[发明专利]一种充填料浆管道输送可视化监测实验装置及使用方法

权利要求书

1.一种充填料浆管道输送可视化监测实验装置，其特征在于：包括L型管道输送系统(1)、电阻层析成像系统(2)、料浆循环泵送系统(3)和高速摄像系统(4)，其中，L型管道输送系统(1)包括装料斗(101)、垂直管线和水平管线，装料斗(101)下方连接垂直管线，垂直管线连接水平管线；电阻层析成像系统(2)包括电极传感器、信号电缆、数据采集装置、数据线和主控计算机，电极传感器根据实验需求安装在垂直管线或水平管线的相应位置，电极传感器通过信号电缆与数据采集装置相连接，数据采集装置通过数据线与主控计算机相连接；料浆循环泵送系统包括盛料槽(301)、渣浆泵(302)、普通管道(303)、管卡(304)和螺纹杆(305)，普通管道(303)由管卡(304)包住，并通过螺纹杆(305)固定在固定面上，盛料槽(301)内的料浆通过渣浆泵(302)进入普通管道(303)，料浆通过普通管道(303)回流至装料斗(101)中；高速摄像系统(4)包括高速摄像机(401)和三脚架(402)，高速摄像机(401)置于三脚架(402)之上，高速摄像系统(4)置于L型管道输送系统(1)一侧。

2.根据权利要求1所述的充填料浆管道输送可视化监测实验装置，其特征在于：所述垂直管线和水平管线均包括不少于一个有机玻璃管、不少于一个压力变送器和不少于一个电磁流量计，有机玻璃管之间通过法兰或三通法兰连接，当采用三通法兰连接时，三通法兰另一端连接压力变送器，电磁流量计安装在有机玻璃管上，垂直管线和水平管线通过弯头一(111)连接，水平管线末端设置弯头二(119)，以引导料浆进入盛料槽(301)；水平管线通过支撑架安装在水平面上，装料斗(101)通过钢支架(120)支撑固定。

3.根据权利要求1所述的充填料浆管道输送可视化监测实验装置，其特征在于：所述装料斗(101)下部安装球阀一(102)。

4.根据权利要求1所述的充填料浆管道输送可视化监测实验装置，其特征在于：所述水平管线设置有球阀二(115)，球阀二(115)安装在水平管线电极传感器之后的位置。

5.根据权利要求1所述的充填料浆管道输送可视化监测实验装置，其特征在于：所述装料斗(101)为有机玻璃材质，其外壁刻有容量刻度线。

6.根据权利要求1所述的充填料浆管道输送可视化监测实验装置，其特征在于：所述电极传感器沿管道轴向设有两个电极平面，每个电极平面包含十六个沿电极传感器管壁均匀分布的螺纹孔，每个螺纹孔均安装一个电极。

7.根据权利要求1所述的充填料浆管道输送可视化监测实验装置，其特征在于：所述信号电缆由十六根信号线和一根地线组成，每根信号线均连接一个圆形预绝缘端子。

8.根据权利要求6所述的充填料浆管道输送可视化监测实验装置，其特征在于：所述电极由硅胶垫片(2011)、金属垫片(2012)、不锈钢螺母、不锈钢螺栓(2015)组成，信号电缆每根信号线连接的圆形预绝缘端子均连接到一个不锈钢螺栓(2015)上，不锈钢螺栓(2015)通过螺纹孔穿透电极传感器管壁，且不锈钢螺栓的螺杆顶部平面与管道内壁相齐平，最后依次通过硅胶垫片(2011)、金属垫片(2012)、不锈钢螺母将不锈钢螺栓(2015)进行固定。

9.根据权利要求1所述的充填料浆管道输送可视化监测实验装置的使用方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1：根据实验方案，确定球阀一(102)、有机玻璃管、电极传感器、压力变送器、电磁流量计和球阀二(115)的数量和位置，并进行连接；

S2：将每个电极传感器与各自的数据采集装置、主控计算机正确连接，将每根信号电缆中的地线与数据采集装置相连接并接地；

S3：打开装料斗(101)底部的球阀一(102)，关闭水平管线的球阀二(115)；

S4：根据实验方案，在盛料槽(301)中配制充填料浆；开启渣浆泵(302)，将盛料槽(301)中的料浆泵送至装料斗(101)，当料浆完全充满球阀一(102)和球阀二(115)之间的所有管路时，关闭渣浆泵(302)；

S5：运行电阻层析成像系统(2)，测量并记录标定值，测量完毕后，开启球阀二(115)，排净料浆并用清水冲洗管道；

S6：关闭球阀一(102)，开启球阀二(115)；

S7：开启渣浆泵(302)，将盛料槽(301)中的料浆泵送至装料斗(101)，当料浆液面达到实验要求的容量刻度线时，关闭渣浆泵(302)；

S8：将高速摄像机(401)固定在三脚架(402)上，移动并调节三脚架(402)高度，使高速摄像机(401)聚焦在需要观测的有机玻璃管段；

S9：打开球阀一(102)，开启高速摄像机(401)，运行电阻层析成像系统(2)，载入标定值，主控计算机实时显现管内料浆是否满管、料浆沿管道截面的浓度分布信息，进而分析得到料浆流速、分相含率；实验过程中，根据需求打开渣浆泵(302)控制和调整装料斗(101)中料浆液面的位置；

S10：实验结束，排净管内料浆，用清水冲洗管道。