CN102778412B

CN102778412B - 粉体测定装置用敲击装置

Info

Publication number: CN102778412B
Application number: CN201110291575.XA
Authority: CN
Inventors: 笹边修司; 清水健司; 藤见利幸; 藤见浩之
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: JP2012237722A; CN102778412A

Abstract

本发明涉及一种粉体测定装置用敲击装置。被设置于粉体物性测定装置(1)中的敲击装置(20)具备：用于安装测定杯(64)或量筒(70)的敲击台(21)、(21A)；用于支承敲击台的敲击轴(22)。在垂直面内转动的顶杆(25)使敲击轴升起再降下。顶杆与步进电机(24)的电机轴(24a)直接连结，步进电机对顶杆施加在垂直面内的转动。步进电机施加于顶杆的转动的角度和转动速度通过控制装置(30)而控制。

Description

粉体测定装置用敲击装置

技术领域

本发明涉及一种粉体测定装置用敲击装置。

背景技术

粉体的物性值，以休止角、崩溃角、刮铲角、松密度/振实密度、压缩度、凝聚度、分散度、差角等各种参数来测定。关于对这些物性值进行测定的装置，可以在专利文献1中了解到其示例。

专利文献2中公开了一种对粉体的堆积密度进行测定的装置。在专利文献2所记载的装置中，在测定室的底部的敲击台上设置有用于装入试样粉体的测定用杯。在测定室的顶棚上，于位于测定用杯的正上方的位置处设置有天窗，且在其上设置有传感器盒匣。被配置于传感器盒匣中的非接触型传感器对测定用杯中的粉体面高低进行测定。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第2798827号公报

专利文献2：日本特许第4368738号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在粉体的物性测定中，作为关于粉体的压缩性的评价方法，具有如下的方法，即，除对松密度进行测定以外，还在预定容积的测定杯内放入试样粉体，并以预定的冲程量以及预定的振动频率(每单位时间内的敲击次数)实施预定次数或预定时间的敲击，从而对振实密度进行测定的方法。此外，作为其他方法，还具有如下方法，即，使用量筒以取代测定杯，而在量筒内放入试样粉体并实施敲击，从而对振实密度(也称为敲击密度)进行测定的美国药典(USP)敲击法和美国材料与试验协会(ASTM)敲击法。另外，在相同的方法中，还具有对体积减小度进行测定的川北方程粉体压缩评价法等。无论在这些方法中的哪一种评价方法中，均需要对被投入至测定用容器中的试样粉体进行敲击。

敲击的冲程量、振动频率以及次数根据测定方法而有所不同。以往，由于敲击轴的升降直接通过凸轮而实施，因此当想要改变冲程量时，则需要更换凸轮。而且，敲击振动频率的变更也不容易。

本发明是鉴于上述点而完成的，其目的在于，提供一种能够容易地变更敲击的冲程量和振动频率的粉体测定装置用敲击装置。

用于解决课题的方法

本发明的粉体测定装置用敲击装置具备：顶杆，其在垂直面内转动，从而使敲击轴升起再降下；步进电机，其对所述顶杆施加在垂直面内的转动；控制装置，其对所述步进电机施加于所述顶杆的转动的角度和转动速度进行控制。

在本发明的粉体测定装置用敲击装置中，优选为，所述控制装置使所述步进电机施加于所述顶杆的转动的速度，在所述敲击轴即将达到上升极限时以30[Hz/步]以下的减速量减小。

在本发明的粉体测定装置用敲击装置中，优选为，在使所述敲击轴下降时，所述控制装置使所述顶杆以快于所述敲击轴降下的速度而下降，并且下降至所述敲击轴的下降极限的更下方。

发明的效果

根据本发明，由于将敲击轴升起的部件为顶杆，从而能够通过步进电机和控制装置而比较自由地设定顶杆的转动角度和转动速度，因此能够在省去更换凸轮等麻烦的条件下，改变敲击的冲程量。此外，由于顶杆的原动力为步进电机，因此能够比较自由地设定顶杆的转动角度和转动速度。因此，易于根据试验方法的基准而设定敲击的冲程量或振动频率，从而提高了敲击装置的使用自由度。而且，由于通过步进电机和控制装置，而在敲击轴即将达到上升极限时使步进电机施加于顶杆的转动的速度减小，从而能够防止测定用容器由于惯性力被弹起等而被升起设定值以上的情况。

