Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do prowadzenia analizy uziarnienia.Wynalazek jest przeznaczony w zasadzie do stosowania przy analizie uziarnienia gruntów skalistych, ale moze byc równiez stosowany z powodzeniem w kazdym przypadku analizy uziarnienia materialów sypkich.Analiza uziarnienia materialów sypkich metoda sedymentacji oparta jest na zjawisku fizycznym, polegajacym na tym, ze w spokojnym osrodku cieklym ziarna wieksze zawiesiny opadaja na dno szybciej, a ziarna mniejsze wolniej.Stan techniki. Znany jest sposób analizy pipetowej, polegajacy na tym, ze z zawiesiny o objetosci 0,5 lub 1 litr — po dokladnym, kilkakrotnym zmaceniu i odstaniu sie zawartosci naczynia z ciecza, do które] wsypano badana próbke gruntu lub innego materialu sypkiego — pobiera sie kolejno pipeta, przyrzadem Kohna lub gruszka do dozowania, porcje o objetosci 10cm3, a nastepnie kazda porcje suszy sie i wazy, najczesciej przy uzyciu wagi technicznej. Niedogodnosc stosowania tego sposobu wynika z tego, ze jest on bardzo praco- i czasochlonny, a w dodatku bardzo niedokladny, z uwagi na trudnosc usrednienia zawartosci naczynia w momencie pobierania kolejnych próbek, na trudnosc pobierania próbki dokladnie o objetosci 10 cm3 i na niedokladnosci wazenia, która zwielokrotnia sie przez koniecznosc przeliczania wyników badanych kolejno porcji o objetosci 10 cm3 na objetosc calej badanej objetosci, czyli na 500 lub na 1000 cm3, a to oznacza, ze kazdy blad zwiesksza sie 50 lub 100 razy.Znany jest równiez sposób analizy uziarnienia przy uzyciu areometru. Sposób ten polega na tym, ze próbke badanego materialu wsypuje sie - podobnie jak przy analizie pipetowej — do naczynia z ciecza i przez kolejne beltanie zawartosci naczynia i odstawianie doprowadza sie do shomogenizowania, czyli do ujednorodnienia tej zawartosci i wówczas pobiera sie próbki o wadze minimum 100 gram. Niedogodnosc tego znanego sposobu polega na tym, ze czynnosci etapu przygotowywania kazdej porcji do pobrania sa równie praco- i czasochlonne Jak przy analizie pipetowej, a ponadto na tym, ze areometr wymaga czestego cechowania, ze dokonany odczyt wymaga wykonania nastepnie zmudnych i czasochlonnych przeliczen matematycznych dla otrzymania wyniku.2 96 918 którym jest procentowa zawartosc poszczególnych frakcji, a takze na tym, ze dokladnosc pomiaru przy uzyciu areometru jest jeszcze mniejsza niz przy analizie pipetowej.Znany jest równiez sposób analizy uziarnienia przy uzyciu naczynia w ksztalcie odwróconego stozka scietego, do którego po wsypaniu badanej próbki materialu, wprowadza sie od dolu, czyli wstepujacy strumien cieczy. Poniewaz przekrój naczynia rozszerza sie ku górze, z tego powodu predkosc cieczy jest rózna na kazdej wysokosci naczynia, a to powoduje, ze ziarna mniejsze, czyli lzejsze, znajdujace sie w nizszych warstwach cieczy sa podnoszone przez wstepujacy strumien cieczy do góry, a ziarna wieksze, czyli ciezsze, znajdujace sie w wyzszych warstwach cieczy opadaja stopniowo, az natrafia na poziom, w którym predkcic unoszenia przez strumien cieczy i predkosc opadania sa sobie równe i zatrzymuja sie na tym poziomie w stanie zawieszenia. Po pewnym czasie, kiedy warunki w naczyniu sie ustabilizuja, to znaczy kiedy wszystkie ziarna znajda odpowiadajacy ich wielkosci poziom cieczy, wylacza sie dcolyw cieczy i dokladnie rozdzielone wedlug wielkosci ziarna osadzaja sie wolno na dnie naczynia. Niedogodnoic stosowania tego znanego sposobu polega na tym, ze wprawdzie ziarna sa rzeczywiscie bardzo dokladnie rozsegregowane, ale nie zostal rozwiazany sposób pobierania kolejno tych rozsegregowanych porcji, w celu ich wysuszenia i waienia dla okreslenia procentowego skladu uziarnienia.Istota wynalazku. Istota wynalazku polega na tym, ze w biurecie miesza sie sprezonym powietrzem, wpuszczanym od dolu, okreslona wielkosc próbki materialu z okreslona iloscia cieczy, nastepnie — po odcieciu doplywu sprezonego powietrza- pozwala sie wszystkim najwiekszym ziarnom opasc w okreslonym czasie ponizej okreslonego poziomu i wówczas te czesc zawiesiny, w której sa wszystkie wielkosci ziarn, v7puszcza sie z biurety do parowniczki, suszy sie i wazy. Pozostala czesc próbki i cieczy miesza sie ponownie jak poprzednio I znowu pozwala sie wszystkim najwiekszym w tej pozostalej czesci próbki ziarnom opasc w okreslonym czasie ponizej okreslonego poziomu, a wówczas te nastepna porcje zawiesiny, w której sa wszystkie wielkosci ziarn, tylko bez frakcji najwiekszej, wypuszczonej za pierwszym