Способ определения плотности жидких и сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 01 Н 90 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОБРЕТЕН И СА КА 8 ИДЕТЕЛЬСТ СКО юл,936едовательский инстио производства Гоский, В.М.Спивак;.Ф.Глущенко,И,Берловский 8,8)видетельство СССРО 1 Я 9/86, 1967.3999421, кл. 73/32 А ПЛОТНОСТИ ся к иэмерибыть испольтности сыпульной индустчностн опреэмокности дуемого матеего плотноспольэовании риода собстс исследуе"(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКИХ И СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относи тельной технике и может зовано для измерения пл чих материалов в строит рии. Цель - повьппение т деления и обеспечение в определения объема иссл риала после определения ти. Способ основан на и максимальной величины и венных колебаний емкост мым материалом, подвешенной как физический маятник, при изменении объемаматериала в емкости от плотности засыпаемого материала. Высоту подвескии геометрические размеры емкости выбирают такими, чтобы обеспечить вдиапазоне измеряемых плотностей .иуровней загрузки возрастание периодасобственных колебаний от начальногозначения при пустой емкости до максимального значения и последующееуменьшение периода. Производят заг -.рузку произвольного количества материала дискретными порциями, измеряютпериод колебаний пустой емкости нпосле загрузки каждой порции опреде-ляют величину максимального периода,находят по ней из градуировочной зависимости насыпную плотность. Поэтойвеличине плотности и значению текуче- Сго периода колебаний емкости определяют объем материала в момент дости- Ежения максимума периода колебанийи после загрузки последующих порций.В процессе определенияпроизводятуточнение градуировочной зависимостипо измеренному значению периода собственных колебаний пустой емкости 13. з.п. ф-лы, 2 ил, 2 табл.гЗависимость периода колебаний Т цилиндрической емкости радиуса г с исследуемым материалом плотностью ) от его объема имеет вида емкости; ение свобод ного падеости;и колебанустой емк 55 пустой емякие от отра масс- расс и; Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения насыпной плотности сыпучих материалов в строитель 5 ной индустрии.Цель изобретения - повышение точности определения и обеспечение воэможности определения объема исследуемого материала после определения его плотности.На фиг.1 и 2 показаны схемы, поясняющие теоретические основы способа; на фиг.З схематично показано устройство для реализации предлагаемого способаСпособ основан на использовании зависимости максимальной величины периода собственных. колебаний Т емкости с исследуемым материалом, подвешенной как физический маятник, при изменении объема материала в емкости от плотности засыпаемого материала.Способ осуществляют следующим образом. 25Подвешивают емкость для исследуемого материала как физический маятник, выбирают высоту подвески 6 и геометрические размеры емкости, обес,печивающие в диапазоне измеряемых ,плотностей и уровней загрузки возрас ,тание периода ее собственных колебаний Т от начального значения Тр при пустой емкости до максимального значения Тм и последующее уменьшение периода при увеличении объема Ч мате"35 риала в емкости, т.е. экстремальный вид зависимости Т 2(Ч) периода Т от объема Ч засыпанного в емкость материала при любом уровне загрузки в заданном диапазоне (фиг. 1) . г"о - момент инерции пустой емкости относительно оси колебания о =М г .г"Рассчитывают градуировочную зависимость 1 =Г(Т). Приравнивая нулю частную производную й(Т)/йЧ О, получают зависимость лотности материалаот его объема Чм в емкости, при котором достигается максимум периода соответственных колебаний Т емкости с материалом:ф Зкс+Чм 2 ЙМ С+ 5 й. 6= В/2 ГГ;- КМ.а"Отсюда графически получают обратную зависимость Чм Е, Подставляя. эту зависимость в (1), получают искомую грацуировочную зависимостьЕ(Тм). (3)Измеряют период собственных колебаний пустой емкости Тр. Подставляя значение в (2), уточняют градуировочную зависимость (3).Загружают в емкость исследуемый материал дискретными порциями, объем которых определяется требованием к точности измерения. Дозировку осуществляют следующим образом. При известной максимальной интенсивности непрерывного потока материала определяют интервал ЬС, за который в емкость попадает не более допустимой дозы материала. По истечении интервала дс прекращают подачу материала. После загрузки каждой порции измеряют период собственных колебаний емкости с материалом Т. Прн достижении величины периода колебаний максимального значения Тм по градуировочной зависимости (3) определяют искомую плотность Р .1Продолжают засыпку в емкость последующих порций материала и иэмере ние текущего периода колебаний емкости Т, По зависимости (1) при уже известной плотности материаладопол нительно определяют объем материала в . емкости К и его массу М Я Ч.