Способ контроля равномерности распределения мелкодисперсного компонента в смеси

 

Использование: контроль равномерности распределения компонента в смеси. Сущность изобретения: смешение мелкодисперсной кожи и полиамидного связующего, совместная экструзия с последующим определением угла трения скольжения смеси путем разделения смеси на одинаковые отдельные элементы, размещения их на наклонной плоскости и фиксации угла, при котором отдельные элементы начинают перемещаться по наклонной плоскости, о равномерности распределения мелкодисперсной кожи в полиамидном связующем судят по величине угла трения скольжения отдельных одинаковых элементов смеси.

Изобретение относится к способам исследования, в частности к способам контроля равномерности распределения компонента в смеси, используемым при контроле гомогенизации смеси смешиваемых компонентов, и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ контроля равномерности распределения компонента в смеси из сыпучих веществ с использованием красящих веществ. Для оценки равномерности можно применять непосредственно смесь, предназначенную для перемешивания, 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 в выбранных условиях, не будет постоянным. Отобранные пробы контролируют подсчетом частиц под лупой или микроскопом. При совершенном перемешивании количества частиц в любой области единицы объема смеси равны между собой [1].

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

Известен также способ контроля равномерности распределения компонента в смеси по всему объему пробы путем введения элемента-индикатора в смесь и последующую качественную оценку смеси [2].

Недостаток известного технического решения заключается в том, что он сложен и не безопасен. Это объясняется тем, что известный способ включает нанесение на исследуемый компонент отобранной пробы нерадиоактивного элемента-индикатора, облучение и регистрацию облучения. Для выполнения облучения, регистрации и нанесения элемента-индикатора требуется сложное оборудование.

Способ предусматривает работу обслуживающего персонала с ионизирующим облучением, что является опасным для живого организма.

Техническая задача изобретения - повышение безопасности и упрощение процесса контроля равномерности распределения мелкодисперсного компонента в смеси.

Задача достигается тем, что в способе контроля равномерности распределения компонента в смеси по всему объему пробы в качестве мелкодисперсного компонента используют мелкодисперсную кожу, осуществляют смешение мелкодисперсной кожи и полиамидного связующего, проводят совместную экструзию смеси с последующим определением угла трения скольжения смеси путем разделения смеси на одинаковые отдельные элементы, размещения их на наклонной плоскости и фиксации угла, при котором отдельные элементы начинают перемещаться по наклонной плоскости, о равномерности распределения мелкодисперсной кожи в полиамидном связующем судят по величине угла трения скольжения отдельных одинаковых элементов смеси. Вместо угла трения можно пользоваться коэффициентом трения. При равномерном распределении компонента в смеси угол трения скольжения во всех точках поверхности пробы будет одинаковым. При несовершенном качестве смешения компонент в образце распределится неравномерно, что вызывает изменение угла трения на отдельных участках поверхности пробы.

Способ реализуется следующим образом.

Производят переработку капрона в количестве 30 кг на экструдере. Коэффициент трения капрона 0,055. В качестве элемента-индикатора используют мелкодисперсную фракцию кожи в количестве 1 кг. Коэффициент трения скольжения кожи по металлу 0,6. Коэффициенты трения исследуемого материала и кожи отличаются почти в 10 раз. Элемент-индикатор смешали в экструдере. На выходе из экструдера получили переработанный материал в виде ленты толщиной 3 мм. Переработку проводят 20, 40 и 60 мин и каждый раз отбирают пробы. Затем пробы разделяют на отдельные элементы площадью 3 мм². Производят квартование элементов. Исследование проб с временем переработки 20, 40 и 60 мин производят по отдельности. Разделение пробы на отдельные элементы производят посредством режущего элемента, выполненного в виде трубки. Один из торцов трубки выполнен в виде режущей кольцевидной кромки, площадь внутренней кольцевой кромки равна 3 мм². Затем полученные элементы в количестве 20 шт. с каждой пробы устанавливают на полированную стальную плоскость. С боку стальной плоскости устанавливают транспортир для регистрации величины угла поворота стальной плоскости. Один торец шарнирно закрепляют. Начинают поворачивать плоскость и фиксировать величину угла по транспортиру, при котором происходило начало движения элементов пробы по наклонной плоскости.

Проводят статистическую обработку результатов эксперимента. При совершенном качестве смешения мелкодисперсная кожа равномерно распределяется в смеси и угол скольжения отдельных элементов пробы будет равен одной и той же величине. Чем меньше разброс величины угла скольжения, тем совершеннее смесь. Величина угла скольжения определяется количеством (концентрацией) того или иного материала на поверхности пробы. При совершенном качестве смешения концентрация элемента-индикатора во всех областях пробы одинаковая. При сравнении полученных данных элементов пробы со временем переработки 20 мин данные о величине угла скольжения расходятся на 24%, при времени переработки 40 мин - на 13%, а при времени переработки 60 мин - на 3%. Из этого можно сделать вывод, что время переработки материала 60 мин является вполне достаточным для получения гомогенной смеси. Величина расхождения экспериментальных данных на 3% объясняется погрешностью выбранной методики.

По данному способу можно производить контроль равномерности распределения компонента в смеси по всему объему пробы, при этом необходимо помнить, что коэффициенты трения элемента-индикатора и материала исследуемой смеси должны значительно отличаться.

Формула изобретения

Способ контроля равномерности распределения мелкодисперсного компонента в смеси по всему объему пробы, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсного компонента используют мелкодисперсную кожу, осуществляют смешение мелкодисперсной кожи и полиамидного связующего, проводят совместную экструзию смеси с последующим определением угла трения скольжения смеси путем разделения смеси на одинаковые отдельные элементы, размещения их на наклонной плоскости и фиксации угла, при котором отдельные элементы начинают перемещаться по наклонной плоскости, и о равномерности распределения мелкодисперсной кожи в полиамидном связующем судят по величине угла трения скольжения отдельных одинаковых элементов смеси.