Устройство определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме, в частности катализаторов крекинга. Устройство содержит испытательную камеру, состоящую из корпуса и крышки, жестко закрепленную на штоке, совершающем вертикально возвратно-поступательное перемещение 1300 раз в минуту посредством кривошипно-шатунного механизма. Испытательная камера имеет овальную внутреннюю геометрию, позволяющую снизить вклад ударной нагрузки и увеличить роль истирающей нагрузки на гранулированные материалы в процессе испытаний. Технический результат: возможность моделировать процессы истирания частиц в реакторах с движущимся слоем катализаторов. 2 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме, в частности катализаторов крекинга. В процессах каталитического крекинга нефтяного сырья, протекающих с подвижным слоем катализаторов, к гранулированным катализаторам крекинга предъявляются жесткие требования по стойкости к истирающим нагрузкам.

Существующие устройства для определения прочности гранулированных материалов не позволяют на одном и том же устройстве определить стойкость к ударно-истирающим нагрузкам раздельно.

Известны способ и аппарат для оценки прочности на истирание шарикового катализатора крекинга с использованием эрлифта (авторское свидетельство СССР №521501, МКИ G01N 3/56, 1976 г.). Способ состоит в том, что навеска катализатора подвергается истиранию при многократной циркуляции в токе воздуха по замкнутом кольцевому пространству с отдувкой образующейся пыли. Оценка прочности производится по разности между массой катализатора до и после испытания.

Способ осуществляется в аппарате, который содержит замкнутый воздухопровод, выполненный в виде тора с расширителем и воздухопроводящей трубкой, помещенной внутри расширителя и укрепленной на торе касательно к наружной его стенке. Расширитель сверху накрыт сетчатой крышкой. Гранулы материала в процессе испытания движутся потоком горячего воздуха по замкнутой траектории.

Недостатком способа и устройства является то, что они не позволяют различать по показателю прочности катализаторы крекинга, обладающие существенно различной устойчивостью при промышленной эксплуатации.

Известны способ и устройство (авторское свидетельство СССР №230486, МКИ G01N 3/56, 1968 г.) для определения прочности пористых дисперсных материалов. Способ заключается в том, что навеска образца помещается в полость между внешним и внутренним цилиндрами и при вращении истирается о внешнюю стенку внутреннего цилиндра. Характеристикой прочности является износ пробы до 30%.

Устройство состоит из двух горизонтальных концентрически расположенных цилиндров. Внешний цилиндр имеет перфорированную поверхность, внутренняя сторона которой снабжена лопатками. Внешний цилиндр выполняет роль подающего механизма. Внешняя поверхность внутреннего цилиндра покрыта насечками. Оба цилиндра заключены в герметичный съемный кожух, в который вмонтирован пылесборник. Испытуемый материал загружают в полость между внешним и внутренним цилиндрами. При вращении внешнего цилиндра частицы захватываются лопатками и непрерывно подаются на внешнюю поверхность вращающегося внутреннего цилиндра. Устройство позволяет менять интенсивность истирания за счет регулирования числа оборотов внутреннего цилиндра.

Недостатками способа являются малая энергия воздействия на испытуемую пробу, непозволяющую различать весьма прочные образцы, а также большая длительность единичного испытания (от 3 до 8 часов).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для определения прочности на истирание гранулированных материалов по остатку на сите [патент РФ 2287148 С1], который включает испытательную камеру, закрепленную на штоке и установленную с возможностью вертикального возвратного-поступательного перемещения от 500 до 1100 раз в минуту посредством кривошипно-шатунного механизма, шатун которого жестко связан с поршнем, размещенным в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения в нем, при этом поршень жестко скреплен со штоком, продольные оси испытательной камеры, штока, поршня и шатуна совпадают, а испытательная камера вместе со штоком размещена в пылеулавливающей камере, при этом зазоры между взаимодействующими поверхностями цилиндра и поршня минимальны.

Пылеулавливающая камера снабжена средствами удаления из нее пыли и имеет отверстие, снабженное заслонкой, для регулирования скорости отвода пыли. Испытательная камера имеет отверстия и снабжена крышкой, в которой выполнены сквозные щели.

