Устройство для дисперсионного анализа Советский патент 1976 года по МПК G01N15/02 

1

Изобретение может быть ирилтенено в различиых отраслях нромьпн.чениоети, иаириме), етроительиой, химнчееко, металлургической, нищевой и др.

Известно устройство для дисиерсиоииого анализа.

Такое устройство позволяет измерять величину только самых крупных частиц.

Целью настояш,его изобретения яв.чяется определение гранулометрического состава материала.

Иоставлеииая цель достшается снабжением одной из измерительных пластин предлагаемого устройства эластичной подложкой с модулем Юига 1000 кг/мм.

На фиг. 1 показапо предлагаемое устройегво, обш,пй вид; иа фиг. 2 - зависимость давления иа измерительные поверхности от расетояния между ними для фракции немолотого кварцевого неска 63... 100 мк.м; на фиг. 3 - интегральные кривые распределения частиц фракции кварцевого песка ио размерам (кривая 1 - фракция 63... 100 мкм по cHTOBOAiy а1 ализу, кривая 2 - то же по данным микрометрического анализа); па фиг. 4 - зависимость Р (а) для немолотого кварцевого песка Люберецкого месторождепия X щ|п 40 мкм, X 200 мкм, Х„.. 405 мкм); на фиг. 5 - иитегральн1 е кривые раенределения частиц Люберецкого песка по размерам (кривая - снтовой анализ, кривая 2 - микрометрнческцй ана.шз); на фиг. 6 - завигчмость Р а для Люберецкого кварцевого носка струпного помола (А ,,-,, 4 мкм. Л -

6,5 мкм, .,j,., 22 мкм); па фиг. 7 показаны liHTerpa/iijHbie кривые распределения часТ1П1 Люберенкого кварцевого цеска CTpyinioro помола по размерам (кривая 1-седимептациониый анализ, 2 - микрометрический апализ).

Уегройство (фиг. 1) состоит из осповиого блока 1 с измерителем малых расстояпий 2, измерительными п.частпнамп 3 и 4 и эластпчпой подложкой 5. Ирнжимпой элемент 6 кренятся на нодвнжпой 1птапге измерителя 2 для созданпя п пзмеренпя усилий сжатия пластин.

Устройство работает следующим образом. Испытываемый дисперсный матерпал монослоГию располагается па подложке 5 п.частины 4 одпнм из известных способов. Далее измеияют усилие сжатия пластин от пуля до макспмального (при этом частицы «погружаются в эластичную годложку 5). Измеряют

пои каждом зпаченнн Р, создаваемого п пз.tepяeмoгo э.темептом 6, расстояние ;ежду пластпнами 3 и 4. и п.олучают зависимость Р /(«). Элемеит 6 для из reиeиия усилия сжатия пластин может быть выпол1 еп различпо, например в виде 1руза иа площадке, а также в

виде определенного груза, передвигаемого на планке (по типу рг тчажных весов), или в виде пружнны с подвижным В1ПГГОЛ1, имеюпхнм етрелку и шкалу д.чя ука:- аппя усилий.

Предложепиое устройство было апробировано в лабораторных условиях.

Испытания проведеиы в следуюнтей последовательности.

Испытуемый материал монослойно распределяют на ре.эиповой под.и) To;rnuinoii в 5-10 раз больше .акснма. К змеря частн, материала. Мопослойность ко Г ролируют визуально иа портативном м 1кросконе МИР-2. Подложку помещают на измерительной поверхности, а сверху а монослой частин наклад вают плоскую олироваииую пластинку из коруида 1.,адыо 30-300 мм с целью одновременного измере ия не 300-600 части. измере: ня расстояния между корундовой лас инкой и резиновой нодложкой прнмепя от 1 ид 1катор часового типа со нлкалой 0. . . 1 мм н номой деления 1 мкм. Усилие 1зм(ритель ых поверхностей изменя от )ложен}1ыми на 1лощад е, к 1 одвижной штанге индикатора.

Результаты испытаний следу ОШ 1е.

В процессе измереннй кизисимости Р / (а),

где Р - усилие сж.атия оверхностей, г, а-расстояние между новерх остями, .

Для каждого материала и одной лос ос1и расположения чает1 Ц на под.чожке находят неменее 10-15 точек скомой Kp iBoii, а усреднение замеров проводят io трем .

