Прибор для определения физико-механических характеристик дисперсных материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ -СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30 ° 07. 81 (21) 3322650/18-25

РЦМ К з с присоединением заявки ЙоG 01 Х 11/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений, н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 0701.83. Бюллетень М1

РМ УДК 538. 137 (088. 8) Дата опубликования описания 07. 01.83 (72) Авторы изобретения

М. Л. Езерский и В. С. Е (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК- ДИСПЕРСНЫХ HATEPHAJIOB

Изобретение относится к приборам для определения физико-механических характеристик, (сыпучести, насыпного веса, угла естественного откоса) дисперсных материалов и может быть ис пользовано в различных областях народного хозяйства в частности для контроля порошков в формацевтическом и химическом производствах. 10

Известен прибор для определения сыпучести дисперсных материалов, включающий основание, на котором установлена стойка для закрепления на ней воронки истечения сыпучего материала. Прибор имеет заслонку, закрывающую выпускное отверстие и приемный стакан, в который истекает исследуемый материал, при этом диаметр выпускного отверстия зависит от диаметра гранулы наибольшего раз-. мера, поэтому на выпускном отверстии прибора установлены сменные матрицы,. внутренняя полость которых выполне-: на в виде конуса, как продолжение воронки и имеет цилиндрическую часть.

В сменном комплекте матриц имеется несколько разных по.диаметру цилиндрических отверстий одинаковой высо ты. Приемный стакан градуирован и размещен на пластине, которой сооб- щают горизонтально направленную виб- рацию от вибропривода для раэравнивания угла естественного откоса сыпучего материала в стакане. В воронке прибора установлены йасадки различной конфигурации которым сообщают вертикально направленную вибрацию для разрушения сводов, если сыпучий материал зависает в воронке t,1).

Несмотря на сложную автоматику, . результаты измерений сыпучести на данном приборе субъективны, так как выбор сменных матриц и насадок, а также времени иэ вибрации произво-. лен, что снижает точность определения сыпучеати. Для работы прибора необходимо большое количество-вспомогательной оснастки, следовательно

его затруднительно йспользовать для эксвтресс анализов. Прибор может быть использован только для определения сыпучести крупнодисперсных материалов, . а для изучения сыпучести мелкодисперсных порсиаков он не подходит.

Известен также прибор для определения сыпучести порошков, включающий сосуд истечения с соплом и затвором и сосуд наполнения. Сосуд истечения

1выполнен цилиндрическим и снабжен лопастным ворошителем, а в качестве

387468 затвора приспособлена плоская заслонка (2 1.

Однако вращающиеся лопасти в сыпучем материале приводят к разогреву некоторых порошковых материалов,что изменяет их сыпучесть в объеме сосуда с сыпучим материалом. К изменению сыпучести приводит также измене ние коэффициента внутреннего трения порошка, которое может иметь место из-за его псевдоожижения при вращении лопастей в объеме сосуда," это вращение приводит одновременно к истиранию частиц и расслоению их по фракциям,что также изменяет сыпучесть порошка. Все это снижает точt5 ность определения сыпучести порошковых материалов и не позволяет определить сыпучесть мелкодисперсных порошков с частицами размером меньше

150 мкм. 20

Наиболее близким к предлагаемому является прибор для определения физико-механических характеристик дисперсных материалов сыпучести), содержащий стойку, воронку с приспособле- нием для крепления, заслонку, размещенную под воронкой, и вибратор (используется электромагнитный вибратор с якорем и амортизатором) якорь электромагнита и воронки по большому 30 и малому диаметру жестко соединены друг с другом, при этом верхний край воронки шарнирно соединен со стойкой, а нижний конец якоря поджат амортизатором (3j. 35

Недостатком известного прибора является трудность поддержания постоянства заданного режима вибрации во времени всх рдствие того, что амортизатор неконтролируемо меняет свои 40 упругие свойства в процессе эксплуатации. Кроме того, весьма трудно изготовить серию приборов, имеющих одинаковый режим вибрации в течении всего срока эксплуатации приборов, 45 что сильно затрудняет их массовое использование в производстве дисперсных материалов.

Целью изобретения является создание прибора, обеспечивающего поддержание постоянного заданного режима вибрации воронки, не изменяющейся при длительной эксплуатации прибора.

Указанная цель достигается тем,что в приборе для определения физйкомеханических характеристик дисперсных материалов, содержащем стойку, воронку с приспособлением для крепления, заслонку, размещенную под воронкой, и вибратор, установлен синхронный двигатель, вал которого со- ® единен с вибратором, состоящим из наружной цилиндрической обоймы, имеющей крышку, жестко соединенной со стойкой, расположенного в обойме цилиндра, перемещающегося в вертикаль- 6S ной плоскости, имеющего горизонтальное сквозное отверстие, в которое, входит вал мотора с жестко укрепленным на нем эксцентриком, пружину, расположенную между крышкой обойми и верхней плоскостью цилиндра, примем нижняя горизонтальная плоскостьцилиндра соединена с приспособлением для крепления воронки, а эксцентрик выполнен в виде диска, одна половина окружности которого спилена таким образом, что он имеет только один минимальный и один перпендикулярный ему максимальный диаметр, разность между которыми, равна заданной амплитуде колебаний вибратора, составляющей 0,07-0,1 мм.