При определении прочности гранулированных материалов, навеску помещают в испытательную камеру. Устанавливают число оборотов на ведомом валу и приступают к испытанию. Количественная оценка прочности производится по разности массой гранулированного материала до и после испытания в каждом цикле.

Недостатком этого устройства является то, что геометрия внутренней поверхности испытательной камеры вносит больший вклад ударной нагрузки на гранулу, чем истирающей нагрузки. Для процессов каталитического крекинга с движущимся слоем катализаторов, основной износ катализаторов происходит через истирание частиц об стенки и между собой.

Задачей настоящего технического решения является разработка устройства для определения стойкости к истиранию гранулированных материалов по остатку на сите, позволяющее моделировать процессы истирания частиц в реакторах с движущимся слоем катализаторов.

Этот технический результат достигается за счет использования испытательной камеры с овальной внутренней геометрией, состоящей из корпуса и крышки, жестко закрепленной на штоке, совершающим вертикально возвратно-поступательное перемещение 1300 раз в минуту посредством кривошипно-шатунного механизма. Овальная внутренняя геометрия испытательной камеры позволяет снизить вклад ударной нагрузки и увеличить роль истирающей нагрузки на гранулированные материалы в процессе испытаний.

Изобретение поясняется с помощью чертежей, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства, которое состоит из основания 1, на котором смонтирован корпус с кривошипно-шатунным механизмом 2, который приводится в действие электроприводом 3 через ременную передачу 4. на кривошипно-шатунном механизме 2 укреплен шток 5, к которому крепится испытательная камера 6.

Испытательная камера (фиг. 2) состоит из основания 2 и крышки 1, выполненные из износостойкой марки металла, гайки крепления 3 для жесткой фиксации со штоком. Специальная овальная внутренняя геометрия испытательной камеры, которая определяется параметрами Н, h1, α и β, обеспечивает истирание гранул о стенки камеры и между собой, при этом сводя к минимуму вклад ударной нагрузки стенок камеры на гранулы, которая достигается определенным углом наклона стенок и выпуклости испытательной камеры. При фиксированных значениях Н и β, h1 определяет вклад истирающих нагрузок, а α - ударной составляющей. Единицы измерения Н и h1 в мм, α и β - градусы.

При определении прочности гранулированных материалов берут навеску 50-100 см3 и помещают в испытательную камеру. Испытания проводят в циклах с различной длительностью. Приступают к испытанию в циклах по 5 мин 5 раз. После окончания цикла снимают камеру, отсевают образец на сите с ячейкой 2 мм и взвешивают остаток. При необходимости остаток возвращают в камеру, и цикл испытаний повторяют. После окончания цикла по 5 мин 5 раз переходят к циклу по 10 мин по 5 раз и т.д. Испытания проводят до тех пор, пока масса остатка навески не достигнет 50% от исходного веса. За меру прочности принимают отношение остатка на сите к начальной навеске, % масс.

Были проведены испытания по определению влияния внутренней геометрии испытательной камеры на прочностные характеристики гранул при ударно-истирающих (по прототипу) и истирающих нагрузках. Были взяты образцы, имеющие одинаковые значения механической прочности на раздавливание в пределах 45-48 кг на гранулу. Также сравнительные испытания образцов на различных испытательных камерах отличающихся внутренней геометрией в циклах по 5 минут. Результаты испытаний приведены ниже.

Образцы в процессе испытания истирались, сохраняя сферичность гранул.

Анализ представленных результатов позволяет сделать вывод о том, что на показатель стойкости гранул при испытаниях существенно влияет наличие ударных и истирающих нагрузок. Испытуемые образцы имели близкие значения механической прочности на раздавливание.

Предлагаемое устройство более точно моделирует промышленный процесс истирания гранул в процессе каталитического крекинга с движущимся слоем катализаторов. Полученные результаты на заявленном устройстве более достоверны и информативны.

Таким образом, использование испытательной камеры с овальной внутренней геометрией, позволяющей снизить вклад ударной нагрузки и увеличить роль истирающей нагрузки на гранулированные материалы в процессе испытаний, в заявляемом способе соответствует критерию "новизна" (табл.1).

Во всех образцах в процессе испытаний кроме пыли присутствовали крошки.

Устройство определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам по остатку на сите, включающее испытательную камеру, состоящую из корпуса и крышки, жестко закрепленную на штоке, совершающем вертикально возвратно-поступательное перемещение 1300 раз в минуту посредством кривошипно-шатунного механизма, причем испытательная камера имеет овальную внутреннюю геометрию, позволяющую снизить вклад ударной нагрузки и увеличить роль истирающей нагрузки на гранулированные материалы в процессе испытаний.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам оценки эксплуатационных свойств топлив, в частности к оценке противоизносных свойств топлив для реактивных двигателей, и может быть использовано в нефтехимической, авиационной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу испытания на абразивный износ деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях и устройству для исследования абразивного износа деталей машин при высокой температуре и высоких удельных давлениях, позволяющее определить абразивный износ, возникающий при работе механического оборудования, работающего в экстремально неблагоприятных эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для точного измерения торцевого износа ротора в процессе работы. Устройство содержит ротор, механически соединенный со статором, источник излучения, выход которого оптически соединен с входом блока оптики, два объектива, выходы которых оптически соединены с входами соответствующих фотоприемников, выходы которых соединены с соответствующими входами дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом импульсного вольтметра.

Изобретение относится к области физики, а именно к исследованию материалов механическими способами. Устройство содержит основание, ленту шлифовальной шкурки, приводной механизм.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к способам и устройствам для измерения переменных величин и может использоваться в железнодорожных депо для контроля износа пластин коллектора.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при определении стойкости инструмента методом, основанным на корреляции между магнитными и физико-механическими свойствами.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытания сплавов, покрытий и других материалов, работающих в условиях высокотемпературной эрозии, характерных для труб топочных экранов бойлеров тепловых электростанций.

Изобретение относится к области исследования металлов на износ, возникающий в результате гидроэрозионного воздействия, а именно к способам определения продолжительности инкубационного периода кавитационного изнашивания металлов. Сущность: определяют tинк по графику R=ƒ(t), где по оси ординат откладывают R - значение высотного параметра шероховатости поверхности, подвергаемой кавитационному воздействию, по оси абсцисс - t - время кавитационного воздействия. Предварительно измеряют Rэ поверхности объекта-эталона после окончания инкубационного периода tинк и далее на графике через точку Rэ проводят линию, параллельную оси абсцисс. Измеряют R исследуемого объекта: Ro при t0=0; R1 при t1<tинк, после чего измеренные значения наносят на график и через точки (t0, Ro) и (t1, R1) проводят прямую до пересечения с вышеуказанной параллельной линией и далее по абсциссе точки пересечения определяют прогнозируемую продолжительность инкубационного периода исследуемого объекта. В качестве эталона выбирают изделие, используемое по аналогичному с исследуемым объектом назначению, из материала, идентичного исследуемому. Технический результат: возможность прогнозирования продолжительности инкубационного периода кавитационного изнашивания. 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для определения триботехнических характеристик. Устройство содержит основание, на котором установлены направляющие линейного перемещения образца, нижнюю и верхнюю подвижные платформы, съемные держатели с пазами для взаимного размещения в них соответственно образца и контробразца, связанные с соответствующими платформами, привод возвратно-поступательного перемещения нижней платформы образца, выполненный в виде кривошипно-шатунного механизма, соединенного с двигателем, датчики регистрации линейных перемещений образца и контробразца, механизм нагружения образцов, включающий привод нагружения, соединенный винтовой передачей с реверсивным двигателем, датчик силы нагружения, соединенный с приводом нагружения, и регистрирующую аппаратуру, соединенную с датчиком силы нагружения и датчиками регистрации линейных перемещений. Устройство дополнительно содержит направляющие линейного перемещения контробразца, установленные на верхней подвижной платформе, вертикальные стойки, смонтированные на основании, на которых закреплены направляющие для линейного перемещения образца и контробразца. Направляющие для контробразца закреплены на стойках с возможностью вертикального перемещения и фиксации. Помимо этого устройство дополнительно содержит блок управления механизмом нагружения и перемещением нижней платформы. Верхняя платформа с двух сторон снабжена пружинами, закрепленными с возможностью регулирования усилия сжатия, и датчиками регистрации усилий сжатия, съемные держатели закреплены на подвижных платформах посредством соединения «ласточкин хвост», а механизм нагружения образцов выполнен в виде двух плит, нижняя из которых установлена на направляющих линейного перемещения контробразца и закреплена на стойках с возможностью вертикального перемещения с помощью роликовых направляющих, а на верхней плите, концы которой тоже закреплены на стойках, установлен привод нагружения. Датчик силы нагружения, выполненный двунаправленным, расположен между плитами, кроме того, все направляющие выполнены прецизионными. Технический результат: разработка компактного высокоточного прибора контроля триботехнических характеристик трибосопряжений при одновременном повышении быстродействия и точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для проверки стойкости антикоррозионных покрытий на истирание, например для аспирационных трубопроводов. Устройство содержит корпус, привод, нагрузочное устройство, испытуемые образцы и истирающий элемент, барабан, при этом в качестве нагрузочного устройства используют лабораторную мельницу для помола строительных материалов, в зоне помола которой на подвеске расположены испытуемые образцы в виде металлических пластинок с нанесенным на них антикоррозионным покрытием, а в качестве истирающего элемента используют кварцевый песок, расположенный в зоне помола. Внутренняя часть барабана имеет распылители кварцевого песка в виде ребер, которые проходят через зону помола. К подвеске присоединен вибратор кулачкового типа и она связана с корпусом упругим элементом в виде пружины. Технический результат: повышение надежности воздействия истирающего элемента на испытуемые образцы. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для трибологических испытаний наружных и внутренних цилиндрических поверхностей образцов, и может быть использовано при испытаниях на износ, например, гильз цилиндров, валов и т.п. Многопозиционная машина трения содержит корпус, держатели образцов и контробразцов, привод вращения и механизмы нагружения. Механизм нагружения выполнен в виде автономных узлов для каждой пары трения, установленных на Г-образных держателях, при этом держатели расположены по разные стороны параллельно оси держателя образцов и смещены относительно друг друга на величину, равную половине расстояния l между осями установки узлов механизмов нагружения, создавая тем самым только одну пару трения в плоскости контакта образец - контробразец, а каждый узел нагружения содержит гидроцилиндр одностороннего действия, шток которого через силоизмеритель соединен с узлом прижима шарнирно закрепленного в стакане подпружиненного контробразца к образцу; при этом выход и вход гидроцилиндра соединены трубопроводами соответственно с входом и выходом гидростанции, к которой подключены узел подачи электроэнергии и станция управления системой с выходом и входом на ЭВМ или персональный компьютер через блок усилителя сигналов аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователя. Технический результат: расширение функциональных возможностей при проведении многофакторного эксперимента, повышение производительности, точности и достоверности результатов испытаний. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для проверки стойкости антикоррозионных покрытий на истирание, например для аспирационных трубопроводов. Аппарат содержит корпус, привод, нагрузочное устройство, испытуемые образцы и истирающий элемент, барабан. В качестве нагрузочного устройства используют лабораторную мельницу для помола строительных материалов, в зоне помола которой на подвеске расположены испытуемые образцы в виде металлических пластинок с нанесенным на них антикоррозионным покрытием. В качестве истирающего элемента используют кварцевый песок, расположенный в зоне помола. Внутренняя часть барабана имеет распылители кварцевого песка в виде ребер, которые проходят через зону помола. Ребра выполнены с изменяющейся площадью контакта с кварцевым песком за счет установленных на пружинах на ребрах подвижных в радиальном направлении дополнительных пластин с возможностью входа и выхода из зоны помола под действием центробежных сил. Технический результат: повышение надежности воздействия истирающего элемента на испытуемые образцы. 1 ил.

Изобретение относится к испытаниям материалов на износ и может быть использовано при оценке износостойкости образца из любого материала при действии на них абразивных частиц. Сущность: осуществляют изнашивание торца образца при поступательном движении с вращением вокруг собственной оси относительно нормально расположенной абразивной поверхности. Обеспечивают условие, при котором путь, проходимый образцом при поступательном движении, не превышает длину его окружности, а частоту вращения образца задают равной 500 мин-1. Технический результат: возможность повысить максимальную нагрузку на образец без разрушения основы шкурки (бумага, полотно), что также способствует ускорению процесса испытаний.

