Прилад для дослідження дисперсності порошків методом седиментації

Реферат: Прилад для дослідження дисперсності порошків методом седиментації містить механізм зважування, який складається із важільних терезів у вигляді кварцового чи скляного пружного коромисла та шальки на тонкому кварцовому чи скляному підвісі, закріпленому до нього. Як механізм зважування маси зразка використано чутливу металеву пружину, з'єднану із шалькою за допомогою полімерного тонкого і міцного підвісу, - торсійні терези. UA 80427 U (12) UA 80427 U UA 80427 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до навчальних і експериментальних лабораторних та демонстраційних приладів з неорганічної та колоїдної хімії і будівельного матеріалознавства та фізико-хімічних і фізичних методів досліджень властивостей будівельних матеріалів для засвоєння теоретичного матеріалу в начальних закладах вищої школи і проведення досліджень з визначення дисперсного складу порошків методом седиментації у вузах, науково-дослідних установах, в лабораторіях хімічної, будівельної та енергетичної галузей промисловості. Відомий метод дослідження ступеня дисперсності порошків неорганічних речовин і подрібнених матеріалів шляхом визначення їх питомої поверхні за допомогою приладу Блейна, наприклад для встановлення марки портландцементу, якості подрібнення кварцового піску у виробництві силікатної цегли, придатності пігментів для використання та ін. (Дворкін Л.Й., Скрипник І.Г. Фізико-хімічні і фізичні методи досліджень будівельних матеріалів: Навчальний посібник. - Рівне: НУВГГІ, 2006.-220 с. - с.23-28). Використання приладу Блейна не дозволяє визначити вміст та розподіл частинок досліджуваного матеріалу за їх розмірами, що є важливим в даній галузі і технології їх виробництва. Найближчим за технічною суттю є метод седиментації на основі приладу Фігуровського, який дозволяє встановити інтегральну і диференціальну криві розподілу частинок у досліджуваному матеріалі за їх розміром. Цей прилад заснований на визначенні зміни маси осаду твердої фази суспензії з часом на шальці терезів за величиною прогину кварцового чи скляного коромисла в межах дії закону Гука для деформації згину і визначення маси зразка за допомогою попередньо відкаліброваного катетометра (Скрипник І. Г. Фізико-хімічні методи досліджень будівельних матеріалів: Лабораторний практикум. - Рівне: НУВГП, 2011.-186 с. - с. 88-95). До недоліків даного приладу слід віднести складність у використанні через недостатню міцність основних його елементів конструкції - коромисла і підвісу шальки терезів, а також невисоку точність вимірювань та кінцевого результату. Задача корисної моделі полягає в розробці конструкції приладу більш зручного і надійного у використанні та збільшення точності вимірювань і надійності результатів досліджень. Поставлена задача вирішується тим, що прилад для дослідження дисперсності порошків методом седиментації, що містить механізм зважування, який складається із важільних терезів у вигляді кварцового чи скляного коромисла та шальки на тонкому кварцовому чи скляному підвісі, закріпленому до нього, що як механізм зважування маси зразка використано чутливу металеву пружину, з'єднану із шалькою за допомогою полімерного тонкого і міцного підвісу, торсійні терези. Суть корисної моделі полягає у наступному. Використовуються однодіапазонні торсійні терези типу WT для швидкого і прецизійного зважування із точністю зважування маси зразка ±0,5 мг в діапазоні вимірювань (0-250 мг). В металевій плиті, на якій змонтовано механізм терезів, по лінії підвісу шальки виконується отвір діаметром (10-15 мм). Терези встановлюються на основу кронштейна, закріпленого до стійки приміщення лабораторії, з метою унеможливлення будь-якого механічного впливу під час їх використання. На лабораторному столі під терезами у відцентрованому по відношенню до підвішеної шальки терезів скляному циліндрі із дисперсійною рідиною, хімічно інертною до матеріалу досліджуваного зразка, проводиться вимірювання висоти від дна шальки до поверхні рідини (води, гасу або іншої органічної рідини, безпечної при використанні). Потім поміщують в циліндр із дисперсійною рідиною певну наважку досліджуваного матеріалу, гомогенізують суспензію і обережно, помістивши знову шальку в циліндр із суспензією, проводять зважування збільшення маси зразка на шальці у часі до межі припинення осідання твердої фази суспензії. За одержаними результатами проводять розрахунки і визначення повної характеристики дисперсності порошків в області розміру частинок 1-200 мкм. На фіг. 1зображено механізм торсійних терезів типу WT, змонтований на металевій плиті (1) і розміщений в корпусі (2). Плита із опорою і двома гвинтами для регулювання (3), призначеними для горизонтального виставлення терезів за рівнем (4), шальки (5) або кріплення підвісу для зважуваного тіла, яке знаходяться на кінці рухомого коромисла, захищених від зовнішнього впливу скляними дверцятами (6). З правої частини корпусу є ручка (7), призначена для стрілки на виставлення нульового значення шкали. Ручка (8), що знаходиться з лівої сторони корпусу терезів, використовується для відліку маси зразка при зважуванні. Ручка (9), розміщена з правої сторони корпусу терезів, забезпечує аретирування рухомого коромисла, з'єднаного із чутливою металевою пружиною годинникового типу в межах дії закону Гука для деформації кручення, коли тривалий час торсійні терези не використовуються або при їх транспортуванні. 1 UA 80427 U 5 10 15 Використання приладу здійснюється наступним чином. Для дослідження дисперсності порошків методом седиментації застосовано модернізовані торсійні терези (1) під зручний надійний і достатньо точний прилад зважування маси речовини, який встановлюють на кронштейн (2), шальки для накопичення осаду суспензії (3), закріпленої до тонкого міцного полімерного підвісу (4), скляного хімічного циліндра (5), заповненого суспензією із досліджуваного матеріалу (6), та мішалки (механічної чи магнітної) або барботажу (7) (Фіг. 2). Таким чином, запропонована конструкція приладу для дослідження дисперсності порошків методом седиментації зручна і надійна у використанні, має більшу точність вимірювань та кінцевого результату для одержання на базі кривої осаджування твердої фази суспензії частинок досліджуваного матеріалу - у дисперсійному середовищі інтегральної і диференціальної кривої та гістограми залежності вмісту від їх розміру в області 1-200 мкм, чого не вдається зробити іншими відомими методами, наприклад за допомогою ситового аналізу, обмеженого нижньою границею вимірювань із розміром отворів до 80 мкм. Завдяки простоті, зручності, надійності і точності вимірювань, відтворюваності одержаних результатів, прилад може бути використаний як для учбових, так і для галузевих цілей, для проведення науково-дослідних робіт в розробці ефективних матеріалів, для випробовування якості матеріалів в технології їх виробництва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Прилад для дослідження дисперсності порошків методом седиментації, що містить механізм зважування, який складається із важільних терезів у вигляді кварцового чи скляного пружного коромисла та шальки на тонкому кварцовому чи скляному підвісі, закріпленому до нього, який відрізняється тим, що як механізм зважування маси зразка використано чутливу металеву пружину, з'єднану із шалькою за допомогою полімерного тонкого і міцного підвісу, - торсійні терези. 2 UA 80427 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3