CS218503B1

CS218503B1 - Equipment for the preparation and monitoring of powder and slurry properties

Info

Publication number: CS218503B1
Application number: CS699881A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Pospisil; Zdenek Sauman; Jiri Vavrik
Original assignee: Frantisek Pospisil; Zdenek Sauman; Jiri Vavrik
Priority date: 1981-09-23
Filing date: 1981-09-23
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Účelem vynálezu je získat zařízení, umožňující komplexní řešení problému přípravy vzorku a sledování probíhajících chemicko- -fyzikálních dějů. Tohoto účelu je dosaženo tím, že zařízení sestává ze vzorkovací formy uzavřené odnímatelným víkem s výstupním otvorem pro odvod plynů a par ze vzorkovací formy, na víku je upevněno· dávkovači ústrojí a na vertikálně uspořádaných vodicích lištách, pevně spojených s víkem, je posuvně uloženo alespoň jedno míchací ústrojí, jehož hřídel, zasahující do prostoru vzorkovací formy, jé na svém volném konci opatřen pracovními lopatkami, přičemž zdvih míchacího ústrojí je dán výškou plnění vzorkovací formy.The purpose of the invention is to obtain a device that allows a comprehensive solution to the problem of sample preparation and monitoring of ongoing chemical-physical processes. This purpose is achieved by the device consisting of a sampling mold closed by a removable lid with an outlet opening for the removal of gases and vapors from the sampling mold, a dosing device is mounted on the lid, and at least one mixing device is slidably mounted on vertically arranged guide rails, firmly connected to the lid, the shaft of which, extending into the space of the sampling mold, is provided with working blades at its free end, the stroke of the mixing device being determined by the filling height of the sampling mold.

Description

Účelem vynálezu je získat zařízení, umožňující komplexní řešení problému přípravy vzorku a sledování probíhajících chemicko-fyzikálních dějů. Tohoto účelu je dosaženo tím, že zařízení sestává ze vzorkovací formy uzavřené odnímatelným víkem s výstupním otvorem pro odvod plynů a par ze vzorkovací formy, na víku je upevněno· dávkovači ústrojí a na vertikálně uspořádaných vodicích lištách, pevně spojených s víkem, je posuvně uloženo alespoň jedno míchací ústrojí, jehož hřídel, zasahující do prostoru vzorkovací formy, jé na svém volném konci opatřen pracovními lopatkami, přičemž zdvih míchacího ústrojí je dán výškou plnění vzorkovací formy.The purpose of the invention is to provide a device enabling a complex solution to the problem of sample preparation and monitoring of ongoing chemical-physical processes. To achieve this, the device consists of a sample mold closed by a removable lid with a gas and vapor outlet opening for the sample mold, a metering device is mounted on the lid and at least slidably mounted on vertically arranged guide rails fixed to the lid one mixing device whose shaft extending into the sample mold space is provided with working vanes at its free end, the stroke of the mixing device being given by the filling height of the sample mold.

Vynález se týká zařízení pro přípravu a sledování vlastností suspenzí a kaší z práškových materiálů.The present invention relates to an apparatus for preparing and monitoring the properties of suspensions and slurries of powdered materials.

Příprava suspenzí a kaší z práškových materiálů a příslušné kapaliny se vesměs provádí smíšením potřebných komponentů v míchacím zařízení s následným odlitím do formy nebo nádoby, ve které pak probíhá další sledování vlastností suspenze, či kaše, a kde také po případném zatuhnutí získává vzorek požadovaný tvar. V případě, kdy v připravovaném vzorku začnou probíhat chemické reakce spojené s teplotními či objemovými změnami provázenými změnami fyzikálně mechanických vlastností apod., dochází následným odlevem k narušení probíhajících procesů, ke ztrátám tepla aj. Ztráty tepla se relativně omezují zvětšováním celkové hmotnosti vzorku, což však vede ke zvýšené spotřebě surovin a větší pracnosti. Ztrátám, případně unikajícího plynu či vodní páry, však nelze zabránit a kinetiku unikajících plynů a par je nutno sledovat .„odděleně na zvláštním zařízení, a to veštties feotermně. Docháží-li v provozní praxi k teplotním změnám, je nutno laboratorně zjištěné isotermní údaje převádět do neisotermních podmínek, což je značně pracné* a nepřesné. Následkem snah o minimalizaci vzorku, vlivem uvedených nežádoucích jevů, k nímž dochází při jeho získávání, je vzorek podstatně se lišící od provozní skutečnosti.The preparation of suspensions and slurries from powdered materials and the appropriate liquid is generally carried out by mixing the necessary components in a mixing device followed by casting into a mold or container, in which further monitoring of the slurry or slurry properties takes place. When chemical reactions associated with temperature or volume changes accompanied by changes in physical-mechanical properties, etc., occur in the prepared sample, the subsequent outflow causes disruption of the ongoing processes, heat loss, etc. Heat losses are relatively limited by increasing the total weight of the sample. leads to increased consumption of raw materials and more labor. However, losses or escaping gas or water vapor cannot be prevented and the kinetics of escaping gases and vapors must be monitored separately on a separate device, and in a phantom manner. If temperature changes occur in the field, laboratory isothermal data must be converted to non-isothermal conditions, which is laborious * and inaccurate. Efforts to minimize the sample, due to these undesirable phenomena occurring during its acquisition, result in the sample substantially different from the operational reality.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zařízením pro přípravu a sledování vlastností suspenzí a kaší podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zařízení sestává ze vzorkovací formy uzavřené odnímatelným víkem s výstupním otvorem pro odvod plynů a par ze vzorkovací formy, na víku je upevněno dávkovači ústrojí a na vertikálně uspořádaných vodicích lištách pevně spojených s víkem je posuvně uloženo alespoň jedno míchací ústrojí, jehož hřídel, zasahující do prostoru vzorkovací formy, je na svém volném konci opatřen pracovními lopatkami, přičemž zdvih míchacího ústrojí je dán výškou plnění vzorkovací formy.These drawbacks are overcome by the apparatus for preparing and monitoring the properties of the suspensions and slurries of the invention, which consists of a sample mold enclosed by a removable lid with a gas or vapor outlet from the sample mold, a dosing device mounted on the lid; at least one mixing device is displaceably mounted on vertically arranged guide rails fixedly connected to the lid, the shaft of which extends into the sample mold space at its free end is provided with working vanes, the stroke of the mixing device being given by the filling height of the sample mold.

Výhodou tohoto zařízení je, že celá příprava vzorku probíhá v uzavřeném prostoru při minimální výměně tepla s okolím, a to i při všech teplotních změnách, k nimž dochází v míšených látkách v důsledku uvolňování reakčních tepel.The advantage of this device is that the entire sample preparation takes place in a confined space with minimal heat exchange with the environment, even at all temperature changes that occur in the mixed substances due to the release of reaction heats.

Materiály je možno dokonale promíchat přímo ve vlastní formě, dodatečné odlévání odpadá. Současně je možno sledovat průběh teplotních změn během chemických reakcí probíhajících od počátku míšení jednotlivých složek, a rovněž tak průběh objemových či tlakových změn uvolňovaných plynů a případně provádět detekci těchto plynů.The materials can be perfectly mixed directly in their own form, no additional casting is necessary. At the same time, it is possible to monitor the course of temperature changes during chemical reactions taking place from the beginning of mixing of the individual components, as well as the course of volume or pressure changes of the released gases and possibly to detect these gases.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je uveden 11a výkrese, na němž je na obr. 1 nakresleno zařízení v částečném řezu a na obr. 2 je znnázorněno uspořádání s dvojitým míchacím ústrojím.An example of an embodiment of the device according to the invention is shown in Fig. 11a of the drawing, in which Fig. 1 shows a partial section of the device and Fig. 2 shows an arrangement with a double agitator.

