本申请涉及塑料管材耐磨性能实验领域，特别是涉及一种用于塑料管材耐磨实验的设备。
背景技术：
随着塑料行业技术的发展，在材料领域，基于塑料的优势在越来越多的领域中塑料管材代替钢管。
以尾矿输送领域为例，国内在尾矿输送领域，尾矿输送管路钢管居多。由于钢管抗耐磨和抗腐蚀性一般，钢管使用16个月就磨损严重，每年需耗巨资维修。因此亟需找到一种能够解决上述问题的替代物。高密度聚乙烯(以下简称hdpe)管材具有如下特点：hdpe管材耐腐蚀性强，耐磨损性比普通钢管强；不结垢，摩擦阻力小，输送能耗低；管道重量轻，管道可随意切割焊接，拆卸、安装和检修方便。故此在北欧等国家，尾矿更多的选择用hdpe管材进行输送。
为了促进hdpe管材在国内尾矿输送领域的应用，必须了解hdpe管材相对于钢管的耐磨性能。而目前国内缺少与此相关的实验设备及实验方法，因此亟需研制出一种用于塑料管材耐磨实验的设备。
技术实现要素：
本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。
本申请提供了一种用于塑料管材耐磨实验的设备，包括：
介质罐，用于容纳实验介质，其处设有搅拌电机，用于搅拌实验介质；
砂浆泵及电机，砂浆泵经管路与所述介质罐相连，用于将所述介质罐内的实验介质泵送至外部，所述电机与所述砂浆泵通过皮带连接，用去驱动所述砂浆泵工作；
实验平台，为多层平台，每层平台处安装有实验管材，每一实验管材的首尾通过哈弗节和弯头与相邻的实验管材连接，每层的实验管材包括钢管及塑料管材，各层中的每一钢管及每一塑料管材的管径接近、长度相等，所述实验管材具有流入端和流出端，所述实验管材的流入端与所述砂浆泵相连；
第一管路，一端与所述实验管材的流出端相连，另一端与所述介质罐相连，用于与所述介质罐及所述实验管材形成循环回路；和
控制台，与所述电机及所述搅拌电机电连接，配置成控制所述电机及所述搅拌电机的开启和关闭；
其中，所述实验介质通过所述砂浆泵抽入所述实验平台处的实验管材，再由所述第一管路抽回至所述介质罐。
可选地，所述电机为变频电机，所述控制台还配置成控制所述电机变速。
可选地，所述实验平台为三层框架平台，每层平台安装有一根钢管和两个塑料管材。
可选地，所述实验介质为水、泥土及石英砂的混合物。
可选地，所述石英砂为60钼石英砂，其质量占所述实验介质总质量的25％-30％。
可选地，所述的设备还包括：
流速测量箱，具有入口和出口，所述入口与所述实验平台处的实验管材的流出端相连，所述出口经第二管路及所述砂浆泵与所述介质罐相连；
流速测量仪，布置在所述砂浆泵与所述实验管材之间，用于检测流入所述实验管材的实验介质的流速；
所述控制台与所述流速测量仪电连接，还配置成矫正所述流速测量仪及显示所述流速测量仪的流速。
可选地，根据计算流入所述流速测量箱的实验介质的体积和流经时间得出实验介质在所述实验管材中的计算流速，所述控制台还配置成获取计算流速及所述流速测量仪测量的测量流速，并将计算流速与所述流速测量仪的测量到的流速相比，进行所述流速测量仪的矫正。
本申请的用于塑料管材耐磨实验的设备，通过称量实验前后塑料管材、钢管的质量，得出磨损质量比，进而得出塑料管材相对于钢管的具体耐磨性，为hdpe管材在尾矿输送领域的推广提供科学依据。
根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本申请一个实施例的用于塑料管材耐磨实验的设备的示意性立体图；
图2是图1所示用于塑料管材耐磨实验的设备另一角度的示意性立体图；
图3是图1中的流速测量箱的示意性立体图；
图4是图1的实验平台的示意性立体图。
图中各符号表示含义如下：
100设备，
10介质罐，11搅拌电机，
20砂浆泵，
30电机，
40实验平台，41实验管材，42钢管，43塑料管材，44哈弗节，45弯头，411流入端，412流出端，
50流速测量箱，51入口，52出口，53阀门，
60控制台，
70流速测量仪，
80第一管路，
90第二管路。
具体实施方式
图1是根据本申请一个实施例的用于塑料管材耐磨实验的设备的示意性立体图。图2是图1所示用于塑料管材耐磨实验的设备另一角度的示意性立体图。图3是图1中的流速测量箱的示意性立体图。图4是图1的实验平台的示意性立体图。
