Устройство для определения сопротивления сдвигу сыпучих материалов

(72.) Авторы изобретен и с%а "11 "ц 11 Д Г 4". ," 1И ИИЧ 1."ышленностиЪИЬФ" -" Л Одесский технологический институт пищевим. М, В. Ломоносова 1) Заявнтел СТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕСОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУСЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ Изобретенифизико-механичперсных сыбыть использвой и химичетие 1 относвано в кой от ях промышленносИзвестно устройство для определения сдвиговых характеристик материала, включающее рабу, гидродомкраты для созйания нормальной и сдвигающей нагрузок, обойму с опорами, грунтоприемнуюкамеру с кольцевыми вставками 1 .Недостатком данного устройства является отсутствие возможности определения сдвига для мелкодисперсных сыпучих материалов..Наиболее близким техническим реше- нием является устройство для определения сопротивления сдвигу сыпучих материалов, содержащее верхнюю и нижнюю кольцевые обоймы, посаженные на обший приводной вал, причем верхняя обойма закреплена на валу жестко, а нижняя - при помощи шарикоподшипников и свяэана с тенэобалкой, нагруз ение, выполненное в вид эластичной диафрагмойОднако известное устройство не обеспечивает определения нормального напряжения в плоскости среза, поэтому необходимо производить предварительно еготарировку одним из известных способов.Однако тарировка точно определяет напряжение в срезе толькодля каких-то определенных конкретных условий (определенного грансостава, влажности, как самогоматериала, так и среды, в которой проводятся опыты, данной резиновой диафрагмы,для определенной порции материала и т.д.)При производстве опытов эти условия невсегда можно выдерживать, и поэтому неимеется точных данныХ для .нормальногонапряженного состояния в плоскости среза сыпучего материала. Процессы, происходящие в плоскости среза, как в моментуплотнения, так и в момент среза, не могут быть определены и измерены,3 968689 фЦелью изобретения является повыше- Между сыпучим материалом 3 и резиноние точности измерений путем обеспече- вой эластичной диафрагмой 9 установлено ния измерения нормального напряженного металлическое кольцо 10. Измерительная состояния сыпучего материала в плоскос- (нижняя) кольцевая обойма 2 через упорти среза в процессе опыта. ный палец 11 связана с тензобалкой 12,Поставленная цель достигается чем, показывающим тангенциальное усилие что в устройстве для определения сопро- сдвигу ().тивления сдвигу сыпучих материалов, со- Устройство работает следующим обрадержащем верхнюю и нижнюю кольцевые зом.обоймы, посаженные на общий приводной 1 о Собранные обоймы устанавливаются вал, причем верхняя обойма закреплена на стол, упорный палец 11 подведен к на валу жестко, а нижняя - при помощи тензобалк 12тензо алке 12, подается воздух от комшарикоподшипников и связана с тензобал- прессора через рессивер (не показаны) в кой, нагруэочное приспособление выполр бление, выпол- камеру над резиновой эластичной дианенное в виде пневмокаме ы с эд евмокамеры с эластич Ю фрагмой 9. Поп действием давления возной диафрагмой, на торцах наружного духа сыпучий материал начнет спрессокольца шарикоподшипников и нижней коль- вываться и будет оказывать давление на цевой обоймы смонтировано с воэмож- нижележащие слои и оте слои и отжимать измериностью вертикального перемещения тензо- тельную (нижнюю) кольцевую обойму 2 метрическое кольцо. вниз. Нормальное вертикальное отклонеНа чертеже изображено устройство в ние тензометрического кольца должно разрезе (разъемные кольцевые обоймы)быть в пределах до 50 мк, что достигает-дЛя определения сопротивления сдвигу сы- ся установкой соответствующей жесткости пучих материалов с непосредственным тензометрического кольца. Тенэометрииэмерением его напряженного состояния 2 ческое кольцо разгружено от крутяшихусилий за счет тензобалки 12.