JP2011224561A - エアジェットシーブ - Google Patents

Abstract

【課題】エアジェットシーブによる１回の篩分け時の篩分け進度を検出し、これによって、篩分け期間を規定することが可能となる解決手段を提供する。
【解決手段】篩分け機械が、空気流内の粒子を摩擦電気的に検出することができる測定プローブ１６を有しているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアジェットシーブであって、ハウジングと、該ハウジング内に挿入可能である少なくとも１つの篩と、篩底部の下方に設けられたスリット付きノズルと、該スリット付きノズルに対する駆動装置と、スリット付きノズルへの空気供給部と、篩底部の下方の室からハウジングを通って延びる空気導出部と、このように形成された篩分け機械の運転を制御する制御装置とが設けられている形式のものに関する。

さらに、本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に挿入可能である少なくとも１つの篩と、篩底部の下方に設けられたスリット付きノズルと、該スリット付きノズルに対する駆動装置と、スリット付きノズルへの空気供給部と、篩底部の下方の室からハウジングを通って延びる空気導出部と、このように形成された篩分け機械の運転を制御する制御装置とを備えた、材料試料の粒度分析のためのエアジェットシーブを運転するための方法に関する。

冒頭で述べた形式のエアジェットシーブは、分析篩分けに際して、乾燥した粉末状の材料の粉末度および粒度分布を測定するために使用される。分析篩分けは、操作ミスをなくして、高い測定精度と再現可能性とを達成するために、ますます自動化される。

冒頭で述べたエアジェットシーブはハウジングを有している。このハウジングには、平らな篩底部を備えた篩が載着される。篩底部の上方の篩分け室は、１回の篩分けの間、蓋によって閉鎖される。篩底部の下方にハウジングは自由室を有している。この室内には、篩の鉛直な中心軸線を中心として回転可能なスリット付きノズルが配置されている。１回の篩分けの間、均一に回転するスリット付きノズルによって下方から空気が篩底部に向かって吹き上げられる。空気噴流が篩網の網目を吹き抜け、篩上に位置する篩分け物に渦流を付与する。この篩分け物の微細成分が空気噴流によって連行され、篩網を通って上方から下向きに篩挿入体の下方の室内に運ばれ、そこで篩分け機械から運び出される。各篩挿入体の網目幅よりも大きい粗い成分は篩を通過することができず、篩分け後に篩網上に位置したままとなる。

粒度分布を測定するためには、それぞれ異なる網目幅を備えた篩による複数回の篩分けが実施されなければならない。このためには、篩分けが行われた後に篩上に残された篩分け残渣が更なる篩分けにさらされる。各篩分け後、粒度分布曲線を規定することができるようにするために、篩分け残渣が秤量されなければならない。択一的には、各篩分けに対して材料が新たに秤量供給されてよい。

過去、エアジェットシーブはマニュアル操作された。近年では、分析篩分けを自動化し、主要なプロセスパラメータ、たとえば試料量、篩分け期間、空気量および負圧を自動的に検出しかつ調整することが目標とされた。公知先行技術に基づき、たとえば試料量を自動的に検出するための秤量セルをエアジェットシーブ内に組み込むことが公知である。さらに、このエアジェットシーブに対する制御装置を設けることが公知である。この制御装置では、入力量として、篩の網目幅、試料の材料特性および／または材料の使用分野が入力され、これに基づき、予め規定された篩分けパラメータ、たとえば負圧が検出され、調整され、篩分け期間が予め規定されている。したがって、篩分けを内的な試験規則に従って実施することができ、正確に再現可能な自動化された分析を実現することができる。さらに、篩分け機械はセンサを備えることができる。このセンサは、使用される篩の網目幅を自動的に識別し、場合により、篩分け機械または直接には篩における付加的な情報を記憶し、これによって、分析篩分け機械において、一般的に誤操作に対する分析安全性が高められる。

欧州特許第０６５４３０８号明細書に基づき、エアジェットシーブにおける空気体積流の測定および調整が公知である。同明細書では、ガス流を篩分け工程の経過にわたってコンスタントに保つことができる。さらに、同明細書に基づき、流出ガス流内の粒子量の検出と、ここから導き出される、分析に対する停止基準とが公知である。粒子流の光学的な検出が提案される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２２３９１号明細書に基づき、摩擦電気的な効果を使用しての流動ガス内での粉塵測定が公知である。この粉塵測定は、定性的な粉塵測定である。原理は、２つの物体が接触または摩擦によって互いに擦り合わされる場合の電荷の移動に基づいている。電荷差が、摩擦電気的な測定に対する根幹を成している。これによって、粉塵濃度の定性的な監視を行うことができ、粒子濃度の相対的な割当てを行うことができる。粉塵濃度に対する測定信号の正確な割当ては、コンスタントな速度の場合にしか可能とならない。

