Способ сепарации частиц порошка

 

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для разделения частиц на размерные фракции и может быть использовано в порошковой металлургии и других отраслях промьшшенности. Изобретение позволяет повысить точность измерения за счет обеспечения вьщеления моно-дисперсных фракций.- Дозу электропроводного порошка помещают в верпгану клинового конденсатора со средним расстоянием между электродами h и подают напряжение, регистрируя ток в функции времени по мере вылета частиц из конденсатора у основания клина. При этом подаваемое напряжение формируют в виде прямоугольного импульса амплитудой U и длительностью Т до момента уменьшения тока из-за вылета частиц размером а, определяемым впоследствии, например, седиментацией. Затем изменяют межэлектродное расстояние до h и .амплитуду импульса до U,- в зависимости от а . по уравнению (U. / /ир2 (, /a,.h), а длительность этого импульса находят из соотношения T;/Tj,. l+24a,-/a., где Tj.- вычисленное или предварительно измеренное время вылета из конденсатора частиц а ., о выделенной массе которых судят по уменьшению тока. Способ реализуют в устройстве, содержащем клиновой конденсатор, соединенный с источником питания. Устройство снабжено двумя охрачйыми электродами и симметричньм резистивным усилителем напряжения, посредством которого присоединен источник питания параллельно охранным электродам, расположенным вдоль обоих торцов от вершины до основания. Охранные электроды выполнены коническими и расположены вершинами в сторону вершины клинового конденсатора. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И (51) 4 G 01 N 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3932466/23-25

}(22) 19.07.85 (46) 23.08.87. Бюл. 9 31 (72) Д.Л.Зеликсон, Д.Н.Мотыль и Т.А.Филимонова (53) 543.275.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1004819, кл. G 01 N 15/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

9 922596, кл. G 01 N 15/02, 1982. (54) СПОСОБ СЕПАРАЦИИ ЧАСТИЦ ПОРОШКА (57) Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для разделения частиц на размерные фракции и может быть использовано в порошковой металлургии и других отраслях промьппленности. Изобретение позволяет повысить точность измерения за счет обеспечения выделения моно-дисперсных фракций. — Дозу электропроводного порошка помещают в вершину клинового конденсатора со средним расстоянием между электродами h„ и подают напряжение, регистрируя ток в функции времени по мере вылета частиц из конденсатора у основания клина. При этом подаваемое напряжение формируют в вице прямоугольного импульса амплитудой U„ è длительностью T„ до момента уменьшения тока из-за вылета частиц размером а„, определяемым впоследствии, например, седиментацией. Затем изменяют межэлектродное расстояние до

h; .и,амплитуду импульса до U; в зависимости от а; по уравнению (U; /

/U „) =(a„h; /a;h,), а длительность этого импульса находят из соотношения Т;/T,;-1+2 }а;/а,, где Т . — вычис ленное или предварительно измеренное время вылета из конденсатора частиц а., о выделенной массе которых

1 судят по уменьшению тока. Способ реализуют в устройстве, содержащем клиновой конденсатор, соединенный с источником питания. Устройство снабжено двумя охран}}ыми электродами и симметричным резистивным усилителем напряжения, посредством которого присоединен источник питания параллельно охранным электродам, расположенным вдоль обоих торцов от вершины до основания. Охранные электроды выполнены коническими и расположены вершинами в сторону вершины клинового конденсатора. 3 ил.

1332194

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для разделения частиц на размерные фракции и может быть использовано в порошковой металлургии и других отраслях промьппленности.

Целью изобретения являешься обеспечение выделения монодисперсных фракций в ансамбле частиц.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующего ,предлагаемый способ, на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 " saвисимости времени вылета частицы от размера.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит первый 1 и второй 2 плоские электроды, установ-. ленные под углом 0,5-5 и образующие клиновой конденсатор, соединенный с источником 3 питания, выполненным в виде генератора одиночных униполярных импульсов прямоугольной формы с регулируемой амплитудой U и длительно25 стью Т. Среднее расстояние между электродами 1 и 2, измеренное в сечении (фиг. 2), может быть изменено как изменением угла клина, так и параллельным перемешением одного из электродов для обеспечения напряженности электрического поля в конденсаторе ниже пробивного значения. Устройство снабжено охранными электродами 4 и 5, расположенными по двум торцам электродов l и 2, образующим клин, Охранные 35 электроды 4 и 5 могут быть выполненными коническими с вершинами, совиещенными с вершиной клина, причем угол конуса выбирается из условия постоян-ства зазора между каждым охранным 40 электродом 4 и 5 и электродами 1 и 2, Охранные электроды 4 и 5 могут быть выполнены также цилиндрическими и установлены под углом к образующим клин торцам, выбранным из - условия 45 постоянства указанных- зазоров между всеми электродами. Зазор между каждым охранным электродом и электродами

1 и 2 должен быть меньше на 10-30Х между электродных расстояний. Охран- 50 ные электроды 4 и 5 соединены параллельно друг другу со средней точкой симметричного делителя напряжения, образованного резисторами 6,, соединенными с источником 3 и элеткродом

1. Электрод 2 соединен:с измерителем

7 тока.

