流變計(jì)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量粉末狀或粒狀材料的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其包括用于接收有待測(cè)量的產(chǎn)品(20)的測(cè)量容器(1)、用于測(cè)量容器(1)的蓋子(13)、由測(cè)量軸(2)保持的測(cè)量體(3),其中測(cè)量體(3)和容器(1)可彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn),其中測(cè)量軸(2)經(jīng)過(guò)引導(dǎo),以便低摩擦地,且尤其無(wú)接觸地穿過(guò)蓋子(13),并且評(píng)估單元(40)設(shè)置在測(cè)量容器(1)的外部,以評(píng)估由測(cè)量軸(2)接收的測(cè)量值。本發(fā)明的特征在于,為了在測(cè)量容器(1)中密封住位于蓋子(13)中或穿過(guò)蓋子(13)的測(cè)量軸(2)的軸承間隙(21)或通道(7),提供具有密封流體入口的流體密封件和至少一個(gè)與這個(gè)流體密封件協(xié)作的幾何密封件作為粉末阻隔。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
^ TtK ^4- "IL 又 TT
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量粉末狀或粒狀材料的流變計(jì),其包括保持有待測(cè)量產(chǎn)品的測(cè)量容器和用于測(cè)量容器的蓋子以及被測(cè)量軸驅(qū)動(dòng)的測(cè)量體,測(cè)量軸可相對(duì)于容器中的測(cè)量體旋轉(zhuǎn),其中低摩擦的測(cè)量軸,尤其免接觸的測(cè)量軸穿過(guò)蓋子并且設(shè)有位于測(cè)量容器外部的測(cè)量系統(tǒng),以評(píng)估從測(cè)量軸接收的測(cè)量值。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明的目的是產(chǎn)生一種簡(jiǎn)單構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),用于測(cè)量粉末和/或散裝材料和/或粒狀材料并保護(hù)用戶(hù)和敏感構(gòu)件免于任何發(fā)生的灰塵的影響。
[0003]用于對(duì)粉末流變性進(jìn)行特征描述的流變計(jì)是已知的。測(cè)量體在包含有待檢查的散裝材料或粉末或顆粒材料的容器中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)式擺動(dòng),有時(shí)結(jié)合測(cè)量體在樣本中的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng),尤其上下運(yùn)動(dòng)。通過(guò)樣本的運(yùn)動(dòng)的反作用扭矩和/或從而顯現(xiàn)出的法向力會(huì)得到測(cè)量。流變計(jì)或粘度計(jì)的各種實(shí)施例獲得使用,其要么裝備成普遍適用的具有特殊粉末測(cè)量單元的流變計(jì),或者其可直接用于針對(duì)應(yīng)用特殊生產(chǎn)的設(shè)備,其時(shí)常還具有補(bǔ)充測(cè)量的可能性,例如試驗(yàn)物質(zhì)的裝填密度和/或重量等等。
[0004]這樣,粉末可在流化或動(dòng)態(tài)狀態(tài)下以及非流化或靜態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。其中粉末在壓力下進(jìn)行預(yù)壓縮或者在測(cè)量期間也受到壓力作用的裝置也是已知的。通過(guò)流化制備樣本可實(shí)現(xiàn)“粉末記憶的消除”,例如與靜止的粉末特征描述相關(guān)聯(lián)的澆注效果、結(jié)塊等等。在動(dòng)態(tài)模型中,粉末在測(cè)量期間保持在流化狀態(tài)下。
[0005]JPH 08271400 A公開(kāi)了一種系統(tǒng),其測(cè)量圓錐形轉(zhuǎn)子的穿透深度和發(fā)生的扭矩,用于描述粉末的特征,同時(shí)利用使量杯振動(dòng)的裝置執(zhí)行量杯中的粉末的流化。
