Гидравлический седиментометр

 

Изобретение предназначено для разделения обломочных осадочных пот род и искусственных сыпучих материалов на классы. Цель изобретения - увеличение диапазона дробной классифик ации при одновременном увеличении эффективности и качества классификации . Для этого седиментометр снабжен механизмом поворота и фиксации установленного на его валу 14 столика 15 с кюветами 16 и камерой 9 с выгрузным люком с герметично закрывающейся крышкой, с окном и опорг -й 9 г 12 Y ной пятой 13. Последовательно расположенные седиментационные полые цилиндры (ПЦ) выполнены с фланцами. Нижний фланец каждого ПЦ выполнен с боковом отверстием (БО). В нем установлен спускной кран с внутренним отверстием (ВО) по периметру фланца и с вертикальными отверстиями. Последние сообщаются через ВО с полостью фланца и с БО. В камере 9 на пяте 13 установлен вал 14. В окне камеры 9 герметично установлен один из ПЦ. Вверху ПЦ установлено загрузочное устройство со смесителем. По мере непрерывного оседания частиц поворачивают рукоятку 21 механизма поворота на одинаковый угол и фиксируют каждую последующую кювету 16 под ПЦ. Рукоятку 21 возвращают в исходное положение. Через заданные интервалы времени осуществляют классификацию материала на классы требуемой размерности в зависимости от размера, плотности и формы зерен. В процессе слива взвешенные частицы вместе с водой перемещаются к вертикальным отверстиям, через них и через ВО - в БО, а через спускной клапан - в сборную емкость, 2 табл. 11 ил., (С (Л : :о ел О О) 6 ГВ /7

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЦВ П1> (51) 4 В 03 В 5/62

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !""», H ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю@ . (21) 3889128/22-03 (22) 26.04.85 (46) 30.05.87. Бюл. М - 20 (7 1) Всесоюзный нефтяной научно-:сследовательский геологоразведочный институт (72) К.К.Гостинцев, В.Г.Дятлов, В.С.Коньков, А.В.Котров и В.Г. Панфилов (53) 622.?42:621.928.242(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 612699, кл. В 03 В 5/62, 1975.

Коузов П.A. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л.: Химия, 1971, с.129-130. (54) ПЩРАВЛИЧЕСКИЙ СЕДИМЕНТОМЕТР (57) Изобретение предназначено для разделения обломочных осадочных по-. род и искусственных сыпучих материалов на классы. Цель изобретения увеличение диапазона дробной классификации при одновременном уВеличении эффективности и качества классификации. Для этого седиментометр снабжен механизмом поворота и фиксации установленного на его валу 14 столика 15 с кюветами 16 и камерой 9 с выгрузным люком с герметично закрывающейся крышкой, с окном и опорной пятой 13. Последовательно расположенные седиментационные полые цилиндры (ПЦ) выполнены с фланцами.

Нижний фланец каждого ПЦ выполнен с боковым отверстием (БО). В нем установлен спускной кран с внутренним отверстием (ВО) по периметру фланца и с вертикальными отверстиями. Последние сообщаются через ВО с полостью фланца и с БО. В камере 9 на пяте 13 установлен вал 14 ° В окне камеры 9 герметичнс установлен один из ПЦ. Вверху ПЦ установлено загрузочное устройство со смесителем. По мере непрерывного оседания частиц поворачивают рукоятку 21 механизма поворота на одинаковый угол и фиксируют каждую последующую кювету

16 под ПЦ. Рукоятку 21 возвращают в исходное положение. Через заданные интервалы времени осуществляют классификацию материала на классы требу емой размерности в зависимости от размера, плотности и формы зерен.

В процессе слива взвешенные частицы вместе с водой перемещаются к вертикальным отверстиям, через них и через ВΠ— в БО, а через спускной клапан — в сборную емкость ° 11 ил,, . 2 табл.

1 131

Изобретение относится к устройствам, применяемым для разделения обломочных осадочных пород и искусственных сыпучих материалов на классы. Седиментометр может использоваться во многих отраслях науки и промышленности, в частности в нефтяной геологии, геологии россыпей, геологии моря, грунтоведении, абразивной промышленности и т.д., где необходимо детальное определение гранулометрического и минералогического состава осадочных пород, а также искусственных сыпучих материалов, состоящих из зерен песчано-алевритовой размерности до 5-3 мм.

