FI75674B - Anordning foer maetning av dispersionskonsistensen hos pulver. - Google Patents

Description

1 75674

Laite jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi

Esillä oleva keksintö kohdistuu keinoon jauhemaisten aineiden analysoimiseksi ja tarkemmin määriteltynä 5 laitteisiin, joita käytetään jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi.

Keksintöä voidaan käyttää kokoluokkaa 63 - 0,5 pm olevien mikrojauheiden dispersiokoostumuksen analysoimiseksi, esimerkiksi lääketeollisuudessa, kemian teollisuu-10 dessa ja parfyymiteollisuudessa, sekä valmistettaessa ja kulutettaessa sellaisia aineita kuten talkkia, kaoliinia, liitua, kvartsia, kiillettä, porsliinia, sementtiä ja hiomisaineita.

Tekniikan tasossa tunnetaan laitteita jauheiden 15 dispersiokoostumuksen analysoimista varten, jotka toimivat sillä periaatteella, että ensiksi varataan hiukkaset ja sen jälkeen määritellään dispersiokoostumuksen parametrit käsittelemällä sähkösignaaleja, joita tuotetaan mitattaessa pertikkeleiden varauksia (vrt. keksijän 20 todistus nro 603 882, GOIN 15/02). Kuitenkin laitteiden käytön alue on rajoittunut sähköä johtavien hiukkasten alueelle, ja on äärimmäisen vaikeaa käyttää laitteita johtamattomien hiukkasten alueella, koska hiukkasten kos-ketusvaraus, jota käytetään laitteissa, aiheuttaa olen-25 naisen virheen johtamattomien jauhemaisten aineiden dispersiokoostumuksen mittaamisen aikana.

Tekniikan tasossa on myös tunnettu laite jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi, joka käsittää laitteen jauheen muuttamiseksi kaasumaiseksi erillisten 30 hiukkasten virtaukseksi (jauhenäytteiden suihkutin) ja jossa on sisääntulosuutin, joka on varustettu ohuella putkella, jota käytetään aerosolisuihkun muodostamiseksi, samoin kuin suodattimen kaasun puhdistamiseksi, varauskammion, jossa hiukkaset varataan niiden pinnan suhteessa, sähkö-35 staattisen suodattimen hiukkasten sisääntulon koordinaa-tan rekisteröimiseksi laskeutumiskondensaattoriin, las- 2 75674 keutumiskondensaattorin, jossa on varustettujen hiukkasten kokoojat, joita käytetään yhtä monta kuin fraktioiden määrä, ja potentiometrisen vahvistimen, jolloin kaikki viimeksi mainitut laitteet on peräkkäin yhdistetty näyt-5 teen suihkuttimeen. Sykäyksien sarja, joka on tunnusomainen testattavana olevan jauheen dispersiokoostumukselle, esiintyy vahvistimen ulosmenossa. Tunnetussa laitteessa on myös ilmanpuhallin, staattisia varauksia neutraloiva yksikkö ja suurjännitelähteet, jotka syöttävät varaavaa 10 kammiota sekä laskeutumiskondensaattori (vrt. keksijäntodistus nro 530 229 GOIN 15/00, julkaistu 1976). Normaalisti laitteessa käytetty varauskammio käsittää kaksi koronapurkausosaa ja yhden varausosan. Yleensä ko-ronapurkausosa käsittää koronanmuodostuselektrodin, joka 15 on olennaisesti metallielektrodi, jolle on asennettu rivi suuttimia, ja verkkoelektrodin, joiden väliin on muodostettu yksinapainen koronapurkaussuurjännitteen syötön johdosta. Varausosa on muodostettu kahdesta verkkoelekt-rodista, joista toinen toimii kokoojakääminä varausosan 20 elektrodeihin syötetyn vaihtelevan jännitteen vuoksi (keksijäntodistus nro 442 584, H05N 1/00, julkaistu 1972).

Tunnettu laite toimii seuraavasti.

Testattava jauhenäyte muutetaan erillisten hiuk-25 kasten kaasumaiseksi virraksi ja toimitetaan aerosolisuih-kuna varauskammion varausosaan sisääntulosuuttimen ohuen putken kautta.

Varausosassa sen elektrodeihin syötetyn vaihtelevan suurjännitteen vaikutuksen alaisena ioneja vedetään 30 vuorottaisesti koronapurkausosista varausosaan, mikä tekee mahdollisesti saavuttaa ionien vakiokonsentraation varausosan poikkileikkaukselle. Kun jauhehiukkaset pääsevät varausosan sisälle, ionit laskeutuvat hiukkasten pinnalle sen kenttäintensiteetin johdosta, joka on varusosan 35 elektrodien välissä, minkä tuloksena hiukkaset varautuvat.

