SU1721472A1 - Устройство дл измерени текучести и насыпной плотности порошковых материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  диагностики порошковых материалов входе непрерывного технологического процесса, а также в лабораторных услови х дл  автоматического измерени  текучести и насыпной плотности порошков. Дл  повышени  точности измерени  предлагаемое устройство содержит воронку с калиброванным выходным отверстием , мерную емкость с механизмом ее опорожнени , средство фиксации объема насыпаемой дозы, весовой блок, индикатор текучести и индикатор насыпной плотности. Между калиброванной воронкой и мерной емкостью.размещены две воронки с затворами и приводами затворов. Нижн   воронка снабжена вибратором. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к диагностике порошковых материалов и может быть применено в ходе непрерывного технологического процесса, а также в лабораторных услови х дл  автоматизированного измерени  текучести и насыпной плотности порошков .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности процесса измерений.

На чертеже показана структурна  схема (с трем  воронками) устройства дл  измерени  текучести и насыпной плотности порошковых материалов.

Устройство дл  измерени  текучести и насыпной плотности порошковых материалов содержит дополнительную воронку 1 с затвором 2, снабженным приводом 3, дополнительную воронку 4 с затвором 5, снабженным приводом 6, воронку 7 с

калиброванным выходным отверстием с затвором 8, снабженным приводом 9, мерную емкость 10, средство 11 фиксации объема насыпаемой в мерную емкость 10 дозы, привод 12 средства 11, весовой блок 13, блок 14 управлени  процессом измерений, индикатор 15 текучести, индикатор 16 плотности, механизм 17 опорожнени  мерной емкости 10, привод 18 механизма 17, пульт 19 управлени  временем открыти  затворов воронок , чувствительный элемент 20 весового блока 13 и вибратор 21.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии затворы 2, 5 и 8 закрыты (перекрывают выходные отверсти  в воронках 1, 4 и 7). Средство 11 находитс  в стороне от мерной емкости 10 (как показано на фиг.1). Исследуемый порошок засыпа

Ю

Ј

N)

етс  в воронку 1. По команде пользовател  включаетс  блок 1.4 и автоматически отрабатывает весь процесс измерений.

По первому сигналу Зз. вырабатываемому блоком 14, включаетс  привод 3 открывает затвор 2 на врем  ta, в течение которого порошок поступает из воронки 1 в воронку 4.

По окончании сигнала Зз блок 14 вырабатывает сигнал Зб, который включает привод 6 на врем  te. В течение этого времени затвор 5 открыт, и соответствующа  порци  порошка поступает из воронки 4 в воронку 7.

По окончании сигнала Зе блок 14 вырабатывает сигнал Sis включающий привод 18

на врем  tie. В течение этого времени работает механизм 17, при помощи которого осуществл етс  сн тие мерной емкости 10 с чувствительного элемента 20, отвод ее в сторону и опрокидывание. Далее блок 14 вырабатывает сигнал , который реверсирует привод 18 в течение времени tis. Механизм 17 работает в обратной последовательности , т.е. поворачивает мерную емкость 10 дном вниз, а затем подводит и устанавливает ее на чувствительный элемент 20. Конст- руктивно предусмотрено отсутствие касани  мерной емкости 10 с элементами механизма 17, когда последний находитс  в положении поко . Это исключает возможную погрешность при определении веса мерной емкости 10. При соответствующей конструкции механизма 17 времена

tie и ш могут быть равны.

По окончании сигнала Sis блок 14 снимает показани  весового блока 13, т.е. фиксирует массу гп0 пустой мерной емкости 10. Значение m0n (где п - номер цикла измерени ) заноситс  в соответствующую  чейку пам ти блока 14. Далее блок 14 вырабатывает сигнал Sg, который включает привод 9 на врем  tg. Затвор 8 открыт, и порошок в течение tg истекает через калиброванное отверстие воронки 7 в мерную емкость 10. Врем  tg, а также конструктивные параметры воронки 7 и мерной емкости 10 выбраны так, что последн   заполн етс  порошком на 90% от своего внутреннего объема V.

По окончании .сигнала Sg блок 14 снимает показани  весового блока 13, т.е. фиксирует массу mt мерной емкости 10 с порошком, истекшим туда за врем  tg. Значение mtn заноситс  в соответствующую  чейку пам ти блока 14. Далее блок 14 вырабатывает сигнал Si2, под действием которого срабатывает привод 12, устанавлива  средство 11 на мерную емкость 10 соосно с последней. Форма и размеры отверсти 

кольца в средстве 11 в точности совпадают с формой и размерами отверсти  в мерной емкости 10. Таким образом при установке средства 11 на мерную емкость 10 последн   как бы увеличиваетс  по объему за счет

увеличени  высоты стенок.

