JP4545976B2 - Sample moisture vaporizer - Google Patents

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JP4545976B2 JP2001091608A JP2001091608A JP4545976B2 JP 4545976 B2 JP4545976 B2 JP 4545976B2 JP 2001091608 A JP2001091608 A JP 2001091608A JP 2001091608 A JP2001091608 A JP 2001091608A JP 4545976 B2 JP4545976 B2 JP 4545976B2
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毅 須藤
正東 萩原
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料に含まれる含水量を測定するため、試料を閉じた空間で加熱し、試料に含まれる水分を気化し、この水分をキャリアガスで水分計に送り、その水分量を測定する試料水分気化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カールフィッシャー水分定量法を用いた固体試料の水分測定には、水分気化装置を用いた間接気化法が有効な測定法として使用されている。これは、水分測定用電解液や滴定溶媒に溶解しない、例えばプラスチックペレット等の試料の水分測定が可能である。
【0003】
図4に従来の試料水分気化装置の概要を示す。この試料水分気化装置は、ガラス管等からなる筒形の気化室1を有し、図4において左端寄りの外側に加熱炉8が設けられている。この気化室1の図4において右端には、試料皿導入口が設けられ、この試料導入口は蓋7で気密に閉じられる。気化室1の図4において右端側の下部には、乾燥した空気或いは窒素ガス等のキャリアガスを気化室4に導入するキャリアガス導入口3が設けられている。気化室1の図4において左端には、気化室1内から前記キャリアガスと共に気化した水分を排出するガス排出口4が設けられている。気化室1のほぼ中間部の上部には、試料投入口2が斜めに設けられ、そこを気密に閉じる共栓10が嵌め込まれている。
【0004】
このような試料水分気化装置を使用して試料中の含水量を測定する場合、まず試料皿導入口の蓋7を開け、そこから試料皿5とその試料皿5を連結した磁性体等からなる試料押出体6を気化室1の中に導入し、試料導入口の蓋7を閉じる。
この状態で試料皿5は、試料投入口2の真下に位置している。
【0005】
気化室1の下方には、試料押出体6を磁力等により保持し、その試料押出体6を気化室1内で図4において左右に移動させる移動機構9が配置されている。この移動機構9により試料押出体6を気化室1内で図4に示す位置から同図において左方向に移動させ、試料皿5を加熱炉8の位置に移動させる。ここで、ガス導入口3から乾燥したキャリアガスを導入しながら、加熱炉8で試料皿5を加熱し、その試料皿5や気化室1の壁に付着した水分を気化させる。気化した水分は、前記ガス導入口3から導入されたキャリアガスにより搬送され、ガス放出口4から図示してない水分計に搬送される。次に、試料皿4を図4に示す元の位置に戻し、試料皿4を常温まで冷却する。
【0006】
次に、気化室1から水分計に送られてくるキャリアガスの水分測定値が安定したら、試料投入口2の共栓2を抜いて試料投入口2を開き、予め秤量した試料を試料皿5の中に投入し、その後試料投入口2の共栓2を嵌め込んで試料投入口2を閉じる。その後、再び試料皿5を加熱炉8の位置に移動させる。ここで、ガス導入口3から乾燥したキャリアガスを導入しながら、加熱炉8で試料皿5内の試料を加熱し、その試料の水分を気化させる。気化した水分は、前記ガス導入口3から導入されたキャリアガスにより搬送され、ガス放出口4から水分計に搬送され、水分が測定される。
【0007】
その後、試料皿5を図4に示す元の位置に戻し、試料皿導入口の蓋7を開いて試料皿5と試料押出体6を気化室1から取り出す。別の試料皿5を試料押出体6に連結し、これらを気化室1に導入した後、蓋7を閉じる。以下同様にして新しい試料皿5で次の試料の水分を測定する。
【0008】
【発明が解決しようとしている課題】
従来における試料水分気化装置では、前記のようにして試料投入口2からその真下にある試料皿5に試料を投入するが、この時、試料皿5から試料がこぼれることがある。試料皿5から試料がこぼれると、その分だけ試料の含水量が少なく測定されるため、水分量の測定値に誤差が生じる。また、試料皿5からこぼれた試料を気化室1から取り出すのに手数もかかる。
【0009】
しかも、前記従来の試料水分気化装置の気化室1に設けた試料導入口2は、一定の角度に固定されており、その角度を変えることができない。このため、投入する試料の大きさや粒度によっては、試料導入口2から試料を投入ににくい場合があり、これが試料皿5から試料がこぼれやすい一因となっている。
【0010】
さらに、前記従来の試料水分気化装置では、試料皿5を試料投入口2の真下と加熱炉8との間で移動させるスペースが必要であるため、気化室1は内径が約30mm、長さが300〜400mm程あり、その内部容積がは200〜800cm3程ある。前述のように、試料の水分を気化する前に、試料皿5と共に気化室1の内部を十分乾燥する予備乾燥を行うが、気化室1の内部容積が大きいほどこの予備乾燥に時間を要する。
【0011】
特に、試料皿5を交換する時、大気中で試料皿5や試料押出体6に付着した水分が気化室1内に混入する。このとき、大気中の水分も大気と共に気化室1内に混入する。場合によっては、試料押出体6に人の指先の水分が付着することもある。これらの水分は、前述のような予備乾燥によって徐々に気化室1から放出されるが、混入した水分の全てを排出するまでには、気化室1の内部容積に応じた乾燥時間を必要とする。
【0012】
また、この予備乾燥の後、試料を投入する前に試料皿5を冷却するが、前記従来の試料水分気化装置では、試料皿5が気化室1の内部にあるため、気化室1を介してのみ試料皿5を冷却することができ、直接に使用皿5を冷却できない。このため、容積の大きな気化室1では、予備加熱の後の試料皿5の冷却も長い時間必要とする。