Целью изобретения является увеличение диапазона дробной классификации при одновременном увеличении эффективности и качества классификации.

На фиг.1 схематически изображен гидравлический седиментометр, оборудованный одним полым цилиндром; на фиг.2 — узел I на фиг.1; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 — седиментационный цилиндр иэ нескольких последовательно расположенных цилиндров; на фиг.5-7 — узел II на фиг.4; на фиг.8, 9 — камера и механизм поворота и фиксации столика; на фиг.10 — схема управления классификацией; на фиг.11 — зависимость между средней скоростью свободного осаждения частиц кварца и диаметром гладких калиброванных шариков стекла и шарообразных частиц кварца в седиментометре.

Гидравлический седиментометр состоит из блока седиментации, блока классификации и получения узких классов, устройства автоматического управления режимом классификации, напорного бачка, соединенного через трубопровод с кранбм (не показаны) с блоком седиментации.

Блок седиментации состоит из седиментационного полого цилиндра 1 или из седиментационного цилиндра.2, оборудованного из последовательно расположенных полых цилиндров, площади сечений которых увеличиваются от верхчего к нижнему цилиндру. В нижнем фланце каждого цилиндра имеется боковое отверстие 3, в котором смонтирован спускной кран 4. Это отверстие сообщается через отверстие 5, выполненное по периметру фланца, и

3506

16

15 вертикальные отверстия 6 с полостьн седиментационного цилиндра 1 или 2.

Вверху цилиндра 1 или 2 установлено загрузочное устройство 7 со смесителем 8. Устройство выполнено, например, в виде жалюзи, удерживаемых конической головкой штока под воздействием пружины на штоке. Пружина опирается ча втулку смесителя и кнопку, навинченную на верхнюю часть штока.

Втулка смесителя помещена в ступице корпуса загрузочного устройства, имея . возможность свободного врашения, Снаружи цилиндра укреплен микровибратор (не показан).

Блок классификации и сбора классов состоит из камеры 9, состоящей иэ цилиндрического корпуса 10, поддона 11 и верхнего диска 12, жестко скрепленных друг с другом, и механизма поворота. Внутри камеры на поддоне укреплена пята 13, на которую опирается вал 14 механизма поворота и поворотный столик 15 с кюветами 16, размещенными в.кольцевом желобе столика. Вал установлен в подшипнике

18 с сальником, жестко укрепленным на диске 12 камеры 9 ° На вал посажены жестко стопорное кольцо 19„ храповик

20 и вращательно рукоятка 21, внутри которой размещены пружина 22 и чека

23, входящая в зацепление с зубом храповика под воздействием пружины при повороте рукоятки. На верхнем диске камеры жестко укреплен корпус стопора 24 обратного вращения вала, а. в корпусе расположены пружина 25 и чека 26, которая входит в зацепление с зубом храповика под воздействием пружины при обратном вращении вала. Кроме того, на верхнем диске камеры 9 укреплен корпус фиксатора

27, под воздействием пружины котороro шарик 28 входит в выемку на стопорном кольце, фиксируя требуемое положение поворотного столика и кюветы под цилиндром 1 или под нижним полым цилиндром 2. В верхнем диске камеры имеется окно 29, в котором герметично монтируется фланец седиментационного цилиндра 1 или 2. Другое окно является выгрузным люком

30 и герметично закрывается крышкой с прокладкой посредством болтов или барашков. В цилиндрическом корпусе камеры 9 имеется боковое отверстие, в котором смонтирован кран 31 для

3 1313506,1 спуска воды при транспортировке, или площадь сечения цилиндра 1 или 2 соскладском хранении. ставляет 20 : 0,25 =- 80 см или

