DD276013A3

DD276013A3 - PROCESS FOR FINAL POINT DETERMINATION FOR POWERFIELD PROCESSES

Info

Publication number: DD276013A3
Application number: DD31380188A
Authority: DD
Inventors: Hermann Kupsch; Hans-Guenther Koennecke; Wolfgang Heller; Dagmar Komar; Alfred Hoeske
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1988-03-18
Publication date: 1990-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Endpunktbestimmung von Kraftfeldprozessen, d. h. von Prozessen zum Trennen, Mischen oder Verdichten von heterogenen Stoffgemischen unter dem Einfluss einer auf das System wirkenden Kraft. Solche Prozesse sind z. B. die Sedimentation, die Filtration, die Trennung im Zyklon oder in der Schubzentrifuge oder die Materialverdichtung im Rotationsverdichter. Ein spezielles Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Betonrohren nach dem Rotationsverdichtungsverfahren. Das zu verdichtende System wird mit einem sowohl Beta- als auch Gammastrahlung emittierenden Radiotracer markiert, in einer zur Phasengrenze fest fixierten Position die Aenderung des Zaehlratenproduktes mit der Zeit bestimmt und der Zeitpunkt der Konstanz dieses Produktes als Endpunkt des Verdichtungsprozesses ermittelt.The invention relates to a method for determining the end point of force field processes, d. H. of processes for separating, mixing or compressing heterogeneous mixtures under the influence of a force acting on the system. Such processes are z. As the sedimentation, filtration, separation in the cyclone or in the pusher centrifuge or the material compression in the rotary compressor. A special field of application is the production of concrete pipes according to the rotational compression method. The system to be compacted is marked with a radiotracer emitting both beta and gamma radiation, the change of the rate-of-count product with time determined in a fixed position to the phase boundary, and the time of constancy of this product determined as the end point of the compression process.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Endpunktbestimmung von Kraftfeldprozessen, d. h. von Prozessen zum Trennen, Mischen oder Verdichten von heterogenen Stoffgemischen unter dem Einfluß einer auf das System wirkenden Kraft. Solche Prozesse sind z.B. die Sedimentation, die Filtration, die Tronnung im Zyklon oder in der Schubzentrifuge oder die Matorlalverdichtung im Rotationsverdichter. Ein spezielles Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Betonrohren nach dem Roiationsverdichtungsverfahren.The invention relates to a method for determining the end point of force field processes, d. H. of processes for separating, mixing or compressing heterogeneous mixtures under the influence of a force acting on the system. Such processes are e.g. the sedimentation, the filtration, the cyclone in the cyclone or in the pusher centrifuge or the Matorlalverdichtung in the rotary compressor. A special field of application is the production of concrete pipes by the Roiationsverdichtungsverfahren.

Characteristic of the known technical solutions

Der Endpunkt derartiger Prozesse wird in der Regel durch den Zustand einer maximalen Feststoffkonzentration charakterisiert und ist von der Art des Systems, der Prozeßzeit und der auf das System wirkendem Kraft abhängig. FOr einfache Prozesse ist er prozeßanalytisch gut erfaßbar (Lehrbuch der chemischen Verfahrenstechnik, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 4.Auflage, S. 171-300).The endpoint of such processes is typically characterized by the state of maximum solids concentration and depends on the type of system, the process time, and the force acting on the system. For simple processes it is process-analytically well detectable (textbook of chemical engineering, VEB German publishing house for primary industry, Leipzig, 4th edition, pp. 171-300).

Für spezielle Verfahren, so z. B. bei der Herstellung von Betonrohren nach dem Rotationsverdichtungsverfahren, ist die Erfassung des Endpunktes mit einem erheblichen zeitlichen und materiellen Aufwand verbunden. Für jede Untersuchung muß ein Probestück aus dem Rohr entnommen und mechanischen Prüfungen unterworfen werden. Das ist außerdem mit der Zerstörung des Rohres verbunden.For special procedures, such. As in the production of concrete pipes after Rotationsverdichtungsverfahren, the detection of the end point associated with a considerable time and material complexity. For each test, a specimen must be removed from the tube and subjected to mechanical tests. This is also associated with the destruction of the pipe.

