CN102360043A - 颗粒分离带电量多因素分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒分离带电量多因素分析仪，包括透明密闭容器、支撑台、颗粒分离带电量测量仪、装料器、滑动装置、平行极板、高压直流电源、进气阀门和出气阀门，所述支撑台固装在透明密闭容器内，所述滑动装置设置在支撑台的下部，其顶部装置有装料器，所述颗粒分离带电量测量仪固装在支撑台的上部，所述平行极板分为下极板和上极板，其分别设置在装料器内和颗粒分离带电量测量仪的底部，所述高压直流电源两极分别与两平行极板电连接，所述进气阀门和出气阀门装置在透明密闭容器的侧壁上。能够测量出颗粒离开颗粒堆后所带的电荷量，并通过调节封闭的透明密闭容器内的环境变量，以分析外界环境因素、颗粒物理参数及几何参数对带电量的影响。

Description

颗粒分离带电量多因素分析仪

技术领域

本发明涉及分析仪表，具体地，涉及颗粒分离带电量多因素分析仪。

背景技术

颗粒离开颗粒床表面会带有正负电荷，因外界环境因素及颗粒物理参数、几何参数的影响，使每个颗粒所带的电荷量大小不同。然而，目前因没有一种直接测量颗粒离开颗粒系统后带电量的测量仪器，因此也无法测量颗粒直接离开颗粒床后的带电量，更不能证实此种带电机理，同时不能分析外界环境因素、颗粒物理参数及几何参数对带电量的影响。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种颗粒分离带电量多因素分析仪，以实现测量颗粒离开颗粒床后所带电荷量大小，并能够分析外界环境因素、颗粒物理参数及几何参数对带电量的影响的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

颗粒分离带电量多因素分析仪，包括透明密闭容器、支撑台、颗粒分离带电量测量仪、装料器、滑动装置、平行极板、高压直流电源、进气阀门和出气阀门，所述支撑台固装在透明密闭容器内，所述滑动装置设置在支撑台的下部，其顶部装置有装料器，所述颗粒分离带电量测量仪固装在支撑台的上部，所述平行极板分为下极板和上极板，其分别设置在装料器内和颗粒分离带电量测量仪的底部，所述高压直流电源两极分别与两平行极板电连接，所述进气阀门和出气阀门装置在透明密闭容器的侧壁上。

进一步的，所述支撑台包括底座、螺杆、轨道平板和载筒板，所述螺杆通过螺母固定在底座上，所述螺杆的下部固定有轨道平板，其上部固定有载筒板。

进一步的，所述滑动装置包括滑块、减速电机和电机调速器，所述减速电机固装在支撑台的底座上，所述滑块设置在支撑台的轨道平板上，所述滑块与减速电机啮合在一起，所述减速电机和电机调速器电连接在一起。

进一步的，所述颗粒分离带电量测量仪包括内筒、外筒、固定装置、轴流风机和电荷仪，所述外筒固装在支撑台的载筒板上，所述固定装置中间设置有通孔，所述内筒通过固定装置与外筒和上极板固定在一起，所述轴流风机设置在外筒的顶部，所述电荷仪与外筒和内筒电连接在一起。

进一步的，所述进气阀门装置在透明密闭容器靠近底部的侧壁上，所述出气阀门装置在与进气阀门相对的透明密闭容器侧壁的上部。

进一步的，所述外筒和内筒之间设置有绝缘垫圈，所述外筒与载筒板之间也设置有绝缘垫圈。

进一步的，所述固定装置包括中空的锥头螺栓和扁平螺母，所述扁平螺母旋装在锥头螺栓上。

进一步的，所述锥头螺栓与外筒和平行极板之间设置有绝缘垫圈。

进一步的，所述扁平螺母与内筒之间设置有绝缘垫圈。

进一步的，所述内筒和外筒的筒径远大于底部通孔直径。

本发明的技术方案是，设计一种颗粒分离带电量多因素分析仪，通过在透明密闭容器模拟一种可控的环境因素，并通过内筒和外筒和电荷仪，测量处进入内筒的颗粒所带的电荷量，测量出颗粒离开颗粒床后所带的电荷量，并通过调节封闭的透明密闭容器内的环境变量，以分析外界环境因素、颗粒物理参数及几何参数对带电量的影响。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的颗粒分离带电量多因素分析仪的结构示意图；

图2为本发明所述的颗粒分离带电量多因素分析仪中的双层筒的结构示意图；

图3为本发明所述的颗粒分离带电量多因素分析仪中的锥头螺栓结构示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1出气阀门； 2内筒； 3锥头螺栓； 4绝缘垫圈； 7导线； 8电机轴 ；9平键； 10齿轮；11减速电机； 12底座； 13高压直流电源； 14电荷仪；15电机调速器；16进气阀门； 17垫圈； 18螺母；19螺杆； 20轨道平板； 21滑块； 22装料器； 23下极板 ；24上极板 ； 26扁平螺母； 27外筒 ；28载筒板； 31轴流风机；32透明密闭容器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种颗粒分离带电量多因素分析仪，包括透明密闭容器32、支撑台、颗粒分离带电量测量仪、装料器22、滑动装置、平行极板、高压直流电源13、进气阀门16和出气阀门1，支撑台固装在透明密闭容器32内，滑动装置设置在支撑台的下部，其顶部装置有装料器22，颗粒分离带电量测量仪固装在支撑台的上部，平行极板分为下极板和上极板，其分别设置在装料器22内和颗粒分离带电量测量仪的底部，高压直流电源13两极分别通过导线与两平行极板连接，进气阀门16和出气阀门1装置在透明密闭容器32的侧壁上。

密闭透明容器：该容器选用透明材料制成，便于实验观测和操作；容器内壁贴有铁丝网，以屏蔽外电场；容器开用进气阀门16和排气阀门，以改变容器内部的环境，如湿度、空气的成分等。

颗粒分离带电量的测量仪：选用不锈钢制成，筒径远大于底部通孔直径，便于沙粒的吸入与在筒内的沉降；内筒2直径、高度、底部通孔直径都小于外筒27，通过三个绝缘垫圈4保持内外筒27之间绝缘且相对位置固定，内外筒皆有引线与电荷仪14相连，外筒27侧壁开一小孔，方便内筒引线，双层筒体是发拉第筒的改装，通过实验证明其作用与法拉第筒相同。实验如下：将标准发拉第筒和双层筒体分别连接到两台同型号的电荷仪14上，将摩擦带电的塑料放入标准发拉第筒中测量其带电量后，立刻放入双层筒体中测量其带电量，实验结果如下：

表1 本发明装置测量结果与法拉第筒测量结果的对比

。

固定装置中金属锥头螺栓3以不接触的方式穿过外筒27，与内筒2以螺纹连接成一体，通过螺母和绝缘垫圈4将内外筒夹紧，锥头螺栓3中孔作为沙粒进入内筒2的通道，使得进入筒体的沙粒带电量不被外筒27导走、沙粒与内筒2及通道摩擦带电均可被内筒2感应，因此如此测量得到的电量即为颗粒离开颗粒床表面后的带电量；轴流风机型号为150FZY-D，通过电机调速器调节风速，控制吸入筒体的沙粒数。筒体外壁面、电荷仪14都接地。

底座12与四根竖直螺纹杆连接；轨道平板20和载筒板28通过螺母水平固定在螺纹杆某一适当位置。

焊接在滑块底部的直齿条与安装在可双向转动减速电机11轴上的齿轮10配合，齿轮上可以装平键9，实现滑块在固定轨道上方的前后移动。

装料器22为长方体平口玻璃皿，用来盛放固定体积的实验材料。

平行极板为安装在外筒27底部与筒壁绝缘的钢板和放置在装料器22内底面的钢板，平行极板分别连接到高压直流电源13的两极，当两极板相对时，两者之间可形成外控电场。

如图1所示，颗粒分离带电量多因素分析仪，包括透明密闭容器32、支撑台、颗粒分离带电量测量仪、装料器22、滑动装置、平行极板、高压直流电源13、进气阀门16和出气阀门1，支撑台包括底座12、螺杆19、轨道平板20和载筒板28，螺杆19通过螺母固定在底座12上，螺杆19的下部固定有轨道平板20，其上部固定有载筒板28，支撑台的底座12固装在透明密闭容器32的底部。滑动装置包括滑块21、减速电机11和电机调速器，减速电机11固装在支撑台的底座12上，滑块21设置在支撑台的轨道平板20上，滑块21与减速电机11啮合在一起，减速电机11和电机调速器用导线7连接在一起，滑块21顶部的凹槽内装置有装料器22。颗粒分离带电量测量仪包括内筒2、外筒27、固定装置、轴流风机和电荷仪14，外筒27固装在支撑台的载筒板28上，固定装置中间设置有通孔，内筒2通过固定装置与外筒27和上极板固定在一起，固定装置包括中空的锥头螺栓3和扁平螺母，扁平螺母旋装在锥头螺栓3上。平行极板分为下极板和上极板，平行极板与高压直流电源13之间用导线7连接在一起，在平行极板之间形成电场。外筒27和内筒2的底部设置有通孔，并使内筒2和外筒27的筒径远大于底部通孔直径。锥头螺栓3穿过外筒27、内筒2和上极板上的通孔，扁平螺母旋紧到锥头螺栓3上，将外筒27、内筒2和上极板固定在一起。轴流风机设置在外筒27的顶部，电荷仪14与外筒27和内筒2用导线7连接在一起。进气阀门16和出气阀门1装置在透明密闭容器32的侧壁上。进气阀门16装置在透明密闭容器32靠近底部的侧壁上，出气阀门1装置在与进气阀门16相对的透明密闭容器32侧壁的上部。同时在外筒27和内筒2之间，外筒27与载筒板28之间，锥头螺栓3与外筒27和平行极板之间，扁平螺母与内筒2之间均设置有绝缘垫圈4。

颗粒分离带电量多因素分析仪的测量具体如下：放入颗粒样，使颗粒样与装料器口平齐，将装料器放置于滑块顶部的凹槽中，将滑块移到滑道右端，调节好载筒板和轨道平板之间的距离，密封箱体，打开阀门，向箱体中通入预定条件的气体，完成后关闭阀门，接通电荷仪和电机调速器，风速稳定后接通减速电机电源，此刻滑块将由右向左移动，当空气吸力大于某粒径颗粒重力时，颗粒通过吸入装置进入内筒，电荷仪将测得吸入内筒的气动起跳颗粒电量，通过控制吹风时间来调控吸入颗粒数，当颗粒吸入量较少、粒径较大时，通过数颗粒个数可得到单个颗粒带电量，而当颗粒吸入量较多、粒径较小时，通过称量吸入颗粒的质量可得到颗粒的荷质比。

综上所述，本发明设计一种颗粒分离带电量多因素分析仪，通过在透明密闭容器模拟一种可控的环境因素，并通过内筒和外筒和电荷仪，测量处进入内筒的颗粒所带的电荷量，测量出颗粒离开颗粒床后所带的电荷量，并通过调节封闭的透明密闭容器内的环境变量，以分析外界环境因素、颗粒物理参数及几何参数对带电量的影响。

本发明还有以下优点：

1．可以测量颗粒流体起跳离开颗粒床的带电量；

2．可以测量颗粒流体起跳离开颗粒床的荷质比；

3．可以推断颗粒流体起跳带电机理 

4．可以实现可控环境如空气相对湿度以及不同成分空气下颗粒分离带电量测量；

5．可以实现颗粒可控外加电场下颗粒分量带电量的测量；

6．相同条件下实验可以重复进行。

同时本发明提供的颗粒分离带电量多因素分析仪，可用来测量所有与沙粒具有同样性质的分离颗粒，并能分析外界环境因素、颗粒物理参数及几何参数对带电量的影响。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，包括透明密闭容器（32）、支撑台、颗粒分离带电量测量仪、装料器（22）、滑动装置、平行极板、高压直流电源（13）、进气阀门（16）和出气阀门（1），所述支撑台固装在透明密闭容器（32）内，所述滑动装置设置在支撑台的下部，其顶部装置有装料器（22），所述颗粒分离带电量测量仪固装在支撑台的上部，所述平行极板分为下极板和上极板，其分别设置在装料器（22）内和颗粒分离带电量测量仪的底部，所述高压直流电源（13）两极分别与两平行极板电连接，所述进气阀门（16）和出气阀门（1）装置在透明密闭容器（32）的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于， 所述支撑台包括底座（12）、螺杆（19）、轨道平板（20）和载筒板（28），所述螺杆（19）通过螺母固定在底座（12）上，所述螺杆（19）的下部固定有轨道平板（20），其上部固定有载筒板（28）。

3.根据权利要求1或2所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，所述滑动装置包括滑块（21）、减速电机（11）和电机调速器，所述减速电机（11）固装在支撑台的底座（12）上，所述滑块（21）设置在支撑台的轨道平板（20）上，所述滑块（21）与减速电机（11）啮合在一起，所述减速电机（11）和电机调速器电连接在一起。

4.根据权利要求1或2所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，所述颗粒分离带电量测量仪包括内筒（2）、外筒（27）、固定装置、轴流风机和电荷仪（14），所述外筒（27）固装在支撑台的载筒板（28）上，所述固定装置中间设置有通孔，所述内筒（2）通过固定装置与外筒（27）和上极板固定在一起，所述轴流风机设置在外筒（27）的顶部，所述电荷仪（14）与外筒（27）和内筒（2）电连接在一起。

5.根据权利要求1所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，所述进气阀门（16）装置在透明密闭容器（32）靠近底部的侧壁上，所述出气阀门（1）装置在与进气阀门（16）相对的透明密闭容器（32）侧壁的上部。

6.根据权利要求4所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，所述外筒（27）和内筒（2）之间设置有绝缘垫圈（4），所述外筒（27）与载筒板（28）之间也设置有绝缘垫圈（4）。

7.根据权利要求4所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，所述固定装置包括中空的锥头螺栓（3）和扁平螺母，所述扁平螺母旋装在锥头螺栓（3）上。

8.根据权利要求7所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，所述锥头螺栓(3)与外筒（27）和平行极板之间设置有绝缘垫圈（4）。

9.根据权利要求7所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，所述扁平螺母与内筒（2）之间设置有绝缘垫圈（4）。

10.根据权利要求4所述的颗粒分离带电量多因素分析仪，其特征在于，所述内筒（2）和外筒（27）的筒径远大于底部通孔直径。

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