Стенд для дослідження видимання і температури коміркової твердіючої суміші

Стенд для дослідження видимання і температури при розширенні коміркової твердіючої суміші, що містить корпус, місткість для розміщення досліджуваної суміші, рівнемір з визначником, вимірювач з реєстратором температури, який відріз 3 кість для розміщення випробуваної суміші, рівнемір з визначником, вимірювач з реєстратором температури, згідно корисної моделі, корпус виконано з органічного скла, в якому сформована місткість циліндричної форми зі встановленим в ній рівнеміром, виготовленим у вигляді поршня зі штоком, вільний кінець якого зв'язаний з визначником ступеня видимання з наступною можливістю його переміщення і фіксації в заданому положенні, має встановлену в місткість порожнисту опору з вільно розміщеною в ній термопарою, яка зв'язана з поршнем і можливістю їх одночасного переміщення, а також з перетворювачем напруження, з'єднаним послідовно з термопарою і реєструючим приладом. В запропонованій конструкції корисної моделі стенда для дослідження ступеня видимання і температури коміркової твердіючої суміші технічний результат досягається через нові конструктивні особливості, які полягають у тому, що в корпусі з блока органічного скла формують місткість циліндричної форми для розміщення випробуваної суміші з розміщенням в ній рівнеміра у вигляді поршня зі штоком, вільний кінець якого зв'язаний з визначником ступеня видимання з подальшою можливістю його переміщення і фіксації в заданному положенні, що має встановлену в місткості порожнисту опору з вільно розміщеною в ній термопарою, яка зв'язана з поршнем і одночасною можливістю їх переміщення, а також перетворювачем напруження, з'єднаним послідовно з термопарою і реєструючим приладом. Використання запропонованого стенда для дослідження видимання і температури коміркової твердіючої суміші дозволить підвищити ефективність і надійність роботи вимірювальної системи при достовірності не нижче 0,9 одержаних експериментальних даних і, як наслідок - підвищену точність, якість і обґрунтованість виконаних експериментальних досліджень. Суть корисної моделі представлена на кресленнях: Фіг.1 - принципова схема стенда; Фіг.2 розріз конструкції опори для кріплення і розміщення в ній вимірювача температури; Фіг.3 - загальний вигляд лабораторного стенда; Фіг.4 - типовий графік результатів експериментальних замірів впливу водотвердого відношення (В/Т) на коефіцієнт видимання поверхні від тривалості досліджуваного процеса; Фіг.5 - зовнішній вигляд структури випробуваної коміркової твердіючої суміші. На підготовленому в лабораторії майданчику розміщують основні вузли і прилади стенда для дослідження видимання і температури коміркової твердіючої суміші, що складається з корпуса (1) (Фіг.1), виготовленого з блока органічного скла, в якому формують місткість (2) циліндричної форми діаметром, рівним діаметру свердловини або шпура для розміщення твердіючої суміші (3). Потім для вивчення ступеня видимання твердіючої суміші (3) на поверхні її встановлюють рівнемір, виконаний у вигляді поршня (4) зі штоком (5), наприклад, з оргскла з подальшим личкуванням поверхні, діаметром dпopш=(0,95-0,98)dсв і висотою hпopш =(2-3)dсв, а шток (5) діаметром dшток=(0,30,5)dпopш і довжиною, рівною 0,5hпол, де: dпopш - діа 61094 4 метр поршня; dсв - діаметр, наприклад, свердловини чи шпура; hпopш - висота поршня; dшток - діаметр штока; hпол - глибина порожнини; вільний кінець якого зв'язаний з повзунковим механізмом (6) визначником ступеня видимання, наприклад, індикатор годинниковий, типу ИЧ-10 (7) з точністю вимірювань, рівною 0,01 мм, закріпленого на кронштейні (8) в корпусі (1) місткості (2) стопорним гвинтом (9) з можливістю переміщення і фіксації його в заданому положенні залежно від положення штока (5) рівнеміра. Для вимірювання температури суміші (3) в процесі її видимання використовують термопару (10) (див. Фіг.1; Фіг.2), закріплену в торцевій частині порожнистої опори (11), вільно пересуваються вздовж внутрішньої поверхні її (12) екранованого кабеля (13) і термопари (10), холодний кінець якої ввімкнено в електричну мережу перетворювача напруги, наприклад, типу ПА-1 (14). На зовнішній поверхні порожнистої опори (11) виконані поздовжні проточування (15), що співпадають з напрямком її осьових ліній (16) глибиною, рівною 0,5dкулі, де: dкулі - діаметр кулі. Підготовлену порожнисту опору (11) з термопарою (10) встановлюють в поздовжній отвір (17) з розрізом (18), сформованої на контакті робочої поверхні місткості (2) з твердіючою сумішшю (3) на всю її глибину, внутрішня поверхня якої обладнана проточуваннями (19) глибиною, рівною 0,5dкулі. Поздовжнє положення порожнистої опори (11) в отворі (17) балансується системою ковзних підшипників (20), а вертикальне положення вимірювача температури відносно центру об'єму видимної суміші (3) фіксується балкою (21), закріпленням її до верхньої вільної поверхні поршня (4) рівнеміра стопорним гвинтом (22) з одночасною можливістю їх переміщення вздовж внутрішньої поверхні місткості (2). Сигнал з холодного кінця вимірювача температури - термопари (10) подається через екрануючий кабель (13) на перетворювач, наприклад типу ПА-1 (14), в якому ідентифікується і через порт передається на індикатор цифрового зчитувального пристрою (23), наприклад, комбінований цифровий прилад Щ3400. Електричне живлення стенда здійснюється стабілізованим джерелом живлення (24). Технологія випробування суміші з використанням стенда (Фіг.3) для дослідження видимання і температури коміркової твердіючої суміші полягає в наступному. Підготовлену для випробування коміркову твердіючу суміш (3) розміщують в місткість (2) для випробування. Потім на її поверхню встановлюють поршень (4) рівнеміра, вільний кінець штока (5) якого, зв'язано з повзунковим механізмом (6) визначника ступеня видимання - індикатора годинникового, наприклад, типу ИЧ-10 (7) із закріпленням його на кронштейні (8) в корпусі (1) місткості (2) стопорним гвинтом (9) з подальшою його фіксацією залежно від положення вільного кінця штока (5) рівнеміра, а шкалу індикатора встановлюють в початкове нульове значення «0». «Холодний» кінець термопари (10) вмикають до електричного ланцюга перетворювача напруги (14) через екранований кабель (13), а цифровий зчитувальний пристрій (23) - через порт з перетворювачем напруги (14). Всі прилади стенда заживлені стабілізуючим джерелом живлення (24). За 5 результатами попередніх замірів і тарування вимірювальної апаратури складались тарувальні таблиці. Кінетику процеса формування видимної твердіючої суміші оцінювали по виміру об'єму індикатором годинникового типу ИЧ-10 (7) з одночасним замірюванням всередині об'єму її температури термопарою (10) із кроком 0,02°С. На початку експерименту показники температура суміші становили 26-28°С. Наведена ЕДС на головці термопари (10) передається через екранований кабель (13) в перетворювач напруги ПА-1(14). Перетворений сигнал у вигляді різниці потенціал і в ідентифікується і через порт подається на індикатор цифрового зчитувального пристрою - комбінований цифровий прилад Щ3400 (23). Показники цифрового приладу (23) аналізуються з даними тарувальних таблиць і заносяться до таблиці експериментальних даних досліджуваного процесу. За одержаними експериментальними показниками креслять графічні залежності кінетики процесу видимання і змінення температури коміркової твердіючої суміші та проводиться їх аналіз. На Фіг.4 представлений типовий графік результатів експериментальних замірів впливу водотвердого відношення (В/Т) на коефіцієнт видимання поверхні від тривалості досліджу 61094 6 ваного процесу, а на Фіг.5 - зовнішній вигляд структури досліджуваної коміркової твердіючої суміші. Використання запропонованої корисної моделі стенда для дослідження видимання і температури коміркової твердіючої суміші дозволить одержати дані про швидкість, характер і ступінь видимання коміркової суміші в процесі газовиділення через поверхню і визначити задані умови протікання даного процесу, а також можливістю управління тривалістю формування макроструктури коміркового матеріалу, що базується на основі максимального коефіцієнта видимання при мінімальному газовиділенні через поверхню, можливості запобігання осіданню видимної маси, що сприятиме ефективній і надійній роботі вимірювальної системи з достовірністю не нижче 0,9 одержаних експериментальних даних і, як наслідок - підвищення точності, якості і обґрунтованості виконаних експериментальних досліджень. Запропонований стенд і методика проведення досліджень по обґрунтуванню складів коміркових твердіючих сумішей може бути використаний для потреб будівельної індустрії, для ефективного закладання виробленого простору і управління станом гірського масива на сполученні «лава-відкотний штрек» на вугільних і гірничорудних підприємствах України. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 61094 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601