Устройство для экспресс-контроля фракционного состава и удельной поверхности сыпучих строительных материалов
1. УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ЭКСПРЕСС-КОНТРОЛЯ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА И У-ЧНЛБНОЙ ПОВЕРХНОСТИ СБИ1УЧИХ СТРОИТ 1ЛБНБ Х МАТЕРИА .ГЮВ, содер/кан1ее пробоотборник, блок водоснабжения, датчик уровня жидкости, седи.меитапиопный и.илиндр с расположенным; по cio высоте источниками света и фотопр1 емки :ами, затвор для удаления от , установленный на ниж;; , блок определер.ия удельнес-аны .х фракций, вход которого связан с выходо л нижнего фотоприемника , блок угфавления н блоки регистрацг;и , отличающееся тем. что, с целью повьигения точност:- измерения путем учета содержания емежшях фракций, оно снабжено блоком днтельно10 1)т 1учнвания , установленнь : на верхнем торце седиментационного шг.мшдра. измср1 те;н но-компенсационнь ми блоками памяти, ко.личество копорых равно числу из.чзеряемых фракций, в.ход iiepBiHX) из них связан с пробоотборником , входы других соединены е выходами осталь ых (Ьотонриемников, двумя б.лжамн опре.илен1; : процентного содержания П|)11месн1 х фракии. нсрвые входы которых еоеди;1о ; с выходом lepiuiro из м ер ггельн о-ком пен опционного блока намяти . вторые входь; соеднче1;ы с 15ыходам1 соотзстстзуюших и.-;л;е; 1тельноЛхОМ ич1сацИ онны.х блоков намятн, выхол.ы блоков определения процентного содержания примесных п Вг.1од он|н:деления дельной новерхности песчаных фракций соедиSS нены с входами 6.ioKoii ре Ч1ет|1ацн11, вьгел ходы которых свя:ч;|; ;. с входо б.юка унраБлег;ня и вьню.ii:-.. г п.13можностьК подключения к :;: гичес -чОЙ системе ун)авлення , причем выход:, б.юка управления под соел,;пен1 1 к пi1aвл)пoнul : вxoд:J i всех б.юков -i ко1Стр кт;ПН мХ :(ло}4 устро Ктв:, ie датч1ка жндкоет. нсточнио О1 HsoA и датчиком 1П)вс OЛOKO i ю оз ня 3. Устройство тем, что оно енабжепс: паком для гашения ;;ождающейся пробы.
Ф
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИ !ЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
)(q f (з 01 (ч 15r 02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
-1, !!
/ .ф) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБ! ЕТЕКИй И ОТКРЫТИЙ (21) 3483990/ 8-25 (22) 16.08.82 (46) 23.02.84. Бюл.,?> 7 (72) В. Б. Федько, В. А. Дорф, В. A. Славуцкий, A. И. Беркут и Б. A. Гордин (71) Всесоюзный институт по проектированию op! аниз(3((>)и знерГе! ическОГО ñò1)OèòB1hства «Ор>-анергострой» (53) 677.05 (088).8 I
{56) 1. 11латонов 11. 1! и др. Экспертный контDОOлh де,!ьнои НО(3ерxHОстH пеcка пои
HoNfofUH гвтом()т(1 I cK()l o прибора. - «Бетон и железобетон», 1977, . )о 7, с. 34-35.
2. 1 î,).õååB В. )-!. и -p. Экспресс-контроль загрязненности строит<«!ьных материалов
«Транспортное стpo!3T(льство)
3. Авторское свил< Гельство СССР
¹ 928200, кл. Сз (! i )х 15, 02, 1980 (1!рототип) (54) (57) !. УСТРО(?1.СТВО Д,1Я ЭКСПРВСС-КОНТРО„(1Я ФРАКЦИОННОГО
СОСТАВА И 7 tj;Ëh !Oé Г(ОВБРХНОСТИ
СЫ11хуЧИХ СТРОИТ!. 1ЬНЫХ МАТБРИА,)(ОВ, со IEpH(àlöcñ пробоотборник, блок водоспао?к ни5:, "атчик vpoBHÿ жидкОсти. седиментацио,"пыи цилиндр с расположенными по с(:) Вь c(IT источниками света H ф Ото и р!: (xi!H!! i 1: и и и, 3 а т и О 0 дл я д и 1 с:-! и я ОтI !
