轴线垂直于支管接头的轴线，三个接头的内壁上均设有内螺纹，升降杆的上端与主管接头螺纹连接，伸缩杆贯通安装在两个支管接头中，两个伸缩杆的布置方式相同；两个伸缩杆相互平行且位于同一平面，两个伸缩杆之间水平固定有支撑板，支撑板的中部开有用于放置落料漏斗的支撑孔，支撑孔的孔径小于落料漏斗的最大外径，落料漏斗通过支撑孔卡接竖直固定在支撑板上，落料漏斗的出料口向下穿过支撑孔，落料漏斗的出料口的侧面设有用于控制固相颗粒落料量的调节阀；调节阀的一端径向穿入出料口内，调节阀通过调节径向穿入出料口的长度控制固相颗粒落料量。

优选的，每个升降杆包括两个同轴布置的升降节，两个升降节相对的一端均设有用于与螺纹连接套筒连接的外螺纹，两个升降节通过螺纹连接套筒连接，两个升降杆的下端通过共同的固定架固定连接在空心不锈钢支撑架的外侧面，固定架包括第一固定架和第二固定架，升降杆的下端穿过第一固定架后固定在第二固定架的上端面，第一固定架和第二固定架的侧面焊接在空心不锈钢钢管上。

优选的，所述的每个伸缩杆包括两个同轴布置的伸缩节，两个伸缩节的一端分别通过螺纹与三通螺纹管螺纹连接，伸缩节旋出三通螺纹管外使伸缩杆伸长，伸缩节旋进三通螺纹管内使伸缩杆缩短，支撑板焊接在两个伸缩杆之间形成支撑平面。

优选的，落料漏斗的上部为圆柱体结构，下部为上大下小的中空喇叭口结构，落料漏斗的上部和下部固定连接且内部中空形成落料通道，喇叭口结构上端的内径与圆柱体的内径相同，过滤筛网水平固定在喇叭口结构的内壁面中。

优选的，空心不锈钢支撑架主要是由四根空心不锈钢管围成的框架结构，四根空心不锈钢管通过放料板连接成一体，所述的滚轮共有四个，所述的滚轮通过链接环安装在空心不锈钢支撑架的底部四角。

优选的，放料板包括上下放置且相互平行的上层放料板和下层放料板，上层放料板和下层放料板均焊接固定在空心不锈钢支撑架，上层放料板和下层放料板均放置有固相颗粒物料。

优选的，升降杆和伸缩杆均采用为空心不锈钢圆管。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简洁，装置可移动性强，能够重复多工况使用，降低了实验成本，达到节能环保和高效利用实验资源的目的。本发明还可以根据液固两相流动实验需要，控制固相颗粒落料量，能够应用于液固两相流的实验。

附图说明

图1是本发明装置的主视图示意图。

图2是本发明装置的左视图示意图。

图3是本发明装置的三维结构示意图。

图4为落料漏斗内部的颗粒过滤筛网示意图。

图中，1.滚轮，2.下层放料板，3.上层放料板，4.升降杆，5.螺纹连接套筒，6.支撑杆，7.伸缩杆，8.三通螺纹管，9.落料漏斗，10.调节阀，11.第一固定架，12.第二固定架，13.空心不锈钢支撑架，14.支撑板，15.链接环，16.颗粒过滤筛网，17.喇叭口结构，18.倒梯形面，19.内壁面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，空心不锈钢支撑架13的底部设有用于移动的滚轮1，空心不锈钢支撑架13上固定有水平布置的放料板，空心不锈钢支撑架13固定连接沿竖直方向升降的升降组件，升降组件包括两个相互平行且位于同一平面的升降杆4，两个升降杆4之间通过支撑杆6连接形成h型，两个升降杆4的下端均固定在空心不锈钢支撑架13的外侧面，两个升降杆4的上端分别通过一个三通螺纹管8连接一个水平布置的伸缩杆7，三通螺纹管8为具有三个接头的t型三通管，三个接头包括两个支管接头和一个主管接头，两个支管接头同轴设置且180°对称，主管接头的轴线垂直于所述支管接头的轴线，三个接头的内壁上均设有内螺纹，升降杆4的上端与主管接头螺纹连接，伸缩杆7贯通安装在两个支管接头中，两个伸缩杆7布置方式相同。

