Устройство для измерения заряда частиц порошкового материала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвэ СфветскикСфциапистическилреспублик(22)Заявлено 06.07.81 (21) 3313576/18-21с присоединением заявки РЙлф делам лзфлрвтеллй и етлрмтий . 7 ) Заявител(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАРЯДА ЧАСТИЦ ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛАрения заряда частиц с удельньтем объем ным сопротивпенйем менее 10 Ом. м иэ-эа перераспределения заряда при контакте частицы с поверхностью высоковольтного электрода.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для измерения заряда частиц порошкового материала, содержащее рабочую камеру из диэлектрического материала, внутри которой установлены снабженные диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы, соединенный е рабочей камерой,на противопойожномконце которой размещен наконечник с отверстием для введения, частиц исследуемого порошкового материала; и симметричный двухполяриый преобразователь высокого напряжения, к раэноименным полюсам которого подключе ны упомянутые электроды, при этом в рабочей камере .за электродами по ходу движения частиц размещен диэлект рический вкладыш таким образом, что 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в электрогазоочистке, химической промышленности и электронно-ионной технопогии для измерения величины заряда частиц порошкового материала.Известно устройство для измерения заряда частиц порошкового материала, содержащее рабочую камеру иэ диэлектрического материала, внутри которой1 о установлены электроды, узел отсеса, соединенный с рабочей камерой, на прогивоположном конце которой размещен наконечник с отверстием для введави частиц исследуемого порошково-: го материала, и симметричный двухпопярный преобразователь высокого напряжения, при этом электроды выполнены в ыае съемных пластин, поЬлюченных к разноименным полюсам упомя щ нутого симметричного двухпопярного преобразователя 1.Недостатком этого устройства является непригодность его для иэмео-ионной технологйи-=:3 100он делит эту часть камеры на два канала, на выходе иэ которых смонтирова-ны связанные с регистрирующим при/бором измерительные электроды в ыде съемных металлических пластин,взаимодействующих с постояннымимагнитами 23,Однако применение данного устройства ограничено измерением зарядаферромагнитных частиц. Кроме тогО,для измерения заряда с помощью этсьго устройства необходимо после 5-15 сработы его отключить, извлечь взаимодействующие с постоянными магнитамиметаллические пластины с налипшим наннх слоем порошка и взвесить. Иъ-заэтого известное устройство не можетбыть ЙЬпользовано для получения непрерывной информации об измерениизаряда частиц в ходе технологического процесса, например электронанесе;ния, электрогазоочистки и т.п.Цель изобретения - обеспечениевозможности заряда частиц независимо от их электрического сопротивления и получение непрерывной информации о результате измерения.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для измерения зарядачастиц порошкового материала, содержащем рабочую камеру из диэлектрического материала, внутри которой установлены снабженные диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы,соединенный с рабочей камерой, напротивоположном конце которой размещен наконечник с отверстием для введения частиц исследуемого порошкового материала, при этом в рабочей камере за электродами по ходу движения частиц размещен диэлектрическийвкладыш таким образом, что он делитэту часть камеры на два канала, навыходе из которых смонтированы измерительные электроды, связанные срегистрирующим прибором, измерительные электроды выполнены в виде установленных с зазором относительностенок каналов металлических цилиндров, смонтированных с воэможностьювращения вокруг своей оси и снабженныхприводом, а узел отсоса снабжен щи.хами, контактируюшими с поверхностьюупомянутых цилиндров по всей их дыне со стороны узла отсоса, при этом.в каналах размещены датчики плотностипотока частиц, соединенных с упомянутым регистрирующим прибором, напримершлейфовым осциллографом. 4002 4целесообразно датчики плотностивыполнить емкостными.На фиг. 1 схематически изображенопредлагаемое устройство; на фиг. 2 разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - разрез Б Б на фиг. 1.Устройство содержит корпус 1 иэдиэлектрического материала, которыйс одного конца имеет наконечник 2 1 р .для забора пробы, а с другого - узел)3 отсоса в виде пылесоса (не показан),подключенного к внешнему источникупитании. Внутри корпуса размещенарабочая камера 4, имеющая со стороны И узла 3 отсоса два канала 5 и 6 прямоугатьного сечения, образованныхвкладышем 7, и симметричный двухпслярный преобразователь 8, На противоположных стенках рабочей камеры 4 смон- М,тированы подключенные к разноименнымполюсам преобразователя 8 высоковольтные электроды 9 и 10, изолированныеот рабочей полости камеры полым диэлектрическим вкладышем 11. И На выходе иэ каналов 5 и 6 размещены измерительные электроды в видеустановленных с зазором .относительностенок каналов металлических цилиндров12 и 13, электрически связанных через Эр штеккеры 14 и 15 со шлейфовым осцю- лографом 16. При этом металлическиецилиндры смонтированы с возможностьювращения вокруг своей оси, ле кашейпо продольной оси симметрии поперечного сечения каналов 5 и 6, и соединены посредством зубчатой передачи17 с электродвигателем 18. Со стороны узла 3 отсоса размещены контактирующие с поверхностью металличаскихцилиндров 12 и 13 по всей их длиневолосяные щетки 19 и 20, закрепленныена перфорированном основании 21 и 22.В стенках каналов 5 и 6 эаподлицос ними размещены пластины 23 - 26датчиков плотности пока емкостноготипа, которые через штеккеры 27 и 28и преобразователь сигналов 29 электр- чески связаны с упомянутыми шлейфовымосциллографом 16,Устройство работает следующим образом.