razem, wypuszcza sie z biurety do nastepnej parowniczki, suszy sie i wazy. Tak postepujac z kolejnymi porcjami zawiesiny, otrzymuje sie w wyniku najpierw zawartosc wszystkich frakcji, nastepnie zawartosc wszystkich frakcji z wyjatkiem frakcji najwiekszej, potem bez dwóch najwiekszych i tak kolejno calosci analizy uziarnienia.Urzadzeniem do prowadzenia analizy uziarnienia wedlug wynalazku jest biureta, zwlaszcza przezroczysta, w ksztalcie cylindra, zwezajacego sie stozkowo w czesci dolnej w postaci lejka, zakonczonego rura spustowa, na której usytuowany jest zawór trójdrozny z dwoma odprowadzeniami, a na odprowadzeniu poziomym jest usytuowany zawór odcinajacy, dla doprowadzania do biurety od dolu i do odcinania doplywu sprezonego powietrza.Zaleta sposobu i urzadzenia wedlug wynalazku do prowadzenia analizy uziarnienia jest to, ze eliminuje zdecydowanie mozliwosc popelnienia duzego bledu, poniewaz daje wyniki, których nie przemnaza sie przez zadne wspólczynniki, które z reguly zwielokrotniaja popelnione bledy. Pobierane porcje zawiesiny maja stosunkowo znaczne objetosci. Wielkosc wypuszczanych z biurety porcji zawiesiny jest uzalezniona scisle od czasu osiadania ziarn, a zróznicowanie objetosciowe tych porcji gwarantuje zawartosc w nich liarn o z góry okreslonych wymiarach. Czynnosci mieszania i wypuszczani:: zawiesiny z biurety sa bardzo proste i nie wymagaja specjalnej wprawy. Nie ma równiez koniecznosci stosowania wagi analitycznej, poniewaz kolejne nawazki suchego osadu przy obliczeniach sumuje sie i oblicza procentowy udzial w stosunku do calej próbki. Poza tym, w celu kontroli, z sumy nawazek i pozostalosci na sitach mozna uzyskac calkowita wage próbki poddanej analizie.Sposób prowadzenia analizy uziarnienia wedlug wynalazku, dzieki zmechanizowaniu mieszania i wypuszczania poszczególnych porcji z biurety, pozwala na wybitne zmniejszenie pracochlonnosci badan, bez koniecznosci ich wykonywania przez specjalnie kwalifikowana obsluge. Ponadto wykonywanie mniej skomplikowanych obliczen, eliminacja stalej kontroli poszczególnych operacji, stwarza mozliwosc oblsugiwania przez jednego pracownika kilku lub nawet kilkunastu biuret jednoczesnie, a to pozwala prowadzic kilka lub wiecej analiz jednoczesnie.Objasnienie rysunku. Urzadzenie wedlug wynalazku do prowadzenia analiz uziarnienia pokazane jest w przykladzie wykonania na rysunku przedstawiajacym biurete w widoku z boku.Przyklad. Urzadzenie jest szklana biureta 1 cylindryczna, przechodzaca w dolnej czesci w lejek 2, z którego wylot zamyka zawór 3 trójdrozny, usytuowany na rurze 4 spustowej. Poziome odprowadzenie 5 od zaworu 3 trójdroznego posiada zawór 6 odcinajacy, a laczy biurete 1 z niepokazanym na rysunku zródlem sprezonego powietrza. Na sciankach biurety 1 jest zaznaczona podzialka, okreslajaca wielkosci poszczególnych porcji zawiesiny, przeznaczonych kolejno do wypuszczania z biurety 1.W celu przeprowadzenia analizy uziarnienia sposobem wedlug wynalazku próbke gruntu o masie 8 kg w zawiesinie wodnej wprowadzono do biurety 1 i zalano woda destylowana, dopelniajac biurete do poziomu odpowiadajacego objetosci 500cm3, oznaczonego górna kreska podzialki na sciance biurety 1. Ustawiajac96918 3 odpowiednio zawory 3 trójdrozny i 6 odcinajacy, wprowadzono do biurety 1 od dolu sprezone powietrze, powodujac intensywne mieszanie zawartosci biurety 1. Po dokladnym wymieszaniu próbki gruntu z woda destylowana, zamknieto doplyw sprezonego powietrza, wlaczajac jednoczesnie pomiar czasu. Po uplywie okresu wyliczonego ze wzoru Stokes'a, potrzebnego na opadniecie wszystkich ziarn wiekszych od zalozonej górnej granicy ponizej poziomu odpowiadajacego wielkosci pierwszej wypuszczanej porcji zawiesiny, otwarto zawór 3 trójdrozny, wypuszczajac do parowniczki pierwsza porcje, bedaca mieszanina wszystkich bez wyjatku wielkosci ziarn i porcje te poddano suszeniu i wazeniu. Czynnosci te powtarzano kolejno tyle razy ile zakresów wielkosci ziarn zdecydowano sie wyodrebnic w analizie. Procentowy udzial poszczególnych frakcji w calosci badanej próbki gruntu uzyskano przeliczajac mase poszczególnych parowniczek w stosunku do 500 cm3 zawiesiny, rozpoczynajac od ostatniej, czyli od ilosci ziarn najdrobniejszych.Nastepnie do tej nawazki dodano nawazke przedostatnia i znów przeliczono sume na 500 cm3 zawiesiny.Postepujac podobnie kolejno ze wszystkimi nawazkami otrzymano wartosci procentowe zawartosci w próbce gruntu udzialu poszczególnych zakresów wielkosci ziarn w calosci badanej próbki gruntu. PL