устройство для определения текучести порошкообразных материалов

Формула изобретения

Устройство для определения текучести порошкообразных материалов, включающее полый цилиндр, отличающееся тем, что оно включает загрузочную воронку с клапаном, в нижней части которой имеется гнездо для установки на цилиндр, фиксатор, удерживающий груз, и поддон с отбортовкой по периметру, закрепленный регулирующими винтами, приемные емкости и цилиндр, который через блоки, установленные на крестовине, закрепленной на стойках и направляющей трубе, тросом крепится к грузу, перемещающемуся внутри трубы, в нижней части трубы закреплена прокладка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области создания лабораторного оборудования и приборов для определения физико-механических характеристик порошкообразных материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности: пищевой, строительной, химической, машиностроительной и др. Известна установка для определения текучести порошкообразных составов: Г.Шрайбер, П.Порст. Огнетушащие средства. М.: Стройиздат, 1975 г. Установка состоит из резервуара, в который загружается 4 кг порошка. С помощью азота в нем создают давление 10 кгс/см ², после чего порошок выпускают по спиралеобразной трубе длиной около 6 м, диаметром 8 мм в сосуд для приема порошка. Установка сложна в оформлении и большой расход порошка.

Известен метод определения текучести с применением микровыбрасывателя: А.Н.Баратов, Л.П.Вогман. Огнетушащие порошковые составы. М: Стройиздат, 1982 г. В стакан микровыбрасывателя загружается 50 г порошка при закрытом проходном кране. Затем закрывают головку и подают азот заданного давления, открывают проходной кран и порошок выбрасывается по трубке через диафрагму. Фиксируется время выброса и остаток порошка. Испытание проводят при разных давлениях по пять измерений. Недостаток этого метода - большой объем испытаний и работа с азотом под давлением.

Известен метод измерения текучести порошкообразных составов в соответствии с нормами пожарной безопасности - НПБ-170-98, основанного на измерении массового расхода порошка при истечении его из испытательного прибора типа огнетушителя под давлением рабочего газа. В огнетушитель загружается испытуемый порошок и производится герметизация. Затем закачивается азот или воздух до давления (16±0,5) атм. Заряженный огнетушитель подвергают воздействию вибрации, после чего производят выпуск порошка в течение 6 сек и перекрывают клапан. Недостаток метода - сложность в аппаратурном оформлении: требуется дополнительно вибростенд, баллон с воздухом (азотом), линия закачки в огнетушитель и большой расход порошка.

Известен "способ определения текучести гидрофобизированной фракции перхлората аммония"по патенту РФ 2390756, МПК G01N 11/00, заявл. 24.02.2009, заключающийся в заполнении испытуемым порошком цилиндра, установленного на тарели, медленного поднятия вручную цилиндра и фиксации диаметра рассыпавшегося по кругу порошка. Недостаток: скорость поднятия цилиндра и вектор направления, соответствующий вертикали, зависит от субъекта, выполняющего измерение. Данный способ выбран в качестве прототипа.

Технической задачей изобретения являлось создание устройства для замера текучести порошкообразных материалов, лишенного отмеченных выше недостатков.

Технический результат заключается в том, что предлагается устройство (фиг.1), состоящее из поддона 1, цилиндра 2, к коромыслу которого 3 тросиком 4 через два блока 5 подсоединяется груз 6. Блоки 5 установлены на крестовине 7, закрепленной на трех стойках 8 и направляющей трубе 9, внутри которой перемещается груз, удерживаемый в исходном и верхнем положениях внутри трубы фиксатором 10, который вставляется в соответствующие отверстия "а" трубы. Скорость подъема цилиндра регулируется за счет изменения диаметра отверстия "б". Для смягчения удара груза о поверхность поддона предусмотрена прокладка 11. Поддон 1 представляет пластину 15 с отбортовкой 12 по периметру. Отбортовка служит для предотвращения рассыпания порошка за пределы устройства. Горизонтальность установки поддона осуществляется винтами 13. Снизу поддона в специальных направляющих установлены четыре приемные емкости 14, в которые после испытания сметается порошок через предусмотренные в поддоне отверстия.

Для исключения пыления порошка при испытании цилиндр заключен в кожух 16. На поверхности поддона (фиг.2) размечены семь концентрических окружностей. Минимальная окружность соответствует месту установки цилиндра. Для загрузки цилиндра и для сметания порошка в приемные емкости в кожухе имеется проем, закрываемый заслонкой. Для загрузки порошка предусмотрена загрузочная воронка, представленная на фиг.3, свободный объем которой равен объему цилиндра. Загрузочная воронка состоит из корпуса 17, клапана 18, крестовины 19 и колпачка 20. Корпус 17 представляет собой коническую воронку в нижней части которого предусмотрено цилиндрическое гнездо для установки ее на полый цилиндр. На верхней отбортовке корпуса имеется два штифта 21, предназначенные для фиксации крестовины 19. Крестовина 19 удерживает клапан в 18 в исходном закрытом положении. Кроме того, поворотом крестовины вокруг вертикальной оси осуществляется выравнивание засыпанного в корпус порошка. Клапан 18 удерживается на крестовине колпачком 20, навернутым на шток клапана. Вращением колпачка можно регулировать высоту расположения клапана. Для стопорения колпачка от самопроизвольного откручивания предусмотрен винт 22.

Определение текучести порошка производится следующим образом. После установки цилиндра так, чтобы внешний его диаметр был внутри малой поддона 1, загрузочная воронка заполняется порошком и устанавливается на полый цилиндр 2. Поднятием клапана 18 загрузочной воронки порошок пересыпается в цилиндр 2 и после опорожнения загрузочной воронки клапан 18 устанавливается в исходное положение. Затем воронка снимается. Груз 6 фиксируется в положение для замера, закрывается заслонка кожуха 16. Далее выдергивается фиксатор 10, выдергивается фиксатор 10, груз 6 при падении поднимает цилиндр 2 вверх и порошок рассыпается по поверхности поддона 1. После чего открывается заслонка кожуха 16 и производится оценка текучести по диаметру, достигшему рассыпавшимся порошком.

Положительным фактором применения предлагаемого устройства является более точное определение текучести, за счет постоянной скорости поднятия цилиндра, что обеспечивается подбором груза и регулированием за счет изменения диаметра отверстия "б"; герметичность устройства, что исключает пыление за его пределы, благодаря наличию защитного кожуха.

Предлагаемое устройство для определения текучести порошкообразных материалов опробовано с положительным результатом во ФГУП "НИИПМ".