CS266853B1

CS266853B1 - A method for determining the dustiness of bulk materials and apparatus for performing the method

Info

Publication number: CS266853B1
Application number: CS852600A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Docekal; Jaroslav Ing Jakl
Original assignee: Petr Ing Docekal; Jaroslav Ing Jakl
Priority date: 1985-04-09
Filing date: 1985-04-09
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS260085A1

Abstract

Prašnost sypkých materiálů se stanovuje tak, že se vzorek sypkého materiálu vsype do uzavřeného směsného prostoru, kterým prochází kolmo na směr dopadu částic vzorku svazek světelných paprsků. Měří se časový průběh transmitance odpovídající postupnému zařazení koncetrace rozptýlených částic prášivého podílu sedimentací. Zařízení k provádění tohoto způsobu je založené na principu měření propustnosti světla. Sestává z měrné jednotky s připojenou měřicí a vyhodnocovací sekcí. Měrná jednotka je tvořena měrnou kyvetou, která je opatřena v protilehlých stěnách okénky pro průchod svazku paprsků ze zdroje světla do detektoru světla.The dustiness of bulk materials is determined by pouring a sample of bulk material into a closed mixing space, through which a beam of light rays passes perpendicular to the direction of incidence of the sample particles. The time course of the transmittance corresponding to the gradual inclusion of the concentration of dispersed particles of the dusty fraction by sedimentation is measured. The device for carrying out this method is based on the principle of measuring light transmittance. It consists of a measuring unit with an attached measuring and evaluation section. The measuring unit consists of a measuring cuvette, which is provided with windows in the opposite walls for the passage of the beam of rays from the light source to the light detector.

Description

Vynález se týká způsobu stanovení prašnosti organických a anorganických látek a zařízení k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a process for determining the dustiness of organic and inorganic substances and to an apparatus for carrying out this process.

Při výrobě různých sypkých materiálů a při manipulaci s nimi dochází l< rozplýlcní těchto látek do ovzduší. V provozech chemického průmyslu se obvykle jedná o organické látky, jejichž toxicita bývá značná. Tyto látky je pak nutno upravovat přídavky dalších látek, které omezují prášivost. Je proto nutné sledovat vhodnost různých látek pro omezení prášivosti a jejich optimální dávkování. Ke zjišťování prášivosti je v ČSSR zavedena jediná norma, měření prášivosti v dolech ON 83 0152, na principu filtrace vzduchu a vážení zachyceného prachu na filtru. Další navrženou možností je způsob stanovení prašnosti organických látek a zařízení k provádění tohoto způsobu podle AO 220 413 založené na gravimetrickém stanovení úletu v proudícím plynu při míchání. Ke stanovení prašnosti prostředí se používal od roku 1930 speciální přístroj fy Siemens, využívající způsobu vyhodnocení prostředím procházejících paprsků pomocí ardometru. Použitý princip měření, detekce i způsob vyhodnocení však není pro potřeby zjišťování schopnosti látek prášit použitelný.During the production and handling of various bulk materials, these substances are dispersed in the air. In the chemical industry, these are usually organic substances, the toxicity of which is considerable. These substances then need to be adjusted by adding other substances that reduce dusting. It is therefore necessary to monitor the suitability of the various substances for reducing dustiness and their optimal dosage. In order to determine the dustiness, the only standard introduced in the Czechoslovak Socialist Republic is the measurement of dustiness in the ON 83 0152 mines, based on the principle of air filtration and weighing of trapped dust on the filter. Another proposed possibility is a method for determining the dustiness of organic substances and an apparatus for carrying out this method according to AO 220 413 based on a gravimetric determination of the flow in a flowing gas during mixing. A special Siemens instrument has been used to determine the dustiness of the environment since 1930, using the method of evaluating the rays passing through the environment using an ardometer. However, the used principle of measurement, detection and method of evaluation is not applicable for the needs of determining the ability of substances to dust.

