Способ определения качества смешения материалов

 

(19) RU (и) (51) 5 G01N21 35

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5020920/25 (22) 01.01.92 (46) 15.10.93 бюл. Йя 37-38 (76) Максимов Александр Иванович; Климов

Владимир Александрович; Зубков Владимир Юрьевич (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА СМЕШЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: при контроле гомогенизации смеси смешиваемых компонентов в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. Сущность: способ включает введение в смешиваемую массу индикатора, в качестве которого используют водорастворимое вещество, которое удаляют с поверхности исследуемого материала путем его растворения в воде, образуемые пустоты заполняются порошкообразным веществом, теплопроводность которого выше теплопроводности исследуемого материала, затем подвергают тепловому воздействию вещество и регистрируют интенсивность инфракрасного излучения порошкообразного вещества, находящегося в отдельных областях исследуемого материала, по интенсивности которого судят о качестве материала. 1 злф-лы

2001387 йс Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техничеИзобретение относится к способам определения качества смешения материалов, используемых при контроле гомогенизации смеси смешиваемых компонентов, а также при оценке качества работы смесительного оборудования. и может быть использовано в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства. где используется смесительное оборудование.

Известны способы определения качества смешения сыпучих материалов с использованием красящих веществ. Для оценки смешения можно или применять непосредственно смесь, предназначенную для смешения, если частицы имеют разные цвета, или приготовить искусственную смесь из двух веществ, отличающихся окраской, но таких, которые имеют те же свойства, что и вещества, подлежащие перемешиванию, т.е, такую же крупность частиц, форму зерен и плотность. Перемешивание производят до тех пор, пока состав пробы, взятой о выбранных условиях, не будет постоянным.

Отобранные пробы контролируют посредством частиц под лупой или микроскопом.

Известный способ имеет высокую трудоемкость, т.к. требуется отделить бесконечно большое количество частиц одного вещества от другого, а затем произвести их подсчет.

Известен способ определения качества смешения путем исследования обесцвечивания окрашенного раствора при помощи вещества, адсорбирующих краситель, например, обесцвечивание растительного масла глиной. Однако, известный способ имеет тот недостаток, что при его использовании искажается реальная картина процесса перемешивания, поскольку способ предусматривает ввод в смешивае лую массу твердых сыпучих материалов, жидкого вещества (индикатора), с качественно иными реологическими характеристиками по сравнению с перемешиваемыми веществами, Известен также способ определения качества смешения сыпучих материалов, включающий введение в смешиваемую массу радиоактивного индикатора. смешение и качественную оценку неоднородности смеси.

Недостаток известного способа заключается в том, что он сложен, т.е. ввода радиоактивного индикатора в исследуемую смесь и для анализатора его распределения в смеси необходимо сложное специальное оборудование, Кроме того. известный способ представляет известную опасность для здоровья человека, что связано с работо радиоактивными иэотопами.

Q Q7

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение безопасности.

Для достижения поставленной цели необходимо разработать новое техническое решение. обеспечивающее упрощение ñnîсоба и повышение его безопасности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения качества смешения материалов, включающем введение в смешиваемую массу индикатора, смешение и качественную оценку неоднородности смеси, согласно способу, в качестве индикатора используют водорастворимое вещество, например, поваренную соль, которое удаляют с поверхности исследуемого материала путем его растворения в воде. После этого заполняют образующиеся пустоты. порошкообразным веществом, теплопроводность которого выше теплопроводности исследуемого материала, Затем осуществляют тепловое воздействие на исследуемый материал путем его размещения в сушильном шкафу, Выдерживают исследуемый материал о сушильном шкафу в течение времени, которое необходимо для нагрева порошкообразного вещества, находящегося в пустотах. При использовании в качестве порошкообразного вещества окиси алюминия (А120э) время выдержки в сушильной камере равно 50-60c . В течение указанного времени порошкообразное вещество нагревают до температуры (60-70) С, при этом сам исследуемый материал прогреться не успевает. После прогрева порошкообраэного вещества регистрируют инфракрасное излучение отдельных участков поверхности исследуемого материала. Регистрацию производят посредством тепловизора, При регистрации инфракрасного излучения исследуемый материал равномерно перемещают в поле действия прибора, а интенсивность излучения показывает прибор в градусах, Чем больше порошкообраэного вещества на поверхности исследуемого материала, тем большую интенсивность инфракрасного излучения имеет тот или иной участок поверхности. При совершенном качестве смешения удельная концентрация индикатора. в любых произвольных областях исследуемого материала, равна между собой, а следовательно, равна и интенсивности инфракрасного излучения. Предлагаемый способ применяется при определении качества смешения полимерных материалов, теплопроводность которых ниже теплопроводности порошкообразных мелкодисперсных металлических порошков (пудр).

