PL61076B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.XII.1970 * 61076 KI. 42 k, 38/01 MKP G 01 n, 19/02 rcITmi^ 1 MAM laffl"*' * " * Wspóltwórcy wynalazku: Eugeniusz Bak, Alina Gozdzik, Jerzy Kobylecki Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Izotermiczne urzadzenie do badania scieralnosci materialów mieszanina cial stalych i cieczy Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie izoter¬ miczne do badania scieralnosci róznych próbek cia¬ lami stalymi w cieczy krazacymi pionowym wirem kolowym w plaszczyznie prawie prostopadlej do stycznej ruchu obrotowego próbek.Dotychczas znane urzadzenia nie zapewnialy sta¬ lej temperatury badan, przez co powodowaly znacz¬ ne rozbieznosci w wynikach pomiarów, zwlaszcza tworzyw sztucznych. Stosowane dotychczas urza¬ dzenia scierajace z wirujacym trzymaczem próbek powodowaly wirowanie cieczy z materialem sciera¬ jacym zgodnie z kierunkiem obrotu badanych pró¬ bek. W zwiazku z tym badane próbki omywane by¬ ly mala wzgledna szybkoscia oplywu, co powoduje, ze próbki nie ulegaja scieraniu.Krazenie materialu scierajacego i wody powodu¬ je, na skutek malej predkosci przeplywu cieczy w srodku naczynia, powstawanie stozka z osadzonego materialu. Wielkosc tego stozka jest rózna przy róz¬ nych predkosciach obrotowych, w zwiazku z czym zmienia sie koncentracja cial stalych w mieszaninie.Powoduje 'to zasadnicze bledy przy badaniu róznych materialów, poniewaz w czasie badan wszystkie pa¬ rametry musza byc stale. Z wymienionych powodów takie urzadzenia nie nadaja sie do badan scieral¬ nosci, poniewaz nie daja wystarczajacego podobien¬ stwa z erozyjnym scieraniem wystepujacym w ma¬ szynach przeplywowych. Na skutek tego konieczne jest przeprowadzenie badan w naturalnych skalach 15 20 25 co prowadzi do znacznych kosztów i czasochlonnosci badan.Wymienionych wad i niedogodnosci nie ma urza¬ dzenie bedace przedmiotem niniejszego wynalazku.Istota wynalazku polega na tym, ze urzadzenie ma zbiornik z poprzecznymi przegrodami, które sa zao¬ patrzone w prostokatne wyciecia. Przez te wyciecia przechodza badane próbki, które sa zamocowane na wirujacej tarczy, i w czasie wirowania wraz z wy¬ cieciami w przegrodach wywoluje róznice cisnien w dwóch przeciwleglych punktach polozonych na powierzchni zewnetrznej próbki, tworzac przy tym wektor predkosci powodujacy krazenie mieszaniny w wirze poprzecznie do kierunku stycznego do ru¬ chu próbek.Okazalo sie, ze kolowy przeplyw poprzeczny wy¬ wolany okraglym .ksztaltem próbek zapobiega ja¬ kiemukolwiek osiadaniu cial stalych w zbiorniku, tym bardziej, ze w srodkowej czesci zbiornika na skutek zwezenia przekroju nastepuje przyspieszanie przeplywu cieczy. Zlozenie poprzecznego przeplywu z oplywem wywolanym wirowaniem próbek powo¬ duje, ze rzeczywisty przeplyw cieczy ze scierajacym materialem przyjmuje wysokie wartosci, a wiec ta¬ kie, jakie wystepuja w maszynach przeplywowych.Istnieje przez to mozliwosc modelowania zjawisk erozyjnego przeplywu wystepujacych w maszynach przeplywowych i na skutek tego obnizenia kosztów i czasu badan. Poza tym urzadzenie wedlug wyna¬ lazku umozliwia zachowanie w czasie calego okresu 6107661076 3 4 badan stalej temperatury, koncentracji cial stalych w cieczy, oraz identycznosci oplywu próbek i ksztal¬ tu.