Устройство для измерения заряда частиц порошкового материала

Устройство для измерения заряда частиц порошкового материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < >ио4оо2

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социааистическик

Республик (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 06.07.81 (21) 3313576/18-21 {51)М. Кл.

3 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

6 01 Р 19/24

Гев даретввквй комитет

СССР

{53) УДК621.317..7 (088.8) Опубликовано 15.03.83. Бюллетень М10

Дата опубликования описания 15.03.83 вв делен кзеврвтевкк и еткрь тий ., .Научно-исследовательский институт электронно-ионной технологйи-= --:: (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЗАРЯДА ЧАСТИЦ ПОРОШКОВОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электрогазоочнстке, химической промышленности и электронно-ионной технологин для нэмерення величины заряда частиц порошковот о матернала.

Известно устройство для измерения заряда частил порошкового матернала, содержащее рабочую камеру иэ днэлектрического материала, внутри которой, 1о установлены электроды, узел отсеса, соединенный с рабочей камерой, на прогнвоположном конце которой размещен наконечник с отверстием для введмтня частиц исследуемого порошково-

: го материала, и симметричный двухпопярный преобразователь высокого напряжения, прн этом электроды azmonпены в ыае съемных пластин, подключенных к разнонменным полюсам упомя 20 нутого симметричного двухпопярного преобразователя 1 ) .

Недостатком этого устройства является непригодность его для иэме2 рення заряда частиц с удельным объем ным сопротнвпенйем менее 10 Ом. м нз-за перераспределения заряда прн контакте частицы с поверхностью высоковольтного электрода.

Наиболее блйзкнм к предлагаемому изобретению является устройство для измерения заряда частиц порошкового материала, содержащее рабочую камеру из диэлектрического материала, внут ри которой установлены снабженные диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы, соединенный е рабочей камерой, на протнвопойожном конце которой размещен наконечник с отверстием для введения, частил исследуемого порошкового материала; н симметричный двухполярный преобразователь высокого напряжения, к раз нонменным полюсам которого подключе ны упомянутые электроды, при этом в рабочей камере .за электродамн по ходу движения частиц размещен диэлект рнческнй вкладыш таким образом, что

Ю

3 100 он делит эту часть камеры на два канала, на выходе иэ которых смонтирова ны связанные с регистрирующим при-! бором измерительные электроды в wде съемных металлических пластин, взаимодействующих с постоянными магнитами E2a .

Однако применение данного устройства ограничено измерением заряда ферромагнитных частиц. Кроме тогО, для измерения заряда с помощью этсьго устройства необходимо после 5-15 с работы его отключить, извлечь взаимодействующие с постоянными магнитами металлические пластины с налипшим на ннх слоем порошка и. взвесить. И:-ь-за этого известное устройство не может быть ЙЬпользовано для получения непрерывной информации об измерении заряда частиц в ходе технологического процесса, например электронанесе- ния, электрогазоочистки и т.п.

Бель изобретения — обеспечение возможности заряда частиц независимо от их электрического сопротивления и получение непрерывной информации о результате измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения заряда частиц порошкового материала, содержащем рабочую камеру из диэлектрическо» го материала, внутри которой установлены снабженные диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы, соединенный с рабочей камерой, на противоположном конце которой разме щен наконечник с отверстием для введения частиц исследуемого порошкового материала, при этом в рабочей камере за электродами по ходу движения частиц размещен диэлектрический вкладыш таким образом, что он делит эту часть камеры на два канала, на выходе из которых смонтированы измерительные электроды, связанные с регистрирующим прибором, измерительные электроды выполнены в виде уста» новленных с зазором относительно стенок каналов металлических цилиндров, смонтированных с воэможностью вращения вокруг своей оси и снабженных приводом, а узел отсоса снабжен mes» хами, контактируюшими с поверхностью упомянутых цилиндров по всей их gmне со стороны узла отсоса, при этом .в каналах размещены датчики плотности потока частиц, соединенных с упомянутым регистрирующим прибором, например шлейфовым осциллографом.

4902 4

Йелесообразно датчики плотности выполнить емкостными.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез ББ на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 иэ диэлектрического материала, который с одного конца имеет наконечник 2

1ф .для забора пробы, а с другого — узел)

3 отсоса в виде пылесоса (не показан), подключенного к внешнему источнику питании. Внутри корпуса размещена рабочая камера 4, имеющая со стороны

13 узла 3 отсоса два канала 5 и 6 прямоугопьного сечения, образованных вкладышем 7, и симметричный двухпс лярный преобразователь 8. На противоположных стенках рабочей камеры 4 смон20,тированы подключенные к разноименным полюсам преобразователя 8 высоковольтные электроды 9 и 10, изолированные от рабочей полости камеры полым диэлектрическим вкладышем 1 1.

33 На выходе иэ каналов 5 и 6 размещены измерительные электроды в виде установленных с зазором .относительно стенок каналов металлических цилиндров

12 и 13, электрически связанных через

30 штеккеры 14 и 15 со шлейфовым осшн лографом 16. При этом металлические цилиндры смонтированы с возможностью вращения вокруг своей оси, ле.кашей по продольной оси симметрии поперечного сечения каналов 5 и 6, и соединены посредством зубчатой передачи

17 с электродвигателем 18. Со стороны узла 3 отсоса размещены контактирующие с поверхностью металличаских цилиндров 12 и 13 по всей их длине волосяные щетки 19 и 20, закрепленные на перфорированном основании 21 и 22.

В стенках каналов 5 и 6 эаподлицо

2 с ними размещены пластины 23 - 26 датчикОв плотнОсти IIOTOKB ем костного типа, которые через штеккеры 27 и 28 и преобразователь сигналов 29 электрически связаны с упомянутыми шлейфовым осщшлографом 16.