2001387 ское решение имеет общие признаки с прототипом: — вводят в смешиваемую массу индика- 5 тор; — осуществляют смешение; — осуществляют качественную оценку качества смеси, Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа новыми признаками и новым порядком их выполнения: 10 — используют в качестве индикатора водорастворимую добавку в виде дисперсного вещества; — удаляют индикатор с поверхности исследуемого материала путем его растворе- 15 ния в воде; — осуществляют заполнение образующихся пустот порошкообразным мелкодисперсным веществом; 20 — теплопроводность порошкообразного вещества выше теплопроводности исследуемого материала; — осуществляют тепловое воздействие на порошкообразное вещество, которым заполнены пустоты на поверхности исследуе- 25 мого материала; — осуществляют регистрацию интенсивности инфракрасного излучения порошкообразным веществом; — о качестве смешения судят по интен- 30 сивности инфракрасного излучения.

Из приведенного перечня признаков и достижения поставленной цели наглядно видно, что заявляемое техническое решение представляет собой новую совокуп- 35 ность признаков, как сочетание новых признаков и нового технического свойства.

Способ реализуется следующим способом, Производили переработку полимерных 40 материалов (полиэтилен, полистирол и др.) на червячном экструдере в количестве 50 кг, В процессе переработки в качестве ичдикатора использовали поваренную соль (можно использовать любое дисперсное вещество, 45 лишь бы оно растворялось в воде) в количестве 50 г. Индикатор ввели в бункер экструдера. На выходе из экструэионной головки получили переработанный материал в виде полосы толщиной 3 мм. Переработку прова- 50 дили 20, 40 и 60 мин. Ширина полосы 100 мм. Затем вырезали куски из полосы длиной по 100 мм. Поместили куски материала в теплую проточную воду и произвели растворение соли с поверхности вырезанных кус- 55 ков. После растворения на поверхности отобранных кусков (образцов) получились пустоты. Затем на поверхность отобранных кусков, после растворения соли, насыпали мелкодисперсную фракцию порошка А120э, Далее произвели равномерное распределение мелкодисперсного порошка по поверхности кусков посредством мягкой щетки и заполнили пустоты порошком. Отобранные куски считаются подготовленными к исследованию, если все пустоты исследуемых кусков заполнены порошком до уровня плоскости кусков. После этого подготовленные образцы поместили в сушильный шкаф (камеру) с температурой 80 С и выдержали

50 с. Настроили тепловиэор фирмы "AGA".

Затем Dûнимали образцы из шкафа и устанавливали их на штатив. Экран с отверстием 5 мм устанавливали над исследуемым образцом, а тепловизор направляли в сторону отверстия в экране. Исследуемые образцы перемещали равномерно по поверхности штатива и регистрировали интенсивность инфракрасного излучения в градусах. Затем образец сдвигали на 1 см, и, опять перемещая равномерно, определяли интенсивность излучения. Затем произвели статистическую обработку результатов исследования и определили среднюю интенсивность поверхности образца. Провели статистическую обработку результатов. Затем сравнивали интенсивность излучения поверхностей всех образцов между собой и вынесли суждение о качестве смешения.

При сравнении качества образцов со временем переработки 20 мин данные о величине излучения расходились на 22 g, при времени переработки 40 мин — на 11, а при времени переработки 60 мин — на 2,5 . Иэ этого мо.кно сделать вывод, что время переработки материала 60 мин является вполне достаточным для получения гомогенной смеси. Величина расхождения 2,50 объясняется погрешностью самой методики.

По данному способу можно исследовать качество смешения материалов с малой теплоправодностью.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает более простое исследование качества смешения по сравнению с прототипом и повышение безопасности, т,е. способ реализуется без применения радиоактивных изотопов. (56) Штербачек. Перемешивание в химической промышленности. Изд. "Химическая литература" Л. 1962, с. 249.

Авторское свидетельство СССР N

347070, В 01 F 3/18, 1971.

2001387

Составитель А.Максимов

Редактор Н.Семенова Техред М,Моргентал Корректор 8, Петраш

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3126

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

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЙ КАЧЕСТВА СМЕШЕНИЯ

МАТЕРИАЛОВ, вкл очающий введение в смешиваемую массу индикатора, смешение и качественную оценку неоднородности смеси, отличающийся тем, что в качестве индикатора используют водорастворимое вещество, которое удаляют с поверхности исследуемого материала путем его растворения в воде, затем заполняют образующиеся пустоты порошкообразным веществом, теплопроводность которого выше теплопроводности исследуемого материала, после этого осуществляют теплоsoe воздействие на порошкообраэный материал, затем регистрируют инфракрасное излучение отдельных участков поверхности с порошкообразным веществом, а о качестве смешения судят по интенсивности инфракрасного излучения, 10 2. Способ по п,1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразного вещества используют сплавы алюминия.