K největším komplikacím při práci se sypkými materiály dochází při odměřování, balení a přesýpání a právě tyto podmínky jsou nejlépe vystiženy novým způsobem, který je předmětem tohoto vynálezu. Princip nové metody stanovení prašnosti sypkých materiálů spočívá v tom, že se vzorek sypkého materiálu, jehož prašnost se má stanovit, sype do uzavřeného určeného prostoru, kterým prochází kolmo na směs dopadu částic vzorku svazek světelných paprsků. Rozprášené částečky materiálů absorbují část světla procházejícího kyvetou. Měří se časový průběh transmitance, odpovídající postupnému snižování koncentrace rozptýlených částic prášivého podílu, sedimentací.The greatest complications in working with bulk materials occur in metering, packaging and pouring, and it is these conditions that are best captured by the new method which is the subject of the present invention. The principle of the new method for determining the dustiness of bulk materials is that a sample of bulk material whose dustiness is to be determined is poured into an enclosed designated space through which a beam of light rays passes perpendicular to the mixture of impact of sample particles. The sprayed particles of material absorb part of the light passing through the cuvette. The time course of the transmittance, corresponding to a gradual decrease in the concentration of the dispersed particles of the powder fraction, is measured by sedimentation.

Zařízení k provádění tohoto způsobu stanovení prašnosti sypkých materiálů je založené na principu měření propustnosti světla a sestává z měrné jednotky s připojenou měřicí a vyhodnocovací částí. Základem je měrná jednotka, která je tvořena měrnou kyvetou, do níž zasahuje tubus s násypkou. Kyveta je opatřena v protilehlých stěnách okénky, kterými prochází svazek paprsků ze zdroje světla do detektoru světla, na který jsou dále napojeny prvky měřicí a vyhodnocovací sekce.The device for carrying out this method for determining the dustiness of bulk materials is based on the principle of measuring light transmission and consists of a unit of measurement with an attached measuring and evaluation part. The basis is a unit of measure, which consists of a measuring cuvette into which a tube with a hopper extends. The cuvette is provided in opposite walls with windows through which a beam of rays from the light source passes to the light detector, to which the elements of the measuring and evaluation section are further connected.

Zařízení je znázorněno schematicky na přiložených výkresech. Obr. 1 znázorňuje mechanické schéma, základní měrné jednotky, na obr. 2 je optické schéma hlavní části zařízení. Na obr. 3 je znázorněno celkové schéma zařízení včetně měřicí a vyhodnocovací části a na obr. 4 je uveden graf a způsob vyhodnocování výsledků měření. Základní měrná jednotka je tvořena měrnou kyvetou 4, do níž zasahuje tubus 3 s násypkou 2. Měrná kyveta 4 je opatřena v protilehlých stěnách okénky 5. Měrná jednotka je dále vybavena zdrojem 6 světla a detektorem 10 světla.The device is shown schematically in the accompanying drawings. Giant. 1 shows a mechanical diagram, the basic units of measurement, FIG. 2 is an optical diagram of the main part of the device. Fig. 3 shows an overall diagram of the device, including the measuring and evaluation part, and Fig. 4 shows a graph and a method for evaluating the measurement results. The basic measuring unit is formed by a measuring cuvette 4, into which a tube 3 with a hopper 2 extends. The measuring cuvette 4 is provided in opposite walls of the window 5. The measuring unit is further equipped with a light source 6 and a light detector 10.

Podrobnější optické schéma je na obr. 2. Znázorňuje opět měrnou kyvetu 4, zdroj 6 světla a detektor 10. Mezi zdrojem 6 světla a kyvetou 4 je umístěna clona 7 a kolimátor 8, mezi měrnou kyvetou 4 a detektorem 10 jc umístěn kolimátor 9.A more detailed optical diagram is shown in FIG.