Устройство автоматического управ- 20 : 0,2 = 100 см . Для проб весом ления режимом классификации состоит до 50 или 100 r площадь сечения из электромагнита 32, корпус которо- > цилиндра соответственно оставляет

ro жестко укреплен на верхнем диске 160-200 или 480-600 см . В лабораг камеры, а его сердечник шарнирно со- торных условиях обычно используют единен посредством тяги 33 с рукоят- навески проб до 50 г. кой поворота, тиристора 34, блока 35 Указанные навески проб (25; 50; управления тиристором и программато- f0 100 г) и соответствующие им площади ра 36 времени классификации. Програм- сечений цилиндров экспериментально матор 36 состоит из блока 37 задат- определены при свободном осаждении чиков временных интервалов, блока монозернистого материала, т.е. мате38 регулирования временных интерва- риала узких классов (см.табл.1). Для лов, блока 39 индикации и блока 40 f5 естественных проб, состоящих из попитания. лизернистого материала, например, Седиментационный цилиндр 1 может из 4-6 узких классов, вес проб моиметь высоту (дпину) !75-350 см и жет быть увеличен в 1,5-2 раза. Одболее. Наиболее целесообразна высо- нако при расчете конструкции цилинта цилиндра 200-350 см. При высоте 20 дров 1 или 2 следует учитывать укацилиндра менее 175 см ухудшается занные значения. качество и точность разделения мате- Наиболее рациональной формой сериала за счет уменьшения времени чения цилиндров 1 и 2 и соответствуосаждения материала. При высоте ющей ей формой фланцев является лицилиндра более 350 см увеличивается 25 бо трапеция, подобная сечению кювепродолжительность времени классифи- ты 16, либо квадрат со стороной на кации, однако точность разделения 4-6 мм меньше размера наименьшего материала на классы практически ухуд- основания трапеции сечения кюветы шается незначительно. 16, либо прямоугольник с таким же

Различие конструкции седимента- 30 размером меньшей стороны. Оптимальционных цилиндров 1 и 2 обуславли- ным является сечение в виде равновает разное осуществление операции бочной трапеции с основаниями, размер по сливу воды со взвешенным матери- которых на 4-10 мм меньше оснований алом более тонкодисперных классов в сечении кювет 16. (менее 0,04 мм или менее 0,0315 мм) g5. Наиболее рациональным сечением из этих цилиндров. На седиментацион- является сечение в виде трапеции, ном цилиндре нанесены отметки, а что подтверждается расчетами. При седиментационный цилиндр 2 имеет такой конструкции цилиндра диаметр полые цилиндры, длина которых равна поворотного столика является наименьрасстоянию между отметками на ци- 40 шим, а следовательно, конструкция селиндре 1. Цилиндры 1 и 2 изготовля- диментометра характеризуется большей ются из прозрачного материала, на- компактностью и требует меньшего распример, органического стекла. хода материала.

Наиболее рациональной формой се- На фиг.2 изображен узел I на фиг.1 чения кювет 16 является либо сег- 45 в двух проекциях с квадратным сечемент, либо вписанная в него трапеция. нием цилиндров 1 и 2.

Кюветы выполняют одинаковой фор- Полые цилиндры 1 или 2 с круглыми мы и одинакового размера в зависи- сечениями обладают существенными немости от требуемого нижнего сечения, достатками. Осаждение материала из в свету седиментационного цилиндра 50 круглого цилиндра в круглую кювету 1 или нижнего цилиндра 2. Площадь в момент поворота столика 15 сопроэтого сечения определяют по объему вождается его потерей, т.е. его осажматериала исследуемых проб. Напри- дением на дно желоба этого столика. мер для проб весом до 25 r (или При этом потери тем больше, чем крупЭ ъ объемом до 20 см ) и соблюдения сво- 55 нее материал, и могут достигать бободного осаждения зерен толщина слоя лее 10-15Х. материала, вводимого в цилиндр, не . Ha фиг.2 показано сообщение отвердолжна превышать 2,0-2,5 см. Отсюда стий друг с другом, а именно отвер1313506

5 стие 3 сообщается через внутреннее отверстие 5, выполненное в теле фланца по его периметру, и вертикальные отверстия б с полостью цилиндра 1 или

2. При этом вертикальные отверстия

6 высверлены с торца фланца так, что по всей длине отверстия 6 образуется щель на внутренней поверхности цилиндра. В результате такого выполнения бокового отверстия 3, внутреннего отверстия 5 и вертикальных отверстий

6 обеспечивается слив эмульсий через кран 4 в сборную емкость. В процессе слива взвешенные частицы вместе с водой перемещаются к отверстиям 6„ а через них и внутреннее отверстие 5 в боковое отверстие 3 и через спускной кран 4 в сборную емкость, Соотношение диаметров (площадей горизонтальных сечений) полостей цилиндров зависит от диаметров вертикальных отверстий 6. Экспериментально проверено, что наиболее рациональны вертикальные отверстия диаметром 5-10 мм. Отсюда размер стороны сечения цилиндров 2 последовательно увеличивают на 8-16 мм от верхнего цилиндра к нижнему. При этих диаметрах вертикальных отверстий обеспечивается быстрый слив эмуль сии из цилиндра 2 в сборную емкость, а в результате улучшается качество получения тонких классов (0,0315

0,025; 0,02; 0,016; 0,0125; 0,01 мм).

Коэффициент последовательного увеличения площади сечения должен быть в пределах от 1, 17-1, 13 до 1,35- 1,2.

Внешний размер стороны квадратного фланца определяется с учетом диаметра внутреннего отверстия 5, при этом чем больше диаметр этого отверстия, тем больше внешний размер стороны фланца. Диаметр внутреннего отверстия 5 должен быть на 2-4 мм больше принятого диаметра вертикальных отверстий 6, а именно диаметр внутреннего отверстия 5 может быть принят от 7-12 мм до 9-14 мм. Отсюда. размер внешней стороны фланца должен быть больше на 20х2—

30х2 мм размера стороны внутреннего сечения цилиндров 2.

Толщина фланца определяется по диаметру бокового отверстия 3, которое высверливается с учетом конструкции крана 4 так, чтобы его проходное сечение было равно или больше сечения внутреннего отверстия 5, 6

С целью уменьшения габаритов диаметра камеры-основания нижний ци . линдр 2 выполняется с разными фланцами. При этом верхний фланец это5 ro цилиндра выполняется с квадратным сечением, а нижний фланец — с сечением в виде равнобочной трапеции, как у кювет 16, причем угол сужения цилиндра 2 не должен превышать

10 28=4

Высота цилиндров 2 зависит от заданной размерности классов. В табл.1 и 2 приведена шкала размерности по диаметру зерен, эквивалент15 ному диаметру шарообразных частиц кварца, за основу этой шкалы принята шкала с шагом 1,25.

На фиг.7 изображена диаграмма, по которой определяется размерность ша-.

20 рообразных частиц в зависимости от экспериментально установленной скорости свободного осаждения этих частиц. Кроме того, в табл.1 приведено время осаждения этих частиц в се25 диментационных цилиндрах 1 и 2 раэновый высоты. Как видно из табл.i время осаждения частиц одинаковой размерности увеличивается с увели1 чением высоты седиментационного ци30 линдра.

В табл.2 приведены размерности классов по диаметру зерен и в соответст вии с ней размерность классов по скорос ти осаждения. Кроме того, приведены

35 конкретные данные о временных интервалах между поворотаьи вала 14. Эти интервалы в табл.2 названы интервалами времени накопления материала каждого класса в соответствующую кюве40 ту. Как видно из табл.2, временные интервалы между поворотами вала 14 увеличиваются с увеличением высоты седиментационного цилиндра 1 или 2.

Эти интервалы вычисляются как раз45 ность времени осаждения граничных размеров частиц каждого класса по заданной длине (высоте) седиментационного цилиндра.

Гидравлический седиментометр при

50 ручном механическом управлении режимом классификации (например, без устройства автоматического управления режимом классификации) работает следующим образом.

55 Из напорного бачка, открыв кран, седиментометр наполняют чистой водой. Навеску исследуемого материала после смачивания водой и растирания

1313506 до разъединения слипшихся зерен загружают в загрузочное устройство 7, заполняют его водой до требуемого уровня и размешивают, вращая смеситель 8. В процессе перемешивания нажимают на кнопку штока, коническая головка которого, опускаясь, освобождает жалюзи. Они открываются, суспензия под действием собственного веса перемещается в верхний слой fg чистой воды. В столбе чистой воды в седиментационном цилиндре частицы оседают с различной скоростью в зависимости от размера, плотности и формы. Происходит процесс седимента- 15 ции. Скорости оседания, например,частиц кварца шарообразной формы разного диаметра приведены в табл.1.

В ней также даются экспериментальные данные времени осаждения этих частиц в седиментационных цилиндрах разной конструкции, например с высотой 200;

250; 300; 350 см. При этом эквивалентные размеры частиц требуемых узких классов определяли не путем пря- 25 мых измерений частиц, а путем измерения скорости оседания узких классов шарообразных частиц кварца.

По истечении времени осаждения частиц первого узкого класса {напри- 30 мер, с диаметром более 2,5 мм при высоте седиментационного цилиндра

250 см) в первую кювету рукоятку 21 быстро (за О, 1 с и менее) поворачивают на требуемый угол. При повороте чека 23 воздействует на зуб храповика 20. Вал 14, поворотный столик

i5. с кюветами 16, храповик 20 и стопорное кольцо 19 поворачиваются на такой же угол, соответствующий зубу 40 храповика. При этом шарик 28 выходит из выемки, заходит в паз в корпусе фиксатора 27, сжимает пружину и скользит по стопорному кольцу 19 до следующей выемки на этом кольце, в 45 которую заскакивает под воздействи-. ем пружины, издавая щелчок. Чека 26 скользит по пологой части зуба храповика 20, сжимая пружину 25, заходит в паз корпуса 24 стопора обрат- 50 ного вращения и, пройдя зуб, под воздействием пружины 25 принимает исходное положение (входит в зацепление со следующим зубом). Вторая кювета фиксируется в створе сече- 55 ния нижнего конца цилиндра 1 или

2, а рукоятку возвращают в исходное положение. При обратном повороте

8 рукоятки 21 чека 23 скользит по пологому профилю следующего зуба, сжи— мает пружину 22, заходит в паз рукоятки и, пройдя этот зуб, входит

H зацепление с HHM. В это время чека 26 находится в зацеплении с зубом храповика и стопорит (препятствует) обратный поворот вала и укрепленных на нем деталей.

После осаждения частиц второго узкого класса (диаметр частиц 2,0—

2,5 мм) или по истечении времени осаждения частиц во вторую кювету

16 (9,5 с при высоте. седиментационнаго цилиндра 250 см) рукоятку 21 быстро (менее чем за О, 1 с) поворачивают на такой же угол, при этом указанные детали механизма говорота взаимодействуют так же, как и при предшествующем повороте по часовой стрелке, и третью кювету 16 фиксируют под нижним концом седиментационного цилиндра 1 или 2, а рукоятку

21 возвращают в исходное положение и т.д".

Таким образом, по мере непрерывного оседания частиц, поворачивая рукоятку на одинаковый угол, фиксируя каждую последующую кювету под седиментационным цилиндром и возвращая рукоятку в исходное положение, через заданные интервалы времени осуществляют классификацию материала на классы требуемой размерности в зависимости от размера, плотности и формы зерен.

Для сокращения времени в 10-15 раз частицы с размером менее 0,04 мм (или менее 0,0315 мм), находящиеся во взвешенном состоянии, далее классифицируют путем последовательного слива воды из седиментационного ци1 линдра по частям.

Для этого при использовании гидравлического седиментометра, оборудованного одним полым седиментационным цилиндром 1 (см.фиг.1) после осаждения материала, например, двадцатого или двадцать первого класса с размерностью частиц О, 04-0, 03 15 или

0,03-15-0,025 мм открывают спускной кран 4 и материал следующего класса (двадцать первого или двадцать второго) вместе с водой сливают в отдельную сборную емкость. При этом слив осуществляют до заданной верхней от- . метки на цилиндре 1. Не перекрывая кран 4, под него подставляют следую13 l 3506

10 щую сборную емкость, в которую сливают следующую часть столба воды со взвешенным материалом последующего более тонкодисперсного узкого класса (0,025-0,016 мм) до второй сверху отметки на указанном цилиндре и т.д.

После слива из цилиндра 1 последней части столба воды со взвешенными частицами с размерностью> например, менее 0,01 мм или в последнюю сборную емкость кран 4 перекрывают.

С помощью гидравлического седиментометра осуществляется детальная (дробная) классификация зернистого материала на узкие классы.„ т.е. дроб- 1 ное разделение материала пробы на классы по гидравлической крупности (т.е. на классы по скорости свободного осаждения шарообразных частиц кварца одинаковой плотности, равной 2

2,65 г/см (см.табл.1 и 2). Скорость осаждения определена экспериментально многократным измерением времени осаждения калиброванных шариков стек3 ла плотностью 2,65 г/см

На фиг.7 показана диаграмма зависимости между средней скоростью свободного осаждения частиц кварца и диаметром гладких калиброванных шариков стекла (размером 2,5 — 0,3 мм) и шарообразных частиц кварца (менее 0,3 мм). Средний размер зерен толченого кварца определялся по среднему размеру ситовых фракций. Диаметры шариков стекла и шарообразных частиц кварца определяли под микроскопом. Время свободного осаждения измеренных частиц определяли с помощью секундомера с точностью до 0,1 с.

