JPH01209339A - 粉粒体の濡れの測定装置と測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 親液性を示したり疎液性を示したりする粉粒体層に液体
を流通させ、その流通による圧力変化を測定して粉粒体
の濡れ特性を測定する粉粒体の濡れの測定装置と測定方
法とに関する。

粉粒体の濡れ特性は造粒、石油の回収、浮遊選鉱、乾燥
、相分離等において非常に重要である。

従来の技術 粉粒体の濡れの測定装置として、粉粒体層に液体を流通
させ、その流通による圧力変化を測定して、粉粒体の濡
れの測定時間を短縮しようとする従来のものの一例とし
て特開昭６１−８４５４６号公報に記載のものを第３図
に掲げて説明する。

第３図において、圧力測定室３１と試料室３２とが下部
導管３３で連通され、試料室３２には下方目皿板３８が
あってその上に所定の空隙率になるように加圧して形成
した粉粒体層３６が装填され、その上に上方目皿板３７
が！３！置されている。

つぎに、液体ポンプ３４によって、液体を圧力測定室３
１と試料室３２とに供給し、液面が水準りとなって粉粒
体層３６の下端に触れた時に、圧力測定室３１の上部に
ある止弁３９を閉じる。

粉粒体が親液性の場合には、液体が粉粒体に吸引されて
その分減圧されるため、その圧力変化が圧力測定室３１
をマノメータとして測定でき、必要に応じ圧力計３５を
用いても測定できる。そして、その圧力変化の大きさと
して最低減圧の圧力でもって粉粒体の濡れ特性を決めて
いる。

又、粉粒体が疎液性の場合には、液体がそのままでは粉
粒体に吸引されないので、液体ポンプ３４によって定量
ずつ液体を加え、その加圧する圧力変化を圧力測定室３
１によるマノメータまたは圧力計３５を用いて測定し、
粉粒体層に液体が侵入し始めて圧力変化に変曲点ができ
、その変曲点の生ずる圧力でもって粉粒体の濡れ特性を
決めている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような粉粒体の濡れの測定装置では
、粉粒体が疎液性の場合はよいが親液性の粉粒体の場合
、液体が粉粒体層の下端に触れた時と同時に圧力測定室
の上部の止弁を閉じる必要があって、その同期性に問題
があり、それに最低減圧の圧力で濡れ特性を決めるため
測定時間は短縮されても測定精度に不安が残る欠点があ
った。

また、粉粒体が粗粉の場合はよいが微粉の場合、空隙率
を一定にしても粉粒体層中に存在する気体の流動が液体
の流通を害し、測定精度に不安が残る欠点もあった。

本発明は、さらに測定時間を短縮でき、粉粒体が微粉で
あっても、また親液性のものであっても測定精度を向上
させることを目的とする粉粒体の濡れの測定装置と測定
方法を提供するものであり、その上、測定時間を短縮す
るのに必要な毛管半径の計測も一緒にできるようにした
粉粒体の濡れの測定装置と測定方法を提供するものでも
ある。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するため、本発明の粉粒体の濡れの測
定装置と粉粒体の濡れの測定方法とでは、つぎのように
して解決する。

本発明の粉粒体の濡れの測定装置においては、圧力測定
室と試料室とに対して大気圧とか減圧とかで同じ圧力に
できると共に異なった圧力にもできるように配管し、両
室の上部と下部とにそれぞれ必要な圧力調整用と液体供
給用との機器を断接可能に接続している。

また、測定時間を短縮するのに必要な粉粒体層の毛管半
径は、粉粒体層に通常空気である気体を流通させ、その
圧力と流量とを測定して計測するが、これに必要な機器
を前記粉粒体の濡れの測定装置に加えると他で測定する
より全測定時間を短縮するのに効果的である。