【0013】
本発明は、前記従来の試料水分気化装置における課題に鑑み、試料をこぼすことなく試料容器に投入することができ、しかも、試料を加熱する容器の容積を小さくして予備加熱やその後の冷却を短時間で行うことができ、従って簡便且つ短時間に試料の水分の気化ができる試料水分気化装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記の目的を達成するため、試料投入口12を有する試料容器ホルダ11に試料容器21を取り付け、その試料容器21の上面の開口部を試料投入口12に向けてその試料投入口12の真下に配置したものである。そして、この試料容器21は移動させず、加熱炉26を上下し、それを試料容器21の下方から試料容器21を囲む位置との間で移動させるようにしたものである。
【0015】
すなわち、本発明による試料水分気化装置は、試料投入口12を有する試料容器ホルダ11と、前記試料投入口12を気密に閉じる共栓13と、試料投入口12の真下位置にて試料容器ホルダ11に取り付けられ、前記試料投入口12に向けて上面を開口した試料容器21と、試料容器ホルダ11に設けられ、前記試料容器21に乾燥したキャリアガスを導入するキャリアガス導入口14と、試料容器ホルダ11に設けられ、前記試料容器21からキャリアガスを排出するキャリアガス排出口 16と、前記試料容器21を囲むように配置され、その試料容器21を加熱する加熱炉26とを有する。この加熱炉26は昇降機構により昇降され、最高位置に上昇したとき、試料容器ホルダ11に垂直に保持された試料容器21を囲むように配置される。
【0016】
このような試料水分気化装置では、試料容器21とそれに試料を投入する試料投入口12とが、試料容器ホルダ11を介して互いに上下に固定されているため、試料投入口12から投入された試料は直接に試料容器21に収納される。このため、試料が試料容器21からこぼれることはない。
【0017】
この場合、試料容器ホルダ11が傾動可能であると、薬匙等で試料投入口12から試料容器21に試料を投入するとき、加熱炉26を下げた状態で、試料投入口12と試料容器21とを任意の角度に傾けて試料を投入できるため、試料を容易に試料容器21へと投入することができる。
【0018】
試料容器21に試料を投入した後は、試料投入口12を共栓13で閉じると共に、試料容器21を垂直にし、加熱炉26を試料容器21の位置まで上昇させて、試料容器21を加熱し、試料の水分を気化する。気化した水分は、キャリアガス導入口14から試料容器21の中に送られてくる乾燥したキャリアガスにより搬送され、キャリアガスと共にキャリアガス排出口 16から水分計へ搬送される。
【0019】
試料の水分を気化させるときの気化する空間の容積は、ほぼ試料容器21の容積と同じになるため、試料を投入するのに先立って予め試料容器21を予備加熱し、乾燥し、さらに冷却する時間が短くて済み、試料中の水分の気化とその測定の時間を全体として短縮することができる。
【0020】
また、試料容器21を、その上面開口部の外側に張り出したフランジ22を、試料容器ホルダ11とその下面に設けられた容器取付バネ19との間に差し込んで着脱自在に試料容器ホルダ11に取り付けられるようにすると、試料容器21の交換も容易となり、複数の試料容器21を順次試料容器ホルダ11に取り付けて試料の水分の気化を効率よく行える。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図1と図3は、本発明の一実施形態による試料水分気化装置の縦断正面図であり、図2は同試料水分気化装置のの側面図である。
【0022】
これらの図に示す通り、フレーム25にガラス、セラミックス或いはフッ素系樹脂等の耐熱性を有する材料からなる試料容器ホルダ11が設けられている。試料容器ホルダ11の下面は、研磨等により平面加工仕上げが施されている。
この試料容器ホルダ11は、フレーム25の背後に取り付けた回転機構23の回転軸を介してフレーム25に取り付けられており、フレーム25に対して任意の角度に傾斜させることができる。
【0023】
試料容器ホルダ11の中央部には、円筒状の起立した試料投入口12が設けられ、この試料投入口12の内周面には下方にいくに従って内径が小さくなるようなテーパが形成されている。この試料投入口12の下部壁面には、貫通孔33が設けられており、この貫通孔33は、後述するキャリアガス導入口14と反対側の試料投入口12の壁に設けられている。
この試料投入口12には、下端部側に前記テーパに対応したテーパを有する共栓13が気密に嵌合され、試料投入口12を気密に閉じることができるようになっている。共栓の下端部主面には、縦に溝34が1箇所だけ形成されている。
【0024】
さらに、この試料容器ホルダ11の下面両側に一対のガイド18、18が設けられている。さらにこのガイド18、18の下に試料容器ホルダ11の下面から若干離れて一対の容器取付バネ19、19が設けられている。この容器取付バネ19、19は、図2の右端側がフレーム25及び試料容器ホルダ11に固定され、その図2の左端は自由端となっている。この容器取付バネ19、19の自由端は下方に湾曲し、試料容器ホルダ11の下面から離れている。
【0025】
水分を気化する試料を収納する試料容器21としては、パイレックスガラス等のような耐熱性があり、気密性の高いものが使用される。この試料容器21は、上端を開口し、その開口した上端から外側にせり出したフランジ22を有する有底容器状のものである。このフランジ22の上面は、研磨により平面仕上げされている。
【0026】
この試料容器21は、そのフランジ22を、前記ガイド18、18、試料容器ホルダ11及び容器取付バネ19、19の間に嵌め込むことにより、試料容器ホルダ11から吊り下げられるようにして取り付けられる。すなわち、試料容器21は、そフランジ22が試料容器ホルダ11と一対の容器取付バネ19、19との間に上下に挟み込まれ、且つそのフランジ22が両側から一対のガイド18、18により挟み込まれて位置規制された状態で試料容器ホルダ11に取り付けられる。そして、試料容器21のフランジ22がガイド18、18で停止される最も奥の位置まで差し込まれると、試料容器21の上面開口部が試料投入口12の真下に位置する。この状態で、容器取付バネ19、19の弾力により、試料容器21のフランジ22の平滑な上面が試料容器ホルダ11の平滑な下面に押し当てられ、試料容器21の気密性が確保される。容器取付バネ19、19と試料容器ホルダ11との間隔は、調整ネジ20により調整される。