Устройство работает следующим образом.

Включают привод узла 3 отсоса и электродвигатеш 18, связанные с последним металлические цилиндры 12 и

13 начинают вращаться. Одновременно запускают преобразователь 8, вырабатывающий напряжение порядка 2 кВ.

Это напряжение подается на высокоCU

Ч =—

foal

5 1004 вольтные электроды 9 и 10, в результате чего внутри рабочей камеры 4 возникает сильное электрическое поле.

Затем наконечник 2 вводят в исследуемую среду, состоящую из частиц порошкового материала, находящегося, например в состоянии псевдоожижения.

Частицы порошка вследствие разряже нии попадают в рабочую камеру 4, где под действием электрического поля

10 сепарируются по знаку заряда и увлекаемые потоком воздуха попадают в соответствующий канал 5 или 6. При этом благодаря наличию изоляционного покрытия на электродах 9 и 10 осаж- 1 дение на них частиц практически ггоггностью исключается. На выходе из каналов 5 и 6 на пути частиц оказывакл ся измерительные электроды, роль которых выполняют вращающиеся металли- 20 ческие цилиндры 12 и 13, связанные с осшяшографом 16. Нри взаимодействии с заряженными частицами на указанных цилиндрах наводится потенциал, регистрируемый осциллографом. При этом, если 25 исследуется среда с .диэлектрическими частицами,. последние при контакте с поверхностью металлических цилиндров осаждаются на ней и удерживаются за счет сил зеркального отображения, за- 3а тем при вращении щшиндров частицы снимаются волосяными щетками 19"-и 20 и выносятся с потоком воздуха в узел

3 отсоса. Проводящие же частицы после контакта с цилиндрами либо опадают немедленно (сравнительно крупные час; типы) и выносятся с воздухом через зазор между стенками каналов и поверхностью цилиндров, либо удерживаются на ней за счет молекулярных сил и затем снимаются щетками 19 и 20 и также уносятся с потоком воздуха в узел 3 отсоса.

До контакта с измерительными электродами, двигаясь в их направлении по каналам 5 и 6, частицы оказываются между пластинами 23 - 26 датчиков плотности потока, являющихся собственно обкладками конденсатора, и вызывают изменение электрической емкости

М последнего, обусловленное соответствующим изменением диэлектрической проницаемости среды. Изменение емкости находится в прямой пропорциональной зависимости от плотности потока. Данное изменение электрической емкости преобразуется посредством мостовой схемы преобразователя сигналов 29 в эквивалентное напряжение, которое

902 d поступает на один из входов шлейфового осциллографа 16, таким образом обеспечивается возможность измерения массового расхода, т.е. определения массы порошкового материала, проходящего через сечение каждого из каналов)

5 и 6 и осаждающегося на поверхности металлических цилиндров 12 и 13 в единицу времени, например в секунду.

При угловой скорости вращения цилинд ров 12 и 13, составляющей один обо рот в секунду., обеспечивается возможность регистрации потенциала, наведенного на них данным, измеренным с по мощью датчиков плотности потока, массовым расходом порошкового материала.

B результате на осциллограмме по лучаются две пары графиков, соответствующих массовому расходу и потенциалу отрицательно и положительно заряженных частиц порошкового материала.

Определение заряда производится р соответствии с формулой где О - наведенный потенцИал, В; т — массовый расход порошкового материала, r;

С - емкость измерительной систе мы.

Предложенное устройство для измерения заряда частиц порошкового матерна ла позволяет измерить дифференциальный среднемассовый заряд частиц независимо от значения их объемного или поверхностного сопротивления. Измерение может производиться непрерывно, а результаты измерений имеют графическую форму. Зго позволяет производить эффективный контроль за ходом технологических процессов: электронанесения, элжтрогазоочистки, электросепарации и. др. и оперативно реагировать на опасное накопление зарядов статического электричества в объеме того или иного аппарата.

Применение устройства в исследовательских целях, например при изучении процессов псевдоожижения и электрораспыления позволяет сократить продолжительность измерений и полнее исследовать влияние ряда факторов на характер заряжения порошковых материалов, Формула изобретения

1. Устройство для измерения заряда частиц порошкового материала, содержа7 10049 щее рабочую камеру из диэлектрическо-

I ro материала, внутри которой установлены снабженые диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы, соединенный с рабочей, камерой, на S противоположном конце которой размещен наконечник с отверстием для введения частиц исследуемого порошкового материала, при этом в рабочей камере за электродами по ходу движения частиц размещен диэлектрический вкладыш таким образом, что он делит эту часть камеры на два канала, на выходе из которых смонтированы измерительные электроды, связанные с регистрирую-iS щим прибором, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения заряда частиц независимо от их электрического сопротивления и получения непрерывной информации о результате измерения, измерительные электроды выполнены в виде установ02 8 ленных с зазором относительно стенок каналов металлических цилиндров, смонтированных с возможностью вращения вокруг своей оси и снабженнйх приво» дом,а узел orcoca снабжен щетками,контактирующими с поверхностью упомянутых цилиндров по всей их длине,при этом в кана лах размещены датчики плотности потока частиц, соединенные с упомянутым регистрирующим прибором, например шлейфовым ос» циллографом.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что датчики плотности потока выполнены емкостнымн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 657372, кл. 4 01 R 29/24, 1 3. 07.. 77.

2. Авторское свидетельство СССР по зачвке №. 2914278/21, кл. Q 01 Р 29/24, 16.04,80.

1004 902 г.7

Составитель: Т. Деремейкина

Редактор H. Воловик Техред С. Мигунова Корректор И. Шулла

Заказ 1876/57 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4