УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ ГИДРОСМЕСЕЙ

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно к исследованию реологических свойств вязкопластичных гидросмесей, например закладочных смесей, при моделировании действительных условий транспортирования закладочных смесей по трубопроводу к месту закладки, при их дополнительной механической активации.
Известен экспериментальный трубопроводный стенд, состоящий из насоса, напорного прямолинейного трубопровода, мерного бака, смесительной емкости с мешалкой, предназначенный для экспериментальных исследований режимов течения гидросмесей хвостов обогащения (диссертация «Снижение энергозатрат трубопроводной системы при перекачке сгущенных гидросмесей хвостов обогащения полиметаллических руд на закладочные комплексы», Воробьев А.С., Санкт-Петербург, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2015 г.).
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности обеспечения механического активирующего воздействия на гидросмесь.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является патент на изобретение РФ №2148810 C1, МПК G01N 11/10, опубл. 10.05.2000 «Устройство для определения предельных напряжений сдвига вязкопластичных масс», принятый в качестве наиболее близкого аналога (прототипа).
Устройство для определения предельных напряжений сдвига вязкопластичных масс, содержащее корпус, кювету для испытуемого материала, генератор колебаний, рабочий измерительный орган в виде пластины, соединенный с измерителем усилий сдвига и нагружающим устройством, при этом кювета снабжена сеткой и подключена к вакуумной системе, при этом генератор колебаний подведен к сетке.
Недостатком данного устройства является невозможность учета изменения реологических свойств тиксотропной вязкопластичной массы и отсутствие возможности проведения седиментационного анализа состояния вязкопластичной массы до и после ее активации.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности учета изменения реологических свойств тиксотропных гидросмесей при их трубопроводном транспортировании и обеспечение возможности проведения седиментационного анализа состояния гидросмеси до и после ее активации.
Достигается это тем, устройство, включающее мешалку, мерный бак, подводящий и отводящий трубопроводы, активатор, дополнительно содержит кольцевой трубопровод, установленный на платформе, совершающей гирационное движение и приводимой в движение нажимным колесом каретки, соединенной с неподвижной вертикальной осью, при этом кольцевой и отводящий трубопроводы снабжены приспособлениями для отбора проб гидросмеси.
Наличие дополнительного кольцевого участка трубопровода установленного на платформе, совершающей гирационное движение, обеспечивает возможность необходимого первоначального передвижения гидросмеси по кольцевому трубопроводу, за счет чего обеспечивается учет влияния изменяющихся реологических свойств тиксотропной гидросмеси на ее транспортабельность. Наличие на кольцевом и отводящем трубопроводах приспособлений для отбора проб гидросмеси по высоте их сечения позволяют впоследствии получить данные седиментационного анализа гидросмеси до и после активации и, соответственно, получить информацию об эффективности механической активации гидросмеси активатором.
Устройство поясняется графически на фиг. 1 и фиг. 2.
Устройство содержит корпус мешалки 1 (фиг. 1), привод мешалки 2, вал с лопатками 3, шиберный затвор 4, соединенный с подводящим трубопроводом 5, переходной трубопровод 6, шиберный затвор 7, установленный на кольцевом трубопроводе 8, который установлен на платформе 9, опирающейся на шарнир 10, закрепленный на неподвижной вертикальной оси 11, установленной в фундаменте 12, каретку 13 с нажимным колесом 14, установленную на неподвижной вертикальной оси 11, электродвигатель привода каретки 15, подвижную звездочку 16 планетарной цепной передачи (фиг. 2), цепь 17, неподвижную звездочку 18, закрепленную на неподвижной вертикальной оси 11, датчик скорости движения гидросмеси 19, установленную в кольцевом трубопроводе 8, вставку 20, проходящие через нее трубки 21, необходимые для отбора проб из различных точек по высоте трубопровода, резиновые шланги 22, соединенные одним концом с трубками 21, а вторым концом с емкостями для проб 23, переходной трубопровод 24, отводящий трубопровод 25, активатор 26, мерный бак 27, аналогичную вставку в трубопровод 20, расположенную между активатором 26 и мерным баком 27, проходящие через нее трубки 21 соединенные шлангами 22 с емкостями для проб 23.
