Устройство для определения гранулометрического состава дисперсных систем Советский патент 1981 года по МПК G01N15/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО Изобретение относится к области измерительной техники, а более конкретно - к приборам для определения гранулометрического состава дисперсных систем и может быть использовано в химической, метоллургической, строительной и других отраслях народного хозяйства. Известен гидростатический гранулометр для измерения гранулометричес кого состава дисперсных систем в жид кой среде, содержащий емкость в виде вертикального цилиндра и измерительную трубку, соединенную основанием с вертикальным цилиндром 1}. Верхняя часть этой трубки выполнена из прозрачного стекла, и имеет шкалу для визуального отсчета уровня жидко среды, характеризующего скорость осаждения твердых частиц дисперсной системы. Однако известный гранулометр на обеспечивает достаточной точности измерения из-за непостоянной скорост осаждения твердых частиц на продолжи тельном начальном участке осадительного цилиндра. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являетс устройство для оиреле.тения гранулоСОСТАВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ метрического состава дисперсных сис,тем, содержащее: осадительный вертикальный цилиндр, две измерительные трубки, соединенные нижними основаниями с вертикальным цилиндром, два уровнемера для измерения уровня жидкости в измерительных трубках и устройство регистрации 2}. В устройстве измеряется перепад гидростатического давления в измерительных трубках, что повышает точность измерения. Но в устройстве не учитывается неустойчивость скорости осаждения твердых частиц на продолжительном начальном участке осадительного цилиндра, что приводит к значительной ошибке измерения, особенно, при высокой концентрации твердой фазы в дисперсных системах. Целью изобретения является повышение точности измерения гранулометрического состава, дисперсных систем. Поставленная цель достигается тем, что устройство регистрации выполнено в виде схемы, состоящей из триггеров Шмитта, блоков Запрет и блока преобразования временных интервалов в значения гранулометричес- ,, кого состава, причем, к выходу каждого уровнемера параллельно подключено не менее /двух триггеров UlMj-sTTa при этом выходы триггеров Шмитта, подключенных к первому уровнемеру, соединены с первыми входами блоков Запрет, а выходы триггеров Шмитта подключенных ко второму уровнемеру,со вторыг-4и входами блоков Запрет, выходы которых соединены со входами блока преобразования временных интер валов в знс1 1ения гранулометрического состава и регистрации этих значений На фиг.1 представлена схема предл гаемого устройства для определения гранулометрического состава дисперсных систем; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы работы устройства. Устройство для определения гранулометрического состава дисперсных систем состоит из осадительного вертикга.льного цилиндра 1; измеритель ;ых трубок 2, 3, соединенных ниж ними основаниям; с осадительным цилиндром 1; уровнемеров 4, 5 для изме рения уровня )1(идкости в измерительны трубках 2,3; ряда тригтеров Шмиттгг 6., входы которых параллельно подклю чены к вЕлходу уровнемера 4 ; ряда . триггеров Шмитта 7.; , входы которых параллельно подключены к выходу уров немера 5; ряда схем Запрет 8. , пер вые входы котор лх соединены с выходами ряда триггеров Шмитта 6.- , а вторые ВХОД1); соединены с выходами р да триггеров Шмитта 7- ; причем выхо ды схемы Запоет 8/ подключены параллельно К входам блока преобразования Браменьилх иьггервалов в значен гранулометрк;.г. состава и регис ; значений 9, где i измеья до Г в зависимости от к OJi и ч е с т в а о п р е д е л яе wjx .циапазога радиуса частиц зо фрак ЦПУ . Триггеры Шм1-ггтс1 6 i и 7 i с одинаковыми i -ми цифровы.ми обозначениям )астраива1отся на равный уровень напряжения г.срек.-иочения с О на при этом уровень напряжения переклю чения дл;я ;- аждой пары 6 i , 7 ; триг1еров с оди.паковыми - -ми цифровыми обозначениями отличается на заданны перепад нгшря.жения, величина которо го зависит от определяемого количества фракций и диапазона радиуса частиц в ;:то;1 чрракции. Для первой пары триггеров 6, 7 устанавливает ся максимальный уровень напряжения. котором триггеры б , 7 , переводятся из положения О в для второй пары триггеров 6л, 7л устана ливается уровень напряжения переклю чения меньше, чем для первой пары триггеров; для третьей пары триггер б-, 7, устанавливается уровень напр жения переключения .меньше, чем для второй и т.д. Триггеры б и 7 „ наст раиваются на уровень напряжения переключения, при котором возможно пе реключение из положения О в 1. Устройство работает следующим образом. Осадительный цилиндр 1 (фиг,1) запо7:няется жидкой средой до верхней кромки. Триггеры &, 7„ к схемы Запрет 8 -находятся в положении О, В осадительннй цилиндр 1, заполненный жиддкой средой, подается нормированна.я по объему проба, замеряется максимальный уровень жидкой среды в измерительных трубках 2, 3 уровнемерами 4, 5 и мaкcимaльF ым напряжением с уровнемеров 4, 5, характеризующим весовое количество твердых частиц Е дисперсной системе триггеры 6}, (фиг.2 и фиг.