專利名稱:固體散料輸送試驗裝置制造方法
【專利摘要】一種固體散料輸送試驗裝置，試驗絞龍的出料口下方設有分流裝置，分流裝置底部設有可切換的第一出料口和第二出料口，第一出料口下方設有第一稱重料斗，第二出料口下方設有第二稱重料斗，第一稱重料斗位于第一循環(huán)絞龍的進料口上方，第二稱重料斗位于第二循環(huán)絞龍的進料口上方。一種采用上述的試驗裝置進行輸送試驗的方法，包括以下步驟：將分流裝置循環(huán)切換到第一出料口或第二出料口，利用靜態(tài)稱量得到精確的物料重量，從而得到一個時間段內的平均流量。本實用新型可以獲得高精度的物料輸送瞬時流量和累積流量，誤差小于千分之一。從而可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對輸送裝置進行優(yōu)化設計，提高輸送性能；并可利用該試驗裝置，進行出廠前的輸送性能標定試驗。
【專利說明】固體散料輸送試驗裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輸送試驗裝置領域，特別是一種固體散料輸送試驗裝置。

【背景技術】
[0002]在石油鉆采設備中，螺旋輸砂器為壓裂混砂車的重要組件，現(xiàn)有技術中使用的螺旋輸砂器即絞龍，主要由液壓馬達或電機、進出料斗及螺旋輸送裝置這三大部分組成。其主要工作指標為驅動功率、輸砂量、輸送效率。而影響上述工作指標的參數(shù)主要有螺旋軸轉速、螺旋葉片直徑、螺距、螺旋軸直徑和螺旋輸送器傾斜角度、間隙等參數(shù)。通過試驗裝置可以試驗用于研宄螺旋輸砂器的結構參數(shù)和工作參數(shù)對工作指標的影響，發(fā)現(xiàn)結構參數(shù)與工作指標的內在聯(lián)系，從而為設計高效率的節(jié)能型輸砂裝置提供實踐依據(jù)。
[0003]現(xiàn)有技術中沒有可供參考的大傾角螺旋輸送機的傾角系數(shù)、填充系數(shù)、摩擦特性等參數(shù)；更沒有針對可變結構參數(shù)、工作參數(shù)和輸送傾角的多功能循環(huán)輸砂試驗裝置。
[0004]中國專利文獻CN 102419257 A公開了一種壓裂混砂車輸砂試驗裝置，記載了一種循環(huán)輸砂裝置，采用了固體流量計來測量瞬時流量和累積流量，存在的問題是，固體流量計的精度太低，誤差較大，總誤差達到5°/『10%，難以實現(xiàn)試驗的目的。


【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種固體散料輸送試驗裝置，可以實現(xiàn)瞬時流量和累積流量的精確測量，從而精確測定轉速、螺旋葉片直徑、螺旋軸直徑、螺距、間隙和傾角對物料輸送的單因素和多因素組合影響。還能夠用于螺旋輸送器產(chǎn)品出廠前的輸送試驗及性能標定，便于現(xiàn)場使用時通過改變轉速對物料輸送量的精確控制。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:一種固體散料輸送試驗裝置，試驗絞龍的出料口下方設有分流裝置，分流裝置底部設有可切換的第一出料口和第二出料口，第一出料口下方設有第一稱重料斗，第二出料口下方設有第二稱重料斗，第一稱重料斗位于第一循環(huán)絞龍的進料口上方，第二稱重料斗位于第二循環(huán)絞龍的進料口上方；
[0007]第一循環(huán)絞龍和第二循環(huán)絞龍的出料口位于儲料斗的上方，儲料斗位于試驗絞龍的進料口上方。
[0008]所述的試驗絞龍上設有扭矩傳感器和角速度傳感器，扭矩傳感器和角速度傳感器與采集裝置電連接。
[0009]所述的第一稱重料斗和第二稱重料斗分別通過多個稱重傳感器支承在支架上，稱重傳感器與采集裝置電連接，第一稱重料斗和第二稱重料斗的底部分別設有閘門。
