FI75673B - APPARAT FOER MAETNING AV PARTIKELSTORLEKSFOERDELNINGEN HOS PULVER. - Google Patents

APPARAT FOER MAETNING AV PARTIKELSTORLEKSFOERDELNINGEN HOS PULVER. Download PDF

Info

Publication number
FI75673B
FI75673B FI832750A FI832750A FI75673B FI 75673 B FI75673 B FI 75673B FI 832750 A FI832750 A FI 832750A FI 832750 A FI832750 A FI 832750A FI 75673 B FI75673 B FI 75673B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
powder
particles
housing
anchor
particle size
Prior art date
Application number
FI832750A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI75673C (en
FI832750A0 (en
FI832750A (en
Inventor
Vladimir Vasilievich Sychenkov
Lev Ivanovich Kalakutsky
Original Assignee
Vnii Nerudnykh Str Materialov
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vnii Nerudnykh Str Materialov filed Critical Vnii Nerudnykh Str Materialov
Publication of FI832750A0 publication Critical patent/FI832750A0/en
Publication of FI832750A publication Critical patent/FI832750A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI75673B publication Critical patent/FI75673B/en
Publication of FI75673C publication Critical patent/FI75673C/en

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

! 75673! 75673

Jauheiden hiukkaskokojakaumaa mittaava laiteDevice for measuring the particle size distribution of powders

Esillä oleva keksintö kohdistuu jauhemaisten aineiden analyysiin ja tarkemmin sanottuna jauheiden hiukkaskokojakaumaa mit-taavaan laitteeseen.The present invention relates to the analysis of powdered substances and more particularly to an apparatus for measuring the particle size distribution of powders.

Keksintöä voidaan käyttää analysoimaan hiukkaskokojakaumaa mikrojauheissa, joiden kokoalue on 63-0,5 ^um, lääke-, hajuvesi- ja kemiallisessa teollisuudessa samoin kuin sellaisten tuotteiden kuten talkin, kaoliinin, liidun, kvartsin, kiilteen, posliinin, sementin ja hiovien aineiden tuotannossa ja käytössä.The invention can be used to analyze the particle size distribution in micropowders with a size range of 63-0.5 μm in the pharmaceutical, perfume and chemical industries as well as in the production and use of products such as talc, kaolin, chalk, quartz, mica, porcelain, cement and abrasives. .

Tunnetusta tekniikan tasosta tunnetaan laitteita, joilla tutkitaan teollisten aerosolien ja erilaisten jauhemaisten aineiden fysikaalisia ominaisuuksia ja joiden toimintaperiaate perustuu hiukkasten alustavaan sähköistykseen, jota seuraa hiuk-kasvarauksen mittauksessa saatujen sähkösignaalien käsittely (vrt. esim. USSR-keksijäntodistus n:o 372 483, luokka G01N 15/02, 1973, US-patentti n:o 3 718 029, luokka 73-28, 1973).Devices for studying the physical properties of industrial aerosols and various powdery substances are known from the prior art, the operating principle of which is based on the initial electrification of particles followed by the processing of electrical signals obtained in particle charge measurement (cf. e.g. USSR Inventor. No. 372 483 / 02, 1973, U.S. Patent No. 3,718,029, Classes 73-28, 1973).

Laite käsittää kaasukanavan, joka on tarkoitettu tuottamaan sus-pendoitujen hiukkasten virran, sähkövaraajan, joka muodostuu elektrodista, joka pystyy tuottamaan koronapurkauksen, jolloin hiukkasille annetaan niiden pinta-alaan verrannollinen varaus, ja kokonaishiukkasvarausta mittaavan mittarin.The device comprises a gas duct for producing a stream of suspended particles, an electric accumulator consisting of an electrode capable of producing a corona discharge, giving the particles a charge proportional to their surface area, and a meter for measuring the total particle charge.

Tällainen laite on kuitenkin pääasiassa tarkoitettu mittaamaan hiukkasten konsentraatiota teollisissa aerosoleissa tai jauhemaisissa aineissa tilavuusyksikköä kohti, kun sen sijaan laitteen käyttö tällaisten aineiden hiukkaskokojakauman (dispersio-koostumuksen) analysointiin on hyvin vaikeaa.However, such a device is mainly intended to measure the concentration of particles in industrial aerosols or powders per unit volume, whereas it is very difficult to use the device to analyze the particle size distribution (dispersion composition) of such substances.

Lisäksi jauheen hiukkaskokojakauman analyysi tällaisissa laitteissa kestää useista tunneista useihin päiviin, mikä mutkistaa huomattavasti kyseistä analyysiä tarvitsevaa tuotantoprosessia.In addition, the analysis of the particle size distribution of the powder in such devices takes from several hours to several days, which greatly complicates the production process that requires such analysis.

2 756732 75673

Tekniikan taso tuntee myös jauheiden hiukkaskokojakaumaa mit-taavan laitteen, joka käsittää analysoitavan jauhemaisen aineen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi muuttavan laitteen (jota muuten nimitetään jauhenäytesumutti-meksi), johon kuuluu syöttösuppilolla varustettu kotelo ja kotelon ulkopinnalla sijaitseva sähkömagneettinen päätärytin. Mainitussa kotelossa on peräkkäin suppilon jälkeen sovitettuina verkkopohjainen mittauskuppi, joka on yhdistetty päätäryttimeen vetotangolla, joka sijaitsee kotelon sisällä ja on yhdistetty päätäryttimeen kotelon kamessa olevan reiän välityksellä, tulo-suppilo ja yksikierteiseksi kierukaksi taivutettu putki.Also known in the art is a device for measuring the particle size distribution of powders, comprising a device for converting an analyte powder into a gaseous stream of discrete particles (otherwise known as a powder sample nebulizer), comprising a hopper housing and an electromagnet on the outer surface of the housing. Said housing is arranged in series after the funnel with a net-based measuring cup connected to the main vibrator by a drawbar located inside the housing and connected to the main vibrator through a hole in the housing crank, an inlet funnel and a tube bent into a single helix.

