JPH08271400A - 粉粒体等の流体物の物性測定方法及びその装置 - Google Patents

粉粒体等の流体物の物性測定方法及びその装置

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JPH08271400A
JPH08271400A JP7099816A JP9981695A JPH08271400A JP H08271400 A JPH08271400 A JP H08271400A JP 7099816 A JP7099816 A JP 7099816A JP 9981695 A JP9981695 A JP 9981695A JP H08271400 A JPH08271400 A JP H08271400A
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JP
Japan
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rotor
cell
fluid
powder
granules
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JP7099816A
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Hiroshi Miyanami
啓 宮南
Munetake Sato
宗武 佐藤
Sadashi Taniguchi
貞司 谷口
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Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0091Powders

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  • Weight Measurement For Supplying Or Discharging Of Specified Amounts Of Material (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体物の流動特性の測定方法及びその装置を
提供する。 【構成】 粉粒体等の流体物Wを収納するセル2と、セ
ル2内の流体物Wに対向して配備する円錐形のロータ3
と、該ロータ駆動モータ4及び該駆動モータ4の負荷検
出機構5とを備える。そしてセル2は収納する流体物W
を均一に均すための振動機構6及びこの振動機構6と共
にセル2を順次上昇させる上昇機構7とを設ける。さら
にセル2内に供給される所定量の流体物Wを振動機構6
により振動させて予備充填を行う。ついでロータ3を回
転しつゝセル2を上昇し、ロータ3の先端からの挿入量
と共に負荷検出機構5によるロータ駆動トルクの変動と
を測定する。 【効果】 流動特性を円錐形ロータの挿入距離とトルク
との関係から一定の方式で示すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粉粒体、粘性を有する
液体等流動性を有する流体物の物性、特に流動特性の測
定方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記流動特性の測定方法としては、例え
ば流体物として粘性を有する液体のときには、スクリュ
ーによる押し出し抵抗の測定、または粉粒体のときに
は、該粉粒体層を加振したときの周波数伝達特性の測
定、振動粉粒体中に球体を挿入し、これの移動抵抗の測
定、その他回転型レオメータによる粉粒体中に回転翼を
差し込み、起動時から定常運転時までの剪断トルクの時
間的な減衰速度をパラメータとして測定する方法等があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの測定
方法は特定の流体物に対しては適用が可能としても汎用
には適せず、かつその測定には極めて手数と熟練とを要
する等の問題がある。本発明はかゝる点に鑑み、測定の
容易な、かつ汎用に適する流体物の流動特性の測定方法
及びその装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第1の発明はその測定方法に係わり、粉粒体等の流体
物をセル内に収納し、該流体物に円錐形のロータを対設
し、該ロータを回転しつゝその先端から流体物内に押し
込み、挿入距離とこれに伴う回転トルク変動とにより流
体物の物性を測定することを要旨とするものである。
【0005】また第2の発明は、上記方法を実施する装
