Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Естественный угол откоса сыпучих материалов

Устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала

Полезная модель предназначена для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов. Предлагаемое устройство относится к технике измерения параметров полидисперсных сыпучих материалов, таких как глинопорошок, цемент, песок и др., в процессах их переработки.

Техническим результатом является достоверно измеренное значение угла естественного откоса сыпучего материала при сокращении времени на измерение и возможность проведения измерения вне стационарных лабораторных условий, например на производственной площадке, в полевых условиях.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала состоит из щупа-измерителя, загрузочной воронки и шести сферических стоек, закрепленных на опорной круглой платформе с одной стороны, и соединенных вместе с другой, причем загрузочная воронка зафиксирована в месте их соединения, а щуп-измеритель выполнен в виде удлиненной трубки, тарированной под градусы угла естественного откоса. При этом определена высота Н стоек над опорной платформой. Щуп-измеритель тарирован под градусы угла естественного откоса с диапазоном 0-max, где max — максимально возможный угол естественного откоса. Кроме этого, он имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

Полезная модель предназначена для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов. Предлагаемое устройство относится к технике измерения параметров полидисперсных сыпучих материалов, таких как глинопорошок, цемент, песок и др., в процессах их переработки.

Известные устройства измерения угла естественного откоса, или, так называемого, угла внутреннего трения, предназначены для измерений этого параметра в стационарных лабораторных условиях путем многократных испытаний отобранных проб, а так же известны устройства для измерения угла естественного откоса в потоке (патент РФ на полезную модель 89702 от 10.12.2009 г.).

Известно устройство измерения угла естественного откоса глинозема по ГОСТ 27802-93 (Глинозем. Метод определения угла естественного откоса / ГОСТ 27802-93 (ИСО 902-76). Минск, 1993), которое состоит из воронки, консольной стойки, плиты и цилиндра. Значение угла откоса а определяется по формуле:

=arctg[80/(D-6)],

где D — средняя арифметическая длина четырех пересекающихся линий, мм.

Недостатком данной конструкции является материалоемкость, большие габариты, неудобство при использовании в полевых условиях, так как необходимо основание конуса, образованного сыпучим материалом очерчивать, и после удаления порошка измерять длину четырех пересекающихся линий, впоследствии рассчитывать их среднюю арифметическую длину.

Наиболее близкой по технической сущности является устройство для измерения угла естественного откоса (Шубин И.Н., Свиридов М.М., Таров В.П. Технологические машины и оборудование. Сыпучие материалы и их свойства: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. Ун-та, 2005 г., С.12-14). При определении угла исследуемый сыпучий материал выпускают из воронки на горизонтальную площадку, затем с помощью угломера измеряют угол наклона а образующей конуса к горизонту. Устройство просто в применении, но не дает точных результатов, так как воронка не закреплена и нет поддона, что не всегда удобно, так как для использования угломера нужна гладкая ровная поверхность.

Задачей полезной модели является достоверное измерение угла естественного откоса порошкообразного материала, не сложное по технологии и затратам времени.

Техническим результатом является достоверно измеренное значение угла естественного откоса сыпучего материала при сокращении времени на измерение и возможность проведения измерения вне стационарных лабораторных условий, например на производственной площадке, в полевых условиях.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала состоит из щупа-измерителя, загрузочной воронки и шести сферических стоек, закрепленных на опорной круглой платформе с одной стороны, и соединенных вместе с другой, причем загрузочная воронка зафиксирована в месте их соединения, а щуп-измеритель выполнен в виде удлиненной трубки, тарированной под градусы угла естественного откоса. При этом высота Н стоек над опорной платформой равна

где r — радиус опорной платформы.

Щуп-измеритель тарирован под градусы угла естественного откоса с диапазоном 0-max, где max — максимально возможный угол естественного откоса. Кроме этого, он имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

Предложенное устройство мобильно, так как состоит из шести сферических стоек, закрепленных на опорной круглой платформе с одной стороны, и соединенных вместе с другой, причем в месте соединения установлена фиксированная загрузочная воронка. Высота Н сферических стоек над опорной платформой равна Н=1,73 r, где r — радиус опорной платформы, что соответствует максимально возможному углу естественного откоса сыпучего материала (60°).