Zařízení sestává ze vzorkovací formy 1 uzavřené odnímatelným víkem 2. Víko 2 je opatřeno jednak plnicím otvorem 3 s násypkou 4, jednak výstupním otvorem 5 s nátrubkem 6 pro, odvod plynů a par ze vzorkovací formy 1. Na násypce 4 je nasazeno dávkovači ústrojí, tvořené domíchávacím a plnicím válcem 7, který je možno opatřit ručním nebo elektrickým pohonem. S víkem 2 jsou pevně spojeny vertikálně uspořádané vodicí lišty 8, na nichž je vertikálně posuvně uloženo míchací ústrojí, sestávající z pohonného motoru 9, ovládající hnací hřídel 10, který zasahuje. ..do prostoru vzorkovací formy 1 a je na svém konci opatřen pracovními lopatkami 11. Zdvih míchacího ústrojí je dán výškou plnění vzorkovací formy 1, Rotující pracovní lopatky 11 tak při svém pohybu z dolní polohy u dna vzorkovací formy 1 do horní polohy u víka 2 dokonale promísí obsah vzorkovací formy, v horní poloze se již nacházejí nad hladinou suspenze, či kaše, takže při zatuhnutí vzorku nedojde k zablokování míchacího ústrojí. Do formy je rovněž zavedeno teplotní čidlo 12, např. termočlánek, ke snímání teplotních změn během probíhajících chemických reakcí; které je uchyceno na * víku' 2. Pro Omezení tepelných ztrát je vzorkovací forma 1 uložena v tepelně izolujícím pouzdru 13, jehož stěny jsou navíc opatřeny topnými články, s výhodou elektrickými odporovými, pomocí nichž; je možno regulovat teplotu uvnitř vzorkovací formy 1. V případě potřeby rozměrově větší vzorkovací formy je možno použít míchacího ústroji s dvojitým systémem lopatek, které zaručuje lepší promíchání připravovaného vzorku. Přitom je možné řešení jak s jedním poháněcím motorem 9, společným pro obě pracovní lopatky 11, nebo se dvěma samostatnými poháněcími motory 9. Rovněž tak je možné řešení, kdy poháněči motor 9 se pohybuje současně s vertikálním pohybem pracovních lopatek 11, nebo je stacionární a vertikální pohyb vykonává pouze hnací hřídel 10 s pracovními lopatkami 11.The device consists of a sample mold 1 closed by a removable lid 2. The lid 2 is provided with a filling opening 3 with a hopper 4 and an outlet opening 5 with a nozzle 6 for the removal of gases and vapors from the sampling form 1. mixing and filling cylinder 7, which can be equipped with manual or electric drive. Vertically arranged guide rails 8 are fixedly connected to the lid 2, on which a stirring mechanism consisting of a drive motor 9 controlling the drive shaft 10 extends vertically displaceably. The stroke of the mixing device is given by the filling height of the sample mold 1. The rotating working blades 11 thus move from the lower position at the bottom of the sample mold 1 to the upper position at the lid 2 perfectly mix the content of the sample mold, in the upper position they are already above the level of the suspension or slurry, so that when the sample freezes, the mixing device does not block. A temperature sensor 12, such as a thermocouple, is also introduced into the mold to sense temperature changes during ongoing chemical reactions; In order to limit heat loss, the sample mold 1 is housed in a thermally insulating housing 13, the walls of which are additionally provided with heating elements, preferably electrical resistance, by means of which; the temperature inside the sample mold 1 can be controlled. If a larger sample mold is required, a mixer with a double paddle system can be used to ensure better mixing of the prepared sample. The solution is possible with either one driving motor 9 common to the two working blades 11 or two separate driving motors 9. It is also possible that the driving motor 9 moves simultaneously with the vertical movement of the working blades 11 or is stationary and only the drive shaft 10 with the working blades 11 performs the vertical movement.

Claims

SUBJECT

Apparatus for preparing and monitoring the properties of suspensions and slurries of powdered materials, characterized in that it consists of a sample mold (1) closed by a removable lid [2] with an outlet opening (5) for exhausting gases and vapors from the sample mold (1) a metering device is fastened to the lid (2) and at least one mixing device is displaceably mounted on the vertically disposed guide rails (8) fixedly connected to the lid (2), the shaft (10) of which extends into the sample mold space (11). The blades (11) are provided at the end of the volumetric end, the stroke of the mixing device (11) being determined by the filling height of the sample mold (1).

Device according to claim 1, characterized in that the sample mold (1) is housed in a housing (13), the walls of which are provided with heating elements, for example electrical resistance ones.

Device according to claim 1, characterized in that the sample mold (1) is provided with a temperature sensor (12), for example a thermocouple.