Устройство для экспресс-контроля фракционного состава и удельной поверхности сыпучих строительных материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для определения фракцпонпого состава и удельной поверхностп сыпучих материалов и может быть использовано в строительстве и других областях промышленности. Известно устройство для определения удельной поверхности сыпучих материалов, содержащее цилиндр с измерительными трубками, соединенными с дифференциольным манометром датчика перемещения, привод цилиндра, пробоотборник, вибратор и стабилизатор давления 1. К недостаткам этого устройства относится то, что оно определяет удельную поверхность сыпучих материалов в диапазоне 0-100 и не обеспечивает необходимой точности измерения. При значении удельной поверхности более 100 см /г погрешность возрастает. К недостаткам этого устройства относится и то, что оно не позволяет определять удельную поверхность сьЕнучих строительных материалов с размерами частиц более 2.5 .мм. Известно устройство для определения степени загрязненности Н1ебня или гравия, содержащее два измерительных сосуда, источник счета с опт1-1ческой систе.мой, фотоприемник, устройство регистрации и электрическую схему 2). К недостатка.м этого устройства относится то, что оно 1{е нозволяет определять содержание нылевато-глинистых частиц в сыпучих строительных материалах в автоматическо.м режиме, не обеспечивает необходи.мой точности измерения. Кроме того. на нроведепие одного измерения затрачивается нродолжитель;ное время. Наиболее близки.м но технической сущности к предлагаемому является устройство для экспресс-контроля фракционного состава и удельной поверхности сыпучих материалов, содержащее пробоотборник, блок водоснабжения, датчик уровня жидкости, седиментациопный цилиндр с расположенными по его высоте источннка.ми света и фотоприемниками, затвор для удаления отработанной пробы, установленный на нижнем торце цилиндра, блок опредения удельной поверхности песчаный фракций, вход которого связан с выходом нижнего фотоприемника, блок управлепия и блоки регистрации 3. Принци действия извеетного устройства основан на измерении зате.мнения, создаваемого оседающими частицами, и определения фракционного состава частиц в диапазоне 0,14-5,0 мм. Недостатком указанного устройства является невысокая точность устройства, обусловленная неоднозначностью опредения размера частиц вследствие налипания пылевидных и глинистых частиц с размерами 0-0,14 мм, а также определения концентрации частиц с размерами более 5,0 м.м. Целью изобретения является повыщение точности измерения путе.м учета содержания смежных фракций. Поставленная цель достигается тем, что устройство для экспресс-контроля фракционного состава и удельной поверхности сыпучих строительных материалов, со.аержащее пробоот-борник, блок водоснабжения, датчик уровня жидкости, седиментационный цилиндр с расположенными по его высоте источниками света и фотоприемниками, затвор для удаления отработанной пробы, установленный на нижнем торце цилиндра, блок определения удельной поверхности песчаных фракций, вход которого связан с выходом нижнего фотоприемника, блок управления и блоки регистрации, снабжено блоком принудительного отмучивання, установленным на верхнем торце седи.ментационного цилиндра, из.мерительно-компенсационнЫлМИ блоками памяти, количество которых равно числу измеряемых фракций, вход первого из ни.х связан с пробоотборником, входы других соединены с выходами остальных фотоприемников, двумя блоками определения процентного содержания примесных фракций, первые входр которых соединены с выходом первого измерительно-компенсационного б.пока памяти, вторые входы соединены с выходами соответствующих из.мерительно-компенсационных блоков памяти, выходы блоков определения процентного содержания примесных фракций и выход блока определения удельной поверхности песчаных фракций соединены с входами блоков регистрации, выходы которых связаны с входом блока управления и выполнены с возможностью подключения к авто.матической системе управления, причем ВЫХОДЕ) блока управления подсоединены к управляющим входа.м всех блоков и конструктивных узлов устройства, кроме датчика уровня жидкости, источников света и фотоприемников. Кроме того, предлагается ссдиментапионный цилиндр снабдить затвором для отмучивания, соединенный с блоком управления и датчико.м уровня жидкости. При этом можно снабдить устройство колпаком для гащения потоков жидкости осаждающейся пробы. На чертеже представлено предлагаемое устройство. Устройство состоит из пробоотборника , седиментационного цилиндра 2, снабженного гидравлическим колпаком 3 для гашения нотоков жидкости, вызванных осаждающейся пробой, затворо.м 4 для удаления отработанной пробы и жидкости, затвором 5 для обеспечения процесса отмучивания пробы, блока 6 водоснабжения, датчика 7 уровня жидкости, блока 8 принудительного отмучивания пробы, щелевого источника 9

