一種漿體管道輸送介質特性的監測方法

《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》是雲南大紅山管道有限公司於2012年10月30日申請的發明專利，該專利申請號為201210423417X，公布號為CN102928559A，公布日為2013年2月13日，發明人是王晉昆、周傳奇、王遠、李金航、李霞、吳建德、陳庚、太江林、楊鴻濤、夏華。

《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》利用漿體在管道內傳輸時其特性數據基本不在變化的特性，通過在漿體進入主管道前對其特性數據進行化驗分析，結合漿體在主管道內的推擠傳輸方式而實時得到漿體在主管道內的位置，進而能夠實時監測主管道內部各位置的漿體特性。通過該發明所述的方法能夠直觀的了解當前輸送批次的主管道內漿體特性，從漿體進入管道到漿體到達脫水站整個過程中都能夠進行漿體特性的跟蹤監測，為相應工藝流程的操作提供指導信息。

2021年6月24日，《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種漿體管道輸送介質特性的監測方法
• 申請日：2012年10月30日
• 申請號：201210423417X
• 申請公布日：2013年2月13日
• 申請公布號：CN102928559A
• 申請人：雲南大紅山管道有限公司
• 地址：南省玉溪市新平縣嘎灑鎮嘎灑大道
• 發明人：王晉昆、周傳奇、王遠、李金航、李霞、吳建德、陳庚、太江林、楊鴻濤、夏華
• 類別：發明專利
• Int. Cl.：G01N33/00(2006.01)I
• 專利代理機構：北京五月天專利商標代理有限公司
• 代理人：任淑華

專利背景

截至2012年10月，在中國經濟高速增長的同時、對環境保護的要求也越來越高，隨著漿體管道技術的不斷成熟與完善，漿體管道將在很多行業得到更好更快的套用。漿體輸送管道長度多在幾百公里量級，在長距離管道輸送過程中對漿體的特性要求是非常嚴格的，不然會導致管道的堵塞以及爆管等加劇了長距離管道的風險。在實際運行中，由於漿體的特性需要專業人員進行化驗分析後提供給操作人員參考，而且對操作人員來說需要實時掌握管道內傳輸的漿體的特性，但實際中因漿體輸送管道除進出口端外均處於封閉狀態，難以對其內的漿體特性進行監測，使得相關技術中幾乎沒有對管道內傳輸的漿體的特性進行及時、準確監測的技術，這就使得操作人員無法了解管道內的漿體特性，尤其是脫水車間的操作人員因無法預知管道內的漿體特性而影響到脫水的質量，導致下到工序增加運行負荷以及運行成本。

發明內容

專利目的

《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》的目的是提出一種漿體管道輸送介質特性的監測方法，解決了長距離漿體管道密封輸送過程中，漿體從進入加壓主管道端一直到脫水出口端對其漿體特性數據的及時跟蹤、監測。

技術方案

《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》基於的監測裝置系統包括跟蹤監測單元1、採樣分析單元2、主泵單元、主管道6以及顯示單元9，主泵單元包隔膜倉體5、活塞7及其控制單元4，其中採樣分析單元2用於分析進入隔膜倉體5內的漿體的特性數據，並將其分析到的特性數據輸出至跟蹤監測單元1，隔膜倉體5連線於主管道6，並通過控制單元4控制活塞7在隔膜倉體內的往返運動而將隔膜倉體內的漿體推擠進主管道6內，控制單元4連線於跟蹤監測單元1，跟蹤監測單元1的監測數據輸出至顯示單元9，所述的監測方法包括以下步驟：