【0027】
試料容器ホルダ11の一方の側面には、乾燥した空気または窒素ガス等のキャリアガスを供給するキャリアガス導入口14が設けられ、このキャリアガス導入口14は、可撓性を有するパイプ15を介して図示してないキャリアガス供給源に接続されている。このキャリアガス導入口14は、試料容器ホルダ11の下面から同ホルダ11に取り付けられた前記試料容器21の上面開口部に通じている。
【0028】
試料容器ホルダ11の他方の側面には、前記キャリアガスと共に試料容器21内で気化された水分を排出するキャリアガス排出口16が設けられている。このキャリアガス排出口16は、可撓性を有するパイプ17を介して図示してない水分計に接続されている。このキャリアガス排出口16は、試料容器ホルダ11の中央側において、試料投入口12の下部に通じている。
フレーム25の背面側にあって、試料容器ホルダ11に取り付けられた試料容器21に向けて冷却ファン24が設けられている。
【0029】
さらに、試料容器ホルダ11に取り付けられた試料容器21の下方には、加熱炉26が設けられている。この加熱炉26は、上面を開口し、周壁または周壁及び底壁にヒータを設けたものである。この加熱炉26は、フレーム25に昇降自在に取り付けられた可動フレーム27に固定されている。この可動フレーム27には、ラック28が取り付けられ、このラック28には、フレーム25に取り付けられたモータ31によって回転されるピニオン30が噛み合っている。これにより、モータ31の回転により、加熱炉26を昇降させることができる。
【0030】
図1と図2は、加熱炉26が最低位置にある状態であり、図3は、この加熱炉26が最高位にある状態である。図3に示すように加熱炉26が最高位置にあるとき、加熱炉26は、試料容器ホルダ11に取り付けられた試料容器21の周囲と底を囲む。フレーム25には、例えば一対の発光素子と受光素子とを対向させたセンサ32が設けられており、このセンサ32は、図3に示すように加熱炉26が最高位置にあるとき、可動フレーム27の存在によって加熱炉26の当該位置を検知する。
【0031】
このような構成を有する試料水分気化装置を使用して試料の水分を気化する手順について、次に説明する。
まず、図1〜図3に示すように、試料容器ホルダ11に空の試料容器21を取り付ける。この試料容器21の底には、アルミ箔で形成された試料ボートを装着しておくとよい。これは、加熱により試料が試料容器21の内壁に固着してしまうのを防止するためである。
【0032】
この状態で、加熱炉26を図1及び図2に示す位置から図3に示す位置まで上昇させ、加熱炉26によって空の試料容器21を加熱し、試料容器21の内壁に付着した水分や同試料容器21内の空気に含まれる水分を気化する。このとき、図3に示すように、共栓13の溝を試料導入口12の貫通孔33からずらしておく。キャリアガス導入口14から乾燥した空気または窒素ガス等のキャリアガスを試料容器21に導入し、このキャリアガスと共に気化した水分をキャリアガス排出口16から水分計へ送る。
【0033】
試料容器21内の水分が蒸発し、水分計の水分測定値がほぼゼロに近い低レベルで安定したところで試料容器21の加熱を停止し、加熱炉26を図3に示す位置から図1及び図2に示す位置まで下降させる。さらに、ファン24を作動させ、試料容器21を冷却する。
試料容器21が十分冷却した後、試料容器ホルダ11の試料導入口12から共栓13を外し、薬匙または専用の試料採取具を使用し、開いた試料導入口12から試料容器21の中に試料を投入する。このとき、回転機構23により、試料導入口12から試料容器21の中に試料を投入しやすい角度に試料容器ホルダ11を傾斜させるとよい。
【0034】
試料投入の後、試料導入口12に共栓13を嵌め込むと共に、試料容器ホルダ11を水平に、つまり図1〜3に示すように試料容器21を垂直に戻す。このとき、共栓13の溝34が試料導入口12の貫通孔33と一致するように共栓13を試料導入口12に嵌め込む。この状態で、キャリアガス導入口14から試料容器21内に乾燥したキャリアガスを送り込むと、試料投入時に試料容器21に混入した空気が共栓13の溝34と試料投入口12の貫通孔33から排出される。
こうして一定時間、試料容器21に混入した空気を排出した後、共栓13を回転させてその溝34を試料投入口12の貫通孔33からずらし、試料導入口12を共栓13で気密に閉じる。
【0035】
その後、加熱炉26を図1及び図2に示す位置から図3に示す位置まで上昇させ、試料容器21を加熱し、水分の測定を開始する。 試料容器21の加熱により、その中の試料から気化した水分は、キャリアガス導入口14から送られてくる乾燥したキャリアガスによりキャリアガス排出口16へと送り出され、水分計へ搬送され、そこで水分が測定される。
【0036】
水分計での水分検出量がほぼゼロとなったら水分量の測定を終了する。その後、加熱炉26を図3の位置から図1及び図2の位置へ下降する。この状態で試料容器21を試料容器ホルダ11から取り外し、新しい別の試料容器21を試料容器ホルダ11に取り付け、以下同様にして次の試料の含水量を測定する。
【0037】
なお、前述の実施形態では、共栓13の溝34と試料投入口12の貫通孔33とにより試料投入時に試料容器21に混入した空気を排出したが、キャリアガス排出口16に接続したパイプ17の途中に三方弁を設け、この三方弁の切り替えにより、試料の水分を気化するのに先立って試料投入時に試料容器21に混入した空気を排出するようにしてもよい。