Устройство работает следующим образом. В корпус мешалки 1 (фиг. 1) подают компоненты гидросмеси (воду, наполнитель и вяжущее) в необходимых пропорциях, после чего включается привод мешалки 2, который вращая вал с лопатками 3, производит гомогенизацию гидросмеси. После этого открывается шиберный затвор 4 и гидросмесь, через подводящий трубопровод 5, переходной трубопровод 6, соединенный в этот момент с открытым шиберным затвором 7 попадает кольцевой трубопровод 8, установленный в этот момент положении I. После заполнения кольцевого трубопровода 8 на 60-70% шиберный затвор 7 закрывается, а переходной трубопровод 6 отсоединяется от кольцевого трубопровода 8. Затем включается электродвигатель 15 привода каретки 13, который вращая подвижную звездочку 16 цепной планетарной передачи (фиг. 2), через цепь 17 вращает каретку 13 с нажимным колесом 14 вокруг неподвижной вертикальной оси 11. Это вызывает гирационное движение платформы 9 (фиг. 1), опирающейся на шарнир 10, что обеспечивает непрерывное движение гидпросмеси по кольцевому трубопроводу 8 под действием силы тяжести. Количество гираций платформы 9 устанавливают в соответствии с предполагаемым действительным расстоянием транспортирования гидросмеси по трубопроводу (например, 1000 м, 1500 м и т.д.). Скорость движения гидросмеси в кольцевом трубопроводе оценивают по датчику скорости гидросмеси 19.
При достижении необходимого количества гираций платформы 9 ее останавливают в положении I и производят забор проб для седиментационного анализа гидросмеси до ее активации, открывая для этого предварительно пережатые резиновые шланги 22, соединенные с трубками 21 вставки 20 кольцевого трубопровода 8, и заполняя емкости для проб 23. После этого переводят платформу 9 в положение II и при помощи переходного трубопровода 24, соединяют шиберный затвор 7 кольцевого трубопровода 8 с отводящим трубопроводом 25 и активатором 26. После этого включается привод активатора 26 и открывается шиберный затвор 7. Тиксотропная гидросмесь, находящаяся в состоянии, соответствующем ее действительным реологическим свойствам при трубопроводном транспортировании на заданное расстояние, под действием силы тяжести попадает в активатор 26, где создается комплексное механическое воздействие на гидросмесь, при этом происходит интенсивное перемешивание потока гидросмеси, сопровождающееся ее активацией, возникают частые соударения частиц гидросмеси, их разрушение, измельчение и повышение однородности состава гидросмеси. Активированная гидросмесь, далее проходит через устройство отбора проб для седиментационного анализа, расположенное между активатором 26 и мерным баком 27, и работающее аналогично вышеописанному. Затем гидросмесь попадает в мерный бак 27, позволяющий измерить производительность активатора 26.
Наличие дополнительного кольцевого участка трубопровода установленного на платформе, совершающей гирационное движение, дает возможность достижения действительных реологических свойств тиксотропной гидросмеси (зависящих от времени и условий трубопроводного транспортирования) и обеспечивает соответствие моделируемых условий - действительным условиям трубопроводного транспортирования гидромесей (закладочных смесей) на значительные расстояния, а также учитывает влияние изменения реологических свойств тиксотропных гидросмесей на их способность к механической активации. Наличие на кольцевом и отводящем трубопроводе приспособлений для отбора проб гидросмеси по высоте их сечения позволяет получить необходимые данные седиментационного анализа до и после активации гидросмеси, что позволяет впоследствии оценить эффективность механической активации гидросмеси активаторами.