DE8518900U1

DE8518900U1 - Vorrichtung zur Messung des Staubungsverhaltens pulverförmiger, granulierter und körniger Stoffe

Info

Publication number: DE8518900U1
Application number: DE19858518900
Authority: DE
Original assignee: Dr Hans Heubach GmbH and Co KG
Current assignee: Dr Hans Heubach GmbH and Co KG
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1985-08-22

Description

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-4-Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Staubungsverhaltens pulverförmiger, granulierter und körniger Stoffe. B

Insbesondere bei Metalloxiden und Pigmenten werden staubarme Produkte gefordert, die zur Verringerung der Staubbelastung am Arbeitsplatz beitragen. Es ist bekannt, die Staubungsneigung pulverförmiger oder granulierter Stoffe nur in Analogie zu den vorhandenen Feinstanteilen im Prüfgut oder durch Schätzung zu beurteilen. Derartige Methoden sind aber sehr ungenau, denn die Art und die Menge des freigesetzten Staubes sind produktspezifisch, sie stehen aber immer im direkten Zusammenhang mit der Kraft, die zur Anwendung kommt. Selbst Granulate, Tabletten, Splitte usw. können bei mechanischer Belastung, beispielsweise während des Transportes oder der Verarbeitung, durch Abrieb erhebliche Mengen an Staub freisetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine einfache, schnelle und genaue Messung des Staubungsverhaltens pulverförmiger und granulierter Stoffe möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Staubentwicklungsgerät, durch einen mit dem Staubentwicklungsgefäß verbundenen Filter und durch eine Pumpe zur Erzeugung eines Luftstromes zur Erfassung und zum Austragen der Staubteile aus dem Staubentwicklungsgefäß.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Staubungsneigung verschiedener Stoffe qualitativ und quantitativ zu untersuchen und zu bestimmen. Eine ungenaue und mehr oder weniger subjektive Schätzung oder eine Beurteilung über die vorgg handenen Feinstanteile im Prüfgut kann dadurch, entfallen. Das Prüfgut "wird ih das Staubentwxcklungsgefaß eingegeben. Durch Rotation des Gefäßes wird das Prüfgut in Bewegung gehalten. Der Drehantrieb des Gefäßes erfolgt dabei Vorzugs-

weise über einen Elektromotor.

In Ausgestaltung der Erfindung besteht das Staubentwicklungsgefäß aus einem zylindrischen Behalter mit eingebauten Schikanen, die vorzugsweise aus an der Innenwand des Behälters angeordneten Flügeln oder Schaufeln bestehen. Durch diese eingebauten Schikanen können Fördervorgänge simuliert werden, wie sie auch in der Praxis vorkommen.

Vorzugsweise wird der in dem Staubgefäß erzeugte Staub von einem axial eintretenden Luftstrom erfaßt. Der Luftstrom ist axial durch das Staubentwicklungsgefäß gerichtet und wird durch die Pumpe erzeugt. Das Staubentwicklungsgefäß ist über eine Hohlwelle mit dem Motor verbunden und in der Hohlwelle sind öffnungen, vorzugsweise öffnungen angeordnet, durch welche Luft eingesaugt werden kann.

Zwischen dem Staubentwicklungsgefäß und dem Filter, der vorzugsweise eine definierte Porosität aufweist, ist ein Grobabscheider angeordnet, in welchem nicht flugfähige Partikel abgetrennt werden.

Die Pumpe, die den Luftstrom erzeugt, ist vorzugsweise eine Vakuümdruckpumpe. Zur Auswahl der in der Praxis entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit und der Luftmenge ist der Pumpe ein Meß- und Regelmodul zugeordnet, insbesondere vor- oder vorzugsweise nachgeschaltet, über das die Pumpe gesteuert wird.

Für eine gravimetrische Auswertung und eine chemische Analyse sind das Staubentwicklungsgefäß, der Grobabscheider und der Filter koaxial zueinander angeordnet.

Für den Nachweis von Spuren u.a. durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie sind der Grobabscheider und der Filter koaxial zueinander und unter einem Winkel zur Achse des 3.' Staubentwicklungsgefäßes angeordnet.

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-¹ Zur Untersuchung düs Staubungsverhaltens hygroskopischer Stoffe ist in Weiterbildung der Erfindung die hohlwelle zwischen Motor und Staubentwicklungsgefäß im Bereich der öffnungen mit einer über O-Ringe abgedichteten-Manschette versehen/ die über eine Leitung mit einem Trockenturm oder einer Gasquelle verbunden ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert* Es zeigt:

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Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Staubungsmeßgerätes, das insbesondere für ·, gravimetrie ehe Auswertungen und chemische Analyse geeignet ist,

Fig. 2 eine Ausführungsform eines Staubungsmeßgerätes, das für den Nachweis von Spuren geeignet ist und

Fig. 3 eine Innenansicht eines Staubentwicklungsgefäßes.