Object of the invention The aim of the invention is the time-saving and non-destructive end point determination of force field processes. Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung Ut et, ein Verfahren anzugeben, dai die Bestimmung des Endpunktes von Kraftfeldprozessen Ober die Verfolgung der Dynamik der Feststoffe Im System ermöglicht.The object of the invention is to provide a method, which allows the determination of the end point of force field processes to enable monitoring of the dynamics of the solids in the system.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das zu verachtende System mit einem sowohl Beta- als auch Gammastrahlung emittierenden Radiotracer markiert, In elnor zur Phasengrenze fest fixierten Position die Änderung des Zählraleriproduktes mit der Zeit bestimmt und der Zeitpunkt der Konstanz dieses Produktes als Endpunkt des Verdichtungsprozesces ermittolt wird.The method according to the invention is characterized in that the system to be despised marks with a radiotracer emitting both beta and gamma radiation, the change in the countral product determined in time with the phase boundary and the time of constancy of this product as the end point of the compression process is determined.

In der Regel wird einer der Bestandteile der zu vordichtenden Systems mit einem Radiotracer markiert, da In diesen Fällen mit Sicherheit dor reale Verlauf des Vordichtungsprozesses orfaßt wird. Das Verfahren Ist aber auch anwendbar, wenn der Radiotracer einen zusätzlichen Bestandteil dos Systems darstellt-vorausgesetzt, daß er sich im Verdlchtungsprozoß ebenso wie die anderen Bestandteile dos ?u vordlchtonden Stoffsystems vorhält. Als Radiotracor können z.B. K-42, Na-24, Sc-43 oder La-140 oingesom worden. Mittels geeigneter Meßsonden werden die ZähNten sowohl der Boto- als auch der Gammastrahlung gemessen, das Produkt boldor Zählraten gebildet und in Abhängigkeit von der Ze!', dargestellt. Der Endpunkt des Prozesses Ist erreicht, wenn das Zählratenprodukt Z_n · Z_Y oinen konstanten Wort annimmt. Die Messungen beruhen damit nicht nur auf der^v Erfassung der Schichtdickenänderung des Systeme, sondern ihr wesentlicher Teil besteht In dor Verbindung der Bewegungen der Bostandteilo bis zu ihrem quasis'ationären Zustand, der die Zielgröße darstellt.As a rule, one of the components of the system to be thickened is marked with a radiotracer, since in these cases the actual course of the sealing process is certainly grasped. However, the method is also applicable when the radiotracer is an additional component of the system - provided that it is in the digestion process as well as the other components of the pre-existing fabric system. As Radiotracor can be eg K-42, Na-24, Sc-43 or La-140 oingesom. By means of suitable measuring probes, the teeth of both the boto and gamma rays are measured, the product is formed at count rates and as a function of time. The end point of the process is reached when the count rate product Z _n · Z _Y assumes a constant word. So that the measurements are based not only on the ^v detection of the layer thickness variation of the systems, but its essential part consists in dor connecting the movements of Bostandteilo until her quasis'ationären state, which is the target size.

[ir V. .-[ir V.

The arrangement of the probes must be in geometrically defined positions to the phase boundary of the system to be compacted

erfolgen. Dabei ist es ohne Einfluß auf die Meßergebnisse, ob sich die markierten Teilchen im Verlaufe desrespectively. It is without influence on the measurement results, whether the marked particles in the course of

Compaction process away from the Soide - or to move on it. This means that the process is independent of the Arrangement of the probes to the phase surface is when the probes their positions taken at the beginning of measurement not

verändern.change.

An advantage of the method according to the invention is that by marking a constituent <<there is an overall system with

einem der angeführten Radiotracer die Bewegungsvorgänge aller Einzelbestandteile während des Vervüchtungsprozesses kontinuierlichen Messungen zugänglich gemacht werden.one of the cited radiotracers, the motion processes of all individual components during the Vervüchtungsprozesses continuous measurements are made available.

The end point of the compression is associated with the completion of the estimation process of the solid phase and sets the state

der optimalen Verdichtung der festen Bestandteile dar.the optimal compaction of the solid components.

