Устройство для определения прочности зернистого материала Советский патент 1974 года по МПК E21C39/00 

1

Изобретение касается устройств для определения механической прочности зернистого материала и может быть использовано, например, в химической промышленности для определения прочности катализатора синтеза аммиака.

Известно устройство для определения прочности материала, например полимеров, содержащее обогреваемый корпус с крышкой, камеру для испытуемого материала, содержаш.ую два элемента с параллельными торцовыми поверхностями, нижний из которых неподвижен, и нагрузочный механизм, включаюш,ий два штока, пружинную рессору и эксцентрик.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что камера для испытуемого материала выполнена в виде усеченного конуса с внутренними ребристыми стенками и отверстиями в днишах, а нагрузочный механизм - в виде штока, соединенного с сердечником, который выполнен из ферромагнитного материала и размешен в соленоиде.

Это позволяет повысить точность измерения прочности сыпучих материалов и проводить их испытания в условиях, близких к эксплуатаЦИОННЬ1М.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - емкость для катализатора в разрезе.

Устройство содержит корпус 1, крышку 2 с патрубками 3 и 4 для входа и выхода газа. Внутри корпуса 1 последовательно по ходу газа размеш;ены элемент 5, направляюший газ и емкость с катализатором 6. Элемент 5 выполнен в виде полого ребристого стержня.

Емкость 6 выполнена в виде перевернутого усеченного конуса, внутренние стенки которого снабжены ребрами, а верхнее и нижнее днйша снабжены отверстиями.

Емкость 6 опирается на шток 7, к другому концу которого прикреплен железный сердечник 8, размеш.енный в трубе 9 из немагнитного материала. Емкость 6, шток 7 и сердечник 8 совершают возвратно-поступательное двил ение. Труба 9 снабжена в нижней части подъемным приспособлением 10 и окружена соленоидом 11. Корпус 1 снабжен теплоподводяшим элементом 12.

Устройство работает следующим образом. В емкость 6 загружают взвешенный образец невосстановленного гранулированного или дробленого катализатора. Затем через патрубок 3

вводят газ-восстановитель. Включают теплоподводящий элемент 12 и проводят процесс восстановления катализатора. При этом емкость 6 посредством приспособления 10 приподнята в верхнее крайнее положение и плотно прилегает к элементу 5 (см. фиг. 2).

Газ-восстановитель проходит по щели между ребрами элемента 5 и стенкой корпуса 1, где нагревается до температуры восстановления катализатора 350-550С и затем поступает в емкость 6 через отверстия в дне емкости, проходит через слои образца катализатора, внутренний канал элемента 5 и через патрубок 4 выходит из устройства.

Процесс восстановления проводят при 350- 550°С и объемной скорости 150000 л/л. катализатора.

После восстановления катализатора устанавливают требуемые параметры испытания- температуру (500°С), давление (300 атм) и включают через прерыватель в сеть постоянного тока соленоид И. При этом подъемное приспособление 10 находится в нижнем крайнем положении.

Магнитное поле соленоида 11 периодически включают, и сердечник 8 подбрасывается вверх и вместе с ним шток 7 и емкость 6, а при выключении эти детали опускаются вниз. Зерна катализатора также совершают возвратно-поступательное движение сверху-вниз и при этом соприкасаются одно с другим и с наклонными ребристыми стенками емкости. При этом происходит истирание катализатора, сглаживание острых выступов, образование пыли.

Через 30-60 мин соленоид отклоняют, выключается нагревательный элемент 12 и емкость с катализатором поднимают приспособлением 10 в верхнее крайнее положение. Катализатор охлаждают в потоке газа до комнатной температуры. Затем охлажденный восстановленный катализатор для предотвраш;ения его окисления пассивируют. Через патрубок 3 вводят пассивирующий газ, например азот с 0,1% кислорода. Путь следования пассивирующего газа аналогичен пути газа в процессе восстановления катализатора. В процессе пассивирования происходит образование поверхностной окисной пленки на зернах катализатора. Эта пленка предохраняет катализатор от дальнейшего окисления.

Затем устройство разбирают, извлекают образец катализатора, который просеивают, и остаток на сите взвешивают.

Механическую прочность определяют, исходя из первоначального веса образца катализатора и веса его в конце опыта. При этом учитывают поправку на восстановление и пассивирование катализатора.

Предмет изобретения

Устройство для определения прочности зернистого материала, содержащее обогреваемый

корпус с крышкой, камеру для испытуемого материала и нагрузочный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, камера для испытуемого материала выполнена в виде усеченного конуса с внутренними ребристыми стенками и отверстиями в днишах, а нагрузочный механизм - в виде штока, соединенного с сердечником, который выполнен из ферромагнитного материала и размещен в соленоиде.

5

Фиг. 7