Включают привод узла 3 отсоса и электродвигатеп 18, связанные с последним металлические цилиндры 12 и 13 начинают вращаться. Одновременно запускают преобразователь 8, вырабатывающий напряжение порядка 2 кВ, Это напряжение подается на высоко5 1004 вольтные электроды 9 и 10, в результатечего внутри рабочей камеры 4 возникает сильное электрическое поле.Затем наконечник 2 вводят в иссльдуемую среду, состоящую из частиц порошкового материала, находящегося, например в состоянии псевдоожижения.Частицы порошка вследствие разряже нии попадают в рабочую камеру 4, где под действием электрического поля10 сепарируются по знаку заряда и увлекаемые потоком воздуха попадают в соответствующий канал 5 или 6. При этом благодаря наличию изоляционного покрытия на электродах 9 и 10 осаждение на них частиц практически леностью исключается. На выходе из каналов,5 и 6 на пути частиц оказываюъся измерительные электроды, роль которых выполняют вращающиеся металли ческие щцппщры 12 и 13, связанные с осциллографом 16. Нри взаимодействии с заряженными частицами на указанных цилиндрах наводится потенциал, регистр- руемый осциллографом. При этом, если 25 исследуется среда с .диэлектрическими частицами последние при контакте с поверхностью металлических цилиндров осаждаются на ней и удерживаются за счет сил зеркального отображения, за тем при вращении шцвндров частицы снимаются волосяными щетками 19"-и 20 и выносятся с потоком воздуха в узел 3 отсоса. Проводящие же частицы после контакта с цилиндрами либо опадают немедленно (сравнительно крупные час;типы) и выносятся с воздухом через зазор между стенками каналов и поверхностью цилиндров, либо удерживаются на ней за счет молекулярных сил и затем снимаются щетками .19 и 20 и также уносятся с потоком воздуха в узел 3 отсоса.До контакта с измерительнымиэлектродами, двигаясь в их направлении по каналам 5 и 6, частицы оказываются между пластинами 23 - 26 датчиков плотности потока, являющихся собственно обкладками конденсатора, и вызывают изменение электрической емкостиМ последнего, обусловленное соответствующим изменением диэлектрической проницаемости среды. Изменение емкости находится в прямой пропорциональной зависимости от плотности потока. Данное изменение электрической емкости преобразуется посредством мостовой схемы преобразователя сигналов 29 в эквивалентное напряжение, которое 902 бпоступает на один из входов шлейфового осциллографа 16, таким образомобеспечивается возможность измерениямассового расхода, т.е. определения массы порошкового материала, проходящего через сечение каждого из каналов)5 и 6 и осаждающегося на поверхности металлических цилиндров 12 и 13 в единицу времени, например в секунду,При угловой скорости вращения цилинд ров 12 и 13, составляющей один обо рот в секунду обеспечивается возможность регистрации потенциала, наведенного на них данным, измеренным с по мощью датчиков плотности потока, массовым расходом порошкового материала.В результате на оспиллограмме по лучаются две пары графиков, соответствующихмассовому расходу и потенциалу отрицательно и положительно заряженных частиц порошкового материала.Определение заряда производится р соответствии с формулой где О - наведенный потенциал, В;1 т массовый расход порошковогоматериала, г;С - емкость измерительной системы.Предложенное устройство для измерения заряда частиц порошкового материала позволяет измерить дифференциальный среднемассовый заряд частиц независимо от значения их объемного или поверхностного сопротивления. Измерение может производиться непрерывно, а результаты измерений имеют графическую форму. Эго позволяет производить эффективный контроль за ходом технологических процессов: электрона- несения, элжтрогазоочистки, электро- сепарации и. др. и оперативно реагировать на опасное накопление зарядов статического электричества в объеме того или иного аппарата.Применение устройства в исследовательских целях, например при изучении процессов псевдоожижения и электро- распыления позволяет сократить продолжительность измерений и полнее исследовать влияние ряда факторов на характер заряжения порошковых материалов,формула изобретения 1. Устройство для измерения зарядачастиц порошкового материала, содержа 7 10049 щее рабочую камеру из диэлектрическо-го материала, внутри которой установлены снабженые диэлектрическим покрытием электроды, узел отсоса пробы, соединенный с рабочей, камерой, на 5 противоположном конце которой размещен наконечник с отверстием для введения частиц исследуемого порошкового материала, при этом в рабочей камере за электродами по ходу движения о частиц размещен диэлектрический вкладыш таким образом, что он делит эту часть камеры на два канала, на выходе из которых смонтированы измерительные электроды, связанные с регистрируюшим прибором, о т л и,ч а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения заряда частиц независимо от их электрического сопротивления и получения непрерывной информации о результате измерения, измерительные электроды выполнены в виде установ 02 8ленных с зазором относительно стенокканалов металлических цилиндров, смонтированных с возможностью вращениявокруг своей оси и снабженнйх приводом,а узел отсоса снабжен щетками,контактирующими с поверхностью упомянутыхцилиндров по всей их длине,при этом в каналах размещены датчики плотности потокачастиц, соединенные с упомянутым регистрирующим прибором, например шлейфовым ооциллографом.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что датчики плотностипотока выполнены емкостнымн.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР657372, кл.01 Р 29/24,13.0777.2. Авторское свидетельство СССРпо зачвке . 2914278/21,кл. С 01 Р 29/24, 16,04,80,Заказ 1876/57В Тираж 708 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытиЯ 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5