[0006]JP 2007040770公開(kāi)了一種系統(tǒng),其具有使測(cè)量體旋轉(zhuǎn)地移動(dòng)穿過(guò)量杯中的粉末的可能性。具有流過(guò)粉末的壓縮空氣的裝置可使粉末流化。
[0007]流化還可通過(guò)振動(dòng),例如通過(guò)壓電元件、超聲或不平衡馬達(dá)引起。同時(shí),這種振動(dòng)可用于調(diào)整量杯中的特定的粉末水平。流化和“粉末記憶的消除”確保了獨(dú)立于應(yīng)用的測(cè)量。
[0008]所有裝置都共有的是測(cè)量體相對(duì)于粉末移動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)可在旋轉(zhuǎn)或在擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)中執(zhí)行。在這種情況下,要么量杯可旋轉(zhuǎn),并且測(cè)量體設(shè)有用于確定扭矩的裝置,或者測(cè)量體可旋轉(zhuǎn),并且通過(guò)例如測(cè)量軸上的測(cè)量馬達(dá)確定合成扭矩。
[0009]可選地,運(yùn)動(dòng)可與沿著旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的線(xiàn)性進(jìn)給速率相結(jié)合,這然后導(dǎo)致測(cè)量體在粉末中的螺旋狀運(yùn)動(dòng)。
[0010]流變計(jì)的測(cè)量馬達(dá)然后可用于記錄測(cè)量體上正在發(fā)生的法向力和/或扭矩?;谶@些測(cè)量值對(duì)流變計(jì)執(zhí)行模擬評(píng)估,但也可執(zhí)行現(xiàn)象學(xué)評(píng)估,例如被稱(chēng)為流動(dòng)能量(單位:焦耳)的指標(biāo),其根據(jù)粉末中的測(cè)量體的方法是旋轉(zhuǎn)角上的扭矩積分和/或法向力在測(cè)量位移上的積分。
[0011]為了利用流變計(jì)執(zhí)行高精確測(cè)量,測(cè)量體的旋轉(zhuǎn)必須盡可能平滑地發(fā)生。因此,對(duì)于承載測(cè)量體的測(cè)量軸的軸承提出了高的要求;通常會(huì)使用可能最平滑的球軸承、磁軸承、流體軸承等等。法向力可以不同的方式進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量元件例如可設(shè)計(jì)為量杯上的“稱(chēng)重單元”,或者測(cè)量單元可設(shè)置在測(cè)量馬達(dá)或測(cè)量體軸線(xiàn)上。流變計(jì)例如還可具有集成法向力測(cè)量的特殊的空氣軸承(AT404192)。
[0012]從驅(qū)動(dòng)馬達(dá)至測(cè)量體,測(cè)量軸應(yīng)該是盡可能無(wú)摩擦的,尤其受到無(wú)接觸的支撐。
[0013]特殊的流變計(jì)實(shí)施例也是已知的,其設(shè)計(jì)為用于保護(hù)測(cè)量軸、軸承和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)免受腐蝕性氣體和/或濕氣的影響。這一方面可通過(guò)盡可能無(wú)摩擦的密封件來(lái)完成。例如,可使用填料函防止腐蝕性氣體穿透到測(cè)量馬達(dá)中;同時(shí)迷宮密封件也可用于這個(gè)目的。
[0014]為了能夠普遍地以這種流變計(jì)執(zhí)行粉末測(cè)量,尤其對(duì)于流化粉末,單個(gè)這種密封件的使用是不夠的。敏感的大多數(shù)電子測(cè)量系統(tǒng)必須受到特別措施的特別保護(hù),以免灰塵的侵入。此外,還要避免來(lái)自測(cè)量元件或測(cè)量范圍的有害粉末的泄漏。
[0015]如果粉末處于流化狀態(tài),那么在粉末床的上面會(huì)形成氣溶膠,其由細(xì)粒粉末組成。另外,在流化時(shí),更大、更沉重的粉末顆粒朝著密封件通過(guò)具有高動(dòng)能的測(cè)量軸而被投射出來(lái)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016]本發(fā)明的目的是粉末流變計(jì)的生產(chǎn),其提供了精確的測(cè)量和恰當(dāng)?shù)姆缐m保護(hù)。沒(méi)有恰當(dāng)?shù)姆缐m保護(hù),該應(yīng)用通常局限于非常特殊的粉末。調(diào)查研究中通常不包括這樣的粉末,其只能被較差流化并在氣體通路上形成大爆裂的粉末泡沫。通過(guò)爆裂的泡沫獲得的粉末顆粒具有非常高的動(dòng)能,并且在所有方向上投射出來(lái),并且還從杯內(nèi)部或測(cè)量容器投射到測(cè)量馬達(dá)或用于扭矩測(cè)量的構(gòu)件和/或用于法向力測(cè)量的裝置的測(cè)量軸線(xiàn)或軸和/或軸承上。