Na obr. 3 jc znázorněn zdroj 6 světla s clonou 7, dále zesilovač 11, spojený jednak se zapisovačem 12, jednak s převodníkem 13 A/D, který je dále napojen na digitální voltmetr 14 a na tiskárnu 15.Fig. 3 shows a light source 6 with an aperture 7, an amplifier 11 connected to a recorder 12 and an A / D converter 13, which is further connected to a digital voltmeter 14 and to a printer 15.

Na obr. 4 je znázorněn graf sloužící k zhodnocení výsledků. Na ose x je nanesen čas v sec. a na ose y transmitance v %. Úsek křivky do bodu P znázorňuje nastavení počáteční hodnoty. V bodě P dojde k nasypání vzorku a tím k výraznému snížení transmitance do bodu A, který je počátkem měření. Sedimentací dochází ke zvyšování transmitance přes body B, C, D, E a F na křivce 2. První parametr — transmitanci T (např. po 10 sec.) představují na křivkách 1 a 2 body B, druhý parametr — čas potřebný pro dosažení, např. 80 % transmitance, např. 80 % představují body F. Křivka 2 zobrazuje měřené hodnoty pro více prášivý vzorek, transmitance je nižší, čas vyšší. Křivka 1 pak znázorňuje hodnoty pro méně přášivý, upravený vzorek.Fig. 4 shows a graph for evaluating the results. The x-axis shows the time in sec. and on the y-axis the transmittance in%. The section of the curve to point P shows the setting of the initial value. At point P, the sample is poured and thus the transmittance is significantly reduced to point A, which is the beginning of the measurement. Sedimentation increases the transmittance through points B, C, D, E and F on curve 2. The first parameter - transmittance T (eg after 10 sec.) Is represented on curves 1 and 2 by points B, the second parameter - the time required to reach, eg 80% transmittance, eg 80% represent points F. Curve 2 shows the measured values for a more dusty sample, the transmittance is lower, the time is higher. Curve 1 then shows the values for the less volatile, modified sample.

Funkce zařízení je následující: Svazek paprsků prochází ze zdroje 6 světla clonou 7 a kolimátorem 8 a vstupuje okénkem 5 do měrné kyvety 4. Po průchodu měrnou kyvetou 4 se paprsky soustředí kolimátorem 9 na detektor 10 světla 9. Proud z detektoru 10 světla se dále zesílí zesilovačem 11 a vede v analogové formě do zapisovače 12 nebo na převodní 13 AD a dále na voltmetr 14 a tiskárnu 15. Nový způsob a funkce zařízení k jeho provádění jsou blíže objasněny v následujících příkladech.The function of the device is as follows: The beam passes from the light source 6 through the diaphragm 7 and the collimator 8 and enters the measuring cuvette through the window 5. After passing through the measuring cuvette 4, the rays are concentrated by the collimator 9 on the light detector 10. The current from the light detector 10 amplifier 11 and leads in analog form to the recorder 12 or to the converter 13 AD and further to the voltmeter 14 and the printer 15. The new method and functions of the device for its implementation are further elucidated in the following examples.

Příklad 1Example 1

Optimalizace přísad pro neprášivou úpravu. Pro stanovení prašnosti černého reaktivního monochlortriazinového barviva bylo použito zařízení odpovídající principiálně obr. 1, 2 a 3. Pomocí ovládacích prvků u zesilovače 11 a zapisovače 12 byla nastavena při vypnutém zdroji světla nulová poloha zapisovače 12 a voltmetru 14, což odpovídá transmitanci 0%. Při zapnutém zdroji světla se nastaví pomocí ovládacích prvků zesilovače 11 určitá hodnota zesílení tak, aby odpovídala použitému zesilovači 12 a voltmetru, tato hodnota pak představuje 100% transmitanci. Dohodnutá navážka v tomto případě 20 g, se naráz vsype do násypky 2 přístroje a zaznamená se průběh hodnot transmitance T v závislosti na čase T. Vyhodnocení se pak provádí pomocí dvou charakteristických veličin, a to hodnotou T (%) — transmitanci dosaženou po stanoveném čase — a dále hodnotou t (s) — časem, za který dojde k dosažení stanovené hodnoty transmitance.Optimization of additives for dust-free treatment. To determine the dustiness of the black reactive monochlorotriazine dye, a device corresponding in principle to FIGS. 1, 2 and 3 was used. When the light source is switched on, a certain value of the gain is set by means of the control elements of the amplifier 11 to correspond to the used amplifier 12 and the voltmeter, this value then represents 100% transmittance. The agreed weight, in this case 20 g, is poured into the hopper 2 of the instrument at once and the course of the transmittance values T as a function of time T is recorded. - and further by the value t (s) - by the time in which the specified value of transmittance is reached.

