УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ФЛОТАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ РЕАГЕНТОВ

Полезная модель относится к флотационному обогащению, предназначено для измерения свойств пленок водорастворимых реагентов на границе жидкость - газ и может быть использовано для определения их флотационной активности при пенной флотации и пенной сепарации. Для этого проводится измерение поверхностного натяжения пленок, что позволяет в дальнейшем оценить прочие свойства водорастворимых реагентов.
Известно устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей (RU 2416090 С2, опубл. 10.04.2011), содержащее основную часть, снабженную размещенным в ней объемом системы. Также устройство содержит пьезоэлектрический преобразователь, который герметизирует объемную емкость и связан с электронным блоком обработки данных. Кроме того, устройство содержит мембранный насос, включающий насосный объем и клапан с выставками для заслонок клапанов, снабженным дополнительным пьезоэлектрическим преобразователем в качестве привода и связанным с указанным электронным блоком. Также устройство содержит дроссель, который подключен к объему системы, а также буферный объем, снабженный крышкой для ее герметизации и размещенный между мембранным насосом и дросселем. Кроме того, устройство содержит место для присоединения капилляра, установленного с возможностью взаимодействия с объемом системы. Это устройство, хотя и позволяет измерять поверхностное натяжение с высокой точностью, не позволяет проводить оценку флотоактивности реагентов.
Известно устройство для измерения поверхностного натяжения жидкости и оценки флотоактивности реагента (RU 2349899 С1, опубл. 03.09.2007), которое может быть использовано для измерения поверхностного натяжения жидкости и оценки флотационной активности флотореагентов путем использования цифрового фотоаппарата высокого разрешения, что приводит к увеличению скорости расчетов и уменьшению габаритов установки путем аппаратной реализации вычислительных алгоритмов определения параметров, характеризующих вклад отдельных групп ПАВ в величину флотационной активности реагентов. Устройство содержит оптический микроскоп, держатели сидящего пузырька, систему освещения пузырька, цифровой фотоаппарат, блок вычисления величины поверхностного натяжения, блок вычисления параметров флотационной активности реагентов, ОЗУ видеоданных, ОЗУ выходных данных, контроллер цифрового фотоаппарата, контроллер шины, счетчик времени, схему управления блоками. Недостатком этого устройства является невозможность оценить характеристики пленок реагентов в динамическом режиме, а также изучить свойства пленок реагентов при их растяжении или сжатии.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для автоматического измерения флотационной активности реагентов (SU 1594776 А1, опубл. 20.04.1996), которое содержит виброустойчивое основание с расположенной на нем ванной с исследуемой жидкостью, которая накрыта неподвижным и подвижным барьерами. Подвижный барьер жестко соединен с кареткой, на которой закреплены весы с измерительным элементом и которая кинематически связана с реверсивным двигателем. Вход реверсивного двигателя соединен с выходом блока управления, а выход весов - с входом регистратора. Измерительный элемент выполнен в виде набора жестко закрепленных пластин, зазор между которыми составляет не менее 5 мм. Расположены пластины торцом к подвижному барьеру. Ширина пластин составляет 1 - 2 мм, а толщина - не более 0,1 мм. При таком выполнении измерительного элемента увеличивается точность определения разности между динамическим и статическим поверхностным натяжением и времени восстановления равновесия. Определяют динамическое и статическое поверхностное натяжение по отношению силы втягивания элемента в поверхностный слой непосредственно после растяжения пленки на периметр контакта пластин с жидкостью и силы втягивания пластин в равновесном состоянии на периметр контакта пластин с жидкостью. Недостатками этого устройства являются: невозможность регулировать скорость двигателя, что сильно ограничивает возможность исследования динамических свойств и поверхностного натяжения пленок реагентов при их растяжении и сжатии, вывод данных с весов на регистратор вынуждает впоследствии оцифровывать полученные данные, что вносит в них дополнительную погрешность.
Технической задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является осуществление более точного контроля над процессами растяжения и сжатия пленки реагента благодаря включению в блок управления двигателем автотрансформатора и таймера, а в конструкцию ванны - измерительной линейки, а также максимальное облегчение обработки результатов измерений совокупно с повышением их точности посредством вывода показаний весов через устройство с аналогово-цифровым преобразователем на ЭВМ.
