CS223504B1

CS223504B1 - Způsob stanovení měrného povrchu práškových materiálů a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CS223504B1
Application number: CS938480A
Authority: CS
Priority date: 1980-12-29
Filing date: 1980-12-29
Publication date: 1983-10-28

Abstract

Vynález ss týká měření měrného povrchu práškových materiálů ve stavebním, ls i potravinářském a chemickém průmyslu, čelem vynálezu je zlepšení přesnosti měření a rozšíření měřicího rozsahu přístroje. Tohoto účelu je dosaženo způsobem podle vynálezu spočívajícím v tom, že vzorek materiálu se nasype de měřicí nádoby a vibracemi se upraví na geometricky definovatelný tvar, pak se změří jeho objem a pneumatický odpor, jako doba průchodu konstantního množství vzduchu pres měřený vzorek, načež se měrný pevreh stanoví na základě matematického vyjádření vzájemné souvislosti jednotlivých naměřených a zadaných veličin. Zařízení pro provádění tohoto způsobu sestává z měřicí nádoby opatřené snímačem objemu vzorku.a pevně spojené s vibračním budičem, do dna aěřioí nádoby ústí přívod tlakového vzduchu, na nějž jo připojen měřič pneumatického odporu, na jeho výstup jo připojen první vstup vyhodnooovaoí jednotky s druhým vstupem spojeným s terminálem pro zadání - koeficientu měrné hmotnosti a třetím vstupem připojeným na výstup snímače objsmi vzorku.

Description

223 504

223 804

Vynález se týká způsobu stanovení měrného povrohu práškových materiálů a zařízení k provádění tohoto způsobu.

TJ práškových materiálů vyráběných a používaných v různýoh odvětvích průmyslu je jedním z hodnotících kriterií výrobku nebo výroby měrný povrch daného práškového materiálu. Dosavadní způsoby měření tohoto ukazatele praoují buď na prinoipu měření pneumatického odporu lůžka materiálu o konstantním objemu a hmotnosti nebo prinoipu difrakoe světla na jednotlivých částioíoh. Nevýhodou prvého způsobu je omezení reálného měřicího rozsahu při vytváření konstantního objemu, kdy se mat^ál upravuje na požadovaný konstantní objem vibracemi nebo pomocí stlačovaoího pístu, nebot stlačitelnost práškového materiálu závisí na velikosti částic. Pro určité nastavení objemu vzorku je pneumatický odpor možno měřit jen v poměrně malém rozsahu, přičemž na horní i dolní mezi měřioího rozsahu klesá přesnost měření vlivem nedostatečné homogenity a tvaru vzorku materiálu. Rovněž nevýhodou je nestejná doba, po níž probíhá úprava objemu na požadovanou hodnotu vibracemi, nebot tato doba závisí na jemnosti materiálu. Rovněž nežádoucí je závislost měřioího rozsahu na koeficientu měrné hmotnosti měřeného materiálu.

U těžkých nebo hrubých materiálů byl již po krátkém působení vibrací zhutněn vzorek na stanovenou hranici objemu v měrné nádobě, aniž však bylo dosaženo «přesného, většinou válcového é tvaru. Případně již po volném nasypání odváženého množství bylá*horní hladina vzorku pod stanovenou mezí objemu. Naopak jemnýoh materiálů probíhalo zhutnování extrémně dloutjoádůsledkem byla nerovnoměrná homogenita porozity vzorku, É&ipadně se vůbeo nepodařilo zhutnit materiál na požadovaný Objem. U druhého upůsobu měření je přesnost měření odvislá

223 504 od tvaru částic měřeného materiálu, navíc se jedná o zařízení poměrně složité a tedy s menší provozní spolehlivostí, jehož pořizovací cena i provozní náklady jsou rovněž vysoké.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem stanovení měrného povrchu práškových matpriálů podle vynálezu, jehož podstata spočívájv tom, že vzorek materiálu se nasype do měřicí nádoby a vibracemi se upraví na geometricky definovatelný tvar, pak se změří jeho objem a pneumatický odpor, jako doba průchodu konstantního množství vzduchu přes měřený vzorek, načež se měrný povrch·'.·. P stanoví dle vztahu

/''a 1 -£) kde k je přístrojová konstanta, _t doba průchodu konstantního množství tlakového vzduchu přes vzorek, ty'''= měrná hmotnost materiálu vzorku ^a £ _ j _ __Q__ > & d® hmotnost vzorku, V změřený objem vzorku.

