CN109781582A - 一种用于测定振实密度的容器及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测定振实密度的容器及测定方法，所述容器包括顶部、中部和底部，顶部包括第一装载层，中部包括多个第二装载层，底部包括第三装载层，所述第一装载层、多个第二装载层和第三装载层依次嵌套在一起，形成中空的圆柱状结构。本发明在振动前可以通过增减第二装载层灵活调整容器容量，在振动后可以通过由上而下逐层拆去除各装载层及其中粉体物料测量出粉体物料的总体振实密度和在各装载层中的振实密度分布，同时测量粉体物料总体以及各个装载层中的粉体物料对容器底部的压力作用，结构紧凑、设计合理，具有较强的实用性，可以广泛应用于粉体物料振实密度及“粮仓效应”相关的科研、生产活动。

Description

一种用于测定振实密度的容器及测定方法

技术领域

本发明涉及一种容器装置，尤其是一种用于测定振实密度的容器及测定方法，属于振实密度测定领域。

背景技术

振实密度是指在规定条件下容器中的粉体物料经振实后所测得的单位容积的质量，在一些工业领域称为松装密度。振实密度定义为样品的质量除以它的体积，这一体积包括样品本身和样品孔隙及其样品间隙体积，振实密度对于表征催化剂、发泡材料、绝缘材料、陶瓷、粉体物料冶金和其它工业生产品均具有重要意义。

目前使用的振实密度测定仪器，大多采用一体式的玻璃或塑料材质的量筒容器。在测量粉体振实密度时，操作人员通过容器外缘的刻度线利用肉眼观察来读取粉体物料的总体体积。一方面粉体物料的堆积表面凹凸不平，人工读数精度完全依赖于操作人员的习惯和经验；另一方面，只能得到粉体物料的总体体积和总体振实密度，而无法测量振实密度在粉体物料内部的分布情况。因此现有的振实密度测定用容器装置存在的问题包括：1)以肉眼观察方式读取粉料体积具有较大的误差和不确定性；2)功能单一，只能用于测定粉体物料的总体振实密度，无法对粉体物料在容器中的堆积状态作进一步的研究。

中国专利公告号为CN203643292U，公开日为2014年6月11日的实用新型专利公开了一种可拆卸的振实密度仪用量筒，通过在左右两半量筒截面上设计有凹凸的滑轨，使左右两半量筒实现卡合连接，而量筒底座下则嵌入磁铁，方便与金属平台吸合。该专利技术方案将量筒容器分成了左右两半，主要作用在于能快速将粉体物料转移出容器，在测量振实密度时仍需要利用量筒读数。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足之处，提供一种用于测定振实密度的容器，该容器可以测量出粉体物料的总体振实密度和在个各装载层中的振实密度分布，结构紧凑、设计合理，具有较强的实用性，可以广泛应用于粉体物料振实密度及“粮仓效应”相关的科研、生产活动。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述容器的振实密度测定方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种用于测定振实密度的容器，所述容器包括顶部、中部和底部，容器的顶部包括第一装载层，容器的中部包括多个第二装载层，容器的底部包括第三装载层，所述第一装载层、多个第二装载层和第三装载层由上而下依次嵌套，形成中空的圆柱状结构。

进一步的，所述容器的底部还包括底板，所述底板设置在第三装载层的下方。

进一步的，所述底板的四个角落分别开有安装孔。

进一步的，所述容器的顶部还包括压板，所述压板固定在第一装载层上，并通过固定螺杆与底板连接。

进一步的，所述固定螺杆为两根；

所述底板相对的两边分别开有固定孔，所述压板相对的两边分别开有凹槽，两根定杆、两个固定孔和两个凹槽均为一一对应，每根固定螺杆的下端固定在对应的固定孔处，上端固定在对应的凹槽处。

进一步的，每根固定螺杆的下端通过关节轴承固定在对应的固定孔处，上端通过蝶形螺母固定在对应的凹槽处。

进一步的，所述第一装载层的下端面设有内层阶梯端面，所述第三装载层的上端面设有外层阶梯端面，所述第二装载层的下端面设有内层阶梯端面，上端面设有外层阶梯端面；

第一装载层的内层阶梯端面与最上面的第二装载层的外层阶梯端面吻合；

第三装载层的外层阶梯端面与最下面的第二装载层的外层阶梯端面吻合；

相邻两个第二装载层中，上方的第二装载层的内层阶梯端面与下方的第二装载层的外层阶梯端面吻合。

进一步的，所述容器的底部还包括受力盘和压力传感器，所述受力盘设置在第三装载层内，所述压力传感器设置在底板上，并与受力盘相连。

进一步的，所述受力盘与第三装载层之间留有间隙，所述间隙处覆盖有密封薄膜。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于上述容器的振实密度测定方法，所述方法包括：

(1)将容器固定在振动装置上；

(2)振动前在容器中装满粉体物料，对容器进行振动；

(3)当振动结束后，从振动装置上卸下容器，取下空的装载层，并刮去超出装载层粉体物料，根据粉体物料占满的装载层数量，计算粉体物料体积，称量得到总质量，计算总体的振实密度；

