Устройство для оценки флотационной активности реагентов, находящихся в групповом химическом составе

Авторы патента:

G01N13/02 - исследование поверхностного натяжения жидкостей

Владельцы патента RU 2753251:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования. "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для измерения поверхностного натяжения и оценки влияния реагентов на процесс флотации. Устройство для оценки флотационной активности реагентов, находящихся в групповом химическом составе, содержит виброустойчивое основание, на котором расположена ванна, накрытая неподвижным барьером, с расположенными на нем концевыми выключателями, и подвижным барьером, жестко соединенным с кареткой, на котором закреплен измерительный элемент, при этом введен модуль управления подвижным барьером, модуль фильтрации, буфер входных данных, центральный модуль управления, модуль вычисления релаксационных кривых, оперативное запоминающее устройство выходных данных, модуль индикации, причем вход модуля управления подвижным барьером соединен с четвертым выходом центрального модуля управления, выход модуля фильтрации соединен с входом буфера входных данных, первый вход центрального модуля управления соединен с первым выходом буфера входных данных, второй выход буфера входных данных соединен с первым входом модуля вычисления релаксационных кривых, второй выход модуля вычисления релаксационных кривых соединен с первым входом оперативного запоминающего устройства выходных данных, второй вход центрального модуля управления соединен с первым выходом модуля вычисления релаксационных кривых, первый выход центрального модуля управления соединен со вторым входом модуля вычисления релаксационных кривых, первый выход центрального модуля управления соединен со вторым входом модуля вычисления релаксационных кривых, первый вход модуля индикации соединен с третьим выходом модуля вычисления релаксационных кривых, третий выход центрального модуля управления соединен с третьим входом модуля индикации, выход оперативного запоминающего устройства выходных данных соединен со вторым входом модуля индикации, второй выход центрального модуля управления соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства выходных данных. Техническим результатом является повышение точности расчета доли вклада отдельных групп реагентов в общую флотационную картину в режиме реального времени. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для измерения поверхностного натяжения и оценки влияния реагентов на процесс флотации.

Известно устройство для автоматического измерения флотационной активности реагентов (пат. РФ №130079, МПК G01N 13/02, 2013 г.), состоящее из виброустойчивого основания, на котором расположена ванна, накрытая неподвижным барьером, жестко соединенным с кареткой, которая кинематически связана с реверсивным двигателем и на которой закреплены весы с измерительным элементом.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности расчета доли вклада отдельных групп реагентов в общую флотационную картину.

Наиболее близким к предполагаемому является устройство для измерения поверхностного натяжения жидкости и оценки флотационной активности реагента (пат. РФ №2349899, МПК G01N 13/02, 2009 г.), содержащее оптический микроскоп, держатели сидящего пузырька, систему освещения пузырька, цифровой фотоаппарат, блок вычисления величины поверхностного натяжения, блок вычисления параметров флотационной активности реагентов, ОЗУ видеоданных, ОЗУ выходных данных, контроллер цифрового фотоаппарата, контроллер шины, счетчик времени, схему управления блоками.

Оценка флотационной активности реагентов основана на вычислении поверхностного натяжения по цифровому изображению пузырька газа в жидкости с помощью блока вычисления параметров флотационной активности реагентов (БВПФА).

Недостатком данного устройства является высокая вычислительная сложность расчетов, связанная с вычислением поверхностного натяжения по контуру пузырька газа в жидкости. Также недостатком является необходимость создания подходящих условий для фотографирования пузырька, что не позволяет в режиме реального времени снимать показания поверхностного натяжения.

Технической задачей изобретения является повышение точности расчета доли вклада отдельных групп реагентов в общую флотационную картину в режиме реального времени.