После этого блок 14 вновь вырабатывает сигнал Sg, который действует 0,3 tg. В течение этого времени затвор 8 открыт, и

порошок из воронки 7 истекает в мерную емкость 10. По окончании сигнала Sg затвор 8 закрываетс , причем мерна  емкость 10 гарантированно заполнена порошком. Часть порошка, выход ща  за пределы

внутреннего объема мерной емкости 10, удерживаетс  стенками кольца средства 11. Далее блок 14 снимает со своего выхода сигнал Si2, и привод 12 отводит средство 11. Указанный отвод происходит в горизонтальной плоскости, в результате чего мерна  емкость 10 оказываетс  заполненной порошком , занимающим известный объем V (внутренний объем мерной емкости 10). Затем блок 14 регистрирует показани  весового блока 13, т.е. фиксирует массу mv мерной емкости 10с порошком, занимающим объем V. Следующими шагами  вл ютс  последовательные вычислени  блоком 14 разности гпт mt - m0 и разности mn mv - т0. Значени  гптп и тпп занос тс  в соответствующие  чейки пам ти блока 14 и  вл ютс  соответственно массой порошка, истекшего за врем  tg и массой порошка, занимающего объем V. Далее в блоке 14 к реализованному

программно счетчику циклов прибавл етс  единица и анализируетс  содержимое этого счетчика. Если содержимое меньше некоторой константы (например, равной 5), блок 14 вновь отрабатывает весь цикл измерений,

начина  с выработки сигнала S& (фиг.З).

Проделав необходимое количество циклов измерений, блок 14 переходит к обработке результатов измерений и их выводу на индикаторы 15 и 16. Последовательно вычисл ютс  средние значени  масс

Е ттп

m

Тср5

S mnn

n 5

и тпср --g-

tg

насыпна  плотность

ППтср

и полученные значени  Т и П

вывод тс  на индикаторы 15 и 16. Константы-времена 1з, te, tg хран тс  в  чейках пам ти блока 14 и выбираютс  из расчета необходимого количества исследуемого порошка , засыпаемого соответственно в воронку 3, воронку 7 и мерную емкость 10с учетом размеров выходных отверстий воронок 1, 4 и 7.

Конструкцию воронки 7 целесообразно выбрать в соответствии с международным стандартом. При этом врем  tg выбираетс  примерно равным 40 с, а мерна  емкость 10 в каждом цикле измерений должна заполн тьс  примерно на 90% от своего объема V. В соответствии с этими услови ми определ етс  величина V. При повторном включении в этом же цикле привода 9 порошок досыпаетс  в течение 0,3 tg в мерную емкость 10, котора  сказываетс  с избытком заполнена порошком. При возвращении в исходное положение кольцеобразного средства 11 последнее сдвигает излишек порошка, который ссыпаетс  вниз, однако конструкци  мерной емкости 10 и весового блока 13 обеспечивает отсутствие частиц порошка на чувствительном элементе 20.

Величины времен tie , tie, соответствующие сигналам Sis и Sis, определ ютс  особенност ми конструкции привода 18, в качестве которого может быть использован шаговый двигатель.

Врем  te должно быть таким, чтобы количество порошка, попадающего в каждом цикле в воронку 7, соответствовало бы объему 1,2-V, где V-внутренний объем мерной емкости 10.

Врем  ts зависит от количества циклов измерений п и соответствует объему порошка , равному 1,2- V п.

Дл  того, чтобы расширить диапазоны измерени  текучести и насыпной плотности порошков, необходимо иметь возможность коррекции величин времен ta, te, tg (учитыва  то, что внутренний объём V мерной емкости 10  вл етс  посто нной величиной).

С этой целью устройство может быть снабжено пультом 19 управлени , с которого перед началом измерений пользователем производитс  ввод соответствующих констант в блок 14. Принима  во внимание жесткую ,св зь величин ts, te и tg, достаточно ввести закон этой св зи в пам ть блока 14 и ограничитьс  возможностью коррекции одной величины.

Дл  расширени  функциональных возможностей путем увеличени  количества видов порошков, параметры которых могут быть измерены, устройство может быть

снабжено набором сменных воронок 7 с выходными отверсти ми различного диаметра . В устройстве также может быть предусмотрен жестко соединенный с воронкой 7 вибратор 21, привод которого включаетс  сигналом Sg (т.е. работает в то врем , пока затвор 8 открыт).

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Claims (3)

1.Устройство дл  измерени  текучести и насыпной плотности порошковых материалов , содержащее мерную емкость с механизмом ее опорожнени  и весовым блоком, средство фиксации объема насыпаемой в мерную емкость дозы, воронку с калиброванным выходным отверстием, индикатор текучести и индикатор плотности, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности процесса измерений, оно дополнительно содержит блок управлени  процессом измерений, N дополнительных воронок, где N 1, кажда  из которых содержит привод ее затвора, имеет калиброванное выходное отверстие и расположена одна под другой, воронка с калиброванным

выходным отверстием снабжена затвором с приводом и расположена под нижней из N дополнительных воронок и над мерной емкостью , причем средство фиксации объема насыпаемой в мерную емкость дозы выполнено в виде скребка с приводом с возможностью перемещени  по верхней кромке мерной емкости, входы индикаторов текучести и насыпной плотности, как и входы приводов средства фиксации объема

насыпаемой в мерную емкость дозы и затворов воронки с калиброванным выходным отверстием и N дополнительных воронок подключены к соответствующим выходам блока управлени  процессом измерений, к

одному из входов которого подключен выход весового блока, выполненного в виде электронных весов.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что оно снабжено пультом управлени  временем открыти  затворов воронок, выход которого подключен к одному из входов блока управлени  процессом измерений .

3.Устройство по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с   тем, что на воронке с калиброванным выходным отверстием установлен вибратор , вход привода которого подключен к входу привода затвора этой воронки.