如图1所示，还可参见图2-图4，本实施例提供了一种用于塑料管材耐磨实验的设备100，一般性可以包括：介质罐10、砂浆泵20、电机30、实验平台40、第一管路80和控制台60。介质罐10用于容纳实验介质。介质罐10处设有搅拌电机11，用于搅拌实验介质，以保证进入实验管材41内的实验介质均匀。实验介质在介质罐10内需要不停地搅拌。介质罐10内部尺寸优选为直径2.4m，高3.2m。优选地，搅拌电机11置于介质罐10的顶部。砂浆泵20及电机30主要为测速矫正和循环磨损环节提供动力。砂浆泵20经管路与所述介质罐10相连，用于将所述介质罐10内的实验介质泵送至外部。所述电机30与所述砂浆泵20通过皮带连接，用去驱动所述砂浆泵20工作。砂浆泵20优选流量：200m3/h，扬程：11m，功率：37kw变频运行的砂浆泵20。实验平台40为多层平台。每层平台处安装有实验管材41。每一实验管材41的首尾通过哈弗节44和弯头45与相邻的实验管材41连接。每层的实验管材41包括钢管42及塑料管材43，各层中的每一钢管42及每一塑料管材43的管径接近、长度相等，以让同一实验介质循环通过管径接近的塑料管材43和钢管42。所述实验管材41具有流入端411和流出端412，所述实验管材41的流入端411与所述砂浆泵20相连。第一管路80的一端与所述实验管材41的流出端412相连，第一管路80的另一端与所述介质罐10相连，用于与所述介质罐10及所述实验管材41形成循环回路。控制台60与所述电机30及所述搅拌电机11电连接，配置成控制所述电机30及所述搅拌电机11的开启和关闭。其中，所述实验介质通过所述砂浆泵20抽入所述实验平台40处的实验管材41，再由所述第一管路80抽回至所述介质罐10。
本申请的用于塑料管材43耐磨实验的设备100，通过砂浆泵20将实验介质在介质罐10、实验平台40的实验管材41及第一管路80之间循环磨损至预设实验周期，通过称量实验前后塑料管材43、钢管42的质量，得出磨损质量比，进而得出塑料管材43相对于钢管42的具体耐磨性，为塑料管材43特别是其中的hdpe管材在尾矿输送领域的推广提供科学依据。
本实施例中，所述电机30为变频电机，所述控制台60还配置成控制所述电机30变速，以根据实际情况对流速进行调整。优选地，变频调节流速5m/s～10m/s。
本实施例中，所述实验平台40为三层框架平台，每层平台安装有一根钢管42和两个塑料管材43。更具体地，本实施例中，每一根塑料管材43的外径为φ110mm、壁厚为6.5mm、长度为1m。每一根钢管42的外径为φ108mm、壁厚为4mm、长度为1m。首尾由哈佛节44和弯头45连接。弯头45可以是加强弯头。
在其他实施例中，实验平台40的数量还可以是两层以上。每层实验管材41中钢管42与塑料管材43的数量可以自由调配，按照实验需求而定。塑料管材43及钢管42的直径及长度亦可按照实验需求自由制定。
进一步地，为了加强对比效果，实验介质中可加入磨损力度大的物质，如石英砂。本实施例中，所述实验介质为水、泥土及石英砂的混合物。
更具体地，所述石英砂优选为60钼石英砂，其质量占所述实验介质总质量的25％-30％，以加快磨损效果。
本实施例中，所述的设备100还包括：流速测量箱50和流速测量仪70。流速测量箱50具有入口51和出口52。流速测量箱50的入口51经所述实验平台40处的实验管材41的流出端412相连，流速测量箱50的出口52经经第二管路90和所述砂浆泵20与所述介质罐10相连。流速测量箱50的尺寸优选为4.5mx1.5mx1.5m。流速测量仪70布置在所述砂浆泵20与所述实验管材41之间，用于检测流入所述实验管材41的实验介质的流速。所述控制台60与流速测量仪70电连接。所述控制台60还配置成矫正所述流速测量仪70及显示所述流速测量仪70的流速。更具体地，根据计算流入所述流速测量箱50的实验介质的体积和流经时间得出实验介质在所述实验管材41中的计算流速，所述控制台60还配置成获取计算流速及所述流速测量仪70测量的测量流速，并将计算流速与所述流速测量仪70的测量到的流速相比，进行所述流速测量仪70的矫正。
根据本申请的另一个方面，提供了一种用于塑料管材耐磨实验的方法，采用上述设备100进行实验，本实施例中，实验平台40为三层，每层平台安装有一根钢管42和两个塑料管材43，即塑料管材43的数量为6根，钢管42的数量为3根，将实验管材41按照需要s1-s9排序贴标识。更具体地，本实施例中，每一根塑料管材43的外径为φ110mm、壁厚为6.5mm、长度为1m。每一根钢管42的外径为φ108mm、壁厚为4mm、长度为1m。所述方法按照下述步骤进行：
步骤100，称量实验前实验管材41的质量。具体地，实验前，将实验管材41清洁干净，在室温环境中放置24后分别称重实验管材41管材s1-s9的重量并做记录，记为m0；
步骤200，将实验管材41安装在实验平台40处，其中，各管材中的每一管材的首尾由哈佛节和加强弯头与相邻的管材连接，再连接砂浆泵20和第一管路80，
步骤300，实验介质通过砂浆泵20由介质罐10抽出，流经实验平台40的实验管材41，再通过砂浆泵20将实验介质经第一管路80抽回至介质罐10，依此循环，实验周期24hx20天；
步骤400，称量实验后实验管材41的质量，通过称量实验前后实验管材41的质量计算得出损失比例，进而比较塑料管材43和钢管42的耐磨性。具体地，实验后，将实验管材41清洁干净，在室温环境中放置24后分别称重实验管材中管材s1-s9的重量并做记录，记为m1。
计算方法：
分别计算实验管材41实验前及实验后的质量差δm、磨损占比k、平均磨损比
磨损占比
平均磨损占比，
磨损比值
塑料管材43的磨损占比即为其壁厚的减少比例，同理钢管42的磨损占比也是钢管42壁厚的减少比例。俩者的比值k0为质量减少的相对倍数，也是壁厚的减少倍数。综上k0即为pe管材相对于钢管42的耐磨倍数。
本申请的用于塑料管材43耐磨实验的方法，通过称量实验前后塑料管材43、钢管42的质量，得出磨损质量比，进而得出塑料管材43相对于钢管42的具体耐磨性，为塑料管材43在尾矿输送领域的推广提供科学依据。
本实施例中，所述设备100还包括流速测量箱50和流速测量仪70。流速测量箱50具有入口51和出口52，所述入口51与所述实验平台40处的实验管材41的流出端412相连，所述出口52经第二管路90及所述砂浆泵20与所述介质罐10相连。流速测量仪70布置在所述砂浆泵20与所述实验管材41之间，用于检测流入所述实验管材41的实验介质的流速，所述控制台60还配置成矫正所述流速测量仪70及显示所述流速测量仪70的流速。所述方法在实验开始前，还包括流速测量仪70的矫正步骤：
在正式实验开启前，实验介质由介质罐10，经由实验平台40的实验管材41由流速测量箱50的入口51进入流速测量箱50，通过计算流速测量箱50的液体体积和流经时间得出实验介质在实验管材41中的流速，再对放置在实验管材41上的流速测量仪70进行对比，进行调整。校对完毕关闭流速测量箱50的入口51处的阀门53，打开出口52将实验介质抽回罐体。
更具体地，本实施例中，所述电机30变频调节所述砂浆泵20的流速在5m/s～10m/s。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
1.一种用于塑料管材耐磨实验的设备，其特征在于，包括：
介质罐(10)，用于容纳实验介质，其处设有搅拌电机(11)，用于搅拌实验介质；
砂浆泵(20)及电机(30)，砂浆泵(20)经管路与所述介质罐(10)相连，用于将所述介质罐(10)内的实验介质泵送至外部，所述电机(30)与所述砂浆泵(20)通过皮带连接，用去驱动所述砂浆泵(20)工作；
实验平台(40)，为多层平台，每层平台处安装有实验管材(41)，每一实验管材(41)的首尾通过哈弗节(44)和弯头(45)与相邻的实验管材(41)连接，每层的实验管材(41)包括钢管(42)及塑料管材(43)，各层中的每一钢管(42)及每一塑料管材(43)的管径接近、长度相等，所述实验管材(41)具有流入端(411)和流出端(412)，所述实验管材(41)的流入端(411)与所述砂浆泵(20)相连；
第一管路(80)，一端与所述实验管材(41)的流出端(412)相连，另一端与所述介质罐(10)相连，用于与所述介质罐(10)及所述实验管材(41)形成循环回路；和
控制台(60)，与所述电机(30)及所述搅拌电机(11)电连接，配置成控制所述电机(30)及所述搅拌电机(11)的开启和关闭；
其中，所述实验介质通过所述砂浆泵(20)抽入所述实验平台(40)处的实验管材(41)，再由所述第一管路(80)抽回至所述介质罐(10)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电机(30)为变频电机，所述控制台(60)还配置成控制所述电机(30)变速。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述实验平台(40)为三层框架平台，每层平台安装有一根钢管(42)和两个塑料管材(43)。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述实验介质为水、泥土及石英砂的混合物。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述石英砂为60钼石英砂，其质量占所述实验介质总质量的25％-30％。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备，其特征在于，还包括：
流速测量箱(50)，具有入口(51)和出口(52)，所述入口(51)与所述实验平台(40)处的实验管材(41)的流出端(412)相连，所述出口(52)经第二管路(90)及所述砂浆泵(20)与所述介质罐(10)相连；
流速测量仪(70)，布置在所述砂浆泵(20)与所述实验管材(41)之间，用于检测流入所述实验管材(41)的实验介质的流速；
所述控制台(60)与所述流速测量仪(70)电连接，还配置成矫正所述流速测量仪(70)及显示所述流速测量仪(70)的流速。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，根据计算流入所述流速测量箱(50)的实验介质的体积和流经时间得出实验介质在所述实验管材(41)中的计算流速，所述控制台(60)还配置成获取计算流速及所述流速测量仪(70)测量的测量流速，并将计算流速与所述流速测量仪(70)的测量到的流速相比，进行所述流速测量仪(70)的矫正。
技术总结