Способ определения пористости и плотности сыпучих материалов Советский патент 1977 года по МПК G01N15/08 

1

Изобретение относится к способам определения физических характеристик сыпучих материалов, в частности к определению их пористости и плотности.

Известен способ определения нористости сыпучих материалов, основанный на измерении объема ртути, проникающей в поры образца, при различных давлениях.

Однако для осуществления этого способа необходима аппаратура.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ, основанный на отборе пробы, взвешивании ее на весах с высушиванием и определении объема лунки, образующейся при отборе пробы.

Объем лунки определяют при помощи балонного плотномера, включающего измерительный баллон с манометром, средство изменения давления и эластичную емкость, путем создания первоначального давления в измерительном баллоне, соединения этого баллона с эластичной емкостью и измерения давления в системе баллон - эластичная емкость по степени доведения объема этой емкости до объема пробы, занимаемой ею в исследуемом слое.

Известный способ предусматривает измерение веса пробы, ее высушивание, что является нежелательны.м при изменениях в полевых условиях.

Цель изобретения - повышение экснрессности определения.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу после измерения давления PI давление в баллоне вновь доводят до величины Р, соединяют баллон с жесткой герметичной емкостью, в которой помещена отобранная проба, и изменяют давление PZ в системе баллон- жесткая герметичная емкость с последующим расчетом искомых величин.

Предлагаемый способ состоит в том, что пробу, вынутую из слоя, помещают в донолнительную герметнчную емкость и измеряют давление сначала в воздухомерном устройстве

и в эластичной емкости, затем в воздухомерном устройстве и в дополнительной емкости, в которую погружена проба щебня, и по отношению измеренных значений двух давлений определяют пористость и плотиость П1,ебепочпого слоя.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа определения пористости и плотности, содержащее измерительный баллон 1 с манометром 2, эластичную емкость 3, средство для изменения давления (насос 4) и дополнительно к нему герметичную емкость (баллон 5).

Сначала из щебеночного слоя отбирают пробу, в образовавшуюся лунку 6 помещают

эластичную емкость 3 и соединяют ее воздуховодом 7 с измерительным .баллоном 1, снабженным воздушным манометром 2. В измерительным баллоне 1 предварительно с помощью насоса 4 создают воздушное давление Р при закрытом кране 8, которое контролируют манометром 2. Затем открывают кран 8, чтобы воздух из воздухомерного баллона 1 по воздуховоду 7 перешел в эластичную емкость 3, заполнив лунку 6. Дополнительный герметичный баллон 5 в этом случае закрыт для доступа воздуха краном 8. Измеряют давление Pi, установившееся в мерном баллоне и эластичной емкости.

Далее закрывают кран 8 и снова создают первоначальное давление Р в .воздухомерной емкости. Вынутую пробу ш,ебня помешают в дополнительную емкость (герметичный баллон) 5, закрывают его крышкой 9 и открывают кран 8, соединяя тем самым мерный баллон и дополнительную герметичную емкость. Измеряют давление PZ, установившееся в мерном баллоне и дополнительном герметичном баллоне.

Пористость определяют по формуле

n ,

а - 1

где 6. а:.

Р, PI, PZ - значения воздушного давления первоначального в мерном баллоне, в эластичной емкости и в дополнительном герметичном баллоне соответственно.

Плотность ш;ебня в щебеночном слое определяют по формуле

f - ДСР г/см,

и 1

где Дер - удельный вес щебня как породы, являющийся для материала щебня постоянным.

Устройство позволяет определять пористость щебеночного балластного слоя в полевых условиях без взвешивания пробы щебня и с высокой точностью, так как при использовании воздуха в качестве наполнителя эластичной емкости объем пробы щебня может быть значительно увеличен по сравнению, например, с измерениями по способу заполнения лунки водой.

Формула изобретения Способ определения пористости и плотности сыпучих материалов, например щебеночного балластного слоя, при котором пробу материала отбирают из слоя исследуемого материала, в образовавшуюся лунку помещают эластичную емкость, соединяют эту емкость с измерительным баллоном, в котором предварительно создают повышенное давление Р и измеряют давление PI, устанавливающееся в системе измерительный баллон - эластичная емкость после подсоединения ее к баллону, отличающееся тем, что, с целью повышения экспрессности определения, после измерения давления PI, давление в баллоне вновь доводят до величины Р, соединяют баллон с жесткой герметичной емкостью, в которой помещена отобранная проба, и измеряют давление РЧ ъ системе баллон--жесткая герметичная емкость, причем о пористости исследуемого материала судят по формуле

/г : -100%,

а-1 гдеЬ, a.-g.

а о плотности судят по формуле

р

40 где Аср - удельный вес материала.

В