СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ


RU (11) 2042412 (13) C1

(51) 6 B01F3/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1995.08.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 5036832/26 
(22) Дата подачи заявки: 1992.04.10 
(45) Опубликовано: 1995.08.27 
(56) Аналоги изобретения: Горелышев Н. В. и др. Справочник по дорожно-строительным материалам. М.: Транспорт, 1972, с.238. 
(71) Имя заявителя: Голубев Александр Иванович 
(72) Имя изобретателя: Голубев Александр Иванович 
(73) Имя патентообладателя: Голубев Александр Иванович 

(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ 
Использование: при испытании и определении свойств материалов в технологии композиционных и строительных материалов, керамических изделий, огнеупоров и в других производствах. Сущность изобретения: для обеспечения равномерного распределения частиц монофракций в объеме межзерновых пустот фракций с большими размерами зерен, производят расчет соотношения монофракций для получения сыпучей смеси, рассчитанные насыпные объемы монофракций с размерами зерен (частиц) d1> d2> d3>...> dn-1> dn совмещают в последовательности сопровождая каждое совмещение операцией смещения, где насыпной объем монофракции с размером частиц dn. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к испытаниям и определению свойств материалов и может быть использовано в технологии композиционных и строительных материалов, керамических изделий, огнеупоров, абразивного инструмента и в других производствах, где получение материалов и изделий основано на использовании сыпучих сырьевых компонентов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ приготовления бетонной смеси, включающий следующую последовательность введения сыпучих компонентов для приготовления смеси: насыпают песок, затем цемент, после их перемешивания добавляют крупный заполнитель.
Однако в данном способе получения смеси на основе нескольких сыпучих компонентов не обеспечивается формирование упорядоченной структуры сыпучей смеси, так как введение крупнозернистого заполнителя в смесь с меньшими размерами зерен даже при длительном времени перемешивания не обеспечивает равномерности распределения частиц в объеме смеси. Нарушение физических закономерностей совмещения компонентов не приводит к формированию упорядоченной структуры смеси.
Техническим эффектом изобретения является равномерное распределение частиц монофракций в объеме межзерновых пустот фракций с большими размерами зерен, снижение энергетических затрат и времени на получение однородной смеси с упорядоченной структурой

Технический результат достигается тем, что приводят расчет соотношения монофракций для получения сыпучей смеси, рассчитанные насыпные объемы монофракций с размерами зерен (частиц) d1 > d2 >.>dn-1> dn совмещают в последовательности Vdn_Vdn-1, (Vdn + Vdn-1) _Vd3, (Vdn + Vdn-1 +Vd3)_Vd2(Vdn+ Vdn-1 +Vd3 + Vd2) _Vd1, сопровождая каждое совмещение операцией смешения.
П р и м е р 1. По результатам расчета получена следующая потребность моносферических фракций для заполнения 1 м3 сыпучей смесью: монофракция с диаметром сфер 13,11 мм 1 м3; монофракция с диаметром сфер 819,2 мкм 0,4 м3; монофракция с диаметром сфер 51,2 мкм 0,16 м3; монофракция с диаметром сфер 3,2 мкм 0,064 м3 и монофракция с диаметром сфер 0,2 мкм 0,025 м3, где 13,11 мм > 0,8192 мм > 0,0512 мкм > 0,0032 мкм > 0,0002 мкм.
На основе рассчитанных насыпных объемов требуется получить смесь объемом 1 м3 с упорядоченной структурой, имеющей наиболее плотную упаковку. Из всех возможных вариантов совмещения фракций только один V 0,0002_V 0,0032 (перемешивание), V 0,0002 + V0,0032 _V 0,0512 (перемешивание), V 0,0002 + V 0,0032 + V 0,0512 _ V 0,8192 (перемешивание), V 0,0002 + V 0,0032 + V 0,0512 + V 0,8192_V 13,11 (перемешивание) обеспечивает формирование оптимально упакованной упорядоченной структуры сложной сыпучей смеси, состоящей из монофракций, объемом 1 м3.
П р и м е р 2. По результатам расчета получена следующая потребность монодисперсных фракций для заполнения 1 м3 сыпучей смесью: монодисперсная фракция с размерами зерен 50 мм 1 м3 монодисперсная фракция с размерами зерен 3,15 мм-0,47 м3; монодисперсная фракция с размерами частиц 0,198 мм 0,244 мм3; монодисперсная фракция с размерами частиц 0,0125 мм 0,149 м3 и монодисперсная фракция с размерами частиц 0,0008 мм 0,104 мм3, где 50 > 3,15>0,198 > 0,0125 > 0,0008 мм.
На основе рассчитанных насыпных объемов требуется получить смесь объемом 1 м3 с упорядоченной структурой и максимальной упаковкой смеси. Из всех возможных вариантов совмещения указанных фракций только один V 0,0008 _V 0,0125 (перемешивание), V 0,0008 + V 0,0125 _V 0,198 (перемешивание), V 0,0008 + V 0,0125 + V 0,198 _V 3,15 (перемешивание), V 0,0008 + V 0,0125 + V 0,198 + V 3,15_V 50 (перемешивание) обеспечивает получение сыпучей смеси с упорядоченной структурой и оптимально упакованной смеси объемом 1 м3.
Применение предлагаемого способа формирования упорядоченной структуры полидисперсной сыпучей смеси обеспечивает равномерное распределение частиц меньших размеров во фракциях с частицами больших размеров, сокращение времени и снижение энергозатрат на перемешивание и получение однородной смеси. Кроме того, смесь, полученная данным способом, отличается повышенной стабильностью к сохранению однородности при хранении, транспортировке и дозировании. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПОРЯДОЧЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ СЫПУЧЕЙ СМЕСИ, включающий расчет соотношения монофракций для получения сыпучей смеси и их смешения, отличающийся тем, что рассчитанные объемы монофракций совмещают в следующей последовательности:

Vdn _ Vdn-1, (Vdn+Vdn-1) _ ...

Vd3,(Vdn+Vdn-1+...Vd3) _ Vd2(Vdn+

+Vdn-1+...Vd3+Vd2) _ Vd1,

где Vdn насыпной объем монофракции с размерами частиц dn;

d1 > d2 > > dn-1 > dn,

при этом смешение производят после каждого совмещения объемов монофракций.