Zařízení pro provádění předmětného způsobu sestává z měřicí nádoby opatřené snimačem objemu vzorku a pevně spojené s vibračním budičem, do dna měřicí nádoby ústí přívod tlakového vzduchu, na nějž je připojen měřič pneumatického odporu, jeho výstup je připojen na první vstup vyhodnooovací jednotky s druhým vstupem spojeným s terminálem pro zadání koeficientu měrné hmotnosti a třetím vstupem připojeným na výstup snímače objemu vzorku.

Výhodou způsobu a příslušného zařízení je, že umožňuje měřit materiály libovolné struktury a jakéhokoliv koeficientu měrné hmotnosti, rozsah přístroje je omezen pouze rozsahem snímače objemu vzorku, který může měřit bud plynule nebo po skocích. Omezením a prakticky stabilizováním doby zhutňování materiálu pro všechny vzorky se nejen zkrátí tato pracovní operace, ale zejména se podstatně zlepši homogenita porozity vzorku, čímž se zlepší přesnost měření pneuodporu. Ve spojení s vyhodnocovací jednotkou pracující na základě stanoveného programu, představuje dané zařízení velmi pohotovou jednotku

223 304 s velmi vysokou reproďukovatelností měření se širokým rozsahem použití.

Příklad provedení zařízení pro provádění způsobu stanovení měrného povrohu práškových materiálů je uveden na přiloženém výkrese, na němž je nakresleno principielní uspořádání jednotlivých prvků zařízení.

Zařízení pro měření měrného povrohu práškovýoh materiálů sestává z měřicí nádoby 2 tvořené skleněným váloem, která je dnem pevně spojena s pohyblivou částí vibračního budiče 2·

Na boční stěně měřicí nádoby 2 je upevněn snímač 4 objemu vzorku, který snímá výšku vrstvy vzorku v měřioí nádobě 2. Tento údaj při zarovnaném horním okraji materiálu spolu se známým průřezem měřioí nádoby 2 určuje tedy skutečný objem materiálu v měřioí nádobě 2. Snimač 4 objemu vzorku může dosaženou výšku měřit buď plynule nebo, oož je jednodušeji realizovatelné, měřit po skooíoh. V tomto případě je snímač 4 objemu vzorku tvořen soustavou pravidelně nad sebou rozmístěných fotoelek3 -1· triokýoh Čidel zaznamenávajících objem vzorku např. po 1 om .

Do dna měřioí nádoby 2 ústí přívod .8 tlakového vzduchu s připojeným měřičem 2 pneumatického odporní. Výstup měřiče 2 pneumatiokého odporu je připojen na první vstup vyhodnocovací jednotky 2· Její druhý vstup je připojen na terminál 12 pro zadání koefioientu měrné hmotnosti měřeného materiálu a její třetí vstup je připojen na výstup snímače 4 objemu vzorku. V případě, že snimač 4 objemu vzorku měří po skocích, je jeho výstup připojen rovněž na vstup indikátoru 2 změny objemu vzorku. Výstup tohoto indikátoru je pak připojen na řidíoí vstup spínače <> ohodu vibračního budiče J2.. Na výstup vyhodnocovací jednotky 2 je připojen číslicový displej 10.

Do měřioí nádoby 2 se volně nasype vzorek měřeného materiálu určité hmotnosti a jeho koeficient měrné hmotnosti se zadá na terminál 12. Startovacím tlačítkem 11 se sepne spinač 6 ohodu vibračního budiče 2t který vibracemi upraví vzorek na geometrioky definovaný tvar, v daném případě válec. Podle druhu měřeného materiálu se předem nastaví doba, po niž je vzorek