Полученную зависимость Я (а) офорлмяюг графически, а дальнейшую математ 1чес у1о обработку.проводят формуле д.чя нахождг ия интеграль 1ой кривой рас 1ределения

pw.-(;p--« fi,

где X - размер частицы; , F(X) - диффере 1циальная lac ipeделения частиц io размерам; Pf, - хтмлио сжатия поверхностей при а 0.

Пайдеииую расчетом И 1теграль 1у10 ривух) сравиивают с интегральной кривой для данного матер ала, полученной известными споенбами дисперсионного анализа: с 1товым и с димеитаиионным.

Достовер юсть методики расчета ироверяют таклсе на частниах одного материала с

раЗ.ТИЧИОЙ ПЛ()Т1ЮСТЬ О Л 0 ОСЛОЙ ОГ(3 раС 10ЛОн е ия их иа юд.ложке.

На графиках Р f (а) определяют макснмальный Х|,,,,х, как вероят 1еЙ1Иий А и N -i;n-iмальп 5 Й А ,,,;, из ус,товнй:

.х а ри f --- 0; X - Р-г/й

-о о

dp

Х„,1„ о ip -;;-- niax.

Графнческ) Л 1 аходнл 1 проБеде 1 е. L точки РО 1рямой до ересечеиия «о так чтобы площадь, отсекаемая прямой, равнялась илощади, отсекаемой кривой Р (а).

Анализ интегральных кривых раснределе ия частиц 0 размерам, нолученн з1Х мнкрометричееким ситовым, н седиментац :оиным методами, показывает, что л1 крометрическиГ1 метод в среднем о ределяет размеры по сравнению с с Г овым методом с коэффицие1Г -ом соответствия 0,7-0,9, а по сравнению с седиме та,ионнь м - 0,9-1,1. Некоторое уме 1ьи1ение размеров ) как рас оложением частиц на подложке но иаимеиьшн.м размерам нри их моноелойном распределс)ии, так и допуц, о нх кубической фор.ме, хотя в действительности форма частин емо; 0того песка ближе к округлой.

Анализируемые матерна;(ы: несок lyTKO ско -о месторожде ия.

Берут фракцию между снтами 63 и, ,jQ 100 мкм. Раснределе 1ие частиц в мо 1ослой ia резиновой юдложке толщиной 0,8 мм ро; зводят встряской иась панного песка. Корундовая ластинка имеет 200 мм. Число частиц в измерения иаход Г ся в прс45 делах 400 штук.

Резул /гать змерений и расчетов юказа1 Ь иа фиг. 2 и 3 и сведен);. в Ta6.iiHiy.

о 6( (1,28 0.15 0,08 0,00 0,02

Немо.ютый кварцевый песок Люберецкого месторождения (фиг. 4 и 5). Измеряют полный фракционный состав песка ситовым п микрометрическим методами. Толщина резкионой подложки составляет 2 мм, площадь пластинки 500 мм, число частиц в зоне изме)спия 300 штук.

Кварцевый песок Люберецкого месторождения струйного помола (фиг. 6 и 7).

Измерение гранулометрического состава проводится микрометрическим и седимситацпопным методами. Толщина резиновой подложки составляет 0,5 мм, площадь корундовой пластинки - 30 мм, число ;астнц в зоне измсрепия 600 штук. Распределение суспендированных в воде частиц порошка в монослой

на под.южке проводится нак.юленнон под углом 15° пластинкой с последуюн1пм высыханием получаемого монослоя.

Результаты измерений 11 1едставле1 Ы на фиг. 6 и 7.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т о н и я

Ует тйство д.чя дисперсионного анализа.

состояп1,ее из измерпте.чьпых п.тастин, прижн.много элемента, соединеппого с измерителем мллых расстояний, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, одна из измерительных пластип снабжена эллстичиой подложкой с модулем Юнга 1 - 1000 кг/мм2.

S WS a f-iHM

: Т F(x)-clx

r;a .

0,51,8 .. 0,7 S,B ii,5

ИЛ /7,30,2 0.1

W 2B 3S 4f} 5B 5D 7B 8S 90 IDd

fvg.ZX.AWA

160 29B 2E-:J 300

max

15S 2IJS 25S т 351 SO (ригЛa. мкм

35iJ USS

X; MKJ-l (риг. 5

2 if S S Ю 2 /4 1S 18 20 22 24

Ф-иг.йй-, w/rw

(x}-dx

2 is.

10 12 /4 16 J8 20 гг г иг.