szkła wodnego i czasu wiązania płynnych żywic. Obecnie czas

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
LUDOWA
OPIS PATENTOWY
Patent dodatkowy
do patentu nr —
Zgłoszono:
129388
Int. Cl.3 G04F 13/04
8112 17 (P.234273)
Pierwszeństwo
URZĄD
PATENTOWY
PRL
Zgłoszenie ogłoszono:
821011
Opis patentowy opublikowano: 1985 06 28
Twórcywynalazku: Stanisław Cięciwa, Jan Koziorowski, Władysław Romek,
Barbara Wilkosz
Uprawniony z patenta: Instytut Odlewnictwa,
Kraków (Polska)
Aparat do badania czasu żelowania układów spoiwo-utwardzacz
stosowanych w masach samoutwardzalnych
Przedmiotem wynalazku jest aparat do badania czasu żelownia układów spoiwo-utwardzacz
stosowanych w formierskich masach samoutwardzalnych, na przykład dobadania czasu żelowania
szkła wodnego i czasu wiązania płynnych żywic.
Obecnie czas żelowania układów spoiwo-utwardzacz określany jest przy pomocy mieszadeł
ręcznych. Pomiary te są mało dokładne, subiektywne i nieporównywalne. Jedynym znanym z
literatury technicznej aparatem do pomiarów czasu żelowania układów spoiwo-utwardzacz jest
urządzenie znane z japońskiego opisu patentowego według zgłoszenia nr 47-79612.
Aparat do badania czasu żelowania układów spoiwo-utwardzacz wedługjapońskiego zgłosze¬
nia patentowego składa się z szybkoobrotowego silnika elektrycznego oraz zamocowanego na osi
sprzęgła magnetycznego, mieszadła przegubowo połączonego z osią obrotową. Mieszadło zaopa¬
trzone jest w złączki magnesowe. Silnik zasilanyjest zbloku sterowniczego, do którego podłączony
jest również licznik oraz czujnik fotoelektryczny.
Silnik poprzez oś, obraca przegubowo połączone z nim mieszadło, które zanurzone jest w
naczyniu z badanym medium. W czasie mieszania, gęstniejące medium powoduje wzrost oporów i
zwalnianie obrotów mieszadła, które z kolei wpływają na zadziałanie czujnika fotoelektrycznego a
w efekcie na wyłączenie pracy silnika. Pomiar szybkości żelowania określonego medium odczytuje
się na liczniku aparatu.
Celem wynalazku jest stworzenie możliwie korzystnych warunków do uzyskiwania dokład¬
nych i obiektywnych pomiarów czasu żelowania układów stanowiących medium zawierające
spoiwo-utwardzacz, stosowane w masach formierskich samoutwardzalnych.
Cel ten osiągnięto dzięki opracowaniu aparatu do badania czasu żelowania układów spoiwoutwardzacz, w którego budowie wykorzystano zjawisko zwiększania się momentu obiciążenia
silnika w miarę wzrostu gęstnienia substancji badanej. Dokładność pomiaru aparatem według
wynalazku zapewniona jest poprzez zastosowanie bazstykowego elektronicznego pomiaru ilości
obrotów wału silnika napędowego.
Istotą rozwiązania aparatu do badania czasu żelowania układu spoiwo-utwardzacz według
2
129 388
wynalazku jest to, że zawiera on usytuowaną pomiędzy silnikiem, a przekładnią zębatą napędza¬
jącą mieszadło zanurzone w naczyniu, tarczę czujnika pomiarowego, połączoną poprzez czujnik z
integratorem zawierającym przełącznik zakresów. Integrator zaś, podłączony ma poprzez zasilacz
prądu stałego i rejestrator z blokiem sterowania, do którego podłączony jest również termostat.
Natomiast silnik napędowy zasilanyjest poprzez zasilacz sterowania i wzbudzania z bloku sterowa¬
nia, który z kolei jest zasilany poprzez stabilizator prądu. Ponadto termostat aparatu, może
również posiadać własne źródło zasilania elektrycznego.
Konstrukcyjne rozwiązanie aparatu według wynalazku przedstawiono na rysunku, który
obrazuje schemat blokowy aparatu.
Aparat według wynalazku składa się z silnika elektrycznego 1, który poprzez zębatą przekład¬
nię 2 połączony jest i napędza wymienne mieszadło 3 zanurzane w naczyniu 4. Naczynie 4 w
zależności cd rodzaju badanego medium, może pracować bez termostatu 14, lub też może być
umieszczone w termostacie 14 pracującym z niezależnego zasilania elektrycznego albo zasilaniem
sterowniczym z bloku sterowania 13. Pomiędzy silnikiem 1, a przekładnią 2jest ustyuowana tarcza
czujnika pomiarowego 11 połączona dalej poprzez czujnik pomiarowy 12 z integratorem 7 zawiera¬
jącym przełącznik zakresów.