附图说明

图1为粉体物性测定装置的概要主视图。

图2为粉体物性测定装置的概要侧视图。

图3为敲击动作机构的概要侧视图。

图4为粉体物性测定装置的结构框图。

图5为对使用测定杯以作为测定用容器时的松密度或振实密度测定进行说明的概要剖视图。

图6为对使用量筒以作为测定用容器时的振实密度或体积减小度测定进行说明的概要剖视图。

图7为顶杆的上升速度的图表。

图8为顶杆的下降速度的图表。

符号说明

1：粉体物性测定装置；

2：本体；

3：盖；

10：测定室；

20：敲击装置；

21：敲击台；

21A：敲击台；

22：敲击轴；

24：步进电机；

25：顶杆；

27：电机驱动器；

30：控制装置；

40：筛安装框；

60：筛；

61：上层斜槽；

63：下层斜槽；

64：测定杯；

64a：盖；

66：斜槽；

70：量筒。

具体实施方式

本发明所涉及的敲击装置作为能够对投入至测定用容器中的试样粉体的振实密度或体积减小度进行测定的、粉体物性测定装置1的结构要素而实现。

构成粉体物性测定装置1的外观的两大要素为，本体2和覆盖其前部的盖3。本体2为，使用板金制的筐体4将未图示的架台结构的外侧包围而成的构件，其通过高度可调的多个支承脚5而被支承在支承面上。盖3的主要部分由透明的合成树脂形成，并通过左右一对的臂6而被安装在本体2的左右两个侧面上。臂6的前端成为与本体2连结的支点部7，盖3以支点部7为中心而在垂直面内转动。

当放下盖3时将成为图2中的实线的状态。此时，被盖3包围的空间成为图5所示的测定室10。如上所述，由于盖3的主要部分是透明的，因此，即使在放下了盖3的状态下也能够看穿到测定室10的内部。由此，作业者能够在以目视来确认试样的状况等的同时，在不受粉尘的影响的条件下进行测定作业。

在盖3的正面形成有把手部3a，用手抓住把手部3a，从而能够将盖3提起至图2的虚线位置。当提起至图2的虚线位置时，即使将手放开盖3仍将停留在该位置。在以这种方式使测定室10处于开放状态的基础上，作业者再实施对测定结束的试样或用于测定的用具的整理、新的测定作业的设定、保养检修作业等。在不需要预先使测定室10处于开放状态时则放下盖3。在通过支点部7来支承盖3的轴上组合有阻尼器，从而在放下的中途将手放开时盖3将缓慢地下降，由此将在不会发生冲击的条件下安静地关闭。

粉体物性测定装置1具备用于振实密度或体积减小度测定所需要的敲击装置。如图5所示，在测定室10的地面部上配置有敲击装置20。敲击装置20具备敲击台21、和支承敲击台21的敲击轴22。

如图3所示，敲击轴22被垂直地支承在安装于架台结构上的轴承23上，且上下自如。敲击轴22与后文所述的顶杆25之间的接点处于从敲击轴22的中心向外周方向偏移的位置处，且在敲击轴22上升时进行旋转。对敲击轴22施加上下方向的运动的部件为步进电机24。步进电机24具备向水平方向突出的电机轴24a，在电机轴24a上直接连结有顶杆25，所述顶杆25在顶端处具备辊26。辊26与敲击轴22的下表面抵接，从而对敲击轴22进行支承。当电机轴24a旋转时，顶杆25将在垂直面内转动，从而敲击轴22将根据其转动角而上升下降。

步进电机24由图4所示的电机驱动器27驱动。对电机驱动器27进行控制的部件为控制装置30。控制装置30包括个人计算机31、和通过个人计算机31而接收指令以对各个结构要素进行控制的主控制部32。当控制装置30向电机驱动器27发送控制信号时，与控制信号相对应的驱动脉冲将从电机驱动器27中被输出，从而电机轴24a将旋转对应于驱动脉冲个数的角度。

在图7中图示了顶杆25在使敲击轴22上升时的加减速的概念。如从图表中所了解的那样，对步进电机24进行控制，从而在敲击轴22即将达到上升极限时，使顶杆25施加于敲击轴22的上升速度以预定的减速量减小。通过此种方式，能够防止由于敲击轴22而使测定用容器被弹起的情况。

在图7中，以每一步25Hz的减速量，且经过100步，从最高速度4000Hz减速到初始速度1500Hz。在此，减速量最大为30[Hz/步]，且只需小于该值即可，这是考虑到敲击振动频率、冲程量、最高速度、初始速度等而适当确定的。当减速量大于30[Hz/步]时，将存在测定用容器被弹起的可能。

当使敲击轴22下降时，使顶杆25，严密地说，是使顶杆25的顶端上的辊26以快于敲击轴22降下的速度而下降，而且下降至敲击轴22的下降极限的更下方。通过此种方式，从而在降下时敲击轴22不会与顶杆25碰撞，由此使通过敲击而进行的测定稳定。

在图8中图示了顶杆25下降时的加减速的概念。如图8所示，顶杆25的下降速度快于上升速度。顶杆25的下降速度能够根据敲击的冲程量而进行变更。

如上文所述，由于将敲击轴22升起的部件为顶杆25，且能够通过步进电机24和控制装置30而比较自由地设定顶杆25的转动速度，因此能够在省去更换凸轮等麻烦的条件下，改变敲击的冲程量。因此，易于根据试验方法的基准而设定敲击的冲程量或振动频率，从而提高了使用自由度。另外，虽然敲击的冲程量在进行振实密度测定时通常为18mm，但能够以满足体积减小度测定的冲程量的、约40mm为最大值而任意地进行设定。

