CN104181097B - 一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪及其测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种强度测定仪，公开了一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪及其测定方法。其包括机架(1)、电机(2)，电机(2)上设有两个主动带轮(3)，电机(2)与主动带轮(3)之间设有减震块(4)；机架(1)顶部固定有两组支撑机构(5)，两组支撑机构(5)距离机架(1)顶端的高度相等；两组支撑机构(5)中部设有滚筒(6)滚筒(6)两端与传动接触部分设有防滑层(7)，滚筒(6)中间部分的内壁上设有挡料块(8)。本发明的主要步骤为：烘干→第一次筛选→第一称量→试样磨损→第二次筛选→第二次称量→计算。本发明设备简单，使用方便，占地面积小，其测定步骤可以实现对活性炭强度高精度测量。

Description

一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪及其测定方法

技术领域

本发明涉及一种强度测定仪，尤其涉及了一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪及其测定方法。

背景技术

活性炭是一种黑色多孔的固体炭，早期由木材、硬果壳或兽骨等经炭化、活化制得，后改用煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要作用为：防毒面具中用来过滤气体，工业上用来脱色、使溶液纯净，医药上用来吸收胃肠中的毒素、细菌或气体。

强度是活性炭重要的物理性能测试指标，现有的活性炭测试方法为：将活性炭样放在一个装有一定数量不锈钢球的专业盘中，进行旋转和击打组合运动，运动中活性炭骨架和表层同时受到破坏，测定被破坏活性炭粒度变化情况，用保留在强度试验筛上的颗粒部分所占活性炭样品的百分数作为活性炭的强度

采用上述方法，因钢球运动不规则，很容易使一部分活性炭不受到击打，而市场上的强度检测仪很容易因为机器本身的震动破坏活性炭，从而导致活性炭强度测量不准确；另外现有的强度检测仪结构较为复杂，占地面积较大，操作不便。

发明内容

本发明针对现有技术中活性炭的强度测试仪存在一系列缺点，提供了一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪及其测定方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪，包括机架，机架内固定有电机，电机上设有两个主动带轮，电机与主动带轮之间设有减震块；机架顶部固定有两组支撑机构，两组支撑机构距离机架顶端的高度相等；每组支撑机构包括两个轴承座、固定于两个轴承座上的传动轴，传动轴端部设有与主动带轮通过皮带连接的从动带轮；两组支撑机构中部设有滚筒，滚筒为两端直径大于中部直径的圆筒结构，滚筒两端与传动接触部分设有防滑层，滚筒中间部分的内壁上设有挡料块。

本发明的原理为：在电机的驱动下，两个主动带轮通过皮带带动两个支撑机构上的两个从动带轮旋转，继而使两个传动轴转动，滚筒放置在两个并列的传动轴上，并随着传动轴转动而转动。当试验时，将活性炭试样放置在滚筒中，通过调整电机，使滚筒保持规定的转速转动，在滚筒转动过程中，部分活性炭颗粒的结构和表面被破坏，在规定时间后，去下滚筒，计算出被破坏的活性炭质量和试验前活性炭总质量的百分比，即为活性炭的强度。

电机与主动带轮之间设有减震块，通过减震块可以有效减小设备本身震动产生的活性炭破坏，从而有效减小设备带来本身对实验结构的影响。两组支撑机构距离机架顶端的高度相等，可保证滚筒能够稳定放置在两根传动轴之间，同时，由于滚筒上与传动轴接触部分设有防滑层，可以增加滚筒与传动之间的滑动摩擦，从而有效避免滚筒易掉落的缺点。滚筒为两端直径大于中部直径的圆筒结构，滚筒中间部分为工作部分，不与传动轴直接接触，可以减少因传动轴本身震动而带来的活性炭颗粒破坏，同时，滚筒中间部分的内壁上设有挡料块，滚筒在旋转过程中，挡料块可对活性炭起到一定搅拌作用，使滚筒内活性炭受力均匀，所以均可以提高实验结果准确度。

作为优选，滚筒中间部分的内壁设有镀膜层，镀膜层用于增加滚筒内壁光滑度。从而避免滚筒内壁凹凸不均对活性炭测试结果造成影响。

作为优选，机架外周均设有封板。封板可对机架以及电机起到保护作用，从而提高设备使用寿命。

本发明人防专用浸渍活性炭的强度测定方法的步骤为：

取100ml的活性炭试样放入烘箱内，在105～110℃下烘干或红外线加热2h，该范围的温度即不会因温度过高引起活性炭化学成分发生变化，又不会因温度过低导致干燥不充分，从而引起活性炭质量测量不准确，通过试验在该种温度范围内干燥2h，试验结果最为准确；

用筛分粒度为0.038～3mm的标准分析筛第一次筛选0.038mm的试样，过筛时间为180±3s，除去粉尘；因为标准分析筛有多张筛网，不同的孔径对应不同的筛网，可通过拨旋钮调节。位于最底层的筛网即为0.038mm孔径，位于最顶层的筛网即为3mm孔径。选用0.038mm的孔径，最大限度的去除了活性炭试样中本身存在的杂质，保证了活性炭试样成分的单一性，减小了因杂质产生的误差。如果孔径第一次筛选的孔径越大，过筛的杂质就越多。

