Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 38. 16 oktober 1948 - Stoftcentrifug för kornstorleksanalys, av K A Gustavsson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
16 oktober 1948
667
Stoftcentrifug
för kornstorleksanalys
Ingenjör K A Gustavsson, Enköping
621.928.3
Om man inför ett stoftformigt material i en mot
centrum inströmmande spiralformig luftström med lämpliga
värden på tangential- och radialhastighet, klyves materialet
i två delar, så att en viss mängd stoft av centrifugalkraften
accelereras mot virvelns periferi och den andra delen av
stoftet, på grund av friktionen mellan luften och
stoftpartiklarna, ryckes med av luftströmmen in mot virvelns
centrum. Under förutsättning att stoftet kan suspenderas i
luften på sådant sätt, att partiklarna är skilda från
varandra, sker denna uppdelning av stoftet efter en bestämd
princip, så att partiklarnas storlek, form och vikt avgör
vilken riktning de skola välja i luftströmmen. Denna
omständighet har blivit utnyttjad för att sortera stoft dels
vid vissa tillverkningsprocesser i industrien dels vid
kornstorleksanalys i laboratorier.
De teoretiska och praktiska grunderna för detta
siktnings-förfarande har studerats systematiskt bl.a. av de tyska
forskarna K Wolf och II Rumpf1. De har experimentellt
visat, att en stoftbärande luftström, som spiralformigt
inströmmar mot ett lågtryckscentrum mellan släta plana och
parallella skivor beskriver en bana, som ligger mellan den
logaritmiska spiralen och den archimediska, och betydligt
närmare den senare. Om luftströmmen skulle följa den
logaritmiska spiralen, som ofta förutsättes för
potentialvirvlar, skulle stoftpartiklarna inta stabila cirkulära
koncentriska banor ordnade efter partikelstorleken. Då nu
emellertid på grund av luftens inre friktion och dess
friktion mot stoftpartiklarna och skivornas väggar denna
ideella potentialvirvel ej kan upprätthållas, kommer partiklarna
att vandra i spiralformiga banor antingen mot periferien
eller mot centrum av virveln beroende på
partikelstorleken. Endast en ideell partikelstorlek befinner sig i jämvikt
och denna partikelstorlek utgör gränsen för delningen.
Genom att variera initialvärdena för lufthastighetens
tangential- eller radialkomponent eller båda dessa, kan man
omställa kornstorleksgränsen för materialets delning.
Härigenom blir det möjligt att spjälka materialet i ett
godtyckligt antal fraktioner med begränsade
kornstorleksom-råden.
Den laboratorieapparat, kallad stoftcentrifug, fig. 1, som
här skall beskrivas, grundar sig på den ovan beskrivna
principen i huvudsak. En väsentlig skillnad är dock att
cle plana skivor, som bildar begränsningsytor för
luftspiralen i centrifugen bibringas rotation i samma
riktning som luftspiralens tangentialkomponent. Apparaten
är därtill så dimensionerad att skivornas periferihastighet
på den radie, där materialet införes i luftströmmen,
överensstämmer med luftspiralens tangentiella
hastighetskomponent i storlek. Detta arrangemang har vidtagits emedan
det har visat sig att luftens friktion mot skivorna
inverkar störande på siktningsförloppet. Dessa störningar kan
även lätt förklaras teoretiskt: om skivorna står stilla
uppbygges vid de aktuella lufthastigheterna
friktionsgränsskikt av betydande tjocklek vid skivväggarna och i dessa
skikt gäller naturligtvis helt andra värden för
lufthastighetens tangential- och radialkomponenter, varför partiklar
kan "läcka" felaktiga vägar genom gränsskikten. Vid stora
avstånd mellan skivorna har denna gränsskiktsläckning
underordnad betydelse, men vid de dimensioner, som är
aktuella för analysapparater, har det visat sig att
väggfriktionen förorsakar en betvdande orenhet i fraktionerna.
Fig. 1. Stoftcentrifug för
kornstorleksanalys.
Det är alltså i detta sammanhang ett oeftergivligt krav, att
man åstadkommer en tillnärmelsevis friktionsfri
luftströmning i den avgörande zonen av siktrummet.
De huvudkrav, som vidare uppställts vid konstruktionens
utarbetande, är följande. Luftströmningen skall vara
mycket noggrant bestämd för de olika
korngränsinställningarna utan några komplicerade mätningar; luften skall
tillföras siktrummet fullständigt symmetriskt, så att ett
homogent virvelfält erhålles, vars strömlinjer har samma
lutning mot radien och samma hastighet i varje punkt
av en godtycklig koncentrisk cirkel inom siktrummet.
Materialet måste behandlas varsamt så att det ej slites
under dess upprepade passage gnom instrumentet;
materialet måste införas symmetriskt i siktrummet, så alt
luftspiralens symmetri ej rubbas, och på ett sådant sätt
att stoftpartiklarna blir effektivt åtskilda. Korngränsen
skall kunna bestämmas genom empirisk kalibrering av
instrumentet, så att man blir oberoende av vanskliga
mätningar i luftvirveln och ej fullt utredda fysikaliska
sammanhang vid en teoretisk beräkning av korngränserna.
Konstruktion
Samtliga dessa krav har bilivit möjliga att uppfylla
genom att inte bara siktrummets skivor roterar utan hela
instrumentet utförts som en roterande del 6, fig. 2,
direktkopplad till en elektrisk motor 1.
För uppfyllande av kravet på bestämd luftströmning har
i den roterande delen inbyggts ett fläkthjul med radiella
skövlar 8 som vid konstant varvtal ger ett bestämt
luftflöde genom siktrummet i vid ett bestämt läge av den
inställbara strypkroppen 15. De bestämda lägena av
stryp-kroppen åstadkommes genom att denna, som är gängad
på spindeln 2, dras fast mot hästskoformade
distansstycken 16, som kan utbytas. Genom att luften passerar
genom en symmetrisk lamellapparat 3 före inträdet i
siktrummet erhåller luften genom friktionen mot de tätt
liggande lamellerna den önskade symmetriska rotationen.
Genom att alla ytor med någorlunda hastighetsöverens-
7 $ o w n K ti M
Fig. 2. Principskiss för
stoftcentrifug.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
