Opublikowano: 15X1972 64441 KI. 421,13/04 MKP GOln, 11/00 CZYTELNIA Wspóltwórcy wynalazku: Andrzej Balinski, TadeuszOlszowski Wlasciciel patentu: Instytut Odlewnictwa, Kraków (Polska) Sposób pomiaru stopnia spienienia substancji cieklych i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru stopnia spienienia substancji cieklych i urzadzenie do stosowa¬ nia tego sposobu.Dokladna znajomosc stopnia spienia masy jest ko¬ nieczna dla wlasciwego doboru spieniaczy i okreslenia optymalnych ich dodatków do mas, wlasciwego sterowa¬ nia urzadzeniami mieszajacymi (spieniajacymi), a takze posrednio umozliwia kontrole wlasnosci technologicz¬ nych spienionych substancji.Dotychczas stosowano sposób, w którym wartosc stop¬ nia spienienia uzyskiwano posrednio w wyniku okresle¬ nia róznicy ciezarów próbek masy o jednakowej obje¬ tosci, pobranych do miseczek szklanych po raz pierwszy w chwili wymieszania skladników sypkich z cieklymi, a wiec przed przejsciem mieszaniny w stan ciekly i po raz drugi w chwili uzyskania gotowej masy cieklej.Sposób ten nie umozliwia ustalenia scislych zalezno¬ sci pomiedzy uzyskiwanymi wynikami pomiarów a rze¬ czywistym stopniem spienienia tych substancji, ze wzgle¬ du na trudnosci w uzyskiwaniu optymalnego zageszcze¬ nia masy niespienionej w miseczce pomiarowej oraz nie¬ jednorodnosci jej skladu, powodujacych duzy rozrzut wy¬ ników.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu uzyska¬ nia dokladnego okreslenia stopnia spienienia substancji cieklej przez porównanie objetosci próbki spienionej masy do objetosci tej samej próbki masy po zgaszeniu w niej piany, powodujace zmniejszenie objetosci masy.Istota sposobu wedlug wynalazku jest pomiar ubytku objetosci próbki cieklej substancji spienionej poddanej 10 15 20 25 30 procesowi zageszczania pod wplywem odpowiedniego cisnienia zewnetrznego, wywieranego na jej powierzch¬ nie.Aby bylo mozliwe zageszczanie substancji spienionej powoduje sie gaszenie piany w objetosci próbki pobra¬ nej masy za pomoca czynnika gaszacego — na przyklad nafty.Pomiar stopnia spienienia masy sposobem wedlug wy¬ nalazku polega na napelnieniu tulejki pomiarowej z wkladanym dnem spieniona masa ciekla i wyrównanie jej górnej powierzchni przez usuniecie nadmiaru masy pozostalej ponad górne obrzeze tulejki oraz ustawienie na powierzchni próbki tloczka prasujacego wyposazone¬ go w denko z otworkami, przy czym do tego tloczka wlewa sie czynnik gaszacy piane na przyklad nafte, któ¬ ra równomiernie wcieka w próbke masy przez otworki w denku tloczka. Nastepnie wywiera sie nacisk statycz¬ ny dzialajacy w linii pionowej na powierzchnie próbki masy zawartej w tulejce pomiarowej; wielkosc nacisku jest nieznaczna i tak dobrana — korzystnie P = 0,36 kG/cm2 — aby wyeliminowac podczas procesu zagesz¬ czania masy wplyw innych parametrów, na przyklad ziarnistosci materialu spienionego.Czas trwania nacisku zalezny jest od skladu samej masy oraz stopnia jej spienienia i wywiera sie go, az do momentu optymalnego zageszczenia masy nie wyka¬ zujacego tendencji wzrostu. W wyniku prób czas ten ustalono w granicach od 5 do 70 sek.Róznice wysokosci slupa próbki masy spienionej i po jej zageszczeniu odczytuje sie za pomoca czujnika, 6444164441 wielkosc ta jest funkcja stopnia spienienia cieklej masy spienionej.Wyniki przeprowadzonych