(4)继续拆去装载层、刮去多出的粉体物料，每拆一个装载层，称量一次总质量，直到剩下第三装载层；

(5)通过总质量的差值计算每一个装载层的粉体物料质量，根据已知的装载层容量，计算每一个装载层的振实密度。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明将容器顶部的第一装载层、容器中部的多个第二装载层以及容器底部的第三装载层依次嵌套在一起，形成中空的圆柱状结构，该圆柱状结构用于装载粉体物料，其可以灵活拆卸，一方面，可以通过增减第二装载层灵活调节容器的容量，根据粉体物料所占满的装载层数量直接确定总体积，省去了容器的读数步骤，另一方面在振动后通过由上而下逐层拆除各个装载层及其中粉体物料，可以测量出粉体物料的总体振实密度和在各个装载层中的振实密度分布。

2、本发明的各个装载层中，上方的装载层的内层阶梯端面与下方的装载层的外层阶梯端面吻合，利用内层阶梯端面与外层阶梯端面配合的方式将各个装载层嵌套在一起，并使用压板和两根固定螺杆将所有装载层连接为一个整体，方便进行拆卸与安装操作。

3、本发明的容器底部还设置了受力盘和压力传感器，压力传感器设置在受力盘下方，并与受力盘相连，可以测量粉体物料总体以及各个装载层的粉体物料对容器底部的压力作用。

附图说明

图1为本发明实施例的容器的立体结构图。

图2为本发明实施例的容器的平面结构图。

图3为本发明实施例的容器的剖视结构图。

图4为图3中A处的放大图。

其中，1-顶部，101-第一装载层，102-压板，2-中部，201-第二装载层，3-底部，301-第三装载层，30-底板，3021-安装孔，303-受力盘，304-压力传感器，305-密封薄膜，4-第一固定螺杆，5-第二固定螺杆，6-第一蝶形螺母，7-第二蝶形螺母，8-第二关节轴承。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

如图1～图3所示，本实施例提供了一种用于测定振实密度的容器，该容器包括顶部1、中部2和底部3，容器的顶部1包括第一装载层101，容器的中部2包括八个第二装载层201，容器的底部3包括第三装载层301，第一装载层101、八个第二装载层201和第三装载层301由上而下依次嵌套，形成中空的圆柱状结构，该圆柱状结构用于装载粉体物料，其可以灵活拆卸，一方面在振动前，可以通过增减第二装载层201调节容器的容量，根据粉体物料所占满的装载层数量直接计算物料体积，另一方面在振动后通过由上而下逐层拆除各个装载层及其中粉体物料，可以测量出粉体物料的总体振实密度和在各个装载层中的振实密度分布。

为了使容器保持稳定，容器的底部3还包括底板302，底板302设置在第三装载层301的下方；底板302的四个角落分别开有安装孔3021，通过将安装孔3021与螺钉配合，可以使容器在工作时固定在振动装置上。

进一步地，容器的顶部1还包括压板102，压板102固定在第一装载层上，并通过固定螺杆与底板302连接；优选地，固定螺杆包括第一固定螺杆4和第二固定螺杆5，底板302相对的两边分别开有第一固定孔和第二固定孔，压板102相对的两边分别开有第一凹槽和第二凹槽，第一固定螺杆4、第一固定孔和第一凹槽对应，第一固定螺杆4的下端固定在第一固定孔处，第一固定螺杆4的上端固定在第一凹槽处，第二固定螺杆5、第二固定孔和第二凹槽对应，第二固定螺杆5的下端固定在第二固定孔处，第二固定螺杆5的上端固定在第二凹槽处，具体地，第一固定螺杆4的下端通过第一关节轴承(图中未示出)固定在第一固定孔处，第一固定螺杆4的上端通过第一蝶形螺母6固定在第一凹槽处，第二固定螺杆5的下端通过第二关节轴承7固定在第二固定孔处，第二固定螺杆5的上端通过第二蝶形螺母8固定在第二凹槽处，通过调节第一蝶形螺母6拉紧第一固定螺杆4，以及调节第二蝶形螺母8拉紧第二固定螺杆5，可以将各个装载层压紧，在压板102、第一固定螺杆4和第二固定螺杆5的作用下，可以使中部2的八个第二装载层201被控制住，防止各个装载层在振动过程中松散分离。

进一步地，第一装载层101的下端面设有内层阶梯端面，第三装载层301的上端面设有外层阶梯端面，第二装载层201的下端面设有内层阶梯端面，上端面设有外层阶梯端面；第一装载层101的内层阶梯端面与最上面的第二装载层201的外层阶梯端面吻合；第三装载层301的外层阶梯端面与最下面的第二装载层201的外层阶梯端面吻合；相邻两个第二装载层201中，上方的第二装载层201的内层阶梯端面与下方的第二装载层201的外层阶梯端面吻合，利用内层阶梯端面与外层阶梯端面配合的方式将各个装载层嵌套在一起，容易进行拆卸与安装，使得粉体物料的拿取以及容器的安装更方便快捷。