[0010]所述的分流裝置中，在第一出料口和第二出料口的連接部設有轉軸，轉軸與分料板固定連接，轉軸的端頭與主動輪固定連接，主動輪與從動輪通過柔性傳動件連接，驅動氣缸與柔性傳動件連接。
[0011 ] 驅動氣缸缸體內的兩端均為有桿腔。
[0012]所述的分流裝置中，在第一出料口和第二出料口的連接部設有轉軸，轉軸與分料板固定連接，在轉軸的端頭設置連桿，驅動氣缸與連桿鉸接，通過驅動氣缸的伸縮運動，驅動轉軸和分料板旋轉。
[0013]分流裝置的上部為分料斗，在分料斗與第一出料口和第二出料口連接部位的兩側設有導料板。
[0014]試驗絞龍的進料口一端與底板鉸接或被底板上的限位塊限位，試驗絞龍的中部設有可升降的傾角調節(jié)裝置。
[0015]所述的傾角調節(jié)裝置中，座板與底板鉸接，座板上安裝有可旋轉不可軸向位移的蝸輪螺母，蝸桿與蝸輪螺母的外壁嚙合，蝸輪螺母的內壁與螺桿螺紋連接，螺桿與試驗絞龍的中部鉸接。
[0016]本實用新型提供的一種固體散料輸送試驗裝置，通過采用上述的裝置，通過循環(huán)靜態(tài)稱重的方法，可以獲得高精度的物料輸送瞬時流量和累積流量，誤差小于千分之一。從而可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對輸送裝置進行優(yōu)化設計，提高輸送性能。并可利用該試驗裝置，進行出廠前的輸送性能標定試驗。

【附圖說明】

[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0018]圖1為本實用新型的主視結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的左視結構示意圖。
[0020]圖3為本實用新型中分流裝置的局部放大示意圖。
[0021]圖4為本實用新型中傾角調節(jié)裝置的結構示意圖。
[0022]圖5為本實用新型的試驗方法流程圖。
[0023]圖6為本實用新型中利用分流裝置的稱重流程圖。
[0024]圖7為本實用新型的立體結構示意圖。
[0025]圖中:分流裝置I，分料斗101，導料板102，分料板103，主動輪104，從動輪105，驅動氣缸106，柔性傳動件107，第一出料口 108，第二出料口 109，轉軸110，第一稱重料斗2，稱重傳感器21，自動閘門22，第二稱重料斗2’，傾角調節(jié)裝置3，傾角鉸座31，螺母座鉸座32，座板33，蝸輪螺母34，蝸桿35，手柄36，限位塊37，螺桿38，試驗絞龍4，扭矩傳感器41，角速度傳感器42，出料口 43，進料口 44，限位立柱5，第一循環(huán)絞龍6，第二循環(huán)絞龍6’，儲料斗7，底板8，支架9。

【具體實施方式】
[0026]實施例1:
[0027]如圖1~4、7中，一種固體散料輸送試驗裝置，試驗絞龍4的出料口 43下方設有分流裝置1，分流裝置I底部設有可切換的第一出料口 108和第二出料口 109，第一出料口 108下方設有第一稱重料斗2，第二出料口 109下方設有第二稱重料斗2’，第一稱重料斗2位于第一循環(huán)絞龍6的進料口上方，第二稱重料斗2’位于第二循環(huán)絞龍6’的進料口上方；優(yōu)選的，所述的第一稱重料斗2和第二稱重料斗2’分別通過多個稱重傳感器21支承在支架9上，稱重傳感器21與采集裝置電連接，第一稱重料斗2和第二稱重料斗2’的底部分別設有閘門。本例中采用由氣缸驅動的自動閘門22。
[0028]第一循環(huán)絞龍6和第二循環(huán)絞龍6’的出料口位于儲料斗7的上方，儲料斗7位于試驗絞龍4的進料口 44上方。由此結構，從試驗絞龍4輸出的物料，例如石英砂在經(jīng)過第一稱重料斗2和第二稱重料斗2’的精確測量后，又經(jīng)過第一循環(huán)絞龍6和第二循環(huán)絞龍6’輸送至儲料斗7，從而實現(xiàn)循環(huán)試驗，以在更長的時間段內，獲得更精確的試驗數(shù)據(jù)，或者通過更長的時間，來測試各個試驗參數(shù)對試驗絞龍4輸送物料的影響。