Sekä suppilo että putki on yhdistetty jäykästi annkuriin, jonka ulkopinnalla on rengasmainen harja, jolla ankkuri pakotetaan tiiviisti jousen avulla kotelon pohjan ulkopintaa vasten. Kyseinen laite käsittää myös lisätäryttimen, joka koostuu mainitusta ankkurista ja kelasta, ja ilmapuhaltimen, joka on yhteydessä kotelon sisätilaan ja sovitettu pakottamaan ilmaa mainitun laitteen läpi.Both the funnel and the tube are rigidly connected to a sensor with an annular brush on the outer surface, by means of which the anchor is forced tightly by means of a spring against the outer surface of the bottom of the housing. Said device also comprises an additional vibrator consisting of said anchor and a coil and an air blower connected to the interior of the housing and adapted to force air through said device.

Laite käsittää myös jauheen muuttavan laitteen perään peräkkäin sovitettuina mainitun laitteen kanssa yhteydessä olevan varaus-kammion, joka on sovitettu antamaan hiukkasille niiden pinta-alaan verrannollisen varauksen, saostuskondensaattorin, jossa varatut jauhehiukkaset erotetaan kokojakeiksi, kondensaattoriin sovitetut varattujen hiukkasten anturit, joiden lukumäärä on sama kuin hiukkaskokojakeiden lukumäärä, vaihtokytkentälaitteen, joka on tarkoitettu lukemaan kunkin kokojakeen suhteellista osuutta koskevat tiedot jokaisesta anturista, elektrometrisen vahvistimen, joka on vaihtokytkentälaitteen välityksellä kytketty mainittuihin antureihin ja tarkoitettu muodostamaan sen ulostulossa esiintyvän pulssijonon, joka on karakteristinen analysoitavan jauheen hiukkaskokosuhteelle. Tunnetussa laitteessa on myös lisäilmapuhallin, joka on tarkoitettu pakottamaan ilmaa varauslaitteen ja saostuskondensaattorin läpi, staattisia varauksia neutraloiva yksikkö ja suurjännitelähteet va-rauskammiota ja saostuskondensaattoria varten (vrt. esim. USSR-keksijäntodistus n:o 530 229, luokka G01N 15/00, 1977).The device also comprises a charge chamber connected in succession to the powder conversion device in communication with said device, adapted to give the particles a charge proportional to their surface area, a precipitation capacitor in which the charged powder particles are separated into size fractions, the number of charged particles a number of switching devices for reading information on the relative proportion of each size fraction from each sensor, an electrometric amplifier connected to said sensors via the switching device and intended to form a pulse train at its output characteristic of the particle size ratio of the powder to be analyzed. The known device also has an additional air blower for forcing air through the charging device and the precipitation condenser, a static charge neutralizing unit and high voltage sources for the charging chamber and the precipitation condenser (cf. e.g. USSR Inventor. No. 530 229, class G01N 159, class G01 .

3 756733 75673

Tunnetussa laitteessa analysoitavasta jauheesta otettu näyte sijoitetaan syöttösuppilon kautta jauheen kaasumaiseksi hiuk-kasvirraksi muuttavan laitteen mittauskuppiin. Jauhehiukkas-ten ensimmäinen kokoluokitus suoritetaan seulomalla jauhenäyte mekaanisesti mittauskupin verkkopohjan läpi. Tämä saadaan aikaan johtamalla vaihtojännitettä, jonka taajuus on muutama Hz, päätäryttimen käämiin, jolloin mittauskuppi saatetaan värähtelevään liikkeeseen vetotangon välityksellä. Mittauskupin ulostulossa jauheen vie mukanaan tulosuppilon alueella ilma-puhaltimen näytesumuttimeen pakottama ilmavirta yksikierteisek-si kierukaksi taivutetun putken sisään, jossa tapahtuu jauheja-keiden lopullinen kokoluokitus suurella nopeudella puhalletun ilman avulla. Jotta estettäisiin jauhehiukkasia saostumasta tulosuppilon alueelle ja putken sisään, käytetään lisätärytintä, joka käsittää ankkurin ja ankkurikelan. Kun lisätäryttimen kelan käämiin johdetaan vaihtojännitettä, jonka taajuus on 50 Hz, tapahtuu ankkurin sekä tulosuppilon ja siihen jäykästi yhdistetyn putken jaksoittainen täristys, jolloin ankkurin värähtely-taajuus on paljon pienempi kuin mittauskupin värähtelytaajuus.In a known device, a sample of the powder to be analyzed is placed in the measuring cup of the device which converts the powder into a gaseous particle stream through a feed hopper. The first sizing of the powder particles is performed by mechanically screening the powder sample through the mesh bottom of the measuring cup. This is achieved by applying an alternating voltage with a frequency of a few Hz to the winding of the main vibrator, whereby the measuring cup is made to oscillate by means of a drawbar. At the outlet of the measuring cup, the powder is carried in the area of the inlet funnel by the air flow forced by the air blower into the sample sprayer into a single-helix bent tube, where the final size classification of the powder fractions takes place by means of high speed blown air. To prevent powder particles from settling in the area of the hopper and inside the tube, an additional vibrator comprising an anchor and an anchor reel is used. When an alternating voltage with a frequency of 50 Hz is applied to the winding of the auxiliary vibrator coil, the anchor and the inlet funnel and the tube rigidly connected to it are periodically vibrated, the vibration frequency of the anchor being much lower than the measurement cup oscillation frequency.