2Q Das in Fig. 1 gezeigte Staubungsmeßgerat besteht aus einem Staubentwicklungsgefäß 10, das über einen Motor 12 drehangetrieben wird. Das Staubentwicklungsgefäß 10 weist einen zylindrischen Behälter 14 auf, in welchem Schikanen 16, eingebaut sind. Verschlossen wird der zylindrische Bs:lälter 14 von einem konisch ausgebildeten Deckelteil 20. Die Verbindung der Teile 14 und 20 erfolgt über geeignete Mittel wie beispielsweise Verschraubung oder Knebel.

An das Staubentwicklungsgefäß 10 schließt sich ein Gefäß „Q 22 an, das zur Abtrennung grober Stäube vorgesehen ist. Das Staubentwicklungsgefäß 10 und der Grobabscheider 22 sind über einen Rohrstutzen 24 miteinander verbunden.

Dem Grobabscheider 22 nachgeschaltet ist ein Filter 26. Die Verbindung zwischen dem Grobabscheider 22 und dem Filter 26 erfolgt über einen Rohrabschnitt 28. Hinter dem Filter 26 ist eine Vakuumdruckpumpe 30 angeordnet, die über

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ein Meß- und Regelmodul 32 gesteuert wird. Über das Meß- und Regelmodul 32 kann die Strömungsgeschwindigkeit und die Luftmenge vorgewählt und exakt gesteuert werden.

Im Betrieb wird das Prüfgut in das Staubentwicklungsgefäß eingegeben, das dazu geöffnet werden kann. Das Staubentwicklungsgefäß ist mit einer Hohlwelle 34 versehen, die über eine Kupplung 36 mit dem Motor 12 verbunden ist. Die Hohlwelle ist mit vier über den Umfang verteilten öffnungen 35 ausgebildet. Nach dem Verschließen und Anordnen des Staubentwicklungsgefäßes 10 wird der Motor 12 eingeschaltet, wodurch das Gefäß 10 in Drehung versetzt wird. Gleichzeitig wird über das Meß- und Regelmodul 32 die Pumpe 30 eingeschaltet, so daß durch diese Pumpe ein axial ge-

15richteter Luftstrom durch die öffnungen ?5 in der Hohlwelle 35 in der Hohlwelle 34, durch das Gefäß 10 über den Rohrabschnitt 24, den Grobabscheider 22, den Rohrabschnitt 28 und den Filter 2 6 erzeugt wird. Die in dem Gefäß 10 eingebauten Schikanen 16, 18 simulieren Fördervorgänge, wie sie in der Praxis vorkommen. Der in dem Gefäß 10 erzeugte Staub wird von dem durch die Hohlwelle axial in das Gefäß eintretenden Luftstrom erfaßt und nach der Abtrennung nicht flugfähiger Partikel in dem Grobabscheider 22 auf einem in dem Filtergehäuse 2 6 angeordneten Filter 38 mit definierter

25Porosität abgeschieden. Das Staubentwicklungsgefäß 10 weist einen Inhalt von beispielsweise 2,5 1 auf. Eingegeben werden je nach Dichte bis zu 100 g der Prüfsubstanz und das Staubentwicklungsgefäß 10 wird 5 Minuten bei 30 Umdrehungen pro Minute angetrieben. Der über die Pumpe 30 erzeugte Luftdurchfluß beträgt beispielsweise 0,25 1/sec. Nach Beendigung des Prüflaufes wird der Filter 38 entnommen und durch Wägung der Staubanteil bestimmt.

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-β-ι Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform eignet sich insbesondere für gravimetrische Auswertung und chemische Analyse. In Fig. 2 ist ein Staubungsmeßgerät gezeigt, das insbesondere für den Nachweis von Spuren u.a. durch Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie geeignet ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem Staubentwicklungsgefäß 40, das über einen Motor 42 angetrieben wird. Ein an das Staubentwicklungsgefäß anschließender Grobabscheider 44 und ein Filter 46 mit definierter Porosität sind nicht koaxial zu dem Staubentwicklungsgefäß ausgerichtet, sondern unter einem geeigneten Winkel zur Achse des Staubentwicklungsgefaßes. Dadurch wird in dem Grobabscheider 44 ein größerer Staubanteil zurückgehalten als bei der Ausführungsform nach Fig. 1. In dem Filter 46 werden dann nur Stäube in sehr geringer Größe gesammelt. Ein aus dem Staubentwicklungsgefäß 40 und durch den Grobabscheider 44 und durch den Filter 46 gerichteter Luftstrom wird über eine Pumpe 48 erzeugt, die über ein Meß- und Regelmodul 50 gesteuert wird. Der Betrieb der Vorrichtung nach- Fig: 2 erfolgt wie der der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei die Betriebswerte je nach Prüfgut veränderbar sind.