また、本発明の粉粒体の濡れの測定方法は、前記した粉
粒体の濡れの測定装置を、粉粒体が親液性であるとか疎
液性であるとか、それらが粗粉であるとか微粉であると
かによって効果的に使用する方法になるものであり、さ
らに粉粒体層の毛管半径の計測を加えたときに効果的に
使用する方法にもなるものである。

作用 前記のように構成された粉粒体の濡れの測定装置を用い
て測定を行うには、試料室を分解し、試料室の下方目皿
板上に所定重量の粉粒体を充填しピストン等で加圧して
所定空隙率の粉粒体層を形成し、上方目皿板を載置し、
その後は試料室の上部に上部導管を連結するよう試料室
を組立てるか、場合によってはそのままで、答弁と各機
器の使用を選択することにより必要な測定に効果的にな
るようにして行うのである。

ｍ？＆性の粉粒体の測定には、圧力測定室とその給気管
の使用で濡れ開始の初期条件を一定にし、毛管半径の計
測を取り入れることで圧力変化率により濡れ特定の決定
をし、微粉の測定には脱気作用を及ぼすようにする。

実施例 実施例について図面を参照して説明すると、第１図にお
いて、圧力測定室１と長手方向に上、中、下部室２ａ、
２ｂ、２ｃに３分割形成した試料室２とは、下部導管３
と上部導管４とでそれぞれ連通し、下部導管３には仕切
弁ｖ３が上部導管４には仕切弁Ｖ。

がそれぞれ設けである。

下部導管３には仕切弁ｖ３に対してどちら側でもよいが
液体ポンプ５と気体ポンプ６とが接続され、止弁ｖＩと
止弁ｖ２とによってこれら液体ポンプ５や気体ポンプ６
をそれぞれ装置の系内に取入れたり系内に取入れないよ
うにする。また、液体ポンプ５に対しては流量計１８を
設け、気体ポンプ６に対しては流量計１９を設けてもよ
い０図示のものでは流量測定器１１が下部導管３に設け
であるが、流量計１９でそれに替えてもよいし、試料室
２の下部室２ｃに設けてもよい。気体ポンプ６の気体は
毛管半径を計測するときに用いる気体を供給するもので
あり、液体ポンプ５の液体は粉粒体の濡れの対象となる
ものであり、定量ずつ供給される。

上部導管４には仕切弁ｖＳに対して試料室２側に真空ポ
ンプ７と放出管８とがバッファ・タンク１４を介して接
続され、また試料室２の上部室２ａとの接続に可撓管２
０を用いている。真空ポンプ７は圧力測定室１と試料室
２を減圧するためのものであって、この減圧は粉粒体が
微粉の場合の脱気に役立つ。バッファ・タンク１４は濡
れの測定中試料室２の圧力変動を吸収する程のものであ
る。放出管８は圧力測定室１と試料室２とを大気に連通
させるためのものであるが、試料室２を大気に連通させ
るのには第２図のように上部室２ａを分解した状態にし
ておいても可能であり、このように上部室２ａを分解す
るのに役立つのが可撓管２０である。

第１図に図示のものでは、圧力測定器１０が上部導管４
に設けであるが、圧力測定室１の上部に直接設けてもよ
い。また、圧力測定室１の上部には給気管９が接続され
、止弁４を備えている。

試料室２の中部室２ｂには段があって下方目皿板１６を
支持できるようになっており、粉粒体Ｎ１３が所定の空
隙率で形成され、下方目皿板１５が載置される。これら
上下の目皿板１５．１６には濾紙を併用してもよい。

第２図をみなから粉粒体層１３の形成の仕方を述べると
、試料室２を分解して図示のように上部室２ａのみを取
除くか、中部室２ｂを取出して、下方目皿板１６の上に
粉粒体を所定重量だけ充填する。所定重量とは一定高さ
までピストン（図示していない）で加圧して粉粒体層１
３としたとき所定空隙率となる重量のことである。した
がって、充填した粉粒体を一定高さになるよう加圧すれ
ば、所定空隙率の粉粒体層１３が形成される。