)з<)рта()ii()и !)00()ы, х>ст;ИОВленг)ыи на пиж— !
lе. ; торце ци.,:ндр;., Олок определения у; ельн о Й 1 О с р х и О с т и 1 c t . а и ь! х ф !) а к и и и . (3 х Од
) Оторо) (с В>!Bа. -I (вь)ходом н и ?к liеГ 0 (poTo приемника, олок прав,!ения и блоки региСТРаЦНИ, 07 !!!<(()ЗО(= <Р < >Я ТЕМ, ЧТО, С ЦЕЛЬЮ
НОВЫ!П НИЯ т<. >П!Сст, ИBX!CPCIIH5> ПУТЕМ УЧЕта
СОПЕРжания с(>1(ЖПЫХ:3)pBKI(HH, 0(10 Снао„„hU„,, 11О75123
?K(!N) D. .OKO П )И :!3 ДИТ(Лhil()I О ()TX!X Чi! Btiния, у TBHQBëcн:)ым и:-: в(рхнеxl тор)п ссдиме!!тационно!Х) цп,-.п)(дра, измерительНО-КО. ПСН аl(ИОН Н Ьl )и !)!i(li(;3 .1И П ) М ЯТИ KO ) I!— честио ксп оры; рав:«) >)исл измерясмых фрак((и!i, вход )cj,B<)ГО > з них связ;)н с пробоотб<зр(3ико."1, Bx<);!I> .);>; ) Их со(.(H!!< Ны
Bh! XO.!а МИ ОСта 3П>НЫХ < )ОТOIIPH(. >i l!1!KOB, 1(3УмЯ б, !Ока. >!1; О .)рс i,,! !l!5 lip(l(t. !ITH()! С<)ДЕp?v а НИ Я П !) I< ti >< )i I>I Х (!) рr3!.!! I!11. !)С" )13!>>!С 13."(.
ДЫ K<, ГОР(>)Х СOt. 331:!. П:>; C Bh!XO.ti ИЗМ<." ИТЕ, !ЬНО-Ко 1!1 il :.:.I! . )I!i!OI () О, 1ОК;I I! l МЯТ!i, В ГОP ЫЕ ii ) (Ы i ()(.i!i - i Ь t 3! . "()Д(). > Il СООТЗЕТСT!3 >КЗП(ИХ !Ь),(. :> IT(.,. >IN!.Itо 1 I !N 3Ц!IОlli! ЫХ О;10 .ОВ !! а 5! i.,)3! I,);l. >j OГ)ОКО(3 О!) jiе— де;1 е и и я !! p o! (t. н" и О t i " l t. 1) >к (3 н и я 11 р и м ((н ы " фр>>к и>3 ) r>i>l,.t) 1 ), > ) 0 )р()< < ...с; но Й !10 Вc p x h o c, l i c сc tI;! I i! >! x б р а к ц и Й (ос, (ИНЕИ (, ВX(", а М!i б 1 К ХО:(Ь! КО I Op>i>!X С itht : I!i; С ВХОЛО>! б. i OKri 1".1равлспия и в!.Н)ол)-:; i>j !)оз3!0?кность)< по,кл>о<;с;-!Ия " ав <: . (нчс< КОЙ сп("! Оxit> 3 lli, )!3лени)., прl .Яс >! -3ы >., (.:I i)ii.)KВ llрпглспи>! i .(1 (.(r..!l1 и 3(»i) )i) ;-ir;rr )» ° ) ков 1 к(ч!< т )< :,",:;.,Ных (;,)<) 3 м, —.роп(т))п KPO it. i riT lИKji, ),) 3!i5!;>КПДКОС !. 1!C I (rt! Iiilков .)30! 1 И ф(по рис :Ill .Kt.i>. ; СТРО)1«.>3:: I!, I!. I ..;:.lhr!(it(.iii! < (». < ж(н Затв()ром д, iÿ (i Г ."". )В З13ия, <. О((ни< IfHhi М О ТОКО)м, .. !) а, Ci! !r ". Ii Д:>ТЧ I! K()."1 3 !>Oi3 .. !! я ж!! д к 0 с т и . 3. УcTpoki<"ГВО .!< .. 1, !>t.!ич><)<()!t.. ес! тем, >!то Оно снао? ";I :, I!);l!3лически)) i(0.1Пако. >1 >Гl Я Гh>! lit. r j I! >) . .01 ОК<)В ж! .ГК "((l « *. (1 ?кдак;)т(ейся !)робь). 1075123 Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения фракционного состава и удельной повсрунОсти сыпучих материалов и может быть использовано в строительстве и других областях промышленности. Известно устройство для определения удельной поверхности сыпучих материалов, содержащее цилиндр с измерительными трубками, соединенными с дифференциольным манометром датчика перемещения, 10 привод цилиндра, пробоотборник, вибратор и стабилизатор давления (1). К недостаткам этого устройства относится то, что оно определяет удельную поверхность сыпучих материалов в диапазоне 0-100 см /г и не обеспечивает необходимой точности измерения. При значении удельной поверхности более 100 см /г погрешность возрастает. К недостаткам этого устройства относится и то, что оно не позволяет определять удельную поверхность сыпучих строительных материалов с размерами частиц более 2,5 мм. Известно устройство для определения степени загрязненности щебня или гравия, содержа гцсе два измерительных сосуда, 25 истслI Il и!(i" .Га с (i I!TIIUGcKQH системой, фотоприемн .к. ус1ройство регистрации и электрическую схему (2(. К недостаткам этого устройства относитсН то, что оно пе позволяет определять содержание пылевато-глинистых частиц в 30 сыпучих строительных материалах в автоматическом режиме, не обеспечивает необходимой точности измерения. Кроме того, на проведение одного измерения затрачивается продолжите Ii;«oc время. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для экспресс-контроля фракционного состава и удельной поверхности сыпучих материалов. -одержащее пробоотборник, блок 40 водоснаожения. датчик уровня жидкости, седиментационный цилиндр с расположенными по его высоте источниками света и фотоприемниками, затвор для удаления отработанной пробы, установленный на нижнем торце цилиндра, блок опредения удель- 45 ной поверхности песчаный фракций, вход которого связан с выходом нижнего фотоприемника, блок управления и блоки регистрации (3) . Принцип действия известного устройства о основан на измерении затемнения, создаваемого оседающими частицами, и определения фракционного состава частиц в диапазоне 0,14-5,0 мм. Недостатком указанного устройства является невысокая точность устройства, обусловленная неоднозначностью опредения размера частиц вследствие налипания пылевидных и глинистых частиц с размерами 0-0,14 мм, а также определения концентрации частиц с размерами более 5,0 мм. Целью изобретения является повышение точности измерения путем учета содержания смежных фракций. Поставленная цель достигается тем, что устройство для экспресс-контроля фракционного состава и удельной поверхности сыпучих строительных материалов, содержащее пробоотборник, блок водоснабжения, датчик уровня жидкости, седиментационный цилиндр с расположенными по его высоте источниками света и фотоприемниками, затвор для удаления отработанной lipoбы, установленный на нижнем торце цилиндра, блок определения удельной поверхности песчаных фракций, вход которого связан с выходом нижнего фотоприемника, блок управления и блоки регистрации, снабжено блоком принудительного отмучивания, установленным на верхнем торце седиментационного цилиндра, измерительно-компенсационными блоками памяти, количество которых равно числу измеряемых фракций, вход первого из них связан с пробоотборником, входы других соединены с выходами остальных фотоприемников, двумя блокамi. определения процентного содержания примесных фракций, первые входы которых соединены с выходом первого измерительно-компенсационного блока памяти, вторые входы соединены с выходами соответствующих измерительно-компенсационных олоков IiaMяти, BhIxo:iû блоков определения процентного содержания примесныу фракций и выход блока определения удельной поверхности песчаных фракций соединены с входами блоков регистрации, выходы которых связаны с входом блока управления и выполнены с возможностью подключения к автоматической системе управления, причем выходы блока управления подсоединены к управляющим входам всех олоков и конструктивных узлов устройства, кроме датЧИКа УРОВНЯ ЖИДКОСТИ, ИстОЧНИКОВ СВЕта И фотоприемников. Кроме того, предлагается седиментационный цилиндр снабдить затвором для отмучивания, соединенный с блоком управления и датчиком уровня жидкости. При этом можно снабдить устройство колпаком для гашения потоков жидкости осаждающейся пробы. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Устройство состоит из пробоотборника 1, седиментационного цилиндра 2, снабженного гидравлическим колпаком 3 для гашения потоков жидкости, вызванных осаждающейся пробой, затвором 4 для удаления отработанной пробы и жидкости, затвором 5 для обеспечения процесса отмучивания пробы, блока 6 водоснабжения, датчика ? уровня жидкости, блока 8 принудительного отмучивания пробы, щелевого источника 9 1075123 ществляется синхронизация работы блоков устройства и других указанных конструктивных углов устройства. Устройство работает следующим образом. По команде блока 24 управления рабочая жидкость (например, вода) постоянной температуры из блока 6 водоснабжения подается в седиментационный цилиндр 2, наполняя его до определенного уровня, задаваемого датчиком 7 уровня жидкости. Одновременно с этим по команде с блока 24 управления с помощью пробоотборника 1 происходит взвешивание пробы сыпучего строительного материала (например, песка), сигнал о массе пробы поступает в из45 55 света и фотоприемника 10, укрепленных на одном уровне и расположенных на определенном расстоянии от дна цилиндра для регистрации частиц фракций 0-014 мм, щелевого источника 11 света и фотоприемника 12, укрепленных на одном уровне и рас5 положенных на определенном расстоянии для регистрации частиц фракций более 5 мм, щелевого источника 13 света и фотоприемника 14, укрепленных на одном уровне и расположенных на определенном расстоянии 1О для регистрации фракций 0,14 — 5 мм. Выход пробоотборника 1 подключен к входу измерительно-компенсационного блока 15 памяти для обработки и заполнения сигнала, пропорционального массе пробы, выход фотоприемника 10 подключен к входу измерительно-компенсационного блока 16 памяти, для обработки и запоминания сигнала, пропорционального массе частиц фракций 0-0>14 мм, выход фотоприемника 12 подключен к входу измерительно-компенсационного блока !7 памяти для обработки и запоминания сигнала, пропорционального массе частиц фракций более 5 мм, выход фотоприемника 14 подключен к входу блока 18 определения удельной поверхности песчаных фракций для обработки и запоминания сигнала, пропорционального удельной поверхности частиц фракций 0,14-5 мм, выходы измерительно-компенсационных блоков 15 и 16 памяти подключены к входу блока 19 для определения процентного содержания в пробе фракций 0-014 мм, выходы измерительно-компенсационных блоков 15 и 17 памяти подключены к входу блока 20 для определения процентного содержания в пробе фракций более 5 мм, выход блока 19 подключен к входу блока 21 для регистрации фракций 0-0,14 мм, выход блока 20 35 подключен к входу блока 22 для регистрации фракций более 5 мм, выход блока определения удельной поверхности песчаных фракций 18 подключен к входу блока 23 для регистрации удельной поверхности фракций 0,14-5 мм, сигналы с выхода бло- 4О ков 21-23 регистрации поступают на вход блока 24 управления и в систему автоматического управления технологическим процессом. С помощью блока 24 управления осумерительно-компенсационный блок 5 памяти, для обработки и запоминания массы пробы. По команде с блока 24 управления и сигналу с датчика 7 уровня жидкости о наборе воды закрывается затвор 5 для отмучивания, образуя в верхней части цилиндра 2 необходимый объем, заполненный рабочей жидкостью для отмучивания, после чего проба с помощью пробоотборника 1 засыпается в этот объем и включается блок 8 принудительного отмучивания. Г1ос.7е отмучивания пробы по команде с блока 24 управления вкл|очаются измерительно-компенсационные блоки 16 и 7 памяти и блок 18 определения удельной поверхности песчаных фракций. Б этих блоках для компенсации случайных незначительных колебаний показаний устройства, обусловленных рассогласованием электронной измерительной схемы и вледствие изменения мутности (прозрачности) paGoчей жидкости после очередногo измерения или по другим