如图1～图4所示，容器的底部3还包括受力盘303和压力传感器304，受力盘303设置在第三装载层301内，压力传感器304设置在受力盘303下方，并与受力盘303相连，本实施例还将压力传感器304置于底板302上表面，通过压力传感器304可以测量粉体物料总体以及各个装载层的粉体物料对容器底部3的压力作用；为了保护受力盘303，在受力盘303与第三装载层301之间留有间隙，防止第三装载层301影响压力传感器304的测量结果，并且该间隙处覆盖有密封薄膜305，防止粉体物料泄露。

本实施例中，压板102的形状为八边形，底板301的形状为正方形，受力盘303的形状为圆形，压力传感器304的形状为圆环状。

本实施例还提供了一种振实密度测定方法，该方法基于上述容器实现，包括以下步骤：

S1、将容器固定在振动装置上。

S2、振动前在容器中装满粉体物料，对容器进行振动。

S3、当振动结束后，从振动装置上卸下容器，取下空的装载层，并刮去多余的粉体物料，根据粉体物料占满的装载层数量，计算粉体物料体积，称量得到总质量，计算总体的振实密度。

S4、继续拆装载层、刮去多出的粉体物料，每拆一个装载层，称量一次总质量，直到剩下第三装载层。

S5、通过总质量的差值计算每一个装载层的粉体物料质量，由于装载层容量是已知的，因此可以计算每一个装载层的振实密度。

综上所述，本发明将容器顶部的第一装载层、容器中部的多个第二装载层以及容器底部的第三装载层依次嵌套在一起，形成中空的圆柱状结构，该圆柱状结构用于装载粉体物料，其可以灵活拆卸，一方面，可以通过增减第二装载层灵活调节容器的容量，根据粉体物料所占满的装载层数量直接确定总体积，省去了容器的人工读数步骤，另一方面在振动后通过由上而下逐层拆除各个装载层及其中粉体物料，可以测量出粉体物料的总体振实密度和在各个装载层中的振实密度分布。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于测定振实密度的容器，其特征在于，所述容器包括顶部、中部和底部，容器的顶部包括第一装载层，容器的中部包括多个第二装载层，容器的底部包括第三装载层，所述第一装载层、多个第二装载层和第三装载层由上而下依次嵌套，形成中空的圆柱状结构。

2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器的底部还包括底板，所述压力传感器设置在底板上表面，所述底板设置在第三装载层的下方。

3.根据权利要求2所述的容器，其特征在于，所述底板的四个角落分别开有安装孔。

4.根据权利要求2-3任一项所述的容器，其特征在于，所述容器的顶部还包括压板，所述压板固定在第一装载层上，并通过固定螺杆与底板连接。

5.根据权利要求4所述的容器，其特征在于，所述固定螺杆为两根；

所述底板相对的两边分别开有固定孔，所述压板相对的两边分别开有凹槽，两根固定螺杆、两个固定孔和两个凹槽均为一一对应，每根固定螺杆的下端固定在对应的固定孔处，上端固定在对应的凹槽处。

6.根据权利要求5所述的容器，其特征在于，每根固定螺杆的下端通过关节轴承固定在对应的固定孔处，上端通过蝶形螺母固定在对应的凹槽处。

7.根据权利要求1-3、5-6任一项所述的容器，其特征在于，所述第一装载层的下端面设有内层阶梯端面，所述第三装载层的上端面设有外层阶梯端面，所述第二装载层的下端面设有内层阶梯端面，上端面设有外层阶梯端面；

第一装载层的内层阶梯端面与最上面的第二装载层的外层阶梯端面吻合；

第三装载层的外层阶梯端面与最下面的第二装载层的外层阶梯端面吻合；

相邻两个第二装载层中，上方的第二装载层的内层阶梯端面与下方的第二装载层的外层阶梯端面吻合。

8.根据权利要求1-3、5-6任一项所述的容器，其特征在于，所述容器的底部还包括受力盘和压力传感器，所述受力盘设置在第三装载层内，所述压力传感器设置在受力盘下方，并与受力盘相连。

9.根据权利要求8所述的容器，其特征在于，所述受力盘与第三装载层之间留有间隙，所述间隙处覆盖有密封薄膜。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述容器的振实密度测定方法，其特征在于，所述方法包括：

将容器固定在振动装置上；

振动前在容器中装满粉体物料，对容器进行振动；

当振动结束后，从振动装置上卸下容器，取下空的装载层，并刮去超出装载层的粉体物料，根据粉体物料占满的装载层数量，计算粉体物料体积，称量得到粉体物料总质量，计算其总体振实密度；

继续拆装载层、刮去多出的粉体物料，每拆一个装载层，称量一次总质量，直到剩下第三装载层；

通过总质量的差值计算每一个装载层的粉体物料质量，根据已知的装载层容量，计算每一个装载层的振实密度。