すでに公知の光学的な方法では、特に摩耗しやすい製品において、流出ガス流内の粒子量の光学的な検出に対する感応的なかつ高価な測定技術が不利である。この光学的な方法に対して、２つの構成部材、つまり、送光器と受光器とが必要となる。この送光器と受光器とは、ガラスディスクによって粒子流から仕切られる。ガラスは粉塵なしに保たれなければならない。このことは、極めて手間を要する。この手段によって、大きな構成容積が生じる。それぞれ異なる篩網目幅を備えた篩および種々異なる材料に対して区別されているとしても、篩分け時間がコンスタントに設定される場合には、篩網目幅に関連して、篩分けしたい材料が、それぞれ異なる長さで篩分けされることが不利である。このことは、たとえば物質が耐摩耗性でない場合、この物質のそれぞれ異なる負荷および測定結果の悪化に繋がる。

欧州特許第０６５４３０８号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２２３９１号明細書

したがって、本発明の課題は、エアジェットシーブによる１回の篩分け時の篩分け進度を検出し、これによって、篩分け期間を規定することが可能となる解決手段を提供することである。

この課題を解決するために本発明に係るエアジェットシーブでは、前記篩分け機械が、空気流内の粒子を摩擦電気的に検出することができる測定プローブを有しているようにした。

本発明に係るエアジェットシーブの有利な態様によれば、測定プローブが、粒子空気流の流れ方向で見て、篩底部の後方で、後置されたフィルタの前方に配置されている。

本発明に係るエアジェットシーブの有利な態様によれば、測定プローブが、流出空気通路内に配置されている。

本発明に係るエアジェットシーブの有利な態様によれば、摩擦電気的な測定プローブが、負圧測定のための圧力測定センサに接続されて形成されている。

本発明に係るエアジェットシーブの有利な態様によれば、摩擦電気的なプローブが、篩底部の下方の室の底部および／または壁に配置されている。

本発明に係るエアジェットシーブの有利な態様によれば、摩擦電気的なプローブが、スリット付きノズル内に組み込まれている。

本発明に係るエアジェットシーブの有利な態様によれば、摩擦電気的な測定プローブの測定信号が、ケーブルレスでボードに伝送されるようになっている。

さらに、前述した課題を解決するために本発明に係る方法では、粒子空気流内の粒子を、流れ方向で見て篩底部の後方で検出しかつ篩分け進度と関連させ、篩分け時間を規定するようにした。

本発明に係る方法の有利な態様によれば、流出空気流内の前記粒子の検出を、摩擦電気的な測定原理に従って行う。

本発明に係る方法の有利な態様によれば、摩擦電気的な測定プローブの測定信号を、期限を超えて検出し、信号の経過に基づき、前記篩分け時間を規定する。

篩分けに対する重要なプロセスパラメータは篩分け期間である。１回の篩分けの篩分け期間はその分離限界と分離精度とに影響を与える。理想的には、篩分け期間は、もはや篩網目幅よりも大きい材料しか篩上に位置せず、したがって、この材料が、もはや吸い出される空気流内に存在していないように選択される。篩分けしたい材料は理想的な特性を有していない、たとえばコンスタントな試料量が処理されず、耐摩耗性でなく、粘着性であり、静電的に帯電させられ、粒形が球と異なっているので、１回の篩分けが際限なく長々と続くことがある。篩分け期間は、選択された篩の網目幅にも左右される。大きな網目幅の篩での篩分けの篩分け期間は、小さな網目幅を備えた篩よりも短い。篩分け期間は過度に長く選択されてはならない。なぜならば、さもないと、損傷しやすい製品が過度に強く負荷され、篩分けの間に粉砕または摩耗に至るからである。経済的な観点から、篩分け期間は可能な限り短く設定されるべきである。しかし、同時に篩分けは典型的であると共に繰返し可能であることが望ましい。本発明によれば、篩分け進度を確認しかつ１回の測定の篩分け期間を材料および篩網目幅に関連して再現可能に規定することを可能にする測定技術をエアジェットシーブが備えることが提案されている。摩擦電気的な測定原理に従った粉塵測定が提案されている。測定プローブは、エアジェットシーブ内への流れ方向で見て篩底部の後方、たとえば流出空気通路内に組み込まれる。この流出空気通路を通って、空気が流れる。この空気は、スリット付きノズルを介して下方から上方に篩底部を通過し、その後、上方から下方に篩底部を通って、篩の網目幅よりも小さい材料を連行する。空気流内の粒子は測定プローブとの接触時に摩擦によって信号を発生させる。

摩擦電気的なプローブにおける生信号は極めて小さい。なぜならば、ほんの僅かな電荷量しか移動・輸送されないからである。したがって、電荷増幅器が、特に高オーム抵抗で接続されなければならず、高い増幅係数を有していなければならない。このような形式のシステムでは、妨害信号が散乱しやすい。したがって、プローブと増幅器とが、可能な限り短くて妨害に対して安全な線路に接続されなければならない。摩擦電気的に発生させられた電荷を輸送するためのケーブルを完全に省略し、プローブと増幅器とを直接接続することが理想的である。例示的な態様として、増幅器の、遮蔽されたハウジング内に全体的にまたは部分的に位置するプリント配線板が、プローブに直接ねじ締結される。

さらに、ガス・粒子混合物によって通流される管路内への部材、たとえば測定プローブの各組込みは、欠点、たとえば汚染、摩耗および流れの妨害に結び付けられている。これらの欠点を最小限に抑えるためには、いずれにせよ必要となる、圧力を測定するためのセンサバーが単独で固定され、したがって、摩擦電気的なプローブと組み合わされる。

この摩擦電気的なプローブは、流れ方向で見て篩底部の後方のエアジェットシーブ内のあらゆる箇所、つまり、篩分け後に粒子空気流が所定の面に沿って流れる至る所に組み込むことができる。プローブは面状のエレメントとして篩底部の下方の室の底部または壁に形成されていてもよい。別の態様では、摩擦電気的なセンサがスリット付きノズル内に組み込まれてよい。

摩擦電気的なプローブの定性的な信号は時間に関連して検出され、篩分け進度と関連させることができる。信号の経過は、篩分け期間を規定するために使用される。

こうして、篩分けを経済的に実施することができる。なぜならば、各篩分けの篩分け期間が、材料と篩分け条件とに適合されているからである。流出空気流内の粒子を検出するための摩擦電気的な測定原理の使用は、経済的な測定法を成している。測定プローブは、構造が簡単であり、構成容積が少なく、汚れにくく、摩耗しにくい。

また、本発明は、さらに、エアジェットシーブを運転するための方法によって特徴付けられる。この方法では、流出空気流内の粒子が検出され、篩分け進度と関連させられる。流出空気流内の粒子の検出は、摩擦電気的な原理に従って行われる。このためには、摩擦電気的なプローブの定性的な測定信号が、期限を超えて検出され、信号の経過が、篩分け期間を規定するために使用される。この場合、請求項１から５記載のエアジェットシーブが使用される。

測定プローブを備えたエアジェットシーブの断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、エアジェットシーブ１を断面図で見ることができる。ハウジング２が、駆動モータ３と、スリット付きノズル６に対する駆動軸５を備えた伝動装置４とを取り囲んでいる。ハウジング２は篩底部８と一緒にこの篩底部８の下方に室９を形成している。この室９内にスリット付きノズル６が配置されている。篩分け室１０が、篩底部８と蓋１１とによって仕切られる。この蓋１１は、篩分け室１０を手で開閉するためのグリップ１２を有している。篩７は環状の支持構造体１３を有している。この支持構造体１３内に篩底部８が緊締されている。篩７の支持構造体１３はハウジング２内に緩く挿入されていて、ハウジング２の内部の円錐形の段付け部によってセンタリングされる。流入空気通路１４を介して、空気がスリット付きノズル６内に供給され、下方から篩底部８に向かって吹き上げられる。室９内に微細成分と一緒に流入した空気は、流出空気通路１５を介してハウジング２から吸い出される。流出空気通路１５内には、摩擦電気的な粉塵測定のための測定プローブ１６と、吸込み開口と吸出し部との間の差圧測定のための装置の一部とが配置されている。

また、ハウジング２には、操作卓１７が一体化されている。この操作卓１７はキーボード範囲を有している。このキーボード範囲を介して、必要となる全ての入力を実行することができる。キーボードの代わりに、タッチパネルまたは回転ノブが使用されてよい。コンピュータに対するデータインタフェースも同じく設けることができる。

ハウジング２内には、粉塵測定および篩分け進度の検出ならびに篩分け時間の規定のための評価電子装置が組み込まれている。

流出空気通路１５内に組み込まれた摩擦電気的なプローブ１６は、可能な限り短くて妨害に対して安全な線路によって増幅器に接続されている。本発明の別の実施の形態では、摩擦電気的に発生させられた電荷を輸送するためのケーブルが完全に省略され、プローブ１６と増幅器とが直接接続される。例示的な実施の形態として、増幅器の、遮蔽されたハウジング２内に全体的にまたは部分的に位置するプリント配線板が、プローブ１６に直接ねじ締結される。

摩擦電気的なセンサ１６は、エアジェットシーブ１内への流れ方向で見て篩底部８の後方のあらゆる箇所、たとえば流出空気通路１５または後置されたフィルタへの接続管路、つまり、篩分け後に粒子空気流が所定の面に沿って流れる至る所に組み込むことができる。プローブ１６は面状のエレメントとして篩底部８の下方の室９の底部および／または壁に形成されていてもよい。別の実施の形態では、摩擦電気的なセンサ１６がスリット付きノズル６内に組み込まれてよい。

本発明の有利な実施の形態では、圧力測定のために必要となるセンサが単独で流出空気通路１５内に固定され、摩擦電気的なプローブとしても使用される。

摩擦電気的な測定信号は期限を超えて検出され、その経過から、篩分け進度が読み取られ、篩分け期間が規定される。

１ エアジェットシーブ
２ ハウジング
３ 駆動モータ
４ 伝動装置
５ 駆動軸
６ スリット付きノズル
７ 篩
８ 篩底部
９ 室
１０ 篩分け室
１１ 蓋
１２ グリップ
１３ 支持構造体
１４ 流入空気通路
１５ 流出空気通路
１６ 摩擦電気的な測定プローブ
１７ 操作卓

Claims (10)

1. エアジェットシーブ（１）であって、ハウジング（２）と、該ハウジング（２）内に挿入可能である少なくとも１つの篩（７）と、篩底部（８）の下方に設けられたスリット付きノズル（６）と、該スリット付きノズル（６）に対する駆動装置と、スリット付きノズル（６）への空気供給部と、篩底部（８）の下方の室（９）からハウジング（２）を通って延びる空気導出部と、このように形成された篩分け機械の運転を制御する制御装置とが設けられている形式のものにおいて、前記篩分け機械が、空気流内の粒子を摩擦電気的に検出することができる測定プローブ（１６）を有していることを特徴とする、エアジェットシーブ。
2. 測定プローブ（１６）が、粒子空気流の流れ方向で見て、篩底部（８）の後方で、後置されたフィルタの前方に配置されている、請求項１記載のエアジェットシーブ。
3. 測定プローブ（１６）が、流出空気通路（１５）内に配置されている、請求項１記載のエアジェットシーブ。
4. 摩擦電気的な測定プローブ（１６）が、負圧測定のための圧力測定センサに接続されて形成されている、請求項１または２記載のエアジェットシーブ。
5. 摩擦電気的なプローブ（１６）が、篩底部（８）の下方の室（９）の底部および／または壁に配置されている、請求項１記載のエアジェットシーブ。
6. 摩擦電気的なプローブ（１６）が、スリット付きノズル（６）内に組み込まれている、請求項１記載のエアジェットシーブ。
7. 摩擦電気的な測定プローブ（１６）の測定信号が、ケーブルレスでボードに伝送されるようになっている、請求項１から６までのいずれか１項記載のエアジェットシーブ。
8. ハウジング（２）と、該ハウジング（２）内に挿入可能である少なくとも１つの篩（７）と、篩底部（８）の下方に設けられたスリット付きノズル（６）と、該スリット付きノズル（６）に対する駆動装置と、スリット付きノズル（６）への空気供給部と、篩底部（８）の下方の室（９）からハウジング（２）を通って延びる空気導出部と、このように形成された篩分け機械の運転を制御する制御装置とを備えた、材料試料の粒度分析のためのエアジェットシーブ（１）を運転するための方法において、粒子空気流内の粒子を、流れ方向で見て篩底部（８）の後方で検出しかつ篩分け進度と関連させ、篩分け時間を規定することを特徴とする、材料試料の粒度分析のためのエアジェットシーブを運転するための方法。
9. 流出空気流内の前記粒子の検出を、摩擦電気的な測定原理に従って行う、請求項８記載の方法。
10. 摩擦電気的な測定プローブ（１６）の測定信号を、期限を超えて検出し、信号の経過に基づき、前記篩分け時間を規定する、請求項８または９記載の方法。

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