Способ анализа дисперсного состава порошков

Способ анализа дисперсного состава порошков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в порошковой металлургии, химической и других областях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона, повышение точности и сокращение времени анализа. Порошкообразный материал непрерывно разделяют по всему диапазону размеров частиц порошка, одновременно и разнонаправленно изменяя величину окружной и радиальной компонент скорости несущего потока в зоне разделения. Непрерывно регистрируют и дважды дифференцируют сигналы накопления масс крупной и мелкой фракции порошка, по которым определяют дисперсный состав. При этом в ходе процесса анализа граничные размеры изменяют линейно во времени. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

У1) G Oi М 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4645199/24-25 (22) 01.12.88 (46) 23.09.90. Бюл. Р 35 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики (72) В.К.Никульчиков, А.А.Колесников, А.Т.Росляк, Л.Н.Зятиков и A.Ê.Øèëüêo (53) 539;215.4 (088.8) (56) Ходаков Г.С. Основные методы дисперсного анализа порошков. — И.: Изд-во лит, по строительству, 1968, с.54-58;

Авторское свидетельство СССР

11 868481, кл. G 01 N 15/02, 1982. (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ЛИСЛЕРСНОГО СОС-.

ТАВА ПОРОШКОВ, (57) Изобретение может быть использовано в порошковой металлургии, хиИзобретение относится к технике анализа дисперсного состава порошков и может быть использовано в порошковой металлургии, химической и других отраслях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов.

Цель изобретения — расширение рабочего диапазона, повышение точности и сокращение времени анализа.

На чертеже приведены результаты анализа дисперсного состава порошкообразноro алюминия.

Кривая 1 отображает функцию накопления массы мелкой Фракции, кривая

2 — интегральная кривая распределения масси порошка по диаметрам частиц, а кривая 3 — дифференциальная кривая распределения.

„„Я0„„1594385 А 1 мической и других областях промышленности, связанных с переработкой порошкообразных материалов. Целью изобретения является расширение рабочего диапазона, повышение точности и сокращение времени анализа. Порошкообразный материал непрерывно разделяют по всему диапазону размеров частиц порошка, одновременно и разнонаправленно изменяя величину окружной и радиальной компонент скорости несущего потока в зоне разделения. Непрерывно регистрируют и дважды дифференцируют сигналы накопления масс . крупной и мелкой фракций порошка, по которым определяют дисперсный состав.

Лри этом в ходе процесса анализа граничные размеры изменяют линейно но времени. 1 ил.

Сущность способа заключается в следующем.

Порошкообразный материал, подлежащий анализу, подают в несущий поток воздуха и направляют в зону воздействия закрученным потоком. При разделении дисперсного материала в закрученном пылегазовом потоке на частицу диаметром 4 в зоне. разделения действует сила аэродинамического сопротивления в соответствии с законом Стокса:

Р = 37@/(Uq — V„), (1) где q — динамический коэффициент вязкости газа; ц у„ — радиальные компоненты скорости газа и частиц.

С другой стороны на эту же частицу вследствие ее вращения вокруг оси зоны разделения с окружной компонентноРь скорости 7 действует центробежная

4ф сил@

Vg

6 F4R mdKC

r(8 )йd, (4) О гр() производительность доза-. тора; значение граничного раз55 мера разделения в данный момент времени; максимальный размер частиц в порошке;

Ик б

-rpe -. площадь материала частицы:. il B к . - радиус, на котором вращает= ся частица.

При равенстве центробежной и аэродинамической сил частицы граничного размера движутея по равновесным траекториям и для них К>- = О. Для т.

15 мелких частиц окружную компоненту скорости частиц можно положить равной окружной компоненте скорости газа, т.е. V q= Uq. Приравнивания выражения (1) и (2) и проведя соответствующие

20 преобразования, получают для частиц граничного размера

Ur.Ê 18 q (3)

"rP U2 ) и 25 .- 1

При известных законах изменения U.„(t, и U () значения d . (! ) также изменя-. (гр ются по известному закону.

При необходимости„ закон изменения 8 (t) может быть задан предва- ЗО

Г рительно и выбран иэ любого класса непрерывных функций — линейньпЪ, квадратичный и т.д. Законы изменения U (t) U t) в этом случае определяУ ются из зависимости (3) „Несмотря на 35 то, что вариантов изменения U>(t), U (t) существует бесконечное множество, в каждом из них воспроизводится

If один и тот же закон изменения 8, () .

При стационарном режиме работы 4О дозатора, подающего исследуемьй материал в поток, и непрерывном изменении оборотов ротора сепаратора от минимальных до максимальных массу

45 материала, поступившего в бункер крупной фракции, можно определить из выражения

y(d ) — дифференциальная функция распределения порошка о размерам.