Tällä tavoin jauhenäyte muutetaan laitteen ulostulossa erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi, joka syötetään varauskammioon aerosolivirtana. Kammioon joutuvat aerosolihiukkaset saavat sitten sähkövarauksen, kun niihin on vaikuttanut koronapurkaus yksinapaisella avaruusvarauksella, niin että samankokoiset hiukkaset saavat samanlaiset varaukset. Myöhemmin varattujen hiukkasten virta syötetään saostuskonden-saattoriin, jossa dispergoitu aerosolifaasi erotetaan sähköstaattisten kenttävoimien vaikutuksesta kokojakeiksi, jotka saostuvat eri välimatkojen päähän virran sisääntulokohdasta saostuskondensaattoriin. Tämän jälkeen anturit tunnistavat signaalit, jotka kukin vastaavat tietyn jakeen hiukkasten varaus-määrää ja jotka ovat karakteristisia hiukkaskoolle. Nämä signaalit syötetään sitten elektrometriseen vahvistimeen, jonka ulostulossa esiintyy pulssijono, joka on karakteristinen analysoitavan jauheen hiukkaskokojakaumalle. Kun signaalit on rekisteröity, muodostunut pöly poistetaan ja staattiset varaukset neutraloidaan.In this way, the powder sample is converted at the outlet of the device into a gaseous stream formed by separate particles, which is fed into the charging chamber as an aerosol stream. The aerosol particles entering the chamber then receive an electrical charge when they are affected by a corona discharge with a unipolar space charge, so that particles of the same size receive similar charges. The stream of subsequently charged particles is fed to a precipitation capacitor, where the dispersed aerosol phase is separated by electrostatic field forces into size fractions which precipitate at different distances from the stream inlet to the precipitation capacitor. The sensors then detect signals, each corresponding to the charge amount of the particles in a given fraction, which are characteristic of the particle size. These signals are then fed to an electrometric amplifier, the output of which has a pulse train characteristic of the particle size distribution of the powder to be analyzed. Once the signals are registered, the dust generated is removed and the static charges are neutralized.

4 756734 75673

Eräs edellä mainittuun prosessiin liittyvä epäkohta on se, että pää- ja lisätäryttimen keloihin johdettujen jännitteiden taajuuksien välisen eron takia osa jauhehiukkasista saostuu tulosuppilon pinnalle ja putken sisään, minkä seurauksena näin kertyneet jauhekerrokset pyrkivät siirtymään paikaltaan seuraa-van analyysin aikana, niin että laitteen ulostulossa esiintyy jauhenäyte, jolla on hyvin suuri konsentraatio, mikä vuorostaan huomattavasti pienentää jauheiden hiukkaskokojakauman analyysiin käytetyn laitteen tarkkuutta.One disadvantage of the above process is that due to the difference between the frequencies of the voltages applied to the main and auxiliary vibrator coils, some of the powder particles precipitate on the hopper and inside the tube, causing the accumulated powder layers to move during subsequent analysis. , which has a very high concentration, which in turn considerably reduces the accuracy of the apparatus used for the particle size distribution analysis of the powders.

Toisaalta saman taajuuden (muutama kHz) omaavan jännitteen syöttö sekä pää- että lisätäryttimen keloihin aiheuttaa seu-raavat kielteiset ilmiöt: - ensiksi ankkuri juuttuu kiinni jousen hitauden takia ja lopettaa mahdollisesti värähtelyliikkeensä, ja - toiseksi käytetty jauhemäärä suurenee jyrkästi.On the other hand, the application of a voltage of the same frequency (a few kHz) to both the main and auxiliary vibrator coils causes the following negative phenomena: - first the anchor gets stuck due to spring slowness and possibly stops oscillating, and - the amount of powder used increases sharply.

Lisäksi tunnetulle laitteelle on ominaista, että jauheen seulonta mittauskupin verkon läpi kestää kauan jauheen saostumisen takia verkolle, mikä kokonaisuudessaan vaikuttaa haitallisesti analysoitavan jauheen hiukkaskokojakaumasta saatujen tietojen tarkkuuteen ja käyttökelpoisuuteen.In addition, the known device is characterized in that the screening of the powder through the network of the measuring cup takes a long time due to the precipitation of the powder on the network, which as a whole adversely affects the accuracy and usability of the particle size distribution of the powder to be analyzed.

Esillä olevan keksinnön ensimmäisenä ja pääasiallisena tarkoituksena on sen tähden saada aikaan jauheiden hiukkaskokojakaumaa mittaavassa laitteessa joitakin parannuksia, jotka saavutetaan toteuttamalla jauheen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi muuttavan laitteen rakenteessa joitakin muutoksia siten, että jauhetta estetään saostumasta laitteen koko alueelle, seulonta-aikaa lyhennetään ja jauheen kulutus pidetään aiemmalla tasolla.The first and main object of the present invention is therefore to provide some improvements in the powder particle size distribution device, which are achieved by making some changes in the structure of the powder gaseous flow device so as to prevent powder deposition over the entire device, screening time and powder consumption. maintained at the previous level.

