專利名稱：粉體測定裝置用敲擊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉體測定裝置用敲擊裝置。
背景技術(shù)：
粉體的物性值，以休止角、崩潰角、刮鏟角、松密度/振實(shí)密度、壓縮度、凝聚度、分散度、差角等各種參數(shù)來測定。關(guān)于對這些物性值進(jìn)行測定的裝置，可以在專利文獻(xiàn)I中了解到其示例。專利文獻(xiàn)2中公開了一種對粉體的堆積密度進(jìn)行測定的裝置。在專利文獻(xiàn)2所記載的裝置中，在測定室的底部的敲擊臺上設(shè)置有用于裝入試樣粉體的測定用杯。在測定室的頂棚上，于位于測定用杯的正上方的位置處設(shè)置有天窗，且在其上設(shè)置有傳感器盒匣。被 配置于傳感器盒匣中的非接觸型傳感器對測定用杯中的粉體面高低進(jìn)行測定。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特許第2798827號公報專利文獻(xiàn)2 日本特許第4368738號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在粉體的物性測定中，作為關(guān)于粉體的壓縮性的評價方法，具有如下的方法，即，除對松密度進(jìn)行測定以外，還在預(yù)定容積的測定杯內(nèi)放入試樣粉體，并以預(yù)定的沖程量以及預(yù)定的振動頻率(每單位時間內(nèi)的敲擊次數(shù))實(shí)施預(yù)定次數(shù)或預(yù)定時間的敲擊，從而對振實(shí)密度進(jìn)行測定的方法。此外，作為其他方法，還具有如下方法，即，使用量筒以取代測定杯，而在量筒內(nèi)放入試樣粉體并實(shí)施敲擊，從而對振實(shí)密度(也稱為敲擊密度)進(jìn)行測定的美國藥典(USP)敲擊法和美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)敲擊法。另外，在相同的方法中，還具有對體積減小度進(jìn)行測定的川北方程粉體壓縮評價法等。無論在這些方法中的哪一種評價方法中，均需要對被投入至測定用容器中的試樣粉體進(jìn)行敲擊。敲擊的沖程量、振動頻率以及次數(shù)根據(jù)測定方法而有所不同。以往，由于敲擊軸的升降直接通過凸輪而實(shí)施，因此當(dāng)想要改變沖程量時，則需要更換凸輪。而且，敲擊振動頻率的變更也不容易。本發(fā)明是鑒于上述點(diǎn)而完成的，其目的在于，提供一種能夠容易地變更敲擊的沖程量和振動頻率的粉體測定裝置用敲擊裝置。用于解決課題的方法本發(fā)明的粉體測定裝置用敲擊裝置具備頂桿，其在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而使敲擊軸升起再降下；步進(jìn)電機(jī)，其對所述頂桿施加在垂直面內(nèi)的轉(zhuǎn)動；控制裝置，其對所述步進(jìn)電機(jī)施加于所述頂桿的轉(zhuǎn)動的角度和轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行控制。在本發(fā)明的粉體測定裝置用敲擊裝置中，優(yōu)選為，所述控制裝置使所述步進(jìn)電機(jī)施加于所述頂桿的轉(zhuǎn)動的速度，在所述敲擊軸即將達(dá)到上升極限時以30[Hz/步]以下的減速量減小。在本發(fā)明的粉體測定裝置用敲擊裝置中，優(yōu)選為，在使所述敲擊軸下降時，所述控制裝置使所述頂桿以快于所述敲擊軸降下的速度而下降，并且下降至所述敲擊軸的下降極限的更下方。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于將敲擊軸升起的部件為頂桿，從而能夠通過步進(jìn)電機(jī)和控制裝置而比較自由地設(shè)定頂桿的轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度，因此能夠在省去更換凸輪等麻煩的條件下，改變敲擊的沖程量。此外，由于頂桿的原動力為步進(jìn)電機(jī)，因此能夠比較自由地設(shè)定頂桿的轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度。因此，易于根據(jù)試驗方法的基準(zhǔn)而設(shè)定敲擊的沖程量或振動頻率，從而提高了敲擊裝置的使用自由度。而且，由于通過步進(jìn)電機(jī)和控制裝置，而在敲擊軸即將達(dá)到上升極限時使步進(jìn)電機(jī)施加于頂桿的轉(zhuǎn)動的速度減小，從而能夠防止測定用容器 由于慣性力被彈起等而被升起設(shè)定值以上的情況。