Определение количества зерен в получаемых классах осуществляется путем косвенного пересчета весового состава класса на количественный. Для этого вес материала каждого полученного класса делят на вес сферического зерна, диаметр которого равняется полусумме конечных размеров зерен класса. Поскольку большинство обломочных пород сложено кварцем и полевым шпатом, вес единичного зерна

265 d рассчитывают по формуле - - — ----

6 где d — его поперечник. В результате деления получается количество зерен в каждом классе.

При использовании гидравпическогo седиментометра Z> седиментацион— ный цилиндр которого оборудован и: последовательно расположенных поль1х цилиндров, например, двадцатую (или двадцать первую) кювету 16 поворотом рукоятки 21 устанавливают под нижним концом нижнего полого цилиндра 2, затем откргпвают верхний спускной кран 4 и в сборную емкость, ранее установленную под этим краном, 0 вместе с водой сливают материал самого тонкодисперсного класса, например, из частиц с размером менее 0,01 мм. Открывают второй сверху спускной кран 4 и в другую сборную емкость, также установленную под ним, вместе с водой сливают материал из более крупных частиц (0,01

0,0125 мм) и т.д.

Процесс выгрузки классов 0,0125—

0 0,016; 0,016 — 0,02; 0,02 — 0,025;

0,025 — 0,0315 осуществляется последовательно из третьего, четвертого, пятого и шестого сверху цилиндров.

Кран 4 нижнего полого цилиндра оставляют закрытым и после полного оседания частиц класса 0,0315 — 0 04 мм в двадцатую кювету кран 4 нижнего цилиндра открывают, из него чистую воду сливают в емкость.

30 Далее работа седиментометра происходит следующим образом.

Отвинчивают гайки (барашки) болтов крьппки люка 30 и через этот люк последовательно выгружают кюветы с

35 материалом полученных классов.

Воду из кювет 16 сливают, матери-ал полученнь|х классов выл ружают в бюксы для сушки. Кюветы через люк 30 снова устанавливают в кольцевом

40 желобе 17 поворотного столика 15, а люк герметично закрывают крышкой, навинчивая гайки (барашки) болтов.

После осаждения тонкодисперсного материала полученных классов

45 (0,04 — менее 0,01 мм) на дно сборных емкостей воду сливают, а материал собирают, высушивают и взвешивают.

Гидравлический седиментометр, снабженный устройством автоматиче50 ского управления режимом классификации, работает следующим образом.

На программаторе 36 времени классификации задают программу временных интервалов, соответствующих

55 времени накопления каждого последующего класса, например, по табл.1 и 2.

Гидравлический седиментометр наполняют чистой отстоявшейся {без пу!

2 положение возвращается рукоятка 21

r-,oïîðîòà, следующий зуб кринолина

20 входит в зацепление с .акой 23, противоположный зуб, войдя в зацепление с чекой 2á, в это время стопорит обратный паворс т вача с укрепленными на нем цеталяя .

:, о прихода следующегo управляющего импульса Оседаюшие частицы Вто рого класса накапливаются во второй кювете. По истечении заданного интервала времени оседания частиц второго класса в блоке 37 задатчика временных интервалов вырабатывается следующий соответствующий импульс, и процесс управления разделением и разделение материала третьего класса, затем четвертого, пятог и т.д. классов многократно повторяется.

После завершения классификации материала исследуемой навески нажимают кнопку Стоп, с помощью которой от питающей электросети отключают устройство автоматического управления режимом классификации.

После слива воды из седиментационного цилиндра 1 или 2 отвинчивают гайки болтов (барашков), открывают крышку люка 30 и через него последовательно выгружают кюветы 16 с материалсм полученных классов. Воду из кювет сливают, а материал полученных классов собирают, высушивают в бюксах и взвешивают.