【0038】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明による試料水分気化装置では、試料容器21とそれに試料を投入する試料投入口12とが、試料容器ホルダ11を介して互いに上下に固定されているため、試料を試料投入口12から試料容器21にこぼれすことなく投入できる。しかも、試料導入口2と試料容器を任意の角度に傾けて試料を投入できるので、試料を投入しやすく、この点でも試料のこぼれを防止できる。
【0039】
さらに、試料容器21の中で試料を移動させる必要もなく、加熱炉26を移動させて試料の予備加熱や試料の加熱が出来るので、小さな容積の試料容器21を使用することができる。このため、試料の水分を気化する前の試料容器の予備加熱とその後の冷却が短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による試料水分気化装置において、加熱炉が最低位置置にあるときの状態を示す一部切り欠いた縦断正面図である。
【図2】同実施形態による試料水分気化装置において、加熱炉が最低位置置にあるときの状態を示す側面図である。
【図3】同実施形態による試料水分気化装置において、加熱炉が最高位置置にあるときの状態を示す要部縦断正面図である。
【図4】試料水分気化装置の従来例を示す概略縦断側面図である。
【符号の説明】
11 試料容器ホルダ
12 試料投入口
13 共栓
14 キャリアガス導入口
16 キャリアガス排出口
21 試料容器
26 加熱炉
28 ラック
30 ピニオン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, in order to measure the moisture content contained in a sample, the sample is heated in a closed space, the moisture contained in the sample is vaporized, this moisture is sent to a moisture meter with a carrier gas, and the moisture content is measured. The present invention relates to a sample moisture vaporizer.
[0002]
[Prior art]
An indirect vaporization method using a moisture vaporizer is used as an effective measurement method for moisture measurement of a solid sample using the Karl Fischer moisture determination method. This can measure the moisture content of a sample such as a plastic pellet that does not dissolve in the electrolytic solution for moisture measurement or the titration solvent.
[0003]
FIG. 4 shows an outline of a conventional sample moisture vaporizer. This sample moisture vaporizer has a cylindrical vaporization chamber 1 made of a glass tube or the like, and a heating furnace 8 is provided outside the left end in FIG. A sample dish introduction port is provided at the right end of the vaporization chamber 1 in FIG. 4, and this sample introduction port is hermetically closed with a lid 7. A carrier gas introduction port 3 for introducing a carrier gas such as dry air or nitrogen gas into the vaporization chamber 4 is provided at the lower end of the vaporization chamber 1 in FIG. At the left end of the vaporizing chamber 1 in FIG. 4, a gas discharge port 4 is provided to discharge moisture evaporated from the vaporizing chamber 1 together with the carrier gas. A sample insertion port 2 is provided obliquely at the upper part of the substantially middle part of the vaporizing chamber 1 and a stopper 10 for fitting the sample closing port 10 is fitted.
[0004]
When the moisture content in a sample is measured using such a sample moisture vaporizer, first, the lid 7 of the sample dish inlet is opened, and the sample dish 5 and the sample dish 5 are made of a magnetic material or the like. The sample extruded body 6 is introduced into the vaporizing chamber 1 and the lid 7 of the sample introduction port is closed.