[0029]所述的試驗絞龍4上設有扭矩傳感器41和角速度傳感器42，扭矩傳感器41和角速度傳感器42與采集裝置電連接。由此結構，便于通過PLC或工控機實現(xiàn)自動控制，降低試驗過程中的勞動強度。優(yōu)選的，試驗絞龍4上設有變頻電機，通過變化的速度，從而測量不同參數(shù)下的試驗絞龍4，在不同速度下的扭矩，通過角速度傳感器42可以反饋實際轉速與變頻器輸出轉速的誤差，以實現(xiàn)優(yōu)化設計。
[0030]分流裝置I在現(xiàn)有技術中有較多，例如常用的物料分流器，本例優(yōu)選的方案如圖3中所示，所述的分流裝置I中，在第一出料口 108和第二出料口 109的連接部設有轉軸110，轉軸110與分料板103固定連接，本例中的分料板103優(yōu)選采用橫截面為內凹弧形板，由此結構，在物料流動中，物料集中在分料板103的中軸線，從而對分料板103與分流裝置I的殼體之間的密封要求降低。
[0031]本例中，轉軸110的端頭伸出分流裝置I的殼體與主動輪104固定連接，主動輪104與從動輪105通過柔性傳動件107連接，本例中的柔性傳動件107包括鏈條、帶齒皮帶或三角帶等，驅動氣缸106與柔性傳動件107連接。本例中，通過鏈傳動機構或皮帶傳動機構，將驅動氣缸106的直線運動轉換為旋轉運動，尤其是在轉換過程中，具有緩沖避免損壞零部件。如圖3左圖中，當驅動氣缸106的活塞桿伸出時，帶動柔性傳動件107向左運動，從而帶動主動輪104順時針旋轉，轉軸110和分料板103相應順時針旋轉，從而完成分料板103的切換，如圖3中右圖所示。物料通道被切換到第二出料口 109。
[0032]可替換的，也可以在轉軸110的端頭設置連桿，驅動氣缸106與連桿鉸接，通過驅動氣缸106的伸縮運動，驅動轉軸110和分料板103旋轉。但是在該結構中，分料板103的旋轉為變速運動，會影響料流對稱重料斗的沖擊，從而影響稱量精度。而采用驅動氣缸106驅動柔性傳動件107往復運動的方式，則為勻速運動。
[0033]進一步優(yōu)選的，驅動氣缸106缸體內的兩端均為有桿腔，即驅動氣缸106的活塞桿在運行過程中均貫穿整個缸體，由此結構，確保分料板103向兩側切換時的速度均為相同，從而提尚稱量精度。
[0034]優(yōu)選的方案如圖3中，分流裝置I的上部為分料斗101，在分料斗101與第一出料口 108和第二出料口 109連接部位的兩側設有導料板102，由此結構，避免分料板103和分料斗101之間的間隙造成物料泄漏，從而稱量不準確。本實用新型中分流裝置I的優(yōu)點在于切換控制方便，無漏料，從而利于測量精確，對零件尺寸精度要求低。
[0035]如圖4中，試驗絞龍4的進料口 44 一端與底板8鉸接或被底板8上的限位塊37限位，試驗絞龍4的中部設有可升降的傾角調節(jié)裝置3。
[0036]優(yōu)選的方案中，所述的傾角調節(jié)裝置3中，座板33與底板8鉸接，座板33上安裝有可旋轉不可軸向位移的蝸輪螺母34，如圖4中所示，蝸輪螺母34被活動鑲嵌在座板33殼體內，蝸輪螺母34的兩端設置推力軸承，以使蝸輪螺母34只能轉動，不能軸向位移。蝸桿35與蝸輪螺母34的外壁嚙合，以通過蝸桿35驅動蝸輪螺母34旋轉，蝸輪螺母34的內壁與螺桿38螺紋連接，以通過蝸輪螺母34的旋轉，驅動螺桿38升降，螺桿38與試驗絞龍4的中部鉸接。由此結構，可以方便地調節(jié)試驗絞龍4的傾角，可以在35度到55度之間無極調節(jié)。本例中，將蝸輪和螺母組合成為一個零件，簡化了結構，也便于實現(xiàn)傾角調節(jié)裝置自鎖。圖中采用了手柄36進行調節(jié)的方案，采用電機或液壓馬達驅動蝸桿35旋轉進行調節(jié)也是可行的。本例中，限位立柱5限定了試驗絞龍4的兩側位置，使試驗絞龍4僅能在限位立柱5之間滑動。