С целью сокращения времени классификации в 10-15 раз, а также с целью упрощения конструкции устройства автоматического управления.ре.— жимом классификации классификацию материала с размером частиц менее

0,04 мм или 0,0315 мм, взвешенных в столбе воды седиментационного цилиндра 1 или 2, производят путем последовательного слива воды в отдельные сборные емкости. При этом последовательность слива воды из седиментационного цилиндра 1 или 2„ сопутствующие и последующие операции после слива воды осуществляют таким же образом,,как после классификации материала при механическом ручном управлении.

При классификации навесок проб с большим процентным содержанием тонкодисперсного материала включают в электросеть микровибратор (не показан). Его колебания, направленные перпендикулярно цилиндру i. возмуII 1 313506 зырьков) водой. Навеску исследуемого материала после смачивания водой загружают в загрузочное устройство 7. его заполняют водой да требуемо о уровня и размешивают, вращая смеситель 8. В процессе перемешивания нажимают на кнопку штока, коническая головка которого освобождает жалюзи, они открываются, суспензия поступает в верхний слой чистой воды в се†10 диментационном цилиндре 1 или 2.

В момент нажатия кнопки штока загрузочного устройства 7 одновременно включают кнопку "Пуск" устройства автоматнческого управления режимом 15 классификации.

В седиментационном цилиндре загруженный материал навески осаждается с различной скоростью. Более крупные частицы осаждаются быстрее, более 20 мелкие — с меньшей скоростью, поэтому по высоте столба воды в цилиндре формируются классы с одинаковой размерностью (см.табл.2), которые оседают. 25

По истечении заданного интервала времени оседания частиц первого класса в блоке 37 задатчика временных интервалов вырабатывается соответст-вующий импульс, поступающий в блок 35 30 управления тиристором, который формирует первый управляющий импульс определенной длительности и амплитуды, поступающий на управляющий электрод тиристора 34. Тиристор 34, в цепь которого включена катушка электромагнита 32, открывается на время действия импульса, сердечник электромагнита, втягиваясь, передает через шарнирное соединен и тягу 33 усилие 40 на рукоятку 21 поворота, которая поворачивается на требуемыи угол соответственно одному зубу храповика 20, При этом детали рукоятки, храповик, стопорное кольцо 19, детали стопора 45

24 обратного вращения, фиксатора 28 взаимодействуют описанным образом, как и при механическом ручном повороте рукоятки. Вторая кювета 16 устанавливается и фиксируется в створе 50 сечения нижнего конца седиментационного цилиндра 1 или 2. В кювету 16 осаждается материал второго класса.

После окончания действия управляющего импульса тиристор 34 обесточи- 55 вается и его сердечник под воздействием пружины возвращается в исходное положение. Вместе с ним в исходное

Бремя осаждения шарообразных частиц кварца, с, при высоте цилиндра, см

Скорость осаждеДиаметр шарообразных частиц кварца, мм ния шарообраз300 350

250

200 ных частиц кварца, см/с

Более

30,5

Более

2,5

11,5

8,2

13,4

9,5

26,2

2,0

13,4

15,6

11%2

22,4

1,6

18,4

15,8

13„2

10,5

19,0

1,25

21,9

18,8

15., б

12,5

16,0

1,0

26,3

22,6

18,,8 l5,0

13,3

0,8

32,4

27,8

23,2

18,5

10,8

0,63

l3 131 щают пристенный слой воды и ликвидируют эффект ирилипания тонких частиц (до 0,0315 0 04 мм) к стенкам цилиндра, а также препятствуют слипанию частиц при осаждении их в верхней части цилиндра. При классификации песчаных проб вибратор в электросеть не включают.

Использование изобретения обеспечит по сравнению с известными устройствами следующие преимущества: расширение диапазона детальной клас-сификации на узкие классы с диапазона глинистых и алевритовых частиц с размером до 0,1 мм на диапазон песчаных частиц с размером О, 1-2,5 мм и гравия с размером гальки от 2,5 до 3-5 мм; осуществление детальной классификации на узкие классы с размерностью, увеличивающейся с постоянным модулем; повышение эффективности и качества классификации; автоматизацию процесса классификации и управление режимом этого процесса; стандартизацию получаемых узких классов по эквивалентному диаметру шарообразных частиц соответственно детальному ситовому рассеву с помощью набора контрольных сит десятого ряда или с помощью более детального набора контрольных сит двадцатого ряда; получение еще более детального ряда

3506 14 классов с модулем 1,06 и менее; и"оизводство детальной классификапии по любому требуемому ряду классов.

Формула изобретения

Гидравлический седиментометр, включающий последовательно расположенные полые цилиндры со спускными

10 кранами в нижней части, загрузочное устройство и установленный на валу столик с кюветами, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения диапазона дробной классифика15 ции при одновременном увеличении эффективности и качества классификации, он снабжен механизмом поворота и фиксации столика с кюветами и камерой с выгрузным люком с герметич20 но закрывающейся крышкой, с окном и с опорной пятой, причем полые цилиндры выполнены с фланцами, нижний фланец каждого цилиндра выполнен с боковым отверстием, в котором установ25 лен спускной кран с внутренним отверстием по периметру фланца и с вертикальными отверстиями, сообщающимися через внутреннее отверстие с боковым отверстием и полостью фланца, в ка30 мере на опорной пяте установлен вал, а в окне камеры герметично установлен один из полых цилиндров.

Таблица l (!

3!3506!

Время осаждения шарообразных частиц кварца, с, при высоте цилиндра, см

Скорость осаждения шарообраз"

250

200 ных частиц кварца, см/с

40,2

34,5

?8,7

23,0

8,7

0,5

29,2

0,4

6,85

64,8

55,6

46,3

37,0

0,315

5,4

85,4

61,0

48,8

4,1

0,25

14,8

98.4

82,0

65,6

3,04

0,2

136,4

159,1

О, 16

225, 8

1,55

О,!25

333,3

1,05

0,1

429

500

286

357

0,08

0,7

435 544

0 46

0,063

1111

741

0,27

0,05

2187

1250 1562

1875

О, 16! 818

3182

2727

2273

0,11

О, 065

5385

3077 3846

4615

8750

7500

0,02

14583

12500

0,018

О, 0125

23333

18750

0,01

38043

32609

Диаметр шарообразных частиц кварца, мм

0,04

0,0315

0,025

90,9 113,6

1?9,0 161,8

190 5 238 1

0,04 5000 6250

О, 024 8333 1041 7

О, 015 13333 16667

0,0092 21739 27!74

11родолжение табл,1

193,4

285, 7

Размерность классов по скорости осаждения шарообразных частиц кварца, см/с

Размерность классов по диаметру шарообразных частиц кварца, мм

200

11,5

6,5

Более 30,5

30,5-26,2

26,2-22,4

22,4-19 0

19,0-16,0

Более 2,5

2,5-2,0

2,0-1,6

1,3

1,7

1,9

1,3

1,6-1,25

2,4

2,0

1,6

2,4

3,0

2,0

3,5

1, 25-1, О

1,0-0ь8

0,8-0,63

0,63-0 5

0 5-0,4

0,4-0,315

16,0-13,3

3,8

2,5

3,2

5,2

3,5

13,3-10,8 10 8-8,7

6,7

5ь5

4,5

7,8

10,9

9,3

6,2

i3 7

11,8

7,8

20„6

17,6

14,7

11,8

0,315-0,25

29,"

21,0

25,2

16,8

0,25-0,2

0,2-0,16

3i,á

44,3

38,0

25,3

66,", 47,7

5?,0

38,1

О, 16-0, 125

107,5

166,7

61,5

92,3

76„8

Oь125 Оь1

О, 1-0, 08

0,08-0,063

0,063-0,05

188, 9

95,5

281

223

187

459

306

515

382

0,05-О,04

764

891

509

995

852

568

711

0 04 0 0315

0,0315-О,025

0,025-0,02

0,02-0,016

0,016-0,0125

0,0125-0,01

2203

1888

1259

1573

3365

2404

2885

4167

5000

5833

3333

7500 6250

8750

5000

14710

8406

10507 13859

8,7-6,85

6 85--5,4

5,4-4,1.

4, 1-3,05

3,05-2,2

2,2-1,55

1,55-1,05

I 05-О,7

0,7-0,46

0,46-0,27

0,2?-0,16

0,16-0,11

О 11-0 065

0,065-0,04

0,04-0,024

0,024-0 015

0,015-О,0092

1313506 18

Таблица 2

1. 1 1

Интервал времени накопления материала классов, с,при высоте цилиндра,см

250 300 350

) !! < )О h

1313506

1313506

13!3506! 313з06