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JP2787656B2 - 細粒・微細粒範囲内で粒度を分析するための方法及び装置 - Google Patents
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JP2787656B2 - 細粒・微細粒範囲内で粒度を分析するための方法及び装置 - Google Patents

細粒・微細粒範囲内で粒度を分析するための方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス流式ふるいによつ
て細粒・微細粒範囲内で粒度を分析するための方法であ
つて、ふるい分け物がふるい布上へ供給され、ふるい布
の下方で回転する溝形ノズルによつてガス流がふるい布
及びふるい分け物に吹き通され、細粒成分がガス流によ
つて連行され、かつガス流によつて逆にふるい布を通し
て、ふるい布の下方にある排出口の方へ搬送されるよう
になつているもの及びこの方法を実施するための装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】器械ケーシング内でストレーナが保持さ
れたいわゆる実験室用空気噴流式ふるいが、先行技術に
おいて公知である。ストレーナの下方に空気供給口が注
いでいる。この空気供給口に接続された溝形ノズルは回
転可能にふるいケーシング内で支承されて、電動駆動さ
れている。この溝形ノズルはストレーナのふるい布の下
方を固定回転数で回転し、ふるい布に装入されたふるい
分け物が渦巻いて上昇する。供給された空気は排出嵌め
管を介して排出され、しかも排出嵌め管を通して細粒成
分が搬出される。この細粒成分は空気流によつて連行さ
れて、ふるい布を通して搬送される。ストレーナは蓋で
閉鎖されている。付加的にこの装置は機械式タイマーを
装備している。これを介してふるい分け時間を調整する
ことができる。更に送風機接続口内に設けられた外気絞
りで、又は負圧を発生する集成装置に別途設けられた回
転数設定器によつて、間接的空気量調整が行われ、集成
装置は装置の空気排出嵌め管に接続されている。
【0003】実験室応用のためのこの種の従来一般的な
装置は比較的不正確であり、一方で機械式タイマーが僅
かな調整精度及び繰返し精度を有するという不正確さを
生じ、他方で間接的空気量測定が行われるだけであり、
空気量調整のための尺度としては排気通路の限定された
個所の負圧が利用される。しかしこの負圧は形状寸法に
依存しており、プロセス上重要なパラメータを正確に逆
推論させない。その結果、同じ器械で測定が近似的に比
較可能であるにすぎず、製品負荷の逆推論は経験値から
不十分に可能であるにすぎない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この先行技術を前提
に、本発明の課題は厳密なかつ正確に再現可能な測定値
を可能とする方法及びこの方法を実施するための装置を
提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題の方法に係る解
決策は、請求項1ないし8に明示されている。この課題
の装置に係る解決策は、請求項9ないし16に明示され
ている。
【0006】本発明によれば、調整精度の欠点は給気量
を厳密に検出し又は給気の体積流量を制御することによ
つて取り除かれる。ガス供給量の検出はベンチユリノズ
ル及びこのノズルにある差圧測定装置によつて行うこと
ができる。しかし別の方式の流量測定、例えばプラント
ル管、熱線又は測定タービンによる流量測定も利用する
ことができる。測定精度を確保するために、供給ガスの
湿度及び温度がやはり検出される(ガスとは、この場合
特に空気でもある)。
【0007】供給量は測定され修正された体積流量に依
存して、送風機回転数を変更することによつて連続的に
目標値に適合される。
【0008】送風機は吸気運転又は圧縮運転で利用する
ことができ、吸気運転のとき送風機は排気口に装着され
ており、圧縮運転のときには送風機は給気口に装着され
ている。溝形ノズルを通して流れるガス量の厳密なかつ
再現可能な測定は、最良の分析品質に対する一般的要求
の他に、さまざまな器械のふるい分け結果を比較可能と
するうえできわめて重要である。さもないと、特に磨損
に敏感で粉砕可能な製品の場合、結果に大きな誤りが現
れる。
【0009】ノズル回転数の無段変更と、ノズルの形状
寸法及び回転方向の変更は同じ方向を目標としている。
ノズルの回転数は、ふるい分け物の負荷時間及び負荷頻
度にとつて重要な判定基準である。ノズルは製品適合の
ために、溝の形状寸法が異なるノズル又は多腕ノズルと
交換可能である。
【0010】器械内でストレーナを器械ケーシングに対
して純静的に密封することが従来公知であるが、純静的
密封はしばしば漏れを生じ、従つて誤空気供給を生じ、
これにより、やはり測定結果が歪められる。
【0011】本発明により設けられる圧縮空気負荷式環
状チユーブは、この欠点を取り除き、ストレーナの公差
が大きい場合でも、器械ケーシングに対してストレーナ
の、従つてふるい分け室の確実な密封を可能とし、こう
して厳密に分析するための本質的前提条件である。本発
明の1構成において、圧力を発生するための隔膜圧縮機
を利用することができ、この圧縮機は圧縮機の遮断でも
つて環状管が弁によつて無圧に切換えられるように、切
換えることができる。ストレーナはこの場合、大きな力
を支出することなく容易に取り出し又再び挿入すること
ができる。