用量筒量取50ml经过第一次筛选的活性炭试样，在精度为0.1g的天平上称出质量m1，采用该精度天平可使活性炭试样质量测量更加精确；

将活性炭试样装入权利要求1所述的强度测定仪的滚筒内，旋紧筒盖，开动仪器并同时揿动秒表，对滚筒内活性炭试样进行磨损，保持滚筒转速为50±2r/min，滚筒旋转300±6s，在规定时间、均匀转速的滚筒，即可以保证滚筒内活性炭试样受力均匀，最大程度的减小设备不定因素对活性炭试样的影响；

将磨损后的试样再次放入筛分粒度为0.038～3mm的标准分析筛上，第二次筛选孔径为0.038mm的试样，过筛时间与第一次相同；

收集第二次筛选后保留在筛层上的试样并称其质量m2；

与球磨前的质量进行比较，活性炭的强度即为磨后质量m2和磨前质量m1的百分比，即W＝m2/m1*100％。

本发明先将活性炭试样进行烘干，以得到干燥的活性炭，避免因活性炭内含有水分而影响活性炭的筛选以及滚筒内磨损效果，从而使活性炭强度测试时更加准确；然后通过第一次预筛选，先除去粉尘，减少活性炭试样中其他杂质对试验结果的影响，另外在经过第一次筛选后，如果筛选出来的杂质质量和筛选前试样质量比值大于20％，说明本批次的活性炭杂质含量太高，仍有较多杂质残留在试样中，本批次的活性炭不能作为试样，应选用另一批次纯度较高的活性炭作为试样。然后在活性炭强度测试仪内进行磨损，最后进行第二次筛选，以得到较高强度的活性炭质量，从而使活性炭强度测试更加准确。

作为优选，第一步中烘箱为电热恒温干燥箱。电热恒温干燥箱内空气流动性好，温度较稳定，一般先加热空气，再由热空气与活性炭试样接触传热，使其中的水分蒸发，达到干燥目的。而活性炭表面呈多孔结构，比表面积大，热空气可深入到每个微孔，使活性炭得以充分干燥。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本发明设备简单，使用方便，占地面积小，并且采用单筒定速转动测试，即不会使活性炭受力不均，又不会因多筒不同步对测试结果产生影响，继而实现对活性炭强度高精度测量。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1的左视图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—机架、2—电机、3—主动带轮、4—减震块、5—支撑机构、6—滚筒、7—防滑层、8—挡料块、9—镀膜层、10—封板、51—轴承座、52—传动轴、53—皮带、54—从动带轮。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪，如图1、图2所示，包括机架1，机架1内固定有电机2，电机2上设有两个主动带轮3，电机2与主动带轮3之间设有减震块4；机架1顶部固定有两组支撑机构5，两组支撑机构5距离机架1顶端的高度相等；每组支撑机构5包括两个轴承座51、固定于两个轴承座51上的传动轴52，传动轴52端部设有与主动带轮3通过皮带53连接的从动带轮54；两组支撑机构5中部设有滚筒6，滚筒6为两端直径大于中部直径的圆筒结构，滚筒6两端与传动接触部分设有防滑层7，滚筒6中间部分的内壁上设有挡料块8。

本实施例中电机2采用齿轮减速电机，齿轮减速电机具有可靠耐用，承受过载能力高、能耗低、振动小，噪音低，等优点，从而减少电机本身对活性炭测试结构的影响。通过齿轮减速电机2驱动两个主动带轮3，主动带轮3通过皮带53带动两个支撑机构5上的两个从动带轮54旋转，继而使两个传动轴52转动，滚筒6放置在两个并列的传动轴52上，且传动轴52与机架1顶端的高度相等，所以可以保证滚筒6不会在滚动过程中掉落；滚筒6随着传动轴52转动而转动，使活性炭试样在滚筒6内保持规定的转速转动，在滚筒6转动过程中，部分活性炭颗粒的结构和表面被破坏，在规定时间后，取下滚筒，计算出被破坏的活性炭质量和试验前活性炭总质量的百分比，即为活性炭的强度，并且通过滚筒6内挡料块8对活性炭起到一定搅拌作用，使滚筒6内活性炭受力均匀，提高实验结果准确度。

由于滚筒6是放置在传动轴52上，所以可以方便滚筒6的拿取，从而可以方便多活性炭进行多次测试，已达到更加精确的结果。通过在电机2与主动带轮3之间设置减震块4、可以减小设备本身对活性炭的破坏，从而提高测量准确度。通过保持两个传动轴52位于相同高度，并在滚筒6两端与传动接触部分设置防滑层7，均可以避免滚筒6在转动过程中掉落，其中防滑层7为聚氨酯材料。