Измерение угла естественного откоса, осуществляется за один раз, без дополнительных манипуляций и вычислений, путем погружения щупа-измерителя, в конус порошкообразного материала, насыпанного через загрузочную воронку. Шуп-измеритель тарирован под градусы угла естественного откоса а с диапазоном 0-max, где max — максимально возможный угол естественного откоса, что позволяет одномоментно вычислить значение угла естественного откоса конкретного порошкообразного материала.

Для улучшения контакта щупа-измерителя с порошкообразным материалом при его погружении в порошкообразный материал, щуп-измеритель имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

На фиг.1 представлена схема устройства для измерения угла естественного откоса сыпучего материала.

Устройство состоит из шести сферических стоек 5 закрепленных на опорной круглой платформе 1 с одной стороны, и соединенных вместе с другой, причем в месте соединения установлена фиксированная загрузочная воронка 3, и также снабжено отдельным щупом-измерителем 4 в виде удлиненной трубки, тарированной под градусы угла естественного откоса. Щуп-измеритель 4 имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

Читать еще:  Что такое откосы геология

При помощи разработанного устройства измерение угла естественного откоса осуществляют следующим образом. Через воронку 3, засыпают порошкообразный материал, поддерживая минимальную высоту падения частиц на образующийся конус до тех пор, пока порошкообразный материал не начнет ссыпаться с краев опорной круглой платформы 1, установленной строго горизонтально. Прекратив подачу порошка, измеряют высоту образовавшегося конуса щупом-измерителем 4, тарированным в градусах угла естественного откоса с диапазоном 0-max, где max — максимально возможный угол естественного откоса.

Тарировку щупа-измерителя 4 осуществляли из условия, что tg угла откоса равен отношению высоты конуса порошка h к радиусу опорной платформы r, а угол естественного откоса =arctg(h/r). Максимально возможный угол естественного откоса по справочным данным для порошков глины, цемента, мела, песка, кальцинированной соды и др. даже во влажном состоянии не превышает 60 градусов, поэтому высота стоек над опорной платформой Н принята равной Н=1,73 r.

Разработанное и изготовленное устройство было испытано на ряде порошкообразных материалов и показало удовлетворительные результаты, приведенные в таблице 1.

Таблица 1
Результаты калибровки устройства для измерения угла естественного откоса
МатериалПлотность, кг/м 3Объемная масса, кг/м 3Угол естественного откоса
табличныйизмеренный
Гипс25009004040,5
Глина200013003537
Известь14007004342
Зола25007004544
Кремний2650115035-4542
Мел250011004545
Цемент3180110040-5042
Сода кальцинированная253080043-4543
Песок2900170040-4542

Отличие от справочных данных не превышает 5%, т.е. результаты измерений разработанным устройством достоверны.

В целом, совокупность признаков предлагаемой полезной модели необходима и достаточна для решения поставленной задачи и в полном объеме ранее нигде не использовалась. Следовательно, предлагаемое техническое решение отвечает критериям существенной новизны и промышленной применимости.

1. Устройство для измерения угла естественного откоса сыпучего материала, состоящее из щупа-измерителя, загрузочной воронки и шести сферических стоек, закрепленных на опорной круглой платформе с одной стороны и соединенных вместе с другой, причем загрузочная воронка зафиксирована в месте их соединения, а щуп-измеритель выполнен в виде удлиненной трубки, тарированной под градусы угла естественного откоса.

2. Устройство для измерения угла естественного откоса по п.1, отличающееся тем, что высота Н стоек над опорной платформой равна

где r — радиус опорной платформы.

3. Устройство для измерения угла естественного откоса по п.1, отличающееся тем, что щуп-измеритель тарирован под градусы угла естественного откоса с диапазоном 0-max,

где max — максимально возможный угол естественного откоса.

4. Устройство для измерения угла естественного откоса по пп.1 и 3, отличающееся тем, что щуп-измеритель имеет основание, выходящее за пределы диаметра трубки.

Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов Советский патент 1987 года по МПК G01B5/24

Описание патента на изобретение SU1305526A1

Изобретение относится к техническим измерениям, а именно к измерениям угла естественного откоса на полученном конусе насыпного материала

Цель изобретения — проведение срав нительной оценки угла естественного откоса у материалов с различными физико-механическими свойствами за счет обеспечения одинаковой скорости истечения сыпучего материала.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — установка сменных насадок на воронку бункера

Устройство для реализации способа содержит контрольную базовую плиту 1, стойку 2 с кронштейном 3, на котором установлена воронка 4 бункера, выполненная в виде сходящегося усеченного конуса с углом oi,, раскрытия и диаметром выходного сече

На воронку 4 бункера уста

навливаются конические сменные насадки 5, угол 06 раскрытия которых равен углу з. раскрытия воронки, диаметр d насадки в месте присоединения к воронке 4 равен диаметру d выходного отверстия воронки,а диаметры JQ выходных отверстий насадок 5 различны. Бункер имеет заслонку 6. Устройство снабжено проектором 7, матовым экраном 8 и подвижным угломером 9.

На матовом экране 8 нанесена от- счетная сетка 10, выполненная в прямоугольных координатах и служащая для проведения вспомогательных изме— рений.

Способ заключается в следующем.

На воронку 4 бункера устанавливают сменную насадку 5 с требуемым для исследуемого сыпучего материала ди

аметром d выходного отверстия,который определяется экспериментально или расчетным путем.

Выходное отверстие закрывается за лонкой, в воронку 4 бункера засыпают исследуемый сыпучий материал. Открывают заслонку. Установленная сменная насадка 5 обеспечивает требуемую скорость истечения исследуемого материала из бункера. Высыпаясь исследуемый материал образует на к онтрольной плите 1 конус 11 с углом естественного откоса. Для измерения величины угла естес твенного откоса создают при помощи проектора 7 теневое изображение конуса 11 на матовом экране 8 и, перемещая угломер 9, измеряют угол естественного откоса

Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов, заключающийся в том, что исследуемые материалы высыпают по воронке бункера на контрольную плиту до образования конуса и измеряют угол естественного откоса конуса, отличающий- с я тем, что, с целью проведения сравнительной оценки угла естественного откоса у материалов с различными физико-механическими свойствами, обеспечивают одинаковые скорое-. ти истечения материалов из воронки с прмощью сменных конических насадок с различными диаметрами выходных сечений, диаметром большего основания равным диаметру выходного сечения воронки бункера, и углом конуса, равным углу конуса воронки бункера, которые устанавливают на выходное сечение последней.

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Заказ 1420/39 Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам -HsoepeTeHHu и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-долигрдфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг,3

Похожие патенты SU1305526A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 305 526 A1

Реферат патента 1987 года Способ определения угла естественного откоса сыпучих материалов

Изобретение относится к техническим измерениям. Целью изобретения является проведение сравнительной сценки угла естественного откоса у материалов с различными физико- механическими свойствами за счет обеспечения для них одинаковой скорости истечения, регулируемой сменными насадками. Способ заключается в следующем. На выходное отверстие- воронки 4 бункера устанавливают насадку 5, выполненную в виде сходящегося усеченного конуса-с требуемой величиной диаметра выходного отверстия, с углом схождения, равным углу схождения воронки конуса,и с диаметром присоединительного отверстия, равньм диаметру присоединительного отверстия воронки. Диаметр выходного отверстия насадки, обеспечивающий требуемую скорость истечения сыпучего материала, избирается экспериментально или расчетным путем. Закрывают заслонку, насыпают в бункер исследуемый, материал и открывают заслонку. Высыпаясь, исследуемый материал образует на контрольной плите 1 конус 11 с углом естественного отко са. При помощи проектора 7 получают на матовом экране 8 изображение полу- . ченного конуса, при помощи подвижного угломера 9 измеряют угол естественного откоса. 3 ил. i СЛ С //77/ /у/ ///// / //7 /77/ Фцг.1

Реферат на тему «Определения угла естественного откоса»

МКОУ СОШ №2 им. Н.Д. Рязанцева г. Семилуки

Воронежской области

Реферат на тему:

« Измерение угла естественного откоса насыпи »

Ученица 11 класса

им. Н.Д. Рязанцева г. Семилуки

Павлова Анастасия Александровна

Руководитель:

Учитель физики

Баранова Елена Геннадьевна

Семилуки – 2017 г

Способы определения угла естественного откоса

Как известно, сыпучие тела по своим физическим свойствам занимают промежуточное положение между твердыми телами и жидкостями. Сыпучее тело — своего рода «колония» из однородных твердых частиц. Колония эта при некоторых условиях принимает форму откоса, пирамиды или конуса, определяемую углом внутреннего трения материала.

