本發(fā)明涉及一種散狀物料在料層粉碎時穩(wěn)定性的檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

料層粉碎(也稱料床粉碎)技術(shù)包括輥壓機、立式磨、筒輥磨、貝塔磨(beta磨)等以高效節(jié)能的特點廣泛應(yīng)用于水泥、礦山、鋼渣、燒結(jié)球團等行業(yè)的粉碎工序。通常其處理的粉體物料粒徑<200mm，經(jīng)料層粉碎設(shè)備處理過的物料產(chǎn)生大量細微顆粒并通過選粉設(shè)備進行分級選出，其中細粉進入諸如球磨機粉磨的下一道工序，粗顆粒返回到料層粉碎設(shè)備和新喂入的新鮮物料混合后進行進一步粉磨。由于料層粉碎技術(shù)節(jié)能的特點，要求料層粉碎的產(chǎn)品盡可能細以更多的節(jié)能，這意味著系統(tǒng)循環(huán)量要增大，返回設(shè)備的物料更細，進入設(shè)備的混合物料顆粒分布更寬，平均粒徑也更細。在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，顆粒分布寬、平均粒徑細會導致料層穩(wěn)定性下降，容易引起設(shè)備運行的不穩(wěn)定，有效功輸入降低，粉磨效率下降。同時，物料的水份、溫度等因素也會影響料層的穩(wěn)定性。

自然安息角法是一種物料物性的常見檢測方法，GB/T 16913-2008自然安息角法主要是用于評價粉體物料的一種方法。而料層粉碎中的散狀物料顆粒分布很寬，除了細粉之外，還有一定比例的大顆粒，采用該試驗方法會造成粗細顆粒的離析，測量結(jié)果不準確。專利201620669026.X以及201610481033.1均采用錐形筒測量混凝土的塌落度，但混凝土含有很多水分，處于自然流動狀態(tài)，可采用錐形筒和自然塌落方式進行測量，而料層粉碎物料不處于完全自然流動狀態(tài)，無法通過同樣的方式檢測，同時塌落度通過測量高度來表征，對于粉體的穩(wěn)定性也不盡合理。因此，急切需要開發(fā)一套關(guān)于散狀物料在料層粉碎時物料層穩(wěn)定性的檢測裝置和檢測方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種散狀物料在料層粉碎時穩(wěn)定性的檢測裝置，用以檢測料層粉碎時散狀物料的料層穩(wěn)定性，并用于指導提高料層的穩(wěn)定性和粉碎效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：包括墊板、支架、高度標尺以及料筒，所述的墊板呈水平方向布置，且墊板的上板面設(shè)有環(huán)形刻度，所述的支架包括平行于墊板設(shè)置的固定板以及連接固定板與墊板的立柱，所述的固定板上設(shè)有放置料筒的導向孔，所述導向孔的中心位置與環(huán)形刻度的中心位置相吻合，所述料筒的底端與墊板相接觸。

所述的環(huán)形刻度自墊板的中心處向外側(cè)均勻設(shè)置，所述的墊板上還設(shè)有直角坐標系。

所述的高度標尺包括立桿及水平標桿，所述的立桿垂直于墊板設(shè)置且立桿上設(shè)有刻度，所述的水平標桿可旋轉(zhuǎn)的固定在立桿上，且水平標桿在立桿上的高低位置可調(diào)。

所述的料筒為空心圓柱體，所述料筒的內(nèi)徑不小于物料顆粒最大尺寸的5倍，所述料筒的上部位置設(shè)有便于提放的把手。

所述的墊板為塑料板或金屬板，其表面粗糙度在Ra3.6～Ra6.3之間。

所述的料筒為透明材質(zhì)，其內(nèi)表面粗糙度不高于Ra6.3。

所述固定板與墊板之間的間距小于料筒的高度。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明將物料放置在料筒中，通過勻速向上提升料筒，使物料在自由流動條件下攤鋪在墊板上，通過墊板上的環(huán)形刻度測量出物料的攤鋪半徑，通過高度標尺測量出物料堆積的高度，再通過安息角的計算得出物料的穩(wěn)定性。該檢測裝置可以提高料層的穩(wěn)定性，提高粉碎效率，能有效指導料層粉碎的生產(chǎn)實踐活動。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種散狀物料在料層粉碎時穩(wěn)定性的檢測方法，包括如下步驟：

(1)將料層粉碎物料攪拌均勻，放置在料筒中，并將其頂部刮平；

(2)以2～3cm/s的速度勻速向上提升料筒，使料筒中的物料在自由流動條件下自然攤鋪于墊板上；

(3)通過墊板上的環(huán)形刻度測出物料的攤鋪半徑r，通過高度標尺測量出物料縱向堆積的高度；

(4)根據(jù)以下公式計算出物料的安息角：

其中：ψ為物料的安息角；

h為物料縱向堆積的高度；

r為物料的攤鋪半徑。

所述的步驟(2)中，物料攤鋪半徑r的計算公式為：

r＝(r1+r2)/2

其中：r1為物料攤鋪的最大半徑；

r2為垂直于r1方向的半徑。

所述的步驟(4)中，物料的安息角應(yīng)連續(xù)測定3～5次，求出平均值A(chǔ)和均方差a。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過測量物料攤鋪后的攤鋪半徑及物料縱向堆積的高度來計算出物料的安息角，利用流態(tài)化物料所形成的安息角的差異來表征該種物料的穩(wěn)定性，通過該方法可以快速檢測出料層粉碎散狀物料的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中墊板的俯視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明：

