Способ измерения плотности сыпучего материала

Способ измерения плотности сыпучего материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам измерения плотности сыпучего ма- , териала и может быть использовано, например, на предприятиях радиотехнической промышленности для контроля шихты при производстве керамических изделий. Цель изобретения - повьшге-- ние точности измерения плотности. Способ заключается в том, что сыпучий материал, предварительно подвергнутый вибрированию, в режиме виброкипения , пропускают с предварительно рассчитанным расходом через емкостный -датчик и определяют диэлектрическую проницаемость до и после введения проводящего порошка известной концентрации и по. величине и изменению диэлектрической проницаемости и известной плотности проводящего порошка судят о плотности сыпучего материала. 1 ил., I табл. (Л N9 -ч| ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (5ц 4 С 01 М 9/00

ВСЕС(1ВЗ* "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВВЬЛ е!. ; Н. .

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3850588/24-25 (22) 31,01,85 (46) 07.07.86. Бюл. В 25 (71) Институт технической теплофизики АН УССР и Опытное конструкторскотехнологическое бюро с экспериментальным производством теплофизического приборостроения Института технической теплофизики АН УССР (72) А.Н.Щербань, В.В.Платонов, А.В.Атамась, Б.Н.Барбышев, И.А.Звиргзде, М.Н.Евсеев и А.А.През (53) 532.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 754256, кл. G Ol N 9/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 641316, кл. G 01 N 9/00, 1976. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к способам измерения плотности сыпучего ма-, териала и может быть использовано, например, на предприятиях радиотехнической промышленности для контроля шихты при производстве керамических изделий. Цель изобретения — повыше" ние точности измерения плотности.

Способ заключается в том, что сыпучий материал, предварительно подвергнутый вибрированию,в режиме виброкипения, пропускают с предварительно рассчитанным расходом через емкостный датчик и определяют диэлектрическую проницаемость до и после введения проводящего порошка известной концентрации и по величине и изменению диэлектрической проницаемости и известной плотности проводящего порошка судят о плотности сыпучего материала. 1 ил., 1 табл.

1242754

С KQ/f, Изобретение относится к технике измерения плотности сыпучих материалов и может быть использовано на предприятиях радиотехнической промышленности, например, для контроля качества шихты при производстве керамических изделий.

Целью изобретения является повышение точности измерения плотности сыпучих материалов.

На чертеже изображено устройство для реализации способа.

Устройство. содержит бункер 1, накладные электроды 2 и 3, регистрирующий прибор 4, грибовидный стол 5 и вибратор 6.

Для реализации способа выполняют следующие операции: взвешивают сыпучий материал, загружают его в бун.кер и вибрируют в режиме виброкипения, перемешивая его частицы при расходе равном нулю. Приводят в виброожиженное состояние.

Пропускают сыпучий материал в виброожиженном состоянии через емкостный датчик при условии, что расход где С вЂ” расход, кг/с;

К = (0,5-1)10 — коэффициент, зависящий от дисперсности сыпучего материала, Н/м

Q — объем емкостного датчика, м;

f — частота виброколебаний частиц сыпучего материала, Гц, и измеряют диэлектрическую вязкость сыпучего материала.

Добавляют в интервале 5-15 мас.7 проводящего порошка в сыпучий материал, подбирая максимальный диаметр частиц порошка меньше половины среднего диаметра частиц сыпучего материала. Перемешивают сыпучий материал с добавкой проводящего порошка в режиме виброкипрния и расходе равном нулю. Повторно пропускают сыпучий материал в виброожиженном состоянии через емкостный датчик при расходе С > KQ/Å и измеряют диэлектрическую проницаемость Я сыпучего материала, содержащего проводящий порошок.

По известным диэлектрическим проницаемостям Е, и Е, и относительной. концентрации проводящего порошка определяют плотность сыпучего материала по формуле

d ° ) где (J — плотность сыпучего материа3. ла, кг/м б — кажущаяся (или материальная) плотность проводящего порошка кг/м

9. относительная массовая коими центрация проводящего порош-!

О ка в сыпучем материале;

Я и Я - относительные диэлектричес1 2 кие проницаемости сыпучего материала до и после введения проводящего порошка.

Чтобы увеличить приращение диэлектрической проницаемости, относительную массовую концентрацию выбира-. ют максимально. возможной в интервале 0,05-0,15 (5-15 Mac.. ), учитывающем плотность сыпучего .материала так, чтобы объемная концентрация не превышала 0,2 (когда избыток тонкодисперсного проводящего порошка начинает изменять объем измеряемого сыпучего материала). Для легких сыпучих материалов типа золы такой предел наступает при !57. проводящего порошка в золе, для тяжелых (типа окиси никеля) — при 5 Mac.X.

ЗО

Пример 1. Проводят измерение плотности речного песка со средним размером частиц 0,2 мм на емкостном датчике, состоящем из бункера в вице вертикальной кварцевой трубки

1 диаметром 20 мм и высотой 100 мм с накладными электродами 2 и 3 из медной фольги, подключенными к регистрирующему прибору 4 типа Р-589, и грибовидного стального столика 5, диаметром 24 мм с регулируемым посредством винтовой нарезки на его ножке зазором, а также вибратора 6, механически жестко связанного с трубкой 1 и столиком 5 с помощью кронштейна,. м

Вибратор 6 собирают на. микродвигателе ДПМ вЂ” 20 Н1-0,4, на валу которого с эксцентриситетным радиусом 10 мм закреплен дебалансный груз 1 г, жестко закрепленный на трубке 1 с валом, параллельным оси трубки. Такая конструкция вибратора обеспечивает во всем объеме по трубке 1 необходимый диапазон виброскоростей частиц золы от 5 (виброожи5>,æåííoå состояние с минимальной вяз2 костью) до 30 м/с (виброкипение сыпучего материала с перемешиванием частиц) при изменении напряжения

1242754 питания от 5 до 20 В переменного тока (50 Гц). Ориентировочное значение виброускорения частиц рассчитывают по формуле, измеряя частоту вращения двигателя

2 а = тпПд/м,,где о — виброускорение частиц, м/с

2. масса дебалансного груза, кг;

М вЂ” масса емкостного датчика, кг; — дебалансный радиус, м, > = 2ii — круговая. частота вращения двигателя, рад/с.

При упомянутых размерах элементов вибратора виброожиженное состояние с минимальной вязкостью (а = 5 м/с ) наблюдается при скорости вращения

300 рад/с, а виброкипение (а =

30 м/с ) — 735 рад/с.

Загруженный в бункер песок выдер— .живают в режиме виброкипения в течение 1 мин, переключают вибратор на режим, соответствующий виброожижен,ному состоянию песка, и открывают

,зазор h, чтобы он был больше удвоенного размера частиц песка (0,2 мм), но меньше половины радиуса, и равен

10 кг/с, что удовлетворяет условию (1).

Регистрирующий прибор 4 может быть проградуирован непосредственно в диэлектрических проницаемостях предварительным заполнением емкостного датчика жидкостями с известны— ми диэлектрическими проницаемостями (керосин, Я = 2,1 и т..д.) либо Е; рассчитывают по эмпирической формуле. Например, для предлагаемого емкостного датчика

Я = (7,4 С вЂ” 16)/(16 — С), (3) где С вЂ” емкость между электродами

2 и 3.

В качестве проводящего порошка используют кокс с кажущейся плотностью с! = 760 кг/с и максимальным диаметром частиц 0,1 мм.

По справочной насыпной плотности песка d = 1600-2200 кг/м оценива9 ют допустимую массовую концентрацию а„ = 0,2с1 /й(= 0,07-0,1, принимают значение d 0,05, гарантирующее т< чность измерений.

Результаты измерений и расчета плотности песка представлены в таблице.

Пример 2. Проводят измерение плотности золы уноса котлоагрегатов (насыпная плотность d

f — 1000 кг/м"). Средняя величина частиц 40 мкм. Поэтому в качестве проводящего порошка удобно использовать сажу, частицы которой меньше

5 мкм, а материальная плотность d =

2000 кг/и . Ориентировочный расчет

3 (0,2d /d1 = 0,2 2000/1000) позволя-ет применить концентрацию сажи

15 1мас — 0,15 °

Результат измерения плотности золы внесены в таблицу.

Из описания способа определения плотности сыпучего материала оч BBi1

20. но, что возможны разновидпос":-и при менения способа.

Например, зная плотность в гибро— ожиже ном состоянии какого-либо сыпучего материала, можно по нему определить плотность другого, даже не зная кажущейся (или материальной) плотности проводящего порошка, который в этом случае должен был ь один и тот же.

В качестве проводящего порошка

ЗО можно использовать градуированные и порошковые металлы. Например, в производстве пьезокерамики при приготовлении шихты титаната бария его модифицируют для улучшения диэлектрических свойств металлическим кобальтом 1 мас.Е, который в процессе обжига окисляется в окись кобальта.

Незначительная (меньше 5г доза проводящего порошка) вполне допустима, благодаря возрастанию чу..стьительности предлагаемого метода с ростом диэлектрической проницаемости шихты.

Таким образом, предлагаемый способ измерения плотности сыпучих материалов позволяет повысить точность измерения плотности сыпучего материала до 57., в то время как в известных способах величина плотности зависит от предыстории приготовления пробы и колеблется в пределах 151.

Формул а из о б р е т е н ия

Способ измерения плотности сыпу55 чего материала, включающий предварительное взвешивание материала и его вибрацию в режиме виброкипения, отличающийся тем. что, 75« тиц сыпучего материала, Гц, Т

Сыпучий материал проводящий порошок

С, пФ

C,пФ

d кг/м

sec средний размер частиц плотность размер частиц мм речной песок

4,98 6,69 — — 1900

0,05 1,89 3,6 кокс

760

0,1

0,2 мм сажа 5,06 5,85

0,005 2000 0,15 1,96 2,69 зола уноса

0,04 мм

В11ИИПИ Заказ 3691/38 Тираж 778

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 12«2 с целью повышения точности, сыпучии материал, приведенный в виброожиженное состояние, пропускают через емкостный датчик с расходом

< KQ/f, 5 где К = (0,5-10) ° 10 — коэффициент, э зависящий от дисперсности сыпучего материала, Н/м4. (— объем емкостного датчи— ка, м

f — частота вибро- 15 колебаний часи измеряют диэлектрическую проницаемость Е,, затем дббавляют в сыпучий материал проводящий порошок с относительной массовой концентрацией с1А, = 5-157, перемешивают смесь в режиме виброкипения, пропускают ее через емкостный датчик с тем же расходом, измеряют диэлектрическую проницаемость смеси E и определяют плотность сыпучего материла Д по формуле

3 с1 -1 э

d == — d (d — 1) (E -E ), кг/м о .мси с 1 2

d где д — кажушаяся (илиматериальная) плотность проводящего порошка, кг/м