DK156922B - Fremgangsmaade til maaling af den specifikke overflade af pulveriserede materialer og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

DK 156922 B

FREMGANGSMÂDE TIL MÀLING AF DEN SPECIFIKKE OVERFLADE AF PULVERISEREDE MATERIALER OG APPARAT TIL UD0VELSE AF FREM-GANGSMÀDEN

5 Opfindelsen angâr en fremgangsmâde til mâling af den spe-cifikke overflade for pulveriserede materialer, hvor man tildanner en pr0ve af materialet og mâler pr0vens modstand over for en str0m af luft gennem pr0ven. Opfindelsen angâr ogsâ et apparat til ud0velse af fremgangsmâden.

10 Nâr pulveriserede materialer skal fremstilles og anvendes pè forskellige industrielle omrâder, er den specifikke o-verflade et af de karakteristiske kriterier for produk-tionsprocessen og selve produktet. De hidtil kendte frem-15 gangsmâder til mâling af denne referenceværdi er enten ba-seret pâ fastsættelsen af den pneumatiske modstand for et defineret pr0vefundament med konstant volumen og konstant masse eller baseret pâ princippet om diffraktion af lys ved de enkelte partikler i det mâlte materiale.

20

Ulempen ved den f0rste fremgangsmâde er, at omfanget af mâlingen er begrænset, da sammenpresseligheden for materialet, der er komprimeret til det forud fastsatte konstante volumen ved hjælp af vibrationer eller stempelkomprime-25 ring, afhænger af partikelst0rrelsen. For en vis pr0vevo-lumenindstilling er det kun muligt at mâle den pneumatiske modstand i et forholdsvis lille omrâde, men mâlingsn0j-agtigheden i det 0vre og nedre grænseomràde for mâlingen faider pâ grund af en utilstrækkelig homogenitet, por0si-30 tet og form for pr0ven. En ulempe bestâr endvidere i det forskelligartede tidsinterval, der kræves for ved vibration at bringe pr0vevoluminet til den forud fastsatte vær-di, da dette afhænger af materialets finhed. Et andet u-0nsket træk ved den eksisterende fremgangsmâde er mâlings-

DK 156922 B

2 omfangets afhængighed af det mâlte materiales massefylde. Pr0ver af tunge eller grove materialer presses ved hjælp af vibrationer sanunen pâ kort tid til den forud fastsatte volumenværdi i mâlekarret, dog uden at opnâ den n0jagtige 5 form, der som oftest er cylindrisk. Eventuelt allerede ef-ter en 10s ihældning i mâlekarret af en afvejet mængde kan dens 0vre niveau ligge under den fastsatte volumengrænse. Derimod mâ sammenpresningen ved hjælp af vibrationer for meget fine materialer udf0res over meget lang tid, hvilket 10 resulterer i en uensartet homogenitet for pr0ve-por0siteten, af og til mislykkes det endda at presse pr0-ven sammen til det forud fastsatte volumen.

Ved den anden fremgangsmâde til mâling afhænger n0jagtig-15 heden af materialets partikelform, og det tilsvarende mâ-leudstyr er ret kompliceret og yder derfor lavere drifts-stabilitet, og investeringen samt driftsomkostningerne er ogsâ store.

20 Fra DK fremlæggelsesskrifterne nr. 130.665 og nr. 130.896 kendes lignende fremgangsmâder til mâling af de omhandlede specifikke overflader, og ved den herfra kendte teknik fors0ger man at undgâ vejning af pr0ven ved at frembringe en pr0ve af standard por0sitet ved at sammenpresse materi-25 alet og sidel0bende hermed mâle pr0vens elektriske kapaci-tet. Da dette er et résultat af en funktion af por0siteten og den dielektriske konstant for det pâgældende materiale, vil kapacitetsmâleresultatet, nâr det har nàet en forud fastsat værdi, indikere, at pr0ven har nàet den forudsatte 30 por0sitet. Pâ dette tidspunkt standses sammenpresningen, og mâlingen af pr0vens permeabilitet i dens længderetning foretages derefter ved kendt mâleteknik.

