DE2701152C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Druck- und Abriebempfindlichkeit von körnigen Stoffen (Kornkollektiven) bei mechanischer Beanspruchung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Druck- und Abriebempfindlichkeit von körnigen Stoffen (Kornkollektiven) bei mechanischer BeanspruchungInfo
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Description
Für die Untersuchung des Verhaltens von körnigen Stoffen gegen Druck und Abrieb gibt es bereits
i() verschiedene Prüfverfahren. So sind z. B. Sturzempfindlichkeits-Prüfungen
in zahlreichen Varianten entwickelt worden, deren Zahlenwerte jedoch im allgemeinen
nicht miteinander vergleichbar sind (v. Bogdandy, Engeil: Die Reduktion der Eisenerze, 1967, Verlag
» Stahleisen, S. 400 ff).
Die Abriebempfindlichkeit wird meist in Trommeln geprüft, wobei als Prüfwert der Anteil eines bestimmten
Kornfraktionsbereichs, z. B. 0 bis 0,5 mm, nach erfolgter Trommelung gilt.
Ein im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenes Verfahren wird in der DE-AS 17 73 737 beschrieben.
Die aufgeführten Verfahren untersuchen die Versuchsstoffe jedoch nur in Form eines lockeren
Haufwerks, dessen Körner während des Prüfvorganges noch eine relativ große Bewegungsfreiheit untereinander
besitzen. Damit haben aber die Resultate dieser Prüfverfahren für einen großen Teil der Verfahrenstechnik,
nämlich für diejenigen Bereiche, in denen Kornkollektive in dichter Packung, d. h. intensiver
gegenseitiger Einwirkung der einzelnen Körner aufeinander, eine ausschlaggebende Rolle spielen, keinen
praktischen Wert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein zuverlässiges Prüfverfahren verfügbar zu machen, mit dem die Druck-
und Abriebempfindlichkeit von körnigen Stoffen in dichter Packung erfaßt werden kann, das also einen mit
den tatsächlichen Verhältnissen in der Praxis besser übereinstimmenden Wert liefert. Ferner soll durch die
Erfindung eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur
b0 Durchführung dieses Verfahrens verfügbar gemacht
werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Beanspruchung
dadurch erfolgt, daß die Körner der repräsentativen Probe in einem geschlossenen Mörser schlagartig einer
Gasdruckwelle von hoher kinetischer Energie ausgesetzt werden.
Alle Stoffkörner der Probe werden dabei im dichten
Kollektiwerband auf Druck und Reibung beansprucht.
Die Größe der auf das Kornkollektiv ausgeübten mechanischen Beanspruchung hängt von der kinetischen
Energie der Gasdruckwelle ab und kann durch die Versuchsbedingungen, z. B. Art und Menge des verwendeten
Sprengmittels und/oder Menge des als Probe eingesetzten Versuchsgutes, gesteuert werden.
Das Prüfverfahren kann auf Kornkollektive aller Stoffe angewendet werden, bei denen MeQergebnisse
über Druck- und Abriebempfindlichkeit eine Rolle spielen.
Hinsichtlich der zulässigen Korngröße des Versuchsgutes bestehen sowohl nach unten als auch nach oben
praktisch keine Beschränkungen.
Eine erfindungEgemäße Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens ist dem Anspruch 10 zu
entnehmen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Ansprüchen 11 bis 14 beschrieben.
Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele
anhand von zwei Figuren näher erläutert Es zeigen F i g. 1 einen Ausschnitt des im Schnitt dargestellten
Mörsers, der aus einem Grundkörper 1 besteht, und jeweils einen oder mehrere Hohlräume 2 in gleicher
oder unterschiedlicher Ausführung enthält.
Der einzelne Hohlraum kann entweder im Grundkörper ausgespart sein oder in den Grundkörper in Form
eines selbständigen Hohlkörpers 3 von außen eingesetzt und in ihm in geeigneter Weise verankert werden.
Der Mörsergrundkörper, die Hohlraumwandungen m
und die Hohlkörper können aus unterschiedlichen! Material, mit gleichen oder unterschiedlichen Oberflä
cheneigenschaften, bestehen.
Die Außenabmessungen der einsetzbaren Hohlraumkörper sind, unabhängig von Größe und Form des ir>
Hohlraumes, den sie beinhalten, untereinander gleich, so daß sie in den im Grundkörper ausgesparten Halterungen
untereinander austauschbar sind.