Устройство для определения сопротив- Давление подаваемого воздуха повыления сдвигу сыпучих материалов с не- шается до тех пор, пока миллиамперметр, пэсредственным измерением его напряжен- связанный с тензорезисторами, наклеенного состояния в плоскости среза содер- ными на тензометрическое кольцо, не бужит верхнюю 1 и измерительную нижнюю, дет показывать заданную величину, сооткольцевые обоймы для исследуемого ветствующую заданному давлению в плоссыпучего материала 3, посаженные на кости среза сыпучего материала. Предваобщий приводной неразрезной вал 4. Верх- рительно тенэометрическое кольцо тариняя кольцевая обойма .1 эак еплена на руется. По постижении заданной велячиу , ерительная (нижняя)ны нормального напряженного состояния кольцевая обойма 2 установлена на валу сыпучего материала в плоскости среза 4 на двух ша икопо ипниках 5 Вд ух рик подшипниках 5, Внут- производится его срез путем поворота ренними кольцами шарикоподшипники на- приводного вала 4, Так как с измерительпрессованы на приводной вал 4, на наруж- ной (нижней) кольцевой обоймой 2 связаные кольца шарикоподшипников 5 напрес на тензобалка 12 получа, получаем на другом сована обойма 6, которая жестко скреп- . (не показан) миллиамперметре значения лена с тензометрическим кольцом 7. сопротивления сдвигуНаблюдая за Последнее представляет собой металлическое кольцо наол цо, например, с фигурными го с тенэометрическим кольцом, во время вырезами. Наружная сторона тензометри-среза сыпучего материала,мы будем наческого кольца 7 жестко п к ее тко прикреплена к Йподать процесс изменения нормального ме 2. На тензометрическое кольцо 7 на- процессе среза, а также и в процессе клеены тензорезисторы 8, которые элект- всего опыта. Одновременно с визуальным рически соединены с тензоусилителем и 5 ф наблюдением изменения нормального и регистрирующими приборами, например тангенциального напряженного состояния миллиамперметром, показываюшим нор- сыпучего материала в плоскости среза мальное напряженное состояние матерка- можно вести их совместную запись на ла б.3 самописце от начала сжатия до моментаВ верхней кольцевой обойме 1 установ.5 среза.В к ышклена резиновая эластичная диафрагма 9. Крепление измерительной ( й)крышке верхней кольцевой обоймы 1 кольцевой обоймы 2 с помошью тензомет- установлен штуцер для подвода воздуха. рического кольца 7 к обойме шарикопод5 96 шипников 6 позволяет вести непрерывное измерение и автоматическую запись нормального напряженцого состояния сыпучего материала в плоскости среза как в процессе уплотнения, так и во время среза вне зависимости от условия опыта (веса порции материала, влажности сыпучего материала и окружающей среды и т.д.),Измерение нормального напряженного состояния сыпучего материала, точно соответствующего максимальному сопротивлению сдвига, значительно повышает точность определения физико-механических величин удельного сопротивления сдвигу, начального удельного сопротивления сдвйгу, коэффициентов внутреннего и внешнего трения и др. величин. 20Формула изобретения Устройство для определения сопротивления сдвигу сыпучих материалов, содер 8689 6жащее верхнюю и нижнюю кольцевыеобоймы, посаженные на общий приводнойвал, причем верхняя обойма закрепленана валу жестко, а нижняя - при помощишарикоподшипников и связана с тензобалкой, нагруэочное приспособление, выполненное в виде пневмокамеры с эластичной диафрагмой, о т л н ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности 1 О измерений путем обеспечения измерениянормального напряженного состояния сыпучего материала в плоскости среза впроцессе опыта, на торцах наружногокольца шарикоподшипников и нижней коль цевой обоймы смонтировано с возможностью вертикального перемещения тенэометрическое кольцо., Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР%,410289, кл. Г 02 Э 1/02, 1971.2. Авторское свидетельство СССРВНИИПИ Заказ 8156/71 Тираж 887. Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4