Ved den f0rste af disse to fremgangsmâder sammenpresses 3

DK 156922 B

pr0ven med et stempel, hvorefter man mêler længden af pr0-ven, og ved den anden sammenpresses pr0ven ved vibrering og bibringes et standardvolumen.

5 Tunge eller grove materialer frembyder allerede, nàr de hældes i et mâlekar, en por0sitet, hvis værdi er lavere end de forud fastsatte standardværdier, medens lette eller fine materialer ikke n0dvendigvis kan komprimeres til den forudsatte værdi. Som anf0rt ovenfor, er màlingen af por0-10 siteten baseret pâ mâling af pr0vens kapacitet, sâ den er afhængig af materialets dielektricitetskonstant. Denne kan imidlertid variere signifikant inden for det selvsamme materiale.

15 Dette er sâledes tilfældet for cementklinker, hvis die-lektricitets konstant afhænger betydeligt af brændingsgra-den og sammensætningen af râmaterialerne samt deres blan-ding. I cementproduktion forekommer der ofte variationer i disse paramétré, og dette ville f0re til en hyppigt tilba-20 gevendende omkalibrering af mâleudstyret, hvilket er helt uacceptabelt i masseproduktion.

Sammenlignet med de ovenfor anf0rte ulemper er den kends-gerning, at stempelkompression af materialet er tilb0je-25 ligt til at frembringe en uensartet homogenitet af pr0ven dog af mindre betydning.

Ved fremgangsmâden if01ge opfindelsen undgâs disse ulemper, idet formâlet med denne fremgangsmâde er at give mu-30 lighed for hurtigt og yderst n0jagtigt at mâle pulverise-rede materialer af vilkârlig struktur og vilkârlig masse.

Dette formai opnâs ved en fremgangsmâde af den indled-ningsvist angivne art, hvilken fremgangsmâde if0lge opfin-

DK 156922 B

4 delsen er særegen ved, at en pr0ve af kendt masse og kendt massefylde hældes 10st ned i et mâlekar og presses sammen ved hjælp af vibrationer til en geometrisk definerbar form, hvorefter pr0vens volumen mâles, og pr0ven udsættes 5 for en forud fastsat trykdxfferens, sa nævnte str0m af luft frembringes gennem pr0ven, hvorunder pr0vens pneuma-tiske modstand mâles, idet den pneumatiske modstand defi-neres ved passagetiden for en konstant mængde trykluft gennem pr0ven, og den specifikke overflade P bestemmes ved 10 brug af ligningen: k · ν£Γ· /t~ P = _ (I) *"· (1 -£.) 15 hvor k er en instrumentkonstant, t er passagetiden for den konstante mængde trykluft gennem pr0ven, 20 er emnets massefylde, og Q, gives af ligningen

Q

6=i-_ (H)

25 V

hvor Q er pr0vens masse, og V er pr0vens volumen.

30

Apparatet til ud0velse af nævnte fremgangsmâde er særegent ved, at det omfatter et mâlekar forsynet med et middel til mâling af pr0vevoluminet, idet mâlekarret er stift fæstnet til en vibrator, at apparatet har en trykluftindgang, der 5

DK 156922 B

udmunder i bunden af mâlekarret, hvilken trykluftindgang er forsynet med et mâleorgan til mâling af pneumatisk mod-stand, at mâleorganets udgang er forbundet til en f0rste indgang pâ en vurderingsenhed, idet vurderingsenheden er 5 forsynet med en anden indgang forbundet til en terminal til indstilling af pr0vens massefyldefaktor og med en tre-die indgang forbundet med udgangen fra midlet til mâling af pr0vevoluminet.

10 Fordelene ved denne fremgangsmâde og apparat er, at der kan udf0res mâling af materialer af enhver struktur og en-hver massefylde, idet apparatets mâleomfang kun er begræn-set af mâleomfanget af det middel, som mâler pr0vevolumi-net, hvilket middel kan arbejde enten trinvist eller kon- 15 tinuerligt. Den begrænsende og praktiske stabilisation af tidsintervallet for pr0ver af ethvert materiales sammen-presning resulterer ikke blot i accellerering af denne procedure, men særligt i væsentlig forbedring af homogeni-teten for pr0vens por0sitet og deraf f01gende h0jere mâle- 20 n0jagtighed for den pneumatiske modstand. Kombineret med vurderingsenheden, der arbejder efter et indstillet pro-gram, udg0r nævnte apparat en let tilgængelig enhed, der giver en meget h0j reproducerbarhed og omfattende anven-delse.

25

Opfindelsen skal beskrives nærmere ved hjælp af et eksem-pel med henvisning til vedlagte tegning, der i hovedtræk viser en opstilling af enkelte elementer i apparatet.

30 Apparatet til mâling af pulveriserede materialers speci-fikke overflade omfatter et mâlekar 2 udformet med en pr0-vevolumenmâler 4, idet mâlekarret 2 er fæstnet til vibra-toren 3 til sammenpresning af pr0ven 1 i karret 2. Pr0ve-mængdemâleren 4 kan I0bende konstatere den dannede pr0ve-

DK 156922 B

6 mængde, eller den kan mâle trinvist, hvilket lettere lader sig styre. Der er en trykluftindgang 8, der âbner ind i mâlekarrets 2 bund, idet trykluftindgangen 8 er forsynet med en pneumatisk modstandsmâler 9. Den pneumatiske mod-5 standsmâlers 9 udgang er forbundet med vurderingsenhedens 7 f0rste indgang, hvilken enheds anden indgang er forbundet til terminalen 12 til indstilling af massefyldefakto-ren for det mâlte materiale, og den tredie indgang er forbundet til pr0vemængdemâlerens 4 udgang. Netop denne ud-10 gang er forbundet ogsâ til niveauændringsindikatorens 5 indgang, hvilken indikators udgang er forbundet til sty-ringsindgangen for driftskontakten 6 pâ vibratoren 3. Der er til vurderingsenheden 7 knyttet et digitalt lyspanel 10.

15

Apparatet beskrevet ovenfor fungerer som f01ger:

Et afmâlt pr0vemateriale 1 af en given masse hældes I0st ned i et mâlekar 2, og pr0vens massefyldefaktor indstilles 20 pâ terminalen 12. Startknappen 11 aktiverer vibratorens 3 driftskontakt 6, og pr0ven presses ved hjælp af vibra-tioner ind i den definerede form, som hensigtsmæssigt er af en cylindrisk type. Forudsat at pr0vemængdemâleren 4 mâler 10bende, registreres den opnàede mængde straks. Nâr 25 mâlingen foregàr trinvist, arbejder vibratoren 3, indtil den allerede udjævnede 0vre overflade for pr0ven falder til den nærmeste nedre, forud fastsatte værdi for pr0ve-mængden. I et sâdant 0jeblik aktiverer signalet fra pr0ve-mængdemàleren 4, hvilket signal f0res ikke blot til vurde-30 ringsenhedens 7 indgang men ogsâ til niveauændringsindikatorens 5 indgang, og vibratorens 3 driftskontakt 6, og pr0vesammenpresningen stoppes. Herefter sker mâlingen af en pneumatisk modstand for pr0ven. Signalet, som repræsen-terer denne variabel defineret som et tidsinterval krævet 7

DK 156922 B

for don konstante mængde af trykluft at passera gennem det mâlte pr0vefundament, f0res til vurderingsenheden 7, hvor de mâlte og indstillede værdier omsættes til et udgangs--signal, der indikerer den specifikke overflade P for det 5 mâlte materiale, idet dannelsen af signalet sker i over-ensstemmelse med ligningen:

k · JëAA· A

P = _ (I) 10 2f· (1 -£) hvor k er en instrumentkonstant, det vil sige en for det givne 15 apparat h0rende konstant, som skal dannes ved kalibre- ring, t er tidsintervallet kraevet for passage af en konstant mængde trykluft gennem pr0ven, ^ er pr0vens massefylde, og 20 er givet ved ligningen

Q

£.= 1 - _ (II) V * ^ 25 hvor Q er pr0vens masse, og V er pr0vens volumen.