【0012】ふるい分け室用覆い(蓋)を変更すること
によるふるい分け室の高さ及び形状の変更も、やはり製
品負荷を変えるのに役立つ。
【0013】挿入される蓋は好ましくは平らである。し
かし流れを適切に調節し制御するために、蓋は凹面又は
凸面に湾曲させ、及び/又は構造化表面を備えておくこ
ともできる。ふるい分け室の密封は膨張ゴム丸紐又は平
形ガスケツトで行われる。
【0014】測定結果及び分析結果の比較可能性を達成
するために、ふるい分けを引き起こす媒質の湿度及び温
度がやはり検出されかつ制御されるように確保しておか
ねばならない。制御は前段に設けられた加熱要素、乾燥
器又は空気加湿器によつて行うことができる。これらの
構成要素は温度・湿度測定によつて一緒に空気量の算定
に含められ、表示値の修正が行われる。更にそれらは、
ふるい分け物の適切な状態調節を行うために、プロセス
制御系内に一体化される。吸湿性製品の場合、空気を予
熱して相対空気湿度を下げて、こうしてふるい分け性を
得ることができる。静電充電の場合、空気湿度を高める
ことによつてふるい分け物の充電を低減することができ
る。測定時間は秒単位の正確さで予め調整しかつ厳密に
守られる。このことは、分散に敏感で例えば強い機械的
負荷にさらされてはならない製品の場合、特に重要であ
る。この場合、いくつかの製品は1分のふるい分け時間
に耐えるだけであるので、不正確な時間制御がふるい分
け結果を著しく損なう。
【0015】ふるい分け時間をできるだけ短く抑えるた
めに、排気流が光学的に監視され、粒子流が測定され
る。特定の破片基準、例えばDINに規定された毎分
0.1%の基準が満たされたなら、調整可能な伴流時間
後に測定が終了される。この場合、特に設定時間なしの
測定が、従つて測定系列の自動化が有利である。
【0016】大量の情報を処理するために、かつさまざ
まな機能を再現可能に実行することができるようにする
ために、装置のすべての制御は電子シングルチツプコン
ピユータ制御系によつて実行される。この制御系は所要
のハードウエア及びソフトウエアを含んでいる。調整値
及び測定値の表示はデイジタルで行われ、照明された液
晶デイスプレイで読み取ることができる。しかもシング
ルチツプコンピユータがRS−232インタフエースを
実現し、これを介して記録の印刷出力も又PCの入出力
も可能である。これらのインタフエースと実験室用ふる
い分け機の前記技術的構成とによつて、この系はなおス
トレーナの交換と計量のみを自動化しなければならない
分析経過をコンピユータで制御する自動分析装置の基礎
及び構成要素である。
【0017】
【実施例】略示された実施例を図面に示し、以下詳く説
明する。
【0018】分析ふるい分け機はふるい分け機ケーシン
グ1からなり、そのなかで溝形ノズル2が回転可能に保
持されて、駆動電動機5を介して駆動可能である。溝形
ノズル2の上方に着脱可能に設けられたストレーナ3が
ふるい分け室用蓋4によつて閉鎖されている。空気入口
管7にベンチユリノズル6が接続されており、そこから
給気が溝形ノズル2へと送られる。符号8は吸気管であ
り、これを通して供給空気が吸引される。符号9は環状
チユーブガスケツトであり、これは密封を目的に圧縮機
によつて膨らませることができ、又ストレーナ3の交換
を目的に排気することができる。入口管7のなかになお
図2に示されたように、湿度センサ10と温度センサ1
1と信号検出基板12が一体化されている。分析ふるい
分け装置を作動させるとき、まず蓋4を取り外してふる
い分け物がストレーナ内に注入され、蓋が再び密に被せ
られる。引き続き圧縮空気か導入嵌め管7を通して供給
され、又は吸引嵌め管8に接続された吸引部材を通して
装置内に吸気が吸引される。符号7の個所で流入する空
気はベンチユリノズル6の範囲でその量がこのノズルで
の差圧測定によつて検出される。更に湿度センサ10と
温度センサ11とによつて相対空気湿度と給気温度が測
定される。これらの測定値が(設定された)目標値と一
致しない限り、目標値に達するまで供給空気の流れ速度
が下げられ又は上げられ、空気湿度が高められ又は下げ
られ、温度がやはり高められ又は下げられる。
【0019】供給された空気は次に溝形ノズル2を通過
し、該ノズルによつて下からストレーナ3のふるい布を
通過する。その際、ふるい布上に置かれたふるい分け物
がやはり貫流され、細粒成分が空気流によつて連行さ
れ、逆方向にふるい布を通して下方に吸引されて、吸引
嵌め管8から搬出される。
【0020】シングルチツプコンピユータによる入力値
と測定値と制御値との論理結合が図4に示されている。
差圧と気温と相対湿度とノズル回転数が測定値として検
出される。ふるい分け時間と体積流量と気温とノズル回
転数とノズル回転方向が入力値として入力される。吸引
器回転数とノズル電動機(ノズルの駆動電動機の)電圧
と加熱装置の加熱電圧と環状チユーブガスケツトを膨ら
ませるための補償器電圧と作動時間がシングルチツプコ
ンピユータによつて制御値として出力される。
【0021】いうして正確なかつ繰返し可能なふるい分
け分析を実行することができる。しかも本発明による構
成の結果、この装置は空気噴流式自動ふるい分析装置内
の構成要素として利用することが可能となり、分析経過
はコンピユータを介して制御され、なお僅かにストレー
ナの交換と適切な計量のみを自動化しなければならな
い。
【0022】本発明はこの実施例に限定されているので
はなく、開示の枠内でさまざまに変更することができ
る。
【0023】明細書及び/又は図面のなかで開示された
新規な個別特徴及び組合せ特徴は、すべて本発明にとつ
