Способ седиментационного анализа

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к способам определения гранулометрического состава дисперсных продук тов седиментационным методом. Целью изобретения является повышение точности анализа путем исключения влияния температуры на результаты измерений. Способ заключается в введении пробы заданной плотности в седиментационный цилиндр и регистрации зависимости уровня жидкости в измерительной трубке от времени после прохождения уровня жидкости через максимум. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 С .01 N 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОВСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3800134/22-25 (22) 09.07.84 (46) 07.02.87. Бюл. У 5 (71) Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) С.И.Кориш (53) 539.215.4 (088.8) (56) Фигуровский Н.А. Седиментационный анализ. — М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1948, с. 126-127.

Авторское свидетельство СССР

У 979962, кл. G 01 N 15/04, 1981. (54) СПОСОБ СЕДИМЕНТАЦИОННОГО АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к способам определения гранулометрического состава дисперсных продуктов седиментационным методом.

Целью изобретения является повышение точности анализа путем исключения влияния температуры на результаты. измерений. Способ заключается в введении пробы заданной плотности в седиментационный цилиндр и регистрации зависимости уровня жидкости в измерительной трубке от времени после прохождения уровня жидкости через максимум. 2 ил.

12885 ">3

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения гранулометрического состава дисперсных продуктов седиментационным методом.

Цель изобретения — повышение точности анализа путем исключения влияния температуры на результаты измерений.

На фиг. 1 показан график изменения уровня жидкости в измерительной трубке при введении в седиментационный цилиндр пробы в виде суспензии, плотность которой превышает критическое значение Р анализа, на фиг. 2 — схема устройства для проведения анализа.

Устройство состоит из седиментационного цилиндра 1, сообщающегося с измерительной трубкой 2, сосуда 3 для пробы в виде суспензии, уровнемера 4 для первичного преобразования уровня жидкости в трубке 2 в изменение индуктивности, преобразователя

5, коммутатора 6, блока 7 хранения информации, вычислительного блока 8, блока 9 начала отсчета, блока 10 запуска меток времени.

Способ заключается в следующем.

При введении пробы в седиментационный цилиндр (суспензии плотнос1 тью выше критического значения в цилиндре) возникает прямая волна суспензии, которая, достигнув дна, отражается и увлекает за собой твердые частицы вверх, образуя отраженный столб суспензии. При плотности пробы выше критического значения, определяемого по формуле у F a+ шБ

> Р где F — усредненное по высоте .те. пад седиме>>тационного цилиндра значение силы сопротивления движеник> твердых частиц в жидкости для падающей воютны, зависящее от вязкости среды и высоты цилиндра и определяемое по данным эксперимента, в котором в прозрачном седиментационном цилиндре регистрируется время достижения твердыми частицами дна цилиндра, ш — масса жидкости в пробе, V „„объем суспенэии в пробе; g — ускорение свободного падения.

Анализ показывает, что высота столба суспензии, образованного отраженной волной, зависит от температуры, причем эта зависимость поэ5

55 воляет скомпенсировать зависимость от температуры вязкости дисперсионной среды и соответственно скорости осаждения твердых частиц. Тем самым обеспечивается уменьшение температурной погрешности гранулометрического анализа.

При соприкосновения пробы с дисперсионной средой в момент t = 0 последняя выводится из состояния равновесия. При этом начинается колебательный процесс, свойственйый рассматриваемой системе с распределенными в пространстве параметрами.

Приращение уровня жидкости в измерительной трубке относительно невозмущенного состояния определяется суперпоэицией упомянутого колебательного процесса и изменением уровня под действием давления, которое оказывают на жидкость в седиментационном цилиндре введенные в него твердые частицы. Поскольку седиментационный цилиндр и измерительная трубка образун>т сообщающиеся сосуды, это давление уравновешивается соответствук>щим приращением уровня жидкости в измерительной трубке.

