Способ седиментационного анализа Советский патент 1987 года по МПК G01N15/04 

11

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения гранулометрического состава дисперсных продуктов седимента- ционным методом.

Цель изобретения - повышение точности анализа путем исключения влияния температуры на результаты измерений.

На фиг. 1 показан график изменения уровня жидкости в измерительной трубке при введении в седиментацион- ный цилиндр пробы в виде суспензии, плотность которой превышает критическое значение ЯКР анализа, на фиг. 2 - схема устройства для проведения анализа.

Устройство состоит из седимента- ционного цилиндра 1, сообщающегося с измерительной -рубкой 2, сосуда 3 для пробы в виде суспензии, уровнемера 4 для первичного преобразования уровня жидкости в трубке 2 в изменение индуктивности, преобразователя 5, коммутатора 6, блока 7 хранения информации, вычислительного блока 8 блока 9 начала отсчета, блока 10 запуска меток времени.

Способ заключается в следующем.

При введении пробы в седимента- ционный цилиндр (суспензии плотностью выше критического значения в цилиндре) возникает прямая волна суспензии, которая, достигнув дна, отражается и увлекает за собой тверды частицы вверх, образуя отраженный столб суспензии. При плотности про

бы выше критического значения, определяемого по формуле

Q -Stu fl-il-i-SajSJ 1 Птт

КР

У„

где F

пр S

тр паЗ усредненное по высоте седимеитационного цилиндра значение силы сопротивления движению твердых частиц в жидкости для падающей волны, зависящее от вязкости среды и высоты цилиндра и определяемое по данным эксперимента, в котором в прозрачном седиментационном цилиндре регистрируется время достижения твердыми частицами дна цилиндра, т,- масса жидкости в пробе, V„р- объем суспензии в пробе j g - ускорение свободного падения.

Анализ показывает, что высота столба суспензии, образованного отраженной волной, зависит от температуры, причем эта зависимость поз

5

0

5

0

воляет скомпенсировать зависимость от температуры вязкости дисперсионной среды и соответственно скорости осаждения твердых частиц. Тем самым обеспечивается уменьшение температурной погрешности гранулометрического анализа.

При соприкосновения пробы с дисперсионной средой в момент t О последняя выводится из состояния равновесия. При этом начинается колебательный процесс, свойственный рассматриваемой системе с распределенными в пространстве параметрами. Приращение уровня жидкости в измерительной трубке относительно невозмущенного состояния определяется суперпозицией упомянутого колебательного процесса и изменением уровня под действием давления, которое оказывают на жидкость в седиментационном цилиндре введенные в него твердые частицы. Поскольку седимен- тационный цилиндр и измерительная трубка образуют сообщающиеся сосуды, это давление уравновешивается соответствующим приращением уровня жидкости в измерительной трубке.

В момент прямая волна суспензии достигает дна седиментационного цилиндра и отражается, захватывая частицы твердого вещества. В момент t заканчивается образование отраженного столба суспензии.

этот момент

5 все твердые частицы находятся во взвешенном состоянии. Их давление на жидкость в седиментационном цилиндре максимально, что соответствует максимальному приращению уровня жидкости в измерительной трубке. Далее происходит- снижение уровня жидкости в измерительной трубке вследствие выпадения твердых частиц в осадок. В любой момент времени t

0

5

1

измерительной трубке h

0 чения уровня h , ..., ные моменты времени t.

.., h

пропорционально массе частиц, еще не выпавших в осадок к данному моменту времени. Сопоставляя текущие знав определен- ..., t с

максимальным уровнем h/ч, по известной методике определяют содержа:ние частиц в заданном классе крупности 5 и судят о гранулометрическом составе анализируемого дисперсного продукта.

Способ осуществляют следующим образом.

31

в седиментационный цилиндр 1, сообщающийся с измерительной тр.убкой 2, из сосуда 3 вводят пробу в виде концентрированной суспензии. Плотность суспензии в пробе выбирается больше критического значения, по- зтому ход кривой изменения уровня в измерительной трубке соответствует фиг. 1. Уровнемер 4 осуществляет первичное измерительное преобразование уровня жидкости в трубке 2 в изменение индуктивности - при изменении уровня жидкости изменяется положение поплавка, к которому прикреплен ферромагнитный сердечник, относительно катушки индуктивности. Вторичное измерительное преобразование осуществляет преобразователь 5 уровня в частоту электрических колебаний в определенные моменты времени инфор мация с преобразователя 5 через коммутатор 6 подается в блок 7 хранения информации. Вычислительный блок 8 обрабатывает информацию и вычисляет содержание частиц в заданных классах крупности. Блок 9 начала отсчета непрерывно отслеживает изменение уровня в измерительной трубке 2, получая информацию с прео бразователя 5 При этом блок 9 вычисляет модуль и знак крутизны кривой h (t) (фиг. 1), начиная с момента времени достижения прямой волной дна седиментаци- онного цилиндра (величина достаточно стабильна в широком диапазоне плотностей суспензии пробы, превышающих критическое значение, и при выбранной высоте седиментационного цилиндра 1). При крутизне, равной нулю, регистрируется максимальный уровень h (фиг. 1), а время задержки tj является началом отсчета меток времени t , ..., t,. В момент tj осуществляется запуск блока 10, по командам которого производится запись информации об уровне в измерительной трубке 2 в блок 7 хранения информации.

Таким образом, к моменту t в блоке 7 хранения информации находятся все необходимые данные для анали88553

за гранулометрической характеристики дисперсного продукта, которые обрабатываются с помощью вычислительного блока 8.

5

Испытания проводят при следующих

условиях: дисперсионная среда - вода , высота седиментационного цилиндра 1 M f плотность суспензии в пробах 0 1,2-1,4 г/см (при критической плотности 1,15 г/см), плотность частиц руды 4,3-4,6 г/см. В результате испытаний установлено, что при изменении температуры дисперсионной ере- . 5 ды от 8°С (оборотная вода, измерение

производят сразу после наполнения седиментационного цилиндра) до 6°С (прогрев воды в седиментационном цилиндре в течение 3ч), погрешность

20 определения содержания частиц в классе 44 мкм не превышает 1% против 10- 15% в этом же диапазоне температур при использовании известного способа.

Формула изобрет-ения

Способ седиментационного анализа, заключающийся в приготовлении пробы в виде суспензии, введении пробы в седиментационный цилиндр, заполненный чистой дисперсионной средой, и регистрации изменения во времени УРОВНЯ жидкости в измерительной трубке, сообщенной с седиментационным

цилиндром, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности путем уменьщения зависимости результатов измерения от температуры, готовят пробу плотностью вьщхе крити-

ческого значения, определяемого высо - той седиментационного цилиндра и вязкостью дисперсионной среды, регистрат цию изменения уровня жидкости в измерительной труб1се начинают после

достижения твердыми частицами пробы дна цилиндра, фиксируют, момент прохождения уровня через максимум и ве- . личину максимума, а о гранулометрическом составе пробы судят по .спаду

уровня в измерительной трубке во времени после достижения максимума.

i/7 t

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к способам определения гранулометрического состава дисперсных продук тов седиментационным методом. Целью изобретения является повышение точности анализа путем исключения влияния температуры на результаты измерений. Способ заключается в введении пробы заданной плотности в се- диментационный цилиндр и регистрации зависимости уровня жидкости в измерительной трубке от времени после прохождения уровня жидкости через максимум. 2 ил. (Л

фиг. 2 Редактор А.Шишкина

Составитель А.Кощеев

Техред н,Верес Корректор С.Шекмар

Заказ 7799/40 -Тираж 799. Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

- -..-.

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4