步驟（1）：將符合輸送規格的礦漿漿體輸送到隔膜倉體5內，並將其化驗分析的特性數據輸出至跟蹤監測單元1中，在跟蹤監測單元中將該特性數據的關聯位置信息設定為0；

步驟（2）：啟動主泵單元，通過其活塞7將隔膜倉體5內的漿體推擠至主管道6內，並向跟蹤監測單元1輸出活塞進行往返運動的信號；

步驟（3）：收到步驟（2）所述的信號後，跟蹤監測單元1將其中各個漿體特性數據的關聯位置信息分別增加一特定距離；

步驟（4）：跟蹤監測單元1將其中各個漿體特性數據和其對應的關聯位置信息輸出至顯示單元9，進行主管道內漿體特性的實時監測顯示；

步驟（5）：重複步驟（1）-（4），完成對所有漿體的管道輸送，並實時監測各批次漿體在主管道6中不同位置的特性。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中所述監測裝置系統進一步包括向隔膜倉體5輸送漿體的存儲槽3，所述採樣分析單元2的採樣頭深入所述存儲槽內進行漿體數據採集。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中所述漿體的特性數據至少包括漿體的密度、運動粘度和紊流下限。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中所述的跟蹤監測單元1中建立有資料庫，所述資料庫至少記錄每次被推擠進主管道內的漿體的特性數據和其在主管道內的對應位置信息。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中步驟（3）中所述的特定距離為活塞7在隔膜倉體5內的1次往返衝程將漿體推進主管道6內的距離。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中所述特定距離數值等於隔膜倉體體積除以主管道圓柱截面積所得的數值。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中步驟（4）中所述顯示方式為坐標圖顯示，其橫軸顯示漿體在主管道中的位置，縱軸顯示各位置對應漿體的特性數據。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中所述橫軸設定一上限位置值或顯示區間段。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中所述資料庫中記錄的位置信息超過預設的上限值時，不再進行該位置信息及其關聯的數據特性的顯示輸出。

進一步的根據《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的方法，其中所述上限值為主管道的實際長度。

改善效果

1、通過《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的監測方法，使得操作人員能夠及時準確的了解到管道內傳輸的漿體的特性數據，便於操作人員根據漿體特性數據及時採取正確的操作方法，以避免發生堵塞、加速流、磨蝕等。

2、通過《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述方法對管道內漿體特性的實時監測，使得漿體到達脫水車間時，脫水操作人員能夠根據漿體的特性數據採取恰當的應對操作方法，以避免不同的漿體特性影響脫水質量，導致脫水水分的增加，以及設備的運行效率低下等。

附圖說明

圖1為《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述漿體管道輸送介質特性監測方法所採樣的監測裝置示意圖，圖中各附圖示記含義如下：1跟蹤監測單元、2採樣分析單元、3存儲槽、4主泵控制單元、5隔膜倉體、6主管道、7活塞、8輸送管、9顯示單元。

圖1

技術領域

《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》涉及對管道輸送漿體的監測，尤其是涉及長距離漿體管道輸送過程中，對漿體管道輸送介質特性的監測方法。

權利要求

1.《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》特徵在於，該監測方法基於的監測裝置系統包括跟蹤監測單元（1）、採樣分析單元（2）、主泵單元、主管道（6）以及顯示單元（9），主泵單元包括隔膜倉體（5）、活塞（7）及其控制單元（4），其中採樣分析單元（2）用於分析進入隔膜倉體（5）內的漿體的特性數據，並將其分析到的特性數據輸出至跟蹤監測單元（1），隔膜倉體（5）連線於主管道（6），並通過控制單元（4）控制活塞（7）在隔膜倉體內的往返運動而將隔膜倉體內的漿體推擠進主管道（6）內，控制單元（4）連線於跟蹤監測單元（1），跟蹤監測單元（1）的監測數據輸出至顯示單元（9），所述的監測方法包括以下步驟：步驟（1）：將符合輸送規格的礦漿漿體輸送到隔膜倉體（5）內，並將其化驗分析的特性數據輸出至跟蹤監測單元（1）中，在跟蹤監測單元中將該特性數據的關聯位置信息設定為0；步驟（2）：啟動主泵單元，通過其活塞（7）將隔膜倉體（5）內的漿體推擠至主管道（6）內，並向跟蹤監測單元（1）輸出活塞進行往返運動的信號；步驟（3）：收到步驟（2）所述的信號後，跟蹤監測單元（1）將其中各個漿體特性數據的關聯位置信息分別增加一特定距離，該特定距離為活塞（7）在隔膜倉體（5）內的1次往返衝程將漿體推進主管道（6）內的距離；步驟（4）：跟蹤監測單元（1）將其中各個漿體特性數據和其對應的關聯位置信息輸出至顯示單元（9），進行主管道內漿體特性的實時監測顯示；步驟（5）：重複步驟（1）-（4），完成對所有漿體的管道輸送，並實時監測各批次漿體在主管道（6）中不同位置的特性；其中進一步的所述跟蹤監測單元（1）中建立有資料庫，所述資料庫至少記錄每次被推擠進主管道內的漿體的特性數據和其在主管道內的對應位置信息，所述漿體的特性數據至少包括漿體的密度、運動粘度和紊流下限。

2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述監測裝置系統進一步包括向隔膜倉體（5）輸送漿體的存儲槽（3），所述採樣分析單元（2）的採樣頭深入所述存儲槽內進行漿體數據採集。