Jeder Mörserhohlraum und/oder Hohlraumkörper ist in bezug auf Form und Inhalt dem jeweiligen ·»<
> Verwendungszweck des Mörsers entsprechend ausgebildet
Die Fig.2 enthält als Beispiel eine komplette Versuchsanlage, d. h. den Mörser und die diesem vor-
und nachgeschalteten Vorrichtungen. Das in einem oder mehreren Mörserhohlräumen und/oder Mörserhohlkörpern
4 beispielsweise durch die Detonation eines Sprengmittels bearbeitete Kornkollektiv wird mit Hilfe
des entstandenen Druckgases und nach öffnung des Verschlusses 5 durch die Leitung 6 zu dem Filterbehälter
7 transportiert und dort am Filter 8 niedergeschlagen. Das staubfreie Gas gelangt dann über die Leitung 9
und gegebenenfalls noch über einen (nicht eingezeichneten) Gaswäscher ins Freie. Es besteht aber auch die
Möglichkeit noch zusätzlich Druckgas in einem weiteren Hohlraum und/oder -körper 10, die kein
Versuchsgut enthalten, mit Hilfe eines zweiten Sprengkörpers zu erzeugen und dieses Gas dann, falls
erforderlich, entweder zum Nachspülen des Hohlraumes und/oder -körpers oder zur Unterstützung des
pneumalischen Transportes des bearbeiteten Stoffes zum Filterbehälter 7 zu verwenden. Das hier niedergeschlagene
Versuchsgut verläßt den Filterbehälter durch die Leitung 11 und gelangt zur Siebanlage (nicht
eingezeichnet).
Es ist natürlich möglich, Versuche mit dem Mörser auch in vereinfachter Form etwa in der Weise
durchzuführen, daß man das im Hohlraum 4 entstandene Druckgas durch eine oder mehrere öffnungen, die mit
Filtereinsätzen versehen sind, langsam nach außen entweichen läßt und hierauf, nach öffnung des
Verschlusses 5 das bearbeitete Kornkollektiv von Hand entleert und es dann in den Siebsatz aufgibt oder indem
man es aus dem Mörser in den unter ihm angeordneten Siebsatz fallen läßt.
Die Stellung der Mörserachsen im Raum kann dem Versuchsziel entsprechend verändert werden.
Bei der Bearbeitung des Versuchsgutes im Mörser kann sich dieser im Stillstand oder in Bewegung
befinden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Verfahren zur Messung der Druck- und Abriebempfindlichkeit von körnigen Stoffen (Kornkollektiven), in dem diese einer mechanischen
Beanspruchung ausgesetzt werden und entweder die durch die Beanspruchung hervorgerufene Veränderung
der Gewichtsanteile einzelner Kornfraktionen gegenüber den entsprechenden Ausgangswerten
einer repräsentativen Probe mit Hilfe von Siebanalysen oder aber die Abweichung der Gasdurchlässigkeit
der bearbeiteten gegenüber der unbearbeiteten Probe als Maßstab für die Druck- und Abriebempfindlichkeit
herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Beanspruchung dadurch erfolgt, daß die Körner der
repräsentativen Probe in einem geschlossenen Mörser schlagartig einer Gadruckwelle von hoher
kinetischer Energie ausgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdruckwelle durch eine schlagartige
Umwandlung explosionsfähiger fester, flüssiger oder gasförmiger Stoffe im Mörser erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der mechanischen
Beanspruchung durch die Probenmenge und/oder die Art und Menge des zur Erzeugung der
Gasdruckwelle verwendeten Stoffs gesteuert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schlagartige Entstehung der
Druckwelle mechanisch, elektrisch oder akustisch ausgelöst wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur
Erzeugung der Gasdruckwelle und der Auslösemechanismus als kompakte Einheit ausgebildet sind,
oder daß beide Teile erst kurz vor ihre Verwendung zu einer Einheit zusammengefügt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im Mörser
erzeugte Druckgas zur pneumatischen Entleerung des Mörsers von der repräsentativen Stoffprobe
dient, nachdem ihre Körner der Gasdruckwelle ausgesetzt waren.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mit den Stoffkörnern beladene
Druckgas eine Filteranlage (7) und anschließend eine Gaswäsche durchläuft, ehe es ins Freie gelangt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige
Material nach Einwirkung der Druckwelle vom Mörser zur Filteranlage oder unmittelbar zu einer
Siebanlage auch durch ein anderes gasförmiges Medium, z. B. Luft oder Inertgas oder auch nur durch
ein einfaches Fallrohr transportiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mörser in
verschiedene Stellungen bewegt werden kann.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1 bis 9 entweder mit einer Siebanalyseeinrichtung oder mit einer die Abweichung
der Gasdurchlässigkeit ermittelnden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem
Grundkörper (1) bestehende Mörser einen oder mehrere Hohlräume (2) enthält, und daß die innere
Manteloberfläche eines oder mehrerer dieser Hohlräume (2) in bezug auf Oberflächenausbildung,
Materialzusammensetzung und/oder anderen physikaiischen und chemischen Eigenschaften vom
übrigen Material des Mörserkörpers abweicht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume die Form eines
Rotationshohlkörpers z. B. einer Kugel, eines Zylinders oder eines Rotationsellipsoids haben.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Hohlraum (2) in Aussparungen des Grundkörpers (1) in Form
eines selbständigen Hohlkörpers (3) von außen eingesetzt und dort fest verankert ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenabmessungen der
Hohlkörper untereinander, und unabhängig von Form und Größe des Hohlraumes, den sie jeweils
beinhalten, gleich sind, so daß die Hohlkörper in den Aussparungen des Mörserkörpers wahlweise gegeneinander
austauschbar sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1)
und die Hohlraumkörper (3) entweder aus gleichem oder aus verschiedenem Material, z. B. aus Stahl
und/oder Geschützbronze, bestehen.
Priority Applications (8)
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