堆积物孔隙率的测试装置及测试方法制造方法及图纸

堆积物孔隙率的测试装置及测试方法，属测试孔隙率的领域，包括两个相同的罐体，第一罐体的出气端与第二罐体的进气端相连，第一罐体与第二罐体之间依次设有第二阀门、压力表和第三阀门；第一罐体的进气端与氦气瓶相连，氦气瓶与第一罐体之间设有第一阀门；第二罐体的出气端与真空泵相连，第二罐体与真空泵之间设有三通阀和第五阀门，三通阀的另一端连接第四阀门。本发明专利技术可有效避免由于散状堆积物的形状、颗粒大小、整齐度、吸湿性等因素造成的测量误差，可更高精度的测量散状堆积物的空隙率。

【技术实现步骤摘要】
堆积物孔隙率的测试装置及测试方法
本专利技术属测试孔隙率的方法，尤其是一种堆积物孔隙率的测试装置及方法。
技术介绍
孔隙率是指颗粒物料层中，颗粒与颗粒间的孔隙体积(含开口孔隙)与整个颗粒物料层体积(堆积体积)之比，即单位体积集料所具有的孔隙体积。孔隙率与散状堆积物形状、颗粒大小、含水率多少、整齐度、硬度、含杂质的种类及数量、表面性质、堆积形式、时间、厚度等因素有关，要想准确掌握特定条件下的空隙率，尤其是一些粉状物料或吸湿性强，易溶于水很难准确测定其比重或密度的物料，最理想的方法就是采用直接测试。目前测试孔隙率较普遍的方法有渗水法、体积法、真空密封法，取得一定的效果，但测试装备简陋及工艺不够完善等原因，其测试精度不高，无法真实反映堆积物的空隙率。亟待寻找一种更精确的方法测试堆积物的孔隙率。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服已有技术的不足之处，提供测试精度高的一种堆积物空隙率的测试装置及方法。本专利技术解决其技术问题在于采用的方案如下：一种堆积物空隙率的测试装置，包括两个罐体，第一罐体的出气端与第二罐体的进气端相连，第一罐体与第二罐体之间依次设有第二阀门、压力表和第三阀门；第一罐体的进气端与气瓶相连，气瓶与第一罐体之间设有第一阀门；第二罐体的出气端与真空泵相连，第二罐体与真空泵之间设有三通阀和第五阀门，三通阀的另一端连接第四阀门。所述罐体由罐体顶盖、活塞、罐体缸筒、罐体底盖组成，罐体缸筒与罐体顶盖通过螺栓连接，罐体缸筒与罐体底盖通过螺栓连接，罐体顶盖上开有出气端，罐体底盖上开有进气端，活塞与罐体底盖与散状物接触面均设有滤网。所述第一罐体与第二罐体相同。所述滤网是由两层400目～300目的滤网叠加组成。堆积物空隙率的测试方法，包括无压测试方法和有压测试方法。无压测试方法包括下述步骤：(1)组装堆积物空隙率的测试装置，并使所有阀门处于关闭状态，在第二罐体中装入散状堆积物，调整第二罐体的活塞使活塞与散状堆积物的上表面接触，打开第一阀门、第二阀门、第三阀门，氦气通入，检查气密性，关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门；(2)打开第四阀门，氦气排出后关闭第四阀门，调整第一罐体的活塞位置与第二罐体活塞位置相同，并记录此时第一罐体活塞距离其罐体底内壁的距离H，并计算初始体积V1＝πr2·H，r为第一罐体内径；(3)打开第五阀门，并运行真空泵，60～120min后关闭第五阀门和真空泵；(4)打开第一阀门和第二阀门，氦气通入，记录压力表的压力值P1；(5)打开第三阀门，待压力平衡后，记录平衡压力值P2；(6)计算孔隙率孔隙率为散状堆积物的孔隙体积与散状堆积物所占用空间体积之比，即视氦气为理想气体，根据理想气体状态方程可得M＝M1+M2则空隙率ε为：其中，V1为散状堆积物所占用空间体积，V2为散状堆积物的孔隙体积，M1为第一罐体气体质量、M2为第二罐体气体质量、M为气体总质量，R为气体的气体常数，T为气体的绝对温度。