В момент t„ð прямая волна суспензии достигает дна седиментационного цилиндра и отражается, захватывая частицы твердого вещества. В момент с заканчивается образование отраженз ного столба суспензии. В этот момент все твердые частицы находятся во взвешенном состоянии. Их давление на жидкость в седиментационном цилиндре максимально, что соответствует максимальному приращению уровня жидкости в измерительной трубке. Далее происходит. снижение уровня жидкости в измерительной трубке вследствие выпадечия твердых частиц в осадок. В любой момент времени t, 1 с„ приращение уровня жидкости в измерительной трубке h, ..., h пропорционально массе частиц, еще не выпавших в осадок к данному моменту времени. Сопоставляя текущие значения уровня h, ..., h„ в определенные моменты времени t . .. t c > максимальным уровнем h, по известной методике определяют содержание частиц в заданном классе крупности и судят о гранулометрическом составе анализируемого дисперсного продукта.

Способ осуществляют следующим образом.

3 12885

В седиментационный цилиндр 1, сообщающийся с измерительной трубкой

2, из сосуда 3 вводят пробу в виде концентрированной суспензии. Плотность суспензии в пробе выбирается больше критического значения, поэтому ход кривой изменения уровня в измерительной трубке соответствует фиг. 1. Уровнемер 4 осуществляет первичное измерительное преобразование уровня жидкости в трубке 2 в изменение индуктивности — при изменении уровня жидкости изменяется положение поплавка, к которому йрикреплен ферромагнитный сердечник, относительно катушки индуктивности. Вторичное измерительное преобразование осуществляет преобразователь 5 уровня в частоту электрических колебаний, в определенные моменты времени инфор- 2О мация с преобразователя 5 через коммутатор 6 подается в блок 7 хранения информации. Вычислительный блок 8 обрабатывает информацию и вычисляет содержание частиц в заданных классах крупности. Блок 9 начала отсчета непрерывно отслеживает изменение уровня в измерительной трубке 2, получая информацию с преобразователя 5.

При этом блок 9 вычисляет модуль и знак крутизны кривой h (t) (фиг. 1), начиная с момента времени t„ достижения прямой волной дна седиментационного цилиндра (величина t достаточно стабильна в широком диапазоне 35 плотностей суспензии пробы, превыша-: ющих критическое значение, и при выбранной высоте седиментационного цилиндра 1). При крутизне, равной нулю, регистрируется максимальный 40 уровень Ь (фиг. 1), а время задержки Г. является началом отсчета ме3 ток времени t, .. °, t„. В момент

У

t осуществляется запуск блока IO, по командам которого производится 45 запись информации об уровне в измерительной трубке 2 в блок 7 хранения информации.

Таким образом, к моменту t „ в блоке 7 хранения информации находятся все необходимые данные для анали53 4 за гранулометрической характеристики дисперсного продукта, которые обрабатываются с помощью вычислительного блока 8.

Испытания проводят при следующих условиях: дисперсионная среда — вода, высота седиментационного цилиндра

1 м, плотность суспензии в пробах

1,2-1,4 г/см (при критической плотности 1,15 г/см ), плотность частиц руды 4,3-4,6 г/см . В результате испытаний установлено, что при изменении температуры дисперсионной сре- . ды от 8 С (оборотная вода, измерение производят сразу после наполнения седиментационного цилиндра) до 16 С (прогрев воды в седиментационном цилиндре в течение 3 ч), погрешность определения содержания частиц в классе 44 мкм не превышает 17. против 1015K в этом же диапазоне температур при использовании известного способа.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ седиментационного анализа, заключающийся в приготовлении пробы в виде суспензии, введении пробы в седиментационный цилиндр, заполненный чистой дисперсионной средой, и регистрации изменения во времени урОвнп жидкости в измерительной трубке, сообщенной с седиментационным цилиндром, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности путем уменьшения зависимости результатов измерения от температуры, готовят пробу плотностью вьппе критического значения, определяемого высотой седиментационного цилиндра и вязкостью дисперсионной среды, регистра. цию изменения уровня жидкости в измерительной трубке начинают после достижения твердыми частицами пробы дна цилиндра, фиксируют. момент прохождения уровня через максимум и ве- . личину максимума, а о гранулометричес. ком составе пробы судят по спаду уровня в измерительной трубке во времени после достижения максимума.

1288553

Составитель А.Кощеев

Техред И Верес Корректор С.Шекмар

Редактор А.Шишкина

Тираж 799, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7799/40

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4