DE1129735B

DE1129735B - Vorrichtung zum Ermitteln des Zerkleinerungsgrades eines Feinkorngutes

Info

Publication number: DE1129735B
Application number: DEF19701A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wolfgang Friedrich
Original assignee: WOLFGANG FRIEDRICH DR ING
Current assignee: WOLFGANG FRIEDRICH DR ING
Priority date: 1956-03-06
Filing date: 1956-03-06
Publication date: 1962-05-17

Description

Vorrichtung zum Ermitteln des Zerkleinerungsgrades eines Feinkorngutes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Durchströmgeschwindigkeit eines Gases durch eine Prüfmenge trocken zu haltenden Feinkorngutes zu dem Zweck, den Zerkleinerungsgrad des Prüfgutes zu ermitteln.
Dabei wird davon ausgegangen, daß der Luftwiderstand mit der spezifischen Oberfläche der Teilchen eines Gemenges wächst, wenn man Luft unter einer bestimmten Spannung durch einen Gemengehaufen hindurchleitet. Man setzt dabei zunächst Kugelgestalt der Teilchen voraus und fügt dann zur Angleichung an die Wirklichkeit Korrekturfaktoren ein. Als physikalische Grundlagen für das Verfahren dienen das Poiseuillesche Gesetz für laminare Strömungen in Kapillaren und die allgemeine Gleichung für die spezifische Oberfläche nach der Luftdurchlässigkeitsmethode von Kozeny.
Hiernach sind Geräte entwickelt worden, von denen eins (Lea und Nurse) nur für Laborzwecke und nur für sehr feine Pulver geeignet war. Ein anderes Gerät (Blaine) ist für die Praxis geeignet und bequem zu handhaben, eignet sich aber nur für Zement. Das Gerät besteht aus einem U-Rohr, auf dessen einem Schenkel Meßmarken angebracht sind, aus einem auf diesen Schenkel aufsetzbaren Prüfgutbehälter und einem vornehmlich zwischen diesen beiden Teilen befindlichen Seitenanschluß für Gas, mit Hilfe dessen die im U-Rohr befindliche Pumpflüssigkeit in einen der beiden Schenkel hineingedrückt werden kann.
Zur Bestimmung der gesuchten spezifischen Oberfläche braucht man aber einen Vergleichsstoff, dessen spezifische Oberfläche auf besondere Art umständlich ermittelt worden ist. Die Messung des Vergleichsstoffs im Apparat erbringt dessen Konstante, die dann bei der Messung des Prüfstoffs eingesetzt wird.
Das Verfahren arbeitet somit aufwändig und eignet sich nur für weitgehend ähnliche Gemenge.
Um nun ein Gerät für unterschiedliche Stoffe schaffen zu können, die zur Ermittlung ihrer Oberfläche nicht zu einem Vergleichsstoff ins Verhältnis zu setzen sind, war die Erkennung eines Zusammenhangs zwischen spezifischer Oberfläche und der Druckdifferenz erforderlich, unter der das Prüfgas, vornehmlich Luft, durch die Stoffprobe hindurchgesaugt wird. Diese Abhängigkeit ist für eine bestimmte Stoffmenge linear derart, daß der Wert der spezifischen Oberfläche um so größer erscheint, je größer die Druckdifferenz bei der Durchströmung ist. Stellt man diese lineare Abhängigkeit graphisch dar, so ergibt sich eine Gerade bestimmter Neigung. Für andere Prüfmengen desselben Stoffs ergeben sich Geraden anderer Neigung, aber mit demselben Ursprungs- punkt auf der vertikalen Nullinie im (0'/diffp)-Diagramm (0' = spezifische Oberfläche in cm2/g; diffp = Druckdifferenz in mm WS).
Man wird daher zu guten, stets reproduzierbaren Meßergebnissen kommen, wenn man das Meßbereich einerseits möglichst dicht an den Zustand Druck = Null heranlegt und es andererseits innerhalb einer kleinen Druckdifferenz hält.
Hierzu eignet sich eine Vorrichtung mit einem Prüfgutbehälter und mit einem daran anschließenden, eine abschließbare Rohreinmündung tragenden Rohr, das gemäß der Erfindung zwischen zwei Meßmarken zu einem flachen Durchlaufgefäß großen Querschnitts erweitert ist, wobei zweckmäßig das Rohr anschlie ßend an das Durchlaufgefäß U-förmig nach oben gebogen ist und mit seinem Ende in ein offenes Fanggefäß für die Pumpflüssigkeit mündet. Hierbei wird durch die flache, also etwa scheibenförmige Gestalt des Durchlaufgefäßes bei ausreichender Menge der Pumpflüssigkeit eine genügend kleine Druckdifferenz erreicht, und weiterhin durch weitestmögliche Annäherung der unteren Meßmarke an den Gleichstandpegel der Pumpflüssigkeit das Meßbereich an den Wert Null für den Druck herangebracht.
Ein Ausführungsbeispiel eines Geräts nach der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, die das Gerät im Hochschnitt zeigt.
Oben befindet sich ein zylindrischer und mit einer Meßskala für die Prüfgutmenge versehener Prüfgutbehälter 6, der einen porösen Boden 11 hat und mit seinem kegelig sich erweiternden Unterende auf einem entsprechend kegeligen Halter 12 sitzt. Zwischen diesem und dem Durchlaufgefäß 17 ist aus bekannten labortechnischen Gründen eine Rohrerweiterung 15 vorgesehen, über der eine durch einen Hahn 13 abschließbare Rohreinmüdung angeordnet ist.
Unterhalb des Durchlaufgefäßes ist ein U-Rohr 20 angeschlossen, das sich in ein Fanggefäß 19 für die Pumpflüssigkeit erweitert. An den Rohransätzen über und unter dem Durchlaufgefäß 17 sind dicht an die sem Meßmarken 16 und 18 angebracht. Der Gleichstandpegel 21 der in das Fanggefäß 19 eingefüllten Pumpflüssigkeit soll nur wenig, z. B. zwei bis drei Lichtdurchmesser des U-Rohres 20, unterhalb der unteren Meßmarke 18 stehen.
Vor der Untersuchung wird eine bestimmte Menge des Prüfgu.es 10, z. B. Mehl, in den Prüfgutbehälter 6 gefüllt, der dann gerüttelt, geklopft oder sonstwie erschüttert wird, um eine möglichst homogene und kompakte Füllung zu erhalten, ohne das Prüfgut hierbei in unzulässiger Weise zu komprimieren. Nach dem dichten Aufsetzen des Prüfgutbehälters 6 auf seinen Halter 12 wird der Hahn 13 geöffnet und Luft in Richtung 14 abgesaugt, bis sich die Pumpflüssigkeit aus dem Fanggefäß 19 im Durchlaufgefäß 17 und zum Teil auch noch in der Rohrerweiterung 15 befindet. Dann wird Hahn 13 geschlossen und die Pumpflüssigkeit fallen gelassen, wobei Luft durch den Prüfstoff hindurch nachgesaugt wird.
Hierbei wird die Zeit T in s des Absinkens des Flüssigkeitspegels von der Meßmarke 16 bis zur Meßmarke 18 gemessen. Dieser Wert wird nun eingesetzt in die Formel O' = C X 1/T in cm2/g.
Darin ist Darin bedeutet = = spezifisches Gewicht des Prüfstoffs in g/cms. e = Porosität = 1 F = F = L