有压测试方法包括下述步骤：(1)组装权利要求1所述的一种堆积物空隙率的测试装置，并使所有阀门处于关闭状态，在第二罐体中装入散状堆积物，打开第一阀门、第二阀门、第三阀门，氦气通入，检查气密性，关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门；(2)打开第四阀门，氦气由第四阀门处排出，待无气体排出时关闭第四阀门，给第二罐体活塞加压，调整第一罐体活塞位置使其与第二罐体活塞位置在相同的高度，并记录此时第一罐体活塞距离其罐体底内壁的距离H，并计算初始体积V1＝πr2·H，r为第一罐体内径；(3)打开第五阀门，并运行真空泵，对第二罐体进行抽真空，60～120min后关闭第五阀门和真空泵；(4)打开第一阀门和第二阀门，将氦气通入第一罐体内，记录压力表的数值P1，关闭第一阀门；(5)打开第三阀门，待第一罐体与第二罐体的压力平衡后，记录平衡压力值P2；(6))计算孔隙率ε孔隙率为散状堆积物的孔隙体积与散状堆积物所占用空间体积之比，即视氦气为理想气体，根据理想气体状态方程可得M＝M1+M2则空隙率ε为：其中，V1为散状堆积物所占用空间体积，V2为散状堆积物的孔隙体积，M1为第一罐体气体质量、M2为第二罐体气体质量、M为气体总质量，R为气体的气体常数，T为气体的绝对温度。上述散状堆积物中颗粒的直径范围200目～10mm。与现有技术相比，本专利技术可有效避免由于散状堆积物的形状、颗粒大小、整齐度、吸湿性等因素造成的测量误差，可更高精度的测量散状堆积物的空隙率。附图说明图1是本专利技术的装置示意图。图2是本专利技术的罐体剖面图。图中：1、气瓶，2、第一阀门，3、第一罐体，4、第一罐体活塞，5、第二阀门，6、压力表，7、第二罐体活塞，8、第二罐体，9、第三阀门，10、三通阀，11、第五阀门，12、第四阀门，13、真空泵，14、螺栓，15、罐体顶盖，16、活塞，17、密封圈，18、出气端，19、罐体缸筒，20、罐体底盖，21、滤网，22、进气端。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。一种堆积物空隙率的测试装置，第一罐体3的出气端与第二罐体8的进气端相连，第一罐体3与第二罐体8之间依次设有第二阀门5、压力表6和第三阀门9；第一罐体3的进气端与气瓶1相连，气瓶1与第一罐体3之间设有第一阀门2；第二罐体8的出气端与真空泵13相连，第二罐体8与真空泵13之间设有三通阀10和第五阀门11，三通阀10的另一端连接第四阀门12。所述第一罐体3与第二罐体8相同。所述第一罐体3由罐体顶盖15、活塞16、罐体缸筒19、罐体底盖20组成，罐体顶盖15与罐体底盖20之间设置罐体缸筒19并通过六个螺栓14连接，即罐体顶盖15和罐体底盖20上均布有六个螺栓孔，罐体缸筒19两端设有六个螺纹连接孔，六个螺栓14分别穿过各自的螺栓孔与罐体缸筒19两端的螺纹连接孔连接，罐体顶盖15上开有出气端18，罐体底盖20上开有进气端22，活塞与罐体底盖之间设有滤网21。所述滤网21是由两层400目～300目的滤网叠加组成。实施例一：本实施例为无压测试方法。散状堆积物中颗粒的直径不大于10mm。(1)将上述堆积物空隙率的测试装置的所有阀门处于关闭状态，在第二罐体8中装入散状堆积物，调整第二罐体8的活塞，使活塞与散状堆积物的上表面接触，打开第一阀门2、第二阀门5、第三阀门9，使氦气通入，检查气密性，关闭第一阀门2、第二阀门5、第三阀门9；(2)打开第四阀门12，氦气由第四阀门处排出，待无气体排出时关闭第四阀门12，调整第一罐体活塞4位置与第二罐体活塞位置7在相同的高度，记录此时第一罐体活塞距离其罐体底内壁的距离H，并计算初始体积V1＝πr2·H，r为第一罐体内径；(3)打开第五阀门11，并运行真空泵13，对第二罐体进行抽真空，60～120min后关闭第五阀门11和真空泵13；(4)打开第一阀门2和第二阀门5，将氦气通入第