[发明专利]适于高压环境下粉体的气体穿透性及应力测量装置及方法

权利要求书

1.一种适于高压环境下粉体的气体穿透性及应力测量装置，其特征在于：包括料仓筒（8）、设置在所述料仓筒（8）上端的上封头（5）、设置在料仓筒（8）中段的耳式支座（6）和设置在所述料仓筒（8）下端的下封头（9）；

所述上封头（5）上设有与上封头（5）内腔相通的进料口（1）、压力表（2）、安全阀（3）和上通气孔（4）；所述下封头（9）上设有与下封头（9）内腔相通的下通气孔（10）及出料口（11）；

所述料仓筒（8）及下封头（9）壁面自上而下设有传感器（7），所述传感器（7）与料仓筒（8）及下封头（9）内腔相通；所述传感器（7）由应力传感器和气压传感器组成；

还包括用于剪切实验时替换所述下封头（9）的剪切装置（14）；所述剪切装置（14）包括对接所述料仓筒（8）的法兰盲板（13）和设置在所述法兰盲板（13）上的应力剪切盒（12）；待剪切装置（14）替换下封头（9）后进料并充压，泄压后将带有粉体的剪切盒放置在剪切仪内进行剪切特性实验，获得充压后粉体的流动特性及不同深度和不同压力下的变化规律。

2.根据权利要求1所述的一种适于高压环境下粉体的气体穿透性及应力测量装置，其特征在于：所述传感器（7）可分别同时测量各测点气体压力及粉体应力；根据充压过程气体的穿透速率、压力衰减规律及粉体的应力演变规律，揭示不同深度和压力下粉体层颗粒加速特性、粉体固结和压缩的机制。

3.一种适于高压环境下粉体的气体穿透性及应力测量实验方法，其特征在于：使用权利要求1所述的气体穿透性及应力测量装置，包括粉体的气体穿透特性及粉体的应力测量过程和粉体的剪切特性实验过程；

所述粉体的气体穿透特性及粉体的应力测量过程包括以下步骤：

a.关闭所有阀门，检查实验装置气密性后，打开进料口（1），向实验装置加入粉体物料至规定位置，进料结束后关闭进料口（1），检查并保持装置密封；

b.打开与传感器（7）连接的数据采集仪，获得初始状态下各传感器测点处壁面应力及气体压力；

c.通过质量流量计设置进入上通气孔（4）和下通气孔（10）气体的充气速率和充气压力，向实验装置内输送气体，直至达到设定的压力；

d.记录初始状态至充压结束时的各传感器数据；

e.出料结束后使用上通气孔（4）泄压；

所述粉体的剪切特性实验过程包括如下步骤：

A.将所述料仓筒（8）下端下封头（9）替换为剪切装置（14）后关闭所有阀门，检查实验装置气密性，用支架将应力剪切盒（12）装载在预设位置，打开进料口（1），向实验装置加入粉体物料至规定位置后关闭进料口（1），使之密封；

B.通过质量流量计设置进入上通气孔（4）的充气速度和充气压力，向实验装置内输送气体，直至达到设定的压力；

C.压力表（2）数值稳定一段时间后，使用上通气孔（4）泄压，直至与大气环境压力一致；

D.拆下法兰盲板（13），取出应力剪切盒（12），放置在配套剪切仪中进行粉体的剪切特性实验，获得充压后粉体的剪切特性参数。