[0017]如果粉末顆粒是非常精細(xì)的,那么迷宮密封件不會(huì)充分密封。如果粉末成分具有太多能量,迷宮密封件可能被滲透的顆粒填充并失效。
[0018]更抗粉末灰塵進(jìn)入的球軸承在測(cè)量精細(xì)灰塵形成的粉末期間可能受損。另外,這些裝置產(chǎn)生的扭矩不能得到完全精確地確定。
[0019]本發(fā)明還具有提供用于流變計(jì)的防塵蓋的主要目的,從而可測(cè)量不同成分、粒徑分布和可流化性的普通粉末。
[0020]另外,出于操作員安全性考慮,粉末不能釋放到裝置周?chē)?。因而具有?duì)于操作員引起健康風(fēng)險(xiǎn)的腐蝕性成分的粉末也可得以研究。
[0021]本發(fā)明的另一目的因此是提供一種粉末測(cè)量系統(tǒng)或流變計(jì),其防止粉末成分發(fā)生渦流并釋放到周?chē)諝庵小?br>[0022]根據(jù)本發(fā)明,上述類(lèi)型的流變計(jì),其特征在于,提供了具有密封流體供給管線(xiàn)的流體密封件和至少一個(gè)與這個(gè)流體密封件相互作用的幾何密封件作為粉末阻隔,以便密封住軸承間隙或?qū)崿F(xiàn)測(cè)量軸通過(guò)蓋子進(jìn)入到測(cè)量容器中。根據(jù)本發(fā)明,至少兩個(gè)密封原理或密封變體的組合因而用于防止來(lái)自測(cè)量容器的粉末泄漏和粉末成分侵入到流變計(jì)中,和尤其評(píng)估電子器件中。
[0023]這防止粉末沉淀發(fā)生在測(cè)量軸的通道和軸承區(qū)域中,并因而產(chǎn)生額外的摩擦力。這增加了測(cè)量的可重復(fù)性,并適應(yīng)例如空氣軸承在流變計(jì)中的使用要求,從而提供了關(guān)于發(fā)生的扭矩的最高的測(cè)量精度。
[0024]本發(fā)明的意圖是提供一種用于流變計(jì)的防塵蓋,其在測(cè)量軸無(wú)接觸地實(shí)現(xiàn)穿過(guò)測(cè)量容器的蓋子時(shí)采用流體密封件和幾何阻隔的組合形式。使用的密封流體優(yōu)選是用于粉末流化的相同氣體。幾何阻隔通過(guò)精細(xì)的通道或精細(xì)的幾何結(jié)構(gòu)或采用密封流體的迷宮密封件方式的互鎖齒而將精細(xì)的粉末顆粒保持在氣溶膠中。僅使用一種類(lèi)型的密封件的問(wèn)題是不足以在粉末測(cè)量期間避免根據(jù)本發(fā)明所解決的復(fù)雜性問(wèn)題。這種方案不是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所期望的,因?yàn)閺拿芊饧氖褂每深A(yù)期到測(cè)量質(zhì)量上的惡化。
[0025]可提供易于形成的幾何粉末阻隔,其中測(cè)量軸和蓋子優(yōu)選共同形成幾何粉末阻隔,其采用精細(xì)密封結(jié)構(gòu),優(yōu)選迷宮密封件的形式。
[0026]流體密封件可在不干擾測(cè)量或者測(cè)量結(jié)果不受流體密封件負(fù)面影響的條件下得以產(chǎn)生,流體密封件包含加壓的空氣供給管線(xiàn),或者流體密封件包括連接在測(cè)量容器上的裝置,從而產(chǎn)生負(fù)壓力,使得在測(cè)量軸和蓋子之間的軸承間隙中,在精細(xì)粉末的幾何阻隔下面的區(qū)域中將尤其密封氣體或周?chē)諝獾臍饬饕龑?dǎo)到測(cè)量容器中。
[0027]備選的流體密封件規(guī)定在具有超過(guò)密封氣體壓力的測(cè)量容器中提供了供給氣體壓力的供給管線(xiàn)作為在幾何粉末阻隔和內(nèi)部測(cè)量容器之間的通道區(qū)域中的流體密封件,尤其在蓋子或測(cè)量軸的實(shí)施方式中。
[0028]用于流體密封件的一種可能性允許:密封流體供給管線(xiàn)的至少一個(gè)或多個(gè)排氣口位于蓋子的下側(cè)面上,測(cè)量軸的通道附近,并且/或者定位在護(hù)罩的上面,其中可選的是,密封流體在壓力下流過(guò)流出口,或者通過(guò)在后者中形成負(fù)壓力的條件下而被吸入到測(cè)量容器中。
[0029]當(dāng)護(hù)罩受到測(cè)量容器內(nèi)部的測(cè)量軸的支撐而作為幾何粉末阻隔時(shí),就產(chǎn)生了幾何密封件,尤其結(jié)合迷宮密封件的優(yōu)點(diǎn),其表面擴(kuò)展部分相對(duì)測(cè)量軸成直角,并且突出到開(kāi)口的所有側(cè)面之外。
