Способ определения дисперсного состава материалов

Способ определения дисперсного состава материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сомз Советских

Социалистических

Республик

О Л И С А H И Е (п)980834

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCÊOМ СВИДатИЛЬСтВЮ

l ъ г (61) Дополнительное к зат. свид-ву (22) Заявлено 11.03.81(21) 3257701/22 03 (51)М. Кл.

В 03 В 13/02

В 03 С 9/00 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Гоеударствеииый комитет

СССР ио делан изебретеиий и втирктий

Опубликовано 15,12.82. Бюллетень И 46

Дата опубликования описания 17.1 2.82 (53) УД К 622.725

{ 088.8) (72) Автор изобретения

У. И. Иванов

Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕЙЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к определению дисперсного состава суспензий и может быть использовано при управлении устройствами для классификации в промышленности строительных материалов, переработке руд.

Известен способ определения диспероного состава основанный на измеренИи и анализе проводимостей частиц Г 1 3.

Недостатком способа является боль шая продолжительность анализа.

Известен способ определения диспероного состава материалов, включающий определение проводимости f2 j.

Недостатком известного способа явля15 ется длительность измерения ввиду необходимости пропускания большого чйсла . частиц через кювету.

Бель изобретения - ускорение опре» деления дисперсного состава материалов по граничному з ерну.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения дисперсного состава материалов, включающему определение проводимости, определяют проводимости частиц при напряжении гра ничном и пробойном для двойного влек трического слоя на частицах, определяют соотношение провддимостей частиц при граничном и пробойном напряжении и о дисперсном составе частип материала ииже и выше граничной крупности судят о величине, обратно пропорциональной най» денному соотношению проводимостей.

Способ основан на зависимости про» водимости суспензии от проводимости ие сущей средь1 и проводимости частиц вмеоте с граничной фаэой{т.е. мицелл).

Эффективная проводимость 2» опре деляется выражением

:е2» = 32 11 Яод-1) у где у - проводимость материала част1ь. цы. Обобщенная переменная K о2 Е 2 /11 где Е " U/I» - напряженность внешнего поля, с 2 - характерный размер частицы, 980634 различающиеся тем, что при низких напряжениях все частицы не пробиты, при высоких все пробиты. В промежуточной области часть частиц пробита, часть нет.

Чем больше доля частиц с размером больше 0 /Е, тем выше проводимость, следовательно, ток;при заданном напряжении в этой области, т.е. 381 7 362.

Принципиально этой зависимости доста10 точно для проведения измерений распределения размеров частиц.

Дальнейшие переходы принципиального значения не имеют и только способствуют повышению точности и упрощению поль15 зования.

Переход от напряжения с учетом постоянной ячейки к напряженности поля обеспечивает сравнимость данных с различных ячеек аналогично - переход от тока к

20 проводимости. Так же для удобства вводится дополнительное измерение при высоком напряжении (ЕПП) и пробитых частицах всех размеров, что обеспечивает автоматическое изменение масштаба при

25 изменении температуры, концентрации частиц и подобных параметров, т.е. независимость результатов измерения от информационных шумов.

Еще один переход вызывается удобЗо ством иметь управляющий сигнал, величина которого пропорциональна отклонению распределения частиц по размерам от заданного ГОСТ или ТУ.

Устройство работает следующим образом.

Подается напряжение с источника 1 через задатчик 2 на электроды 3, измеряется ток (напряжение 5 на эталонном сопротивлении 6) и напряжение 7 и, используя постоянную ячейки, определяется проводимость. Определение проводится два раза: при напряжении, соответствующей гяаничному зерну, и при превышающем его на порядок. Таким образом определяется доля частиц выше и ниже граничного зерна.

Основой измерения распределения частиц по размерам является измерение тока (напряжение 0 5 на эталонном сопротивлении 6) при заданном напряжении на межэлектродном промежутке U 7. При малых и высоких напряжениях две триви альные области постоянного наклона, 3

Vg - термодинамический потенциал частиц в данной несущей среде. Приведенные выражения отражают, то, что при малых напряженностях цоля вне;зависимости от проводимости материала частиц проводи мость мицелл определяется проводимостью граничной фазы на ней, что обычно ниже проводимости несущей среды.

С роатом напряженности внешнего тля

:н деструктурирование граничной ,фазы при падении внешнего потенциала (E0g) сравнимом с потенциалом, обу;словленным молекулярными силами (U ).