两个伸缩杆7相互平行且位于同一平面，两个伸缩杆7之间固定有水平的支撑板14，支撑板14的中部开有用于放置落料漏斗9的支撑孔，支撑孔的孔径小于落料漏斗9的最大外径，落料漏斗9通过支撑孔卡接固定在支撑板14上，落料漏斗9的出料口设有用于控制固相颗粒落料量的调节阀10。落料漏斗9的出料口自上而下穿过支撑孔，出料口的侧面连接调节阀10，调节阀10径向穿入出料口内，通过调节阀10使调节阀10径向穿入的长度变长或变短来控制固相颗粒落料量：调节阀10径向穿入的长度变长使出料口的有效出料直径减小，固相颗粒落料量减小；调节阀10径向穿入的长度变短使出料口的有效出料直径增大，固相颗粒落料量增多。

如图4所示，落料漏斗9的上部为圆柱体结构，下部为上大下小的喇叭口结构17，落料漏斗9的上部和下部固定连接且内部中空形成落料通道，喇叭口结构17上端的内径与圆柱体的内径相同。喇叭口结构17的纵截面为倒梯形面18，喇叭口结构17的内壁面19的中部形成一个与过滤筛网16尺寸相同的圆形环面，用于固定支撑过滤筛网16。过滤筛网16水平安装在喇叭口结构17内。颗粒过滤筛网16为不锈钢筛网，可以根据实验选择不同筛孔数目的过滤筛网16。当因实验环境潮湿，颗粒发生粘结时，只要轻敲落料漏斗外壁，就可以解决颗粒粘结不能稳定落料的问题。

如图1、图3所示，每个伸缩杆7包括两个同轴套接的伸缩节，两个同轴套接的伸缩节均通过螺纹与三通螺纹管8连接，支撑板14焊接在两个伸缩杆7之间形成支撑平面。

如图1、图3所示，每个升降杆4包括两个同轴布置的升降节，两个升降节相对的一端均设有用于与螺纹连接套筒5连接的外螺纹，两个升降节通过螺纹连接套筒5连接为完整的一个升降杆4。两个升降杆4的下端通过共同的固定架固定连接在空心不锈钢支撑架13的外侧面，固定架包括第一固定架11和第二固定架12，升降杆4的下端穿过第一固定架11后固定在第二固定架12的上端面，第一固定架11和第二固定架12的侧面焊接在空心不锈钢钢管13上。

如图3所示，空心不锈钢支撑架13主要是由四根空心不锈钢管围成的框架结构，四根空心不锈钢管通过放料板连接成一体，所述的滚轮1共有四个，所述的滚轮1通过链接环15安装在空心不锈钢支撑架13的底部四角。具体结构是：空心不锈钢钢管13在靠近底部各个角的正上方设有用于与滚轮1连接的凸块，滚轮1的滚轮轴和对应的一个凸块之间通过链接环15套设连接。

具体实施中，升降杆4和伸缩杆7均采用为空心不锈钢圆管。所述的支撑杆6的两端分别通过螺纹连接升降杆4。

如图1、图3所示，放料板包括上下放置且相互平行的上层放料板3和下层放料板2，上层放料板3和下层放料板2均焊接固定在空心不锈钢支撑架13，上层放料板3和下层放料板2均放置有固相颗粒物料。

本发明的具体实施过程如下：

使用前，上层放料板3和下层放料板2必须放置有固相颗粒物料。首先通过滚轮1将整个装置移动到目的地，根据实验要求调节升降杆4的高度，具体是调节升降杆4的升降节旋入或旋出螺纹连接套筒的长度来使装置达到预定高度，然后调节伸缩杆7沿水平方向的伸缩使落料漏斗9的出料口正对需要落料的位置，最后旋转调节阀10来控制固相颗粒落料量使装置能够配合实验要求完成实验。