JPH1144631A - 湿式系粒度分布測定装置の試料循環器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】循環ポンプの下流側に設けられるドレン弁から
の液漏れを防止し得ると共に、ドレン弁自体を安価に構
成し得る湿式系粒度分布測定装置の試料循環器を提供す
る。 【解決手段】試料循環器の混合槽内で溶媒中に粉体試料
を懸濁させて試料懸濁液を生成し、該試料懸濁液を試料
循環器に接続された測定器に循環供給して、粉体試料の
粒度分布を測定する湿式系粒度分布測定装置の試料循環
器において、混合槽と測定器との間に形成された試料循
環ラインの混合槽から測定器への供給ラインに、試料懸
濁液を測定器とドレン弁の二方向に分岐させ得る循環ポ
ンプを設けると共に、ドレン弁をピンチバルブで構成し
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品、薬品あるい
は工業分野等のあらゆる分野における各種粉体の粒度分
布を測定するために、粉体試料を溶媒中に懸濁させた試
料懸濁液を測定器に循環供給する湿式系粒度分布測定装
置の試料循環器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、湿式系粒度分布測定装置は、粒度
分布を測定する測定器と、この測定器に試料懸濁液を循
環供給する試料循環器とで構成されており、試料循環器
としては例えば図５に示すものが知られている。この試
料循環器５１は、粉体試料と溶媒Ｗを混合させて試料懸
濁液Ｓを生成する混合槽５２を有し、この混合槽５２の
底部には、試料循環ライン５３の上流側端部が接続され
ている。

【０００３】また、試料循環ライン５３には循環ポンプ
５４が設けられ、この循環ポンプ５４の下流側にドレン
弁５５が接続されている。このドレン弁５５は、図６及
び図７に示すように、測定器への循環流路を形成する流
通孔５６及びこの流通孔５６の長手方向の略中央部分か
ら直交する方向に延びる排液孔５７を有するバルブポー
ト５８と、駆動装置６０（図５参照）によって上下動
し、バルブポート５８の排液孔５７を開閉し得るバルブ
ステム５９とで構成されている。

【０００４】そして、ドレン弁５５が図６に示す開状態
の時には、バルブステム５９が矢印ロの如く上昇して流
通孔５６と排液孔５７が共に開いて、試料懸濁液Ｓが矢
印ハの如く試料循環ライン５３内を循環しつつ、その一
部が矢印ニの如く外部（試料循環器５１外）に排出され
る。また、ドレン弁５５が図７に示す閉じ状態の時に
は、バルブステム５９が矢印イの如く下降してその先端
部５９ａで排液孔５７の開口端５７ａを塞ぎ、連通して
いる流通孔５６内を試料懸濁液Ｓが矢印ハの如く流れて
試料循環ライン５３内を循環する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この試
料循環器５１にあっては、ドレン弁５５の構造が、バル
ブポート５８の排液孔５７をバルブステム５９の上下動
によって開閉する構造であるため、試料懸濁液Ｓ中に含
まれている粒子がバルブステム５９と排液孔５７間に噛
み込み易く、バルブステム５９の先端部５９ａで排液孔
５７の開口端５ａを完全に塞ぐことができずに液漏れが
発生する等、ドレン弁５５の開閉動作不良が発生し易い
という問題点があった。

【０００６】特に、測定する粉体試料の硬度が高い場合
等に、バルブステム５９の先端部５９ａと排液孔５７の
開口端５７ａとの当接部に、粉体試料の粒子の噛み込み
による粒径程度の隙間が発生し、排液孔５７を介して外
部へ試料懸濁液Ｓ等が漏れる液漏れが発生し易い。この
ドレン弁５５からの液漏れにより、試料循環器５１内に
試料懸濁液Ｓ等が流出し、使用している溶媒の種類によ
っては正常な測定作業を行うことが困難になる場合もあ
る。