図示していないが、圧力測定室１の下部、下部導管３、
試料室２の下部室２ｃに対して液体が供給される部分に
加熱器を設けて置けば、液体が高粘度物質の場合に有利
である。また、圧力測定器１０や流量測定器ｔｏ、　１
９からの時時刻刻の測定値を符号１２で示すマイクロコ
ンピュータに入力して計算させれば、毛管半径や濡れ特
性が自動的に計測される。

粗粉の親液性粉粒体の濡れの測定は請求項１記載の粉粒
体の濡れの測定装置を用いて請求項３の測定方法による
とよい。

この場合は、第２図の状態でも使用できるが、第１図の
ように組立て放出管８の止弁ｖ７を開いた状態でも使用
できる。

まず、上部導管の仕切弁Ｖ、を開いて、圧力測定室１と
試料室２とを大気圧として同じ圧力とする。

つぎに、下部導管３の仕切弁ｖ３を開き、止弁Ｖ、を開
いて液体ポンプ５より液体を粉粒体Ｎ１３の下方に間隙
１７を残して水位りまで注入して止弁ｖ１を閉じて注入
を止め、前記両仕切弁Ｖ、、Ｖ、を閉じ止弁ｖ４を開い
て給気管９より給気し濡れ測定に適する程度加圧してそ
の給気を止弁ｖ４により止め、仕切弁Ｖ、を開けば、前
記間隙１７を満たし乍ら粉粒体層１３の下方から接触す
る。このようにして接触までの圧力測定室１の圧力と容
積の初期条件を一定にでき、これが測定精度の向上に役
立つ。

その後は、毛管半径を予め計測しておけば、圧力測定器
１により圧力変化を変化率として経時的に測定すること
により、従来の最低減圧時の圧力を測定するものより早
く粉粒体の濡れの測定ができるが、圧力変化として従来
のものように最低減圧時の圧力を測定して粉粒体の濡れ
の測定としてもよい。

微粉の親液性の粉粒体の濡れの測定は請求項４の測定方
法によるとよい。この場合は第１図のように組立てて真
空ポンプ７の減圧が圧力測定室１と試料室２とに及ぶよ
うに止弁Ｖ、を閉じ止弁Ｖ、を開く以外は前記した請求
項３に係るものと同じである。

粉粒体が疎液性の場合は、第１図のように組立てて、請
求項５の測定方法によるとよい。

粗粉の場合は請求項３に関して述べた液体を粉粒体層１
３の下方に接触させるまでの工程は同じであるが、その
後液体ポンプ５より止弁ｖ１を開いて定量ずつ液体を加
えて、圧力測定室１内を加圧しその圧力で粉粒体層１３
に液体が浸入するとき、圧力変化に変曲点が生じ、その
変曲点の圧力を測定して粉粒体の濡れの測定をする。

微粉の場合は請求項４に関して述べた減圧が加味される
以外前記と変らない。

次に、毛管半径を計測するには第２図の状態で上部導管
４の仕切弁ＶＳを閉じて行うが、第１図のように組立て
た後、上部導管４の仕切弁Ｖ、を閉じ放出管８の止弁Ｖ
、を開いても行うことができる。

その計測は請求項２の測定装置を請求項６にある測定方
法で使用して行うが、この場合は気体ポンプ６が用いら
れ、下部導管３の仕切弁ｖ３を開き止弁ｖ２を開いて圧
力測定室１と試料室２とに気体を連続して供給し圧力測
定器１０でその気体の圧力を測定し、流Ｎ測定器１１ま
たは流量計１９で粉粒体層１３を通過する気体の流量を
測定すれば毛管半径の計測ができる。

発明の効果 以上述べたように本発明は、粉粒体の濡れの測定装置に
示した構成を備え、この装置を粉粒体の濡れの測定方法
で示した構成のように使用することにより、粉粒体が親
液性のものであっても、測定の初期条件を一定にできて
測定の精度が向上し、微粉の粉粒体であっても脱気作用
を加えることで測定の精度を向上し、粉粒体が疎液性で
あっても同様の効果が期待でき、さらに、毛管半径の計
測と濡れの測定とを連続させて全測定時間を短縮させ、
その上、毛管半径の計測を加えることにより親液性のも
のにおいては測定時間の短縮をさらに促進する。

また、測定装置からみれば、以上の効果が期待できる測
定方法で使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は粉粒体の濡れの測定装置の一部縦断概要図、第
２図は第１図の試料室を分解した場合の一部縦断概要図
、第３図は従来の測定装置の縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、圧力測定室（１）、長手方向において分割形成した
   試料室（２）、これら両室の下部を連通する仕切弁（Ｖ
   ＿３）をもった下部導管（３）、この下部導管（３）に
   止弁（Ｖ＿１）を介して接続した液体ポンプ（５）、前
   記両室（１、２）の上部を連通する仕切弁（Ｖ＿５）を
   もった上部導管（４）、この上部導管（４）の試料室（
   ２）側に止弁（Ｖ＿６）を介して接続した真空ポンプ（
   ７）及び前記圧力測定室（１）の上部にそれぞれ接続し
   た止弁（Ｖ＿４）をもった給気管（９）と圧力測定器（
   １０）とを備えたことを特徴とする粉粒体の濡れ測定装
   置。 ２、下部導管（３）にさらに止弁（Ｖ＿２）を介して気
   体ポンプ（６）を接続し、試料室（２）の下部に流量測
   定器（１１、１９）を接続したことを特徴とする請求項
   １項記載の粉粒体の濡れの測定装置。 ３、試料室（２）に粉粒体層（１３）を形成し、圧力測
   定室（１）と試料室（２）とを同圧としながら液体ポン
   プ（５）により液体を前記粉粒体層（１３）の下方に近
   接する水位（Ｌ）まで注入し、上、下部導管（３、４）
   の両仕切弁（Ｖ＿３、Ｖ＿５）を閉じて給気管（９）よ
   り前記圧力測定室（１）のみに給気し、圧力測定室（１
   ）の圧力を試料室（２）より高くしてその給気を止め、
   下部導管（３）の仕切弁（Ｖ＿３）を開いて液体を前記
   粉粒体層（１３）に下方から接触させると共に粉粒体層
   （１３）中に流通させ、圧力測定室（１）の圧力変化を
   圧力測定器（１０）により経時的に測定することを特徴
   とする粉粒体の濡れの測定方法。 ４、試料室（２）に粉粒体層（１３）を形成し、圧力測
   定室（１）と試料室（２）とを同圧にするに当たり、真
   空ポンプ（７）によって減圧して同圧とすることを特徴
   とする請求項３記載の粉粒体の濡れの測定方法。 ５、液体を粉粒体層（１３）中に流通させるに当たり、
   液体ポンプ（５）により定量ずつ液体を加えて行わせる
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれか１つ
   の測定をすることを特徴とする粉粒体の濡れの測定方法
   。 ６、試料室（２）に粉粒体層（１３）を形成し、試料室
   （２）の上部を大気に開放し上部導管（４）の仕切弁（
   Ｖ＿５）を閉じて圧力測定室（１）を密閉した状態とし
   て両室（１、２）に気体ポンプ（６）から気体を連続し
   て供給し、圧力測定室（１）の圧力を圧力測定器（１０
   ）で測定すると共に前記粉粒体層（１３）を流通する気
   体の流量を流量測定器（１１、１９）で測定して粉粒体
   層（１３）の毛管半径を計測した後、前記粉粒体層（１
   ３）に対し請求項３〜５記載のいずれか１つの測定をす
   ることを特徴とする粉粒体の濡れの測定方法。