Седиментометр

 

Использование: изобретение относится к технике определения дисперсного состава порошков путем осаждения части частиц твердой фазы в вязкой среде под действием силы тяжести. Сущность изобретения заключается в регистрации веса оседающих в вязкой среде частиц твердой фазы из организованного на зеркале седиментационной жидкости стартового слоя, Регистрация веса осадка осуществляется с помощью индукционно-трансформаторного датчика микроперемещения , измерительная катушка которого располагается на внешней боковой поверхности осадительного цилиндра, а сердечником служит приемная седиментационная чашечка, выполненная из проводящего материала и скрепленная с дном цилиндра пружиной. Новым в предлагаемом устройстве является размещение индукционно-трансформаторного датчика микроперемещения частично внутри измеряемого потока (сердечник), а частично снаружи (трансформаторная катушка), причем в качестве подвижной части датчика (сердечника ) используется приемная седиментационная чашечка. 3 ил.

(я) G О1 N 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

C)

О

О

CB о

Од

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4817846/25 (22) 23.04.90 (46) 07.09,93, Бюл, М 33-36 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики (72) Квеско Н. Г., Колесников А. А. (73) Квеско Н, Г. (54) СЕДИМЕНТОМЕТР (57) Использование; изобретение относится к технике определения дисперсного состава порошков путем осаждения части частиц твердой фазы в вязкой среде под действием силы тяжести. Сущность изобретения заключается в регистрации веса оседающих в вязкой среде частиц твердой фазы из организованного на зеркале седиментационной жидкости стартового слоя, Регистрация веИзобретение относится к приборам определения гранулометрического состава дисперсных материалов.

Известный прибор аналогичного назначения содержит седиментэционный цилиндр, расположенный в сосуде с седиментационной жидкостью, затвор в верхней части седиментационного цилиндра для впуска исследуемой пробы, весовую чашечку, подвешенную на тягах, на которых установлены поплавки, тарелкудля установки тарировочных грузов на дужке, соединяющей тяги, мехэнотрон, электронный блок и самописец (1).

Наиболее близким является седиментометр (2), включающий два седиментационных цилиндра, в каждом из которых расположена приемная чашка, связанная с устройством измерения веса осадка, выпол„„9U„, 2000563 С са осадка осуществляется с помощью индукционно-трансформаторного датчика микроперемещения, измерительная катушка которого располагается на внешней боковой поверхности осадительного цилиндра, а сердечником служит приемная седиментационная чашечка, выполненная иэ проводящего материала и скрепленная с дном цилиндра пружиной. Новым в предлагаемом устройстве является размещение индукционно-трансформаторного датчика микроперемещения частично внутри измеряемого потока (сердечник), а частично снаружи (трансформаторная катушка), причем в качестве подвижной части датчика (сердечника) используется приемная седимвнтационная чашечка. 3 ил, ненного в виде поплавков, закрепленных на подпружиненных элементах, установленных на дне седиментационных цилиндров и снабженных датчиками перемещения. Оба цилиндра размещены в общем сосуде, заполненном седиментационной жидкостью, и снабжены системами ввода пробы, причем в первом цилиндре устройство ввода пробы 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.

Недостатками данного устройства являются:

Размещение датчиков перемещения внутри измеряемого потока (т.е, в седимен2000563 тационной жидкости), что приводит к следу ощим негативным явлениям: — воздействие жидких (в том числе, агрессивных) сред оказывает разрушающее (коррозия) воздействия на материал датчика перемещения (лаковое покрытие провода). При этом иэ-за резкого ограничения седиментационных жидкостей (нельзя использовать спирты, ацетон, четыреххлористый углерод, щелочные и кислые добавки) суьцественно сужается список материалов, пригодных к анализу, Осуществление загрузки материала с помощью вращающихся загрузочных устройств что вызывает возникновение восходяши токов жидкос-и не только с горглзонга ьной. но и с вертикальной циркуляцией, Это приводит к всплыванию поплавков, за репленных на подпружиненных элемен-ах., вследствие которого в моглент загруэ:.и поплавки начинают соверцгать колебательные движения в жидкости.

Суш .-,;ванный объем седиментационной жг1„.".:",сти при невозможности ее многократного д..г;тельного использования, .гелг. и -обретения — повышение надежно ти -: р. работе с агрессивными жидкостями.

:„ель достигается тем, что датчик микропереиещ н л. <, включающий сердечник и .ра.—.:ф р.лзгорную катушку, располагается ас. г*чно Bl i ри (сердечник), а частично снап"õ:; (хат гшка) измеряемого потока, При з, м сердечником датчика служит седиментацг снн-,ë «чашечка сбора осадка, которая с этой це гью выполняется из проводящего материала, а катушка, состоящая из двух обмоток — детекторной, со встречно включенными секциями, и перекрывающей ее генерзтсрной, выносится в общем каркасе на боковую внешнюю поверхность осадительHGIo цилиндра с возможностью поступательного перемещения. Для улучшения характеристик датчика обмотки катушки разносятся одна от другой на расстояние d, равное расстоянию от стенки внешнего цилиндра до боковой поверхности чашечки сбора осадка.