圖I為粉體物性測定裝置的概要主視圖。圖2為粉體物性測定裝置的概要側(cè)視圖。圖3為敲擊動作機(jī)構(gòu)的概要側(cè)視圖。圖4為粉體物性測定裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖5為對使用測定杯以作為測定用容器時的松密度或振實(shí)密度測定進(jìn)行說明的概要剖視圖。圖6為對使用量筒以作為測定用容器時的振實(shí)密度或體積減小度測定進(jìn)行說明的概要剖視圖。圖7為頂桿的上升速度的圖表。圖8為頂桿的下降速度的圖表。符號說明I :粉體物性測定裝置；2 :本體；3 :蓋；10 :測定室；20 :敲擊裝置；21 :敲擊臺；2IA :敲擊臺；22 :敲擊軸；24 :步進(jìn)電機(jī)；25 :頂桿；27 電機(jī)驅(qū)動器；30 :控制裝置；40 :篩安裝框；
60 :篩；61 :上層斜槽；63 :下層斜槽；64 :測定杯；64a :蓋；66 :斜槽；70 :量筒。
具體實(shí)施方式

本發(fā)明所涉及的敲擊裝置作為能夠?qū)ν度胫翜y定用容器中的試樣粉體的振實(shí)密度或體積減小度進(jìn)行測定的、粉體物性測定裝置I的結(jié)構(gòu)要素而實(shí)現(xiàn)。構(gòu)成粉體物性測定裝置I的外觀的兩大要素為，本體2和覆蓋其前部的蓋3。本體2為，使用板金制的筐體4將未圖示的架臺結(jié)構(gòu)的外側(cè)包圍而成的構(gòu)件，其通過高度可調(diào)的多個支承腳5而被支承在支承面上。蓋3的主要部分由透明的合成樹脂形成，并通過左右一對的臂6而被安裝在本體2的左右兩個側(cè)面上。臂6的前端成為與本體2連結(jié)的支點(diǎn)部7,蓋3以支點(diǎn)部7為中心而在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。當(dāng)放下蓋3時將成為圖2中的實(shí)線的狀態(tài)。此時，被蓋3包圍的空間成為圖5所示的測定室10。如上所述，由于蓋3的主要部分是透明的，因此，即使在放下了蓋3的狀態(tài)下也能夠看穿到測定室10的內(nèi)部。由此，作業(yè)者能夠在以目視來確認(rèn)試樣的狀況等的同時，在不受粉塵的影響的條件下進(jìn)行測定作業(yè)。在蓋3的正面形成有把手部3a，用手抓住把手部3a，從而能夠?qū)⑸w3提起至圖2的虛線位置。當(dāng)提起至圖2的虛線位置時，即使將手放開蓋3仍將停留在該位置。在以這種方式使測定室10處于開放狀態(tài)的基礎(chǔ)上，作業(yè)者再實(shí)施對測定結(jié)束的試樣或用于測定的用具的整理、新的測定作業(yè)的設(shè)定、保養(yǎng)檢修作業(yè)等。在不需要預(yù)先使測定室10處于開放狀態(tài)時則放下蓋3。在通過支點(diǎn)部7來支承蓋3的軸上組合有阻尼器，從而在放下的中途將手放開時蓋3將緩慢地下降，由此將在不會發(fā)生沖擊的條件下安靜地關(guān)閉。粉體物性測定裝置I具備用于振實(shí)密度或體積減小度測定所需要的敲擊裝置。如圖5所示，在測定室10的地面部上配置有敲擊裝置20。敲擊裝置20具備敲擊臺21、和支承敲擊臺21的敲擊軸22。如圖3所示，敲擊軸22被垂直地支承在安裝于架臺結(jié)構(gòu)上的軸承23上，且上下自如。敲擊軸22與后文所述的頂桿25之間的接點(diǎn)處于從敲擊軸22的中心向外周方向偏移的位置處，且在敲擊軸22上升時進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。對敲擊軸22施加上下方向的運(yùn)動的部件為步進(jìn)電機(jī)24。步進(jìn)電機(jī)24具備向水平方向突出的電機(jī)軸24a，在電機(jī)軸24a上直接連結(jié)有頂桿25，所述頂桿25在頂端處具備輥26。輥26與敲擊軸22的下表面抵接，從而對敲擊軸22進(jìn)行支承。當(dāng)電機(jī)軸24a旋轉(zhuǎn)時，頂桿25將在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而敲擊軸22將根據(jù)其轉(zhuǎn)動角而上升下降。步進(jìn)電機(jī)24由圖4所示的電機(jī)驅(qū)動器27驅(qū)動。對電機(jī)驅(qū)動器27進(jìn)行控制的部件為控制裝置30。控制裝置30包括個人計算機(jī)31、和通過個人計算機(jī)31而接收指令以對各個結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行控制的主控制部32。