Задача решается тем, что в устройство, содержащее виброустойчивое основание, на котором расположена ванна, накрытая неподвижным барьером, с расположенными на нем концевыми выключателями, и подвижным барьером, жестко соединенным с кареткой, на котором закреплен измерительный элемент, введен модуль управления подвижным барьером, модуль фильтрации, буфер входных данных, центральный модуль управления, модуль вычисления релаксационных кривых, оперативное запоминающее устройство выходных данных, модуль индикации, причем вход модуля управления подвижным барьером соединен с четвертым выходом центрального модуля управления, выход модуля фильтрации соединен с входом буфера входных данных, первый вход центрального модуля управления соединен с первым выходом буфера входных данных, второй выход буфера входных данных соединен с первым входом модуля вычисления релаксационных кривых, второй выход модуля вычисления релаксационных кривых соединен с первым входом оперативного запоминающего устройства выходных данных, второй вход центрального модуля управления соединен с первым выходом модуля вычисления релаксационных кривых, первый выход центрального модуля управления соединен со вторым входом модуля вычисления релаксационных кривых, первый выход центрального модуля управления соединен со вторым входом модуля вычисления релаксационных кривых, первый вход модуля индикации соединен с третьим выходом модуля вычисления релаксационных кривых, третий выход центрального модуля управления соединен с третьим входом модуля индикации, выход оперативного запоминающего устройства выходных данных соединен со вторым входом модуля индикации, второй выход центрального модуля управления соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства выходных данных.

Изобретение может быть использовано для анализа расчета доли вклада отдельных групп реагентов в общую флотационную картину.

Сущность изобретения поясняется фигурой 1, где показана структурная схема устройства для оценки флотационной активности реагентов, находящихся в групповом химическом составе.

Устройство содержит модуль управления подвижным барьером 1 (МУПБ 1), модуль фильтрации 2 (МФ 2), буфер входных данных 3 (БФД 3), центральный модуль управления 4 (ЦМУ 4), модуль вычисления релаксационных кривых 5 (МВРК 5), ОЗУ выходных данных 6 (ОЗУ ВД 6), модуль индикации 7 (МИ 7), причем вход МУПБ 1 соединен с четвертым выходом ЦМУ 4, выход МФ 2 соединен со входом БВД 3, первый вход ЦМУ 4 соединен с первым выходом БВД 3, второй выход БВД 3 соединен с первым входом МВРК 5, вход МФ 2 предназначен для получения входного сигнала и его фильтрации, второй выход МВРК 5 соединен с первым входом ОЗУ ВД 6, второй вход ЦМУ 4 соединен с первым выходом МВРК 5, первый выход ЦМУ 5 соединен с вторым входом МВРК 5, первый выход ЦМУ 4 соединен со вторым входом МВРК 5, первый вход МИ 7 соединен с третьим выходом МВРК 5, третий выход ЦМУ 4 соединен с третьим входом МИ 7, третий вход ЦМУ 4 предназначен для подключения внешнего устройства, выход ОЗУ ВД 6 соединен с вторым входом МИ 7, второй выход ЦМУ 4 соединен с вторым входом ОЗУ ВД 6.

МФ 2 предназначен для фильтрации входных значений поступающих от измерительного элемента, БВД 3 предназначен для временного хранения и передачи входных данных в ЦМУ 4 и МВРК 5, МВРК 5 обеспечивает вычисление релаксационных кривых и нахождение точек отсечения экспоненты на графике, координаты точек которого передаются по линии связи в ОЗУ ВД 6, МИ 7 предназначен для индикации состояния анализа флотационной активности, МУПБ 1 предназначен для управления двигателем вращающим вал с кареткой на которой установлен измерительный элемент, ЦМУ 4 предназначен для выдачи управляющих сигналов в МУПБ 1, МИ 7, МВРК 5, ОЗУ ВД 6.

