FR2500629A1 - Centrigraphe ou analyseur granulometrique centrifuge suivant un procede de variation simultanee de la vitesse de rotation et de la distance de mesure par rapport a l'axe du disque centrifuge en fonction du temps - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LES ANALYSEURS GRANULOMETRIQUES DU TYPE CENTRIFUGE PERMETTANT DE DETERMINER LA DISTRIBUTION GRANULOMETRIQUE OU LA SEPARATION DES PARTICULES EN FONCTION DE LEUR DIAMETRE. L'APPAREIL COMPREND UN DISQUE CENTRIFUGE 1 DANS LEQUEL SONT LES PARTICULES A MESURER OU A SEPARER. CE DISQUE EST ENTRAINE PAR UN MOTEUR A VITESSE VARIABLE 2, CELLE-CI AUGMENTANT EN FONCTION DU TEMPS. PERPENDICULAIREMENT A L'AXE DU DISQUE 1 SE DEPLACE LA DETECTION OU LE PRELEVEMENT 7. CE DEPLACEMENT EST EGALEMENT FONCTION DU TEMPS, PERMETTANT AINSI DE DIMINUER LA DISTANCE PARCOURUE PAR LES PARTICULES PAR RAPPORT A L'AXE DU DISQUE 1. L'AUGMENTATION DE LA VITESSE ET LA DIMINUTION DE LA DISTANCE SONT SIMULTANEES ET PEUVENT VARIER SOIT PAR PALIER SOIT DE FACON CONTINUE. LES APPLICATIONS LES PLUS INTERESSANTES SONT LES ANALYSES GRANULOMETRIQUES DE PARTICULES TRES PETITES ET INFERIEURES A QUELQUES DIZAINES DE MICROMETRES.
Description
La présente invention concerne les instruments d'analyses granulométriques par centrifugation. Elle permet de déterminer la distribution des particules en fonction de leur dimension dans un temps relativement réduit et d'at- teindre des diamètres de particules très petits, grâce à la combinaison simultanée de l'augmentation de la vitesse de centrifugation et de la réduction des distances de mesure par rapport au centre du disque centrifuge.
Les appareils connus d'analyses granulométriques par centrifugation travaillent à vitesse fixe et avec une détection de mesure également fixe par rapport au centre du disque centrifuge. De tels appareils présentent l'inconvénient d'avoir un temps de mesure relativement long pour atteindre des petites dimensions de particules. Dans ce cas, il est nécessaire de travailler à des vitesses de centrifugation élevées ce qui réduit la détection des grosses particules donc la dynamique de mesure.
Le centrigraphe, selon l'invention, permet de minimiser ces inconvénients grâce à l'action simultanée de l'augmentation de la vitesse de rotation du disque et de la diminution de la distance de mesure par rapport au centre du disque, ces deux actions étant fonctions du temps. La formule régissant la centrifugation est la suivante
ou D = diamètre des particules
n - viscosité du liquide dans lequel seront centrifugées les particules
W = vitesse angulaire
d = densité des particules
do = densité du liquide
T - temps de mesure
r = distance de mesure par rapport à l'axe
s = rayon du menisque du liquide de suspension par rapport à l'axe (r
et s étant représentés sur la figure I en coupe suivant l'axe central)
Pour une analyse granulométrique certains facteurs seront constants durant toute l'analyse, soit d, do, n. D'autre part, la vitesse angulaire W peut s'écrire sous la forme
W - 2tRl? R N
60
N étant la vitesse de rotation du disque centrifuge.
ou D = diamètre des particules
n - viscosité du liquide dans lequel seront centrifugées les particules
W = vitesse angulaire
d = densité des particules
do = densité du liquide
T - temps de mesure
r = distance de mesure par rapport à l'axe
s = rayon du menisque du liquide de suspension par rapport à l'axe (r
et s étant représentés sur la figure I en coupe suivant l'axe central)
Pour une analyse granulométrique certains facteurs seront constants durant toute l'analyse, soit d, do, n. D'autre part, la vitesse angulaire W peut s'écrire sous la forme
W - 2tRl? R N
60
N étant la vitesse de rotation du disque centrifuge.
La première formule peut être réduite, pour des conditions déterminées d'analyse sous la forme suivante
R étant la constante instrumentale pour une analyse déterminée.
I1 s'agit donc de jouer simultanément sur le rapport r/s et sur N (en augmentant N et en diminuant r/s) en fonction du temps. Si pour un même diamètre de particules le rapport r/s diminue et N augmente il est évident que T diminuera également.
Suivant la formule simplifiée ci-dessus, il est facile de calculer le rapport r/s en fonction de D, en prenant par exemple comme point de départ :
D = r/s = 10 N = 1 et T = 1. Ainsi pour :
D = 1 r/s sera égal à 10
D = 1/2 r/s sera égal à 1,778
D = 1/4 r/s sera égal à 1,574
D = 1/8 r/s sera égal à 1,0366
D = 1/16 r/s sera égal à 1,009
D = 1/32 r/s sera égal à 1,00225 et ainsi de suite. En incrémentant par exemple N de #2 pour chaque augmentation de temps de #2, il est possible de calculer un nouveau r/s donc un nouveau r correspondant à la distance de mesure par rapport à l'axe du disque.
D = r/s = 10 N = 1 et T = 1. Ainsi pour :
D = 1 r/s sera égal à 10
D = 1/2 r/s sera égal à 1,778
D = 1/4 r/s sera égal à 1,574
D = 1/8 r/s sera égal à 1,0366
D = 1/16 r/s sera égal à 1,009
D = 1/32 r/s sera égal à 1,00225 et ainsi de suite. En incrémentant par exemple N de #2 pour chaque augmentation de temps de #2, il est possible de calculer un nouveau r/s donc un nouveau r correspondant à la distance de mesure par rapport à l'axe du disque.
Ainsi, pour D = 1/2 au temps T il vient, comme indiqué ci-dessus
85~= log (r/1,778) donc
2 log r = f - log 1,778
2
soit log r = 0,957 et r = 9,05734
De la même manière il sera facile de calculer r pour D=1/4, T=2 et N=2.
2 log r = f - log 1,778
2
soit log r = 0,957 et r = 9,05734
De la même manière il sera facile de calculer r pour D=1/4, T=2 et N=2.
Pour D=1/4 la valeur r/s au temps T est de 1,1547. Au temps T = #2 et pour N = #2 il vient :
ce qui donne V < = log r - log 1,1547
8
soit log r = 0,2392
et r = 1,7349
Cette dernière valeur de r correspond au nouveau s au temps t=#2 lorsque
N et T vont augmenter à nouveau de #2, donc dans ce cas N=2 et T=2.Avec ces nouvelles données il vient
soit log r = 0,7392 et r = 5,4862
Voici sous forme de tableau ci-dessous les différentes valeurs de D, T,
N et r
D T N r 1 1 10
1/2 #2 #2 9,05734
1/4 2 2 5,48625
1/8 2 #2 2 #2 3,45439 1/16 4 4 2,42433 1/32 4 #2 4 #2 1,87467 1/64 8 8 1,56038 1/128 8 #2 8 8#2 1,36992 1/256 16 16 1,24927 1/512 16 #2 16 #2 1,17047 1/1024 32 32 1,11774
Pour l'exemple indiqué, à savoit des incrémentations de temps et de vi tesse de rotation de #2 correspondant à une diminution respective du diamètre
D, d'un rapport 2.La variation de r en fonction du temps T est représentée sur la figure 2 pour cet exemple.
ce qui donne V < = log r - log 1,1547
8
soit log r = 0,2392
et r = 1,7349
Cette dernière valeur de r correspond au nouveau s au temps t=#2 lorsque
N et T vont augmenter à nouveau de #2, donc dans ce cas N=2 et T=2.Avec ces nouvelles données il vient
soit log r = 0,7392 et r = 5,4862
Voici sous forme de tableau ci-dessous les différentes valeurs de D, T,
N et r
D T N r 1 1 10
1/2 #2 #2 9,05734
1/4 2 2 5,48625
1/8 2 #2 2 #2 3,45439 1/16 4 4 2,42433 1/32 4 #2 4 #2 1,87467 1/64 8 8 1,56038 1/128 8 #2 8 8#2 1,36992 1/256 16 16 1,24927 1/512 16 #2 16 #2 1,17047 1/1024 32 32 1,11774
Pour l'exemple indiqué, à savoit des incrémentations de temps et de vi tesse de rotation de #2 correspondant à une diminution respective du diamètre
D, d'un rapport 2.La variation de r en fonction du temps T est représentée sur la figure 2 pour cet exemple.
Le dispositif selon l'invention est représenté sous forme synoptique sur le dessin figure 3. Il comporte une cellule de mesure (1), composée d'un disque cylindrique (transparent au faisceau de mesure) dans lequel se trouve la suspension de particules à mesurer. Cette cellule est entraînée par un moteur à vitesse variable (2) solidaire d'un disque stroboscopique ou d'une génératrice tachymétrique (3). La vitesse est contrôlée et reglée par un circuit d'asser pissement (4) comportant son propre progran- ou géré par un système à microprocesseur (5). La cellule (1) est traversée par un faisceau lumineux ou de rayons X très mince (6), passant entre deux petites fntes. Une partie du faisceau est absorbée par les particules contenues dans la suspension de la cellule (1).La partie transmise est détectée par un détecteur (lumineux ou à scintillation) (7). L'émetteur du faisceau (6) et le détecteur (7) se déplacent en meme temps et perpendiculairement à l'axe de la cellule (I)et sont entraînés simultanément par un translateur de position (8) comportant un moteur pas à pas lui meme comnandé par le système à microprocesseur (5). La position du faisceau en fonction du temps est donnée par la courbe r=f (t) figure 2.
Le faisceau aboutissant au détecteur (7) est ensuite converti en signal analogique pour arriver au microprocesseur (5) qui convertira ce signal pour ltexprimer en pourcentage de particules et le transmettre l'enregristreur (9) sous forme de courbe granulometrique. La vitesse de rotation de a cellule (1) et la vitesse de déplacerrnt du couple émetteur (6) détecteur (7) seront en prp::tc1 changement durant 1'analyse. Ces changenents seront ordonnés par le mi croproc s- seur (5) suivant les données analytiques (densités des particules et du liquide de suspension, viscosité du liquide de suspension, rayon de la cellule de mesure et diamètre des particules à atteindre). D'autre part, l'enre- gistreur (9) est asservi au couple émetteur (6) détecteur (7) de façon qu'à un temps donné, pour des conditions analytiques déterminées, la position du couple émetteur (6) détecteur (7) corresponde sur ltenregistreur (9) un diamètre de particules bien déterminé.
Le procédé, objet de l'invention, peut etre utilisé dans tous les cas où une analyse granulométrique doit être effectuée, en particulier lorsque le diamètre des particules est inférieur à quelques dizaines de micromètres et aussi petits que quelques dizaines d'angstroms. Il peut être utilisé dans toutes les industries chimiques, céramiques, des peintures, cimentières et pharmaceutiques, aussi bien en contrôle de routine qu'en recherche. Ce procédé peut également etre utilisé pour faire de la séparation de particules par tailles en remplaçant la source de détection par un système de prélèvement se dépla çant lui-aussi en fonction du temps.
Claims (3)
1 - Appareil d'analyse granulométrique par centrifugation caractérisé par le fait que le disque centrifuge (1) représentant la cellule de mesure est entraîné par un moteur (2) dont la vitesse, règlée par un circuit d'asservissement (4) et contrôlée par un disque stroboscopique ou une génératrice tachymétrique (3), augmente en fonction du temps et que la distance par rapport à l'axe de la cellule de mesure (1) du couple émetteur (6) récepteur (7) d'un faisceau lumineux ou de rayons X, représentant la détection, diminue au cours du temps, grâce à un translateur de position (8) se déplaçant perpendiculairement à l'axe du disque centrifuge.
2 - Appareil d'analyse granulométrique selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la vitesse de rotation du disque centrifuge (1) peut être augmentée soit par paliers soit de façon continue.
3 - Appareil d'analyse granulométrique selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que la vitesse de rotation du disque centrifuge (1) et que la distance par rapport à l'axe de la cellule de mesure (1) du couple émetteur (6) - récepteur (7) formant la détection, varient simultanément au cours du temps.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8114280A FR2500629A1 (fr) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | Centrigraphe ou analyseur granulometrique centrifuge suivant un procede de variation simultanee de la vitesse de rotation et de la distance de mesure par rapport a l'axe du disque centrifuge en fonction du temps |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR8114280A FR2500629A1 (fr) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | Centrigraphe ou analyseur granulometrique centrifuge suivant un procede de variation simultanee de la vitesse de rotation et de la distance de mesure par rapport a l'axe du disque centrifuge en fonction du temps |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2500629A1 true FR2500629A1 (fr) | 1982-08-27 |
| FR2500629B1 FR2500629B1 (fr) | 1984-03-09 |
Family
ID=9260767
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8114280A Granted FR2500629A1 (fr) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | Centrigraphe ou analyseur granulometrique centrifuge suivant un procede de variation simultanee de la vitesse de rotation et de la distance de mesure par rapport a l'axe du disque centrifuge en fonction du temps |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2500629A1 (fr) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2556836A1 (fr) * | 1983-12-19 | 1985-06-21 | Jauffret Sa | Procede et dispositifs de separation fractionnee et d'analyse granulometrique de particules en suspension dans un liquide |
| EP0447060A2 (fr) * | 1990-03-12 | 1991-09-18 | Beckman Instruments, Inc. | Séparation optimalisée par centrifugation |
| US5171206A (en) * | 1990-03-12 | 1992-12-15 | Beckman Instruments, Inc. | Optimal centrifugal separation |
| EP1808687A2 (fr) * | 2002-07-24 | 2007-07-18 | Wyatt Technology Corporation | Centrifugeuse à mesure absolue |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3679367A (en) * | 1970-09-14 | 1972-07-25 | Technicon Instr | Apparatus for determining the pack volume of particulates in liquid mixtures |
| US4055076A (en) * | 1975-03-21 | 1977-10-25 | Michele Tropea | Centrifugal granulometer |
| GB1533587A (en) * | 1976-05-12 | 1978-11-29 | Groves M | Method of determining particle size |
-
1981
- 1981-07-22 FR FR8114280A patent/FR2500629A1/fr active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3679367A (en) * | 1970-09-14 | 1972-07-25 | Technicon Instr | Apparatus for determining the pack volume of particulates in liquid mixtures |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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| US5171206A (en) * | 1990-03-12 | 1992-12-15 | Beckman Instruments, Inc. | Optimal centrifugal separation |
| EP1808687A2 (fr) * | 2002-07-24 | 2007-07-18 | Wyatt Technology Corporation | Centrifugeuse à mesure absolue |
| EP1808687A3 (fr) * | 2002-07-24 | 2014-06-18 | Wyatt Technology Corporation | Centrifugeuse à mesure absolue |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2500629B1 (fr) | 1984-03-09 |
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Legal Events
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