【附圖說(shuō)明】
[0030]以下將參照例如附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
[0031]圖1顯示了本發(fā)明的流變計(jì)的示意性截面圖,其具有測(cè)量容器及配合的蓋子。
[0032]圖2顯示了其中測(cè)量容器被護(hù)套或包殼包圍的流變計(jì)。
[0033]圖3a,3b和3c通過(guò)測(cè)量容器或包殼的蓋子顯示了測(cè)量軸的不同形狀的通道。
[0034]圖4顯示了流體密封件的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1示意性地顯示了具有圓柱形測(cè)量容器I的粉末流變計(jì)的一個(gè)實(shí)施例,其同時(shí)用于有待檢查的粉末20的流化,其中壓縮空氣根據(jù)箭頭16通過(guò)例如管線(xiàn)17進(jìn)行供給。壓縮空氣或其它工作氣體通過(guò)管線(xiàn)17和擴(kuò)散器15根據(jù)箭頭18而被抽送到測(cè)量容器I中。各種材料可用于擴(kuò)散器的釉料,擴(kuò)散器提供了與有待測(cè)量的粉末相匹配的相對(duì)應(yīng)的湍流。
[0036]蓋子13裝配,例如用螺栓連接或夾緊到測(cè)量單元或測(cè)量容器I上。除了螺釘和密封圈14以及螺釘?shù)慕M合之外,可使用卡扣式緊固件或凸緣連接。測(cè)量容器I還可由若干個(gè)部件形成,從而容許其從流變計(jì)和流體系統(tǒng)上除去,并進(jìn)行填充、稱(chēng)重和/或清洗。
[0037]測(cè)量軸2通過(guò)測(cè)量容器I的蓋子13中的通道7來(lái)實(shí)現(xiàn),并在其突出到測(cè)量容器I中的下端部分中承載測(cè)量體3。這個(gè)測(cè)量體3突出到粉末20中,并通過(guò)聯(lián)軸器6連接在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或測(cè)量馬達(dá)4上,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或測(cè)量馬達(dá)4通過(guò)支架5支撐在測(cè)量容器I的上面。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或測(cè)量馬達(dá)4使測(cè)量軸2在粉末20中旋轉(zhuǎn)。
[0038]圖中未顯示與發(fā)生的法向力和/或扭矩的測(cè)量相關(guān)的裝置,或者用于使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或測(cè)量馬達(dá)4旋轉(zhuǎn)以及任何其它使測(cè)量體3上升和下降的驅(qū)動(dòng)器。在圖2中示意性地顯示了用于讀數(shù)的評(píng)估單元40。所有這些單元以及流變計(jì)的基本結(jié)構(gòu)對(duì)于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員都是已知的。
[0039]蓋子13在本例中設(shè)計(jì)為整體的,并且在中心具有孔或通道7,以接收和實(shí)現(xiàn)測(cè)量軸線(xiàn)或軸2,其承載測(cè)量體3。在這種情況下,測(cè)量軸2承載幾何密封件的構(gòu)件。蓋子13通過(guò)例如車(chē)削或銑削而產(chǎn)生幾何密封件的構(gòu)件,或者承載幾何密封件的部件。在本例中,在測(cè)量軸2和蓋子13之間顯示了具有間隙9的迷宮密封件,間隙可用作空氣導(dǎo)向器。如果必要,這個(gè)迷宮密封件還可通過(guò)單獨(dú)槽的成形而在蓋子13中進(jìn)行分段。有利的是,蓋子13和測(cè)量軸2均承載迷宮輪廓的部分。具體地說(shuō),如果蓋子13分成幾個(gè)部分,那么這是有利的。在蓋子13的整體設(shè)計(jì)的情況下,同樣重要的是,測(cè)量軸2可穿過(guò)蓋子13,而且提供了聯(lián)軸器系統(tǒng)6,以便測(cè)量馬達(dá)4接收可更換的測(cè)量體3和測(cè)量軸2。在幾何密封件下面的密封件中的開(kāi)口或通道7中的空氣入口 10連接在例如用于粉末流化的流變計(jì)的壓縮空氣供給上,其中整個(gè)幾何密封件可通過(guò)經(jīng)由這個(gè)空氣入口吹送或吸入的空氣進(jìn)行沖洗。在這種情況下,空氣供給和密封件優(yōu)選設(shè)計(jì)為中心對(duì)稱(chēng)的,從而盡可能少地影響測(cè)量。