置に係わり、粉粒体等の流体物を収納するセルと、セル
内の流体物に対向して配備する円錐形のロータと、該ロ
ータ駆動モータ及び該駆動モータの負荷検出機構とを備
え、セルは収納する流体物を均一に均すための振動機構
及びこの振動機構と共にセルを順次上昇させる上昇機構
とを設け、セル内に供給される所定量の流体物を振動機
構により振動させて予備充填を行い、ついでロータを回
転しつゝセルを上昇し、ロータの先端からの挿入量と共
に負荷検出機構によるロータ駆動トルクの変動とを測定
することを要旨とするものである。
【0006】また第3の発明は他の実施例の装置に係わ
り、粉粒体等の流体物を収納するセルと、セル内の流体
物に対向して配備する円錐形のロータと、該ロータ駆動
モータ及び該駆動モータの負荷検出機構とを備え、セル
は二重構造として加温、冷却機構に接続されると共に、
ロータに昇降機構を備え、セル内に供給される流体物を
所定温度に加熱、冷却し、ロータを回転しつゝ順次下降
し、ロータの先端からの挿入量と共に負荷検出機構によ
るロータ駆動トルクの変動とを測定することを要旨とす
るものである。
【0007】また第4の発明は、上記第2、第3の発明
において、粉粒体等の流体物を収納するセルと、セル内
の流体物に対向して配備する円錐形のロータと、該ロー
タ駆動モータ及び該駆動モータの負荷検出機構とを備
え、少なくともセルはカバーで気密に囲み、カバー内部
を雰囲気調整装置に連結し、カバー内部雰囲気を調整可
能としたことを要旨とするものである。
【0008】また第5の発明は、上記第2、第3の発明
において、粉粒体等の流体物を収納するセルの下に垂直
荷重測定器を設けたことを要旨とするものである。
【0009】また第5の発明は、上記第2、第3の発明
において、ロータ上方に距離測定装置を設けたことを要
旨とするものである。
【0010】この際、上記ロータは円錐体とし、外周に
多数の縦溝を形成して構成する。または上記ロータは複
数の三角状板材を円錐形状に取付けて構成してもよい。
【0011】
【実 施 例】図1は本発明の第1実施例を示す。この
流体物の物性測定装置1は、粉粒体等の流体物(以下被
測定物Wという)を収納するセル2と、セル2内の被測
定物Wに対向して配備する円錐形のロータ3と、該ロー
タ3の駆動モータ4及び該駆動モータ4の負荷検出機構
5とを備える。6はセル2に収納する被測定物Wを均一
に均すために必要により設けた振動機構であり、セル2
はこの振動機構上に載置され、この振動機構6と共にセ
ル2を上昇機構7により順次上昇させる。8は上昇機構
7の駆動モータである。また、10は負荷記録計、11
は振動コントローラ、12は上昇機構7の上昇速度コン
トローラ、13はパーソナルコンピュータ等の制御装置
を、また14はセル2の上昇距離、即ちセル2内の被測
定物Wの上面とロータ3の先端との距離を測定する距離
測定センサをそれぞれ示す。
【0012】上記ロータ3の構造の一例を図2に示す。
ロータ3は同図a及びbに示す如く先端を下方に位置す
る逆円錐体20の外周に多数の縦溝21を刻設した構造
としたものである。なお、図3a及びbはその変形例を
示すもので、ロータ3aはこの円錐体に代えて薄い三角
羽根22を十字形に取付けて逆円錐状の構造としたもの
である。また、図4a及びbは更に他の変形例を示すも
ので、多数の三角羽根23を取り付け逆円錐状に形成し
た構造としたものである。これらは測定する流動体の性
質に応じて適宜選択する。
【0013】上記構成において、流体物としての粉粒体
の流動特性の測定に際しては、セル2内に所定量の粉粒
体の被測定物Wを挿入し、振動機構6により粉粒体に振
動を付与して初期充填状態を調整する。ついでロータ3
を回転しつゝセル2を徐々に上昇し、ロータ3の先端が
被測定物Wの上面に到達したとき、その位置を距離測定
センサ14により測定し、その後のセル2の上昇に伴う
ロータ3の挿入量と、ロータ3の駆動モータ4に加えら
れるトルク変動を負荷検出機構5により測定する。
【0014】その測定結果を図5に示す。但しA1乃至
A10はそれぞれ異なる粉粒体それぞれのトルクを示
す。これはロータの側面の楔状溝部内の粉粒体とその外
周に存在する静止粉粒体間の動的摩擦、静止層を削る際
の付着や粘着抵抗、あるいはロータの進入による粉粒体
層の排除と局部的な圧着またはその逆の流動効果等の影
響が複雑に影響しあっているものと思われる。ただし測
定結果よりトルクTは挿入深さの略々3乗に比例して増
加している。なお図示を省略したが、溝数(または羽根
枚数)を増加するに従ってある程度まではトルクTは増
加する。また回転速度にも影響されるが、図5は同一溝
数の円錐体で一定回転速度の場合について測定したもの
