Способ определения влажности кускового торфа Советский патент 1991 года по МПК G01N19/10 

Изобретение относится к влагометрии дисперсных материалов, а именно к механическим способам определения, и может быть использовано в торфяной промышленности, в частности при добыче кускового, торфа для коммунально-бытовых нужд.

Цель изобретения -упрощение процесса определения и сокращение времени измерения.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - график зависимости между влажностью и давлением наконечника; на фиг.З - тарировочная кривая для древесного низинного торфа со степенью разложения 55%.

Способ определения влажности кускового торфа в процессе его производства заключается в том, что к торфу прикладывают давление с помощью индентора, в качестве которого используют цилиндрический плунжер. Вдавливают индентор на заданную глубину и измеряют при вдавливании максимальную величину усилия, С учетом полученной величины рассчитывают влажность по формуле

100 % ,

о . 1дбГГЬк 1д он + а - b

где со- средняя по объему влажность кускового торфа, %;

оь - средняя величина усилия по вдавливанию цилиндрического плунжера на заданную глубину, причем устройство создания давления при тарировке и измерениях идентичны;

О

о ел

ч|

а и b - коэффициенты, определяемые предварительным экспериментальным путем из графиков функции зависимости Ig он aU + b, где U (100 - и) - среднеинтег- ральное влагосодержание материала, кг/кг.

Коэффициенты а и b получают при проведении предварительных экспериментов по контролю процесса сушки кускового торфа, аналогичного реальной технологической схеме его добычи.

Прибор для осуществления способа представляет собой металлический цилиндр 1, внутри которого находится шток 2, расположенная между ними динамометрическая пружина 3 одним концом упирается в расширение штока 2, а другим в пробку 4, которую ввинчивают в цилиндр 1, На выдвижной части штока 2 находятся измерительная линейна 5 длиной 40 мм и кольцевой индикатор 6, в нижней части штока 2 закреплен наконечник 7. В качестве упругого элемента прибора использован набор пружин с жесткостью 0,1-3,0 Н/м. Наконечник, выполненный из дюраля, представляет собой цилиндрический щуп диаметром 4,7 мм и рабочей длиной 10 мм.

Способ осуществляется следующим образом.

Плавным нажатием на цилиндр 1 погружают наконечник 7 в поверхность кускового торфа на всю рабочую длину. При этом происходит перемещение цилиндра 1 и индикаторного кольца 6 относительно штока 2. После снятия нагрузки и извлечения наконечника 7 из материала фиксируют перемещение кольца 6 относительно измерительной линейки 5. Усилие сопротивления проникновению наконечника, оказываемое поверхностью куска торфа, в соответствии с законом Гука равно произведению жесткости пружины на величину ее сжатия. Это усилие, отнесенное к площади поверхности торца наконечника, показывает максимальную величину механического сопротивления поверхности кускового торфа локальному давлению.

Пример. Определение влажности кускового торфа в полевых условиях.

Из низинного древесного торфа в пластической консистенции с начальной влажностью 77-83% формовали методом экструзии цилиндрические куски с начальным диаметром 100 мм и длиной 150-200 мм, которые сушили при радиационно-кон- вективном режиме (под открытым воздухом) в одном плотном слое В процессе сушки в

поверхность отобранного куска по верхней образующей цилиндра внедряди цилиндрический наконечник диаметром 4,7 мм на глубину 10 мм с помощью устройства, схема

которого представлена на фиг.1, усилие по внедрению фиксировали динамометрической пружиной с известной жесткостью. По графику зависимости между влажностью и давлением наконечника (фиг.З) определяли

среднюю влажность кускового торфа. Тари- ровочную кривую получали предварительно при обработке лабораторных и полевых исследований (фиг.2) Так, например, если испытанием установлено, что механическое

сопротивление поверхности кускового торфа локальному давлению достигло значения 1 МПа (фиг 1), то это значит, что кусковой торф в среднем подсох до влажности 71 %. Если величина локального давления

равна 5 МПа, то средняя влажность кускового торфа соответственно равна 59% и он готов к дальнейшим технологическим операциям. Время одного измерения влажности не более 10 с

Формула изобретения

Способ определения влажности кускового торфа в процессе его производства путем прикладывания к торфу с помощью индентора давления, определения величины усилия и расчета влажности с учетом полученной величины, отличающийся тем, что, с целью упрощения и сокращения времени измерения, в качестве индентора используют цилиндрический плунжер, вдавливаютего на заданную глубину и измеряют при вдавливании максимальную величину усилия, а влажность рассчитывают по формуле

a r- S3 --100%,

|g On -г- а - b

где (а- средняя по объему влажность кускового торфа, %;

он - величина усилия по вдавливанию цилиндрического плунжера на заданную

глубину, причем устройства создания давления при тарировке и измерениях идентичны;

а и b - коэффициенты, определяемые из тарировочных графиков Ig оь all + b, полученных при проведении предварительных экспериментов по контролю процесса сушки кускового торфа, аналогичного реальной технологической схеме его добычи, где U (100 - ш) - среднеинтегральное влагосодержание кускового торфа.

tfb /

Изобретение относится к области влаго- метрии дисперсных материалов, а именно к механическим способам определения влажности. Способ определения влажности кускового торфа заключается в том, что к образцам кускового торфа прикладывают локальное давление до начала разрушения поверхности, измеряют величину механического сопротивления и определяют влажность по графику, построенному по формуле Iggn-b . 0 ж Igob+a-b ность материала, %; оь - локальное давление, прикладываемое к участку поверхности кускового торфа до ее разрушения, Па; а и Ь- коэффициенты, определяемые предварительно экспериментальным путем из графиков функции зависимости Ig оь - all + b. где U u)/(100 - о) - влагосодержание материала, кг/кг. 3 ил. v И

5,0

f t,5 2,0 9,5 3,0 3,5

Фи2.«, кIкг

О

4 & в &, ЧПо сриг.5 .