[0040]通過(guò)圓柱形的量杯I和蓋子13進(jìn)行限制的測(cè)量室30通過(guò)排氣通道23進(jìn)行通氣。這里還可實(shí)現(xiàn)空氣流的對(duì)稱(chēng)引導(dǎo)。排氣通道23的流出端可通過(guò)可更換的且可清潔的過(guò)濾器45進(jìn)行關(guān)閉,其防止流化的粉末成分的逃逸。
[0041]用作幾何密封件的機(jī)械的防濺板或護(hù)罩8防止具有高動(dòng)能的粉末顆粒在蓋子13的通道7的周?chē)鷧^(qū)域的直接沖擊或粉末進(jìn)入開(kāi)口25中,并且保護(hù)迷宮密封件以及流體密封件。
[0042]在直接與測(cè)量軸線(xiàn)或測(cè)量軸2大致平行的方向上,具有高動(dòng)能的加速的粉末顆粒只能通過(guò)流體密封件或幾何密封件7經(jīng)由高的流體流速來(lái)保持。然而,這種高流速將影響測(cè)量容器I中形成的粉末流體和測(cè)量結(jié)果。護(hù)罩8解決了這個(gè)問(wèn)題。
[0043]擁有多個(gè)構(gòu)件的密封系統(tǒng)包括具有精細(xì)通道或薄的裂縫21的密封件,而護(hù)罩8完全保護(hù)了測(cè)量馬達(dá)4和其軸承或控制單元41和評(píng)估單元40以及法向力測(cè)量單元,并且甚至在流體密封件故障的情況下,粉末灰塵都被捕獲于裝備了精細(xì)通道的幾何精細(xì)結(jié)構(gòu)中。
[0044]通過(guò)在通道7中吹送空氣,形成空氣流47,其被引導(dǎo)到測(cè)量容器I中,并組成空氣密封阻隔。優(yōu)選在靠近軸通道外面的區(qū)域中提供精細(xì)的幾何結(jié)構(gòu),使得密封空氣優(yōu)選在測(cè)量室的方向上流過(guò)或流入到測(cè)量容器I中,而非在精細(xì)的幾何結(jié)構(gòu)的外部。根據(jù)幾何結(jié)構(gòu),這種空氣流45的運(yùn)動(dòng)可能在密封結(jié)構(gòu)中形成柏努利真空,并且通過(guò)密封結(jié)構(gòu)從測(cè)量室30的外面向內(nèi)抽吸空氣。這種在密封結(jié)構(gòu)內(nèi)部流動(dòng)的空氣流45確保了沒(méi)有氣溶膠傳送至密封結(jié)構(gòu),并因而不會(huì)污染密封結(jié)構(gòu)。護(hù)罩8可在幾何結(jié)構(gòu)上進(jìn)行設(shè)計(jì),從而最大限度地增加柏努利真空,如圖4中所示。
[0045]通過(guò)去除測(cè)量體3及測(cè)量軸2和護(hù)罩8,可清洗定位在密封結(jié)構(gòu)的測(cè)量軸2上的元件。
[0046]可選地,還可將結(jié)構(gòu)應(yīng)用于測(cè)量軸2上,以形成密封軸承的幾何結(jié)構(gòu),例如采用塑料部件的形式,其通過(guò)旋轉(zhuǎn)和/或銑削或造型來(lái)產(chǎn)生。這容許通過(guò)測(cè)量軸2移動(dòng)的軸承構(gòu)件減輕重量,并且例如被推到測(cè)量軸2上。該結(jié)構(gòu)可適合于或應(yīng)用于甚至蓋子13的區(qū)域,蓋子13位于通道7的區(qū)域中。
[0047]或者,可通過(guò)車(chē)削和/或銑削用于密封件的幾何結(jié)構(gòu)而直接提供測(cè)量軸2。
[0048]可選地,可互換的測(cè)量體3用于各種例如腐蝕性的或難以流化的粉末,或適合于測(cè)量體3的可互換的粉末密封系統(tǒng)。
[0049]在測(cè)量容器I中的流化期間還可以通過(guò)例如皮托管方法測(cè)量跨樣本和粉末20的壓力降。
[0050]圖2顯示了流變計(jì),其測(cè)量容器I被回火室26包圍?;鼗鹗?6包括蓋子13以及護(hù)套和底部部分。在這種情況下,粉末或灰塵匯集到回火室26的蓋子13中。這里通過(guò)測(cè)量軸2和回火室26的蓋子13的密封的幾何結(jié)構(gòu)的相互作用,或者間隙21的成形和延伸而創(chuàng)造出幾何密封件。
[0051 ]測(cè)量容器I中的粉末20可在回火室26中,在規(guī)定的環(huán)境條件下,例如規(guī)定的濕度、溫度條件下進(jìn)行調(diào)查研究。振動(dòng)發(fā)生器19使測(cè)量容器I中的粉末20流化。然而,如圖1中所示的流化在這里也是可行的。