In this state, the sample tray 5 is located directly below the sample insertion port 2.
[0005]
Below the vaporization chamber 1 is disposed a moving mechanism 9 that holds the sample extrudate 6 by magnetic force or the like and moves the sample extrudate 6 left and right in the vaporization chamber 1 in FIG. The moving mechanism 9 moves the sample extrudate 6 in the vaporizing chamber 1 from the position shown in FIG. 4 to the left in the figure, and moves the sample pan 5 to the position of the heating furnace 8. Here, while introducing the dried carrier gas from the gas inlet 3, the sample dish 5 is heated in the heating furnace 8, and the water adhering to the sample dish 5 and the wall of the vaporizing chamber 1 is vaporized. The vaporized water is transported by the carrier gas introduced from the gas inlet 3 and is transported from the gas outlet 4 to a moisture meter (not shown). Next, the sample dish 4 is returned to the original position shown in FIG. 4, and the sample dish 4 is cooled to room temperature.
[0006]
Next, when the moisture measurement value of the carrier gas sent from the vaporization chamber 1 to the moisture meter is stabilized, the sample stopper 2 of the sample inlet 2 is removed, the sample inlet 2 is opened, and the sample weighed in advance is taken as the sample pan 5. Then, the stopper 2 of the sample inlet 2 is fitted and the sample inlet 2 is closed. Thereafter, the sample pan 5 is moved again to the position of the heating furnace 8. Here, while introducing the dried carrier gas from the gas inlet 3, the sample in the sample dish 5 is heated in the heating furnace 8, and the moisture of the sample is vaporized. The vaporized water is transported by the carrier gas introduced from the gas inlet 3 and is transported from the gas outlet 4 to the moisture meter, where the moisture is measured.
[0007]
Thereafter, the sample tray 5 is returned to the original position shown in FIG. 4, the lid 7 of the sample tray introduction port is opened, and the sample tray 5 and the sample pusher 6 are taken out from the vaporization chamber 1. After connecting another sample pan 5 to the sample extrudate 6 and introducing them into the vaporizing chamber 1, the lid 7 is closed. In the same manner, the water content of the next sample is measured with the new sample pan 5.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional sample moisture vaporizer, a sample is loaded from the sample loading port 2 into the sample tray 5 immediately below it as described above. At this time, the sample may spill out of the sample tray 5. When a sample spills from the sample pan 5, the moisture content of the sample is measured with a corresponding amount, and an error occurs in the measured value of the moisture content. In addition, it takes time to take out the sample spilled from the sample dish 5 from the vaporization chamber 1.
[0009]
Moreover, the sample introduction port 2 provided in the vaporization chamber 1 of the conventional sample moisture vaporizer is fixed at a certain angle, and the angle cannot be changed. For this reason, depending on the size and particle size of the sample to be loaded, it may be difficult to load the sample from the sample inlet 2, which is one factor that causes the sample to easily spill from the sample dish 5.
[0010]
Furthermore, since the conventional sample moisture vaporizer requires a space for moving the sample pan 5 between the sample inlet 2 and the heating furnace 8, the vaporization chamber 1 has an inner diameter of about 30 mm and a length of There are about 300 to 400 mm, and the internal volume is about 200 to 800 cm 3 . As described above, preliminary drying for sufficiently drying the inside of the vaporizing chamber 1 together with the sample dish 5 is performed before vaporizing the moisture of the sample. However, the larger the internal volume of the vaporizing chamber 1 is, the more time is required for this preliminary drying.
[0011]
In particular, when the sample tray 5 is replaced, moisture adhering to the sample tray 5 and the sample extruded body 6 is mixed in the vaporizing chamber 1 in the atmosphere. At this time, moisture in the atmosphere is also mixed into the vaporizing chamber 1 together with the atmosphere. In some cases, moisture from a human fingertip may adhere to the sample extrudate 6. These moisture are gradually released from the vaporizing chamber 1 by the preliminary drying as described above, but a drying time corresponding to the internal volume of the vaporizing chamber 1 is required until all the mixed water is discharged. .
[0012]
In addition, after the preliminary drying, the sample dish 5 is cooled before the sample is added. However, in the conventional sample moisture vaporizer, the sample dish 5 is inside the vaporization chamber 1, so Only the sample dish 5 can be cooled, and the use dish 5 cannot be directly cooled. For this reason, in the vaporizing chamber 1 having a large volume, it is necessary to cool the sample dish 5 after the preheating for a long time.
[0013]
In view of the problems in the conventional sample moisture vaporizer, the present invention can put a sample into a sample container without spilling it, and reduce the volume of the container for heating the sample to perform preliminary heating and subsequent cooling. It is an object of the present invention to provide a sample moisture vaporization apparatus that can be carried out in a short time and therefore can easily and easily vaporize the moisture in the sample.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to achieve the above object, the sample container 21 is attached to the sample container holder 11 having the sample insertion port 12, and the opening on the upper surface of the sample container 21 faces the sample insertion port 12. 12 is arranged just below. Then, the sample container 21 is not moved, but the heating furnace 26 is moved up and down, and is moved between the position below the sample container 21 and the position surrounding the sample container 21.