Неустойчивость сыпучей среды никого не удивляет. Возьмите, например, песок. Он «растекается», протекает сквозь пальцы, сползает с наклонной плоскости, сдвигает подпорные стенки, передвигается под действием ветра (дюны), может развеяться и исчезнуть, как мираж. В сыпучем материале можно даже утонуть.

Однако при некоторых условиях сыпучее тело может быть весьма устойчивым. Это свойство подвижной сыпучей среды удивляет.

Чтобы убедиться в этом, можно выполнить несколько элементарных опытов, легко воспроизводимых даже в домашних условиях.

1. Узнать, что такое угол естественного откоса насыпи;

2. Узнать о методах определения угла;

3. Измерить угол естественного откоса у некоторых сыпучих веществ;

4. Сделать выводы и определить от чего зависит угол естественного откоса.

Способы определения угла естественного откоса.

Частицы материала, находящиеся на свободной поверхности насыпи, испытывают состояние критического (предельного) равновесия. Угол естественного откоса связан с коэффициентом трения и зависит от формы , размера , шероховатости однородности грузовых частиц.

Применяются различные методы определения величины угла естественного откоса; к числу наиболее распространенных относятся способы насыпки и обрушения . Среди которых можно выделить еще 3 способа для определения углов естественного откоса. Только общим недостатком, которых является возможность производства экспериментов только с грузами, имеющими относительно небольшие и однородные грузовые частицы. Наиболее распространенными методами определения угла естественного откоса в лабораторных условиях являются следующие:

1. В ящик прямоугольной формы размером 10х20х30 мм (или больше) насыпают исследуемый материал так, чтобы свободная его поверхность была горизонтальной, а затем поворачивают его на угол 45 или 90° и после прекращения осыпания груза определяют угол естественного откоса φ с помощью транспортира или путем замера высоты h и длины L откоса и вычисления тангенса угла φ (tg φ = L/h)

2. Диск диаметром 10 см (или больше), имеющий вертикальный тарированный стержень, опускают в стеклянную банку и засыпают исследуемым материалом. Затем диск плавно вынимают. Высота оставшегося на диске конуса материала показывает величину угла естественного откоса, значения которого нанесены на стержне.

3. В воронку с диаметром трубы 5 мм (или больше) осторожно засыпают исследуемый материал, и затем воронку медленно поднимают по мере образования конуса груза. Полученный таким образом конус замеряют угломером с четырех сторон (или транспортиром) и среднее значение принимают за величину угла естественного откоса исследуемого материала.

Я использовала третий способ измерения угла.

Но перед выполнением работы нужно подготовить простейшей угломер, который я сделала из обычной бумаги. Я разрезала восьмую часть листа бумаги по диагонали и сложила, как показано на фотографиях.

Алгоритм выполнения опыта:

Установить прибор в собранном виде на горизонтальную плоскость. (рис.1)

В воронку медленно насыпать сухой материал.

Песок начнёт сыпаться из воронки пока не наступит равновесное положение его частичек на образовавшейся конической поверхности.

Определить величину угла при вершине конуса с помощи простейшего угломера. Для этого необходимо наш угломер приставить к стенке, на которой видна тень насыпи, и сдвигая листки, добиваться совпадения угла насыпи с углом, образованным листками (угол φ) . А затем по формуле

(180º-φ) /2, высчитать угол естественного откоса.

Опыт повторить 2-3 раза. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1 о .

За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах. (рис.2)

1. Углом естественного откоса называется угол, образуемый поверхностью свободно насыпанного материала с горизонтом. Частицы грунта на откосе под углом естественного откоса находятся в состоянии предельного равновесия.

2. В зависимости от размеров частиц различают пылевидные, порошкообразные и зернистые сыпучие материалы.