Туннельная проводимость в граничной фазе переходит в ионную (протонную), т.е. на несколько порядков выше. Интегральная проводимость мицеллы возраста ет.

Таким образом, частицы с размером

0 ) U / Е увеличивают проводимость суспензии, частйцы с размером 0>(0 /E уменьшают проводимость суспензйи. Г ри одном и том же внешнем напряжении пробиты частицы одного и того же размера

8 0 / Е, но доля их может быть различна, следовательно, различна проводимость суспензии при одинаковом напряжении в соответствии с долей частиц.

На чертеже показана блок-схема устройства для осуществления способа.

Устройство для определения диспероного состава включает источник напряжения 1, задатчик напряжения 2, электроды

3, размещенные в емокости 4 с измеряемой средой (пульпой, суспензией), измеритель напряжения 5 на калиброванном эталонной сопротивлении 6, измеритель напряжения на электродах 7.

Форма задания в ТУ обычна: частиц

35 размером более dM p,o H lo, или частиц размером менее dm не менее К о.

Рабочий цикл измерений включает следующие операции: коммутация заданного напряжения, запоминание тока и напряжения в ячейке, коммутация второго заданного напряжения в послепробойной облас ти, запоминание второй пары значений тока и напряжения, обработка результа45 тов (деление, умножение, вычитание, на хождение значения функции), выдачу управляющего сигнала.

В пусконаладочный период осуществ50 ляется подготовка измерительных блоков, т.е. выбор и задание контролируемых размеров частиц и соответствующих напряжений, программное обеспечение, т.е. алгоритмы обработки результатов первичных измерений и градуировочные функции.

Пульпа содержит 19,651 о определяемых частиц при 295 К и прокачивается через емкость объемом 2,73 10 4 м с рас ходом 1,16 - 10 м /с. Измерения про980834 6 т- HGIIDJIhaoBBHHH цифровых вольтметров непосредственно в коде). Своевременная корректировка процесса классификации позволяет увеличить извлечение и выход е-g товарного продукта на 2,6-2,8%. Ис пользование способа в лабораторной практике позволяет существенно (примерно в о- 14 раз) снизить трудоемкость анализа зернового состава.

5 водятся автоматическими цифровыми воль метрами, время измерения 48 с. Ниже приводятся результаты измерений пульпь с различающимися зерновыми составами частиц и постоянными остальными парам трами.

Пульпа содержит частиц крупнее

1,25 мм 81,1 . Первый замер на цифр вом вольтметре 5-3,08,на вольтметре 711,2;второй замер на вольтметре 5-48,62,> на вольтметре 7-1 26. Соотношение послепробойной проводимости к граничной

1,0585.

Пульпа содержит частиц крупнее 1,25лтм

62,4 Ь. Первый замер на вольтметре 5-.

3,67, на вольтметре 7-11,". ; второй замер на вольтметре 5-50,23, на воль метре 7-1 25,8. Соотношение послепро бойкой проводимости к граничной 1,2185.

В качестве градуировочных функций целесообразно использовать соотношение проводимостей минус единица или разность проводимостей, отнесенную к их сумме, Время определения зернового состава предлагаемым способом 48 с может быть 2S сокращено при автоматической коммутации. Время определения стандартным методом 26 мин, по прототипу 8 мин.

В каждом цикле определения зернового состава (корректировка режима классификации) оптимальный режим поддерживается на 7 мин, больше, чем при использовании предлагаемого способа и соответственно возрастает выход продукта.

Использование изобретения позволяет у существенно ускорить определение зер» нового состава и своевременно выдать данные в управляющую систему (цри

Формула изобретения

Способ определения дисперсного состава материалов, включающий определение проводимости, о т л и ч а ю щ и.йс я тем, что, с целью ускорения определения дисперсности состава материалов по граничному зерну, .определяют проводимости частиц при напряжении граничном и пробойном для двойного электрического слоя на частицах, определяют соотношение проводимостей частиц при граничном и пробойном напряжении и о дисперсном составе частиц материала ниже и выше граничной крупности судят йо величине ° обратно пропорциональной найденному соотношению проводимостей.

Источники информации, IlpHHHlbIe во внимание при экспертизе

1. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов, Л., "Химия, 1974, с. 279.

2. Авторское «свидетельство СССР

Ио 732014, кл. В .03 В 13/02, В 03IC 9/00,i (прототип).

980834

Составитель Р. Гладун

Редактор И. Митровка Техред М.Надь корректор О. Билак

Заказ 9545/10 Гираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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