Способ осуществляют следующим образом, Дозу исследуемого электропроводного порошка помещают со стороны вершины клинового конденсатора вблизи вершинного торца электрода 1 и подают от источника 3 импульс напряжения амплитудой U„, длительностью Т при заданном междуэлектродном расстоянии h„. Длительность подбирают по моменту уменьшения тока, регулируемого измерителем 7 с электрода 2. Эта операция может быть автоматизирована путем подачи сигнала на отключение источника 3 в момент изменения производной тока от времени. При подаче напряжения частицы порошка, перезаряжаясь на электродах 1 и 2, совершают автоколебания вдоль силовых линий клинового конденсатора, .имеющих дуговую форму. Возникающая при искривлении траектории частицы центробежная сила способствует смещению частицы вдоль электродов 1 и

2 от вершины к основанию с последующим вылетом через основание кли-. на из конденсатора. В зоне охранных электродов 4 и 5. создается электрическое поле, напряженность которого растет по мере приближения частицы к торцам электродов 1 и 2, образующих клин, а силовые линии между охранным и плоским электродами изогнуты, поэтому возникающая здесь местная центробежная сила препятствует удалению частиц в этот зазор, частицы направляются к основанию клина+

Теоретическая рассчитанная и экспериментально установленная зависимость времени вылета частицы от ее размера имеет минимум времени пребывания частицы размером а в конденсаторе для данных h„ и 1„. Поэто" му в момент уменьшения тока измерителя 7 конденсатор покинут частицы размером a„. Средний размер а частиц определяют известным методом, например седиментационным. Эта операция является калибрующей для порошка данного сорта. Если необходимо выделить монодисперсную фракцию частиц другого размера с заданной погрешностью а;+а„, то устанавливают амплитуду импульса Б„. при междуэлектродном расстоянии h .., которые находят

1 в зависимости от а по уравнению (U /U )2 =(a„h /a.h, )Ъ где i — число сепарируемых фракций.

13321

Выбранные значения должны удовлетворять условию макС где E „ — допускаемая напряженность

5 электрического поля в конденсаторе.

Т /Т -=1-2 а./а ., в! ! °

15 где Т вЂ” вычисленное или предварительно измеренное экспериментальное время вылета частиц размером а„.

25

Т,=п,, (4) (— ) =(— - — )

Ui2 à h з

U, à. h

ЗО где i — число сепарируемых фракций, а длительность импульса определяют из соотношения а число пролетов

Длительность Т импульса выбирают .! из условия, обеспечивающего допускаемый разброс размеров частиц в выде- ляемой монодисперсной фракции

Масса выделенной фракции может быть определена по разности начального в момент подачи напряжения и конечного токов измерителя 7. Время вылета частиц и размером а вычис2 ляют по формулегде время релаксации частиц !, =2a y/9/i, 94

Формула изобретения

Способ сепарации частиц порошка, заключающийся в том, что пробу электропроводящего порошка помещают в вершину клиновидного конденсатора, прикладывают к пластинам конденсатора напряжение и регистрируют .ток утеч. ки конденсатора как функцию времени, отличающийся тем, что, с целью обеспечения выдеЛения монодисперсных фракций в ансамбле частиц,на пластины конденсатора подают напряжение в виде импульса, на стадии калибровки устанавливают среднее расстояние между пластинами h и амплитуду импульса U, а длительность импульса устанавливают равной отрезку времени от подачи напряжения до момента начала уменьшения тока утечки, связанного с вылетом частиц с размером а,, определяемого эталонным способом, при этом для сепарации частиц с размером а, амплитуды импульса

Uz и среднее расстояние между электродами вычисляют с помощью соотношения п=2И h< где у — плотность частиц; р — вязкость газа;

a — - угол клина и длина электродов; =0,579.

Т; 2ьад

=1+

Т . а; б!

35 где Т . — вычисленное или предварительно экспериментально измеренное время вылета частиц размером а;.

1332194

Х 10 N Х0 1Ю 2Я fN gag

УааЮ . оставитель Д. Громов ехред А. Кравчук Корректор В,Бутяга 1

С

Редактор И, Шулла Т

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3824/38

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4