專利名稱：粒狀物料比表面積測(cè)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種物理測(cè)試儀器，特別是一種粒狀物料的比表面積測(cè)定儀。
現(xiàn)有的比表面積測(cè)定儀只能測(cè)比表面積在2000cm2／g以上的粉末狀物料的比表面積，對(duì)細(xì)粒狀物料的比表面積，沒(méi)有適用的儀器；目前作水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)所用的標(biāo)準(zhǔn)砂，采用國(guó)標(biāo)GB1178－77規(guī)定的方法，顆粒度控制用的篩孔如下方孔篩孔徑mm累計(jì)篩余％0.65＜30.4040±50.20＞94這一標(biāo)準(zhǔn)在推行中發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題，現(xiàn)在用作生產(chǎn)控制和成品檢驗(yàn)的試驗(yàn)篩中沒(méi)有0.65的基本篩孔，按GB6003－85規(guī)定相鄰篩孔尺寸為0.71和0.63mm，選取任何一種都不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，即是試驗(yàn)篩完全符合GB6003－85要求，篩網(wǎng)的平均尺寸也有允許偏差或級(jí)差，因此，用篩網(wǎng)控制標(biāo)準(zhǔn)砂顆粒度不夠準(zhǔn)確，這必然會(huì)影響水泥強(qiáng)度測(cè)試不準(zhǔn)確，過(guò)去試驗(yàn)表明，標(biāo)準(zhǔn)砂細(xì)則顆粒多，比表面積大，如果水泥質(zhì)量不變，試驗(yàn)強(qiáng)度值決定于標(biāo)準(zhǔn)砂與水泥漿的接觸面積大小(即比表面積大小)，因此，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)砂的比表面積就可以有效地控制標(biāo)準(zhǔn)砂的顆粒度。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種適合測(cè)定細(xì)粒物料比表面積的儀器，尤其是針對(duì)水泥行業(yè)所用標(biāo)準(zhǔn)砂的質(zhì)量控制，采用透氣法原理制造測(cè)定比表面積值在100cm2／g的內(nèi)的測(cè)定器。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)依據(jù)的原理是流體在層流狀態(tài)下(即雷諾數(shù)<2狀態(tài))透過(guò)物料層時(shí)，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(guò)物料層的流速cm／Sη流體的粘度(泊)Pa·SΔP流體通過(guò)料層的壓差g／cm2以下結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容詳述如下

圖1為本實(shí)用新型粒狀物料比表面積測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為試樣筒的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中編號(hào)1、U形壓差計(jì)；2、試樣筒；3、三通換向閥；4、空氣流量計(jì)；5、壓差調(diào)節(jié)閥；6、抽氣泵；7、抽氣泵電源開關(guān)；8、試樣筒底部的細(xì)金屬絲篩網(wǎng)；9、氣室；10、底座；11、氣管路。
參考圖1本實(shí)用新型主要由U形壓差計(jì)1，試樣筒2，三通換向閥3，空氣流量計(jì)4，壓差調(diào)節(jié)閥5，抽氣泵6構(gòu)成；以上構(gòu)件用氣管路11連接在一起；試樣筒2底部有細(xì)金屬絲篩網(wǎng)8，篩網(wǎng)底下有氣室9，氣室9與儀器管路相通，其另一端通過(guò)物料層與大氣相通；U形壓差計(jì)1一端與氣管路11相接，另一端也與大氣相通，流量計(jì)4兩端接到氣管路11上。管路上的壓差調(diào)節(jié)閥5為可調(diào)節(jié)抽氣量大小的二通閥，管路上的三通換向閥3有3個(gè)位置(a)不通過(guò)流量計(jì)4直接接抽氣泵6(b)通過(guò)流量計(jì)4間接接抽氣泵6(c)不接抽氣泵6也不接流量計(jì)4。試樣筒底部為一細(xì)金屬絲篩網(wǎng)8，只可讓空氣通過(guò)，物料漏不下來(lái)，篩網(wǎng)下面為氣室9與氣管路11連接。所有各構(gòu)件與氣管路連接都要求密封不漏氣。
