Способ определения реологических характеристик угля

 

Сущность изобретения: помещают между двумя коаксиально расположенными цилиндрами 1. 4 измельченный уголь. Нагревают нагрузку угля до пластического состояния . Осуществляют вращение внутреннего цилиндра 4с заданной скоростью. Измеряют усилие, необходимое для вращения цилиндра,-затем вычисляют момент силы и реологические характеристики. В процессе нагрева высоту угольной загрузки. В момент увеличения высоты загрузки на нее накладывают давление. Поддерживают в течение процесса нагрева высоту угольной загрузки равной высоте, которую она имеет до момента ее увеличения, путем регулирования давления. 2 табл. 1 ил. ЗлехтроМагатсль

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 и 33/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Элиас Мигает

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4845737/04 (22) 28,06,90 (46) 23,02.93. Бюл. ¹ 7 (71) Восточный научно-исследовательский углехимический институт (72) Л.В.Копелиович (56) Грязнов Н.С. Пластическое состояние и спекание углей. 1962, с. 192. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УГЛЯ (57) Сущность изобретения; помещают между двум г коаксиально расположенными цилиндрами 1, 4 измельченный уголь.

„„Я „„1797056 А1

Нагревают нагрузку угля до пластического состояния, Осуществляют вращение внутреннего цилиндра 4 с заданной скоростью.

Измеряют усилие, необходимое для вращениЯ цилиндра,.затем вычисляют момент силы и реологические характеристики, В процессе нагрева высоту угольной загрузки.

В момент увеличения высоты загрузки на нее накладывают давление. Поддерживают в ечение процесса нагрева высоту угольной загрузки равной высоте, которую она имеет до момента ее увеличения, путем регулирования давления. 2 табл, 1 ил, 1797056

Предлагаемое изобретение относится к . способу определения реологических свойств углей и угольных шихт применительно к слоевому процессу коксования и может быть использовано в угольной промышленности и коксохимическом производстве;

Известен способ определения оеологических характеристик углей измерением вязкостй последних в пластическом состоянии, Используемый материал, внутрь которого помещен диск с вертикальной осью

: вращения, нагреваютснизу. При атом в материале образуется. пластический слой, перемещающийся снизу вверх. Когда диск оказывается внутри этого слоя (вблизи его верхней границы), его приводят во вращение с заданной скоростью, измеряют йаименьший момент сил, необходимый для этого; и по нему рассчитывают величину вязкости.

Недостатком йзвестного способа является то, что он применйм только для определения среднего значения вязкости, а динамика изменения ее с температурой не поддается измерению этим способом . Это объясняется тем, что диск при: вращении захватывает пластическую массу на всю

- толщину пластического слоя;

Наиболее близким к предлагаемому является способ определенйя реологических характеристик угля по его вязкости.в пластическом состоянии, заключающийся в том, что тонкий слой исследуемого угля помещают в зазор между коаксиальными цилиндрами, нагревают и при переходе угля в пластическое состояние внутренний цилиндр приводят во вращение с заданной скоростью, а внешний удерживают неподвижно, Измеряют усилие, необходимое для вращения цилиндра, и по нему рассчитыва. ют момент силы и вязкость угля.

Недостатком этого способа является его ограниченная применимость для вспучивающихся углей, поскольку объем этих углей при нагреве резко увеличивается из-за выделения большого объема парогазовой фазы, что приводит к получению недосто-верных данных по их реологической характеристике, Целью изобретения является устранение указанного недостатка. Цель достигается тем, что в способе определения реологических характеристик угля, включающем нагрев измельченного угля, помещенного между двумя коаксиально расположенными цилиндрами, до пластического состояния, вращение внутреннего цилиндра, измерение усилия и вычисление момента силы, необходимого для вращения его с заданной скоростью, измеряют высоту угольной загрузки в течение всего процесса определения и в момент увеличения высоты загрузки накладывают на нее давление и путем регулирования последнего поддерживают высоту загрузки равной высоте, которую имеет загрузка до момента ее. увеличения, Наложение давления с момента увеличения высоты угольной загрузки и регулирование давления позво10 ляет поддерживать постоянный объем вспучивающихся:углей в течение всего процесса определения и получить достоверные данные по изменению вязкости пластической массы угля в процессе нагрева. Давление на испытуемую загрузку должно накладываться непрерывно,:поскольку при периодическом его наложении с последующим снятием происходит термомеханическая деструкция пластической массы и удаление из .