である。
【0015】なお、図6は上記図5のデータの一部を対
数表として示したものである。これによるときは明らか
にそのトルクの変動は略々直線状となり、一定の方式で
示すことができる。
【0016】次に図7は第2実施例を示す。この実施例
の物性測定装置30は前記セル2に変えて二重構造とし
たセル31とし、内外壁の空間32を加熱冷却装置33
に連結管34により接続し、かつセル31は固定型と
し、ロータ3に昇降機構35を接続したものである。3
6は駆動モータ4若しくは、ロータハウジングに取り付
けられる距離測定器を示し、例えばレーザ光を使用した
光センサにより構成され、ロータ3の先端と粉粒体表面
間の距離を測定する。また37は粉粒体の温度測定器、
38は昇降機構35の駆動モータを示す。なお、図中の
振動機構6は被測定物Wが液体のときはこれを設ける必
要はない。その他の構造は前記第1実施例と同様であ
り、図示及び説明を省略する。
【0017】この構造によるときは、被測定物が温度に
よりその物性が変化するとき、例えば被測定物が液体状
のとき、温度と流動特性との関係を知ることができる。
また、距離測定器36を設けることにより昇降機構35
によって順次昇降させる際、距離測定器36から非測定
物までの距離が距離測定器36からロータ先端までの距
離となったときから距離測定センサ14及び負荷記録計
10の測定を開始することができる。
【0018】次に図8は第3実施例を示す。この実施例
の物性測定装置50は前記第2実施例の測定装置におい
て、測定箇所をカバー51により気密に覆い、その内部
52を雰囲気調整装置53に連結管54により接続し、
内部52の気圧を減少し、または所定の不活性ガス等の
特定雰囲気内において測定するようにしたものである。
55はカバー51の開閉扉を示す。その他の構造は前記
第2実施例と同一であり、説明を省略する。この場合に
おいても振動機構6は被測定物Wが液体のときはこれを
設ける必要はない。
【0019】この構造によるときは、被測定物に例えば
気泡等を含むとき、雰囲気を負圧とすることにより気泡
を除去することが出来、また被測定物Wが雰囲気の影響
を受け易い場合に効果的である。
【0020】次に図9は第4実施例を示す。この実施例
はセルの下に垂直荷重測定器60を設けたものである。
【0021】この構造によるときは、ロータが被測定物
に貫入した際にセルにかかる垂直荷重を測定するもの
で、被測定物が液状体の場合、その値は極僅かである
が、被測定物の粘性が増すにつれその値は増大する。な
お、本実施例は第1実施例のみならず第2乃至第3実施
例に応用できることはいうまでもない。
【0022】
【発明の効果】以上の如く本発明によるときは、粉粒体
等の流体物の流動特性の測定に際し、円錐形のロータを
回転しつゝ該被測定物内に挿入することにより測定する
ようにしたから、流体物の流動特性を円錐状ロータの挿
入距離とトルクとの関係から一定の方式で示すことがで
き、セルの下に垂直荷重測定器を設けた場合には更に詳
しい流体物の物性等が測定できると共に、かつ、その測
定方法が容易で汎用性がある等の効果がある。この際、
被測定物を収納するセルに振動機構を付加するときはセ
ルに収納する流体物を均一に均すことができる。また、
上記流体物を収納するセルを二重構造として加温、冷却
するときは、流体物の温度と流動抵抗との関係特性を知
ることができる。更に、少なく共セルを囲壁で囲み、内
部雰囲気を調整可能とするときは、雰囲気を負圧とする
ことにより流体物内部の気泡の除去、または不活性の雰
囲気とすることにより流体物の化学変化を防止しつゝ測
定することができる。なお、温冷熱と反応ガス等を加え
ることにより、混連・混合の実機におけるレオジー特性
を把握することができ、実機のシュミレーションが可能
となる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の物性測定装置の第1実施例の説明図で
ある。
【図2】本発明に使用するロータの説明図で、同図aは
その正面図、同図bは図aにおけるXーX線に沿う矢視
図を示す。
【図3】ロータの他の例を示す説明図で、同図aはその
正面図、同図bは図a於けるYーY線に沿う矢視図を示
す。
【図4】ロータの他の例を示す説明図で、同図aはその
正面図、同図bは図aにおけるZーZ線に沿う矢視図を
示す。
【図5】本発明により測定したトルク変動グラフであ
る。
【図6】図3におけるトルク変動の他の表示グラフであ
る。
【図7】本発明の物性測定装置の第2実施例の説明図で
ある。
【図8】本発明の物性測定装置の第3実施例の説明図で
ある。
【図9】本発明の物性測定装置の第4実施例の説明図で
