Способ определения удельной поверхности дисперсных материалов Советский патент 1993 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к определению структурно-механических свойств порошков, а более конкретно - к способам оценки удельной поверхности дисперсных материалов.

Цель изобретения - повышение достоверности получаемых результатов.

Для достижения поставленной цели по предлагаемому способу определения удельной поверхности дисперсных материалов, заключающемуся в том, что пробу порошка помещают на перфорированную подложку кюветы, подпрессовывают порошок плукжером, имеющим перфорированное дно, прокачивают воздух через дно плунжера, порошок и подложку кюветы и определяют удельную поверхность порошка в зависимости от расхода воздуха, порошок подпрессовывают плунжером, имеющим одинаковую с подложкой кюветы перфорацию, после замера расхода, воздуха через дно плунжера,

порошок и подложку кюветы плунжер удаляют, прокачивают воздух через порошок и подложку кюветы, замеряя при этом расход воздуха, а расход воздуха через порошок

. определяют по формуле

СО

о ел со -N

O-f-2--L U (Q2 Ql

-1

где Q i - расход воздуха через дно плунжера, порошок и подложку кюветы;

Q2 - расход воздуха через порошок и подложку кюветы.

В общем случае расход Q1 фил ьтрующе- грся через испытательную кювету, заполненную исследуемым порошком, определяется величиной, вычисляемой по формуле

Qi

АР

Ri + R2 + Яз

где АР- перепад давления на кювете;

RI - гидравлическое сопротивление собственно слоя порошка;

R2 - гидравлическое сопротивление верхнего ограничивающего элемента (воздухопроницаемая прокладка и перфорированное дно плунжера);

Ra - гидравлическое сопротивление нижнего ограничивающего элемента (воздухопроницаемая прокладка и перфорированное дно кюветы).

Учитывая, что R2 R3, воздухопроницаемость собственно слоя порошка при перепаде давления А Р на кювете будет определяться расходом Q.

Таким образом, использование плунжера с перфорацией дна, идентичной перфорации подложки кювета, и повторная прокачка воздуха согласно заявляемого способа дает возможность исключить погрешности измерения воздухопроницаемости слоя исследуемого порошка, вносимые конструктивными элементами испытатель- ной кюветы.

Использование этого способа позволяет повысить степень достоверности получаемых результатов за счет определения расхода врздуха именно через порошок, исключив сопротивление дна плунжера и подложки кюветы.

На фиг.1 показана испытательная кювета с пробой порошка и плунжером; на фиг.2 - испытательная кювета с удаленным плунжером; на фиг.З - схема установки по опре- делению удельной поверхности дисперсных материалов (порошков).

Кювета выполнена в виде корпуса 1 (фиг.1 и 2) с продольным цилиндрическим отверстием, в которое до уступа впрессована металлическая, перфорированная по всей поверхности подложка 2. В рабочем состоянии прибора на подложку 2 помещается прокладка 3 из фильтровальной бумаги, на которую засыпается исследуемый порошок А. Такая же прокладка 5 размещена между порошком 4 и напрессованным на

корпус б плунжера 7, дно которого имеет ту же перфорацию, что и подложка 2 кюветы. Плунжер имеет осезое отверстие 8, сообщающее слой порошка 4 с атмосферой, и уплотнение 9. В нижней части корпуса 1

кюветы расположено отверстие 10 для подсоединения источника разрежения. Для измерения высоты слоя порошка 4 корпус 1 кюветы и плунжера 6 снабжены шкалой 11 и нониусом 12, Выполненная подобным образом кювета 1 подключается к установке, схема которой изображена на фиг.З. На корпусе 1 кюветы закреплена шкала 11, вдоль которой перемещается нониус 12,.установленный на плунжере 6. Внутренняя полость

кюветы 1 сообщается с источником 13 разрежения (сосуд Бойля-Мариотта) и с жидкостным манометром 14 посредством соединительных трубок 15. Манометр 14 снабжен шкалой 16, а под краном 17 сосуда

13 установлена мерная емкость 18.

Способ осуществляется следующим образом.

Навеску исследуемого порошка 4 помещают в кювету 1 с использованием прокладок 3 и 5 из фильтровальной бумаги. Плунжером б подпрессовывают пробу 4 и с помощью шкалы 11 и нониуса 12 регистрируют высоту слоя порошка 4.

К отверстию 10 кюветы 1 подают разре

жение А р и замеряют расход QI воздуха через пробу с введенным в кювету плунжером б. Затем, удалив плунжер 6 и подложку 5 из кюветы 1, замеряют расход Q2. Учитывая идентичность геометрии перфорации

подложки 2 и стакана 7, что делает при наличии уплотнения 9 их сопротивления воздушному потоку равными, имеется возможность определить расход воздуха собственно слоя исследуемого порошка 4

по формуле

Q.f-L-JJ IQ2 Qlj

Расходы Qi и Q2 воздуха определяют количеством жидкости, истекшей из крана 17 (фиг.З) за единицу времени соответственно через кювету с плунжером и без него, Дальнейшие вычисления производят по общепринятой методике.

.Таким образом, предложенный способ, обеспечивает повышение точности измерения параметров фильтрации за счет исключения погрешностей, вносимых подложкой

и дном испытательной кюветы 1, что приводит к повышению точности определений удельной поверхности порошков по из воздухопроницаемости. Использование предложенного способа наиболее эффективно при анализе крупнодисперсных порошков.

Формула изобретения

Способ определения удельной поверхности дисперсных материалов, заключающийся в прокачке воздуха через кювету с перфорированным дном и последовательно уложенные на него прокладку из фильтровальной бумаги и слой исследуемого материала, подпрессованного плунжером, причем по параметрам фильтрации судят об удельной поверхности этого материала, о т

л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности получаемых результатов, прокачку предварительно осуществляют с введенным в кювету плунжером, имеющим дно с перфорацией, идентичной перфорации дна кюветы, а удельную поверхность материала пробы определяют с учетом в эли- чины Q расхода воздуха, рассчитанной по формуле

О-ГХ-.1}

U(Q2 Qij

-1

15

где Qi - расход воздуха с введенным в кювету плунжером;

Q2 - расход воздуха без плунжера.

Применение: изобретение может быть применено для определения структурно-механических характеристик при получении или переработке дисперсных материалов. Сущность способа заключается в том, что дисперсный материал помещают в кювету, подпрессовывают плунжером, имеющим одинаковую с дном кюветы перфорацию дна. Прокачивают воздух через дно плунжера, дисперсный материал и дно кюветы. Измеряют при этом расход воздуха, после чего удаляют плунжер, вновь прокачивают воздух, измеряя его расход, и определяют расход воздуха через собственно дисперсный (1 1 1 материал по формуле Q Q- - Qгде Qi - расход воздуха в системе с плунжером; Q2 - расход воздуха без плунжера. По полученному значению судят о величине удельной поверхности дисперсного материала. 3 ил.

Фиг.1