Седиментометр Советский патент 1988 года по МПК G01N15/04 

00

со

о

О1

11408305

Изобретение относится к технике анализа гранулометрического состава I порошков и может быть иснользовано в порошковой металлургии, химической и дру1 их отраслях промьциленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов.

Целью изобретения является ускорение и повышение точности анализа пу- ю тем раздельной оценки содержания крупной и мелкой фракций в пробе.

На фиг. 1 изображена схема седи- ментометра; на фиг. 2 - графики, иллюстрирующие процесс работы седимен- 15 тометра.

Седиментометр состоит из сосуда 1 с дисперсионной жидкостью: в котором установлены седиментационные цилиндры

штативе с подъемным механизмом 4 закреплены электродвигатели 5, на валах которых закреплень крестовина 6 и диск 7. Крестовина 6 установлена в седиментационном цилиндре 2 над поплавком 8, жестко связанным с приемной чашкой 9, которая установлена на поплавке 10, имеющем небольшую отрицательную плавучесть и удерживаемом в состоянии равновесия пружиной 11. К поплавку 10 прикреплена приемная подвижная катушка 12 трансформаторного (или аналогичного по назначению) датчика перемещения, а неподвижная генераторная катушка 13 закреплена в основании седиментационного цилиндра 2. В седиментационном цилиндре 3 |установлены приемная чашка 14, поплавок 15, пружина 16, приемная 17 и

пензии с помощью пипетки помещается на верхние плоскости поплавка 8 и диска 7. Под действием веса навески в седиментационном цилиндре 2 поплавок 8, приемная чашка 9, поплавок 10 и приемная катушка 12 перемещаются вниз пропорционально массе частиц, помещенных на поплавок 8. При поступлении приемной катушки 12 в полость генераторной катушки 13 в ней наводится напряжение ЭДС, пропорциональное глубине ввода приемной катушки 12. Сигнал с катушки 12 подается на электронный блок 19, где детектируется, усиливается и регистрируется прибором 20. По этому сигналу определяется полная масса частиц, подлежащих осаждению в седиментационном цилинд2 и 3. В верхней части сосуда I на 20 Ps 2. При подаче импульса электрического тока на электродвигатели 5 крестовина 6 и диск 7 вводят порошок в седиментационную среду, после чего в седиментационных цилиндрах 2 и 3 25 начинается осаждение частиц. Этот процесс иллюстрируется графиками 21 и 22 (фиг, 2). Справа оси ординат (график 21) записана кривая изменения массы на поплавке при загрузке.

Весоизмерительная система, установленная в седиментационном цилиндре 2, после сбрасывания навески с поплавка длительное время совершает колебательные движения (график 21), поэтому кривая накопления массы частиц на начальном участке регистрируется весоизмерительной системой, установленной в седиментационном цилиндре 3, которая в момент ввода частиц находится в

30

35

генераторная 18 катушки трансформатор-4о состоянии покоя (график 22). Регист

Изобретение относится к технике анализа гранулометрического состава порошков и может быть использовано в порошковой металлургии, химической и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов. Цель - ускорение и повьш1ение точности анализа. Седиментометр состоит из сосуда с дисперсионной жидкостью, в котором установлены два седиментационных цилиндра. В верхней части цилиндров размещены устройства ввода проб исследуемого дисперсного материала, В первом цилиндре устройство ввода представляет собой крестовину, расположенную над поплавком, жестко связанным с приемной чашкой, в которой собирается осадок. Во втором устройство ввода выполнено в виде диска. Крестовина и диск имеют возможность вращаться, а также совершать возвратно-поступательное движение относительно своих вертикальных осей. Приемные чашки в обоих цилиндрах установлены на поплавках, закрепленных на подпружиненных элементах, которые, в свою очередь, размещены на дне седиментационных сосудов. О количестве частиц, осевших на чашки, судят по величине сигналов связанных с ними датчиков перемещений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л

JHoro датчика, которые выполнены ана {логично установленным в седиментаци- SOHHOM цилиндре 2. Электронный блок 19 служит для управления работой электродвигателей 5, преобразования сигналов с датчиков перемещения и подачи их на регистрирующий прибор 20.

Седиментбметр работает cлeдyюшJ м образом.

С помощью подъемного механизма 4 .диск и крестовина погружаются в дис- ;персную среду до тех пор, пока крестовина не окажется на близком расстоянии от поверхности поплавка В. Йри этом верхние плоскости поплавка :и диска 7 устанавливаются на одинако :Бом расстоянии Н от плоскостей при- :емных чашек 9 и 14. Предварительно диспергированный порошок в виде сус

j

рация массы осевших частиц на приемную чашку 14 происходит аналогично регистрации массы навески весоизмерительной системой в седиментационном цилиндре 2. Масса частиц, осевших с высоты Н за время t в седиментацион- ных цилиндрах 2 и 3, определяется из выражений c/ (t) / моо«с

М

0 пр

(H,t)S F(cl )dcP+ F(tr)d,(l)

где tf.

м«кс

М«(«

5

М

t(t) r,f.(H,t) - Р(оГ) i«« (t)

максимальный и минимальный размеры частиц;

размер частиц, осевших к моменту времени t; полная масса навески; функция распределения по размерам.

3

Функция накопления осадка в данном случае определяет интегральную кривую распределения массы частиц п эквивалентньм диаметрам, которые ра считываются по закону Стокса или с учетом реального коэффициента сопротивления частиц.

По достижении некоторого времени t, которое определяется значением размера частиц tTCt), до которого необходимо определить кривую распределения массы частиц, процесс осаждения прерывается, так как дальнейшее продолжение анализа нецелесообразно из-за его длительности и отсутствия необходимости. Доля массы частиц в дисперсионной среде, равная значени fW I F(,/)d«r,(2

ji MUM

определяется по графику 21 как разность между сигналом, соответствующим полной массе навески ,), и сигналом. Соответствующим массе частиц, осевших на приемную чашку 9 з

время t J Л) .

jF(«/ ),t)- J F(/) (i

АИН

МИ I

А.аке

F(«/ )dcP.

(3)

«/(i)

Весоизмерительная система в седи- ментационном цилиндре 3 регистрирует интегральную кривую распределения

массы частиц по ди&метрам J F((f}d.f

(fM

(график 22), которая затем нормируется с учетом доли массы частиц, меньших размера ), находящихся в дисперсионной среде, определяемой с по- .мощью весоизмерительной системы в седиментационном цилиндре 2 в COOTIU : ствии с выражением (3). Таким o6p;i- зом, достигается повышение точное и и сокращение времени анализа.

После проведения серии опытов электродвигатели 5 и седиментационнм цилиндры 2 и 3 поднимаются, приемные чашки снимаются с поплавков 10 и 15 и их содержимое удаляется в место сбора порошка.

Формула изобретения

fO J5 20

25

30

35

40

с целью ускорения и повьш ения точности анализа путем раздельной оценки содержания крупной и мелкой фракций в пробе, в сосуд с дисперсионной жидкостью дополнительно введен второй седиментационный цилиндр, устройство ввода пробы в первом седиментационном цилиндре выполнено в виде крестовины, расположенной над поплавком, жестко связанным с приемной чашкой, а во втором - в виде диска, причем крестовина и диск вьшолнень с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения относительно своих вертикальных осей,

(риг,1

P «::;;;..ss«: ;;«rf nplf.

21

- M(H.t)