света и фотоприемника 10, укрепленных на одном уровне и расположенных на определенном расстоянии от дна цилиндра для регистрации частиц фракций 0-0,14 мм, щелевого источника 11 света и фотоприемника 12, укрепленных на одном уровне и расположенных на определенном расстоянии для регистрации частиц фракций более 5 мм, щелевого источника 13 света и фотоприемника 14, укрепленных на одном уровне и расположенных на определенном расстоянии для регистрации фракций 0,14-5 мм.

Выход пробоотборника 1 подключен к входу измерительно-компенсационного блока 15 памяти для обработки и заполнения .сигнала, пропорционального массе пробы, выход фотоприемника iO подключен к входу измерительно-компенсационного блока 16 памяти, для обработки и запоминания сигнала, пропорционального массе частиц фракций 0-0,14 мм, выход фотоприемника 12 подключен к входу измерительно-компенсационного блока 17 памяти для обработки и запоминания сигнала, пропорционального массе частиц фракций более 5 мм, выход фотоприемника 14 подключен к входу блока

18определения удельной поверхности песчаных фракций для обработки и запоминания сигнала, пропорционального удельной поверхности частиц фракций 0,14-5 мм, выходы измерительно-компенсационных блоков 15 и 16 памяти подключены к входу блока 19 для определения процентного содержания в пробе фракций 0-0,14 мм, выходы измерительно-компенсационных блоков 15 и 17 памяти подключены к входу блока 20 для определения процентного содержания в пробе фракций более 5 мм, выход блока

19подключен к входу блока 21 для регистрации фракций мм, выход блока 20 подключен к входу блока 22 для регистрации фракций более 5 мм, выход блока определения удельной поверхности песчаных фракций 18 подключен к входу блока 23 для регистрации удельной поверхности фракций 0,14-5 мм, сигналы с выхода блоков 21-23 регистрации поступают на вход блока 24 управления и в систему автоматического управления технологическим процессом. С помощью блока 24 управления осуществляется синхронизация работы блоков устройства и других указанных конструктивных углов устройства.

Устройство работает следующим образом.

По команде блока 24 управления рабочая жидкость (например, вода) постоянной температуры из блока 6 водоснабжения подается в седиментационный цилиндр 2, наполняя его до определенного уровня, задаваемого датчиком 7 уровня жидкости. Одновременно с этим по команде с блока 24 управления с помощью пробоотборника 1 происходит взвешивание пробы сыпучего строительного материала {например, песка), сигнал о массе пробы поступает в измерительно-компенсационный блок 15 памяти, для обработки и запоминания массы пробы. По команде с блока 24 управления и сигналу с датчика 7 уровня жидкости о наборе воды закрывается затвор 5 для отмучивания, образуя в верхней части ци.тиндра 2 необходимый объем, заполненный рабочей жидкостью для отмучивания, после чего проба с помощью пробоотборника 1 засыпается в этот объем и включается блок 0 8 принудительного отмучивания. После отмучивания пробы по команде с блока 24 управления включаются измерительно-компенсационные блоки 16 и 17 памяти и блок 18 определения удельной поверхности песчаных фракций. В этих блоках для компенсации случайных незначительных колебаний показаний устройства, обусловленных рассогласованием электронной измерительной схемы и вледствие изменения мутности (прозрачности) рабочей жидкости после Q очередного измерения или по другим причинам, предусмотрено запоминание с одновременным инверсированием «нулевого значения сигнала, осуществляелюе по команде блока 24 управления. Затем по команде блока 24 управления открывается 5 затвор 5 для отмучнвания, проба осаждается в седиментацнопном цилиндре 2. Вследствие различных размеров частиц (а также из-за различного веса) при осаждении .материала в жидкости происходит пофракционное рассеяние его частиц по всей вы0 соте седиментационного цилиндра 2. Приче.м осаждение более крупных частиц происходит быстрее, чем мелких. При просвечиванпи сечения седиментационного цилиндра 2 с жидкостью щелевыми источниками 9, 11 и 13 света, зате.мнение, обусловленное 5 размерами и концентрацией осаждаемых частиц в промежутке .между источниками 9 света и фотоприемником 10, источнико.м 1 1 света и фотоприе ником 12, источником 13 света и фотопрнемником 14, будет тем больше, чем больше удельная поверхность материала и масса пробы. Уровни установки щелевых источников 9,11 и 13 и фотоприемников 10, 12 и 14 подобраны экспериментально таким образом, чтобы затемнение в верхнем сечении обуславливалось бы осаж5 дением частиц фракций 0-0,14 мм, в среднем сечении - осаждением частиц фракций более 5 мм, а в нижнем сечении - осаждение.м частиц фракций в диапазоне 0,145 мм.