В приборе используется конусная стеклянная или металлическая воронка с углом конуса 60 и диаметром выпускного отверстия 10 мм. Цилиндр вибратора сделан из латуни или из бронзы, а эксцентрик из более твердого металла, например из стали ХВГ.

На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый прибор, на фиг. 2 эксцентрик.

Прибор содержит стойку 1, синхронный двигатель 2, воронку 3 с приспособлением для крепления, заслонку 4, наружную обойму 5, крышку 6 обоймы, цилиндр 7, эксцентрик 8 и отжимную пружину 9.

Прибор работает следующим образом.

Навеску изучаемого порошка,взятого с точностью до 0,01 r, помещают в воронку, закрытую снизу заслонкой и включают прибор. При этом со скоростью 3000 оборотов в минуту вращается вал двигателя с укрепленным на нем эксцентриком. Эксцентрик вращается s горизонтальном отверстии цилиндра, который перемещается благодаря этому в специальной обойме в вертикальной плоскости. Для поддержания движения в строго вертикальном направлении цилиндр имеет вертикальный паз, в котором входит вертикальная направляющая, расположенная на внутренней стенке обоймы. Когда срезанная часть эксцентрика находится вверху, цилиндр отжимается пружиной в крайнее нижнее положение..при дальнейшем вращении эксцентрика цилиндр постепенно двигается вверх, отжимая пружину и достигая крайнего верхнего положения при повороте эксцентрика на 90О. При дальнейшем повороте эксцентрика на 180 цилиндр продолжает оставаться в крайнем верхнем положении, а затем постепенно отжимаясь пружиной вниз, опускается, достигая снова минимальной высоты при повороте эксцентрика на 360

О

После чего начинается новый цикл.

В течение одной секунды происходит

50 оборотов эксцентрика и соответст987468 венно 50 колебаний вверх и вниз цилиндра вибратора. Вместе с цилиндром колеблется и жестко связанная с ним через приспособление .для крепления воронка с засыпанным в нее порошком, закрытая снизу заслонкой. Через 30 с заслонку открывают и одновременно включая секундомер, следят за высыпающимся порошком. При высыпании последней порции порошка секундомер выключают и отмечают время высыпания.

При определении на приборе других физико-химических характеристик порошков исследуемый образец помещает. ся в воронку и:высыпается затем из воронки в строго постоянном режиме обусловленном постоянством режима ее вибрации, либо образуя горку на плоскости (для определения угла естественного откоса), либо заполняя сосуд известного объема (для опреде- 20 ления насыпной массы порошка), дальнейшие измерения .этих характеристик проводят одним иэ известных методов.

Поскольку в измерениях этих характе,ристик основные ошибки связаны с не- 25 постоянством режима высыпания порошка, стабилизация этого режима значи.тельно увеличивает точность их определения.

В приборе режим вибрации задается ЗО точностью механического изготовления эксцентрика и цилиндра вибратора, являющейся достаточно высокой при массовом изготовлении. Сохраняемость заданной точности в процессе эксплу атации обеспечивается высокой износоустойчивостью выбранных материалов длй эксцентрика и цилиндра, а также . действием компенсирующей пружины, корректирующей автоматически очень 46 небольшой износ материала цилиндра.

Ошибка измерения при коэффициенте надежности 0,95 не превышает 83, что вполне допустимо для определения таких характеристик порошков.

Конструкция прибора позволяет изготавливать их в массовом количестве с одним и.тем же режимом вибрации, не меняющимся в процессе эксплуата- ции, что дает воэможность сравнить физико-механические характеристики порошков, получаемые на разных приборах вне зависимости от длительности их эксплуатации, поэтому предлагаемый прибор позволяет осуществить промышленный контроль порошков в различных производствах.

Формула изобретения

Прибор для определения физико-механических характеристик дисперсных материалов, содержащий стойку, воронку с приспособлением для крепления, заслонку, размещенную под воронкой, и вибратор, отличающийся тем, что, с целью поддержания постоянного заданного режима вибрации, не изменяющейся при длительной эксплуатации,.в нем установлен синхронный двигатель, вал которого соединен

4;. вибратором, состоящим из наружнойцилиндрической обоймы, имеющей крЫшку, жестко соединенной со стойкой, расположенного в обойме цилиндра, перемещающегося в вертикальной плоскости, имеющего горизонтальное сквозное отверстие, в которое входит вал мотора с жестко укрепленным на нем эксцентриком, пружину, расположенную между крьаакой обоймы и верхней плоскостью цилиндра, причем нижняя горизонтальная плоскость цилиндра соединена с приспособлением для крепления воронки, а эксцентрик выполнен в виде диска, одна половина которого спилена таким образом, что он имеет один минимальный диаметр и один пер-,: пендикулярный ему максимальный диаметр, разница между которыми равна заданной амплитуде колебаний вибрато": ра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент С83А 9 3376753, Ф кл. 73-432, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 285338, кл. G 01 N 11/06, 1968.

° З.Авторское свидетельство СССР

9 542123, кл. G 01 N 11/06, 1975

987468

Составитель В. Крутин

Редактор Г. Волкова Техред А.Вабииец Корректор М. Шароши

Заказ 10283/29 Тиран 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Умгород, ул.. Проектная, 4