て本質的なものと見なされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】分析ふるい分け装置の中央断面図である。
【図2】一部の拡大図である。
【図3】別の一部のやはり拡大図である。
【図4】シングルチツプコンピユータの制御の原理図で
ある。
【符号の説明】
1 ケーシング 3 ストレーナ 4 蓋 5 電動機 6 供給ガス検出装置 7 ガス入口 9 環状チユーブガスケツト 10,11 センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 15/02 B07B 11/04 B07B 4/08

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス流式ふるいによつて細粒・微細粒範
    囲内で粒度を分析するための方法であつて、ふるい分け
    物がふるい布上へ供給され、ふるい布の下方で回転する
    溝形ノズルによつてガス流がふるい布及びふるい分け物
    に吹き通され、細粒成分がガス流によつて連行され、か
    つガス流によつて逆にふるい布を通して、ふるい布の下
    方にある排出口の方へ搬送されるようになつているもの
    において、ガス流が量を検出されて、ふるい分け過程の
    経過する間一定に保たれることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 供給されるガス流の温度及び/又は湿度
    が検出されて、目標値に制御されることを特徴とする、
    請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 供給されるガスが濾過装置によつて清浄
    されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 ふるい分け時間が秒単位の正碓さで設定
    されかつ守られることを特徴とする、請求項1ないし3
    の1つに記載の方法。
  5. 【請求項5】 排ガス流中の粒子量が検出され、そこか
    ら分析のための破片基準が導き出されることを特徴とす
    る、請求項1ないし4の1つに記載の方法。
  6. 【請求項6】 データ収集と目標値制御がシングルチツ
    プコンピユータ制御系によつてデイジタルで行われるこ
    とを特徴とする、請求項1ないし5の1つに記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 標準データインタフエースとプリンタ又
    はその他の記憶装置とによつて測定結果が記録されるこ
    とを特徴とする、請求項1ないし6の1つに記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 同じインタフエースを介して機械の制御
    とデータの記録がコンピユータによつて行われることを
    特徴とする、請求項1ないし7の1つに記載の方法。
  9. 【請求項9】 ストレーナと電動機により駆動されて
    転する溝形ノズルとガス供給装置とガス排出口とを備え
    たふるい分け機からなる、請求項1ないし8の1つに記
    載の方法を実施するための装置において、ガス入口
    (7)が供給ガス量検出装置(6)を備えており、制御
    装置が供給ガス流を発生してガス量を一定に保つための
    装置と接続されていることを特徴とする装置。
  10. 【請求項10】 供給ガス量検出装置(6)が、ベンチ
    ユリノズル及び該ベンチユリノズルに設けられた差圧測
    定装置、又はプラントル管、又は熱線流量計、又は測定
    タービンから成つていることを特徴とする、請求項9に
    記載の装置
  11. 【請求項11】 湿度及び温度を検出するためのセンサ
    (10,11)と、これと接続された供給ガス用加熱装
    置及び加湿装置が、供給ガス流中に設けられていること
    を特徴とする、請求項9又は10に記載の装置。
  12. 【請求項12】 供給ガス流中に予備濾過器が取付けら
    れていることを特徴とする、請求項9又は10又は11
    に記載の装置。
  13. 【請求項13】 分析測定時間装置がシングルチツプコ
    ンピユータ制御系の形で、及び/又は秒区分を有するタ
    イマーの形で設けられていることを特徴とする、請求項
    9ないし12の1つに記載の装置。
  14. 【請求項14】 装置がガス流式自動ふるい分析装置の
    構成要素であることを特徴とする、請求項9ないし13
    の1つに記載の装置。
  15. 【請求項15】 溝形ノズル(2)が交換可能に保持さ
    れて、回転数及び回転方向を変更可能な電動機(5)に
    よつて駆動可能であることを特徴とする、請求項9ない
    14の1つに記載の装置。
  16. 【請求項16】 ストレーナ(3)が交換可能に構成さ
    れ、かつ通気発生装置と接続された環状チユーブガスケ
    ツト(9)により、装置ケーシング(1)に対して密封
    可能であることを特徴とする、請求項9ないし15の1
    つに記載の装置。
  17. 【請求項17】 ストレーナ(3)を閉鎖する蓋(4)
    が平らに、凹面に又は凸面に構成されていることを特徴
    とする、請求項9ないし16の1つに記載の装置。
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