如圖1所示的一種散狀物料在料層粉碎時穩(wěn)定性的檢測裝置，包括墊板1、支架2、高度標尺3以及料筒4，墊板1呈水平方向布置，且墊板1的上板面設(shè)有環(huán)形刻度11，支架2包括平行于墊板1設(shè)置的固定板21以及連接固定板21與墊板1的立柱22，固定板21上設(shè)有放置料筒4的導向孔，導向孔的直徑略大于料筒4的外徑，導向孔的中心位置與環(huán)形刻度11的中心位置相吻合，料筒4的底端與墊板1相接觸。

進一步的，如圖2所示，環(huán)形刻度11自墊板1的中心處向外側(cè)均勻設(shè)置，墊板1上還設(shè)有直角坐標系12。本實施例的墊板1呈方形，環(huán)形刻度11自墊板1的中心處向外側(cè)均勻設(shè)置，墊板1沿其對角線方向以及中心線方向設(shè)有直角坐標系12。環(huán)形刻度11是以墊板1的中心點為圓心形成的多個同心圓，圖2中僅示意出兩條環(huán)形刻度11，實際使用中有多條環(huán)形刻度11，直角坐標系12用以輔助測量。墊板1的形狀并不局限于方形，采用別的形狀也可以。

進一步的，高度標尺3包括立桿31及水平標桿32，立桿31垂直于墊板1設(shè)置且立桿31上設(shè)有刻度，水平標桿32可旋轉(zhuǎn)的固定在立桿31上，且水平標桿32在立桿31上的高低位置可調(diào)。

進一步的，料筒4為空心圓柱體，料筒4的內(nèi)徑不小于物料顆粒最大尺寸的5倍，優(yōu)選的，料筒4的內(nèi)徑通常取偶數(shù)，如8cm、10cm、16cm等；優(yōu)選的，料筒4的高度與料筒4的內(nèi)徑相等。對于特殊物料的測量時，料筒4的高度可以大于料筒4的直徑。更進一步的，料筒4的上部位置設(shè)有便于提放的把手41。

進一步的，墊板1為塑料板或金屬板，其表面粗糙度在Ra3.6～Ra6.3之間。墊板1的材質(zhì)并不局限于塑料板或金屬板。

進一步的，料筒4為透明材質(zhì)，其內(nèi)表面粗糙度不高于Ra6.3。料筒4的材質(zhì)也不局限于透明材質(zhì)。

進一步的，固定板21與墊板1之間的間距小于料筒4的高度。

本發(fā)明的工作原理及工作過程如下：

檢測前，將墊板1水平放置，支架2放置在帶環(huán)形刻度的墊板1上，固定板21上的導向孔與墊板1環(huán)形刻度11的中心同軸，高度標尺3豎直安裝在帶環(huán)形刻度11的墊板1上，料筒4安裝在固定板21的導向孔內(nèi)。檢測時，將料筒4正對墊板1中心放入支架2的導向孔內(nèi)，將料層粉碎生產(chǎn)實踐現(xiàn)場所取的物料攪拌混勻，放置在料筒4中，頂部刮平，操作者以2～3cm/s的速度勻速向上抽出料筒，使物料在自由流動的條件下自然攤鋪在墊板1上，通過墊板1上的環(huán)形刻度11測量出物料的攤鋪半徑r，通過高度標尺3測量出物料縱向堆積的高度h，通過這兩個值計算出物料的安息角ψ，安息角ψ越大，物料層的穩(wěn)定性越好。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種散狀物料在料層粉碎時穩(wěn)定性的檢測方法，包括如下步驟：

(1)將料層粉碎物料攪拌均勻，放置在料筒中，并將其頂部刮平；

(2)以2～3cm/s的速度勻速向上提升料筒，使料筒中的物料在自由流動條件下自然攤鋪于墊板上；

(3)通過墊板上的環(huán)形刻度測出物料的攤鋪半徑r，通過高度標尺測量出物料縱向堆積的高度；

(4)根據(jù)以下公式計算出物料的安息角：

其中：ψ為物料的安息角；

h為物料縱向堆積的高度；

r為物料的攤鋪半徑。

所述的步驟(2)中，物料攤鋪半徑r的計算公式為：

r＝(r1+r2)/2

其中：r1為物料攤鋪的最大半徑；

r2為垂直于r1方向的半徑。

所述的步驟(4)中，物料的安息角應(yīng)連續(xù)測定3～5次，求出平均值A(chǔ)和均方差a。

檢測實施例：

檢測A廠料層粉碎物料，測得攤鋪半徑r＝8.80cm，從高度標尺上讀取最大堆積高度h＝9.68cm，則安息角ψ的正切值tanψ＝1.10，故ψ＝47.7°。

檢測B廠料層粉碎物料，測得攤鋪半徑r＝10.00cm，從高度標尺上讀取最大堆積高度h＝7.50cm，則安息角ψ的正切值tanψ＝0.75，故ψ＝36.9°。

通過比較，A廠的安息角大于B廠，則A廠物料層的穩(wěn)定性優(yōu)于B廠，B廠需要在生產(chǎn)時應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整，以提高料層的穩(wěn)定性。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。