3. Угол естественного откоса песчаных грунтов определяют на воздухе и под водой.

4. Каждое определение выполняют с двукратной повторностью.

5. Точность определения угла естественного откоса — 1 °.

Угол внутреннего трения (естественного откоса) некоторых сыпучих материалов, градусы

Я получила такие результаты:

При землеройных работах большое значение имеет величина угла естественного откоса грунта . При этом в зависимости от положения действительного и прогнозируемого уровня грунтовых вод используют соответственно результаты определения угла естественного откоса грунта в воздушно сухом состоянии. У некоторых грунтов угол естественного откоса слабо изменяется при воздействии метеорологических факторов, а у других — значительно. Это зависит от механических свойств грунта и от их влажности. Следует отметить, что угол естественного откоса песчаных грунтов под водой значительно уменьшается, особенно характерно это проявляется для пылеватых песков. Глина жирная в сухом состоянии имеет угол откоса 45°, а во влажном 15°. Однако иногда большая влажность грунта способствует лучшему сохранению естественного угла откоса.

С углом естественного откоса связаны конфигурация бункеров, расчет прочности их стенок, площадь напольных складов для угля и прочее. Тесную связь с углом естественного откоса имеют и углы наклона для течек и желобов, служащих для транспортировки угля на углеподготовках, обогатительных и брикетных фабриках.

В ходе работы я узнала, какие бывают способы определения угла естественного откоса:

1.При помощи ящика прямоугольной формы.

2. С помощью диска, имеющего вертикальный тарированный стержень.

3. При помощи воронки.

Затем с помощью одного из способов определила данные углы у некоторых сыпучих веществ и узнала где применяется угол естественного откоса.

(рис.1.)

(рис.2)

(рис.3)

2. Определение угла естественного откоса песчаного грунта

Цель работы:

Ознакомление с методикой определения угла естественного откоса для песчаных грунтов.

Приобретение навыков в работе с прибором для определения угла естественного откоса сыпучих грунтов.

Определение угла естественного откоса песка в воздушно-сухом и подводном состоянии.

Необходимое оборудование и материалы

Методические указания к выполнению работы.

Журнал лабораторных работ.

Прибор для определения угла естественного откоса полевой лаборатории Литвинова.

Емкость с водой.

Отсутствие сцепления в песках позволяет определять угол внутреннего трения φ 0 по углу естественного откоса грунта в условиях предельного равновесия (рис. 2.3.).

Рис.2.3. Схема к определению угла естественного откоса песчаного гранта.

T1=

где φ – угол внутреннего трения; tg φ – коэффициент трения

Углом естественного откоса песчаного грунта называют максимальное значение угла, образуемого с горизонтальной плоскостью, поверхностью грунта, отсыпанного без толчков и динамических воздействий.

Угол естественного откоса определяют для песчаного грунта в воздушно-сухом состоянии и под водой. Для испытания используем прибор Литвинова.

Порядок выполнения работы

Определение угла естественного откоса грунта в воздушно-сухом состоянии производят следующим образом. Прибор устанавливают на стол, выдвижная створка при этом опущена до дна. В малое отделение прибора до верха засыпают испытываемый песок (рис.2.4). После этого постепенно поднимают выдвижную створку без толчков; при этом прибор придерживают рукой. Грунт постепенно частично пересыпается в другое отделение до наступления положение равновесия.

Рис. 2.4. Общий вид прибора для определения угла естественного откоса песков (Ящик Кулона).

Угол между плоскостью свободного откоса и горизонтальной плоскостью и есть угол естественного откоса. По делениям на днище и боковой стенке отсчитывают высоту и заложение откоса и вычисляют тангенс угла естественного откоса; отсчеты ведут с точностью до 1мм.

Определение угла естественного откоса грунта в подводном состоянии отличается от предыдущего тем, что после того, как в малое отделение прибора насыпают испытываемый грунт, в большое отделения до верха наливают воду. Верхнюю створку подымают на несколько миллиметров, чтобы вода могла проникнуть в малое отделение. Когда весь грунт пропитается водой, поднимают створку выше и испытание продолжают так же, как и предыдущее. Результаты испытаний заносят в таблицу 2.4.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector