一种动态粉体流动行为分析仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种动态粉体流动行为分析仪，包括电机A，其输出轴与连接杆连接，连接杆底端连接有压力传感器；上下移动平台，其滑动连于竖直支撑导向杆，底部连接压力平台，压力平台设有与上下移动平台底部连接的扭矩传感器，扭矩传感器底部连接有扭力架；光栅尺，其与上下移动平台的一侧连接；电机B，其输出轴与中心轴杆连接，中心轴杆套设连接有旋转平台，旋转平台内设有凹槽，凹槽内设置有剪切盒，剪切盒上设有与其对应设置的盒盖，盒盖上设有与扭力架对应的定位槽；压力传感器、扭矩传感器、光栅尺均与一控制系统连接。该技术方案在可变主应力下驱动剪切盒旋转，结合高精度自动化控制系统可进行自动数据采集分析、统计。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种动态粉体流动行为分析仪，属于国际专利分类表中“G01N借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料”

技术介绍
通过分析粉体动态数据来描述流动行为表征。粉体工业在加工、存储、运输、料仓中常出现拱架/鼠孔结构，如压缩拱，其由受料仓压力作用固结强度增加导致结拱；锲形拱，其由块状物料互相啮合在孔口架桥成拱；粘结粘附拱，其由水分、静电吸附导致粉料与仓壁粘附力增强成拱；气压平衡拱，其由卸料装置密封不好，导致大量空气从底部漏入仓内使料层上下气压平衡所致。在粉粒料的贮存与输送系统中，物料的流动性、物料之间及物料与固体壁面的摩擦；在料斗的设计中，排料口的大小、料斗壁的倾斜角以及粉料对料斗壁的压力，设计不合理的料斗会给生产造成很大的困难；这些影响粉粉体流动的行为特征无法采用传统的测休止角，振实密度、流速测量方法来解决；需要一种新的测量方法及测量装置，可以模拟粉体实际状态环境下获得实时动态数据分析。现有仪器只能满足部分功能测试使用，常用应变控制式直接剪切仪来实施；而应变控制式直接剪切仪直接对试样进行剪切，对粉体剪切性、内部强度、内部摩擦角进行测定，其由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统组成。垂直加压设备可采用杠杆传动；测力计，采用应变圈；量表为百分表或位移传感器，其具体操作步骤如下：1)对准剪切盒的上下盒，手稿固定销钉；2)将准备好的预处理过的试样，压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压活塞及加压框架；3)取不少于4个试样，并分别施加不同的垂直压力，其压力大小根据要求而定，加载负荷时应轻轻加上；4)当在试样上施加垂直压力后，若每小时垂直变形不大于0.005mm，则认为试样已达到固结稳定；5)试样达到固结稳定后，安装测力计，徐徐转动手轮，使上盒前端的钢珠恰与测力计接触，测记测力计初读数；6)松开外面四只螺杆，拔去里面固定销钉，然后开动电动机，使应变圈受压，观察测力计的读数，它将随下盒位移的增大而增大，没测力计读数不再增加或开始倒退时，即出现峰值，认为试样已破坏，记下破坏值，停机；7)当剪切过程中测力计读数无峰值时，继续剪切到达峰值时停机；8)剪切结束后，卸载剪切力和垂直压力，取出试样；9)计算：手工绘画出以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力与剪切位移关系曲线，计算抗剪强度、内摩擦角、粘聚力。其存在如下的缺陷和不足：1)样品预处理的过程非常复杂，样品处理均匀性受操作者的经验影响很大；2)应变条件复杂，繁多的机械结构处理，实施比较复杂；3)上下剪切盒位移变化，从而使剪切面发生变化，逐渐变小；4)因样品固结预先处理，限定的剪切面不一定是最薄弱面；5)剪切面上受到的剪应力分布不均匀；6)无法重复性剪切一个样品，数据的重复性较差；7)粉体受到加工工艺过程中内部温湿度环境变化影响，同时在仓储、运输、卸料等过程中会受外部温湿度环境变化的影响；这些环境变化对粉体的流动行为的影响是不可忽略的因素，现有的只能在常温下进行；8)现有的测量只能在常温状态下测试，无法模拟粉体在不同的环境下如：高温、低温、湿度或者温度交变状态下的分析粉体的流动行为特性；9)现有的技术和测试方法自身的限制，无法量化测试过程中的粉体流动行为动态变化数据分析和模型建立；10)无法测量壁面摩擦角，从而无法与内摩擦角数据来确定设计一个料斗 半顶角；11)粉体的松装密度变化在整个粉体流动行为分析中是很重要的，在剪切强度(主应力)、莫尔圆、破坏包络线及库仑粉体中描述流动行为特性，现有的无法测量。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种能够在可变主应力下驱动剪切盒旋转，并结合高精度自动化控制系统进行自动数据采集分析、统计的一种动态粉体流动行为分析仪。本技术的另外一个目的在于提供一种可以模拟粉体在不同的环境变化条件下进行测量的一种动态粉体流动行为分析仪。