30 Mâlemetoden illustreres yderligere ved f01gende mâleopteg-nelse:

En cementpr0ve med en massefylde pâ & = 3,1 g/cm3 og en

DK 156922 B

8 total masse Q = 110 g blev hældt 10st ned i et cylindrisk mâlekar med en Indre diameter pâ 30 mm. Pr0ven blev ved hjælp af vibrationer i 10 sekunder pressât sammen til en cylindrisk form. Af den mâlte pr0veh0jde pâ 72,5 mm blev 5 der beregnet et pr0vevolumen V = 51,25 cm3. Tidsinterval-let for trykluftens passage gennem pr0ven t = 44,2 sekunder. Instrumentkonstanten k = 4578. Ved anvendelse af o-venstâende ligning (II) blev f0rst udregnet den variable 10 110 £> 1 - _ = 0,308 (II) 51,25 * 3,1 og udskiftes dette tal i ligning (I), fâs den specifikke 15 overflade /o,3083 * /44,2 P = 4578 · _ = 2424 cm2/g (I) 3,1 * (1 - 0,308) 20

Apparatet til mâling af pulveriserede materialers specifikke overflade er egnet til brug i produktion af byg-ningsmaterialer som cernent og pulverformig kalk, i kemisk-eller levnedsmiddelindustri, det vil sige i fremstillingen 25 af stivelse, cacaopulver, t0rmælk etc. eller i olieproduk-tion, det vil sige til opnàelse af pulveriseret kuls egen-skaber.

Claims (5)

1. Fremgangsmâde til mâling af den specifikke overflade af pulveriserede materialer, hvor man tildanner en pr0ve af 5 materialet og mâler pr0vens modstand over for en str0m af luft gennem pr0ven, kendetegnet ved, at en pr0ve af kendt masse og kendt massefylde hældes 10st ned i et màlekar og presses sammen ved hjælp af vibrationer til en geometrisk definerbar form, hvorefter pr0vens volumen 10 mâles, og pr0ven udsættes for en forud fastsat trykdiffe-rens, sâ nævnte str0m af luft frembringes gennem pr0ven, hvorunder pr0vens pneumatiske modstand mâles, idet den pneumatiske modstand defineres ved passagetiden for en konstant mængde trykluft gennem pr0ven, og den specifikke 15 overflade P bestemmes ved brug af ligningen: le· Γ P = _ (I) *f· (1 -S) 20 hvor k er en instrumentkonstant, t er passagetiden for den konstante mængde trykluft gen-25 nem pr0ven, S' er emnets massefylde, og gives af ligningen Q £= 1 - _ (lï)

30 V ’ ^ hvor Q er pr0vens masse, og DK 156922 B V er pr0vens volumen.

2. Fremgangsmâde if0lge krav 1, kendetegnet ved, at pr0ven efter opnàelse af geometrisk definerbar 5 form presses yderligere sammen ved hjælp af vibrationer til det næste mâlelige volumen.

3. Apparat til brug ved ud0velse af fremgangsmâden if01ge krav 1, hvilken fremgangsmâde tjener til mâling af den 10 specifikke overflade af pulveriserede materialer, hvor man tildanner en pr0ve af materialet og mâler pr0vens modstand over for en str0m af luft gennem pr0ven, kende-t e g n e t ved, at apparatet omfatter et mâlekar (2) forsynet med et middel (4) til mâling af pr0vevoluminet, 15 idet mâlekarret (2) er stift fæstnet til en vibrator (3), at apparatet har en trykluftindgang (8 ), der udmunder i bunden af mâlekarret (2), hvilken trykluftindgang (8) er forsynet med et mâleorgan (9) til mâling af pneumatisk modstand, at mâleorganets (9) udgang er forbundet til en 20 f0rste indgang pà en vurderingsenhed (7), idet vurderings-enheden (7) er forsynet med en anden indgang forbundet til en terminal til indstilling af pr0vens massefyldefaktor og med en tredie indgang forbundet med udgangen fra midlet (4) til mâling af pr0vevoluminet. 25

4. Apparat if0lge krav 3, kendetegnet ved, at vurderingsenheden (7) er forsynet med en udgang, som er forbundet med et digitalt lyspanel (10).

5. Apparat if01ge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at udgangen fra midlet (4) til mâling af pr0vevolumi-net ogsâ er forbundet til en indgang pà et niveauaendrings-indikerende middel, hvilket middels udgang er forbundet til en styringsindgang for et middel (6) til driftstil- og DK 156922 B fraslutning fra vibratoren (3).