當(dāng)控制裝置30向電機(jī)驅(qū)動器27發(fā)送控制信號時，與控制信號相對應(yīng)的驅(qū)動脈沖將從電機(jī)驅(qū)動器27中被輸出，從而電機(jī)軸24a將旋轉(zhuǎn)對應(yīng)于驅(qū)動脈沖個數(shù)的角度。在圖7中圖示了頂桿25在使敲擊軸22上升時的加減速的概念。如從圖表中所了解的那樣，對步進(jìn)電機(jī)24進(jìn)行控制，從而在敲擊軸22即將達(dá)到上升極限時，使頂桿25施加于敲擊軸22的上升速度以預(yù)定的減速量減小。通過此種方式，能夠防止由于敲擊軸22而使測定用容器被彈起的情況。在圖7中，以每一步25Hz的減速量，且經(jīng)過100步，從最高速度4000Hz減速到初始速度1500Hz。在此，減速量最大為30 [Hz/步]，且只需小于該值即可，這是考慮到敲擊振動頻率、沖程量、最高速度、初始速度等而適當(dāng)確定的。當(dāng)減速量大于30[Hz/步]時，將存在測定用容器被彈起的可能。當(dāng)使敲擊軸22下降時，使頂桿25，嚴(yán)密地說，是使頂桿25的頂端上的輥26以快于敲擊軸22降下的速度而下降，而且下降至敲擊軸22的下降極限的更下方。通過此種方式，從而在降下時敲擊軸22不會與頂桿25碰撞，由此使通過敲擊而進(jìn)行的測定穩(wěn)定。 在圖8中圖示了頂桿25下降時的加減速的概念。如圖8所示，頂桿25的下降速度快于上升速度。頂桿25的下降速度能夠根據(jù)敲擊的沖程量而進(jìn)行變更。如上文所述，由于將敲擊軸22升起的部件為頂桿25，且能夠通過步進(jìn)電機(jī)24和控制裝置30而比較自由地設(shè)定頂桿25的轉(zhuǎn)動速度，因此能夠在省去更換凸輪等麻煩的條件下，改變敲擊的沖程量。因此，易于根據(jù)試驗方法的基準(zhǔn)而設(shè)定敲擊的沖程量或振動頻率，從而提高了使用自由度。另外，雖然敲擊的沖程量在進(jìn)行振實(shí)密度測定時通常為18_，但能夠以滿足體積減小度測定的沖程量的、約40_為最大值而任意地進(jìn)行設(shè)定。作為步進(jìn)電機(jī)24，可以采用額定電流為I. 4A/相、勵磁最大靜止轉(zhuǎn)矩為I. 3N · m、基本步距角為O. 36°等規(guī)格的電機(jī)。如圖4所示，在控制裝置30上除了連接有步進(jìn)電機(jī)24以及電機(jī)驅(qū)動器27、電磁鐵41等已示出的結(jié)構(gòu)要素以外，還連接有顯示裝置50。顯示裝置50由外接的監(jiān)視裝置等構(gòu)成，其實(shí)施對測定數(shù)據(jù)或計算結(jié)果等的顯示。接下來，對如何使用粉體物性測定裝置I進(jìn)行說明。在粉體物性測定裝置I中設(shè)置有，使試樣粉體經(jīng)過振動篩的振動裝置。篩振動裝置的本體部分存在于筐體4內(nèi)，僅有具備該本體部分的篩安裝框40，如圖5所示向測定室10突出。篩安裝框40通過圖4所示的電磁鐵41而被施加了上下方向的振動。圖5所示的為使用測定杯以作為測定用容器時的松密度或振實(shí)密度測定用的設(shè)定。在篩60上重疊有篩按壓件67，在篩安裝框40的下表面上安裝有上層斜槽61，并用結(jié)合件68將它們固定于篩安裝框40上。在上層斜槽61的下方配置有被托架62支承的下層斜槽63。在敲擊臺21上安裝有測定杯64。在測定室10的地面上放置有粉體回收容器65。測定杯64使用容積為10ml、25ml、50ml、IOOml的杯。當(dāng)將試樣粉體投入到篩按壓件67以及篩60中，并使篩安裝框40振動時，穿過了篩60的試樣粉體將從上層斜槽61和下層斜槽63通過并落下，并進(jìn)入到測定杯64中。如果試樣粉體從測定杯64中溢出，則停止試樣粉體的投入，并將試樣粉體刮平。接下來，從敲擊臺21上取下測定杯64，并置于電子天平等的質(zhì)量測定裝置上以測定質(zhì)量。用其值除以測定杯64的容積后所得到的值即為松密度。接下來，將蓋64a覆蓋在測定杯64上并送回至敲擊臺21，且在投入試樣粉體的同時實(shí)施敲擊。在實(shí)施了預(yù)定次數(shù)或預(yù)定時間的敲擊后，將蓋64a拆下，并將試樣粉體刮平。之后，從敲擊臺21上取下測定杯64，并置于質(zhì)量測定裝置上以測定質(zhì)量。用其值除以測定杯64的容積后所得到的值即為振實(shí)密度。圖6所示的為利用USP敲擊法或ASTM敲擊法測定振實(shí)密度時、或者用川北方程粉體壓縮評價法來測定體積減小度時的設(shè)定。在篩安裝框40上安裝有篩60和斜槽66，在敲擊軸22上安裝有敲擊臺21A。在敲擊臺21A上安裝有量筒70。當(dāng)將試樣粉體投入到篩按壓件67以及篩60中，并使篩安裝框40振動時，穿過了篩60的試樣粉體將從斜槽66通過并落下，并進(jìn)入到量筒70中。