粒狀物料比表面積測定儀的製作方法

2023-06-30 20:57:31

專利名稱：粒狀物料比表面積測定儀的製作方法
技術領域：
本實用新型為一種物理測試儀器，特別是一種粒狀物料的比表面積測定儀。
現有的比表面積測定儀只能測比表面積在2000cm2／g以上的粉末狀物料的比表面積，對細粒狀物料的比表面積，沒有適用的儀器；目前作水泥強度檢驗所用的標準砂，採用國標GB1178－77規定的方法，顆粒度控制用的篩孔如下方孔篩孔徑mm累計篩餘％0.65＜30.4040±50.20＞94這一標準在推行中發現以下問題，現在用作生產控制和成品檢驗的試驗篩中沒有0.65的基本篩孔，按GB6003－85規定相鄰篩孔尺寸為0.71和0.63mm，選取任何一種都不符合標準規定，即是試驗篩完全符合GB6003－85要求，篩網的平均尺寸也有允許偏差或級差，因此，用篩網控制標準砂顆粒度不夠準確，這必然會影響水泥強度測試不準確，過去試驗表明，標準砂細則顆粒多，比表面積大，如果水泥質量不變，試驗強度值決定於標準砂與水泥漿的接觸面積大小(即比表面積大小)，因此，測定標準砂的比表面積就可以有效地控制標準砂的顆粒度。
本實用新型的目的是設計一種適合測定細粒物料比表面積的儀器，尤其是針對水泥行業所用標準砂的質量控制，採用透氣法原理製造測定比表面積值在100cm2／g的內的測定器。
本實用新型設計依據的原理是流體在層流狀態下(即雷諾數2狀態)透過物料層時，物料的體積比表面積為SV=14ε3(1-ε)2·△PLUη]]>式中 Sv物料的體積比表面積cm2／cm3ε物料堆積空隙率L料層高度cmU流體透過物料層的流速cm／Sη流體的粘度(泊)Pa·SΔP流體通過料層的壓差g／cm2以下結合說明書附圖對本實用新型的內容詳述如下

圖1為本實用新型粒狀物料比表面積測定儀的結構示意圖。
圖2為試樣筒的剖面結構示意圖。
圖中編號1、U形壓差計；2、試樣筒；3、三通換向閥；4、空氣流量計；5、壓差調節閥；6、抽氣泵；7、抽氣泵電源開關；8、試樣筒底部的細金屬絲篩網；9、氣室；10、底座；11、氣管路。
參考圖1本實用新型主要由U形壓差計1，試樣筒2，三通換向閥3，空氣流量計4，壓差調節閥5，抽氣泵6構成；以上構件用氣管路11連接在一起；試樣筒2底部有細金屬絲篩網8，篩網底下有氣室9，氣室9與儀器管路相通，其另一端通過物料層與大氣相通；U形壓差計1一端與氣管路11相接，另一端也與大氣相通，流量計4兩端接到氣管路11上。管路上的壓差調節閥5為可調節抽氣量大小的二通閥，管路上的三通換向閥3有3個位置(a)不通過流量計4直接接抽氣泵6(b)通過流量計4間接接抽氣泵6(c)不接抽氣泵6也不接流量計4。試樣筒底部為一細金屬絲篩網8，只可讓空氣通過，物料漏不下來，篩網下面為氣室9與氣管路11連接。所有各構件與氣管路連接都要求密封不漏氣。
當開動抽氣泵時，打開壓差調節閥5，使三通換向閥3接流量計4，在抽氣泵6的抽力作用下，空氣通過試樣筒內的物料層進入抽氣管路，進入管路的空氣量與料層厚度，試樣筒截面積，空氣的物理參數及堆積物料的空隙率有關，在料層厚度，試樣筒截面積和空氣的物理參數不變時，進入管路的空氣量與堆積物料的空隙率有關，而空隙率的大小與比表面積直接相關，而公式中的另外兩個參數ΔP和流速U可從U形壓差計和流量計取出，從而可通過上述公式計算出物料的比表面積。
本實用新型的完成解決了多年來顆粒粉末領域未解決的比表面積測試問題，為水泥強度所用標準砂的檢測提出了可靠的試驗儀器和試驗方法。
本實用新型的應用實施例如下
使用本儀器前先檢查管路系統是否漏氣，用空試樣筒，筒口用橡膠塞塞緊，把壓差調節閥5關閉，使三通換向閥3直接接抽氣泵6，調節壓差調節閥5使U形壓差計1的壓差讀數大於5cm，使三通換向閥3處於關閉位置，關掉抽氣泵6，觀察U形壓差計1，如在1分鐘內壓差不變，即證明管路系統不漏氣。
正式試驗時，試樣筒2裝滿試樣，第一步把壓差調節閥5關閉，將三通換向閥3直接接抽氣泵，開抽氣泵，微調壓差調節閥5使U形壓差計1的壓差讀數在5cm處，記下試驗時溫度t和流量計初始讀數G1；第二步，將三通換向閥旋轉至通流量計，待1分鐘後記下U形壓差計的壓差△P和流量計讀數G2，倒出物料稱重量m。

按上述記錄表格，通過計算鬆散密度ρB＝ (m)/(AL) g／cm3，求出空隙率ε＝1－ (ρB)/(ρP) 。接著求出流體通過料層的流速，U＝(G2－G1)× 1/(60A) cm／s，然後計算出體積比表面積，SV=14ε3(1-ε)2·△PLUη]]>，由體積比表面積計算出重量比表面積，Sw＝ (SV)/(ρP) 。最後用驗算雷諾數Re＝ (ρ流Ｕ)/(ηSV(1-ε)) 小於2來證實結果的可靠性。
式中 ρ流流體的密度g／cm3。
權利要求1.一種粒狀物料比表面積測定儀，其特徵是主要由U形壓差計，試樣筒、三通換向閥、空氣流量計、壓差調節閥、抽氣泵構成；各構件用氣管路連接在一起；試樣筒底部為一細金屬篩網，篩網下為一氣室，氣室與儀器管路相通，另一端通過物料層與大氣相通；U形壓差計的另一端也與大氣相通；空氣流量計的兩端接到氣管路上。
2.根據權利要求1所述的粒狀物料比表面積測定儀，其特徵是所述管路上的壓差調節閥為可調節抽氣量大小的二通閥。
3.根據權利要求1所述的粒狀物料比表面積測定儀，其特徵是所述管路上的三通換向閥有3個位置(a)不通過流量計直接接抽氣泵；(b)通過流量計接抽氣泵；(c)不接抽氣泵也不接流量計。
4.根據權利要求1所述的粒狀物料比表面積測定儀，其特徵是所述的試樣筒底部有細金屬絲篩網。
專利摘要本實用新型為一種用於物性測試的粒狀物料比表面積測定儀，其主要由U形壓差計、試樣筒、三通換向閥、空氣流量計、壓差調節閥、抽氣泵構成；各構件以氣管路連接在一起，試樣筒底部為一細金屬篩網，篩網下有氣室，氣室與儀器管路相通，另一端通過物料層與大氣相通；U形壓差計的另一端也與大氣相通。本儀器解決了多年來顆粒狀物料領域未解決的比表面積測試問題。
文檔編號G01B21/28GK2199525SQ9420007
公開日1995年5月31日 申請日期1994年1月6日 優先權日1994年1月6日
發明者張大同, 陳萍, 顏碧蘭, 趙福欣 申請人:中國建築材料科學研究院水泥科學研究所