20 нее растворенных легкокипящих компонентов, что приводит к искажению ее реологи-. ческих свойств.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило устано25 вить соответствие его критерию "новизна"..

При изучений известйых технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, поэтому они

30 обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Осуществление способа проводят в приборе, представленном на чертеже.

Прибор содержит стакан 1, выполненный ввиде цилиндра,,установленный в печи 2, ротор 3, на нижней части которого коаксиально стакану 1. установлена цилиндрическая насадка 4, ротор соединен через шкив

40 5 с электродвигателем, В верхней части стакана 1 на роторе 3 помещена с возможностью перемещения вдол ь ротора пресс-втулка 6, на. которую опирается рычаг 7, один конец которого закреплен на стойке 8, а на другом его

45 конце помещен груз 9. Прибор снабжен устройством t0 для замера высоты угольной загрузки и динамометром 11, соединенным со шкивом 5 и с электродвигателем, Определение реологических характери50 стик угля производится следующим образом.

Пример 1, В кольцевое пространство между стаканом, 1 (внутренний диаметр

Г4=5,0 см) и цилиндрической насадкой 4 (ди55 аметр 0;=4,7 см. высота цилиндрической части L=2,1 см) загружают 2,5 r испытуемого угля и измеряют высоту слоя с помощью устройства 10, На верхнюю часть ротора надевают пресс-втулку 6, на которую опирается рычаг 7 с грузом 9, Все устройство

179705б

Таблица 1 помещают в печь 2. К шкиву 5 присоединяют электродвигатель, соединенный с динамометром 11, включают обогрев; угольную загрузку нагревают в течение 30 мин до t 250

С, затем со скоростью 3 град/мин до t 520

OC

В процессе нагрева с 385 С до 520 С на угольную загрузку накладывают давлеwe, поддерживая постоянную высоту за-. грузкй 22 мм. (на уровне, достигнутом при

380 С), регулирую величину груза 9.

По достижении углем пластического состояния (t=385 . С) насадку 4 включением электродвигателя вращают со скоростью п=9 об/ч, С помощью динамометра 11 определяют усилие, необходимое для вращейия ее с заданной скоростью, и вычисляют вращающий момент и вязкость.

Момент силы, необходимый для вращения внутренней цилиндрической насадки определяют по формуле:

М=F D /2 где F — усилие (rc) на щкиве 5, измеренное ди намометром;

0+/ — диаметр шкива, см (ОШ =2).

Вязкость пластической массы угля, кПз определяются по формуле

1740 . M . (1 ) tpg}

2 . и (. е

Формула изобретения

Способ определения реологических характеристик угля, включающий нагрев до пластического состояния измельченного угля, помещенного между двумя коаксиально расположенными цилиндрами, вращение внутреннего цилиндра с заданной скоростью, измерение усилия, необходимого для вращения с заданной скоростью, вычисление момента силы и реологических характегде M — момент силы, гс .см;

De — внутренний диаметр стакана, см;

Di — диаметр цилиндрической насадки, . см;

5 (. — длина цилиндрической насадки, см;

n — частота вращения насадки, об/ч.

При усилии на шкиве F 40 гс -момент силй, необходимый для вращения, состав- . ляет

10 М=40 2/2=40 гс см.

Вязкость равна

1764 40

" З,142 г (А,72 — 4,о } =2;ОкПз, Данные по величине усилия, необходи.мого для вращения цилиндрической насадки, и величине вязкости угля; нагретого до

20 различных температур; приведены в табл, 1, Пример 2 (известный способ), Условия и исследуемый уголь, как в примере 1, но давление на угольную загрузку в процессе нагрева не накладывается. Данные по

25 зависимости усилия, необходимого для вращения .цилиндрической насадки, от температуры приведены ниже, в табл. 2.

Использование заявляемого изобретения позволит увеличить достоверность on30 ределейия вязкости вспучивающихся углей, ристик, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности данных, измеряют высоту угольной загрузки в течение всего процесса определения, в момент увеличейия высоты угля на нее накладывают давление и путем регулирования давлейия поддерживают высоту угольной загрузки равной высоте, которую она имеет до момента ее увеличения.

1797056

Таблица 2

Составитель А;Колешович

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 651 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5