Седиментометр

 

Изобретение относится к технике анализа гранулометрического состава порошков и может быть использовано в порошковой металлургии, химической и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов. Цель - ускорение и повьш1ение точности анализа. Седиментометр состоит из сосуда с дисперсионной жидкостью, в котором установлены два седиментационных цилиндра. В верхней части цилиндров размещены устройства ввода проб исследуемого дисперсного материала, В первом цилиндре устройство ввода представляет собой крестовину, расположенную над поплавком, жестко связанным с приемной чашкой, в которой собирается осадок . Во втором устройство ввода выполнено в виде диска. Крестовина и диск имеют возможность вращаться, а также совершать возвратно-поступательное движение относительно своих вертикальных осей. Приемные чашки в обоих цилиндрах установлены на поплавках , закрепленных на подпружиненных элементах, которые, в свою очередь, размещены на дне седиментационных сосудов. О количестве частиц, осевших на чашки, судят по величине сигналов связанных с ними датчиков перемещений . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

К AетОГСКОМ CBHPETEJlbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4173828/23-25 (22) 04.01.87 (46) 07.07.88. Бюл, В 25 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики при Томском государственном университете (72) В.К.Никульчиков, А.А.Колесников, А.Т.Росляк, П.Н.Зятиков и Ю.А.Чернов (53)539.215.2(088.8) (56) Патент СПА Ф 4419879, кл. G 01 N 15/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 473085, кл. G 01 N 15/04, 1973. (54 ) СЕДИМЕНТОИЕТР (57) Изобретение относится к технике анализа гранулометрического состава порошков и может быть использовано в порошковой металлургии, химической и других отраслях промышпенности, связанных с переработкой порошкообразных материалов. Цель — ускорение и повышение точности анализа. Седимен„„SU„„1408305 А 1 тометр состоит из сосуда с дисперсионной жидкостью, в котором установлены два седиментационных цилиндра. В верхней части цилиндров размещены устройства ввода проб исследуемого дисперсного материала. В первом цилиндре устройство ввода представляет собой крестовину, расположенную над поплавком, жестко связанным с приемной чашкой, в которой собирается осадок. Во втором устройство ввода выполнено в виде диска. Крестовина и диск имеют возможность вращаться, а также совершать возвратно-поступатель ное движение относительно своих вертикальных осей. Приемные чашки в обоих цилиндрах установлены на поплавках, закрепленных на подпружиненных элементах, которые, в свою очередь, размещены на дне седиментационных сосудов. О количестве частиц, осевших на чашки, судят по величине сигналов связанных с ними датчиков перемещений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1408305

Изобретение относится к технике анализа гранулометрического состава порошков и может быть использовано в, порошковой металлургии, химической

5 и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов.

Целью изобретения является ускорение и повышение точности анализа путем раздельной оценки содержания крупной и мелкой фракций в пробе.

На фиг. 1 изображена схема седиментометра; на фиг. 2 — графики, иллюстрирующие процесс работы седимен- 15 тометра.

Седиментометр состоит из сосуда 1 с дисперсионной жидкостью,= в котором установлены седиментационные цилиндры 2 и 3, В верхней части сосуда 1 на 20 штативе с подъемным механизмом 4 закреплены электродвигатели 5, на валах которых закреплены крестовина 6 и диск 7. Крестовина 6 установлена в седиментационном цилиндре 2 над по- 25 планком 8, жестко связанным с приемной чашкой 9, которая ус1ановлена на поплавке 1О, имеющем небольшую отрицательную плавучесть и удерживаемом в состоянии ранновесия пружиной 11. 30

К поплавку 10 прикреплена приемная подвижная катушка 12 трансформаторного (или аналогичного по назначению) датчика перемещения, а неподнижная генераторная катушка 13 закреплена в основании седиментационного цилиндра 2. В седиментационном цилиндре 3 установлены приемная чашка 14, попла)вок 15, пружина 16, приемная 17 и (генераторная 18 катушки трансформатор 40 (,ного датчика, которые выполнены ана логично установленным в седиментационном цилиндре 2. Электронный блок

19 служит для управления работой электродвигателей 5, преобразования сигналов с датчиков перемещения и подачи их на регистрирующий прибор 20, Седиментвметр работает следующим образом.