【０００７】また、バルブポート５８やバルブステム５
９が直接試料懸濁液Ｓの溶媒に接触する構造であるた
め、例えば各種薬品や溶剤等の溶媒を使用する場合、そ
の使用にも耐え得るようにドレン弁５５のバルブポート
５８やバルブステム５９を高耐力の素材で形成する必要
がありその材料費が嵩む等、ドレン弁５５自体が高価に
なり易いという問題点があった。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、請求項１記載の発明の目的は、循環ポンプの下
流側に設けられるドレン弁からの液漏れを防止し得ると
共に、ドレン弁自体を安価に構成し得る湿式系粒度分布
測定装置の試料循環器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、請求項１記載の発明は、試料循環器の混合槽内で溶
媒中に粉体試料を懸濁させて試料懸濁液を生成し、該試
料懸濁液を試料循環器に接続された測定器に循環供給し
て、粉体試料の粒度分布を測定する湿式系粒度分布測定
装置の試料循環器において、混合槽と測定器との間に形
成された試料循環ラインの混合槽から測定器への供給ラ
インに、試料懸濁液を測定器とドレン弁の二方向に分岐
させ得る循環ポンプを設けると共に、ドレン弁をピンチ
バルブで構成したことを特徴とする。

【００１０】このように構成することにより、試料循環
ラインに設けられる循環ポンプは、その出力側が二方向
に分岐され、一方の出力側は測定器に接続されて試料懸
濁液がこの測定器に循環供給される。また、循環ポンプ
の他方の出力側は、ピンチバルブからなるドレン弁に接
続され、このドレン弁が開くことにより試料循環ライン
内の試料懸濁液が外部に排出される。ドレン弁は、チュ
ーブをバルブで閉塞するピンチバルブによって構成され
て、試料懸濁液がチューブ内を流れるため、ドレン弁の
作動時に試料懸濁液中の粒子の噛み込みがなくなると共
に、溶媒がドレン弁に直接接触することがなくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図４は、本発
明に係わる試料循環器を使用した湿式系粒度分布測定装
置の一実施例を示し、図１がその基本構成図、図２がそ
の要部の拡大図、図３がドレン弁の開状態を示す図２の
Ａ部を拡大した断面図、図４がドレン弁の閉状態を示す
図３と同様の断面図である。

【００１２】図１及び図２において、測定器３と共に湿
式系粒度分布測定装置１を構成する試料循環器２は、上
面に投入口４ａが形成され、底部に円錐形状のテーパ面
４ｂが形成された混合槽４を有し、この混合槽４には溶
媒給液ライン６と試料循環ライン９が接続されている。
溶媒給液ライン６には給液ポンプ７と給液弁８が設けら
れ、給液弁８の上流側が給液ホース１４を介して給液タ
ンク５に接続されている。

【００１３】溶媒給液ライン６の給液弁８と給液ポンプ
７間の一部には、透明チューブ１５が接続され、この透
明チューブ１５の外周側に気泡センサ１６が配設されて
いる。この気泡センサ１６は、例えば光ファイバー式の
光電スイッチが使用され、透明チューブ１５内の溶媒Ｗ
の有無を検知し、その検知信号を試料循環器２に設けら
れている制御部１７に出力する。なお、給液ポンプ７と
給液弁８も制御部１７に接続され、この制御部１７から
の制御信号によりその動作が制御されている。

【００１４】また、溶媒給液ライン６の気泡センサ１６
の下流側で給液ポンプ７の上流側（一次側）には、呼び
液注入部１８が設けられている。この呼び液注入部１８
は、逆Ｕ字形状の配管の上端部で給液ポンプ７より高い
位置に設けられており、例えば注射器の針が挿入される
注入口（図示せず）が形成されている。この注入口は、
通常閉塞されて溶媒給液ライン６内を流れる溶媒Ｗの外
部への漏出が防止されている。この呼び液注入部１８に
より、例えば試料循環器２の初期起動時や長期間停止後
の起動時に、注入口に注射器の針を差し込み、給液ポン
プ７の一次側内に溶媒Ｗを所定量注入することによっ
て、給液ポンプ７内に溶媒Ｗが充填され給液ポンプ７の
空運転が防止される。