Příklad 2Example 2

Stanovení mechanické odolnosti granulovaCS 266 853 Bl ných látek. U granulované neprášivé látky se provede měření podobně jako v příkladě 1. Granulovaná látka se pak podrobí mechanickému namáhání, tj. míchání, přesýpání, třepání a provede se opakované měření. Z rozdílů hod no( parametrů se pak hodnotí mechanická odolnost vůči oděru.Determination of mechanical resistance of granular substances. The granulated non-dusting substance is measured in a manner similar to Example 1. The granulated substance is then subjected to mechanical stress, i.e. mixing, sanding, shaking and repeated measurements. From the differences in the value of the parameters, the mechanical abrasion resistance is then evaluated.

Příklad I ukazuje výhodné použití navrhovaného zařízení, které umožňuje ve velmi krátké době objektivně zjistit prášivost sypkého materiálu a operativně ji upravovat na stanovený standard. Příklad 2 ukazuje možnost aplikace navrhovaného zařízení i u granulovaných materiálů, kde mechanické namáhání může způso bit otěr mezi částicemi a zvyšování prášivých podílů. V případě nutnosti urychleného zjištění prašnosti sypkých materiálů, zejména v souvislosti s přísadou prostředků pro neprášivou úpravu, je navrhované zařízení a postup měření prakticky jediným možným způsobem objektivního stanovení prašnosti. Grafické vyhodnocení usnadňuje časové sledování sedimentace, což jinými způsoby není možné. Rychlost a jednoduchost navrženého způsobu umožňuje ve výrobě sledovat prašnost každé šarže či výrobní operace, což zvýší bezpečnost a hygienu práce.Example I shows the advantageous use of the proposed device, which makes it possible to objectively determine the dustiness of the bulk material in a very short time and to operatively adjust it to a specified standard. Example 2 shows the possibility of applying the proposed device also to granular materials, where mechanical stress can cause abrasion between the particles and an increase in dust fractions. If it is necessary to quickly determine the dustiness of bulk materials, especially in connection with the addition of dustproofing agents, the proposed equipment and measurement procedure is practically the only possible way to objectively determine the dustiness. Graphical evaluation facilitates time tracking of sedimentation, which is not possible in other ways. The speed and simplicity of the proposed method allows to monitor the dustiness of each batch or production operation in production, which will increase the safety and hygiene of work.

Claims

SUBJECT MATTER

A method for determining the dustiness of bulk materials based on monitoring the change in absorption of light passing through the dust space, characterized in that the bulk material sample is poured into an enclosed specific space through which a beam of light rays passes perpendicular to the direction of impact of the bulk material sample particles and time transmittance is measured. corresponding to a gradual reduction in the concentration of the dispersed particles of the pulverulent fraction by sedimentation.

2. Apparatus for carrying out the method according to item 1, based on the principle of measuring light transmittance, consisting of a measuring unit with a connected measuring and evaluation section, characterized in that the basic measuring unit (1) is formed by a measuring cuvette (4) into which the tube extends. (3) with a hopper (2), wherein the measuring cuvette (4) is provided in opposite walls of the window (5), for the passage of the beam from the light source (6) to the light detector (10).