CN100582731C - 一种连续操作稀释浆料样品的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续操作稀释浆料样品的装置，通过此装置浆料样品直接地供给至一个连续操作的光学分析器，比如一个粒度分析器。此装置包括用于供给浆料样品的元件，用于供给稀释液体的元件及用于除去浆料内所含的固体的元件，以及用于排放浆料内所含的液体以及使用于稀释的液体的元件。本发明的装置包括至少一个向下变狭窄的室(2，31)，它们与分析器测量元件(3，34)连接成使得室(2，31)的两个相对壁(10，32)是彼此相对平行，并相对于测量元件(3，34)的相应壁(21，35)是基本上平行的。

Description

一种连续操作稀释浆料样品的装置
技术领域
本发明涉及一种连续操作稀释浆料样品的装置，通过此装置浆料样品直接地供给至一个连续操作的光学分析器，比如一个粒度分析器。
背景技术
在浆料样品的分析中，某些测量，比如光学测量粒度要求在浆料样品内所含的固体稀释至原始含量的十分之一，或者甚至百分之一。由US 6,286,376可以知道，在一个粒度分析器内，一种浆料样品被引导至一个倾斜的表面上，由此处供入水作为一个连续流以冲走样品，而同时使其稀释。开始稀释的样品使用一个漏斗中连续供给的水继续稀释，由此处稀释的样品借助利用重力被沿着一个管道引导至一个粒度分析器。上述的管道可以包括一个混合室，至此室类似地连续供给水，以便进一步稀释样品。上述的专利US 6,286,376的稀释步骤是在分离的稀释单元内进行的，它们借助中间管道互相连接。
发明内容
本发明的目的是消除现有技术的某些缺点和获得一种改进的用于连续操作稀释浆料样品的装置，它在操作上更可靠，通过此装置浆料样品能够直接地引导至一个连续操作的分析器，比如一个光学粒度分析器。本发明的重要的新颖特点列于所附权利要求书内。
按照本发明，借助一个取样器件从准备分析的浆料流提取一个样品，上述的样品在引导它进入分析之前在按照本发明的装置内稀释，最好是，例如在一个光学操作的粒度分析器内。从准备分析的浆料流提取一个含固体的样品，最好是借助基本上连续操作的一个样品切取器。获取的浆料流引导进入一个稀释装置，包括一个或多个，最好是两个下游变狭窄的室，它们用机械方法互相连接并且是液体连通，该两室至少部分地充填液体，比如水。在一个实施例中，使用两个室，准备分析的浆料样品供给至第一室，即供给室，以及准备分析的固体通过第二室，即排放室从按照本发明的稀释装置除去。当使用按照本发明的室作为一个稀释室时，此室同时作为一个供给室和一个排放室。
在按照本发明的稀释装置内，样品浆料流引导从作为取样器的样品切割器至设置在稀释装置的开启顶部的一个倾斜的表面。倾斜的表面最好对准成使得倾斜的表面在稀释装置操作的整个操作中定位在稀释装置所含液体表面的上面。然而，倾斜的表面也可以至少部分地被室内供给的液体覆盖。稀释装置底部连接至一个透明材料制造的测量元件，该测量元件是连续操作的分析器，比如一个光学粒度分析器的元件，从而使放置在稀释装置的底部的排放孔的横截面面积基本上相当于具有一个直角棱镜的测量元件的横截面面积。此外，连接至稀释装置的排放孔的稀释装置的两个相对壁安装为最好在垂直方向上是彼此平行的，以及使上述的相对壁继续平行，并基本上与测量元件的相应壁的宽度也相等。为了连接稀释装置至测量元件，这里可以使用一个单独的调节片或多个调节片，从而使在稀释装置和测量单元之间可能的流动缺陷能够避免。
在按照本发明的稀释装置内，安装至少一条液体管道，以便供给稀释液体，这样使液体管道基本上相对于构成稀释装置的室的双壁是对称的。液体管道设置至少一个喷嘴元件，通过喷嘴元件稀释液体供给进入稀释装置内所含的液体，从而使在液体内产生搅拌，以便在固体流进入分析器的测量元件之前有效地处理与样品浆料流一起供给的固体。
当使用稀释装置内的两个室时，稀释装置的第一室也是该装置的上室，浆料流由作为取样器的样品切割器导引至上述的上室的顶部。稀释装置的第二室，它同时是稀释装置的下室，通过机械方法连接至测量元件，测量元件安装在室的下面，并且由一种透明材料制造。彼此相对而言，稀释装置的第一和第二室最好安排成使得第一室的底部连接至第二室的顶部。两个室最好使用于例如这样的情况下，在该情况下要求一个显著的稀释度。在此种情况下，由于两个室较大的容积，稀释基本上较容易。