3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中所述特定距離數值等於隔膜倉體體積除以主管道圓柱截面積所得的數值。

4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中步驟（4）中進行主管道內漿體特性的實時監測顯示所採取的顯示方式為坐標圖顯示，其橫軸顯示漿體在主管道中的位置，縱軸顯示各位置對應漿體的特性數據。

5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，其中所述橫軸設定一上限位置值或顯示區域段。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述資料庫中記錄的位置信息超過預設的上限值時，不再進行該位置信息及其關聯的數據特性的顯示輸出。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述上限值為主管道的實際長度。

實施方式

如圖1所示，《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述的跟蹤監測長距離漿體管道輸送介質特性的方法優選基於附圖1所示的漿體管道輸送系統進行，該輸送系統包括跟蹤監測單元1、採樣分析單元2、存儲槽3、主泵單元、主管6、輸送管8和顯示單元9，其中從選礦廠下來的符合規格的待輸送礦漿攪拌均勻後被輸送到存儲槽3里進行存儲輸送，在存儲槽3里對待輸送漿體進行採樣化驗分析，具體通過存儲槽內的採樣頭進行採樣後，由採樣分析單元2經化驗分析得出此時存儲槽內漿體的特性數據，包括漿體的密度、運動粘度、紊流下限等全面表征漿體特性的數據，進一步可包括採樣時間信息。採樣分析單元2的數據輸出至跟蹤監測單元1。存儲槽3內的存儲漿體通過輸送管8而灌輸至主泵單元的隔膜倉體5內並充滿隔膜倉體，其中輸送管8優選設有自動控制的開閉閥門，打開閥門時將存儲槽3內的漿體送入隔膜倉體5內，當隔膜倉體內的漿體灌滿時，自動閉合閥門使得隔膜倉體5形成完整的活塞腔。主泵單元包括控制單元4、隔膜倉體5和活塞7，控制單元4控制活塞7在隔膜倉體5內往返運動，並通過該活塞7的往返推擠，將隔膜倉體5內的漿體填充進主管道6中，因此主泵單元作為了長距離管道輸送漿體的主要動力來源，隔膜倉體5自身具備滿足活塞衝程做功的其他熟知條件。

由於這種管道輸送漿體的粘度較高，且主管道6的管徑基本上都是一致的，因此主泵單元在控制其活塞7進行1次往返推擠的時候，能夠根據隔膜倉體5的體積和主管道6的管徑計算出活塞7往返1次，漿體在主管道6內的推擠輸送距離，即輸送距離S=隔膜倉體5體積/主管道6的圓柱平面積，該輸送距離也就是活塞往返一次時，主管道內的漿體被向前所推送的距離。因此當漿體經化驗分析後進入隔膜倉體內被活塞推入主管道6內時，該批次的漿體在主管道內的位置即為上述推送距離S，將其特性數據與所處位置進行關聯後存儲在跟蹤監測單元1中，並實時輸出至顯示單元9以達到對該漿體特性及其所處位置的監測。同理，當隔膜倉體5內的漿體被推送進入主管道6內時，繼續對隔膜倉體5進行輸送漿體補充，該補充的漿體具有新的化驗分析特性數據，且當其被活塞推擠進主管道6時，其在主管道內的所處位置即為上述推送距離S，而此時之前被推擠進主管道內的漿體的位置統一向前推進距離S，跟蹤監測單元1此時自動的為之前各批推擠漿體特性數據的關聯位置加上距離S，並將這種重新關聯後的漿體特性數據和其關聯位置輸出至顯示單元進行顯示。由於被推擠進主管道內的漿體在主管道內傳輸時其特性數據基本不在變化，因此通過在漿體進入主管道前對其特性數據進行化驗分析，結合漿體在主管道內的推擠傳輸方式，便可實時得到漿體在主管道內的位置，進而能夠實時監測主管道內部各位置的漿體特性。這樣就能夠直觀的了解當前輸送批次的主管道內漿體特性，從漿體進入管道到漿體到達脫水站整個過程中都能夠進行漿體特性的跟蹤監測，為相應工藝流程的操作提供指導信息。

以下結合上述裝置對《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》所述長距離漿體管道輸送介質特性的具體跟蹤監測方法進行詳細描述。

