Спосіб визначення фізико-хімічних властивостей сипких матеріалів

Спосіб визначення фізико-хімічних властивостей сипких матеріалів, який заснований на ущільненні матеріалу у ємнісному датчику з вертикально розташованими електродами і вимірюванні його електричних параметрів, за якими судять про фізико-хімічні властивості матеріалу, який відрізняється тим, що ущільнення матеріалу відбувається за допомогою одночасної дії на матеріал у датчику вібрації і зусилля ущільнювального штоку. (19) (21) 97125813 (22) 04.12.1997 (24) 15.11.2000 (33) UA (46) 15.11.2000, Бюл. № 6, 2000 р. (72) Кочмола Микола Максимович, Ярошенко Іван Федорович, Гієнко Микола Юхимович (73) СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 30007 В основу винаходу поставлена задача розробити такий спосіб визначення фізико-хімічних властивостей сипких матеріалів, у якому при новому підході до вирішення проблеми підвищується точність разових аналізів. Поставлена задача досягається тим, що у способі для визначення фізико-хімічних властивостей сипких матеріалів, який заснований на ущільненні матеріалу у ємнісному датчику з вертикально розташованими електродами, вимірюванні його електричних параметрів, за якими судять про фізикохімічні властивості матеріалу, ущільнення матеріалу у ємнісному датчику відбувається за допомогою одночасної дії на матеріал у датчику вібрації і зусилля ущільнюючого штоку. У жодному з відомих способів для визначення фізико-хімічних властивостей сипких матеріалів не використовується одночасно або послідовно ущільнення проби за допомогою вібрації і зусилля ущільнюючого штока, що забезпечує винаходу критерій "Істотні відміни", а наявне при цьому місце підвищення точності визначення - наявність признака "позитивний ефект". На фігурі показана схема пристрою для здійснення способу по визначенню фізико-хімічних властивостей сипких матеріалів. Пристрій складається з датчика 1, віброущільнювача 2, ущільнюючого штока 3 з вагою, відкидного диску 4 з приводом 5, вимірювального блоку 6, який сполучено з корпусом датчика 1 і центральним електродом 7. Спосіб полягає у слідуючому. Досліджуюча сипуча проба засипається у датчик 1 до установленого рівня. Потім у нього вводять ущільнюючий шток 3 з вагою. Включають у роботу віброущільнювач 2. Під дією вібрації матеріал у датчику 1 ущільнюється до моменту, коли у його нижній частині досягається задана щільність проби, після чого віброущільнювач відключають. Момент досягнення заданої щільності проб у нижній частині матеріалу визначається тривалістю інтервалу роботи віброущільнювача 2 при ущільненні, яка встановлена попередньо експериментальним шляхом для кожного виду досліджуваної проби, або за досягненням стабільного значення ємності датчика з пробою при неперервному його виміру у ході віброущільнювання. Для ущільнення проби у верхній частині датчика 1 до заданої величини щільності застосовується ущільнюючий шток 3 з вагою, при цьому щільність проби у верхній частині і нижній частині датчика 1 стає однаковою, чим досягається підвищення рівномірності об'ємної щільності проби у вимірювальній полості ємнісного датчика 1. Після цього витягують з датчика 1 шток 3 і проводять вимір електричних параметрів датчика з пробою 1 за якими роблять висновок про фізикохімічні властивості проби. Вимір параметрів ведуть за допомогою вимірювального блоку 6, за командою якого після виміру включається послідовно привід 5 і віброущільнювач 2. При цьому відкривається днище 4 і під дією сил тяги і вібрації віброущільнювача 2 проба залишає датчик 1. Після повної очистки датчика 1 від проби віброущільнювач 2 і привід 5 відключають, при цьому днище 4 закривається. Поряд з підвищенням рівномірності об'ємної щільності матеріалу у датчику 1 використанням ущільнюючого штока 3 після ущільнення вібрацією усувається утворений при віброущільненні зазор між електродами 1 пробою. Відсутність зазору між електродами і пробою і підвищення рівномірності об'ємної щільності проби у датчику при виміру його електричних параметрів сприяють у свою чергу підвищенню точності вимірів. Приклади здійснення пропонованого способу визначення фізико-хімічних властивостей сипких матеріалів. 1. Визначення вологості піску. Проаналізовано 30 проб піску з вологістю від 2 до 10%, визначену стандартним способом. Кожну з проб піску засипали у датчик 1 при закритому днищу 4. Потім вводили у нього ущільнюючий шток 3, включали віброущільнювач 2 і вимірювальний блок 6 у роботу. У ході ущільнення виміряли ємність датчика 1 з пробою. При досягненні стабільності показників вимірювального блоку 6 віброущільнення зупиняли. Після закінчення ущільнення проби у датчику 1, шток 3 витягали з датчика 1, виконували вимір ємності датчика з пробою за допомогою вимірювального блоку 6. За виміряною величиною ємності і за раніше встановленою залежністю ємності від вологості піску визначали вологість кожної проби піску. За одержаними результатами визначень вологості пропонованим способом і стандартним методом визначали точність вимірів вологості, яка виявилася рівною 0,72%. Ці ж проби використовували для визначення точності відомими способами, у яких використовувались ущільнення тільки за допомогою вібрації або тільки зусилля ущільнюючого штоку. При цьому у першому випадку точність вимірювань виявилася рівною 0,89%, а у др угому випадку 0,81 %абс. Отже, використанням пропонованого способу для виміру вологості піску у інтервалі від 2 до 10% досягається підвищення точності на 0,09-0,12% абс. у порівнянні з відомими способами виміру вологості сипких матеріалів. 2. Визначення вмісту вуглецю у золі винесення пиловугільних котлоагрегатів. Відібрано 30 проб золи винесення пиловугільних котлоагрегатів Біловської ГРЕС з містом вуглецю від 1,5% до 9%, які визначені стандартним способом. Кожну з проб золи засипали у датчик 1 при закритому днищу 4. Потім у датчик вводили ущільнювальний шток 3 з вагою. Після чого зразу ж включали віброущільнювач 2 у роботу і по ходу ущільнення золи неперервно виміряли ємність датчика 1 за допомогою вимірювального блоку 6. При досягненні стабільності показників ємності віброущільнення зупиняли, а по знайденому значенню ємності і встановленою експериментально залежністю ємності від вмісту вуглецю у золі визначали вміст вуглецю у кожній пробі. За одержаними результатами визначали точність визначень вуглецю у золі пропонованим способом, яка виявилася рівною 0,46% абс. Ці ж проби золи використовували для визначення точності визначень вуглецю у золі відомими способами, у яких використовують при ущільненні золи тільки вібрацію або тільки зусилля ущільнюючого штоку, при цьому точність визначень вияви 2 30007 лася рівною у першому випадку - 0,61% абс, а у другому - 0,52% абс. Отож, застосування пропонованого способу дозволяє підвищити точність визначень вмісту вуглецю у золі винесення пиловугільних котлоагрегатів у інтервалі вмісту вуглецю від 1,5% до 9% на 0,06-0,15%. При цьому досягнуто скорочення тривалості визначень на 10 с за рахунок одночасної дії вібрації і зусилля ущільнювального штоку на пробу при ущільненні, а також скорочення трива лості розгрузки золи після вимірювань ємності за рахунок відсутності конічної внутрішньої поверхні зовнішнього електроду датчика, яка обов'язкова для датчиків з віброущільнювачем золи (сухих матеріалів). Таким чином, використання пропонованого способу визначення фізико-хімічних властивостей сипких матеріалів забезпечує підвищення точності вимірювань, а у конкретних випадках - скорочення тривалості вимірювань. Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3