223 504 materiálu v měřicí nádobě 2 vibracemi zhutňován a jeho horní hladina zarovnávána. Pro cement plně postačuje doba 20 sekund. Pokud snímač 4 objemu vzorku měří plynule, je po této době Činnost vibračního budiče 2 automaticky ukončena a snimač 4 objemu vzorku zaznamená dosažený objem vzorku. Při měření objemu vzorku po skooíoh pracuje vibrační budič J3 dále, až indikátor 2 ®měny objemu vzorku zaznamená pokles horní, již zarovnané hladiny vzorku na nejbližší nižší hodnotu čtení snimače 4 objemu vzorku. Teprve v tomto okamžiku je signálem z indikátoru 2 změny objemu zastavena činnost vibračního budiče 2 ^a zhutňování vzorku je ukončeno. Pak se zaznamená dosažený objem vzorku a změří se pneumatický odpor takto připraveného vzorku. Tato veličina, která je definována jako doba průchodu konstantního množství vzduchu přes měřený vzorek je přivedena do vyhodnooovaoí jednotky 7, hůe ^se hledané hodnota měrného povrchu měřeného práškového materiálu stanoví na základě matematického vyjádření vzájemné souvislosti naměřených hodnot a zadaných veličin dané vztahem

^. ( 1 - £ ') kde k je přístrojová konstanta, je doba průchodu konstantního množství tlakového vzduchu přes vzorek, ^^je měrná hmotnost materiálu vzorku a

V .

kde £ je hmotnost vzorku a V je změřený objem vzorku.

Výsledná hodnota se objeví na číslicovém displeji 10.

Konkrétním příkladem způsobu dle vynálezu je následující záznam provedeného měření:

Cement o měrné hmotnosti^ = 3,1 g/om^ a oelkové hmotnosti Q s 110 g byl volně nasypán do válcové nádoby o vnitřním průměru 30 mm. Vibracemi po dobu 10 sec byl vzorek upraven na válcový tvar. Ze změřené výšky vzorku 72,5 mm byl sta3 noven objem vzorku V = 51,25 cm .Průchod konstantního množ5

223 504 ství tlakového vzduohu vzorkem trval 44,2 sec. Přístrojová konstanta k a 4578. Podle výše uvedených vzorců byla nejdříve vypočtena veličina £ £ = 1--^2- - 0,308

51,25. 3,1 a po dosazení do druhého vzorce dostáváme měrný povrch

P a 4578

0,308³ .44,2 _?

--a 2422 om/g

3,1 . (l - 0,308)

Zařízení pro zjištování měrného povrchu práškového materiálu podle vynálezu je možno využít ve výrobě stavebníoh hmot jako je cement nebo práškové vápno, či v chemickém nebo potravinářském průmyslu, např. ve výrobě škrobu, kakaovébo prášku, sušeného mléka a pod., či v průmyslu paliv a energetiky, např. při vyhodnooování vlastností práškového uhlí.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU 223 504

1 . ..S...

V .ýhmotnost vzorku změřený objem vzorku.

1. Způsob stanovení měrného povrchu práškových materiálů vyznačující se tím, že vzorek materiálu se nasype do měřicí nádoby a vibracemi se upraví na geometricky definovatelný tvar, pak se změří jeho objem a pneumatický odpor, jako doba průchodu konstantního množství vzduchu přes měřený vzorek, načež se měrný povrch P stanoví dle Vztahu

JsLCL ir- u - £·) kde j e 4^ je ekde Q je V = přístrojová konstanta doba průchodu konstantního množství tlakového vzduchu přes vzorek měrná hmotnost materiálu vzorku a

2. Způsob stanovení měrného povrchu podle bodu 1, vyznačující se tím, že po dosažení geometricky definovatelného tvaru se vzorek dále vibracemi zhutní na nejblíže nižší hodnotu čtení přístroje měřicího objem vzorku.

snímačem (4) objemu vzorku, a pevně spojené s vibračním budičem (

3), do dna měřicí nádoby (2) ústí přívod (8) tlakového vzduchu, na nějž je připojen měřič (9) pneumatického odporu, na jehož výstup je připojen první vstup vyhodnocovací jednotky (7) s druhým vstupem spojeným s terminálem (l2) pro zadání koeficientu měrné hmotnosti a třetím vstupem připojeným na výstup snímače (4) objemu vzorku.

4. Zařízení podle bodu 3, vyznačující se tim, že na výstup vyhodnocovací jednotky (7) je připojen číslicový displey (lO).

5.’ Zařízení podle bodu 3, vyznačující se tím, že na výstup snímače (4) objemu vzorku je připojen rovněž vstup indikátoru (5) změny objemu vzorku, na jehož výstup je připojen řídicí vstup spínače (6) chodu vibračního budiče (3)·