Новая конструкция держателя колодки для роликовых машин трения относится к области трибологии и предназначено для установки колодок на машинах трения «Амслер» и других аналогичных типов при проведении износных испытаний. Отличие его заключается в том, что в нижней части пластины 1 выполнен паз Б, плоскость симметрии которого проходит через ось основного отверстия, а в центре перемычки паза Б установлен сферический конус 2 для базирования исследуемой колодки, причем в боковых стенках паза В и Г выполнены отверстия с расположенными в них пружинами 3 и винтами 4, предотвращающими выпадение колодки из держателя в процессе сборки. Для проведения измерений электросопротивления трибоконтакта основное отверстие А пластины снабжено электроизолирующим кольцом 5. Техническим результатом является расширение области применения, повышение точности определения коэффициента трения и снижение трудоемкости проведения испытаний. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к лабораторным стендам для испытаний почворежущих элементов сельскохозяйственных машин. Круговой почвенный стенд состоит из каркаса, приводного механизма, уплотнительных катков, грузов, рыхлителей почвенной массы, резервуара воды с капельницей, кругового почвенного канала, приспособления с гнездом для установки испытуемого образца. Стенд снабжен дополнительным приспособлением с гнездом для установки эталонного образца. Оба гнезда расположены под углом 35-45° по отношению к наружной стенке почвенного канала с расстоянием между гнездами 1,5-1,7 м. Таким конструктивным решением обеспечивается повышение точности определения износа почворежущих лезвий. 3 ил.

Изобретение относится к области трибодиагностики и может быть использовано при оценке состояния качества поверхностей пары трения «металл-металл» эндопротеза тазобедренного сустава, а также аналогичных других сферических поверхностей. Испытательная машина эндопротезов тазобедренных суставов с парой трения «металл-металл» содержит воздушный компрессор, соединенный с нагрузочным адаптером, воздействующим на первичный адаптер, подключенный к двигателю, который соединен с датчиком положения угла поворота, подключенным к интерфейсу, который соединен с электронной вычислительной машиной, а через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и инструментальный усилитель подключен к трибосопряжению с парой трения «металл-металл», к которой подключен источник тока, и через датчик силы соединен с опорной плитой, на которой закреплена чашка, относительно которой вращается головка, закрепленная в первичном адаптере. Изобретение обеспечивает возможность получения исчерпывающей информации о динамике процессов, происходящих в зоне трения трибоузла, за счет использования 3-х измерительных каналов, синхронизированных между собой и совместно принимаемых интерфейсом, с последующим их выводом и визуализацией на ЭВМ, что позволяет более объективно оценивать качество поверхностей пары трения «металл-металл» и формировать и хранить диагностическую информацию об их состоянии. 4 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий при определении их механических свойств и предназначено для контроля технического состояния канатов шахтных подъемных установок. Сущность: подъемный сосуд, подвешенный на канате, свободно колеблется после загрузки или разгрузки. Оценивают техническое состояние каната по значению его жесткости на растяжение путем измерения частоты свободных колебаний подъемного сосуда на канате с помощью аппаратуры систем непрерывного мониторинга параметров и исследования работы подъемной установки и непосредственному расчету жесткости каната на растяжение. Технический результат: обеспечение возможности постоянного контроля технического состояния подъемного каната. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для определения стойкости гранулированных материалов к истирающим нагрузкам в интенсивном режиме, в частности катализаторов крекинга. Устройство содержит испытательную камеру, состоящую из корпуса и крышки, жестко закрепленную на штоке, совершающем вертикально возвратно-поступательное перемещение 1300 раз в минуту посредством кривошипно-шатунного механизма. Испытательная камера имеет овальную внутреннюю геометрию, позволяющую снизить вклад ударной нагрузки и увеличить роль истирающей нагрузки на гранулированные материалы в процессе испытаний. Технический результат: возможность моделировать процессы истирания частиц в реакторах с движущимся слоем катализаторов. 2 ил., 3 табл.

Наверх