作为本实施例的一个优选方案，滚筒6中间部分的内壁设有镀膜层9，镀膜层9用于增加滚筒6内壁光滑度，从而避免滚筒6内壁凹凸不均对活性炭测试结果造成影响。

作为本实施例的一个优选方案，机架1外周均设有封板10，封板10可对机架1以及电机2起到保护作用，从而提高设备使用寿命。

该活性炭强度测试的具体步骤为：

A、取100ml的活性炭试样放入电热恒温干燥箱内，在105～110℃下烘干2h；

B、用筛分粒度为0.038～3mm的标准分析筛第一次筛选0.038mm的试样，过筛时间为180±3s，除去粉尘；通过标准分析筛的拨旋钮调节到最底层的筛网，即0.038mm孔径的筛网；

C、用量筒量取50ml经过第一次筛选的活性炭试样，在精度为0.1g的天平上称出质量m1；

D、将活性炭试样装入权利要求1所述的强度测定仪的滚筒6内，旋紧筒盖，开动仪器并同时揿动秒表，对滚筒6内活性炭试样进行磨损，保持滚筒6转速为50±2r/min，滚筒6旋转300±6s；

E、将磨损后的试样再次放入筛分粒度为0.038～3mm的标准分析筛上，第二次筛选孔径为0.038mm的试样，过筛时间与第一次相同；

F、收集第二次筛选后保留在筛层上的试样并称其质量m2；

G、与球磨前的质量进行比较，活性炭的强度即为磨后质量m2和磨前质量m1的百分比，即W＝m2/m1*100％。

本发明试验结果分析表：

根据本发明试验结果分析表可以得到：(1)通过整体试样1～9可得出，在烘干温度为105～110℃下烘干2h，然后经过50r/min的滚筒磨损300s时，试样结果最为稳定，即该条件为活性炭试样测试最精确的条件；(2)通过试样1与试样3比较，不对活性炭进行烘干会造成第一次筛选质量偏大，从而导致试验结果偏差较小；(3)通过对试样2、6与试样3进行比较，温度较低时，试样干燥不充分，导致试验结果偏小，干燥温度较高时，使活性炭试样易碎裂，导致第二次筛选质量偏小，从而导致试验结果偏小；(4)通过对试样7与试样5比较，干燥时间不充分会导致第一次筛选质量偏大，试验结果偏小；(5)通过对试样8与试样3比较，滚筒旋转速度过小，会导致第二次筛选试样质量偏小，试验结果偏大；(6)通过对试样9与试样5比较，磨损时间不充分时，会导致第二次筛选试样质量偏小，试验结果偏大。

实施例2

同实施例1，所不同的是步骤A中采用红外线加热的方式对活性炭进行干燥。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪，包括机架(1)，其特征在于，机架(1)内固定有电机(2)，电机(2)上设有两个主动带轮(3)，电机(2)与主动带轮(3)之间设有减震块(4)；机架(1)顶部固定有两组支撑机构(5)，两组支撑机构(5)距离机架(1)顶端的高度相等；每组支撑机构(5)包括两个轴承座(51)、固定于两个轴承座(51)上的传动轴(52)，传动轴(52)端部设有与主动带轮(3)通过皮带(53)连接的从动带轮(54)；两组支撑机构(5)中部设有滚筒(6)，滚筒(6)为两端直径大于中部直径的圆筒结构，滚筒(6)两端与传动接触部分设有防滑层(7)，滚筒(6)中间部分的内壁上设有挡料块(8)。

2.根据权利要求1所述的一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪，其特征在于：滚筒(6)中间部分的内壁设有镀膜层(9)，镀膜层(9)用于增加滚筒(6)的内壁光滑度。

3.根据权利要求2所述的一种人防专用浸渍活性炭的强度测定仪，其特征在于：机架(1)外周均设有封板(10)。

4.一种人防专用浸渍活性炭的强度测定方法，其特征在于其步骤为：

A、取100ml的活性炭试样放入烘箱内，在105～110℃下烘干或红外线加热2h；

B、用筛分粒度为0.038～3mm的标准分析筛第一次筛选0.038mm的试样，过筛时间为180±3s，除去粉尘；

C、用量筒量取50ml经过第一次筛选的活性炭试样，在精度为0.1g的天平上称出质量m1；

D、将活性炭试样装入权利要求2所述的强度测定仪的滚筒(6)内，旋紧筒盖，开动仪器并同时揿动秒表，对滚筒(6)内活性炭试样进行磨损，保持滚筒(6)转速为50±2r/min，滚筒(6)旋转300±6s；

E、将磨损后的试样再次放入筛分粒度为0.038～3mm的标准分析筛上，第二次筛选孔径为0.038mm的试样，过筛时间与第一次相同；

F、收集第二次筛选后保留在筛层上的试样并称其质量m2；

G、与球磨前的质量进行比较，活性炭的强度即为磨后质量m2和磨前质量m1的百分比，即W＝m2/m1*100％。

5.根据权利要求4所述的一种人防专用浸渍活性炭的强度测定方法，其特征在于：步骤A中烘箱为电热恒温干燥箱。