步驟（1），將符合規格的待輸送礦漿輸送到隔膜倉體5內，並對其進行採樣化驗分析，經分析後得到該批次礦漿的特性數據A0，並將其輸出至跟蹤監測單元1中，同時將該特性數據A0的關聯位置設定為初始值0，其中在跟蹤監測單元1中建立有資料庫，用於記錄每次被推擠進主管道內的漿體的特性數據和其在主管道內的對應位置；該步驟中，優選的，從選礦廠下來的礦漿先經過濃縮池進行濃縮之後，輸送到存儲槽3里進行存儲輸送，並在存儲槽3中對其數據特性進行採樣分析，通過存儲槽內的採樣頭進行採樣後，由採樣分析單元2經化驗分析得出此時存儲槽內漿體的特性數據，包括漿體的密度、運動粘度、紊流下限等全面表征漿體特性的數據，並將這種數據輸出至跟蹤監測單元1，跟蹤監測單元1即記錄此時的數據特性A0，並為其設定關聯位置0，選擇初始位置0是為了後續漿體在主管道內推進時便於對所有批次漿體位置的更換計算。然後存儲槽3內的漿體通過輸送管8被送入隔膜倉體5內，當然《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》也能夠在隔膜倉體5內直接進行漿體數據特性的化驗分析。另外存儲槽3記憶體儲的漿體量可能大於隔膜倉體5本身的容納量，為便於計算可在存儲槽每次將其漿體輸送至隔膜倉體內時，向跟蹤監測單元1輸送其化驗的特性數據，但對於存儲槽內同一批次的漿體實際可化驗分析一次，當然為了提供分析精度，亦可在存儲槽每次向隔膜倉體放漿體前，對其內漿體的特性數據進行化驗分析。其中跟蹤監測單元1中建立的資料庫存儲有漿體的特性數據和其對應的傳輸位置，對隔膜倉體內推擠的每批次漿體都具有其特性數據和其對應的位置信息，進一步可在各特性數據中加入採樣時間信息。

步驟（2），啟動主泵單元，通過其活塞7將隔膜倉體5內的漿體推擠至主管道6內，並向跟蹤監測單元1輸出活塞進行1次往返衝程運動的信號。通過活塞的推擠，隔膜倉體內的漿體便被輸送進主管道6內，且活塞在隔膜倉體內的1次往返衝程將漿體推進主管道6內的距離為S，S=隔膜倉體5體積/主管道6的圓柱平面積。之所以向跟蹤監測單元1輸出活塞往返信號是為了更改跟蹤監測單元1中存儲的所有漿體的關聯位置信息，因為在後的漿體推擠將導致之前主管道內所有的漿體位置向前移動一個距離S。

步驟（3），跟蹤監測單元1收到步驟（2）所述的信號後，將其中所有漿體特性數據的關聯位置分別加一距離S，該距離S即為活塞往返1次漿體在主管道內被推送的距離，即距離S=隔膜倉體5體積/主管道6的圓柱平面積。這樣不論是第一次進入主管道內的漿體，還是主管道內已經推擠進很多批次的漿體，都能夠實時準確的把握各漿體在主管道內的傳輸位置。

步驟（4），跟蹤監測單元1將其中所有漿體特性數據和其對應的關聯位置輸出至顯示單元，進行漿體特性的實時監測顯示，優選的這種顯示方式採用坐標圖顯示，橫軸顯示漿體在主管道中的位置（優選設定一上限值或區間段，僅用於顯示特定位置段的漿體特性數據），縱軸顯示各位置對應漿體的特性數據，這樣主管道內各位置的漿體特性便一目了然，而且每推進一次輸送漿體，都要對管道內所有輸送漿體的特性數據和對應位置信息進行顯示，達到了實時監測的目的。

步驟（5），重複步驟（1）-（4），完成對所有漿體的管道輸送，並實時監測各批次漿體在主管道中的特性數據，當跟蹤監測單元1的資料庫中關聯位置顯示的位置信息數據大於主管道長度時，表明該關聯位置所對應的漿體已輸出至主管道的出口，不在對其漿體特性進行顯示。因此優選在跟蹤監測單元的資料庫中設定關聯位置的上限值，對出現超過該上限值的關聯位置時，便不再對其數據進行輸出顯示，或者優選的在步驟（4）所述的坐標圖顯示中設定橫軸的上限值，超過該上限值的不在圖中進行顯示。當漿體輸送完成，或者不在向隔膜倉體內輸送漿體時，即停止上述重複步驟。

專利榮譽

2021年6月24日，《一種漿體管道輸送介質特性的監測方法》獲得第二十二屆中國專利優秀獎。