Устройство работает следующим образом. От внешнего устройства на вход ЦМУ 4 поступает сигнал, который инициирует начало процесса анализа, ЦМУ 4 формирует управляющий сигнал для модуля МУПБ 1. МУПБ 1 формирует выходной сигнал для запуска движения каретки, МФ 2 начинает свою работу по включению питания на устройстве позволяя исключить значения поверхностного натяжения, которые отличаются от последних 100 значений более чем на 50%, при этом МФ 2 работает с частотой передачи 1000 показаний в секунду. Отфильтрованные значения по линиям связи поступают в БВД 3 откуда их считывает МВРК 5. Значения поступившие на МВРК 5 на данном этапе представляют собой координаты точек зависимости показаний измерительного элемента от времени. Известно, что кривая зависимости поверхностного натяжения во время изменения площади поверхности является суммой некоторого числа экспонент. Числовые значения коэффициентов экспоненты количественно характеризуют флотационную активность реагента. Определение значений коэффициентов осуществляется путем разложения кривой зависимости поверхностного натяжения от времени на сумму элементарных экспонент [Мелик-Гайказян В.И., Емельянова Н.П., Драганов А.В. К инструментальной оценке флотационной активности аполярных реагентов и их сочетаний с различными веществами, используемыми при пенной флотации. / Обогащение руд 6 (236), 1994]. Результатом работы МВРК 5 являются координаты точек начала результирующих экспонент и значения коэффициентов экспоненты количественно характеризующие вклад отдельных групп реагентов. Количественными характеристиками реагента являются полученные значения, переданные МВРК 5 в ОЗУ ВД 6. Также МВРК 5 формирует управляющий сигнал для ЦМУ 4 и МИ 7 об окончании процесса анализа. ЦМУ 4 формирует управляющий окончания процесса анализа для МУПБ 1, который в свою очередь формирует сигнал останова движения каретки. ЦМУ 4 формирует сигнал разрешения чтения данных для МИ 7 предназначенного для индикации анализа флотационной активности, результирующих коэффициентов и количества точек отсечения с их количественной характеристикой. Для реализации МИ 7 могут быть использованы дисплеи, такие как TFT LCD 128x128. ЦМУ 4 реализуется на микросхеме Atmel ATmega328 или аналогичной. МВРК 5 реализуется на контроллере с микроархитектурой ARM Cortex-А7.

Использование изобретения позволяет определять параметры, характеризующие вклад отдельных групп ПАВ находящихся в групповом составе, в величину флотационной активности реагентов.

Устройство для оценки флотационной активности реагентов, находящихся в групповом химическом составе, содержащее виброустойчивое основание, на котором расположена ванна, накрытая неподвижным барьером, с расположенными на нем концевыми выключателями, и подвижным барьером, жестко соединенным с кареткой, на котором закреплен измерительный элемент, отличающееся тем, что введен модуль управления подвижным барьером, модуль фильтрации, буфер входных данных, центральный модуль управления, модуль вычисления релаксационных кривых, оперативное запоминающее устройство выходных данных, модуль индикации, причем вход модуля управления подвижным барьером соединен с четвертым выходом центрального модуля управления, выход модуля фильтрации соединен с входом буфера входных данных, первый вход центрального модуля управления соединен с первым выходом буфера входных данных, второй выход буфера входных данных соединен с первым входом модуля вычисления релаксационных кривых, второй выход модуля вычисления релаксационных кривых соединен с первым входом оперативного запоминающего устройства выходных данных, второй вход центрального модуля управления соединен с первым выходом модуля вычисления релаксационных кривых, первый выход центрального модуля управления соединен со вторым входом модуля вычисления релаксационных кривых, первый выход центрального модуля управления соединен со вторым входом модуля вычисления релаксационных кривых, первый вход модуля индикации соединен с третьим выходом модуля вычисления релаксационных кривых, третий выход центрального модуля управления соединен с третьим входом модуля индикации, выход оперативного запоминающего устройства выходных данных соединен со вторым входом модуля индикации, второй выход центрального модуля управления соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства выходных данных.

Изобретение относится к области поверхностных явлений в жидкости и может использоваться в измерительной технике для определения коэффициента поверхностного натяжения исследуемой жидкости. С целью определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом экспресс-анализа формируют одинаковой высоты каплю 14 эталонной жидкости 10 и каплю 15 близкой по химическому составу исследуемой жидкости 11 со сферическими поверхностями на горизонтальном верхнем срезе 13 капилляров 4 (фиг.

Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости путем сравнительного анализа // 2747460

Способ ранней диагностики развития хронической сердечной недостаточности // 2745337

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и может быть использовано для диагностики ХСН, а также контроля эффективности ее лечения. Способ ранней диагностики развития хронической сердечной недостаточности путем центрифугирования пробы крови пациента и дальнейшего исследования и анализа полученных результатов заключается в том, что измеряют значение динамического поверхностного натяжения сыворотки крови при времени адсорбции 100 с, а также величину ее равновесного поверхностного натяжения при времени адсорбции 2500 с, если значение первого показателя 44,3 мН/м или меньше, а второго - 38,3 мН/м или менее диагностируют развитие хронической сердечной недостаточности на ранних стадиях.