ある。
【符号の説明】
1 物性測定装置 2 セル 3 ロータ 4 ロータ駆動モータ 5 負荷検出機構 6 振動機構 7 上昇機構 30 物性測定装置 31 セル 33 加熱冷却装置 35 昇降機構 50 物性測定装置 51 カバー 53 雰囲気調整装置 W 被測定物

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粉粒体等の流体物をセル内に収納し、該
    流体物に円錐形のロータを対設し、該ロータを回転しつ
    ゝその先端から流体物内に押し込み、挿入距離とこれに
    伴う回転トルク変動とにより流体物の物性を測定するこ
    とを特徴とする粉粒体等の流体物の物性測定方法。
  2. 【請求項2】 粉粒体等の流体物を収納するセルと、セ
    ル内の流体物に対向して配備する円錐形のロータと、該
    ロータ駆動モータ及び該駆動モータの負荷検出機構とを
    備え、セルは収納する流体物を均一に均すための振動機
    構及びこの振動機構と共にセルを順次上昇させる上昇機
    構とを設け、セル内に供給される所定量の流体物を振動
    機構により振動させて予備充填を行い、ついでロータを
    回転しつゝセルを上昇し、ロータの先端からの挿入量と
    共に負荷検出機構によるロータ駆動トルクの変動とを測
    定することを特徴とする粉粒体等の流体物の物性測定装
    置。
  3. 【請求項3】 粉粒体等の流体物を収納するセルと、セ
    ル内の流体物に対向して配備する円錐形のロータと、該
    ロータ駆動モータ及び該駆動モータの負荷検出機構とを
    備え、セルは二重構造として加温、冷却機構に接続され
    ると共に、ロータに昇降機構を備え、セル内に供給され
    る流体物を所定温度に加熱、冷却し、ロータを回転しつ
    ゝ順次下降し、ロータの先端からの挿入量と共に負荷検
    出機構によるロータ駆動トルクの変動とを測定すること
    を特徴とする粉粒体等の流体物の物性測定装置。
  4. 【請求項4】 粉粒体等の流体物を収納するセルと、セ
    ル内の流体物に対向して配備する円錐形のロータと、該
    ロータ駆動モータ及び該駆動モータの負荷検出機構とを
    備え、少なくともセルはカバーで気密に囲み、カバー内
    部を雰囲気調整装置に連結し、カバー内部雰囲気を調整
    可能としたことを特徴とする請求項2又は3記載の粉粒
    体等の流体物の物性測定装置。
  5. 【請求項5】 ロータは円錐体とし、外周に多数の縦溝
    を形成したことを特徴とする請求項2、3または4記載
    の粉粒体等の流体物の物性測定装置。
  6. 【請求項6】 ロータは複数の三角状板材を円錐形状に
    取付けたことを特徴とする請求項2、3または4記載の
    粉粒体等の流体物の物性測定装置。
  7. 【請求項7】 粉粒体等の流体物を収納するセルの下に
    垂直荷重測定器を設けたことを特徴とする請求項2、3
    または4記載の粉粒体等の流体物の物性測定装置。
  8. 【請求項8】 ロータ上方に距離測定装置を設けたこと
    を特徴とする請求項2、3または4記載の粉粒体等の流
    体物の物性測定装置。
JP7099816A 1995-03-31 1995-03-31 粉粒体等の流体物の物性測定方法及びその装置 Pending JPH08271400A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006078238A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Ricoh Co Ltd 粉体評価装置及び静電荷現像用トナー
KR101479560B1 (ko) * 2013-12-16 2015-01-07 한국해양대학교 산학협력단 전단응력 정밀제어가 가능한 왁스집적 유도장치
US10031057B2 (en) 2015-03-11 2018-07-24 Anton Paar Gmbh Rotational rheometer for measuring powdery or granular materials

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101479560B1 (ko) * 2013-12-16 2015-01-07 한국해양대학교 산학협력단 전단응력 정밀제어가 가능한 왁스집적 유도장치
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