FI57701B - Anordning foer att dela en sats partiklar sao att representativa prov erhaolles - Google Patents

Description

R35CT ΓβΙ m^kuuuutusjulkaisu c9„ni

Wa lBJ (11) UTLÄGGNINCSSKRIFT 57701 + C (45) Patentti myönnetty 10 10 1930

Patent eeddelat (51) Kv.ik?/int.a.3 B 01 F 5/06 SUO M I —FI N LAN D (H) Ρ^ηΛ^·™*-Γ«.ίΚν»βΚηΙη, 753661 (22) KUkwnltpiivt —AMekninc«l«g 29-12.75 ' (23) Allaipitvf—Glltlgh«t*dif 29-12-75 (41) Tullut JulkMcst — BIMt affwtllg 15-07-76

htamtl-Jm raklaurtlwllltii. <«- ku«k~ K

Patent· och reglstarstyrelMn AmMcu uttagd och uti^krifun pubik«r*d 30.06.80 _ (32)(33)(31) l*Jrjrtetty muoUcwm—»«gird priori»·* lU.01.75

Etelä-Afrikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) 75/0251 (71) De Beers Industrial Diamond Division Limited, 8th. Floor, ^5 Main Street, Johannesburg, Etelä-Afrikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) (72) Charlie Maurice Levitt, Johannesburg, Samuel Chatterley, Florida Lake, Transvaal, Etelä-Afrikan Tasavalta-Sydafrikanska Republiken(ZA) (7*0 Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5*0 Laitteisto osassyötön jakamiseksi edustaviksi näytteiksi - Anordning för att dela en sats partiklar sä att representativa prov erhälles s Tämän keksinnön kohteena on laitteisto hienojakoisen aineksen sekoittamiseksi sekä edustavien näytejakeiden saamiseksi seoksesta.

Yleisin muttei välttämättä optimaalisin menetelmä sellaisen hienojakoisen aineen sekoittamiseksi, joka koostuu erikokoisista tai eri tiheyksisistä ainesosista tai eri aineiden seoksista, on käyttää sekoitusrumpua, johon aine syötetään. Sekoitusrumpu tekee edullisimmin 8-numeron muotoista liikettä, joka aikaansaadaan pyörittämällä sekoitinta vaakasuoran akselin ympäri ja heiluttamalla sitä liikkuvan "" akselin ympäri, joka on kohtisuora pyörimäakseliin nähden. Hyvän sekoituksen aikaansaamiseksi on sekoittimen toimittava useita tunteja. Hauraat osaset voivat hajota sekoituksen aikana.

Käytössä on lukuisia menetelmiä ja laitteita näytteiden saamiseksi hienojakoisen aineen erästä. Kaikissa tapauksissa on tavoitteena edustavan näytteen saaminen sekä joissain tapauksissa on saatava "täsmällinen näyte" aineesta, jolloin "täsmällinen näyte" määritetään "edustavan näytteen täsmällisenä painona". Yksinkertaisin näytteenottomenetelmä on "lusikointi". Tällä menetelmällä voidaan saada täsmällisiä painoja mutta näytteet eivät ole millään lailla edustavia. Samalla tavalla hyvin suurilla erillä, ei sellainen näyt- 2 57701 teenottomenetelmä, jossa aine kasataan käsin keoksi, levitetään keko, jaetaan levitetty keko neljänneksiin, poistetaan kaksi neljännestä ja toistetaan menettely loppuosalla, aikaansaa edustavia näytteitä.

Alalla on käytössä monia näytteenjakolaitteita. Yksi yleisesti käytetty laite käsittää kaltevan levyn, josta ulkonee useita kiiloja.

Kiilat jakavat levyä pitkin valuvan osasvirran jakeisiin, jotka poistetaan levyssä kiilojen juuressa olevan reityksen kautta. Tavalliset näytteenjakajat jakavat aineen kuudestoistaosiksi. Pienempiä jakeita, joista jokainen on 16:n potensseja, saadaan johtamalla aines uudelleen laitteen läpi.