當(dāng)開動(dòng)抽氣泵時(shí)，打開壓差調(diào)節(jié)閥5，使三通換向閥3接流量計(jì)4，在抽氣泵6的抽力作用下，空氣通過(guò)試樣筒內(nèi)的物料層進(jìn)入抽氣管路，進(jìn)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(shù)及堆積物料的空隙率有關(guān)，在料層厚度，試樣筒截面積和空氣的物理參數(shù)不變時(shí)，進(jìn)入管路的空氣量與堆積物料的空隙率有關(guān)，而空隙率的大小與比表面積直接相關(guān)，而公式中的另外兩個(gè)參數(shù)ΔP和流速U可從U形壓差計(jì)和流量計(jì)取出，從而可通過(guò)上述公式計(jì)算出物料的比表面積。
本實(shí)用新型的完成解決了多年來(lái)顆粒粉末領(lǐng)域未解決的比表面積測(cè)試問(wèn)題，為水泥強(qiáng)度所用標(biāo)準(zhǔn)砂的檢測(cè)提出了可靠的試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)方法。
本實(shí)用新型的應(yīng)用實(shí)施例如下
使用本儀器前先檢查管路系統(tǒng)是否漏氣，用空試樣筒，筒口用橡膠塞塞緊，把壓差調(diào)節(jié)閥5關(guān)閉，使三通換向閥3直接接抽氣泵6，調(diào)節(jié)壓差調(diào)節(jié)閥5使U形壓差計(jì)1的壓差讀數(shù)大于5cm，使三通換向閥3處于關(guān)閉位置，關(guān)掉抽氣泵6，觀察U形壓差計(jì)1，如在1分鐘內(nèi)壓差不變，即證明管路系統(tǒng)不漏氣。
正式試驗(yàn)時(shí)，試樣筒2裝滿試樣，第一步把壓差調(diào)節(jié)閥5關(guān)閉，將三通換向閥3直接接抽氣泵，開抽氣泵，微調(diào)壓差調(diào)節(jié)閥5使U形壓差計(jì)1的壓差讀數(shù)在5cm處，記下試驗(yàn)時(shí)溫度t和流量計(jì)初始讀數(shù)G1；第二步，將三通換向閥旋轉(zhuǎn)至通流量計(jì)，待1分鐘后記下U形壓差計(jì)的壓差△P和流量計(jì)讀數(shù)G2，倒出物料稱重量m。

按上述記錄表格，通過(guò)計(jì)算松散密度ρB＝ (m)/(AL) g／cm3，求出空隙率ε＝1－ (ρB)/(ρP) 。接著求出流體通過(guò)料層的流速，U＝(G2－G1)× 1/(60A) cm／s，然后計(jì)算出體積比表面積，SV=14ε3(1-ε)2·△PLUη]]>，由體積比表面積計(jì)算出重量比表面積，Sw＝ (SV)/(ρP) 。最后用驗(yàn)算雷諾數(shù)Re＝ (ρ流Ｕ)/(ηSV(1-ε)) 小于2來(lái)證實(shí)結(jié)果的可靠性。
式中 ρ流流體的密度g／cm3。
權(quán)利要求1.一種粒狀物料比表面積測(cè)定儀，其特征是主要由U形壓差計(jì)，試樣筒、三通換向閥、空氣流量計(jì)、壓差調(diào)節(jié)閥、抽氣泵構(gòu)成；各構(gòu)件用氣管路連接在一起；試樣筒底部為一細(xì)金屬篩網(wǎng)，篩網(wǎng)下為一氣室，氣室與儀器管路相通，另一端通過(guò)物料層與大氣相通；U形壓差計(jì)的另一端也與大氣相通；空氣流量計(jì)的兩端接到氣管路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒狀物料比表面積測(cè)定儀，其特征是所述管路上的壓差調(diào)節(jié)閥為可調(diào)節(jié)抽氣量大小的二通閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒狀物料比表面積測(cè)定儀，其特征是所述管路上的三通換向閥有3個(gè)位置(a)不通過(guò)流量計(jì)直接接抽氣泵；(b)通過(guò)流量計(jì)接抽氣泵；(c)不接抽氣泵也不接流量計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粒狀物料比表面積測(cè)定儀，其特征是所述的試樣筒底部有細(xì)金屬絲篩網(wǎng)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種用于物性測(cè)試的粒狀物料比表面積測(cè)定儀，其主要由U形壓差計(jì)、試樣筒、三通換向閥、空氣流量計(jì)、壓差調(diào)節(jié)閥、抽氣泵構(gòu)成；各構(gòu)件以氣管路連接在一起，試樣筒底部為一細(xì)金屬篩網(wǎng)，篩網(wǎng)下有氣室，氣室與儀器管路相通，另一端通過(guò)物料層與大氣相通；U形壓差計(jì)的另一端也與大氣相通。本儀器解決了多年來(lái)顆粒狀物料領(lǐng)域未解決的比表面積測(cè)試問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01B21/28GK2199525SQ9420007
公開日1995年5月31日 申請(qǐng)日期1994年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月6日
發(fā)明者張大同, 陳萍, 顏碧蘭, 趙福欣 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院水泥科學(xué)研究所