Tarkoitus saavutetaan siten, että jauheiden hiukkaskokojakaumaa mittaavassa laitteessa, joka käsittää laitteen, joka muuttaa jauheen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi ja johon kuuluu kotelo, jossa on syöttösuppilo ja peräkkäin sovitettuina verkkopohjainen mittauskuppi, joka on yhdis- 5 75673 tetty sähkömagneettiseen täryttimeen, suppilo ja yksikiertei-seksi kierukaksi taivutettu putki, jolloin sekä suppilo että putki on yhdistetty jäykästi ankkuriin, jossa on rengasmainen harja ja jonka jousi pakottaa kotelon pohjaa vasten, ilmapuhal-lin, joka on sovitettu pakottamaan ilmaa laitteen läpi, peräkkäin jauheen muuttavan laitteen jälkeen sovitettuina varauskam-mio, jossa jauhehiukkaset saavat niiden pinta-alaan verrannollisen varauksen, saostuskondensaattori, jossa varatut hiukkaset erotetaan kokojakeiksi, varattujen hiukkasten anturit, joiden lukumäärä on sama kuin hiukkaskokojakeiden ja jotka on yhdistetty sähköisesti elektrometriseen vahvistimeen, ja lisäilmapuhal-lin, joka on sovitettu pakottamaan ilmaa varauslaitteen ja saostuskondensaattorin läpi,on jauheen muuttavassa laitteessa keksinnön mukaisesti täryttimen kela sijoitettu magneettisesta aineesta tehtyyn koteloon, jonka pohjassa on ontto sylinteri, joka on sovitettu sama-akselisesti mittauskupin kanssa, joka on yhdistetty täryttimeen magneettisesta aineesta tehdyllä tangolla, joka on kiinnitetty vapaasti kantavasti kotelon seinään ja jonka vapaa pää kannattaa mittauskuppia ja joka on sovitettu sulkemaan onton sylinterin pohjassa olevan aukon täryttimen kelan käämiin syötetyn virtapulssin vaikutuksesta, jolloin joustava kalvo, jossa on aukko liikailman poistamiseksi laitteen kotelosta, sijaitsee ankkurin harjan alapuolella, hiukkasvirran liikkeen suuntaa pitkin.The object is achieved in that a device for measuring the particle size distribution of powders, comprising a device for converting the powder into a gaseous stream of discrete particles, comprising a housing with a hopper and a network-based measuring cup connected in series with an electromagnetic vibrator. a tube helically bent into a sex helix, wherein both the funnel and the tube are rigidly connected to an anchor having an annular brush and forced by a spring against the bottom of the housing, an air blower adapted to force air through the device, successively after the powder changing device the powder particles receive a charge proportional to their surface area, a precipitation capacitor in which the charged particles are separated into size fractions, a number of charged particle sensors equal to the particle size fractions and electrically connected to an electrometric amplifier, and additional air In a powder changing device according to the invention, a vibrator coil is arranged in a housing made of magnetic material, the bottom of which has a hollow cylinder arranged coaxially with a measuring cup connected to the vibrator made of magnetic material. a rod freely attached to the wall of the housing, the free end of which supports the measuring cup and adapted to close the opening in the bottom of the hollow cylinder by a current pulse applied to the coil of the vibrator coil, the flexible membrane having an opening for removing excess air from the housing along the direction of movement.

On sopivaa, että jauheen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi muuttava laite on varustettu tasaisella synkrokäynnistysyksiköllä ilmapuhallinta ja sähkömagneettista tärytintä varten.It is suitable that the device for converting the powder into a gaseous stream formed by separate particles is provided with a flat synchronous start unit for an air blower and an electromagnetic vibrator.

Keksinnön mukaisella, jauheiden hiukkaskokoa mittaavalla laitteella on seuraavat edut.The device according to the invention for measuring the particle size of powders has the following advantages.

1. Laitteen avulla voidaan estää jauheen saostuminen jauhe-sumuttimen alueelle ja niin ollen hyvin suuren konsentraation omaavan jauheen poistuminen toistuvien mittausten aikana.1. The device can be used to prevent the precipitation of powder in the area of the powder atomizer and thus to the removal of a powder with a very high concentration during repeated measurements.

6 75673 2. Laitteen avulla voidaan estää hyvin suuren konsentraation omaavan jauheen poistuminen mittauksen alussa.6 75673 2. The device can be used to prevent the escape of very high concentration powder at the beginning of the measurement.

3. Laite mahdollistaa jauheen seulonta-ajan huomattavan lyhennyksen jauheen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi muuttavassa laitteessa.3. The device enables a significant reduction in the screening time of the powder in the device for converting the powder into a gaseous stream formed by individual particles.

Edellä mainittujen edullisten ominaisuuksien ansiosta analysoin-titarkkuus on paljon suurempi ja jauheiden hiukkaskokojakauman analyysiin käytetty aika lyhenee huomattavasti.Due to the above-mentioned advantageous properties, the analytical accuracy is much higher and the time spent on the analysis of the particle size distribution of the powders is considerably reduced.