Näytteenjakolaitteet, jotka tunnetaan myös nimellä kourujakaja, - jakavat näytteen kahteen osaan. Uudelleen johtamalla saadaan näytteitä, jotka vastaavat likimain neljänneksiä, kahdeksasosia, jne., sekä yhdistämällä on teoreettisesti mahdollista saada "täsmällinen _ näyte". Käytännössä täsmällisiä painoja ei koskaan voida saada ja näytteet eivät ole täysin edustavia. Edelleen ei laitetta voida käyttää mutkattomasti esimerkiksi 100 täsmällisen näytteen aikaansaamiseksi yhtä monen asiakkaan suorittamaa testausta varten. Ei voida myöskään toteuttaa jatkuvaa näytteenottoa. Lopuksi on laitteella se huomattava haitta että sen käyttö on aikaanvievä.

Näytteen jako- ja pienentämislaitteet eivät ole sopivia hienojakoisen aineen sekoittamiseksi koska ne vaativat paljon aikaa käytössä. Niillä ei myöskään aikaansaada kaksiulotteista homogeenista ainejakautumaa.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada laitteisto osassyötön jakamiseksi edustaviksi näytteiksi, joka on yksinkertainen ja nopea käyttää, ja joka laitteisto käsittää kotelon, joka rajaa suljetun tilan, jonka läpi osasten virta voi kulkea maan vetovoiman vaikutuksesta, sekä useita poikkeutuselimiä, jotka on asennettu koteloon osasten poikkeuttamiseksi virrassa, jolloin poikkeutuselimet muodostavat useita, pystysuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevia kerroksia, joista jokainen sisältää useita poikkeutuselimiä, jotka ovat vaakatasossa erillään toisistaan ulottuen kotelon horisontaalisen vaakapoikkileikkauksen yli.

Keksinnön mukaisesti on aikaansaatu laitteisto osasvirran jakamiseksi, jolle on tunnusomaista että poikkeutuselimien myötävirtaan on järjestetty elimiä ainakin osan poikkeutuselimien läpi kulkevien osasten keräämiseksi.

Poikkeutuselimet ovat edullisesti tankoja, jotka ovat oleellisesti yhdensuuntaiset keskenään. Tankojen välitilat on tehty riit- 3 57701 tävän suuriksi niin ettei kahden tai useamman osasen muodostamat ryhmät kiilaudu tankojen välitiloihin. Sopiva väli vierekkäisten tankojen välillä on likimain 3-30 kertaa suurimpien osasten koko. Edullisesti vierekkäisten tankojen väli on 3-10 kertaa suurimpien osasten koko.

Keksinnön mukaisesti joidenkin horisontaalikerrosten tangot muodostavat kulman jäljelläoleviin tankoihin nähden. Suositeltava kul-— ma on 90°. Tämä kulma varmistaa sen, että sekoitettu aines on homo geenista tasossa, ts. kahdessa keskenään kohtisuorassa ulottuvuudessa .

Kerrokset on asennettu sopivasti kahdeksi kerrosryhmäksi, jolloin kummassakin ryhmässä olevat tangot ovat oleelisesti keskenään yhdensuuntaisia sekä muodostavat kulman toisessa ryhmässä olevien tankojen kanssa.

Keksintöä selvitetään myös oheisen piirustuksen avulla, jossa kuvio 1 on perspektiivikuvanto eräästä keksinnön mukaisen laitteen suositellusta toteutusmuodosta, kuvio 2 on suurennettu sivukuvanto kuvion 1 mukaisen laitteen osasta, sekä " kuvio 3 on perspektiivikuvanto astiasta, jolla on joukko loke roita näytteiden tai "täsmällisten näytteiden" vastaanottamiseksi.

^ Piirustuksessa on esitetty laitteisto 10 hienojakoisen aineen sekoittamiseksi kahdessa ulottuvuudessa homogeenisen ainesvirran tai -seoksen aikaansaamiseksi. Laitteisto 10 käsittää kaksi tankoryhmää 12 ja 14, joista kumpikin koostuu lukuisista rivissä olevista tangoista 15, joista toisen ryhmän tangot ovat oleellisesti kohtisuorassa toisen ryhmän tankoihin nähden. Kummankin ryhmän tangot 15 muodostavat kerrokset 16, jotka ovat välimatkan päässä toisistaan pystysuunnassa (kts. kuvio 2). Tangot ovat kahdessa päällekkäisessä vaaka-kerroksessa erillään toisistaan siten, että jokainen tanko on pysty- 4 57701 suunnassa edellisen kerroksen kahden tangon alapuolella ja oleellisesti näiden keskivälillä. Tangot on suljettu suorakulmaiseen koteloon 20, jossa on säiliö 22 tankojen alimman kerroksen alapuolella. Tangot voidaan asentaa mihinkä tahansa muuhun kulmaan toisiinsa nähden kuin suoraan kulmaan, esimerkiksi 120° kulmaan. Yhdensuuntaisia tankoja ei myöskään tarvitse järjestää kerrosryhmiksi vaan ne voidaan asentaa vuorottelevasti. Toisin sanoen jokaisessa peräkkäisessä tan-kokerroksessa voivat tangot olla asennetut kohtisuorasti tai vinosti edellisen kerroksen tankoihin nähden.

Jokaiseen toiseen vaakakerrokseen 16 on asennettu kymmenen tankoa 15, joiden välisissä kerroksissa on 9 tankoa. Kummassakin ker-rosryhmässä 12 ja 14 on 19 vaakakerrosta. Kotelo 20 kannattaa tangot 15.

Tankojen välisen tilan sekä pystysuunnassa että vaakasuunnassa tulisi olla riittävä estämään kahden tai useamman osasen juuttumisen kahden tangon väliin. Menestyksekkäästi käytetty väli on kolme kertaa suurimman osasen läpimitta, mitattuna tankojen 15 pintojen väliltä. Suoritusmuodossa, jossa sekoitettiin timanttiosasia tai timantteja hartsiosasten kanssa, oli kunkin tangon halkaisija n. 6,3 mm, pituus 30 cm ja yhdensuuntaisten tankojen pituusakselien väli n. 1,9 cm. Seinien ja tankojen pitkien päiden väliin muodostui n. 1,3 cm:n aukko.

Tankojen poikkileikkaus on mieluimmin pyöreä, jonka seurauksena tankoon törmäävä osanen poikkeaa suunnastaan pääasiassa satunnaisesti, esimerkiksi tyypillinen kulkutie 18 on esitetty kuvion 2 vasemmalla puolella. Muitakin tangon poikkileikkausmuotoja voidaan käyttää edellyttäen että muoto ei vaikuta osasen kulun satunnaisuuteen sen kulkiessa kerrosryhmien 12 ja 14 läpi.

Kuviossa 3 astian 22 sisälle on sijoitettu pyöreitä astioita 24 ja suorakulmaisia näyteastioita 26. Voidaan käyttää lukumäärältään tai kooltaan mielivaltaisia astioita. 100 täsmällisen näytteen saamiseksi voidaan käyttää 100 neliömäistä näyteastiaa.

Käytännössä kaadetaan aines suppilon kautta, joka on kerrosryhmien keskellä, niiden yläpuolella, ja kootaan 10, säiliössä 22 olevaan samanlaiseen astiaan, esisekoituksen saamiseksi aineesta. Astioiden sisältö kaadetaan sitten vuorostaan kerrosten läpi ja kootaan kerrosten pohjalta halutulla tavalla.

Kulkiessaan kerrosten läpi osaset törmäilevät tankoihin 15 ja poikkeavat satunnaisesti kulkutieltään. Samanaikaisesti osaset se- 57701 5 koittuvat keskenään homogeenisen jakautuman aikaansaamiseksi. Kuten kuviossa 2 on esitetty aineen pudotessa ensimmäisen kerrosryhmän läpi se leviää laajenevan prisman tavalla ja muodostaa homogeenisen seoksen esimerkiksi X-suunnassa. Tämä seos leviää sitten Y-suunnas-sa suorakulmaisesti X-suuntaan nähden kulkiessaan toisen kerrosryhmän läpi ja poistuu homogeenisena osassateena, joka levittyy oleellisesti koko astian 22 alueelle.

Ylläesitetyssä suoritusmuodossa jokaisessa ryhmässä on 19 vaaka-kerrosta. Kerrosten lukumäärä saattaa olla niinkin pieni kuin 10 tai niitä voi olla tuhatkin kappaletta riippuen eri tekijöistä, ku-~ ten tankojen 15 halkaisijoista ja niiden välisistä tiloista; sekoi tettavien aineenosasten laadusta ja koosta sekä halutusta sekoitus-asteesta. Kerrosten lukumäärän lisäämisellä on vain vähän vaikutus-—” ta hienojakoisen ainemäärän sekoittamiseksi tarvittavaan aikaan.

Hauraiden ainesosasten, kuten timanttiosasten hajoaminen saadaan vähenemään minimiin käyttämällä keksinnön mukaista laitteistoa. Tämä johtuu siitä, että osasiin vaikuttaa oleellisesti vain painovoima; ja matka, jonka osanen putoaa tankoihin törmäysten välillä, on pieni, joten törmäyksessä vaikuttavat voimat ovat pieniä.

Laitteiston erityisiä suoritusmuotoja.

1. Näytteen jakaminen tai pienentäminen.

Tämä voidaan aikaansaada yhdellä syötöllä laitteen läpi. Esimerkiksi 4000 g:n erästä saadaan 4 g:n näyte käyttämällä yhtä 1 cm x 1 cm:n astiaa laitteessa, jonka pohja on 33 x 33 cm.

2. Täsmällinen näytteenotto.

Tämä voidaan aikaansaada sarjalla astioita, joista jokainen on mitoitettu sisältämään tietty ainemäärä, esimerkiksi 240, 10, 5, 2, 1 g.

Todelliset painot astioissa yhden läpilaskun jälkeen voidaan määrittää ja yhdistää antamaan "täsmällisen" painon. Suurempien tarkkuuk-^ sien saamiseksi voidaan valitun astian sisältö johtaa uudelleen lait teen läpi.

3. Suuri lukumäärä näytteitä tietystä erästä.

Tämä voidaan saada aikaan jakamalla säiliö vastaavaan määrään astioita, esimerkiksi 5, 25, 100, 1000 jne.

4. Jatkuva näytteenotto.

Tämä voidaan aikaansaada käyttämällä putkea, jolla on tietty poikkileikkauspinta-ala, joka putki on sijoitettu pystysuorasti kerrosten alapuolelle. Tavallisiin näytteenjakolaitteisiin ei tällaista menettelyä voida soveltaa.

Claims (5)

57701 6

1. Laitteisto osassyötön jakamiseksi edustaviksi näytteiksi, joka laitteisto käsittää kotelon (20) , joka rajaa suljetun tilan, jonka läpi osasten virta voi kulkea maan vetovoiman vaikutuksesta, sekä useita poikkeutuselimiä (15) jotka on asennettu koteloon osasten poikkeuttamiseksi virrassa, jolloin poikkeutuselimet (15) muodostavat useita, pystysuunnassa välimatkan päässä toisistaan olevia kerroksia (16), joista jokainen sisältää useita poikkeutuselimiä (15), jotka ovat vaakatasossa erillään toisistaan ulottuen kotelon horisontaalisen vaakapoikkileikkauksen yli, tunnettu siitä, että poikkeutuselimien (15) myötävirtaan on järjestetty elimiä (22, 24, 26. ainakin osan poikkeutuselimien läpi kulkevien osasten keräämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että poikkeutuselimet (15) ovat tankoja ja että vierekkäisten kerrosten tangot (15) on siirretty sivusuuntaisesti toisiinsa nähden siten, että projisoituna tasoon jokainen tanko on viereisen kerroksen kahden tangon välissä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että joidenkin kerrosten (16) tangot (15) muodostavat kulman toisten kerrosten tankoihin nähden.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että osasten keräämiselimet käsittävät säiliön (22) sekä siinä vähintäin yhden ylöspäin avoimen astian (24, 26) osan säiliöön kerääntyvien osasten kokoamiseksi kun osaset on las- __ kettu poikkeutuselinten (15) läpi.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että osasten keräämiselimet käsittävät putken, jonka läpimitta on pienempi kuin kotelon (20) poikkileikkaus, ja joka on kotelossa poikkeutuselimien alapuolella poikkeutuselimien läpi kulkevan osasvirran osan jatkuvaksi kokoamiseksi.