3 75674

Sitten varattujen hiukkasten virta pääsee laskeutumiskon-densaattoriin, jossa aerosolin dispersioaine erotetaan sähköstaattisen kentän vaikutuksen alaisena välimatkan päässä toisistaan oleviin fraktioihin, jotka laskeutuvat 5 eri etäisyyksille virran sisään tulokohdasta laskeutumis-kondensaattoriin. Kokoojalaitteet arvioivat signaalit, joista jokainen vastaa annetun fraktion varausarvoa luonnehtien hiukkasten kokoa. Signaalit toimitetaan potentio-metriseen vahvistimeen, jonka ulosmenossa rekisteröidään 10 sarja sykäyksiä, jotka luonnehtivat testattavan jauheen dispersiokoostumusta. Rekisteröidyllä signaalilla pöly poistetaan ja staattiset varaukset neutraloidaan.

Kuitenkin tässä laitteessa varausosaan pääsevien ionien konsentraation ollessa vakio tapahtuu muutos sen 15 varauksen arvossa, jonka vastaanottavat yhtä ja samaa kokoa olevat hiukkaset erotettujen samanaikaisten mittausten aikana, mikä aiheutuu joko vaihtelusta varausosaan pääsevien hiukkasten konsentraatiossa tai hiukkasten muodon muutoksesta tai varausosan elektrodien tomuttumisesta, 20 mikä kokonaisuudessaan pienentää jauheiden dispersio-koostumuksen mittaamiseen käytetyn laitteen tarkkuutta.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on sellainen parannus laitteessa jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi, että muutos varausosaan pääsevien hiukkasten 25 konsentraatiossa tai muodossa tai varausosan elektrodien pölyttyminen ei vaikuttaisi siihen varauksen arvoon, jonka vastaanottavat yhden ja saman koon omaavat hiukkaset varauskammiossa.

Tämä päämäärä ratkaistaan siten, että instrumentis-30 sa jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi, joka instrumentti käsittää laitteen jauheen muuttamiseksi erillisten hiukkasten kaasumaiseen muotoon, varauskammion, jossa hiukkaset varataan niiden pinnan alan mukaisesti, laskeutumiskondensaattorin, jossa varatut hiukkaset erote-35 taan fraktioihin niiden kokojen mukaisesti, varattujen hiukkasten kokoojat, joita käytetään yhtä suuri määrä kuin 75674 on fraktioiden määrä, potentiometrisen vahvistimen ja ilmapuhaltimen ilman puhaltamiseksi varauskammion ja laskeutumiskondensaattorin läpi, kaikkien laitteiden ollessa asennettuna peräkkäin, keksinnön mukaisesti va-5 rauskammio käsittää tunnetun koronapurkausosan, jossa on koronanmuodostuselektrodi, ja varausosan, joka on erotettu ensin mainitusta osasta verkkoelektrodilla ja joka on varustettu kokoojakäämillä, joka on sijoitettu vastapäätä verkkoelektrodia ja kytketty koronan muodosta-10 viin ja verkkoelektrodeihin virran stabilointilaitteen kautta.

On tarkoituksenmukaista tehdä virran stabilointi-laite virran kokoojalaitteena, virran stabiloijana ja suurjännitemuuntajana, jolloin kaikki kolme laitetta on 15 kytketty sarjaan.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti rakennettu instrumentti jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi tekee mahdolliseksi varausosaan pääsevien hiukkasten konsentraation muutoksen yhteydessä, hiukkasten 20 koon muutoksen yhteydessä ja varausosan elektrodien pölyttymisen yhteydessä muodostaa vakiovaraukset, jotka yhtä ja samaa kokoa olevat hiukkaset vastaanottavat va-rauslaitteessa, kun suoritetaan useita mittauksia samanaikaisesti. Tämän tuloksena olennaisesti parannetaan 25 jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseen käytetyn laitteen tarkkuutta ja luotettavuutta.

Seuraava esillä olevan keksinnön erityisen sovel-lutusmuodon kuvaus on tehty viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 30 kuva 1 esittää jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi olevan laitteen lohkokaaviota; kuva 2 esittää varauskammion kytkentäkaaviota.

Jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi oleva laite käsittää laitteen I jauheen muuttamiseksi 35 kaasumaiseksi erillisten hiukkasten virraksi - jauhesuih- kutin, varauskammion 2, joka on tarkoitettu hiukkasten 5 75674 varaamiseksi, sähköstaattisen suodattimen 3 ilman puhdistamiseksi ja ilmavirran laminoimiseksi, laskeutumis-kondensaattorin 4, jossa on induktiokokoojalaitteet ja joka on tarkoitettu jauheen erottamiseksi fraktioihin, 5 ilman puhaltimen 5 ilman puhaltamiseksi laskeutumiskon-densaattorin 4 läpi, kytkentälaitteen 6, joka on tarkoitettu induktiokokoojalaitteiden peräkkäiseksi kytkemiseksi potentiometriseen vahvistimeen 7, neutraloijän 8, jota käytetään laskeutumiskondensaattorissa 4 olevien staat-10 tisten varausten neutraloimiseksi, korkeajännitelähteet 9, 10 varauskammioon tapahtuvaa syöttöä varten ja laskeu-tumiskondensaattoriin 4 ja virran vakaannuttamislaittee-seen 11 tapahtuvaa syöttöä varten, jolloin yllä mainitut laitteet on asennettu peräkkäin.

15 Varauskammio (kuva 2) käsittää koronapurkausosan, joka on varustettu koronanmuodostamiselektrodilla 12, ja varausosan, joka on erotettu ensiksi mainitusta osasta verkkoelektrodilla 13 ja joka on varustettu kokoojakää-millä 14, jolloin virran vakaannuttamislaite on sijoitettu 20 varausosaan ja käsittää virran vaihtelun toteamislaitteen 15, virran vakaannuttajan 16 ja korkeajännitemuuntajän 17. Laitteen 15 sisääntulo on kytketty kokoojakäämiin 14, ja sen ulosmeno on kytketty virran vakaannuttajan 16 sisääntuloon, jonka ulosmeno on kytketty korkeajännitemuun-25 tajan 17 sisääntuloon. Korkeajännitemuuntajän 17 ulosmeno on kytketty elektrodeihin 12 ja 13 ja varauskammion kokooja-käämiin 14, mikä tekee mahdolliseksi muuttaa korkeajänni-temuuntajan 17 ulosmenojännitettä riippuen varauskammios-sa 2 vallitsevien olosuhteiden muutoksista ja täten muo-30 dostaa varausosaan sellainen ionien konsentraatio, jossa yhtä ja samaa kokoa olevat hiukkaset vastaanottavat samat varaukset riippumatta olosuhteista varausosassa.

Laite toimii seuraavasti.

Testattavan jauheen näytteet kaadetaan laitteeseen 35 I - jauhesumuttimeen, joka muuttaa jauheen aerosolimai- seen tilaan. Jauhesumuttisesta tuleva aerosolisuihku pää- 75674 see varauskammion 2 varausosaan, minkä jälkeen tapahtuu seuraavaa: koronapurkausosan elektrodeihin 12 ja 13 syötettävän vakiokorkeajännitteen vaikuttaessa esiintyy yk-sinapainen koronapurkaus, elektrodiin 13 ja varausosan 5 kokoojakäämiin 14 syötetyn vaihtelevan jännitteen vaiku tuksen alaisena muodostetut ionit tunkeutuvat varauskam-mioon ja törmättyään matkallaan testattavan jauheen hiukkasiin muutamat ionit asettuvat niiden pinnoille siten varaten hiukkaset: tällöin useampia ioneja asettuu kool-10 taan suuremmille hiukkasille kuin kooltaan pienemmille hiukkasille; toisin sanoen, varauskammiossa hiukkasten vastaanottaman varauksen arvo määräytyy niiden pintojen koosta. Varausosan mittojen sopivan valitsemisen ansiosta osan läpi puhallettu ilmavirta ja elektrodiin 13 ja kokoo-15 jakäämiin 14 syötetyn muuttuvan jännitteen taajuuden johdosta jotkin ionit, jotka eivät ole asettuneet hiukkasille, saavuttavat poimintalaitteen käämin 14 ja laskeutuessaan tälle aiheuttavat virran kulkemisen kokoojalaitten 15 kautta.

20 Varausosassa vallitsevien olosuhteiden muutosten yhteydessä, jotka aiheutuvat esimerkiksi vaihteluista niiden hiukkasten konsentraatiossa, jotka ovat päässeet varausosaan, tai jotka ovat aiheutuneet varausosan elektrodien pölyttymisestä, varausosaan pääsevien ionien määrä 25 muuttuu, mikä muuttaa täten varausta, jonka vastaanottavat yhtä ja samaa kokoa olevat hiukkaset. Kuitenkin muutos varausosaan pääsevien ionien konsentraatiossa aiheuttaa muutoksen kokoojalaitteen 15 läpi kulkevassa virrassa. Tämä muutos kompensoidaan virran vakaannuttime11a 16 suu-30 rentamalla tai pienentämällä jännitettä korkeajännitemuun-tajassa 17, kunnes kokoojalaitteen 15 läpi kulkeva virta, ts. kokoojakäämiin 14 tulevien ionien määrä, ottaa aikaisemman arvonsa. Täten, kun varausosaan pääsevien jauhe-hiukkasten määrä kasvaa, varausosaan pääsevien ionien mää-35 rä samanaikaisesti myös kasvaa ja päin vastoin.

7 75674 Täten varauskammiossa 2 (kuva 1) hiukkaset saavat yksinapaisen varauksen, joka on verrannollinen hiukkasten pintojen alaan (neliöhalkaisijaan), ja riippumatta olosuhteista varauskammiossa 2 yhtä ja samaa kokoa olevat 5 hiukkaset saavat yhtä suuret varaukset, mikä vuorostaan tekee mahdolliseksi muodostaa niiden hiukkasten yhden ja saman fraktion vakaan laskeutumisen, joilla on suunnilleen yksi ja sama koko, laskeutumiskondensaattorin 4 tietylle osuudelle, mikä suurentaa huomattavasti jauheiden hajaan-10 tumiskokoomuksen mittaamiseksi olevan laitteen tarkkuutta.

Varauskammiosta 2 hiukkaset pääsevät sähköstaattiseen suodattimeen 3, joka on tarkoitettu varattujen hiukkasten laskeutumiskondensaattoriin 4 sisääntulon koordinaatan rekisteröimistä varten. Laskeutumiskondensaattori 4 on 15 valmistettu poikkileikkaukseltaan suorakulmaisena putkena.

Kondensaattorissa 4 sähkökenttä on varustettu korkeajännitteellä ja kokoojaelektrodeilla. Mittauslevyt- varattujen hiukkasten kokoojalaitteet, joiden määrä vastaa mitattavien fraktioiden määrää, on asennettu kokoojaelektrodin 20 keskustaan.

Laskeutumiskondensaattorissa 4 tapahtuu hiukkasten erottaminen matkan päähän toisistaan ja kokoryhmien laskeutuminen kokoojaelektrodin eri osille sähköstaattisen kentän voimien vaikutuksen alaisena.

25 Tämän tuloksena tiettyjen fraktioiden hiukkaset laskeutuvat kullekin mittauslevylle. Samalla, kun laskeutuminen ja varausten kertyminen tapahtuu mittauslevyillä, nämä kytketään irti mittauspiiristä ja eristetään instrumentin rungosta. Fraktioitumisen loppuunsaattamisen jäl-30 keen mittauslevyt vuorottaisesti yhdistetään kytkinlait teen 6 kautta potentiometrisen vahvistimen 7 sisääntuloon, jolloin rekisteröity signaali on verrannollinen vastaavan fraktion hiukkasten kokonaisvaraukseen ja sen mukaisesti hiukkasten määrään.

35 Muodostelmalla varauskammio 2, joka riippumatta varausosassa vallitsevista olosuhteista ja hiukkasten 75674 ominaisuuksista antaa yhtä ja samaa kokoa oleville hiukkasille yhden ja samat varaukset, tulee mahdolliseksi 1) huomattavasti suurentaa jauheiden dispersio-koostumuksen mittaamisen tarkkuutta; 5 2) laajentaa esillä olevan, jauheiden dispersio- koostumuksen mittaamiseksi tarkoitetun laitteen käyttöaluetta.

Jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi olevan sellaisen instrumentin testit, joka on rakennettu 10 esillä olevan keksinnön mukaan, ovat osoittaneet varaus-kammion ja instrumentin kokonaisuudessaan erittäin luotettavaksi.

Claims (2)

9 75674

1. Laite jauheiden dispersiokoostumuksen mittaamiseksi, joka laite käsittää laitteen (I) jauheen muut- 5 tamiseksi erillisten hiukkasten kaasumaiseen muotoon, va- rauskammion (2), jossa hiukkaset varataan verrannollisesti niiden pintojen alaan, laskeutumiskondensaattorin (4), jossa varatut hiukkaset erotetaan fraktioihin niiden koon mukaan, varattujen hiukkasten kokoojalaitteet, joita käy-10 tetään yhtä monta kuin on fraktioita, potentiometrisen vahvistimen (7), ilmanpuhaltimen (5) ilman puhaltamisek-se varauskammion (2) läpi ja laskeutumiskondensaattorin (4), jolloin kaikki laitteet on asennettu peräkkäin toinen toisensa jälkeen, tunnettu siitä, että varauskam-15 mio (2) käsittää tunnetun koronapurkausosan, jossa on ko-ronanmuodostuselektrodi (12), ja varausosan, joka on erotettu ensiksi mainitusta osasta verkkoelektrodilla (13) ja joka on varustettu kokoojakäämillä (14), joka on sijoitettu vastapäätä verkkoelektrodia (13) ja kytketty koronan-20 muodostuselektrodiin ja verkkoelektrodiin (12, 13) virran vakaannuttamislaitteen kautta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että virran vakaannuttamislaite muodostuu virran kokoojalaitteista (15), virran vakaannuttimesta 25 (16) ja korkeajännitemuuntajasta (17), jotka kaikki on kytketty sarjaan.