Keksintö käy paremmin selville seuraavasta sen erään suoritusmuodon yksityiskohtaisesta selityksestä, jossa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa keksinnön mukaisesti kuvio 1 on jauheiden hiukkaskokojakaumaa mittaavan laitteen toimintalohkokaavio, j a kuvio 2 on pituusleikkauskuva jauheen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi muuttavasta laitteesta.The invention will become more apparent from the following detailed description of an embodiment with reference to the accompanying drawings, in which, according to the invention, Fig. 1 is a functional block diagram of a powder particle size distribution device, and Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a powder.

Jauheiden hiukkaskokojakaumaa mittaava laite käsittää analysoitavan jauheen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi muuttavan laitteen 1 (kuvio 1) ja laitteen 1 kanssa yhteydessä olevan kammion 2, joka on tarkoitettu antamaan kullekin jauhehiukkaselle sen pinta-alaan verrannollisen varauksen. Varauskammio 2 on rakenteeltaan tavanomaista tyyppiä ja voi käsittää esimerkiksi kaksi koronapurkausosastoa ja varausosaston. Ilman puhdistukseen ja ilmavirran laminointiin tarkoitettu sähköstaattinen saostin 3 liittyy varauskammioon 2 ja on yhteydessä saostuskondensaattoriin 4, joka käsittää joukon varattujen hiukkasten antureita, jotka ovat sähköisesti kytkettävissä elektrometriseen vahvistimeen vaihtokytkentälaitteiden 5 välityksellä. Mainittujen anturien lukumäärä on sama kuin koko-jakeiden määrä, joihin varattujen hiukkasten virta erotetaan. Laite käsittää myös ilmapuhaltimen 7, joka on tarkoitettu pakottamaan ilmaa varauskammion 2, sähköstaattisen saostimen 3 ja saostuskondensaattorin 4 läpi, staattiset varaukset saostus-kondensaattorissa 4 neutraloivan laitteen 8, suurjännitelähteet 7 75673 9 ja 10 varauskammiota 2 vastaavasti saostuskondensaattoria 4 varten samoin kuin ilmapuhaltimen 11 ja yksikön 12 jauheen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi muuttavan laitteen ilmapuhaltimen 11 ja päätäryttimen tasaista synkronista käynnistystä varten.The device for measuring the particle size distribution of powders comprises a device 1 for converting the powder to be analyzed into a gaseous stream formed by separate particles (Figure 1) and a chamber 2 connected to the device 1 for giving each powder particle a charge proportional to its surface area. The charging chamber 2 is of a conventional type and may comprise, for example, two corona discharge compartments and a charging compartment. The electrostatic precipitator 3 for air purification and air flow lamination is connected to the charging chamber 2 and communicates with a precipitation capacitor 4 comprising a number of charged particle sensors which can be electrically connected to the electrometric amplifier via switching devices 5. The number of said sensors is equal to the number of size fractions into which the stream of charged particles is separated. The device also comprises an air blower 7 for forcing air through the charging chamber 2, the electrostatic precipitator 3 and the precipitating capacitor 4, a device 8 neutralizing static charges in the precipitating condenser 4, high voltage sources 7 756793 9 and 10 charging chambers 2 for the precipitating condenser 11 12 a device for converting the powder into a gaseous stream formed by separate particles for a smooth synchronous start of the air blower 11 and the main vibrator.

Yksikkö 12 on rakenteeltaan tavanomainen ja voi käsittää esim. transistorin ja kondensaattorin, joka on kytketty transistorin kantaan. Yksikön 12 ollessa virroitettu sen lähtöjännite vaihtelee portaattomasti nollasta kyllästysarvoon. Lähtöjännitteen portaattoman lisäyksen aika riippuu käytetyn jännitteen muodosta ja on kondensaattorin kapasitanssin arvon funktio. Kuvion 2 mukaiseen jauheen erillisten hiukkasten muodostamaksi kaasumaiseksi virraksi muuttavaan laitteeseen kuuluu magneettisesta aineesta tehty kotelo 13, jonka pohjassa on ontto sylinteri 14, päätäryttimen kelan 15 käämi, joka kela on sijoitettu koteloon ja johon syötetään energiaa 300-500 Hz:n audiogeneraat-torista, ja magneettisesta aineesta tehty tanko 16, joka on kiinnitetty vapaasti kantavasti kotelon 13 sisäseinään ja jonka vapaa pää kannattaa verkkopohjaista mittauskuppia 17. Kuppi 17 on sovitettu sama-akselisesti onton sylinterin 14 kanssa, kun taas tanko 16 on tarkoitettu sulkemaan onton sylinterin 14 pohjassa olevan aukon täryttimen kelaan 15 syötetyn jännitepuls-sin vaikutuksesta. Kotelo 13 on tiiviisti suljettu kannella 18, jonka keskellä on kannella 20 varustettu, mittauskupin 17 kanssa sama-akselinen syöttösuppilo 19. Ilmapuhallin, jota ei ole esitetty kuviossa 2, on yhteydessä koteloon 13 kotelon 13 seinässä olevan tuloholkin 21 kautta.The unit 12 is conventional in construction and may comprise e.g. a transistor and a capacitor connected to the base of the transistor. When the unit 12 is energized, its output voltage varies steplessly from zero to the saturation value. The time of the stepless increase of the output voltage depends on the form of the voltage used and is a function of the value of the capacitor capacitance. The device for converting the powder into a gaseous stream of discrete particles according to Figure 2 comprises a housing 13 made of magnetic material with a hollow cylinder 14 at the bottom, a coil of a main vibrator coil 15 housed in the housing and supplied with energy from a 300-500 Hz audio generator, and a rod 16 made of magnetic material, freely attached to the inner wall of the housing 13 and having a free end supporting a mesh-based measuring cup 17. The cup 17 is coaxially arranged with the hollow cylinder 14, while the rod 16 is intended to close an opening in the bottom of the hollow cylinder 14 15 by the applied voltage pulse. The housing 13 is tightly closed by a lid 18, in the middle of which there is a feed hopper 19 coaxial with the measuring cup 17 provided with a lid 20. An air blower, not shown in Fig. 2, communicates with the housing 13 via an inlet sleeve 21 in the wall of the housing 13.

Laitteeseen kuuluu myös ankkuri 22, johon on asennettu tulo-suppilo 23 ja sen kanssa yhteydessä oleva putki 24, joka on taivutettu yksikierteiseksi kierukaksi. Suppilo 23 ja putki 24 on sovitettu sama-akselisesti mittauskupin 17 kanssa.The device also includes an anchor 22 mounted on an inlet funnel 23 and an associated tube 24 bent into a single helix. The funnel 23 and the tube 24 are arranged coaxially with the measuring cup 17.

Ankkurin 22 ulkopinnalla on rengasmainen harja 25.The outer surface of the anchor 22 has an annular brush 25.

Laite käsittää lisäksi joustavan kalvon 26, jossa on aukko 27, jonka läpi liikailma voi poistua kotelosta 13. Ankkuri 22 β 75673 menee joustavassa kalvossa 26 olevan keskiaukon läpi,ja kalvo pakotetaan ankkurin harjaa 25 vasten mutterin 28 avulla. Jousi 29 pakottaa ankkurin 22 rengasmaisen harjan 25 tiiviisti kotelon 13 pohjan ulkopintaa vasten.The device further comprises a flexible membrane 26 with an opening 27 through which excess air can escape from the housing 13. The anchor 22 β 75673 passes through a central opening in the flexible membrane 26, and the membrane is forced against the anchor brush 25 by means of a nut 28. The spring 29 forces the annular brush 25 of the anchor 22 tightly against the outer surface of the bottom of the housing 13.

Laitteeseen kuuluu myös lisätärytin, joka käsittää kotelon 30, jossa on keskinen sisäinen metalliuloke 31, johon lisätärytti-men kelan 33 pidin 32 on sovitettu.The device also includes an additional vibrator comprising a housing 30 having a central internal metal protrusion 31 into which the holder 32 of the additional vibrator coil 33 is fitted.

Jauheiden hiukkaskokojakaumaa mittaava laite toimii seuraavasti.The device for measuring the particle size distribution of powders operates as follows.

Kannen 20 (kuvio 2) ollessa poistettu analysoitava jauhenäyte sijoitetaan syöttösuppilon 19 kautta laitteen 1 mittauskuppiin 17 (kuvio 1). Syöttösuppilo 19 (kuvio 2) suljetaan kannella 20, minkä jälkeen yksikköön 12 (kuvio 1) syötetään jännitettä, joka samanaikaisesti saa aikaan ilmapuhaltimen 11 tasaisen käynnistyksen ja virroittaa päätäryttimen kelan 15 (kuvio 2) käämin estäen siten erittäin suuren konsentraation omaavan jauheen vuodon analyysin alussa.With the lid 20 (Fig. 2) removed, the powder sample to be analyzed is placed through the hopper 19 in the measuring cup 17 of the device 1 (Fig. 1). The feed hopper 19 (Fig. 2) is closed by the lid 20, after which a voltage is applied to the unit 12 (Fig. 1) which simultaneously causes a smooth start of the air blower 11 and energizes the main vibrator coil 15 (Fig. 2), thus preventing very high concentration powder leakage.

Alkuasennossa onton sylinterin 14 sisällä sijaitessaan ankkuri 22 puristuu tiiviisti kotelon 13 pohjaa vasten jousen 29 vaikutuksesta. Heti kun ilmavirran painetta pääsee koteloon 13 hoikin 21 kautta, koteloon 13 syntyvä liikailmamäärä pakottaa ankkurin 22 alaspäin ja osa ilmasta voi vapaasti poistua kotelosta 13 joustavan kalvon 26 aukon 27 kautta.In the initial position, located inside the hollow cylinder 14, the anchor 22 is pressed tightly against the bottom of the housing 13 by the action of the spring 29. As soon as the pressure of the air flow reaches the housing 13 through the sleeve 21, the excess air generated in the housing 13 forces the anchor 22 downwards and some of the air can freely escape from the housing 13 through the opening 27 of the flexible membrane 26.

Kun jännitepulssi syötetään päätäryttimen kelan 15 käämiin, ontto sylinteri 14 ja ankkuri 22 magnetoidaan, minkä seurauksena magneettisesta aineesta tehty tanko 16 puristuu tiiviisti onton sylinterin 14 pohjaa vasten sulkien siten sen tuloaukon ja rajoittaen ilman pääsyä onton sylinterin 14 sisäosaan. Tämän seurauksena ankkuriin 22 kohdistuva ilman paine pienenee, ja ankkuri voi vapaasti palata alkuasentoonsa ja tukeutua rengasmaisella harjallaan 25 kotelon 13 pohjaa vasten, niin että se sopii siihen tiiviisti. Kotelon 13 sisällä kehittynyt 9 75673 liikailmavirta edistää jauhehiukkasten menoa mittauskupin 17 verkon läpi ja estää jauhetta saostumasta verkolle, mikä huomattavasti lyhentää seulonta-aikaa.When a voltage pulse is applied to the winding of the main vibrator coil 15, the hollow cylinder 14 and the anchor 22 are magnetized, as a result of which the rod 16 made of magnetic material is pressed tightly against the bottom of the hollow cylinder 14, closing its inlet and restricting air entry into the hollow cylinder 14. As a result, the air pressure on the anchor 22 decreases, and the anchor is free to return to its initial position and rest with its annular brush 25 against the bottom of the housing 13 so that it fits snugly. The 9 75673 overflow of air generated inside the housing 13 facilitates the passage of powder particles through the network of the measuring cup 17 and prevents the powder from settling on the network, which considerably shortens the screening time.

Kun päätäryttimen kelan 15 käämiin syötetty jännitepulssi on päättänyt toimintansa, terästanko 16 palaa alkuasentoon. Tällöin uudelleen kehittynyt ilmavirran liikapaine pakottaa ankkurin 22 alaspäin. Seuraavan jännitepulssin saapuessa koko sykli toistuu.When the voltage pulse applied to the winding of the main vibrator coil 15 has terminated, the steel bar 16 returns to its initial position. In this case, the regenerated overpressure of the air flow forces the anchor 22 downwards. When the next voltage pulse arrives, the whole cycle is repeated.

Sekä mittauskuppi 17 että ankkuri 22 saatetaan niin ollen väräh-telemään samanaikaisesti. Tulos on seuraavanlainen. Ensiksikin saavutetaan huomattavasti paremmat olosuhteet jauheen pääsylle mittauskupin 17 verkon läpi sen ansiosta, että tanko 16 iskeytyy onton sylinterin 14 pohjaa vasten ja onton sylinterin pohja suljetaan sekä tästä seuraavan ilman ylipaineen ansiosta, minkä lisäksi seulonta-aika lyhenee huomattavasti ja jauhehiukkasten mahdolliselta saostumiselta vältytään. Toiseksi saavutetaan paljon paremmat olosuhteet jauheen virtaukselle suppilon 23 ja putken 24 kierukan läpi mittauskupin 17 ja ankkurin 22 samanaikaisen värähtelyn ansiosta.Both the measuring cup 17 and the anchor 22 are thus made to oscillate simultaneously. The result is as follows. First, significantly better conditions for powder access through the mesh of the measuring cup 17 are achieved due to the rod 16 striking the bottom of the hollow cylinder 14 and closing the bottom of the hollow cylinder 14 and the resulting air overpressure, significantly shortening the screening time and avoiding possible precipitation of powder particles. Second, much better conditions are achieved for the flow of powder through the hopper 23 and the coil 24 of the tube 24 due to the simultaneous vibration of the measuring cup 17 and the anchor 22.

Sumutin muuttaa jauheen aerosolitilaan juuri edellä mainitulla tavalla. Laitteen sumuttimesta ulos virtaava aerosolivirta (kuvio 1) saapuu varauskammioon 2, joka muodostuu kahdesta koro-napurkausosastosta ja varausosastosta. Varauskammiossa 2 jauhe-hiukkaset saavat yksinapaiset suurjännitevaraukset, jotka ovat verrannolliset niiden pinta-alaan (niiden halkaisijan neliö), ja siinä aerosolivirta paisuu. Lisäksi lisäilmavirta pakotetaan varauskammion 2 läpi ilmapuhaltimen 7 avulla. Näin varatut hiukkaset syötetään varauskammiosta 2 sähköstaattiseen saosti-meen 3, joka on sovitettu rekisteröimään varattujen hiukkasten saostuskondensaattoriin 4 tulon koordinaatti. Kondensaattori on tehty poikkileikkaukseltaan suorakulmaiseksi putkeksi, jossa kaksi elektrodia, nimittäin suurjännite- ja saostuselektrodi, jotka on eristetty toisistaan dielektrisillä välikkeillä, kehittävät sähkökentän. Saostuselektrodin keskellä on mittaus- 10 75673 levyt, joiden lukumäärä vastaa mitattavien kokojakeiden lukumäärää .The nebulizer converts the powder into an aerosol state just as mentioned above. The aerosol stream flowing out of the nebulizer of the device (Fig. 1) enters the charging chamber 2, which consists of two heel-discharge compartments and a charging compartment. In the charging chamber 2, the powder particles receive unipolar high-voltage charges proportional to their surface area (square of their diameter), in which the aerosol flow expands. In addition, an additional air flow is forced through the charging chamber 2 by means of an air fan 7. The particles thus charged are fed from the charging chamber 2 to an electrostatic precipitator 3, which is adapted to register the input coordinate of the charged particles to the precipitation capacitor 4. The capacitor is made into a tube of rectangular cross-section, in which two electrodes, namely a high-voltage and a precipitation electrode isolated from each other by dielectric spacers, generate an electric field. In the middle of the precipitation electrode there are measuring plates, the number of which corresponds to the number of size fractions to be measured.

Jauhehiukkaset erotetaan saostuskondensaattorissa 4 kokojakeik-si, ja kokojakeeltaan erilaiset hiukkaset saostuvat saostus-elektrodin eri alueille sähköstaattisen kentän voimien vaikutuksesta. Tuloksena on, että määrätyn kokojakeen omaavat hiukkaset saostuvat kunkin mittauslevyn päälle. Niin kauan kuin hiukkaset saostuvat ja niiden varaukset akkumuloituvat, mittauslevyt on kytketty irti mittauspiiristä. Kun jakeiksijakoprosessi on päättynyt, mittauslevyt kytketään vaihtokytkentälaitteen 5 välityksellä elektrometrisen vahvistimen 6 sisääntuloon, josta on seurauksena, että vahvistimen 6 lähtösignaali osoittautuu verrannolliseksi vastaavan tietyn kokojakeen omaavien hiukkasten kokonaisvaraukseen ja niin ollen hiukkasten määrään.The powder particles are separated in the precipitation capacitor 4 into size fractions, and particles of different size distribution precipitate in different areas of the precipitation electrode under the influence of electrostatic field forces. As a result, particles with a certain size fraction precipitate on each measuring plate. As long as the particles precipitate and their charges accumulate, the measuring plates are disconnected from the measuring circuit. When the splitter division process is completed, the measuring plates are connected via the switching device 5 to the input of the electrometric amplifier 6, as a result of which the output signal of the amplifier 6 turns out to be proportional to the total charge and thus the number of particles.

Kun jauhemaisten aineiden hiukkaskokojakauman mittausprosessi on suoritettu loppuun, kondensaattorin 4 staattiset varaukset neutraloidaan varauksen neutralointilaitteen 8 avulla, johon syötetään virtaa suurjännitelähteestä 9, käyttäen ilmapuhallin-ta, kun taas sumuttimen alue puhdistetaan käyttämällä kelasta 33 ja ankkurista 22 koostuvaa lisätärytintä.When the process of measuring the particle size distribution of the powdery substances is completed, the static charges of the capacitor 4 are neutralized by a charge neutralizing device 8 supplied by a high voltage source 9 using an air blower, while the atomizer area is cleaned using an additional vibrator 33.

Jauhehiukkasten paremman erotuksen ansiosta niiden koon suhteen ja sen ansiosta, että hiukkasia estetään saostumasta sumuttimen alueelle, voidaan: 1. mittauksen tarkkuutta huomattavasti parantaa ja analyysi-aikaa lyhentää, ja 2. jauheiden hiukkaskokojakauman analyysiin käytettävän laitteen käyttöaluetta laajentaa.Thanks to the better separation of the powder particles in terms of their size and the prevention of particle precipitation in the atomizer area, it is possible to: 1. significantly improve the measurement accuracy and shorten the analysis time, and 2. extend the range of the powder particle size distribution device.

Claims (3)

11 7567311 75673
FI832750A 1983-01-31 1983-07-29 APPARAT FOER MAETNING AV PARTIKELSTORLEKSFOERDELNINGEN HOS PULVER. FI75673C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU3541836 1983-01-31
SU833541836A SU1278681A1 (en) 1983-01-31 1983-01-31 Device for analysis of dispersion composition of powders

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI832750A0 FI832750A0 (en) 1983-07-29
FI832750A FI832750A (en) 1984-08-01
FI75673B true FI75673B (en) 1988-03-31
FI75673C FI75673C (en) 1988-07-11

Family

ID=21046043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI832750A FI75673C (en) 1983-01-31 1983-07-29 APPARAT FOER MAETNING AV PARTIKELSTORLEKSFOERDELNINGEN HOS PULVER.

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI75673C (en)
SU (1) SU1278681A1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI75673C (en) 1988-07-11
FI832750A0 (en) 1983-07-29
FI832750A (en) 1984-08-01
SU1278681A1 (en) 1986-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3679973A (en) Electrogasdynamic dust monitor
US3763428A (en) Simultaneous measurement of the size distribution of aerosol particles and the number of particles of each size in a flowing gaseous medium
US4556849A (en) Apparatus for measuring the grain-size composition of powders
GB2083619A (en) Charge spectrograph
US5506507A (en) Apparatus for measuring ions in a clean room gas flow using a spherical electrode
FI75673B (en) APPARAT FOER MAETNING AV PARTIKELSTORLEKSFOERDELNINGEN HOS PULVER.
Boczar et al. Optical spectra of surface discharges in oil
US4736156A (en) Apparatus for on-line determination of dielectric constant
FI74351C (en) ANORDNING FOR THE MAINTENANCE OF PARTICULATE SAFETY WITH POWDER.
Rahmat et al. Sensing and filtering characteristics of electrostatic sensors for pneumatically conveyed particles
Sotirov et al. Design and development of an electrostatic voltmeter based on surface potential sensor
FI75674C (en) ANORDNING FOER MAETNING AV DISPERSIONSKONSISTENSEN HOS PULVER.
Renninger et al. Particle sizing by electrical single particle aerodynamic relaxation time analyzer
JPH08261911A (en) Particle size distribution measuring device
JPS59173732A (en) Device for measuring grain size composition of powdered body
US4397184A (en) Method and apparatus for testing xerographic developer mix
SU550560A1 (en) Device for measuring the dispersed composition of aerosols
SU892355A1 (en) Device for measuring powder material particle charge
JPH06317439A (en) Method and instrument for electrostatically measuring flow rate of powder
SU706748A1 (en) Device for measuring specific surface of pulverulent materials
Hutchins et al. Aerosol charger using sinusoidally driven ion current from a corona discharge
SU1767392A1 (en) Method and device for analyzing powder material dispersivity
SU1134920A1 (en) Surface electric potential distribution meter
SU1619140A1 (en) Device for measuring dispersed composition of aerosols
SU1145307A1 (en) Charge relaxation time measuring method

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: VSESOJUZNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY