Прибор для определения физико-механических характеристик дисперсных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N11/06 

Изобретение относится к приборам для определения физико-механических характеристик, (сьтучести, насыпного веса, угла естественного откоса) дисперсных материалов и может быть использовано в различных областях народного хозяйства в частности для контроля порошков в формацевтическом и химическом производствах. .

Известен прибор для определения сыпучести дисперсных материалов, . включающий основание, на котором установлена стойка для закрепления на ней воронки истечения сьтучего материала. Прибор имеет заслонку, закрываиицую выпускное отверстие и приемный стакан, в который истекает исследуемый материал, при этом диаметр выпускного отверстия зависит от диаметра гранулы наибольшего размера, поэтому на выпускном отверстии прибора установлены сменные матрицы, внутренняя полость которых выПолне- : на в виде конуса, как продолжение воронки и имеет цилиндрическую часть. В сменном комплекте матриц имеется несколько разных по-диаметру цилинд рических отверстий одинаковой высоты. Приемный стакан градуирован и размещен на пластине, которой сооб-щают горизонтально направленную вибрацию от вибропрйзвода для разравнивания угла естественного откоса сыпучего материала в стакане. В воронке прибора установлены йасадки различной конфигурации которым сообщают вертикально направленную вибрацию для разрушения сводов, эсли сыпучийматериал зависает в воронке Д.

10

Несмотря на сложную автоматику, результаты измерений сьтучести на даннрм приборе субъективны, так как выбор сменных матриц и насадок, а также времени из вибрации произво-.

15 лен, что снижает точность определения сыпучести. Для работы прибора необходимо большоеколичество вспомогательной оснастки, следовательно его затруднительно 1спользовать для

20 экспресс анализов. Приборможет быть использован только для определения сыпучести крупнодисперсных материалов, а для изучения сыпучести мелкодисперсных порошков он не подходит.

25

Известен также прибор- для определения сыпучести порсянков, включающий сосуд истечения с соплом и затвором и сосуд наполнения. Сосуд истечения ; выполнен цилиндрическим и снабжен лопастным ворошителем, а в качестве

гдатвора приспособлена плоская заслока 2.

Однако вращающиеся лопасти в сыпучем материале приводят к разогреву некоторых Тюрошковых материалов,что изменяет их сыпучесть в объеме сосуga с сыпучим материалом. К изменению сыпучести приводит также изменение коэффициента внутреннего трения порошка, которое может иметь место из-за его псевдоожижения при вращеНИИ лопастей в объеме сосуда, это вращение приводит одновременно к истиранию частиц и расслоению их по фракциям,что также изменяет сыпучесть порошка. Все это снижает точность определения сыпучести порошковых материалов и не позволяет определить сыпучесть мелкодисперсных порошков с частицами размером меньшр 150 мкм.

Наиболее близким к предлагаемому является прибор для определения физико-механических характеристик дисперсных материалов (сыпучести), содежащий стойку, воронку с приспособлением для крепления, заслонку, размещенную под воронкой, и вибратор (используется электромагнитный вибратор с якорем и амортизатором) якорь электромагнита и воронки по большому Ч МсШому диаметру жестко соединены друг с другом, при этом верхний край воронки шарнирно соединен со стойкой а нижний конец якоря поджат амортизатором Г ЗТ.

Недостатком известного прибора является трудность поддержания постоянства заданного режима вибрации во времени вc pдcтвиe того, что амортизатор неконтролируемо меняет свои упругие свойства в процессе эксплуатации. Кроме того, весьма трудно изготовить серию приборов, имеющих одинаковый режим вибрации в течении всего срока эксплуатации приборов, что сильно затрудняет их массовое использование в производстве дисперсных мате иалов.

Целью изобретения является создание прибора, обеспечивающего поддержание постоянного заданного режима вибрации воронки, не изменяющейся при длительной эксплуатации прибора.

Указанная цель достигается тем/ что в приборе для определения физикомеханических характеристик дисперсных материалов, содержащем стойку, воронку с приспособлением для крепления, заслонку, размещенную под роронкой, и вибратор, установлен синхронный двигатель, вал которого соединен с вибратором, состоящим из наружной цилиндрической обоймы, имеющей крышку, .жебтко соединенной со стойкой, расположенного в обойме цилиндра, перемещающегося в вертикальной плоскости, имеющего горизонтальное сквозное отверстие, в которое, входит вал мотора с жестко укрепленным На нем эксцентриком, пружину, расположенную между крышкой обойм:а и верхней плоскостью цилиндра, прйцем нижняя горизонтальная плоскостьцилиндра соединена с приспособлением для крепления воронки, а эксцентрик выполнен в виде диска, одна половина окружности которого спилена таким образом, что он имеет только один минимальный и один перпендикулярный ему максимальный диаметр, разность между которыми .равна заданной амплитуде колебаний вибратора, состгшлйющей 0,07-0,1 мм.

В приборе используется конусная стеклянная или металлическая воронка с углом конуса бО и диаметром выпускного отверстия 10 мм. Цилиндр вибратора сделан из латуни или из бронзы, а эксцентрик из более твердого металла, например из стали ХВГ.

На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый прибор, на фиг. 2 эксцентрик.

Прибор содержит стойку 1, синхронный двигатель 2, воронку 3 с приспособлением для крепления, заслонку 4, наружную обойму 5, крышку 6 обойМ1Л, цилиндр 7, эксцентрик 8 и отжимную пружину 9.

Прибор работает следующим образом

Навеску изучаемого порошка,взятого с точностью до 0,01 г, помещают в воронку, закрытую снизу заслонкой и включают прибор. При этом со скоростью 3000 оборотов в минуту вращается вал двигателя с укрепленны1Ч на нем эксцентриком. Эксцентрик вращается в горизонтальном отверстии цилиндра, который перемещается благодаря этому в специальной обойме в вертикальной плоскости. Для поддержания движения в строго вертикальном направлении цилиндр имеет вертикальный паз, в котором входит вертикальная направляквдая, расположенная на внутренней стенке обоймы. Когда срезанная часть эксцентрика находится вверху, цилиндр отжимается пружиной в крайнее нижнее положение..при дальнейшем вращении эксцентрика цилиндр постепенно двигается вверх, отжимая пружину и достигая крайнего верхнего положения при повороте эксцентрика на 90°. При дальнейшем повороте эксцентрика на 180 цилиндр продолжает оставаться в крайнем верхнем положении, а затем постепенно отжимаясь пружиной вниз, опускается достигая снова минимальной высоты при повороте эксцентрика на 360 , после чего начинается новый цикл. В течение одной секунды происходит 50 оборотов эксцентрика и соответственно 50 колебаний вверх и цилиндра вибратора. Вместе с цилиндром колеблется и жестко связанная с ним через приспособление для крепления воронка с засыпанным в нее порошком, закрытая снизу заслонкой. Через 30с | аслонку открывают и одновременно включая секундомер, следят за высыпающимся порошком. При высыпании последней порции порошка секундомер выключают и отмечают время высыпания.

При определении на приборе других физико-химических характеристик порошков исследуемый образец помещается в воронку и :высыпается затем из воронки в строго постоянном режиме обусловленном постоянством режима ее вибрации, либо образуя горку иа плоскости (для определения угла естественного откоса), либо заполняя сосуд известного объема (для определения нйсыпной массы порежжа) , дальнейшие измерения этих характеристик проводят одним из известных методов. Поскольку в измерениях этих характеристик основные ошибки связаны с непостоянством режима высыпания порошка, стабилизация этого режима значительно увеличивает точность их определения .

В приборе режим вибрации задается точностью механического изготовления эксцентрика и цилиндра вибратора, являющейся достаточно высокой при массовом изготовлении. Сохраняемость заданной точности в процессе эксплуатации обеспечивается высокой износоустойчивостью выбранных материалов дли эксцентрика и цилиндра, а также . действием компенсирующей пружины, корректирующей автоматически оченьнебольшой износ материала цилиндра.

Ошибка измерения при коэффициенте надежности 0,95 не превышает 8%, ITO вполне допустимо для определения таких характеристик порошке.

Конструкция прибора позволяет изготавливать их в массовом количестве с одним и тем же режимом вибргщии, не меняющимся в процессе эксплуатации, что дает возможность сравнить

физико-меха«ические характеристики порошков, получаемые на разных приборах вне зависимости от длительности их эксплуатации, поэтому предла гаемый прибор позволяет осуществить промышленный контроль порошков в раз.личных производствах.

Формула изобретения

0

Прибор для определения фиэико-меХанических характеристикдисперсных материалов, содержащий стойку, воронку с приспособлением для крепления,

5 заслонку, размещенную под воронкой, и вибратор, отличающийся тем, что, с целью поддержания постоянного заданного режима вибрации, не изменяющейся при длительной эксплуатации, в нем установлен синхрон0ный двигатель, вал которого соединен fe вибратором, состоящим из наружнойцилиндрической обоймы, имеющей кр даку, жестко соединенной со стойкой, расположенного в обойме цилиндра,

5 перемещающегося в вертикальной плоскости, имеющего горизонтальное сквоэное отверстие, в которое входит вал мотора с жестко укреплентт на нем эксцентрике, пружину, расположенную

0 между крьшкой обоймы и верхней плоскостью цилиндра, причем нижняя горизонтальная плоскость цилиндра соединена с приспособлением для крепления воронки, а эксцентрик выполнен в ви5де диска, одна половина которого спилена таким обраэом, что он имеет один минимальный диаметр и один nep-i пендикулярный ему максимальный диакютр, разница между которыми равна заданной амплитуде колебаний вибрато ра.

ИcтQЧ1 ики информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3376753,

5 кл. 73-432, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 285338, кл. G 01 N 11/06, 1968.

« 3.Авторское свидетельство СССР 542123, кл. G 01 N 11/06, 1975.,