作为步进电机24，可以采用额定电流为1.4A/相、励磁最大静止转矩为1.3N·m、基本步距角为0.36°等规格的电机。

如图4所示，在控制装置30上除了连接有步进电机24以及电机驱动器27、电磁铁41等已示出的结构要素以外，还连接有显示装置50。显示装置50由外接的监视装置等构成，其实施对测定数据或计算结果等的显示。

接下来，对如何使用粉体物性测定装置1进行说明。

在粉体物性测定装置1中设置有，使试样粉体经过振动筛的振动装置。筛振动装置的本体部分存在于筐体4内，仅有具备该本体部分的筛安装框40，如图5所示向测定室10突出。筛安装框40通过图4所示的电磁铁41而被施加了上下方向的振动。

图5所示的为使用测定杯以作为测定用容器时的松密度或振实密度测定用的设定。在筛60上重叠有筛按压件67，在筛安装框40的下表面上安装有上层斜槽61，并用结合件68将它们固定于筛安装框40上。在上层斜槽61的下方配置有被托架62支承的下层斜槽63。在敲击台21上安装有测定杯64。在测定室10的地面上放置有粉体回收容器65。测定杯64使用容积为10ml、25ml、50ml、100ml的杯。

当将试样粉体投入到筛按压件67以及筛60中，并使筛安装框40振动时，穿过了筛60的试样粉体将从上层斜槽61和下层斜槽63通过并落下，并进入到测定杯64中。如果试样粉体从测定杯64中溢出，则停止试样粉体的投入，并将试样粉体刮平。接下来，从敲击台21上取下测定杯64，并置于电子天平等的质量测定装置上以测定质量。用其值除以测定杯64的容积后所得到的值即为松密度。接下来，将盖64a覆盖在测定杯64上并送回至敲击台21，且在投入试样粉体的同时实施敲击。

在实施了预定次数或预定时间的敲击后，将盖64a拆下，并将试样粉体刮平。之后，从敲击台21上取下测定杯64，并置于质量测定装置上以测定质量。用其值除以测定杯64的容积后所得到的值即为振实密度。

图6所示的为利用USP敲击法或ASTM敲击法测定振实密度时、或者用川北方程粉体压缩评价法来测定体积减小度时的设定。在筛安装框40上安装有筛60和斜槽66，在敲击轴22上安装有敲击台21A。在敲击台21A上安装有量筒70。

当将试样粉体投入到筛按压件67以及筛60中，并使筛安装框40振动时，穿过了筛60的试样粉体将从斜槽66通过并落下，并进入到量筒70中。当量筒70中投入了预定量的试样粉体时，便实施敲击。当实施了预定次数的敲击时，量筒70内部的粉体层将被压缩，从而粉体面将下降至低于敲击前的粉体面的水平。并且，通过读取敲击后的试样粉体的体积，从而求取振实密度或体积减小度。在此，利用USP敲击法或ASTM敲击法时的振实密度，可通过用投入至量筒70内的试样粉体的质量除以敲击后的试样粉体的体积而求取。此外，川北方程粉体压缩评价法的体积减小度，可在将敲击前的试样粉体的体积设为V₀，将敲击后的试样粉体的体积设为V时，通过(V₀-V)/V₀而求取。

当利用USP敲击法时，使用容积为250ml或100ml的玻璃量筒。在第一方法中，将敲击振动频率设为每分钟300击，将敲击冲程量设为14±2mm。在第二方法中，将敲击振动频率设为每分钟250击，将敲击冲程量设为3mm(±10％)。无论采用第一方法还是第二方法，初次敲击次数均为500次，第二次均为750次，第三次以后均为1250次。

当利用ASTM敲击法时，使用容积为100ml或25ml的玻璃量筒。将敲击振动频率设为每分钟100～300击，将敲击冲程量设为3±0.2mm。

当产生改变敲击的冲程量或振动频率的需要时，在本实施方式中，通过利用控制装置30的个人计算机31来实施条件输入，并由电机驱动器27输出所需的驱动脉冲，以改变步进电机24的转动角度和转动速度，从而达到目的。因此，作为敲击装置而成为使用自由度极高的装置。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的范围并不被限定于此，能够在不脱离发明的主旨的范围内加以各种改变来实施。

产业上的可利用性

本发明能够广泛用于粉体测定装置用敲击装置。

Claims

1.一种粉体测定装置用敲击装置，具备如下的结构，即，

顶杆，其在垂直面内转动，从而使敲击轴升起再降下；

步进电机，其对所述顶杆施加在垂直面内的转动；

控制装置，其对所述步进电机施加于所述顶杆的转动的角度和转动速度进行控制，

所述控制装置使所述步进电机施加于所述顶杆的转动的速度，在所述敲击轴即将达到上升极限时以30[赫兹/步]以下的减速量减小，

在使所述敲击轴下降时，所述控制装置使所述顶杆以快于所述敲击轴降下的速度而下降，并且下降至所述敲击轴的下降极限的更下方。