[0015]
That is, the sample water vaporizer according to the present invention includes a sample container holder 11 having a sample inlet 12, a stopper 13 that hermetically closes the sample inlet 12, and a sample container holder 11 at a position directly below the sample inlet 12. A sample container 21 having an upper surface opened toward the sample inlet 12, a carrier gas inlet 14 provided in the sample container holder 11 for introducing a dried carrier gas into the sample container 21, and a sample container The holder 11 includes a carrier gas discharge port 16 that discharges a carrier gas from the sample container 21, and a heating furnace 26 that is disposed so as to surround the sample container 21 and heats the sample container 21. The heating furnace 26 is moved up and down by an elevating mechanism, and is disposed so as to surround the sample container 21 held vertically by the sample container holder 11 when it is raised to the highest position.
[0016]
In such a sample moisture vaporizer, the sample container 21 and the sample inlet 12 into which the sample is introduced are fixed up and down via the sample container holder 11, so that the sample introduced from the sample inlet 12 Is directly stored in the sample container 21. For this reason, the sample does not spill from the sample container 21.
[0017]
In this case, if the sample container holder 11 can be tilted, the sample inlet 12 and the sample container 21 with the heating furnace 26 lowered when the sample is put into the sample container 21 from the sample inlet 12 with a cartridge case or the like. Since the sample can be thrown at an arbitrary angle, the sample can be put into the sample container 21 easily.
[0018]
After loading the sample into the sample container 21, the sample inlet 12 is closed with the stopper 13, the sample container 21 is made vertical, the heating furnace 26 is raised to the position of the sample container 21, and the sample container 21 is heated. Vaporize sample moisture. The vaporized water is transported by the dry carrier gas sent from the carrier gas inlet 14 into the sample container 21, and is transported together with the carrier gas from the carrier gas outlet 16 to the moisture meter.
[0019]
Since the volume of the space to be vaporized when the moisture of the sample is vaporized is substantially the same as the volume of the sample container 21, the sample container 21 is preheated, dried, and further cooled prior to the introduction of the sample. Time can be shortened, and the time for vaporization and measurement of moisture in the sample can be reduced as a whole.
[0020]
Further, the flange 22 projecting the sample container 21 to the outside of the upper surface opening is inserted between the sample container holder 11 and the container mounting spring 19 provided on the lower surface thereof, and is detachably attached to the sample container holder 11. As a result, the sample container 21 can be easily replaced, and a plurality of sample containers 21 can be sequentially attached to the sample container holder 11 to efficiently evaporate the moisture of the sample.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described specifically and in detail with reference to the drawings.
1 and 3 are longitudinal sectional front views of a sample moisture vaporizer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the sample moisture vaporizer.
[0022]
As shown in these figures, the frame 25 is provided with a sample container holder 11 made of a heat-resistant material such as glass, ceramics or fluorine resin. The lower surface of the sample container holder 11 is subjected to planar finishing by polishing or the like.
The sample container holder 11 is attached to the frame 25 via a rotation shaft of a rotation mechanism 23 attached to the back of the frame 25 and can be inclined at an arbitrary angle with respect to the frame 25.
[0023]
A cylindrical upright sample inlet 12 is provided at the center of the sample container holder 11, and a taper is formed on the inner peripheral surface of the sample inlet 12 so that the inner diameter becomes smaller as it goes downward. . A through-hole 33 is provided in the lower wall surface of the sample inlet 12, and the through-hole 33 is provided in the wall of the sample inlet 12 on the side opposite to the carrier gas inlet 14 described later.
The sample inlet 12 is fitted with a stopper 13 having a taper corresponding to the taper on the lower end side in an airtight manner so that the sample inlet 12 can be airtightly closed. In the main surface of the lower end portion of the cock, only one groove 34 is formed vertically.
[0024]
Further, a pair of guides 18 and 18 are provided on both sides of the lower surface of the sample container holder 11. Further, a pair of container mounting springs 19 and 19 are provided below the guides 18 and 18 at a distance from the lower surface of the sample container holder 11. 2 are fixed to the frame 25 and the sample container holder 11, and the left end in FIG. 2 is a free end. The free ends of the container mounting springs 19, 19 are curved downward and away from the lower surface of the sample container holder 11.
[0025]
As the sample container 21 for storing a sample for vaporizing moisture, a heat-resistant and highly airtight material such as Pyrex glass is used. The sample container 21 is in the shape of a bottomed container having an open upper end and a flange 22 protruding outward from the open upper end. The upper surface of the flange 22 is planarized by polishing.