Дифференцируют выражение (4) по времени и получают

1 дм., J г(г)м, (5) (. ф„(Ц как Ц дэ = con»:, Таким образом, производя дифференцирование кривой накопления массы, можно получить интегральную кривую распределения порошка по размерам.

Продифференцировав выражение (4) дважды, получают дифференциальную кривую распределения порошка по размерам: акс

z(d) а Ф 4р(") (t)) — — ——

dt (6)

I(aK видно из выражений (5) и (6)

«ред<»ения с то ностью до постоя ных функция распределения порошка по размерам необходимо производительность питателя задавать постоянной, а закон изменения граничных размеров разделения задавать линейным. Б этом случае выполняется соотношение

const.

dt

Аналогично определяется дисперсный состав порошка двойным дифференцированием сигнала накопления массы мелкой фракции.

Способ осуществляется следующим образом.

Порошкообразный материал с постоянным расходом подают в несущий поток воздуха, За счет силы аэродинамического сопротивления частицы увлекаются потоком и поступают во вращающуюся зону разделения, где на них воздействует центробежная сила. При увеличении окружной компоненты скорости увеличивается центробежная сила, под . действием которой частицы крупнее граничного размера выде»яются в бунКер крупной фракции. Частицы цля которых аэродинамическая сила превьшиет центробежную силу, покидают зону разделения и осаждаются в приемнике мелкой фракции. При непрерывном увеличении

15 окружной компоненты скорости и умень-" шении радиальной компоненты (или наоборот) происходит непрерывное разделение порошкообраэного материала по всему диапазону граничных размеров. При этом обеспечивается разделение мелких частиц за счет уменьшечия сипы сопротивленчя в этой области размеров и высокая эффективность разделения в области крупных размеров.

Одновременно с разделением непрерывно регистрируют и дважды дифферен. цируют сигналы накопления масс крупной и мелкой фракций, по которым определяют дисперсный состав порошкообразного материала. При разделении порошка окружную компоненту скорости .увеличивают (например, увеличением закрутки вращающихся границ объема разделения), а радиальную компоненту скорости уменьшают во времени (изменением расхода воздуха или увеличением проходного сечения зоны) таким образом, что в ходе процесса разделения порошка граничные размеры разделения изменяются по линейному закону .во времени.

Способ анализа дисперсного состава порошков испытан с помощью устройства, которое содержит воздушноцентробежный классификатор (ВЦК), дозатор, циклон, воздуходувку. Весоизмеритель для определения кривой накопления массы мелкой фракции установлен в бункере циклона. Сигналы с весоизмерителя обрабатывают с помощью вторичного прибора, разработанного на основе, тензометрической станции.

Дифференцирующие блоки выполнены на трансформаторах. Регистрация кривой накопления мелкой фракции, интегральной и дефференциальной кривых разделения порошка осуществляется приборами Н 3386П, 4306.

94385 б

При проведении опытов разнонаправленное изменение окружной U+ и раг

: диальной Б компонент скорости несущей среды в зоне разделения ВЦК достигается программным изменением расхо, да воздуха Q и скоростью вращения ротора ВЦК . Скорость вращения ротора ВЦК изменяется от 500 до

1р 5000 об/мин, расход воздуха — от 40 до 10 и э/ч. Градуировочные характеристики ВЦК определяют с помощью ситоваго и микроскопического методов анализа.

15,. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я.

Способ анализа дисперсного саста} . °

: ва порошков, включающий классификацию порошков по размерам на отдельные фракции во вращающейся несущей среде

gp в поле действия противоположно направленных центробежной и аэродинамической сил, создаваемых за счет из1 менения величины окружной и радиальной компонент скорости несущего потока, и регистрацию параметра, с помощью которого определяют дисперсный состав, характеризующего количество выделенных крупных и мелких фракций относительно изменяющегося граничного размера, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона, повышения точности и сокращения времени анализа, порошкообразный материал непрерывно разделяют по всему диапазону размеров

35 частиц порошка, одновременно и разнонаправленно изменяя величину окружной и радиальной компонент скорости несущего потока в зоне разделения, непрерывно регистрируют и дважды диф4Р ференцируют сигналы накопления масс крупной и мелкой фракции порошка, по которым определяют дисперсный состав, при этом в ходе процесса анализа граничные размеры изменяют линейно

45 во времени, 1594385 и и юа ю &во

Составитель А.Петров

Редактор Н.Бобкова Техред N,Äèäûê Корректор N.Êó÷åðÿBàÿ

Заказ 2822 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1t3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101