Устройство для измерения гранулометрического состава дисперсных материалов

Устройство для измерения гранулометрического состава дисперсных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

i» 646804

Слита Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ3 (61) Дополнительттое и авт. свид-ву— (51) Ч. Кл,а

С 01 N 15/02

Ci 01 Х 15/04 (22) Заявлено 15.04.77 (21) 2476647/18-25 с присоединением заявктт М—

Государственный комитет (23) Приоритет—

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.06.82. Гэто:тлстсттт, . "е 24

Jla i ii оп блттков Innn опттса:тпя 30.06.82 (53) УДК 539.215.4 (088.8) (72) Авторы изобретения И. И. К)эейндлин, Л. В. Матвеев, В. К. Рыжиков, А. И, Жаворонко, А. В, Костюченко, Я. И. Хавкин, Ю. А. Рыжих и В. С. Сухотин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ni — — п0ехр (— ACi), 30

Изобретение относится к области седиментационного анализа и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, в которых осуществ.ляется измельчепие материалов или применяются порошкообразные вещества.

Известно устройство для измерения грапулометрического состава дисперсных материалов И), содержащее источник и детектор ионизирующего излучения, устаповленттые па седиментационной емкости, и регистратор.

Принцип работы основан на измерении изменения плотности суспензии в процессе седиментации твердой фазы пульпы. Однако у этого прибора отсутствует возможность использования его для измерения гранулометрнческого состава дисперсных материалов в потоке.

Известно устройство, состоящее из гидравлического классификатора (2), выполнснiiîãî в виде гидроциклона, источника и детектора ионизирующего излучения, устаттовлепных в верхней камере гидроциклопа и регистратора. Принцип работы анализатора основан на разделении прп помощи гидроциклона суспензированного дисперсного материала на определенные классы крупности и последующем измерении плотности или концентрации суспензии, содер2 жащей частицы заданного размера. Однако данное устройство не позволяет установить его непосредственно в технологическом потоке.

Известно устройство для измерения грапулометрического состава дисперсных материалов в потоке (3), содержащее гидравлический классификатор, выполненный в виде спиральной трубки, источник и детекта тор ионизирующего излучения, систему перемещения источника и детектора, Принцип раооты устройства состоит в следующем.

Пульпа проходит через одновитковую тб спираль. Центробежная сила вызывает расслоение частиц по крупности, приводятцее к увеличению концентрации твердого вблизи внешней стенки трубки н сниженшо концентрации твердой фазы вблизи внутQQ реиней стенки. Источпттк и детектор ионизирующего излучения прп помощи системы перемещения последовательно устанавливаются на входе спирали и вблизи внешней стенки на выходе спирали;

25 Сттгттатт на выхоДе ДетектоРа пт, Установленного на входе классификатора, следующим образом зависит от концентрации твердой фазы в пульпе:

646804 где по-- сигнал на выходе детектора при отсутствии твердой фазы в пульпе;

А — коэффициент пропорциональности;

Ci — весовая концентрация твердой фазы в пульпе на входе спирали.

При небольших изменениях концентрации твердой фазы можно записать выражение (1) в 7ннейном приближениIT:

TTI = np — ACIT7p (2)

Аналогично выражению (2) для случая установки источника и детектора ионизирующего излучения вблизи внешней степки на выходе спирали при условии одинаковой геометрии измерений, можно записать уравнение для сигнала на выходе детектора п .

I7g = Ilp — 17оАСь (3) где С вЂ” весовая концентрация твердой фазы в пульпе вблизи внешней стенки на выходе спирали.

При постоянном режиме работы (давление и расход пульпы) на выходе спирали происходит разделение фазы по крупности по высоте выходной трубки спирали. Таким образом, решая уравнения (2) и (3) относительно величин CI и С2 и вычислив

С. отношение —, получим величину относис, тельно весового содержания частиц определенного класса крупности.

Недостатком описанного устройства является сложность поддержания постоянного давления, требуемого для обеспечения необходимой скорости поступления пульпы на вход спирали. (Напорный бак устанавливается на высоте около 10 м над спиралью). Кроме того, с помощью такого устройства для конкретной спирали можно измерить гранулометрический состав твердой фазы только одной определенной крупности, так кaT размер граничного зерна зависит от геометрических размеров спирали. Наличие системы перемещения ввиду сложности обеспечения идентичности установки источника п детектора уменьшает точность измерений гранулометрического состава. Недостатком прототипа является также относительно сложная электродная система обработки данных.

Целью изобретения является повышение точности измерений гранулометрического состава дисперсных материалов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения гранулометрического состава дисперсных материалов гидравлический классификатор выполнен в виде разделительного столбика, при этом в устройство введены дополнительные источник и детектор ионизирующего излучения, три вентильных устройства, две реверспвные пересчетные схемы и генератор, причем дополнптельпыс источники и детектор

З0

65 у станов.7епы па верхнем выходе разделительного столбика, выход первого детектора через первое вентильное устройство соединен с входом вычитания первой реверсивной пересчетной схемы, выход дополнительного детектора через второе вентильнос устройство соединен с входом вычитания второй реверсивной пересчетной схемы, выход генератора через третье вентильное устройство подключен к входам сложения обоих реверснв ых пересчетных схем, а выход первой реверсивной пересчетной схемы соединен с управляющими закрывающими входами трех вентильпых устройств.

На чертеже изображена структу рная схема устройства для измерения гранулометрического состава дисперсных матерпачов.

Устройство содержит следующие основные узлы: гидравлический классификатор

1, первый 2 и второй 3 источники ионизирующего излучения, первый 4 и второй 5 детекторы ионизирующего излучения, первое 6, второе 7 и третье 8 вентнльные устройства, первую 9 и вторую 10 реверсивные пересчетные схемы, генератор 11. Пульпа поступает на вход гидравлического классификатора 1 и разделяется в нем на два потока: верхний и нижний. Скорость движения верхнего потока выбирается равной скорости падения частицы дисперсного материала граничного размера. Таким образом, в верхнем потоке пульпы будут содержаться преимущественно частицы дисперспого материала размерами меньше граничного.

Детектор 4 регистрирует поток ионизирующего излучения от источника 2 и имеет на выходе сигнал в виде последовательности импульсов, зависящий от концентрации дисперсного материала в пульпе, в соответствии с выражением (2). Детектор 5 регистрирует поток ионизирующего излучения от источника 3 и имеет на выходе Сигнал в виде последовательности импульсов, зависящий от концентрации дисперсного материала с размерами преимущественно меньше граничного, в соответствии с выражением (3).

В исходном состоянии вентильные устройства 6, 7, 8 закрыты. По сигналу

«Пуск» вентильные устройства открываются. Импульсы от детектора 4 через вентильное устройство 6 поступают на вход вычитания реверсивной пересчетной схемы 9.

На вход сложения реверсивной пересчетной схемы 9 через вентильное устройство 8 поступают импульсы с генератора 11. Импульсы от детектора 5 через вентильное устройство 7 поступают на вход вычитания реверсивной пересчетной схемы 10. На вход сложения реверсивной пересчетной схемы 10 через вентильпое устройство 8 поступают импульсы с генератора 11.

646804

10 (4) n,— n

У= (и„— n )t, лг и» М и,— л (6) 1 5

После заполнения реверсивной пересчетной схемы 9 на ее выходе появится сигнал, поступающий на закрывающие управляющHe. входы вентильных устройств 6, 7 и

8. Вентильные устройства закрываются.

Период времени 3 от начала измерений до момента появления сигнала на выходе реверсивной пересчетной схемы 9 определяются выражением где М вЂ” объем счета реверсивной пересчетной схемы 9; и„ вЂ” частота следования импульсов с генератора 11; и, — средняя частота следования импульсов с детектора 4. количество импульсов N, зарегистрированное реверсивной пересчетной схемой 10 за время t, определяется соотноше:ием где nq — средняя частота следования импульсов с детектора (5).

С учетом выражения (4) соотношение (3) принимает вид:

При соответствующем выборе геометрии измерении или частоты следования импульсов генератора можно обеспечить равенство np — — n„.

Тогда при подстановке выражений (2) и (3) в уравнение (6) получим,Ч= М (7) с, Из выражения (7) видно, что количество импульсов, зарегистрированное реверсивной пересчетной схемой 10, пропорционально значению относительно весового содержания дисперсного материала заданного класса крупности.

Таким образом данное устройство для измерений гранулометрического состава

25 зо

5Î

6 дисперсных материалов обеспечивает автоматическое измерение гранулометрического состава дисперсных материалов, имеет относительно простую электронную обработку результатов измерений, не содержит механических систем перемещения источника и детектора. Соответствующим выбором скорости потока пульпы устройство может быть настроено на контроль различных классов крупности дисперсных материалов.

Формула изобретения

Устройство для измерения гранулометрического состава дисперсных материалов, содержащее гидравлический классификатор, источник и детектор ионизирующего излучения, установленные на входе классификатора, отл нч а ющееся тем, что, с целью повышения точности измерений, гидравлический классификатор выполнен в виде разделительного столбика, при этом в устройство введены дополнительные источник и детектор ионизирующего излучения, три вентильных устройства, две реверсивные пересчетные схемы и генератор, причем дополнительные источники и детектор установлены на верхнем выходе разделительного столбика, выход первого детектора через первое вентильное устройство соединен с входом вычитания первой реверсивной пересчетной схемы, выход дополнительного детектора через второе вентильное устройство соединен с входом вычитания второй реверсивной пересчетной схемы, выход генератора через третье вентильное устройство подключен к входам сложения обоих реверсивных пересчетных схем, а выход первой реверсивной пересчетной схемы соединен с управляющими закрывающими входамп трех вентильных устройств.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. С. P. ross. Particle size analysis by

Gamma Ray Абзогр1соп Analytica! Cheп1istry vol 31, № 3, 1959, р. 337 — 339.

2. Экспресс-информация «Цветная металлургия» ¹ 47, 1974, реферат 362, с. 1 — 12.

3. Патент Великобритании № 1.137.394, кл. G 01 N 15/02.

646804

Составитель E. Маллер

Текред А. Каыышникова

Корректор H. Федорова

Редактор Н. Аристова

Изд, М 151 Тираж 7!9

БНИИПИ Государственного конптста СССР по дслагя изобрстспий п открыти11

113035, Москва, 5К-35, Раушская иаб., и. 4/5

Подписное

Заказ 4117

Загорская типография Упрполиграфнздата Мособлпсполкогяа