П р и м е р. Проводили измерение насыпной плотности гравийного и керамэитового песков известной плот" ности Р=1500 кг/м 3;992 кг/м). Песок загружали в 5-литровый мерный цилиндрический сосуд типа МП, подвешенный на расстоянии 0,1215 м от верхнего края сосуда посредством40 двух неупругих нерастяжимых металлических связей к оси колебаний, закрепленной горизонтально в двух приборных подшипниках (фиг.2). Сосуду5 сообщали малые колебания вокруг оси подвеса, период То которых измеряли частотомером электронно-счетным ЧЗ. В качестве датчика контроля положения емкости использовали магнито герконовый датчик типа ДПУ 2-40 со схемой устранения дребезга контактов.При этом высота подвески емкости как физического маятника, а также ее геометрические размеры были выбраны такими, что обеспечивали возрастание периода колебаний емкости по мере засыпки материала от начального значения при пустой емкости Т до максимального значения при загрузке не более 26 емкости (см.табл.1) и последующее уменьшение периода. Песок загружали в емкость порциями, величину которых ограничивали объемом мерного стаканчика произвольно по объе му. После засыпки каждой порции измеряли период собственных колебаний емкости Т и проверяли достижения максимума измеряемых периодов колебаний (см. табл,2). Определяли максимальное значение периода колебаний Тм (в табл.2 выделено чертой) .По исходным параметрам измерителя, приведенным в табл.1, получали градуировочную зависимость Т ;-Г Ч.Ц,35По этой градуировочной зависимости (представленной в табл.1) и по измеренной величине максимального периода колебаний емкости определяли насыпную плотность (см. табл .2) .По величине насыпной плотности и значению текущего периода колебаний емкости из зависимости (1) определяли объем материала в момент максимального периода колебаний, а по най 45 денным значениям насыпной плотности и объема - массу загруженного материала.Кроме того, перед измерениями проводили уточнение градуировочной зависимости по измеренному знаМению50 периода собственных колебаний пустой емкости путем определения уточненного коэффициента =с Т где й=р 1 д- постоянная измерителя.Результаты измерений и вычислений приведены в табл,2.Периоды колебаний измеряли с точ-: ностью 1 Ос. Максимальные значения измеренных периодов в таблице выделены чертой, Как видно из табл.2, пог- решность определения плотности при испытании на двух материалах составила 1,41 - 5 , а определения объема 1 - ЗХ;Дальнейшее повышение точности измерения по предлагаемому способу можно достичь за счет специальной конструкции подвески, уменьшающей коэффициент затухания колебаний и повышаю-. щей точность измерения периода.Предлагаемый способ может быть применен, в устройствах контроля насыпной плотности и объемно-весовоГо дозирования при производстве керамэитобетона, а также в строительных лабораториях. Формула из обретения1. Способ определения плотности жидких и сыпучих материалов, включающий загрузку исследуемого материала в емкость, подвешенную как физический маятник, возбуждение колебаний емкости, замер периода ее собственных колебаний вокруг неподвижной оси, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения .и обеспечения возможности определения объема материала после определения его плотности, выбирают высоту под" вески и геометрические размеры емкости, обеспечивающие в диапазоне измеряемых плотностей и уровней загрузки возрастание периода собственных коле" баний от начального значения при пустой емкости до максимального значения и последующее уменьшение периода, производят загрузку произвольного количества материала дискретными порциями, измеряют период колебаний пустой емкости и после загрузки каждой порции определяют величину максимального периода, находят по ней из градуировочной зависимости насыпную плотность, а по этой величине плотности и значению текущего периода колебаний емкости определяют объем материала в момент достижения максимума периода колебаний и после загрузки последующих порций.2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, в процессе определения производят уточнение градуи" ровочной зависимости по измеренному значению периода собственных колебаний пустой емкости.,аосте редел асс тар о,оо 1,055 0,99071,оао 961,05501,0555 Пас 52300 04607 04050,4 90 9 О, 0010 1,05021 1,04679 1,оа 1 аа ВеремэмтоамП пас 9 0,00117 1,74. 5210214 5 1,14 1,041061,03461,026 0,99101 1,046621427236 г Перес ставительхред Л.Оли едактор А.Лежнина а 9 4845/3 зводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгоро Тирав 847ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и035, Москва, Ж, Раушска оКорректор М.Демчик Подписноитета СССРткрытийнаб., д. 4