= 1 - Einwaage

#gesamtmögliches Gewicht#.
γ2 = spezifisches Gewicht der Luft in g/cm3.
F = Querschnitt des Prüfgutbehälters in cm2.
L = Höhe des Prüfguts im Prüfgutbehälter in cm.
6 = Viskosität der Luft (Poise).
Der in der Formel vorkommende Integralwert berücksichtigt den durch Absinken der Pumpflüssigkeit kleiner werdenden Druckunterschied, wobei V das Volumen und h die Druckhöhe sind.
Bei erfahrener Handhabung des beschriebenen Gerätes lassen sich Meßergebnisse mit Genauigkeiten von 0,5 bis 1 0/o erreichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Messen der Durchströmgeschwindigkeit eines Gases durch eine Prüfmenge trocken zu haltenden Feinkorngutes zum Zweck der Ermittlung seines Zerkleinerungsgrades mit einem einen Prüfgutbehälter und eine abschließbare Rohreinmüdung tragen den Rohr, dadurch gekenuzeichnet, daß das Rohr zwischen zwei Meßmarken (16, 18) zu einem flachen Durchlaufgefäß (17) großen Querschnitts erweitert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an das Durchlaufgefäß (17) das Rohr (20) U-förmig gebogen ist und mit seinem freien Ende in ein offenes Fanggefäß (19) mündet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 435 171, 537 810, 575 378; »Die Mühle« vom 6. 10. 1955, S. 533 bis 535; »Journal of Physical Chemistry«, 1953, S. 330 bis 336; »Nature«, Oktober 1955, S. 692.