В момент достижения оседавшими части0 нами фракций 0,014 .мм фотоприемника 10, частицами фракций более 5 мм фотопрпемника 12, а частицами фракций 0,14-5 мм фотоприел;ника 14 блоком 24 управления включаются блоки 16, 17 и 18 на промежутки времени, соответствующие вре.менны.м 5 интервалам прохом ден Я фракций 0-0,14 мм относительно фотоприемника 10, фракций более 5 мм относительно фотоприе.мника 12, фракцпй 0,14-5 .мм относительно фотопри

1. УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ЭКСПРЕСС-КОНТРОЛЯ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА И У-ЧНЛБНОЙ ПОВЕРХНОСТИ СБИ1УЧИХ СТРОИТ 1ЛБНБ Х МАТЕРИА.ГЮВ, содер/кан1ее пробоотборник, блок водоснабжения, датчик уровня жидкости, седи.меитапиопный и.илиндр с расположенным; по cio высоте источниками света и фотопр1 емки :ами, затвор для удаления от, установленный на ниж;;, блок определер.ия удельнес-аны.х фракций, вход которого связан с выходо л нижнего фотоприемника, блок угфавления н блоки регистрацг;и, отличающееся тем. что, с целью повьигения точност:- измерения путем учета содержания емежшях фракций, оно снабжено блоком днтельно10 1)т 1учнвания, установленнь : на верхнем торце седиментационного шг.мшдра. измср1 те;н но-компенсационнь ми блоками памяти, ко.личество копорых равно числу из.чзеряемых фракций, в.ход iiepBiHX) из них связан с пробоотборником, входы других соединены е выходами осталь ых (Ьотонриемников, двумя б.лжамн опре.илен1; : процентного содержания П|)11месн1 х фракии. нсрвые входы которых еоеди;1о ; с выходом lepiuiro из м ер ггельн о-ком пен опционного блока намяти. вторые входь; соеднче1;ы с 15ыходам1 соотзстстзуюших и.-;л;е; 1тельноЛхОМ ич1сацИ онны.х блоков намятн, выхол.ы блоков определения процентного содержания примесных п Вг.1од он|н:деления дельной новерхности песчаных фракций соедиSS нены с входами 6.ioKoii ре Ч1ет|1ацн11, вьгел ходы которых свя:ч;|; ;. с входо б.юка унраБлег;ня и вьню.ii:-.. г п.13можностьК подключения к :;: гичес -чОЙ системе ун)авлення, причем выход:, б.юка управления под соел,;пен1 1 к пi1aвл)пoнul : вxoд:J i всех б.юков -i ко1Стр кт;ПН мХ :(ло}4 устро Ктв:, ie датч1ка жндкоет. нсточнио О1 HsoA и датчиком 1П)в- с OЛOKO i ю оз ня 3. Устройство тем, что оно енабжепс: паком для гашения ;;ождающейся пробы.