一罐体内，记录压力表6的数值P1，关闭第一阀门2；(5)打开第三阀门9，待第一罐体与第二罐体的压力平衡后，记录平衡压力值P2；(6)计算孔隙率ε孔隙率为散状堆积物的孔隙体积与散状堆积物所占用空间体积之比，即视氦气为理想气体，根据理想气体状态方程可得M＝M1+M2则空隙率ε为：其中，V1为散状堆积物所占用空间体积，V2为散状堆积物的孔隙体积，M1为第一罐体气体质量、M2为第二罐体气体质量、M为气体总质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆积物孔隙率的测试装置，包括两个相同的罐体，其特征在于，第一罐体(3)的出气端(18)与第二罐体(8)的进气端(22)相连，第一罐体(3)与第二罐体(8)之间依次设有第二阀门(5)、压力表(6)和第三阀门(9)；第一罐体(3)的进气端(22)与氦气瓶(1)相连，氦气瓶(1)与第一罐体(3)之间设有第一阀门(2)；第二罐体(8)的出气端(18)与真空泵(13)相连，第二罐体(8)与真空泵(13)之间设有三通阀(10)和第五阀门(11)，三通阀(10)的另一端连接第四阀门(12)。

【技术特征摘要】
1.一种堆积物孔隙率的测试装置，包括两个相同的罐体，第一罐体(3)的出气端(18)与第二罐体(8)的进气端(22)相连，第一罐体(3)与第二罐体(8)之间依次设有第二阀门(5)、压力表(6)和第三阀门(9)；第一罐体(3)的进气端(22)与氦气瓶(1)相连，氦气瓶(1)与第一罐体(3)之间设有第一阀门(2)；第二罐体(8)的出气端(18)与真空泵(13)相连，第二罐体(8)与真空泵(13)之间设有三通阀(10)和第五阀门(11)，三通阀(10)的另一端连接第四阀门(12)；其特征在于，所述罐体由罐体顶盖(15)、活塞(16)、罐体缸筒(19)、罐体底盖(20)组成，罐体顶盖(15)与罐体底盖(20)之间设置罐体缸筒(19)，罐体缸筒(19)与罐体顶盖(15)通过螺栓(14)连接，罐体缸筒(19)与罐体底盖(20)通过螺栓(14)连接，罐体顶盖(15)上设有出气端(18)，罐体底盖(20)上设有进气端(22)，活塞(16)与罐体底盖(20)之间设有滤网(21)。2.根据权利要求1所述一种堆积物孔隙率的测试装置，其特征在于滤网(21)是由两层400目～300目的滤网叠加组成。3.一种堆积物孔隙率的测试方法，其特征在于包括以下步骤：(1)组装权利要求1所述的一种堆积物孔隙率的测试装置，并使所有阀门处于关闭状态，在第二罐体(8)中装入散状堆积物，调整第二罐体(8)的活塞，使活塞与散状堆积物的上表面接触，打开第一阀门(2)、第二阀门(5)、第三阀门(9)，使氦气通入，检查气密性，关闭第一阀门(2)、第二阀门(5)、第三阀门(9)；(2)打开第四阀门(12)，氦气由第四阀门处排出，待无气体排出时关闭第四阀门(12)，调整第一罐体活塞(4)位置与第二罐体活塞位置(7)在相同的高度，记录此时第一罐体活塞距离其罐体底内壁的距离H，并计算初始体积V1＝πr2·H，r为第一罐体内径；(3)打开第五阀门(11)，并运行真空泵(13)，对第二罐体进行抽真空，60～120min后关闭第五阀门(11)和真空泵(13)；(4)打开第一阀门(2)和第二阀门(5)，将氦气通入第一罐体内，记录压力表(6)的数值P1，关闭第一阀门(2)；(5)打开第三阀门(9)，待第一罐体与第二罐体的压力平衡后，记录平衡压力值P2；(6)计算孔隙率ε孔隙率为散状堆积物的孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国瑞，张钰亭，李振，戚庭野，刘国艳，高强，胡胜勇，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14