З- устав момент , навливаются в исходное положение 1. прохождении мaкcимaль :O крупной фракции через линию Л-А в г.;иапазо1-:е времени -t J - г уровень жидкости в трубке 2 и выходное напряжение: уровнемера 4 понижается. Зтим 1 аг1ряже ием в момент t триггер G ,; из положения 1 переключается в 11оло ение в свою о--:ередь, схема Зап1:ет 8 переводится выходным напря;:.:ер1ием три1тера б., из положения О Е по,чожение 1, и с выхода схев момент подается напряжение. П1-1И ирохожде;1ии зтой же .ции через ;;1-;ник 3-В в диапазоне У:ре:«;ени tn уровень жидьсости я трубке 3 и 1 ьЗсодное напряжеьие уровнемера 5 таггже понижается, и напряжен :ем с ypouiiCMepa 5 в момент t триггер 7., псгрсводитск из поло-жения з О, а схема Запрет 8.. г;среключается вьиходным сигналом с триггера 7, в положение О. Таким образо:-., с схем -л Зап.рет 8-, на блок 9 поступает с передним фронтом t , и задJ; а уровень при котором первые триг7 -1 переключаются в пОЛожепропорцйокалек весовому кочастиц макс;-)ма;1ьно руп::Ой фрг1Ки;;-1и Б пробе. В момент г при прохождении частиц следующей изторой) фракции через линию А-Л выходны), напряжением с уровг емера 4 триггер 6 , переключается из пэложе;-:ия 1 в схема Запрет 8л Зз)ходнь:м сигналом с триггера 6 т переводится з положение и с выхода схемы Запрет 3л на блок 9 подается напряжение, а при прохолсдении частиц этой же фракции через лиьшю В-В выходным напряжением сигнала с уровнемера 5 в момент t.i триггер 7 переключается нз положения 1 в схема Запрет о , выходным сигналом с триппера 7 о переводится в положение О, ;. поступ1;ение сигнала на блок 9прерывается. Со cxeNM Запрет 8 на блок 9 поступает импульс с передним ФРОНТОМ в момент -t и задним фро том i,j , время которого равно време ни прохождения частиц второй фракци от основания трубки 2 до основания трубки 3, а уровень напряжения,при котором вторые триггеры 6f, 1/ переводятся в положение О пропорцио нашен весовому количеству этой фракции совместно с максимальной крупной фракцией в пробе и т.д. В диапазоне времени t - t при прохождении фракции с минимальным радиусом частиц от основания трубки 2 до основания трубки 3 с выхода схемы Запрет 8г( на вход блока 9 поступает импульс с передним фронтом t и задним Фронтом t j , время которого равно времени осаждения фракции с минимальны 4и радиусами частиц, а уровень напряжения, при котором триггеры б ,, и 7, переключаются в положение О, пропорционален весовому количеству частиц фракций без фракции с №{нимальным радиусом частиц. Импульсы, характеризующие время прохождения фракций от основания :трубки 2 до основания трубки 3 поступают на вход блока 9 и преобразуются в блоке 9 по закону Стокса в значения гранулометрического состава . Определение времени прохождения фракций от основания трубки 2 до основания трубки 3 рег1лизуется в циф ровом виде, если сигнал с уровнемеро снимается в цифровом коде. Гранулометрический состав в устройстве определяется при осаждении твердых частиц в осадительном цилинд ре между основаниями двух измеритель ных Трубок после того, .как частицы дисперсной системы рг спределятся в жидкости по крупности до основа ия первой измерительной трубки и устанавливается постоянной скорость осаж дения этих частиц. Это позволяет повысить точностъ измерения гранулометрических характеристик дисперсных систем с малой концентрацией частиц в пробе, и, что особенно важно, с высокой концентрацией частиц в пробе так как скорость осаждения частиц из меряется не на всей длине осадительного цилиндра, а на участке между основаниями измерительных трубок, .гд концентрация частиц низкая, скорость осаждения частиц постоянная к подчиняется закону Стокса. При измерении гранулометрического состава высококонцентрированной пульпы в осадительном цилиндре длиной 3000 скорость осаждения частиц отличалась от скоростиJрассчитанной по закону Стокса,в 2-3 раза в зависимости от концентрации частиц в пробе. Опытная проверка показала, что при измерении скорости осаждения частиц высококонцентрированной пульпы между двумя измерительными трубками, прикрепленными к осадительному цилиндру длиной 3000 мм на расстоянии 1000 мм между собой, ошибка измерения гранулометрического состава не превьпиала ошибки ситового анализа. Формула изобретения УстроГ5СТБО для определения грану.пометрического состава дисперсных систем, содержащее осадительный вертикалььый цилиндр, две измерительные трубки, соединенные нижними основаниями с вертикальным цилиндром, два уровнемера для измерения уровня жидкости в измерительных т убках и устройство регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измеренная гранулометричес1сого состава дисперсных систем, устройстве регисг рации выполнено в виде cxeNffi, состоящей из триггеров Шмитта, блоков Запрет и блока преобразования врел.енных кг тервалов в значения гранулометрического состава, прк-;ем к выходу ка:кдого уровнемера г:араллель;чо подключено не менее двух триггеров Шмитта, при этом выходы триггеров Шмитта, подключенных к первому уров -:емеру, соедкнень с первыми входа;..;-; блоков Запрет, а выходы триггеров И.читта, подключенные ко второму урознемеру - со вторьп- и входами блоков Запрет, выходы которых соеди.чеь;ы со входами блока преобразования временных интервалов в значени.я гранулометрического состава и регистрации этих значений. Источники информации, принятые во BHnNaK;:e при 3KcnepTii3e 1.Авторское свидетельство СССР S 433384, кл. Q 01 N 15/04,- 1972., 2.Фигуровский Н.А. Седиментокетический анализ, М.-Л., 1948, с,176 прототип).