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种动态粉体流动行为分析仪，其包括:-电机A，其输出轴与一竖直向下延伸的连接杆连接，所述连接杆底端连接有压力传感器；-上下移动平台，其滑动连于竖直支撑导向杆，其底部连接有呈空心圆柱状的压力平台，所述压力平台的空心区域内设有与所述上下移动平台底部连接的扭矩传感器，所述扭矩传感器底部连接有扭力架；-光栅尺，其与所述上下移动平台的一侧连接，随所述上下移动平台同步上下移动；-电机B，其输出轴与一中心轴杆连接，所述中心轴杆与所述扭矩传感器同心对应设置，所述中心轴杆外壁套设连接有一旋转平台，所述旋转平台内设有凹槽，所述凹槽内设置有与该凹槽形状、大小相应的剪切盒，所述剪切盒上设有与其对应设置的盒盖，所述盒盖上设有与所述扭力架对应的定位槽；所述压力传感器、扭矩传感器、光栅尺均与一控制系统连接。优选地，上述的一种动态粉体流动行为分析仪，其中所述旋转平台和所述剪切盒，盒盖均设置于一箱体内，所述箱体内设有电加热元件A，制冷装置和 水箱，该水箱内设有电加热元件B，以及紫外灯和氙气灯，以及一气体输入口和一气体输出口，所述气体输入口用于输入臭氧或保护气氛，所述剪切盒的一侧分别设有用于感测粉体温度变化和湿度变化的温度传感器和湿度传感器，所述电加热元件A、电加热元件B、温度传感器和湿度传感器均与所述控制系统电连接。优选地，上述的一种动态粉体流动行为分析仪，其中所述盒盖为平面型盒盖，其底部为水平面状。优选地，上述的一种动态粉体流动行为分析仪，其中所述盒盖为刀片型盒盖，其底部沿其圆周方向依次均匀间隔设置有多个刀片。优选地，上述的一种动态粉体流动行为分析仪，其中所述控制系统包括控制电路模块以及与该控制电路模块连接的计算机、显示屏、键盘和打印机。优选地，上述的一种动态粉体流动行为分析仪，其中所述竖直支撑导向杆竖直支撑连接于一底板与一顶板之间，所述电机A由一固定板固定连接于所述顶板上，所述电机B固定连接于所述底板上。优选地，上述的一种动态粉体流动行为分析仪，其中所述剪切盒与所述旋转平台的凹槽卡扣连接。较现有技术，本技术技术效果主要体现在以下几个方面：(1)本技术实施时电机A带动连接杆和压力传感器驱动上下移动平台向下运动，此时光栅尺随上下移动平台自由向下运动，进而上下移动平台带动压力平台施压主应力于盖子上，此时通过控制系统的键盘和显示器把光栅尺的上下移动高度、压力传感器的应力读数清零后，电机A返回原点；将称重好的粉体均匀倒入剪切盒内并刮平并盖上盖子；启动电机A传动连接杆带动压力传感器，进而带动可移动平台和压力平台施压主应力于盖子上，此时扭力架与盖子定位槽连接，因结构的设计，扭矩传感器通过扭力架与盖子定位槽连接时，扭力架不对盖子定位槽产生压力或者阻力，为活动结构，只与盖子为旋转接触时产生扭力、速度和正反转动；当压力平台与盖子产生应力后，启动电机B带动旋转平台转动，扭矩传感器可以获得粉体的扭力，正反转速度及盖子位 移数据等；光栅尺可以获得粉体受到电机A产生应力下压缩的高度，主应力来自压力传感器，由压力传感器、扭矩传感器、光栅尺获得的测量数据由控制系统进行自动数据采集分析、统计。(2)本技术设置有用于模拟环境变化的箱体，具体地箱体内设有电加热元件A，制冷装置和水箱，该水箱内设有电加热元件B，以及紫外灯和氙气灯，以及一气体输入口和一气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态粉体流动行为分析仪，特征在于，其包括:‑电机A，其输出轴与一竖直向下延伸的连接杆连接，所述连接杆底端连接有压力传感器；‑上下移动平台，其滑动连于竖直支撑导向杆，其底部连接有呈空心圆柱状的压力平台，所述压力平台的空心区域内设有与所述上下移动平台底部连接的扭矩传感器，所述扭矩传感器底部连接有扭力架；‑光栅尺，其与所述上下移动平台的一侧连接，随所述上下移动平台同步上下移动；‑电机B，其输出轴与一中心轴杆连接，所述中心轴杆与所述扭矩传感器同心对应设置，所述中心轴杆外壁套设连接有一旋转平台，所述旋转平台内设有凹槽，所述凹槽内设置有与该凹槽形状、大小相应的剪切盒，所述剪切盒上设有与其对应设置的盒盖，所述盒盖上设有与所述扭力架对应的定位槽；所述压力传感器、扭矩传感器、光栅尺均与一控制系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种动态粉体流动行为分析仪，特征在于，其包括:-电机A，其输出轴与一竖直向下延伸的连接杆连接，所述连接杆底端连接有压力传感器；-上下移动平台，其滑动连于竖直支撑导向杆，其底部连接有呈空心圆柱状的压力平台，所述压力平台的空心区域内设有与所述上下移动平台底部连接的扭矩传感器，所述扭矩传感器底部连接有扭力架；-光栅尺，其与所述上下移动平台的一侧连接，随所述上下移动平台同步上下移动；-电机B，其输出轴与一中心轴杆连接，所述中心轴杆与所述扭矩传感器同心对应设置，所述中心轴杆外壁套设连接有一旋转平台，所述旋转平台内设有凹槽，所述凹槽内设置有与该凹槽形状、大小相应的剪切盒，所述剪切盒上设有与其对应设置的盒盖，所述盒盖上设有与所述扭力架对应的定位槽；所述压力传感器、扭矩传感器、光栅尺均与一控制系统连接。2.根据权利要求1所述的一种动态粉体流动行为分析仪，其特征在于：所述旋转平台和所述剪切盒，盒盖均设置于一箱体内，所述箱体内设有电加热元件A，制冷装置和水箱，该水箱内设有电加热元件B，以及紫外灯和氙气灯，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾令长，
申请(专利权)人：曾令长，
类型：新型
国别省市：浙江;33