С помощью подъемного механизма 4 диск и крестовина погружаются в дис50 персную среду до тех пор, пока крестовина не окажется на близком расстоянии от поверхности поплавка 8, При этом верхние плоскости поплавка 8

55 и диска 7 устанавливаются на одинаковом расстоянии Н от плоскостей приемных чашек 9 и 14. Предварительно диспергированный порошок в виде сусгде с щ, апцн

М„(Н,t) F (г) максимальный и минимальный размеры частиц; размер частиц, осевших к моменту времени t; полная масса навески; функция распределения по размерам. пензии с помощью пипетки помещается на верхние плоскости поплавка 8 и диска 7. Под действием веса навески н седиментационном цилиндре 2 поплавок 8, приемная чашка 9, поплавок 10 и приемная катушка 12 перемещаются вниз пропорционально массе частиц, помещенных на поплавок 8, При поступлении приемной катушки 12 н полость генераторной катушки 13 в ней наводится напряжение ЭДС, пропорциональное глубиче нвода приемной катушки

12„ Сигнал с катушки 12 подается на электронный блок 19, где детектируется, усиливается и регистрируется прибором 20. По этому сигналу определяется полная масса частиц, подлежащих осаждению в седиментационном цилинд ре 2, При подаче импульса электрического тока на электродвигатели 5 крестовина 6 и диск 7 вводят порошок в седиментационную среду, после чего в седиментационных цилиндрах 2 и 3 начинается осаждение частиц. Этот процесс иллюстрируется графиками 21 и

22 (фиг. 2). Справа оси ординат (график 21) записана кривая изменения массы на поплавке при загрузке.

Весоизмерительная система, установленная в седиментационном цилиндре 2, после сбрасывания навески с поплавка длительное время совершает колебательные движения (график 21), поэтому кривая накопления массы частиц на начальном участке регистрируется весоизмерительной системой, установленной и седиментационном цилиндре 3, которая в момент ввода частиц находится в состоянии покоя (график 22). Регистрация массы осевших частиц на приемную чашку 14 происходит аналогично регистрации массы навески весоизмерительной системой в седиментационном цилиндре 2. Масса частиц, осевших с высоты Н за время t в седиментационных цилиндрах 2 и 3, определяется из выражений I()

td„,(H,t)=1 F(d)аА- I F(d)dd,(I ) мин У(<1!

408305 (2) 30

Функция накопления осадка в данном случае определяет интегральную кривую распределения массы частиц по эквивалентным диаметрам, которые рас- 5 считываются по закону Стокса или с учетом реального коэффициента сопротивления частиц.

По достижении некоторого времени которое определяется значением 10 размера частиц д (t), до которого необходимо определить кривую распределения массы частиц, процесс осаждения прерывается, так как дальнейшее продолжение анализа нецелесообразно из-за его длительности и отсутствия необходимости. Доля массы частиц s дисперсионной среде, равная значению

У(41

f F(d )dä, мин определяется по графику 21 как разность между сигналом, соответствующим полной массе навески Мд, Н,t), и 25 сигналом, соответствующим массе частиц, осевших на приемную чашку 9 sa время t 4е.

1р(Ф)аа =м„ н,t)- (р(а)а)=) мн и д (t)

1 Р(/)аР . (3)

Ф(ц

Весоизмерительная система в седиментационном цилиндре 3 регистрирует интегральную кривую распределения д маКС массы частиц пс циаматрам 1 Р(а)аа 1)(1 40 (график 22), которая затем нормируется с учетом доли массы частиц, меньших размера 4(t), находящихся в дисперсионной среде, определяемой с по.мощью весоизмерительной системы в седнментацнонном цилиндре 2 в c00ти«с ствии с выражением (3). Таким обр.(эом, достигается повышение точнос)и и сокращение времени анализа.

После проведения серии опытов электродвигатели 5 и седиментационнь)t цилиндры 2 и 3 поднимаются, приемны . чашки снимаются с поплавков 10 и 15 и их содержимое удаляется в место сбора порошка.

Формула и э о б р е т е н и я

Седиментометр, включающий первый седиментационный цилиндр с расположенной в нем приемной чашкой, связанный с устройством измерения веса осадка и размещенный в сосуде с дисперсионной жидкостью, а также устройство для ввода исследуемой пробы, отличающийся тем, что, с целью ускорения и повышения точности анализа путем раздельной оценки содержания крупной и мелкой фракций в пробе, в сосуд с дисперсионной жидкостью дополнительно введен второй седиментационный цилиндр, устройство ввода пробы в первом седиментационНоМ цилиндре выполнено в виде крестовины, расположенной над поплавком, жестко связанным с приемной чашкой, а во втором — в виде диска, причем крестовина и диск выполнены с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения относительно своих вертикальных осей, 2. Седиментометр по и. 1 о т— л и ч а ю шийся тем, что устройство измерения веса осадка выполнены в виде поплавков, закрепленных на подпружиненных элементах, установленных на дне седиментационных цилиндров, и снабжены датчиками перемещения.

1408305

1408305

Составитель С,Петров

Редактор И.Николайчук Техред М.Дидик Корректор Г,Решетник

Заказ 3303/45

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г., Ужгород, ул. Проектная, 4