Существенность отличительных признаков заключается в следующем:

Чашечка сбора осадка помимо своей обычной функции выполняет роль подвижного элемента индукционно-трансформаторного датчика. смещение которого вызывает изменение электромагнитного поля, пронизывающего детекторную обмотку катушки, вследствие чего на ней меняется напряжение. Изменение напряжения на детекторной обмотке, пропорциональное смещению чашечки сбора осадка под

Действием веса накапливаемого материала пробы, фиксируется регистрирующим прибором в виде кривой накопления осадка so времени, Для получения большей величины отклонения изменения сигнала на детекторной обмотке за счет смещения чашечки сбора осадка к среднему уровню сигнала на ней диаметр d детекторной обмотки определяется иэ экспериментально полученного эмпирического соотношения

10

d = (d1+ dz)/2

15 где d> — диаметр чаг гечки сбора осадка;

dz — диаметр генераторной обмотки.

На фиг. 1 изображен седиментометр; на фиг. 2 — схема электронного блока: на фиг. 3— графическая обработка кривой накопления осадка, Седиментометр состоит из цилиндрического сосуда 1, заполненного дисперсионной жидкостью, съемного цилиндра 2. подложки 3 для введения пробы, чашечки сбора осадка 4, снабженной поплавками 5 и скрепленной с дном пружиной 6. На внешней боковой поверхности цилиндрического сосуда 1 расположен каркас трансформаторной катушки 7 с детекторной 8 и генера30 торной 9 обмотками. Сигнал с обмоток катушки 8 и 9 поступает соответственно на детектор 10 и генератор 11 тенэометрического усилителя 12, сигнал с которого регистрируется прибором 13.

35 Седиментометр работает следующим образом. Седиментационный цилиндрический сосуд 1 заполняется дисперсионной жидкостью, подложка 3, представляющая собой мелкопористый ((5= 1.2 мкм) стеклян40 ный фильтр, пропитывается смачивающей жидкостью, на которую тонким равномерным слоем напыляется предварительно взвешенная с точностью до 0,5 мг проба порошка. При перемещении подложки 3 на45 пыленной стороной на зеркало дисперсионной жидкости включается регистрирующий прибор 13. В этот момент чашечка сбора осадка 4, выполненная из проводящего материала (например, оксидированного или пассивированного алюминия), находится внутри дисперсионной жидкости в погруженном состоянии, причем плавучесть ее обеспечивается поплавками 5 — полыми, внутри цилиндрическими, вертикально расположенными, тонкостенными оргстеклянными запаянными с обоих концов трубками, а всплытие предотвращается пружиной 6, изготовленной из рения или кварцевого стекла. При этом дно чашечки находится на уровне горизонтальной ocl1 симметрии де2000563 текторной 8 и генераторной 9 обмоток трансформаторной катушки и результирующее напряжение на них равно О, Для предотвращения рассеивания частиц дисперсной фазы, т.е. полного попадания их на чашечку сбора осадка 4 служит съемный стеклянный цилиндр 2, диаметр которого меньше диаметра чашечки сбора осадка 4 на 2 — 4 мм. При попадании частиц дисперсной фаза на чашечку сбора осадка 4 10 происходит ее вертикальное смещение вниз (притапливание), при этом пружина 6 сжимается, дно чашечки сбора осадка 4 опускается ниже оси симметрии обмоток 8 и 9 трансформаторной катушки, что вызывает 15 разбаланс напряжения во встречно включенных секциях детекторной обмотки 8 и генераторной 9, Напряжение разбаланса пропорционально линейному смещению чашечки сбора осадка 4 относительно центра 20 катушки 7, а, следовательно, весу накапливаемой дисперсной фазы. Сигнал с трансформаторной катушки 7 попадает на детектор 10 и генератор 11 тенэометрического усилителя 12 и далее, подается на 25 регистрирующий прибор 13, который вычерчивает кривую накопления осадка во времени. По окончании процесса осаждения каркас трансформаторной катушки 7 смещается вниз до установления баланса напряжения в обмотках 8 и 9 катушки, после чего прибор вновь готов к измерению беэ замены седиментационной жидкости, Формула изобретения

Седиментометр, включающий два коаксиальных цилиндра, чашечку сбора осадка, снабженную поплавками, скрепленную с дном пружиной и являющуюся сердечником трансформаторного датчика перемещений для регистрации веса осадка, систему ввода пробь/, размещенной над цилиндрами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности при работе с агрессивными жидкостями, детекторная и генераторная обмотки датчика перемещений размещены на внешней боковой поверхности седиментационного цилиндра, причем ширина зазора между ними равна ширине зазора между краем чашечки и стенкой внешнего цилиндра, а чашечка сбора осадка, выполненная иэ пассивированного алюминия, является одновременно сердечником трансформаторной катушки, 2000563

Д7 щр

Составитель Е,Карманова

Редактор А.Кучерякова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Юско

Тираж Подписное

НПО" Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6„4/5

Заказ 3077

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент". r. Ужгород. ул. Гагарина, 101