badan wskazuja, ze pow¬ tarzalnosc wartosci pomiaru stopnia spienienia masy cieklej badanej sposobem znanym jest mala, a rozrzut wyników bardzo wysoki, natomiast sposobem wedlug wynalazku powtarzalnosc wyników jest bardzo dobra, przy równoczesnie malym ich rozrzucie.Przyklad. Wartosci liczbowe osiaganych wyników w obydwóch sposobach obliczone w oparciu o analize sta¬ tystyczna, która wykazuje srednie odchylenia standarto¬ we „8X" wedlug wzoru: ax = Z (Xi — X")2 gdzie: Xi n wartosc jednego z pomiarów srednia z pomiarów ilosc pomiarów przy czym dla sposobu znanego wartosc ta wynosi 8x = 3,61, a dla sposobu wedlug wynalazku wynosi 8X = 1,1.Wspólczynnik zmiennosci „V" obliczony wedlug wzoru v-/ Z (Xi — X-)2 n • x2 100 [%j dla sposobu znanego wynosi V = 16,8%, a dla sposobu wedlug wynalazku wspólczynnik ten jest znacznie lep¬ szy i przyjmuje wartosc V = 5,2%. Chcac wyraznie podkreslic, ze wartosc wariacji lub odchylenia srednie¬ go dla dwóch zbiorów wartosci uzyskanych w wyniku stosowania omawianych sposobów pomiarów stopnia spienienia róznia sie miedzy soba w sposób istotny i nie maja charakteru przypadkowego, obliczono wspólczyn¬ nik „F" porównania rozrzutów wedlug wzoru Exii2 (Zxli)2 ni F = nL — 1 ZX2i2 gx2i)2 n2 gdzie: n2 xn — wartosc jednego z pomiarów dla sposobu dawnego — wartosc jednego z pomiarów dla sposobu X2i weuiug wynalazku ni — ilosc pomiarów dla sposobu dawnego n2 — ilosc pomiarów dla sposobu wedlug wy- i uzyskano wartosc F = 9,65, co wskazuje w warunkach doswiadczenia na bardzo istotna róznice rozrzutów dla porównywanych sposobów potwierdzajaca, ze sposób wedlug wynalazku jest znacznie lepszy od sposobu zna¬ nego. 25 Pomiar sposobem wedlug wynalazku przeprowadza sie za pomoca urzadzenia przedstawionego na rysunku, na którym fig. 1 — przedstawia przekrój pionowy tulejki pomiarowej, fig. 2 — przekrój pionowy tloczka prasu- 5 jacego, fig. 3 — przekrój pionowy uproszczonego urza¬ dzenia.Wymiary urzadzenia sa tak dobrane, aby mozna go bylo przystosowac do mechanizmu wywierajacego staly nacisk na mase oraz aby spieniona substancja nie wydo¬ lo stawala sie na zewnatrz tulejki pomiarowej, a równo¬ czesnie aby nie wystepowaly opory tarcia miedzy wspól¬ dzialajacymi powierzchniami tloczka 4 i tulejki 1 z wkla¬ danym dnem 2.Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z tulejki 1 15 na której górnej krawedzi umieszczono nadstawke 3 za¬ pewniajaca centryczne prowadzenie tloczka 4 wzgledem osi tulejki 1. Tloczek 4 ma w denku otwory 5' o nie¬ wielkiej srednicy, które umozliwiaja wnikanie czynnika gaszacego piane do masy, ale nie pozwalaja na wydo- 20 stawanie sie prasowanej masy na zewnatrz próbki, umo¬ zliwiajac jednoczesnie swobodny wyplyw gazów z próbki.Po zgaszeniu piany próbke poddaje sie dzialaniu sily pionowej za posrednictwem tloczka prasujacego 4. Uby¬ tek wysokosci próbki odczytuje sie na przyrzadzie po¬ miarowym 6, na przyklad czujniku pomiarowym o do¬ kladnosci najlepiej do 0,01 mm lub wiekszej.Sposób pomiaru stopnia spienienia mas wedlug wy- 30 nalazku charakteryzuje sie duza dokladnoscia pomiarów, czas pomiaru trwa krótko bo zaledwie od 5 sek. do maksimum 70 sek., co z kolei umozliwia badanie zmiennosci stopnia spienienia substancji jako funkcji czasu, przy bardzo malej pracochlonnosci pomiarów i 35 latwosci ich wykonania. PL