一种固液两相混合物固含量检测装置及方法与流程

本发明属于煤矿安防，涉及一种固液两相混合物固含量检测装置及方法，尤其涉及煤泥水混合物中固含量的自动化检测。

背景技术：

1、在煤矿开采的瓦斯治理过程中，为了增大煤层的透气性，在底抽巷打孔后，常采用高压水进行水力冲孔、割缝卸煤等措施，在水力冲孔或割缝作业过程中，煤层在高压水等外力作用下，产生大量的破碎煤与水的混合物冲出，混合物中含有较多的微细颗粒，考察水力冲孔效果的指标主要有冲出煤量、瓦斯浓度、瓦斯含量等，而冲出煤量又直接影响到瓦斯含量和浓度两个指标的大小。

2、在对冲出煤量进行计量之前，需要先将煤水混合物中固相碎煤和液相水两种物料进行分离。目前对冲出煤泥水中煤的计量方法有两种：一种是最原始的多级沉淀池法，即在底抽巷现场制作一定形状的沉淀池，煤泥水在沉淀池内沉淀后计一个单位的量，然后再通过人工把沉淀池清空，进行下一次的计量，由于沉淀池主要靠重力自然沉降，煤水分离时间较长且效果较差，占用人员多，分离后的煤泥含水量较多，无法实现直接机械外排，导致现场工作环境极差，同时无法准确计量钻孔出煤量，钻孔施工质量得不到有效保障，给煤矿安全生产带来极大隐患；另一种是直线脱水筛筛分法，利用振动电机作为振动源，使物料在筛网上被抛起并向前作直线运动，煤水混合物通过筛网产生固液分离的效果，分离出的煤颗粒再进行容积式计量，这种方法计量受分离精度影响较大，而且有大量的煤泥流失未进入到计量容器内，造成计量误差较大。因此，需要改进现有冲出煤泥水中煤的计量方法。

技术实现思路

1、本发明针对现有计量方法的难计量、劳动强度大、效率低等技术问题，提供一种固液两相混合物固含量检测装置及检测方法，结构设计合理，设置多个分流和计量机构，可以实现不间断连续准确测量，提高了检测效率，降低了劳动强度。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种固液两相混合物固含量检测装置，包括支撑架、分流机构、多个计量机构和与多个计量机构匹配的多个卸料机构，所述分流机构包括分流箱、分流电机和分流板，所述分流箱上部为竖直状、下部分割为多个分流部，分流箱的竖直段与支撑架固定，所述分流板转动设置在分流箱内并由分流电机驱动旋转以间歇覆盖每个分流部的入口；

4、每个所述计量机构包括称重传感器、液位传感器和计量箱，每个分流部下端对应连接每个计量箱的入口，计量箱的底面开口，所述称重传感器一端与支撑架连接、另一端与计量箱连接，用于称量计量箱内固液混合物的重量；所述液位传感器安装在计量箱内，用于测量计量箱内固液混合物的液面高度；

5、所述卸料机构安装在计量箱内部，每个所述卸料机构包括卸料电机、卸料底板和螺杆，所述卸料电机通过螺杆与卸料底板连接，卸料电机驱动螺杆旋转带动卸料底板靠近或远离计量箱底面。

6、为实现固含量检测装置的自动控制，本发明技术方案中还包括控制器和pc机，所述分流电机、称重传感器、液位传感器和卸料电机与控制器信号连接，控制器与pc机信号连接。

7、在一个技术方案中，所述分流板通过转动轴转动设置在分流箱内，转动轴的一端连接分流板、另一端连接分流电机的输出端。

8、在一个技术方案中，每个所述分流部为倾斜状。

9、在一个技术方案中，在计量箱内部设置固定板，液位传感器和卸料电机固定在固定板上。

10、本发明还提供基于上述固液两相混合物固含量检测装置的检测方法，包括以下步骤：

11、1)固液混合物通过未被分流板覆盖的分流部进入对应的计量箱内，当该计量箱内液位达到液位传感器的设定值时，分流电机工作使分流板覆盖此分流部，固液混合物进入下一个分流部，同时称重传感器测出该计量箱内固液混合物的总重，液位传感器测出该计量箱内固液混合物的液位高度，进一步计算出固液混合物的固含量；

12、2)计算结束后，卸料电机驱动螺杆正向旋转带动卸料底板远离计量箱底面，实现卸料，卸料完成后，卸料电机驱动螺杆反向旋转带动卸料底板靠近计量箱底面，实现计量箱底部封闭，等待下一次分流落料；

13、3)重复上述步骤，进行下一次固液混合物固含量的检测。

14、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

15、本发明固液两相混合物固含量检测装置，不仅适用于煤泥水混合物中固含量的测量，更适用于其他固液两相混合物中固含量的测量，解决现有计量方法难计量、劳动强度大、效率低等问题；本发明检测装置结构设计合理，设置多个分流和计量机构，可以实现不间断连续测量，可以实现对底抽巷打钻冲孔冲出煤泥水中煤泥的快速计量，能够快速及时准确的掌握单孔冲出煤泥的量，有利于对冲孔质量的控制，更有利于实现数据化煤矿，提高煤矿开采的作业效率。

技术特征：

1.一种固液两相混合物固含量检测装置，其特征在于，包括支撑架（1）、分流机构、多个计量机构和与多个计量机构匹配的多个卸料机构，所述分流机构包括分流箱（2）、分流电机（3）和分流板（4），所述分流箱（2）上部为竖直状、下部分割为多个分流部，分流箱（2）的竖直段与支撑架（1）固定，所述分流板（4）转动设置在分流箱（2）内并由分流电机（3）驱动旋转以间歇覆盖每个分流部的入口；

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括控制器（11）和pc机（12），所述分流电机（3）、称重传感器（5）、液位传感器（7）和卸料电机（6）与控制器（11）信号连接，控制器（11）与pc机（12）信号连接。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述分流板（4）通过转动轴转动设置在分流箱（2）内，转动轴的一端连接分流板（4）、另一端连接分流电机（3）的输出端。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，每个所述分流部为倾斜状。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，在计量箱（8）内部设置固定板，液位传感器（7）和卸料电机（6）固定在固定板上。

6.基于权利要求1~5任一项所述的检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于煤矿安防技术领域，公开了一种固液两相混合物固含量检测装置，包括支撑架、分流机构、多个计量机构和与多个计量机构匹配的多个卸料机构，所述分流机构包括分流箱、分流电机和分流板；每个所述计量机构包括称重传感器、液位传感器和计量箱，每个分流部下端对应连接每个计量箱的入口；所述卸料机构安装在计量箱内部，每个所述卸料机构包括卸料电机、卸料底板和螺杆，所述卸料电机通过螺杆与卸料底板连接，卸料电机驱动螺杆旋转带动卸料底板靠近或远离计量箱底面。本发明检测装置，不仅适用于煤泥水混合物中固含量的测量，更适用于其他固液两相混合物中固含量的测量，解决现有计量方法难计量、劳动强度大、效率低等问题。

技术研发人员：赵惊民,杨凌峰,陈会峰,赵战伟,张安生,秦海初,黄志远,刘传超,冯志辉,李长录,颜威合,齐二伟,高瑞瑞,韩鹏伟
受保护的技术使用者：河南省煤科院科明机电设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15