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na ry¬ sunku; na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie w przekroju osiowym, fig. 2 — przekrój wzdluz linii A—A zaznaczonej na fig. 1, a fig. 3 — rozklad wekto¬ rów predkosci wokól przekroju poprzecznego próbki.Jak uwidoczniono na rysunku, elementem bada¬ nym na urzadzeniu sa próbki 1, wykonane z róz¬ nych materialów, zamocowane na wirujacej tarczy 2 polaczonej z wrzecionem 3. W zaleznosci od obro¬ tów wrzeciona 3 próbki wiruja z rózna predkoscia obrotowa. Próbki te sa zanurzone w cieczy 4 z za¬ wartoscia cial stalych, których ilosc jest zalezna od zadanej koncentracji w czasie badan. Ciecz znajduje sie W zbiorniku 5, który wewnatrz ma promienisto od srodka wychodzace przegrody 6 z wycieciami 7 dla przejscia próbek 1. Dla ochrony przed rozbryz¬ giem cieczy 4 ze zbiornika 5, zbiornik 5 od góry jest przykryty pokrywa 8, przymocowana do niego za pomoca srub 10, z otworem 9 dla przejscia wrzecio¬ na 3. Pokrywa ta moze byc dwudzielna, to znaczy podzielona na dwie czesci, co ulatwia otwieranie zbiornika 5 i wyjmowanie próbek 1 z tarczy 2.Zbiornik 5 na skutek dlugotrwalej «pracy ulega zu¬ zyciu, w zwiazku z tym stanowi on czesc wymienna i dlatego do zbiornika 11 przymocowany jest sruba¬ mi 12, a miedzy zlaczeniem zbiornika 5 i 11 znajdu¬ je sie uszczelka 13. W przestrzeni miedzy zbiorni¬ kiem 5 i 11 znajduje sie woda 14, która jest dopro¬ wadzana otworem 15, a odprowadzana otworem 16.Zadaniem wody jest utrzymac, w czasie calej serii pomiarów stala, temperature pracy urzadzenia.Spust mieszaniny wody i cial stalych po pomiarach odbywa sie poprzez spustowa rurke 17 wychodzaca na zewnatrz przez rurke 18 zbiornika 11. Spustowa rurka 17 jest uszczelniona uszczelka 19, i zakonczo¬ na zamykajacym korkiem 20 wzglednie kurkiem.W pokrywie 8 znajduje sie otwór wlewowy 21.Otwierajac korek 20 mozna przeplukac zbiornik 5 czysta woda wzglednie wymienic w nim mieszanine cial stalych i cieczy.W czasie wirowania próbek 1 w mieszaninie 4 na skutek wirów poprzecznych do ruchu przegród 6 wystepuja nastepujace zjawiska. Mieszanina 4 nie wiruje zgodnie z ruchem próbek na skutek tego na powierzchni próbki 1 w punktach a i b powstaja 5 wektory predkosci Wa i Wb- Zgodnie z prawem Ber- nouliego na skutek róznej wartosci predkosci wy¬ stapia w punktach a i b rózne wartosci cisnienia pa i Pb i przeplyw z obszaru wiekszego cisnienia do mniejszego. Na skutek tego powstaje poprzeczny we- io ktor predkosci Wr prawie prostopadly do stycznego wektora Ws ruchu próbek. Wypadkowa tych pred¬ kosci jest wektor W omywajacy mieszanina 4 cieczy i cial stalych badana próbke 1.Wektor predkosci Wr powoduje promieniowy 15 przeplyw mieszaniny 4 w obrebie próbki I. Po przej¬ sciu mieszaniny do obszaru scianek bocznych zbior¬ nika 5 na skutek powiekszenia sie przekroju, mie¬ szanina wytraca predkosc i opada w dól zbiornika.W dolnej czesci zbiornika 5 miedzy przegrodami 6 20 mieszanina 4 dazy do srodka zbiornika 5 w kierun¬ ku zwezajacego sie przekroju! tym samym zwieksza sie jej predkosc przeplywu. Przyspieszenie przeply¬ wu cieczy zapobiega osiadaniu cial stalych na dnie i ulatwia ich unoszenie w czesci srodkowej zbior- 25 nika 5. Na skutek róznicy cisnien na powierzchni próbek 1 mieszanina 4 z czesci srodkowej przeplywa obok próbek 1 w kierunku scianek bocznych zbior¬ nika 5. W ten sposób zostaje zamkniety, poprzeczny do ruchu próbek wir kolowy WK. 30 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Izotermiczne urzadzenie do badania scieralnosci materialów mieszanina cial stalych i cieczy, zna- 35 mienne tym, ze ma zbiornik (5) z poprzecznymi przegrodami (6) zaopatrzonymi w prostokatne wy¬ ciecia (7) oraz ma wirujaca tarcze (2), w której sa zamocowane badane próbki (1) wywolujace wraz z przegrodami (6) róznice cisnien w dwóch przeciw- 40 leglych punktach (a i b) polozonych na powierzchni zewnetrznej próbki i tworzace wektor (Wr) predkos¬ ci powodujacy krazenie mieszaniny w wirze (WK) poprzecznie do kierunku stycznego do ruchu pró¬ bek (1). 35 40KI. 42 k,38/01 61076 MKP G 01 n, 19/02 13 12 8 9_ 3 PL PL