[0052]測(cè)量軸2上的護(hù)罩8在這里具有例如梯形的橫截面,并且覆蓋密封件或通道7的開(kāi)口 25。密封件或通道7按照與圖1的實(shí)施例相似的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0053]可選地,回火室26可具有用于排氣的出口 23及過(guò)濾器組件23,密封流體由此可經(jīng)由通道7根據(jù)箭頭22通過(guò)吸取單元41而進(jìn)入回火室26中。
[0054]圖3a,b和c顯示了在與測(cè)量容器I或回火室26的防塵蓋或蓋子13相結(jié)合的條件下,用于通道7的不同的密封幾何結(jié)構(gòu),通道7具有沿著測(cè)量軸2的空氣流。
[0055]圖3a顯示了護(hù)罩8定位在測(cè)量軸上,其與蓋子13共同形成用于密封流體的間隙21。作為額外的幾何精細(xì)結(jié)構(gòu),至少一個(gè)精細(xì)幾何結(jié)構(gòu),例如槽21a集成在蓋子13中。
[0056]圖3b顯示了一種具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的裝置,其受到蓋子13和測(cè)量軸2的支撐。由測(cè)量軸2共同承載的幾何結(jié)構(gòu)21b與蓋子13的周?chē)Y(jié)構(gòu)一起形成狹窄的間隙21。這可直接用于空氣的供給,如圖2中所述,或者該供給可如圖1中所示利用用于流體供給的通道(這里未顯示)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0057]如果生產(chǎn)的幾何精細(xì)結(jié)構(gòu),例如迷宮密封件具有通過(guò)蓋子13和測(cè)量軸2的密封結(jié)構(gòu)所形成的不方便的角度間隙21,那么蓋子13必須按兩部分制成,并且根據(jù)箭頭定位在測(cè)量軸附近,從而可實(shí)現(xiàn)測(cè)量軸2和因而測(cè)量體3的更換。
[0058]圖3c顯示了通道7的一個(gè)實(shí)施例,其在通道7上通過(guò)測(cè)量軸2的錐形形狀形成護(hù)罩
8。無(wú)論怎樣,流體密封件在這里可通過(guò)通向蓋子13的流體管線(xiàn)12來(lái)形成。同樣,蓋子13必須按若干個(gè)部分構(gòu)造而成,從而容許除去測(cè)量軸2 ο護(hù)罩8通過(guò)測(cè)量軸2來(lái)形成。
[0059]圖4顯示了其中護(hù)罩8經(jīng)過(guò)幾何設(shè)計(jì),從而最大限度地增加柏努利真空的裝置。另夕卜,被引導(dǎo)的空氣流45通過(guò)幾何密封件確保沒(méi)有氣溶膠到達(dá)密封結(jié)構(gòu),而且密封結(jié)構(gòu)不會(huì)被污染。被引導(dǎo)的空氣流45的導(dǎo)向作用在相對(duì)測(cè)量軸2的免接觸的開(kāi)口 2 5或者相對(duì)間隙46成大致直角的位置處得以最大化,間隙46成形于蓋子13的下側(cè)面和護(hù)罩8之間,護(hù)罩8位于間隙46的前面,從而提供了負(fù)壓力和因而柏努利效應(yīng),其導(dǎo)致強(qiáng)引導(dǎo)的空氣流,其流過(guò)通道7進(jìn)入測(cè)量室和測(cè)量容器I中??諝饬?5的供給是通過(guò)成形于蓋子50中的通道13來(lái)完成的。
[0060]在護(hù)罩8的上端區(qū)域的圓形表面47支撐空氣流45和真空的成形。
[0061]幾何密封件與空氣密封阻隔的組合對(duì)于保持精細(xì)氣溶膠組分是最佳的。這里使用的密封件只有在容器的蓋子或其防塵蓋和測(cè)量系統(tǒng)軸及測(cè)量軸2之間十分之幾毫米的間隙??諝饷芊庾韪舭ㄓ糜诹黧w的間隙或供給端口,其位于蓋子或包殼的灰塵保護(hù)蓋的內(nèi)部,其中空氣流優(yōu)選均勻地向內(nèi)流入容器中,并且穩(wěn)定地從間隙或供給端口和測(cè)量軸2上吹走細(xì)粒組分,但仍然對(duì)測(cè)量只有微不足道的影響。
[0062]幾何密封件或精細(xì)的迷宮結(jié)構(gòu)優(yōu)選在馬達(dá)側(cè)沿著測(cè)量軸的通道并在通道上面,SP在用于流體密封件的流體供給的上方來(lái)實(shí)現(xiàn),其中流體密封件已經(jīng)使大多數(shù)粉末的細(xì)粒組分再循環(huán)到測(cè)量容器的內(nèi)部。