【００１５】一方、試料循環ライン９は、混合槽４のテ
ーパ面４ｂと測定器３との間に接続された供給ライン９
ａと、測定器３と混合槽４の内部間に接続された戻りラ
イン９ｂとで構成されている。供給ライン９ａの上流側
には出力側が二方向に分岐された循環ポンプ１０が設け
られ、この循環ポンプ１０の一方の出力が供給ライン９
ａとして測定器３のサンプルセル１２に接続され、他方
の出力がドレン弁１９を介して排液ライン１３に接続さ
れている。

【００１６】ドレン弁１９は、ピンチバルブで形成さ
れ、図３及び図４に示すように、対向面が凹凸形状の一
対の弁体２０ａ、２０ｂからなるバルブ２０と、このバ
ルブ２０の弁体２０ａ、２０ｂ間に挿通されたチューブ
２１を有している。そして、一方の弁体２０ａが駆動装
置２２（図２参照）の作動により、図４の矢印イ方向に
移動することによりチューブ２１が弁体２０ａ、２０ｂ
の対向面で挟まれ、チューブ２１内の連通状態が遮断さ
れてドレン弁１９が閉じる。

【００１７】また、この閉じ状態から駆動装置２２の作
動で、一方の弁体２０ａが図３の矢印ロ方向に移動する
ことにより、弁体２０ａ、２０ｂの対向面によるチュー
ブ２１への挟持力が解除され、チューブ２１がその弾性
力及び内部を流通する試料懸濁液Ｓ等の流体圧力で元の
状態（断面円形の状態）に復帰してドレン弁１９が開
く。このドレン弁１９のチューブ２１としては、例えば
フッ素系のゴムやシリコンが使用される。

【００１８】なお、図１に示すように、混合槽４の投入
口４ａ内には、混合槽４内の溶媒Ｗの液位を検知する、
例えば光ファイバー式の光電スイッチからなるレベルセ
ンサ１１が上下動可能に配設されている。また、試料循
環器２の上記制御部１７には、レベルセンサ１１、気泡
センサ１６、循環ポンプ１０及びドレン弁１９が接続さ
れると共に、図示しない操作盤等が接続されている。そ
して、この制御部１７は、測定器３に設けられた制御部
２３にケーブル２４等を介して接続されている。

【００１９】次に、この試料循環器２の動作について説
明する。先ず、測定する粉体試料及び使用する溶媒Ｗの
種類等に応じて、レベルセンサ１１の設定位置を調整
し、必要に応じて呼び液注入部１８から、使用する溶媒
Ｗと同一の溶媒Ｗを給液ポンプ７の一次側に所定量充填
する。そして、図示しない操作部の操作により制御部１
７を介して給液ポンプ７を作動させると共に給液弁８を
開く。この給液ポンプ７等の作動により、給液タンク５
から溶媒Ｗが汲み上げられ、この溶媒Ｗが溶媒給液ライ
ン６を流れて混合槽４内に連続的に供給される。

【００２０】この時、給液ポンプ７が作動してから所定
時間経過しても、溶媒給液ライン６の透明チューブ１５
内に溶媒Ｗが流れないと、気泡センサ１６から検知信号
（溶媒無し信号）が制御部１７に出力されて、制御部１
７の制御信号により給液ポンプ７が停止すると共に給液
弁８が閉じ、給液ポンプ７の空運転が防止される。

【００２１】給液動作により溶媒Ｗが混合槽４内に供給
され、その液位が所定位置まで上昇すると、レベルセン
サ１１がこれを検知して検知信号（例えばオン信号）を
制御部１７に出力する。制御部１７は、レベルセンサ１
１から検知信号から入力されると給液ポンプ７を停止さ
せると共に給液弁８を閉じ、溶媒Ｗの混合槽４内への供
給を停止する。これにより、混合槽４内に所定量の溶媒
Ｗが収容される。

【００２２】なお、溶媒供給ライン６の透明チューブ１
５に設けられている気泡センサ１６の検知信号によって
も、制御部１７の制御信号で給液ポンプ７等が停止制御
されるが、この停止制御は、気泡検知から給液ポンプ７
停止までの間に所定の時間差を設定することにより、溶
媒Ｗ中に発生する一般的な気泡と溶媒Ｗの無し状態とが
分別され、気泡による給液ポンプ７の停止が防止され
る。