Способ определения критической концентрации мицеллообразования поверхностно-активных веществ // 2743736

Изобретение относится к аналитической химии, и может быть использовано в контрольно-измерительной технике для определения критической концентрации мицеллообразования (ККМ) поверхностно-активных веществ (ПАВ) в воде. Способ определения критической концентрации мицеллообразования поверхностно-активных веществ включает измерение физического параметра раствора поверхностно-активного вещества, находящегося в зависимости от концентрации поверхностно-активного вещества, при этом измеряют диаметр колец интерференционной картины, находящейся в зависимости от концентрации поверхностно-активного вещества в растворе, интерференционную картину получают на экране при отражении пучка лазера от углубления, сформированного действием магнитного поля неодимового магнита, в слое раствора поверхностно-активного вещества.

Способы и системы борьбы с пылью // 2735531

Изобретение относится к способу борьбы с пылью. Способ включает получение потока жидкости на водной основе, содержащий одну или несколько из следующих типов воды: водопроводную воду, воду из скважины, воду из пруда, речную воду, сточную воду, оборотную воду из промышленного процесса, получение потока водной дисперсии путем подачи поверхностно-активной композиции в поток жидкости на водной основе, перемешивание потока водной дисперсии, с образованием пылеподавителя, измерение поверхностного натяжения пылеподавителя с помощью тензометра, передачу результатов измерений поверхностного натяжения в контроллер, регулирование образования потока водной дисперсии согласно результатам измерений, переданным в контроллер, и распыление аэрозоли пылеподавителя на поверхность добываемого продукта, при этом распыленный аэрозоль имеет средний размер капель от около 0,1 мкм до около 100 мкм.

Измеритель параметров поверхности жидкости // 2735315

Изобретение относится к области физико-химических исследований и может быть использовано для измерения и контроля характеристик поверхности жидкостей, в частности водных растворов химической и биологической природы, в различных технологических процессах, медицинской диагностике и биофизических исследованиях.

Способ контроля физико-механических свойств магнитной жидкости посредством смещения и колебания ее в столбике в магнитном поле и устройство для его выполнения // 2733827

Группа изобретений относится к измерительной технике, в частности, для контроля комплекса физико-механических свойств магнитной жидкости и может найти применение в разных областях промышленности. Способ контроля физико-механических свойств магнитной жидкости посредством смещения и колебания ее столбика в магнитном поле заключается в удержании магнитным полем в прозрачной полости столбика магнитной жидкости, сообщающейся с U-образной полостью, заполненной дистиллированной водой, и последующей фиксации колебаний посредством индикатора вибрации в виде катушки индуктивности с передачей сигнала через усилитель на осциллограф и смещение ее при контроле уровня дистиллированной воды в U-образной полости.

Способ оценки стабильности композиции на основе белка // 2732109

Группа изобретений относится к медицине и касается способа оценки стабильности композиции на основе белка, включающей белок, пептид и/или производное белка и буфер, по отношению к смазывающему веществу смазанного контейнера, который предназначен для хранения указанной композиции, включающего а) оценку уменьшения с течением времени межфазного натяжения между буфером и смазывающим веществом, б) оценку уменьшения с течением времени межфазного натяжения между композицией на основе белка и смазывающим веществом, в) определение по меньшей мере одного компонента композиции на основе белка, взаимодействующего со смазывающим веществом, посредством сравнения уменьшения, оцененного на стадии б), с уменьшением, оцененным на стадии а), г) на основании указанного определения по меньшей мере одного компонента, взаимодействующего со смазывающим веществом, определение риска нестабильности, связанного с буфером или белком, пептидом и/или производным белка, композиции на основе белка.

Способ определения поверхностного натяжения металлических расплавов // 2713564

Изобретение относится к исследованию материалов путем определения их физических свойств, а именно к определению поверхностного натяжения жидких металлов. Способ определения поверхностного натяжения металлического расплава включает измерение максимального давления в капле, образованной на горизонтальном срезе вертикально расположенного капилляра, путем измерения высоты столба металлического расплава в манометрическом сосуде, сообщающегося с капилляром, относительно горизонтального среза капилляра, при которой происходит продавливание расплава сквозь капилляр, при этом для учета влияния кривизны поверхности расплава в манометрическом сосуде на результаты измерений дополнительно измеряют высоту мениска, образованного исследуемым расплавом в манометрическом сосуде известного диаметра.

Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости // 2711148

Изобретение относится к области поверхностных явлений в жидкости и может использоваться в измерительной технике для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости. Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости σ заключается в формировании на горизонтальном верхнем срезе капилляра капли исследуемой жидкости со сферической поверхностью за счет подачи в сосуд с исследуемой жидкостью избыточного давления газа РИ и измерении высоты a сформированной капли исследуемой жидкости с целью определения радиуса кривизны R сферической поверхности сформированной капли исследуемой жидкости, величину избыточного давления газа РИ контролируют во время подачи в сосуд с исследуемой жидкостью, а затем замеряют в момент сформирования капли исследуемой жидкости со сферической поверхностью на горизонтальном верхнем срезе капилляра, соответствующий состоянию равновесия между замеряемой величиной избыточного давления газа РИ и суммой давления Лапласа РЛ сферической поверхности сформированной капли исследуемой жидкости и гидростатического давления РГ столба исследуемой жидкости в капилляре, высоту сформированной капли а исследуемой жидкости измеряют над горизонтальным верхним срезом капилляра, а коэффициент поверхностного натяжения σ капли исследуемой жидкости определяют по радиусу кривизны R сферической поверхности сформированной капли исследуемой жидкости и величине давления Лапласа РЛ сферической поверхности сформированной капли исследуемой жидкости, равной разнице между избыточным контролируемым давлением газа РИ газа и гидростатическим давлением РГ столба исследуемой жидкости в капилляре с использованием формулы: где k - коэффициент, являющийся постоянной прибора, который определяется по измерению величины σэ эталонной жидкости с известным коэффициентом поверхностного натяжения; РЛ - давление Лапласа, Па; РИ - избыточное давление газа, подаваемое в сосуд с исследуемой жидкостью, Па; РГ - гидростатическое давление столба исследуемой жидкости в капилляре, Па; R - радиус кривизны сферической поверхности сформированной капли жидкости, м; а - высота сформированной капли, м; r - внешний радиус капилляра, м.

Способ и система измерения межфазного натяжения между двумя флюидами // 2759874

Изобретение относится к способам измерения межфазного натяжения между двумя флюидами. В соответствии с предлагаемым способом измерения межфазного натяжения между двумя флюидами заполняют первым флюидом рентгенопрозрачную термоустойчивую ячейку, соединенную с устройством для формирования капли второго флюида посредством расположенной в ячейке полой иглы, выполняют рентгеновскую съемку ячейки, заполненной первым флюидом, и запоминают результат съемки как фоновое изображение. Затем по меньшей мере один раз создают внутри первого флюида в ячейке на конце иглы каплю второго флюида посредством закачки второго флюида из устройства для формирования капли флюида. В течение времени, достаточного для достижения равновесного значения межфазного натяжения, непрерывно осуществляют рентгеновскую съемку ячейки с первым флюидом и с создаваемыми на конце иглы каплями второго флюида, выявляют капли, остающиеся неподвижными на протяжении времени съемки изображения, и для неподвижных капель получают контрастированные изображения путем совместной обработки фонового изображения и изображений ячейки с первым флюидом и с созданными в нем каплями второго флюида. Для контрастированных изображений выполняют поиск параметров уравнения капиллярного давления, в том числе значения межфазного натяжения, которые соответствуют форме капли, приводящей к пространственному распределению интенсивностей как на контрастированном изображении, и получают временную зависимость значения межфазного натяжения между первым и вторым флюидом. Система измерения межфазного натяжения между двумя флюидами в соответствии с предлагаемым изобретением содержит рентгенопрозрачную термоустойчивую ячейку, размещенную в устройстве рентгеновской съемки и выполненную с возможностью заполнения первым флюидом, и устройство для формирования внутри первого флюида капли второго флюида, соединенное с ячейкой посредством расположенной внутри ячейки полой иглы для формирования внутри ячейки капли второго флюида, причем игла расположена внутри ячейки так, что игла по меньшей мере частично видна на получаемом рентгеновском изображении. Система также содержит модуль получения контрастированного изображения капли, на вход которого поступают изображения, снятые устройством рентгеновской съемки, при этом модуль выполнен с возможностью определения неподвижности капли на протяжении времени съемки изображения, и модуль поиска параметров уравнения капиллярного давления, вход которого соединен с выходом модуля получения контрастированного изображения капли, при этом модуль выполнен с возможностью получения временной зависимости значения межфазного натяжения между первым и вторым флюидом. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в обеспечении возможности проведения измерения временной зависимости значения межфазного натяжения между двумя флюидами вне зависимости от оптической прозрачности исследуемых флюидов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.