[0063]原則上,幾何結(jié)構(gòu)的齒不必要為迷宮密封件的形式,并且當(dāng)它們彼此嚙合時(shí)不會(huì)形成如圖3b中的“經(jīng)典的”迷宮密封件。當(dāng)空氣或流體從接收室和測(cè)量容器I的內(nèi)部向外流過(guò)密封間隙時(shí),空氣流動(dòng)阻力應(yīng)盡可能高。流體流量和間隙寬度的組合必須經(jīng)過(guò)選擇,使得沖洗氣體的速度具有足夠高的動(dòng)能,以保持氣溶膠和粉末顆粒包含在其里面,軸通道區(qū)域的外部。薄的間隙(幾毫米,優(yōu)選十分之幾毫米)和幾m/s的沖洗氣體速率提供了這種高阻力,尤其對(duì)于粒徑從幾納米至高達(dá)間隙寬度等級(jí)的粉末顆粒。本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可在間隙寬度和沖洗氣體速率之間依據(jù)流變計(jì)特性而選擇最佳的折衷。在密封件和/或測(cè)量軸2的橫截面中額外的槽和/或凹陷(見(jiàn)圖3a,3b,3c)阻礙了流過(guò)軸通道的氣溶膠,并且還防止在測(cè)量室外形成層流。沖洗氣體在通道中優(yōu)選經(jīng)過(guò)選擇,使得空氣入口位于幾何密封件或槽的下面,并且進(jìn)入的空氣優(yōu)選流向測(cè)量室。氣?;驓馊苣z不能簡(jiǎn)單地或無(wú)阻礙地從測(cè)量室流過(guò)間隙,而是額外地受到槽中所形成的旋渦的阻擋。這是一種幾何密封件,因?yàn)榱骰慕橘|(zhì)包含粉末的細(xì)粒組分作為懸浮物,其不能穿過(guò)這種類(lèi)型通道,或只是有困難。
[0064]這種幾何阻隔特別適合于保持顆粒,其具有比通道間隙寬度小得多的粒徑。
[0065]防濺板或護(hù)罩可優(yōu)選用于通過(guò)測(cè)量容器的蓋子而覆蓋用于測(cè)量軸通道的開(kāi)口,而且其受到測(cè)量軸2或測(cè)量容器I的支撐。這個(gè)護(hù)罩8還保護(hù)了密封間隙或通道間隙,以免受到從粉末床投射出的具有高動(dòng)能的大的重的粉末顆粒的影響。
[0066]根據(jù)兩個(gè)幾何構(gòu)件的組合,護(hù)罩8和具有薄的間隙的密封件可選地與測(cè)量軸和測(cè)量容器周?chē)辽俨糠至黧w密封的包殼結(jié)合使用。
[0067]粉末樣本的回火可通過(guò)例如空氣室來(lái)實(shí)現(xiàn),其實(shí)現(xiàn)器具形成所建議的流體密封件和幾何粉末阻隔的組合,或者直接通過(guò)測(cè)量容器I或測(cè)量容器I的蓋子13上的回火元件,或者通過(guò)供給用于流化的回火的濕潤(rùn)氣體來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0068]本質(zhì)上該組合具有帶額外幾何裝置或密封結(jié)構(gòu)的流體密封件。這種流體密封基本上僅僅通過(guò)用于測(cè)量軸2的簡(jiǎn)單的通道間隙和貫通的流動(dòng)而成形。為了安全地防止粉末或灰塵和具有高動(dòng)能的顆粒流過(guò),這種流體密封件與另一幾何裝置進(jìn)行組合。一方面,這可能是護(hù)罩8,其也具有限制在樣本或測(cè)量體3的方向上流入的功能,或者另一方面可能是精細(xì)結(jié)構(gòu),其具有迷宮密封件的幾何結(jié)構(gòu)的槽。
[0069]對(duì)于粉末流變計(jì),使流體密封件與其它幾何密封組件結(jié)合起來(lái)使用是必須的。所述所有三種變體的組合是優(yōu)選的,其包括高能量大顆粒的護(hù)罩8和用于小顆粒和灰塵顆粒的精細(xì)結(jié)構(gòu)以及流體密封件。這確保沒(méi)有灰塵到達(dá)敏感的流變計(jì),這在圖中用測(cè)量馬達(dá)來(lái)表不。
[0070]精細(xì)結(jié)構(gòu)可設(shè)置在流體供給管線(xiàn)的上面或下面,優(yōu)選位于流體入口的上面,如圖1和圖4中所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于測(cè)量粉末狀或粒狀材料的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),包括用于接收有待測(cè)量的產(chǎn)品(20)的測(cè)量容器(1)、用于所述測(cè)量容器(I)的蓋子(13)、保持在測(cè)量軸(2)上的測(cè)量體(3),其中所述測(cè)量體⑶和所述容器(I)可彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn),其中所述測(cè)量軸⑵經(jīng)過(guò)引導(dǎo),以低摩擦地且尤其