【００２３】混合槽４内に所定量の溶媒Ｗが供給される
と、給液動作を停止させて循環動作を行う。この循環動
作は、制御部１７の制御信号によりドレン弁１９の弁体
２０ａを下降させて図４に示すように閉じた後に、循環
ポンプ１０を作動させることによって行われる。このド
レン弁１９が閉じる際に、チューブ２１が弁体２０ａ、
２０ｂの凹凸の対向面により面接触状態で挟まれて閉じ
るため、チューブ２１内を流れている試料懸濁液Ｓ中の
粒子が、弁体２０ａ、２０ｂに何ら影響を与えることな
く、チューブ２１がシールされる。

【００２４】循環ポンプ１０が作動すると、混合槽４内
の溶媒Ｗが供給ライン９ａ及び戻りライン９ｂからなる
試料循環ライン９を循環し、測定器３のサンプルセル１
２内に連続的に供給されて、粉体試料が溶媒Ｗに懸濁さ
れていない状態が測定（バックグラウンド測定）され
る。

【００２５】このバックグラウンド測定が終了すると、
粉体の母集団から抽出した所定量の粉体試料を投入口４
ａから混合槽４内に投入する。この粉体試料の投入によ
り、混合槽４内で溶媒Ｗと粉体試料が攪拌されて懸濁性
の試料懸濁液Ｓが得られる。なお、混合槽４は、円錐状
のテーパ面４ｂの最深部に供給ライン９ａの上流側端部
が接続されると共に、テーパ面４ｂ部が供給ライン９ａ
の循環ポンプ１０によって吸引されるため、混合槽４の
底部内に渦流が生成され、この渦流によって混合槽４内
に投入される粉体試料と溶媒Ｗとが良好に攪拌されて懸
濁される。

【００２６】この試料懸濁液Ｓは供給ライン９ａからサ
ンプルセル１２に連続的に供給され、測定器３によって
試料懸濁液Ｓの状態が測定される。そして、測定器３
は、この測定したデータから上記バックグラウンド測定
のデータを差し引いて、粉体試料のみのデータを取り出
す。その後、測定器３は、このデータから粒度分布に変
換する演算処理等を行い、その結果をプリンタ（図示せ
ず）等によって、粒度分布（ヒストグラム）や統計的数
値をプリントアウトする。これにより、混合槽４内に投
入された粉体試料の粒度分布が測定される。

【００２７】このようにして特定の粉体の粒度分布の測
定が終了したら、排液動作を行う。この排液動作は、循
環ポンプ１０を作動させたままの状態で、制御部１７の
制御信号により、通常閉じ状態にあるドレン弁１９の駆
動装置２２を作動させ、弁体２０ａを上昇させて図３に
示すように開く。ドレン弁１９が開くと、排液ライン１
３を介して、試料循環ライン９内の試料懸濁液Ｓの一部
が矢印ニの如く外部に徐々に排出される。この排液動作
は、試料循環ライン９内の試料懸濁液Ｓが、試料循環ラ
イン９内を循環しつつ、排液ライン１３の流量に応じて
徐々に外部に排出されることになる。

【００２８】そして、排液動作が完了した後に、例えば
給水及び循環動作を行って試料循環ライン９内に洗浄水
を循環させて洗浄し、２回目の抽出作業で抽出した新た
な粉体試料の測定を上記と同様に行う。なお、この給
液、循環、排液、洗浄等の一連の動作は、制御部１７の
シーケンス制御によって自動的に行われる。

【００２９】このように上記実施例の試料循環器２によ
れば、循環ポンプ１０の二次側に設けられる排液ライン
１３のドレン弁１９に、ピンチバルブを使用しているた
め、ドレン弁１９の閉動作時に、そのチューブ２１の柔
軟な面同士が接触してシールされ、試料懸濁液Ｓ中の粒
子の有無に左右されることなく、ドレン弁１９の開閉動
作を安定して行うことができる。また、ドレン弁１９が
従来のようなバルブステムを持たない構造であるため、
塗料懸濁液Ｓ中の粒子の噛み込み等が確実に防止され、
試料懸濁液Ｓ及び溶媒Ｗのドレン弁１９外部への液漏れ
がなくなり、使用する溶媒Ｗの種類に係わらず、安全か
つ確実な粒度分布の測定作業を行うことができる。