причинам, предусмотреHO запоминание с одновременным инверсированием «нулевого» значения сигна 7а, осуществляемое по команде блока 24 управления. Затем по команде блока 24 управления открывается затвор 5 для отмучигания, проба осаждается в ссдиментационном цилиндре 2. Вследствие различных размеров частиц (а также из-за различногo веса) при осаждении материала в жидкости происходит пофракционное рассеяние его частиц по всей высоте седиментационного цилиндра 2. Причем осаждение более крупных частиц происходит быстрее. чем мелких. При просвечивании сечения ссдцмснтационного цилиндра 2 с жидкостью щелевыми источниками 9, 11 и !3 света. затемнение, обуслов7еннос размерами и концентрацией осаждаемых частиц в промежутке между источниками 9 света и фотоприемником 10, источником 11 света и фотоприемникoм 12, источником 13 света и фотоприемником 14, будет тем больше, чем больше у7е7ьная поверхность материала и масса пробы. Уровни установки щелсвых источников 9,1! и 13 и фотоприемников 10, 12 и 14 подобраны экспериментально таким образом, чтобы затемнение в верхнем сечении обуславливалось бы осаждением частиц фракций 0-0,14 мм, в среднем сечении — — осаждением частиц фракций более 5 мм, а в нижнем сечении — осаждением частиц фракций в диапазоне 0,145 мм. В момент достижения оседавшими частицами фракций 0,014 мм фотоприемника 10, частицами фракций более 5 мм фотоприемника 12. а части, ами фракций 0,14-5 мм фотоприемника 14 Й7оком 24 управления включаются блоки 16, 7 и 18 на промежутки времени, соответству|ощие временным интервалам прохождения фракций 0-014 мм относительно фотоприемника 10, фракций более 5 мм относительно фотоприемника 12. фракций 0,14-5 мм относительно фотопридепжаии". фракций более 5 т!м в Осаждаемой r;,!Oáå, а сиг:!ал с выхода блока 20 поcT"пас Г ия Bкод»локя 22 "сГиства!(ии фрякций б»лес 5 м (. Сигнал с выхода б.1»kill 18 11»c "(IBOT HB вход б,юка 28 регистрации удельной поверхности фракций 0,14 — 5 I,.м. (:игнат!!1 с выходов блоков 21-23 регистрации о (пракционном составе пробы посту(!(!!От Fta вхсд блока 24 уппавлепия и в явт»матическ;ю систему управ ((llиг! ТехнолОГи 1ecKHì i po(Lcc сом (ЛСУ, 1 I j. I ID .(MPk!(" F (lc предc(«c«0iIO(0 устройства )ЮЗВОЛЯСт CHH3l .TÜ:!OÃ(РЕ((((П!С ГЬ ИЗМ PC k!1(i( фР«К1; (0(it!»Г» C»CT«B«ПР(- ИЗГOTG „. eHékl И ПО СРЯВНЕНИЮ С:-;ЗВЕСтНЫМ, СПИЗИтв КОЭффИ(lи! (П БИРИ Я t(И И ПРОЧ IОСТ(-: i!О.".Х (ЯЕМ()ГО ОЕ(з ) (1 1 ! (j ь — с.остаантс (н «1. .. омон Тскред !!. Бе!!ос Корр ктор (1. Ь .„;;! Тираж 823 11(одниснue ВН И И ПИ Государствен tera комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Mc ..;аа, К- — 35. Ра :(нскаи и!!5. д. 4!5 Филиал ППП «Патент», У кгород, у. Проектная. 4 Редактор H. Лазаренко Заказ 231, 35 емника 14. Коэффициенты переда-;и на бл»ках 15-18 подобраны так, что а выходе блока 15 получается сигнал, пропорциональный массе пробы, га выходе блока 16 полу чается сигнал, пропорциональный массе частиц фракций 0-014 мм, на выходс. блока 17 сигнал, пропорциональный массе фракций более 5 мм, на выходе блока 18 сигнал, пропорциональный удельной поверхности частиц фракций 0,14-5 мм. 11ри этом сигналы с выходов блоков 15 и 16 подаются на вход 10 блока 19 для определения процентного содержания фракций 0-0,14 мм в осаждаемой пробе, сигнал же с выхода ол»кя 19 поступает на вход блока 21 регистрации фракций 0-014 мм. Б свою очередь сигналы с выходов блоков 15 и 17 подаются па вх»л блока 20 для определения процептп(гго 001 1 ! 1 1 1) од, ! 1 .1 1 т 1 1 1 :,;:11!!! 1! I!!