當(dāng)量筒70中投入了預(yù)定量的試樣粉體時，便實(shí)施敲擊。當(dāng)實(shí)施了預(yù)定次數(shù)的敲擊時，量筒70內(nèi)部的粉體層將被壓縮，從而粉體面將下降至低于敲擊前的粉體面的水平。并且，通過讀取敲擊后的試樣粉體的體積，從而求取振實(shí)密度或體積減小度。在此，利用USP敲擊法或ASTM敲擊法時的振實(shí)密 度，可通過用投入至量筒70內(nèi)的試樣粉體的質(zhì)量除以敲擊后的試樣粉體的體積而求取。此夕卜，川北方程粉體壓縮評價法的體積減小度，可在將敲擊前的試樣粉體的體積設(shè)為Vtl，將敲擊后的試樣粉體的體積設(shè)為V時，通過(Vci-VVVci而求取。當(dāng)利用USP敲擊法時，使用容積為250ml或IOOml的玻璃量筒。在第一方法中，將尚支擊振動頻率設(shè)為每分鐘300擊,將敲擊沖程量設(shè)為14±2mm。在第二方法中，將敲擊振動頻率設(shè)為每分鐘250擊，將敲擊沖程量設(shè)為3mm(±10% )。無論采用第一方法還是第二方法，初次敲擊次數(shù)均為500次，第二次均為750次，第三次以后均為1250次。當(dāng)利用ASTM敲擊法時，使用容積為IOOml或25ml的玻璃量筒。將敲擊振動頻率設(shè)為每分鐘100 300擊，將敲擊沖程量設(shè)為3±0. 2mm。當(dāng)產(chǎn)生改變敲擊的沖程量或振動頻率的需要時，在本實(shí)施方式中，通過利用控制裝置30的個人計算機(jī)31來實(shí)施條件輸入，并由電機(jī)驅(qū)動器27輸出所需的驅(qū)動脈沖，以改變步進(jìn)電機(jī)24的轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動速度，從而達(dá)到目的。因此，作為敲擊裝置而成為使用自由度極高的裝置。以上，雖然對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的范圍并不被限定于此，能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)加以各種改變來實(shí)施。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠廣泛用于粉體測定裝置用敲擊裝置。
權(quán)利要求
1.一種粉體測定裝置用敲擊裝置，具備如下的結(jié)構(gòu)，即， 頂桿，其在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而使敲擊軸升起再降下； 步進(jìn)電機(jī)，其對所述頂桿施加在垂直面內(nèi)的轉(zhuǎn)動； 控制裝置，其對所述步進(jìn)電機(jī)施加于所述頂桿的轉(zhuǎn)動的角度和轉(zhuǎn)動速度進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求I所述的粉體測定裝置用敲擊裝置，具備如下的結(jié)構(gòu)，即， 所述控制裝置使所述步進(jìn)電機(jī)施加于所述頂桿的轉(zhuǎn)動的速度，在所述敲擊軸即將達(dá)到上升極限時以30[赫茲/步]以下的減速量減小。
3.如權(quán)利要求I所述的粉體測定裝置用敲擊裝置，具備如下的結(jié)構(gòu)，即， 在使所述敲擊軸下降時，所述控制裝置使所述頂桿以快于所述敲擊軸降下的速度而下降，并且下降至所述敲擊軸的下降極限的更下方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉體測定裝置用敲擊裝置。被設(shè)置于粉體物性測定裝置(1)中的敲擊裝置(20)具備用于安裝測定杯(64)或量筒(70)的敲擊臺(21)、(21A)；用于支承敲擊臺的敲擊軸(22)。在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動的頂桿(25)使敲擊軸升起再降下。頂桿與步進(jìn)電機(jī)(24)的電機(jī)軸(24a)直接連結(jié)，步進(jìn)電機(jī)對頂桿施加在垂直面內(nèi)的轉(zhuǎn)動。步進(jìn)電機(jī)施加于頂桿的轉(zhuǎn)動的角度和轉(zhuǎn)動速度通過控制裝置(30)而控制。
文檔編號G01N9/04GK102778412SQ20111029157
公開日2012年11月14日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者清水健司, 笹邊修司, 藤見利幸, 藤見浩之 申請人:細(xì)川密克朗集團(tuán)股份有限公司