按照本发明的稀释装置的第一室的形状是向下变狭窄，从而使此形状有利的相当于一个截棱锥或锥体，例如，上述的截棱锥或锥体的底部是室的顶部，以及平截点是室的底部。含有固体材料的浆料样品通过室的顶部供给进入第一室，最好供至安排在室内部的一个倾斜表面上。倾斜的表面安排成使得基本上在稀释装置的操作的整个过程中它定位在液体表面的上面。然而，此倾斜的表面也可以至少部分地被室内供给的液体覆盖。在室内安装有至少一条液体管道穿过第一室的基本上开启的顶部，用于供给稀释液体，从而使上述的液体管道延伸通过第一和第二室之间的间隙，供至第二室。液体管道安排在第一和第二室的中间，从而使液体管道相对于室的双壁基本上对称地定位。在一种情况下，例如使用两条液体管道，第一液体管道可以仅延伸至第一室，而第二液体管道仅通过第一室延伸至第二室。
按照本发明的稀释装置的第二室的形状是向下变狭窄的。最好，第二室的顶部是矩形的，但大于第一室的底部。面积的差异最好是借助连接至第二室的顶部的一个法兰设计实现，或者当需要时借助一个单独的调节片。
第二室的向下变狭窄的形状是这样实现的，这时通道的顶部是矩形的，两个相对壁安排为彼此接近至固体排出孔。在另一方面，室的另外两个相对壁为彼此相对安排在基本上平行的方向上。在室的底部，第二室的各壁形成一个孔，它基本上等于设置在分析器测量元件顶部的孔的尺寸。此外，第二室的基本上平行的两个壁是与分析器测量元件的相应的壁平行的。现在，室和测量元件可通过机械方法和直接地互连，而准备分析的固体由按照本发明的稀释装置直接排放至分析器的测量元件。
在按照本发明的稀释装置内，浆料样品的稀释是这样进行，使得进入第一室的样品浆料流引导至倾斜表面上，它以与取样切割器切取准备分析的一个浆料流样品的基本上相同的节奏冲洗。因此冲洗液体引起样品的开始稀释。浆料样品借助通过与液体管道连接的喷嘴供给稀释液体至室而进一步稀释。一个第一喷嘴元件连接至一条液体管道，该液体管道具有至少一个喷嘴，供给稀释液体至第一室的中部，从而使稀释液体在基本上围绕液体管道的每个方向上循环。与此同时，供给的稀释液体引起室内所含的液体的搅拌，并因此在室内准备分析的固体的滞后时间增加，同时地稀释整个样品流。
为了推进准备稀释的浆料样品的搅拌，稀释液体基本上在相对于液体管道的全部方向上继续引导通过同一液体管道，通过一个第二喷嘴元件，该喷嘴元件包括至少一个喷嘴并连接至在第二室中部的液体管道。此外，为了推进搅拌，使设置在第二室顶部的流动孔的横截面面积大于设置在第一室底部的流动孔的横截面面积。
当一起使用按照本发明的稀释装置和一个光学粒度分析器时，重要的是在粒度分析器的测量元件内的准备分析的样品在测量元件的长侧面是基本上均匀的，但在测量元件的短侧面允许一定程度的不均匀性，因为测量是作为短侧面的侧面上的平均测量值自动化地进行的，此测量元件是矩形横截面的和直接连接至第二室的底部。现在，在第二室的底部，在此处搅拌良好，按照本发明设置基本上高的垂直壁，它们彼此等距离地放置，上述这些壁安排成使得它们的距离相当于在短侧面上测量元件的宽度。在另一方面，连接至测量元件的长侧面的第二室壁安排为彼此隔离，从而使重的固体颗粒允许落在壁上，并且沿着测量元件的长侧面滑下。
因此，根据本发明的另一个方面，提供了一种连续操作稀释浆料样品的装置，通过此装置浆料样品直接地供给至一个连续操作的光学分析器，所述的装置包括用于供给浆料样品的元件、用于供给稀释液体的元件、用于除去浆料内所含的固体的元件以及用于排放浆料内所含的液体并排放用于稀释的液体的元件，其特征在于，所述的装置包括至少一个向下变狭窄的室，所述的室连接至分析器测量元件，从而使室的两个相对壁彼此相对平行并且相对于测量元件的相应壁是平行的。
优选地，所述的光学分析器为一个粒度分析器。
优选地，在所述的装置内安装至少一条液体管道，管道中设有一个喷嘴元件，以便供给稀释液体进入室，并且便于有利地搅拌在室内所含的液体。
优选地，所述的液体管道是相对于室的壁对称地安装的。
优选地，所述的装置包括两个向下变狭窄的室，所述的两个室彼此液体连通并且是至少部分地用液体充填。
优选地，所述的装置的第一和第二室相互安排成使得第一室的底部连接至第二室的顶部。
优选地，第二室的顶部的流动孔的横截面面积大于第一室的底部的流动孔的横截面面积。
优选地，所述的液体管道包括喷嘴元件，各喷嘴元件具有一个或多个喷嘴，用于供给稀释液体进入室，以便于有利地搅拌室内所含的液体。
附图说明
下面参见附图更详细地说明本发明，附图中：
图1是本发明的一个优选的实施例的侧视图；
图2是按照图1的一个实施例的部分横剖面图，是由方向A-A观察的；
图3是本发明的另一个优选的实施例的侧视图；以及
图4是按照图1的一个实施例的部分横剖面图，是由方向B-B观察的。
具体实施方式
按照图1和2，按照本发明的稀释装置包括两个室，一个第一室，即顶室1，作为浆料样品供给室，以及一个第二室，即底室2，作为排放浆料样品内所含固体的排放室，上述的室是以一种基本上对称的方式彼此在顶部用机械方法连接的。第二室2进一步用机械方法连接至光学粒度分析器的一个测量元件3，上述的测量元件是用玻璃制造的。
在形状上，按照本发明的稀释装置的顶室1是一个截棱锥以及安装成使得截锥体的底部包括第一室的顶部4。在附图所示的实施例中，在第一室的顶部4内连接一个附加元件19，这样的元件在按照本发明的稀释装置内不是绝对需要的。第一室的棱锥的切割点形成顶室1的底部5，此底部用机械方法连接至第二室，即底室2。顶室的底部5借助一个法兰接头6连接至底室的顶部7。由于底室的顶部7的横截面面积大于顶室的底部5的横截面面积，法兰接头6连接至底室2是这样设计的，使落在第一室1的壁上以及沿着上述的壁滚下的样品内可能含有的重颗粒进入第二室以及再次搅拌入浆料内。
当浆料样品内所含的固体向着排放孔前进时，底室2的横截面面积减少，从而使底室2的横截面面积的形状和尺寸都相当于光学粒度分析器的测量元件3的矩形的横截面面积。底室2包括四个壁，其中两个相对壁9彼此接近，另外两个相对壁10基本上平行，因此彼此定位为等距离的。在按照附图的水平线上，相对的平行壁10短于相互接近的相对壁9，如此相对壁10对准以配合测量元件3的短壁21。相应地，接近排出浆料样品内所含的固体的排放孔的相对壁9对准以配合测量元件3的长壁22。
在按照本发明的稀释装置内，在顶室1的顶部以一个倾斜位置安装一个板材11，准备分析的样品通过来自样品切割器的一个样品管道12引导至上述板材的表面上。此外，穿过顶室1的顶部安装一条液体管道13在装置的内部，上述的液体管道由顶室1延伸至底室2。液体管道13安装在室1和2的中部，从而使液体管道13相对于顶室1和底室2的壁对称地对准。
通过液体管道13，液体经过喷嘴14引导至板材11的表面上，板材具有一个倾斜的表面以便经常地冲洗板材，因此便于开始地稀释样品。此外，液体管道设置喷嘴元件15，该喷嘴元件包括一个或多个喷嘴，稀释液体通过该喷嘴元件引导至顶室1；还设有喷嘴元件16，该喷嘴元件包括一个或多个喷嘴，稀释液体也通过该喷嘴元件引导至底室2。喷嘴元件15和16包括多个喷嘴，在此种情况下，喷嘴元件15和16基本上在围绕液体管道13的全部方向上导出稀释液体。
当按照本发明的稀释装置工作时，底室2和顶室1两者是连续地被液体充填。为了调节上述液体的表面，本发明的装置还包括表面高度调节元件17。借助调节喷嘴14的工作时间，液体表面18基本上保持在被高度调节元件17限定的水平上。优选地，液体表面18的高度调节在一个水平上，在此处板材11构成的倾斜表面定位在液体表面的上面。在准备测量元件3有可能阻塞的情形，连接至顶室1的附加元件19设置一个液体溢流管道20。
当按照本发明的稀释装置工作时，由样品管道12获得的浆料样品首先引导至构成倾斜表面的板材11的表面上，此表面随后被通过喷嘴14供给的液体冲洗。浆料从板材11的表面流动向下至充填室1和2的液体中，在此处浆料借助通过喷嘴元件15和16供给的液体稀释和搅拌。在循环改变的基本上，在相对于粒度分析器的测量元件3的一个有利的位置获得准备分析的固体颗粒。
按照图3和4，稀释装置包括一个向下变狭窄的室31，该室带有两个相对壁32，该两壁彼此相对地平行，以及也平行于连接至室31的粒度分析器的测量元件34的相应壁35。室31的另外的两个相对壁37相互排列成使得朝测量元件34的方向彼此接近。室31的相互平行的壁32对准以配合测量元件34的短壁35，而室31的相互接近的壁37对准以配合测量元件34的长壁38。
室31设有一个液体管道39，以便引导稀释液体至室31。最好液体管道39相对于室31的壁32和37在一个对称的位置安装。由于上述的对称位置，通过喷嘴元件40排放的稀释液体以一种基本上有效的方式引导至整个室31所含的液体41，喷嘴元件40安装在液体管道39内，并包括一个或数个喷嘴，这样以达到一个有利的搅拌，在室31的顶部内在液体表面42的上面，安装一个倾斜表面43，浆料样品通过浆料管道44供给至此表面，以及引导入稀释装置内稀释。在上述的倾斜表面43的附近还安装喷嘴45和46，以便供给冲洗液体至倾斜表面43上，用于冲洗浆料样品，以及引导它进入室内所含的液体41中。此外，在室31内装有液体表面高度调节元件48。在测量元件会被阻塞的情况下，室还设置一个溢流管道47。再者，在室31和测量元件34之间安排有调节片49和50，以有利地使室31和测量元件34彼此连接。
当按照图3和4的实施例工作时，从倾斜表面43冲洗的浆料样品混合入室31所含的液体41中，进入此液体的还有通过连接至液体管道39的喷嘴元件40供给的稀释液体，以便在稀释装置的整个工作过程内保持一个有效的搅拌。由于有效的搅拌，在相对于光学粒度分析器的测量元件34的一个有利的位置获得准备分析的固体颗粒。

Claims (12)

1.一种连续操作稀释浆料样品的装置，通过此装置浆料样品直接地供给至一个连续操作的光学分析器，所述的装置包括用于供给浆料样品的元件、用于供给稀释液体的元件、用于除去浆料内所含的固体的元件以及用于排放浆料内所含的液体并排放用于稀释的液体的元件，其特征在于，所述的装置包括至少一个向下变狭窄的室(2，31)，所述的室连接至分析器测量元件(3，34)，从而使室(2，31)的两个相对壁(10，32)彼此相对平行并且相对于测量元件(3，34)的相应壁(21，35)是平行的。
2.按照权利要求1的装置，其特征在于，所述的光学分析器为一个粒度分析器。
3.按照权利要求1的装置，其特征在于，在所述的装置内安装至少一条液体管道(13，39)，管道中设有一个喷嘴元件(16，40)，以便供给稀释液体进入室(2，31)，并且便于有利地搅拌在室内所含的液体。
4.按照权利要求3的装置，其特征在于，所述的液体管道(13，39)是相对于室(2，31)的壁(10，32；9，37)对称地安装的。
5.按照权利要求3或4的装置，其特征在于，所述的装置包括两个向下变狭窄的室(1，2)，所述的两个室彼此液体连通并且是至少部分地用液体充填。
6.按照权利要求5的装置，其特征在于，所述的装置的第一和第二室相互安排成使得第一室的底部(5)连接至第二室的顶部(7)。
7.按照权利要求5的装置，其特征在于，第二室的顶部(7)的流动孔的横截面面积大于第一室的底部(5)的流动孔的横截面面积。
8.按照权利要求6的装置，其特征在于，第二室的顶部(7)的流动孔的横截面面积大于第一室的底部(5)的流动孔的横截面面积。
9.按照权利要求5的装置，其特征在于，所述的液体管道(13)包括喷嘴元件(15，16)，各喷嘴元件具有一个或多个喷嘴，用于供给稀释液体进入室(1，2)，以便于有利地搅拌室内所含的液体。
10.按照权利要求6的装置，其特征在于，所述的液体管道(13)包括喷嘴元件(15，16)，各喷嘴元件具有一个或多个喷嘴，用于供给稀释液体进入室(1，2)，以便于有利地搅拌室内所含的液体。
11.按照权利要求7的装置，其特征在于，所述的液体管道(13)包括喷嘴元件(15，16)，各喷嘴元件具有一个或多个喷嘴，用于供给稀释液体进入室(1，2)，以便于有利地搅拌室内所含的液体。
12.按照权利要求8的装置，其特征在于，所述的液体管道(13)包括喷嘴元件(15，16)，各喷嘴元件具有一个或多个喷嘴，用于供给稀释液体进入室(1，2)，以便于有利地搅拌室内所含的液体。
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