Integrator 7 połączony jest następnie z zasilaczem prądu stałego 8 orazpoprzez rejestrator 10 z
blokiem sterowania 13. Natomiast silnik 1 zasilany jest prądem z bloku sterowania 13, poprzez
zasilacz wzbudzania 5 oraz zasilacz sterowania 6, pryz czym cały układ aparatu zasilany jest
prądem z sieci o napięciu 220 V i częstotliwości 50 Hz poprzez stabilizator 9.
Silnik napędowy 1 charakteryzuje się następującymi parametrami:
— mały moment bezwładności wirnika, krótkie czasy rozruchu i wybiegu,
— stabilność charakterystyki mechanicznej w całych zakresie obrotów,
— liniową zależność prędkości obrotowej od napięcia sterowania przy stałym momencie
obciążenia,
— proporcjonalność momentu obrotowego do napięcia sterującego,
— możliwość długotrwałego zahamowania silnika przy pełnym obciążeniu, bez obawy jego
uszkodzenia.
Działanie aparatu według wynalazkujest następujące: silnik napędowy 1 poprzez przekładnię
zębatą 2 napędza bez poślizgu mieszadło 3 w kształcie wałka z łopatkami, które miesza medium
spoiwo-utwardzacz. Naczynie 4 z mieszaną substancją umieszczone może być w termostacie 14
albo pracować bez termostatu. W miarę gęstnienia badanej substancji, zwiększa się moment
obciążenia silnika 1, co z kolei powoduje odpowiednie zmniejszenie się obrotów mieszadła 3,
zgodnie z zależnością n = f(Mo) przy stałych parametrach zasilania aparatu. Poprzez odpowiedni
dobór kilku wartości napięcia sterowania otrzymuje się szereg zakresów pomiarowych. Wszystkie
podzespoły elektryczne i elektroniczne zasilane są poprzez stabilizator 9 lub bezpośrednio z
zasilaczy stabilizowanych.
Aparat pracuje w cyklu przerywanym, co zapobiega tworzeniu się przy powierzchni mieszadła
3 filmu wodnego. Z uwagi na to, że mieszadło 3 i naczynie 4 muszą być kwasoodporne,jak również
z uwagi na trudności przy oczyszczaniu tych detali ze związków szkła wodnego, w aparacie według
wynalazku zastosowano typowe mieszadła i typowe zlewki szklane dostępne w handlu. Mieszadła i
zlewki przeznaczone są do jednorazowego użytku. Przebieg pomiaru czasu żelowania układu
spoiwo-utwardzacz przy pomocy aparatu według wynalazku.
Parametrom określającym wiązanie się (gęstnienie) mieszanej substancjijest moment obciąże¬
nia silnika napędzająego mieszadło. Zwiększenie się momentu obciążenia silnika objawia się
zmniejszeniem ilości obrotów mieszadła w czasie, zgodnie z zależnością n=f(Mo). Pomiar czasu
żelowania sprowadza się do pomiaru ilości obrotów mieszadła w czasie, co zrealizowane jest przez
pomiar obrotów wału silnika napędzającego mieszadło. Pomiaru dokonuje się metodą
bezstykową.
Przy wybranym zakresie pomiarowym mierzymy opory mechaniczne układu na biegu luzem,
w celu wyznaczenia punktu odniesienia czyli punktu zerowego układu pomiarowego. Po napełnie¬
niu naczynia badaną substancją uruchamiany aparat i rejestrator wykreśla nam krzywą spadku
obrotów mieszadła n = f(t), na podstawie której można określić aktualny stan i szybkość wiązania
badanej substancji.
129388
3
Aparat może służyć zarówno do pomiarów wielkości względnych jak i bezwzględnych, zale¬
żnie od wycechowania skali aparatu.
Aparat, dzięki zastosowaniu bezstykowego układu elektronicznego dla pomiaru obrotów
wału silnika, zapewnia dokładny pomiar obrotów mieszadła lub momentu obciążenia silnika —
zależnie od wycechowania aparatu.
Aparat według wynalazku może znaleźć zastosowanie zarówno w laboratoriach badawczych
jak i w zakładach przemysłowych stosujących i produkujących materiały układów spoiwoutwardzacz.
Zastrzeżenie
patentowe
Aparat do badania czasu żelowania układów spoiwo-utwardzacz stosowanych w masach
samoutwardzalnych składający się z silnika, przekładni, mieszadła i czujnika pomiarowego, zna¬
mienny tym, że pomiędzy silnikiem (1) a przekładnią zębatą (2) napędzającą mieszadło (3) umie¬
szczone w naczyniu (4) usytuowaną ma tarczę (11) połączoną poprzez czujnik pomiarowy (12) z
integratorem (7), który z kolei poprzez zasilacz (8) oraz rejestrator (10) połączony jest z blokiem
sterowania (13), a do którego podłączony jest termostat (14) zaś silnik (1) zasilany jest poprzez
stabilizator (9) z blokiem sterowania (13) przez zasilacz sterowania (6) i zasilacz wzbudzania (15).
12
Łw/jf/ihi
\J