[0037]實施例2:
[0038]在實施例1的基礎上，如圖5、6所示，一種采用上述的試驗裝置進行輸送試驗的方法，包括以下步驟:
[0039]一、通過傾角調節(jié)裝置3設定試驗絞龍4的傾角，將分流裝置I切換到第一出料口108，此時第一稱重料斗2的閘門關閉，如圖3中的左圖所示；
[0040]二、儲料斗7給試驗絞龍4的進料口 44供料，優(yōu)選的，儲料斗7的出料口位于試驗絞龍4的進料口 44頂部以下，以便于實現(xiàn)無需控制地連續(xù)供料，試驗絞龍4上的變頻電機或液壓馬達啟動送料，設定開始時間h，物料從試驗絞龍4的出料口 43排出到分流裝置1，經(jīng)第一出料口 108排入到第一稱重料斗2內，此時第一稱重料斗2的稱重傳感器21開始稱重；優(yōu)選在稱重傳感器21設定前，將包含有整個第一稱重料斗總成的重量設為歸零，從而，便于后期計算，在使用一段時間后重新歸零。
[0041]三、當采集到稱重傳感器21的數(shù)值達到設定值，例如物料10裝滿整個第一稱重料斗2的85%時，分流裝置I開始切換分料板103到第二出料口 109，由于此時仍有余料從分料板103輸入，稱重傳感器21繼續(xù)稱重，直至第一稱重料斗2的稱重傳感器21稱重得到最大值，并在重量不再增加時，得到輸送到第一稱重料斗2的時間段，此時分料板103已經(jīng)旋轉過水平面。由于采用了靜態(tài)精確稱量，通過分時計量可得到精確地瞬時流量，在該過程中通過變速可以精確測量變速后對輸送流量的影響。如圖6中所示，由稱重傳感器21稱重得到的重量最大值，除以該時間段，可得到精確的平均流量。然后開啟第一稱重料斗2的自動閘門22排料至第一循環(huán)絞龍6，在第一稱重料斗2的時間段獲得的同時開始記錄輸送到第二稱重料斗2’的時間；
[0042]四、分流裝置I的分料板103切換到位后，如圖3中的右圖所示，物料10經(jīng)第二出料口 109排入到第二稱重料斗2’內，稱重傳感器21開始稱重，當采集到稱重傳感器21的數(shù)值達到設定值，分流裝置I再次切換到第一出料口 108 ；
[0043]五、第二稱重料斗2’的的稱重傳感器21稱重得到最大值，并得到輸送到第二稱重料斗2’的時間段，然后開啟閘門排料至第二循環(huán)絞龍6’ ；
[0044]如此循環(huán)，精確測得試驗絞龍4在一個時間段內輸送的物料重量，從而得到該時間段內的瞬時流量和平均流量。經(jīng)過長時間的多次循環(huán)，可以獲得更為精確的平均流量，或者獲得長時間運行對設備各項參數(shù)的影響。
[0045]在步驟三和步驟五中，第一循環(huán)絞龍6和第二循環(huán)絞龍6’輸送物料至儲料斗7，儲料斗7給試驗絞龍4的進料口 44供料，形成循環(huán)。
[0046]優(yōu)選的方案中，試驗絞龍4上設有變頻電機，設置的扭矩傳感器41和角速度傳感器42與變頻電機通過PLC或工控機形成閉環(huán)控制。例如通過角速度傳感器42反饋變頻電機的輸出轉速，以實現(xiàn)恒轉速的閉環(huán)控制，通過設定扭矩值，實現(xiàn)恒扭矩的閉環(huán)控制。
[0047]上述的實施例僅為本實用新型的優(yōu)選技術方案，而不應視為對于本實用新型的限制，本實用新型的保護范圍應以權利要求記載的技術方案，包括權利要求記載的技術方案中技術特征的等同替換方案為保護范圍。即在此范圍內的等同替換改進，也在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:試驗絞龍(4)的出料口(43)下方設有分流裝置(I )，分流裝置(I)底部設有可切換的第一出料口( 108)和第二出料口( 109)，第一出料口(108)下方設有第一稱重料斗(2)，第二出料口(109)下方設有第二稱重料斗(2’)，第一稱重料斗(2)位于第一循環(huán)絞龍(6)的進料口上方，第二稱重料斗(2’)位于第二循環(huán)絞龍(6’)的進料口上方；第一循環(huán)絞龍(6)和第二循環(huán)絞龍(6’)的出料口位于儲料斗(7)的上方，儲料斗(7)位于試驗絞龍(4)的進料口(44)上方。2.根據(jù)權利要求1所述的一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:所述的試驗絞龍(4)上設有扭矩傳感器(41)和角速度傳感器(42 )，扭矩傳感器(41)和角速度傳感器(42 )與采集裝置電連接。3.根據(jù)權利要求1所述的一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:所述的第一稱重料斗(2 )和第二稱重料斗(2’)分別通過多個稱重傳感器(21)支承在支架(9 )上，稱重傳感器(21)與采集裝置電連接，第一稱重料斗(2)和第二稱重料斗(2’ )的底部分別設有閘門。4.根據(jù)權利要求1所述的一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:所述的分流裝置(I)中，在第一出料口( 108 )和第二出料口( 109 )的連接部設有轉軸(110)，轉軸(110 )與分料板(103)固定連接，轉軸(110)的端頭與主動輪(104)固定連接，主動輪(104)與從動輪(105)通過柔性傳動件(107)連接，驅動氣缸(106)與柔性傳動件(107)連接。5.根據(jù)權利要求4所述的一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:驅動氣缸(106)缸體內的兩端均為有桿腔。6.根據(jù)權利要求1所述的一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:所述的分流裝置(I)中，在第一出料口( 108 )和第二出料口( 109 )的連接部設有轉軸(110)，轉軸(110 )與分料板(103)固定連接，在轉軸(110)的端頭設置連桿，驅動氣缸(106)與連桿鉸接，通過驅動氣缸(106)的伸縮運動，驅動轉軸(110)和分料板(103)旋轉。7.根據(jù)權利要求4所述的一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:分流裝置(I)的上部為分料斗(101 )，在分料斗(101)與第一出料口( 108)和第二出料口( 109)連接部位的兩側設有導料板(102)。8.根據(jù)權利要求1所述的一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:試驗絞龍(4)的進料口(44) 一端與底板(8)鉸接或被底板(8)上的限位塊(37)限位，試驗絞龍(4)的中部設有可升降的傾角調節(jié)裝置(3)。9.根據(jù)權利要求8所述的一種固體散料輸送試驗裝置，其特征是:所述的傾角調節(jié)裝置(3)中，座板(33)與底板(8)鉸接，座板(33)上安裝有可旋轉不可軸向位移的蝸輪螺母(34 )，蝸桿(35 )與蝸輪螺母(34 )的外壁嚙合，蝸輪螺母(34 )的內壁與螺桿(38 )螺紋連接，螺桿(38)與試驗絞龍(4)的中部鉸接。
【文檔編號】B65G49-00GK204264939SQ201420751658
【發(fā)明者】陳新龍, 賈宏禹, 周思柱, 喬春, 吳漢川, 李寧, 曾運運, 黃朝斌, 尹進, 步衛(wèi)平, 趙凱 [申請人]中石化石油工程機械有限公司第四機械廠, 長江大學