無(wú)接觸地穿過(guò)所述蓋子(13),并且評(píng)估單元(40)設(shè)置在所述測(cè)量容器(I)的外部以評(píng)估由所述測(cè)量軸(2)接收的測(cè)量值,其特征在于,為了在所述測(cè)量容器(I)中密封住位于所述蓋子(13)中或穿過(guò)所述蓋子(13)的所述測(cè)量軸(2)的軸承間隙(21)或通道(7),提供具有密封流體入口的流體密封件和至少幾何密封件,所述幾何密封件與這種流體密封件形成粉末阻隔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,所述測(cè)量軸(2)和所述蓋子(13)共同形成精細(xì)的密封結(jié)構(gòu)作為幾何粉末阻隔,優(yōu)選是迷宮密封件。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,所述流體密封件包括連接在所述測(cè)量容器(I)上,以產(chǎn)生負(fù)壓力的裝置(41),其中外部空氣或密封氣體通過(guò)在所述測(cè)量軸(2)和所述蓋子(13)之間的通道(7)的間隙(21)而被吸入到所述測(cè)量容器(I)中,尤其在幾何粉末阻隔下面的區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,作為在所述幾何粉末阻隔和所述測(cè)量容器(I)的內(nèi)部之間的通道(7)的區(qū)域中的流體密封件,尤其所述蓋子(13)或所述測(cè)量軸(2)的通道(7)中的流體密封件,供給密封氣體的供給管線(xiàn)(12)具有超過(guò)所述測(cè)量容器(I)中的氣體壓力的壓力。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,在所述測(cè)量容器(I)中承載護(hù)罩(8)作為所述測(cè)量軸(2)的幾何粉末阻隔,其表面擴(kuò)展部分相對(duì)所述測(cè)量軸(2)按直角延伸出所述通道(7)的所有側(cè)面上的開(kāi)口(25)之外。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,所述護(hù)罩(8)設(shè)置在離所述通道(7)的一定距離處,其中所述距離小于所述通道(7)的直徑,優(yōu)選小于所述通道(7)的半徑,或者所述護(hù)罩(8)至少部分地定位在所述通道(7)中。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,所述護(hù)罩(8)平行于所述通道(7)的開(kāi)口(45)而延伸。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,所述測(cè)量軸(2)以低摩擦,尤其無(wú)接觸地穿過(guò)所述蓋子(13)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,提供了一種單元從而使所述測(cè)量容器(I)中有待測(cè)量的材料(20)進(jìn)行流化,或所述單元連接在這個(gè)測(cè)量容器上。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,密封流體供給管線(xiàn)的至少一個(gè)或多個(gè)排氣口(46)定位在所述蓋子(13)的下側(cè)面上,位于所述測(cè)量軸(2)的通道(7)附近,和/或所述護(hù)罩(8)的上面。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,所述密封流體在壓力下流過(guò)所述流出口(46),或者通過(guò)在后者中形成的負(fù)壓力而吸入到所述測(cè)量容器(I)中。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,所述流出口由包圍所述測(cè)量軸(2)的間隙(46)形成。13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一權(quán)利要求所述的旋轉(zhuǎn)流變計(jì),其特征在于,在所述蓋 子(13)和/或所述測(cè)量軸(2)中形成槽(21a)作為幾何密封件。
【文檔編號(hào)】G01N11/14GK105973755SQ201610138317
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】R.羅米爾, D.舍茨, M.納恩霍弗, A.弗勒克
【申請(qǐng)人】安東帕有限責(zé)任公司