Another advantage of the method is that the flow of the compression process is not by sampling

unterbrochen werden muß. Das führt zu einer wesentlichen Zeiteinsparung für einen Meßzyklus. Außerdem arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren zerstörungsfrei.must be interrupted. This leads to a significant time savings for a measuring cycle. In addition, the inventive method works non-destructive.

Ausfuhrungebeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren wird am Beispiel der Herstellung eines Spannbetonrohres erläutert. Rohre dieser Art mit einem Innendurchmesser von 1200mm, einer Wandstärke von 100mm und einer Länge von 7000mm werden industriell hergestellt und beim Bau von Trinkwasserleitungen eingesetzt. Beton, der Zuschlagstoffe verschiedener Korngrößenfraktionen enthält, wird in den Innenraum einer rotierenden zylinderförmigen Stahlform gegeben und unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte verdichtet. Zur Verfolgung des Verdichtungsprozesses wird die Korngrößenfraktion 4-8 mm selektiv mit dem Rationuklld La-140 (E_n = 526 keV, E=I 596 keV und 487 keV) markiert. Im Innenraum der rotierenden Form sind in einem Abstand von sieben Zentimetern zur Oberfläche der Betonschicht zwei mit Blei abgeschirmte Meßsonden positioniert. Mit der einen Sonde, die mit einem NaJ-Szintillator ausgerüstet ist, wird die Gamrnaaktivität und mit der zweiten Sonde, die einen Flachszintiilator besitzt, die Betaaktivität des La-140 gemessen. Die Zeit für eine Messung beträgt eine Sekunde. Die von den Sonden kommenden Signale werden mit einem ebenfalls im Inneren der Form befindlichen Verstärker verstärkt und einem Strahlungsmeßgerät zugeführt. Das Produkt der beiden Zählraten Z_n · Z_Y wird in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Der Endpunkt des Verdichtungsprozesses, d.h. aller im Beton ablaufenden Bewegungsvorgängo, wird durch die Konstanz dieses Zählratenproduktes charakterisiert. Im vorliegenden Beispir. ist dieser Endpunkt bei 6,98 Minuten erreicht.The process according to the invention is explained using the example of the production of a prestressed concrete pipe. Pipes of this type with an inner diameter of 1200mm, a wall thickness of 100mm and a length of 7000mm are industrially manufactured and used in the construction of drinking water pipes. Concrete containing aggregates of various grain size fractions is placed in the interior of a rotating cylindrical steel mold and compacted under the influence of centrifugal forces. To follow the compaction process, the grain size fraction 4-8 mm is selectively labeled with the Rationuklld La-140 (E _n = 526 keV, E = I 596 keV and 487 keV). In the interior of the rotating mold, two lead-shielded probes are positioned at a distance of seven centimeters from the surface of the concrete layer. With one probe equipped with a NaJ scintillator, the Gamrna activity and with the second probe, which has a flax scintillator, the beta activity of the La-140 is measured. The time for a measurement is one second. The signals coming from the probes are amplified with an amplifier also inside the mold and fed to a radiation meter. The product of the two count rates Z _n · Z _Y is displayed as a function of time. The end point of the compression process, ie all movement processes taking place in the concrete, is characterized by the constancy of this count rate product. In the present example. this endpoint is reached at 6.98 minutes.

Claims

1. A method for end point determination ν; n processes for separating, mixing or compressing heterogeneous mixtures under the influence of a force acting on the system force such as sedimentation, filtration, separation in the cyclone or in the pusher centrifuge or material compaction in the rotary compressor, characterized in that the denoting the system with a radiotracer emitting both beta and gamma radiation, measuring both beta and gamma counts in a position fixed to the phase boundary, determining the change in product from both counts at the same time over time, and the date of constancy of this product is determined as the end point of the compression process.

2. The method according to item 1, characterized in that as Radiotracer Na-24, K-42, Sc-43 or La-140 are used.

3. The method according to item 1, characterized in that a component of the system to be compacted is selectively marked.

4. The method according to item 1, characterized in that the radiotracer is an additional component of the system to be compressed.

5. The method according to item 1, characterized in that the measuring position is chosen so that moves during the compression process of the radiotracer of this measuring position away.