Данная задача решается за счет того, что заявленная полезная модель устройства для автоматического измерения флотационной активности реагентов, состоящее из основания, на котором расположена ванна, накрытая неподвижным барьером и подвижным барьером, жестко соединенным с кареткой, на которой закреплены весы с измерительным элементом, соединенные с регистратором, и которая кинематически связана с реверсивным двигателем, вход которого соединен с выходом блока управления, характеризуется тем, что в блок управления реверсивным двигателем включены автотрансформатор и таймер, позволяющие проводить замеры за заданный промежуток времени и с заданной скоростью движения каретки, весы соединены с цифровым интерфейсом с АЦП, позволяющих выводить данные для записи в ЭВМ и (или) отображать их на экране ЭВМ в реальном масштабе времени. Прозрачный экран может быть выполнен с раздвижными створками, позволяющими помещать в ванну реагенты, производить замену измерительного элемента и совершать иные действия не разбирая конструкцию устройства.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является более точное измерение параметров пленок реагентов благодаря повышению точности оцифрования данных, регистрируемых весами. Благодаря применению интерфейса с аналого-цифровым преобразователем значительно сокращается время обработки данных, позволяя выводить их числовые значения на экран ЭВМ в реальном масштабе времени.
Устройство полезной модели поясняется чертежом Фиг.1.
Устройство по фиг.1. содержит виброустойчивое основание 1 с расположенной на нем ванной 2 с исследуемой жидкостью, которая накрыта неподвижным 3 и подвижным 4 барьерами. Барьер 4 жестко соединен с кареткой 6, на которой закреплены весы 14 с измерительным элементом 15 и которая кинематически связана с реверсивным двигателем 7. Подвижный барьер 4 взаимодействуя с концевыми выключателями 10 и 11 останавливает реверсивный двигатель 7, позволяя таким образом регулировать расстояние, которое проходит барьер 4. Вход реверсивного двигателя 7 соединен с автотрансформатором с таймером 9 и выходом блока управления 8, а выход весов 14 - со входом интерфейса с АЦП 18, соединенным с ЭВМ 19. Вывод данных с весов 13 осуществляется через устройство с АЦП 18, например L-Card E-154, на ЭВМ 19 под управлением ОС Windows или Linux. Весы 13 жестко соединены со втулкой 12, которая фиксируется на каретке 6 винтом 13. Измерительный элемент 15 выполнен в виде набора жестко закрепленных пластин 17, зазор между которыми составляет не менее 5 мм. Расположены пластины 17 торцом к барьеру 4. Ширина пластин составляет 1-2 мм, а толщина - не более 0,1 мм. При таком выполнении измерительного элемента 15 увеличивается точность определения разности между динамическим и статическим поверхностным натяжением и времени восстановления равновесия. Определяют динамическое и статическое поверхностное натяжение по отношению силы втягивания элемента 15 в поверхностный слой непосредственно после растяжения пленки на периметр контакта пластин 17 с жидкостью и силы втягивания пластин 17 в равновесном состоянии на периметр контакта пластин 17 с жидкостью. Ванна для реагентов 2 закрыта прозрачным экраном 20, обеспечивающим защиту поверхности жидкостей в ванне от попадания в них различных примесей из воздуха. Для движения весов с измерительным элементом в верхней части экрана выполнено продольное отверстие, на рисунке не изображено.
Работает устройство следующим образом. Ванна 2 наполняется водой (или иной жидкостью) и в нее вносятся необходимые реактивы. На необходимом расстоянии друг от друга устанавливаются подвижный 4 и неподвижный 3 барьеры, на требуемом расстоянии устанавливаются концевые выключатели 10 и 11, ванна закрывается прозрачным экраном 20. На необходимой высоте закрепляются весы 14 с измерительным элементом 15 с помощью винта 13. Включается интерфейс с АЦП 18 и ЭВМ 19, настраиваются таймер и автотрансформатор 9, с блока управления производится запуск устройства.
Применением предлагаемой полезной модели позволит более точного контролировать процесс растяжения и сжатия пленки реагента, а также максимально облегчить обработку результатов измерений.