[0026]
The sample container 21 is attached so that the flange 22 is suspended from the sample container holder 11 by fitting the flange 22 between the guides 18 and 18, the sample container holder 11 and the container attachment springs 19 and 19. That is, the sample container 21 has a flange 22 sandwiched between the sample container holder 11 and the pair of container mounting springs 19 and 19 and the flange 22 is sandwiched between the pair of guides 18 and 18 from both sides. It is attached to the sample container holder 11 in a position-controlled state. When the flange 22 of the sample container 21 is inserted to the deepest position where it is stopped by the guides 18 and 18, the upper surface opening of the sample container 21 is positioned directly below the sample insertion port 12. In this state, the smooth upper surface of the flange 22 of the sample container 21 is pressed against the smooth lower surface of the sample container holder 11 by the elasticity of the container mounting springs 19, 19 and the airtightness of the sample container 21 is ensured. The distance between the container mounting springs 19 and 19 and the sample container holder 11 is adjusted by an adjusting screw 20.
[0027]
A carrier gas introduction port 14 for supplying a carrier gas such as dry air or nitrogen gas is provided on one side surface of the sample container holder 11, and this carrier gas introduction port 14 is connected via a flexible pipe 15. Connected to a carrier gas supply source (not shown). The carrier gas inlet 14 communicates from the lower surface of the sample container holder 11 to the upper surface opening of the sample container 21 attached to the holder 11.
[0028]
On the other side surface of the sample container holder 11, a carrier gas discharge port 16 that discharges moisture evaporated in the sample container 21 together with the carrier gas is provided. The carrier gas discharge port 16 is connected to a moisture meter (not shown) through a flexible pipe 17. The carrier gas outlet 16 communicates with the lower part of the sample inlet 12 on the center side of the sample container holder 11.
A cooling fan 24 is provided on the back side of the frame 25 toward the sample container 21 attached to the sample container holder 11.
[0029]
Further, a heating furnace 26 is provided below the sample container 21 attached to the sample container holder 11. The heating furnace 26 has an upper surface opened and a heater on the peripheral wall or the peripheral wall and the bottom wall. The heating furnace 26 is fixed to a movable frame 27 attached to the frame 25 so as to be movable up and down. A rack 28 is attached to the movable frame 27, and a pinion 30 that is rotated by a motor 31 attached to the frame 25 is engaged with the rack 28. Thereby, the heating furnace 26 can be moved up and down by the rotation of the motor 31.
[0030]
1 and 2 show a state where the heating furnace 26 is at the lowest position, and FIG. 3 shows a state where the heating furnace 26 is at the highest position. As shown in FIG. 3, when the heating furnace 26 is at the highest position, the heating furnace 26 surrounds the periphery and bottom of the sample container 21 attached to the sample container holder 11. The frame 25 is provided with, for example, a sensor 32 in which a pair of light emitting elements and light receiving elements are opposed to each other. The sensor 32 is movable when the heating furnace 26 is at the highest position as shown in FIG. The position of the heating furnace 26 is detected by the presence of.
[0031]
Next, a procedure for vaporizing the moisture of the sample using the sample moisture vaporizing apparatus having such a configuration will be described.
First, as shown in FIGS. 1 to 3, an empty sample container 21 is attached to the sample container holder 11. A sample boat made of aluminum foil may be attached to the bottom of the sample container 21. This is to prevent the sample from sticking to the inner wall of the sample container 21 due to heating.
[0032]
In this state, the heating furnace 26 is raised from the position shown in FIGS. 1 and 2 to the position shown in FIG. 3, the empty sample container 21 is heated by the heating furnace 26, and moisture adhering to the inner wall of the sample container 21 Moisture contained in the air in the sample container 21 is vaporized. At this time, as shown in FIG. 3, the groove of the stopper 13 is shifted from the through hole 33 of the sample introduction port 12. A carrier gas such as dried air or nitrogen gas is introduced into the sample container 21 from the carrier gas inlet 14, and the water vaporized together with the carrier gas is sent from the carrier gas outlet 16 to the moisture meter.
[0033]
When the moisture in the sample vessel 21 evaporates and the moisture measurement value of the moisture meter is stabilized at a low level close to almost zero, the heating of the sample vessel 21 is stopped, and the heating furnace 26 is moved from the position shown in FIG. Lower to the position shown in 2. Further, the fan 24 is operated to cool the sample container 21.
After the sample container 21 is sufficiently cooled, the stopper 13 is removed from the sample introduction port 12 of the sample container holder 11, and a cartridge case or a dedicated sample collecting tool is used to enter the sample container 21 from the opened sample introduction port 12. Load the sample. At this time, the sample container holder 11 may be inclined by the rotation mechanism 23 at an angle at which the sample can be easily introduced into the sample container 21 from the sample introduction port 12.
[0034]
After inserting the sample, the stopper 13 is fitted into the sample inlet 12, and the sample container holder 11 is returned to the horizontal position, that is, the sample container 21 is returned to the vertical position as shown in FIGS. At this time, the stopper 13 is fitted into the sample inlet 12 so that the groove 34 of the stopper 13 coincides with the through hole 33 of the inlet 12. In this state, when the dried carrier gas is fed into the sample container 21 from the carrier gas introduction port 14, the air mixed into the sample container 21 when the sample is charged enters from the groove 34 of the stopper 13 and the through hole 33 of the sample insertion port 12. Discharged.
Thus, after the air mixed in the sample container 21 is discharged for a certain period of time, the stopper 13 is rotated to shift the groove 34 from the through hole 33 of the sample inlet 12, and the sample inlet 12 is hermetically closed by the stopper 13. .
[0035]
Thereafter, the heating furnace 26 is raised from the position shown in FIGS. 1 and 2 to the position shown in FIG. 3, the sample container 21 is heated, and the moisture measurement is started. Moisture vaporized from the sample in the sample container 21 is sent to the carrier gas discharge port 16 by the dried carrier gas sent from the carrier gas inlet port 14 and conveyed to the moisture meter, where the moisture content is transferred. Is measured.
[0036]
When the amount of water detected by the moisture meter becomes almost zero, the measurement of the amount of water is finished. Thereafter, the heating furnace 26 is lowered from the position shown in FIG. 3 to the position shown in FIGS. In this state, the sample container 21 is removed from the sample container holder 11, another new sample container 21 is attached to the sample container holder 11, and the water content of the next sample is measured in the same manner.
[0037]
In the above-described embodiment, the air mixed in the sample container 21 is discharged by the groove 34 of the stopper 13 and the through-hole 33 of the sample inlet 12, but the pipe 17 connected to the carrier gas outlet 16 is used. A three-way valve may be provided in the middle, and the air mixed in the sample container 21 at the time of sample introduction may be discharged prior to vaporizing the moisture of the sample by switching the three-way valve.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the sample moisture vaporization apparatus according to the present invention, the sample container 21 and the sample inlet 12 into which the sample is charged are fixed up and down with the sample container holder 11, so that the sample is charged. The sample can be introduced without spilling from the mouth 12 into the sample container 21. In addition, since the sample can be introduced by tilting the sample introduction port 2 and the sample container at an arbitrary angle, it is easy to introduce the sample, and also in this respect, sample spillage can be prevented.
[0039]
Furthermore, since it is not necessary to move the sample in the sample container 21 and the heating furnace 26 is moved to preheat the sample or heat the sample, the sample container 21 having a small volume can be used. For this reason, preheating of the sample container before vaporizing the moisture of the sample and subsequent cooling can be performed in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway longitudinal front view showing a state when a heating furnace is at a lowest position in a sample moisture vaporizer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a state when the heating furnace is at the lowest position in the sample moisture vaporizer according to the embodiment.
FIG. 3 is a longitudinal sectional front view of a main part showing a state when the heating furnace is at the highest position in the sample moisture vaporization apparatus according to the embodiment.
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional side view showing a conventional example of a sample moisture vaporizer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Sample container holder 12 Sample inlet 13 Cock 14 Carrier gas inlet 16 Carrier gas outlet 21 Sample container 26 Heating furnace 28 Rack 30 Pinion

Claims (4)

含水量測定用の試料から水分を気化する装置において、試料投入口(12)を有する試料容器ホルダ(11)と、前記試料投入口(12)を気密に閉じる共栓(13)と、試料投入口(12)の真下位置にて試料容器ホルダ(11)に取り付けられ、前記試料投入口(12)に向けて上面を開口した試料容器(21)と、試料容器ホルダ(11)に設けられ、前記試料容器(21)に乾燥したキャリアガスを導入するキャリアガス導入口(14)と、試料容器ホルダ(11)に設けられ、前記試料容器(21)からキャリアガスを排出するキャリアガス排出口( 16)と、前記試料容器(21)を囲むように配置され、その試料容器(21)を加熱する加熱炉(26)とを有することを特徴とする試料水分気化装置。In an apparatus for vaporizing moisture from a sample for measuring water content, a sample container holder (11) having a sample inlet (12), a stopper (13) for hermetically closing the sample inlet (12), and a sample inlet A sample container (21) attached to the sample container holder (11) at a position directly below the mouth (12) and having an upper surface opened toward the sample insertion port (12); and a sample container holder (11), A carrier gas inlet (14) for introducing a dried carrier gas into the sample container (21), and a carrier gas outlet (19) provided in the sample container holder (11) for discharging the carrier gas from the sample container (21). 16) and a heating furnace (26) arranged so as to surround the sample container (21) and heating the sample container (21). 加熱炉(26)は昇降機構により昇降され、最高位置に上昇したとき、試料容器ホルダ(11)に垂直に保持された試料容器(21)を囲むように配置されることを特徴とする請求項1に記載の試料水分気化装置。The heating furnace (26) is arranged so as to surround the sample container (21) held vertically by the sample container holder (11) when the heating furnace (26) is moved up and down by an elevating mechanism and raised to the highest position. 2. The sample moisture vaporizer according to 1. 試料容器ホルダ(11)は、傾動可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の試料水分気化装置。The sample water vaporizer according to claim 1 or 2, wherein the sample container holder (11) is tiltable. 試料容器(21)は、その上面開口部の外側に張り出したフランジ(22)を、試料容器ホルダ(11)とその下面に設けられた容器取付バネ(19)との間に差し込んで着脱自在に試料容器ホルダ(11)に取り付けられることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の試料水分気化装置。The sample container (21) is detachable by inserting a flange (22) projecting outside the upper surface opening between the sample container holder (11) and a container mounting spring (19) provided on the lower surface thereof. The sample water vaporizer according to any one of claims 1 to 3, wherein the sample moisture vaporizer is attached to a sample container holder (11).
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