Fig. 3 zeigt eine Ansicht in das Innere des zylindrischen Gefäßes 14 des Staubentwicklungsgefaßes 10. Im Inneren des Gefäßes 14 sind Schikanen 16, 17, 18 eingebaut, die in Form von Flügeln oder Schaufeln ausgebildet und an der Innenwand befestigt sind. Die Verbindung mit dem konischen Abschlußteil 20 erfolgt über Knebel 21. Im Zentralbereich des Bodens 52 des Cafäßes 14 ist eine Öffnung 54 ausgebildet, durch welche Luft in <?as Innere des Gefäßes

3Ö eingesaugt werden kann, wenn die Pumpe 30 in Betrieb ist. Die öffnung steht mit der Hohlwelle 34 in Verbindung, so daß Luft durch öffnungen in der Hohlwelle 3 4 durch die öffnung 5 4 strömen kann.

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Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist an der Hohlwelle 34 eine über O-Ringe abgedichtete Manschette im Bereich der öffnungen angeordnet. Die Manschette steht über eine Leitung 60 mit einem Trockenturm 56 in Verbindung, so daß getrocknete Luft in das Gefäß 40 eingesaugt wird. Wenn das Staubungsverhalten hygroskopischer Stoffe untersucht werden soll, wird über die Leitung 60 ein geeignetes Gas aus einer Gasquelle entnommen, so daß mit diesem Gas das Staubungsverhalten simuliert werden kann. 10

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European Patent Attorneys Dr. Müller-Bor* cad Partner ■ POB 26 02 47 · D-MOO Mfindi*n M Deutsche Patentanwälte Dr. W. Müller-ΒθΓέ f Dr. Paul Deofel DipL-Chem.. DipL-Wirtscb.-Ing. Dr. Alfred Schön Dipl.-Chem. Werner Hertel DipL-Phys. Dietrich Lewald Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Dieter Otto Dipl.-Ing. Brit Chartered Patent Agent B. David P. Wetters M. A. (Oxon) Ch. Chem. M. R. S. C. Ot/St - H 1595 28. JUNI 85 Dr. Hans Heubach GmbH & Co. KG, Heubachstraße/Postfach 1160 D-3394 Langelsheim 1, Bundesrepublik Deutschland Vorrichtung zur Messung des Staubunqsverhaltens pulverförmiger, granulierter und korniger Stoffe Ansprüche

1. Vorrichtung zur Messung des Staubungsverhaltens pulverförmiger, granulierter und körniger Stoffe, gekennzeich net durch ein Staubentwicklungsgefäß (10, 40), durch einen Filter (38, 46) und durch eine Pumpe (30, 48) zur Erzeugung eines Luftstromes zur Erfassung und zum Austrag der Staubteile aus dem Staubentwicklungsgefäß (10, 40).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Staubentwicklungsgefäß (10, 40) über einen Motor (12, 42) drehangetrieben ist.

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3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Staubentwicklungsgefäß (10, 40) aus einem zylindrischen Behälter (14) mit eingebauten Schikanen (16, 17, 18) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schikanen (16, 17, 18) aus an der Innenwand des Behälters (14) angeordneten Flügeln oder Schaufeln bestehen.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Luftstrom axial in das Staubentwicklungsgefäß geführt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Filter (38,- 46) definierte Porosität aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Staubentwicklungsgefäß (10, 40) und dem Filter (38, 46) ein Grobabscheider (22, 44) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (30, 48)

eine Vakuumdruckpumpe ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach der Pumpe (30, 48) ein Meß- und Regelmodul (3?,, 50) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Staubentwicklungsgefäß (10), der Grobabscheider (22) und der Filter (26) koaxial zueinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehrer&ii der¹ Ansprüche

1 his 9, dadurch gekennzeichnet , daß

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der Gröbabscheider (44) Und der Filter (46) koaxial zueinander und Unter einem Winkel zur Achse des Staübentwicklungsgefäßes (4Ö) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Staubentwicklungsgefäß (10, 40) über eine Hohlwelle (34) mit dem Motor (12, 42) verbunden ist und daß in der Hohlwelle (34) öffnungen (35) für die Luftzufuhr angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß vier öffnungen (35) über den Umfang verteilt in der Hohlwelle angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e kennzei chnet , daß die Hohlwelle, über die öffnungen (35) mit einem Trockenturm (56) oder einem Gasanschluß verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß an der Hohlwelle (34) eine abgedichtete Manschette (58) angeordnet ist und daß die Manschette (58) über eine Leitung (60) mit dem Trockenturm (56) oder dem Gasanschluß verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung der Manschette (58) an der Hohlwelle (34) über O-Ringe erfolgt.