【００３０】また、溶媒Ｗがドレン弁１９のチューブ２
１内を流れバルブ２０に直接触れることがないため、弁
体２０ａ、２０ｂに高耐力の素材を使用する必要がなく
なり、コスト的に大きな比率を占める弁体２０ａ、２０
ｂの材料費を低減させることができると共に、使用する
溶媒Ｗが耐溶剤性を有さない場合には、ドレン弁１９の
チューブ２１を例えばシリコン等で形成することがで
き、ドレン弁１９のコストをより低く抑えることができ
る等、ドレン弁１９自体を安価に構成することが可能に
なる。

【００３１】さらに、ドレン弁１９のチューブ２１に例
えばフッ素ゴム系のチューブを使用することにより、粒
度分布測定で求められる試料懸濁液Ｓを分散させるため
の分散剤となる、あらゆる薬品や溶剤等の溶媒Ｗの使用
が可能になり、また、使用する溶媒Ｗの種類に応じてチ
ューブ２１の材質を異ならせ、このチューブ２１を交換
可能に構成することにより、各種の溶媒Ｗに容易に対応
することができる等、汎用性の優れた試料循環器２が得
られる。

【００３２】なお、上記実施例におけるドレン弁１９の
バルブ２０やチューブ２１の形状及びチューブ２１の材
質、循環ポンプ１０の形態、粒度分布の測定方法等は一
例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々変更可能であることはいうまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、試料循環ラインに設けられる循環ポンプの
出力側にピンチバルブからなるドレン弁を設けているた
め、ドレン弁作動時の試料懸濁液中の粒子の噛み込み等
が防止され、ドレン弁の開閉動作を安定して行うことが
できると共に、試料懸濁液がドレン弁に直接接触しない
ため、ドレン弁に高耐力の材料を使用する必要もなくな
り、ドレン弁自体を安価に構成することができる等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる試料循環器を使用した湿式系粒
度分布測定装置の一実施例を示す基本構成図

【図２】同その要部の拡大図

【図３】同ドレン弁の開状態を示す図２のＡ部を拡大し
た断面図

【図４】同ドレン弁の閉状態を示す図３と同様の断面図

【図５】従来の試料循環器の要部の構成図

【図６】同そのドレン弁の開状態を示す図５のＢ部を拡
大した断面図

【図７】同ドレン弁の閉状態を示す図６と同様の断面図

【符号の説明】

１ 湿式系粒度分布測定装置 ２ 試料循環器 ３ 測定器 ４ 混合槽 ５ 給液タンク ６ 溶媒給液ライン ７ 給液ポンプ ８ 給液弁 ９ 試料循環ライン ９ａ 供給ライン ９ｂ 戻りライン １０ 循環ポンプ １１ レベルセンサ １２ サンプルセル １８ 呼び液注入部 １９ ドレン弁 ２０ バルブ ２０ａ、２０ｂ 弁体 ２１ チューブ ２２ 駆動装置 Ｓ 試料懸濁液 Ｗ 溶媒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料循環器の混合槽内で溶媒中に粉体試料
   を懸濁させて試料懸濁液を生成し、該試料懸濁液を前記
   試料循環器に接続された測定器に循環供給して、前記粉
   体試料の粒度分布を測定する湿式系粒度分布測定装置の
   試料循環器において、前記混合槽と測定器との間に形成
   された試料循環ラインの混合槽から測定器への供給ライ
   ンに、前記試料懸濁液を測定器とドレン弁の二方向に分
   岐させ得る循環ポンプを設けると共に、前記ドレン弁を
   ピンチバルブで構成したことを特徴とする湿式系粒度分
   布測定装置の試料循環器。