WO1999027345A1 - Dispositivo y procedimiento para medir la cohesion de medios granulares finos - Google Patents
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- the object of the present invention is an automated device for measuring the cohesion of fine granular media (powders).
- the apparatus is based on a procedure that uses the fluid seat in a novel way, where the granular medium is first initialized to a reproducible state; the initial granular medium is consolidated or deconsolidated by means of a controlled gas flow; the consolidated / deconsolidated powder seat is then subjected to a gas flow, directed in such a way that the granular material is under tension;
- the overpressure that causes the dust seat to rupture then provides a measure of the tensile stress of the granular material, which in turn is a function of the consolidation and the vacuum fraction.
- the determination of these three interdependent properties constitutes a measure of the fluidity of the material.
- the invented technique is of great interest to the xerographic industry as a diagnostic method based on fundamental physical properties.
- One technique is to measure the elapsed time in which a given mass of material is discharged from a hopper (Book of ASTM Standards. Part 9, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, 1978, 45). This technique is mostly used to test metallic powders. For powders that flow with difficulty, the hopper is vibrated in order to facilitate flow (DA Hall and JG Cutress. The effect of fines contained, moisture and added oil on the handling of small coal. J Inst. Fuel, 33, 1960, 63-72). In this technique, induced vibrations can cause dust compaction.
- Another technique is to place a series of disks vertically with a central hole whose diameter is gradually reduced. The procedure consists in downloading the material through the discs.
- the diameter of the smallest hole through which the sample passes three consecutive times is taken as the index of fluidity of the material.
- Hosokawa test a technique that is currently used in the xerographic industry to classify the fluidity of experimental toners
- a series of sieves of variable mesh size are placed vertically. The sieve series is vibrated and the relative amount of dust that passes through each sieve gives a measure of the toner fluency.
- the techniques described have a serious problem consisting in the initialization of the sample of the material.
- the granular and cohesive nature of fine powders means that in any situation the internal stresses in the material do not have a uniform distribution. This distribution depends largely on the history of the material, so it is difficult to get the sample to be in an initial reproducible state.
- the fluidity of fine powders is greatly affected by the humidity of the ambient gas. Another major drawback is that the results depend not only on the physical properties of the material but also on the design and
- the measurements only provide a relative measure of the fluidity of the powder.
- the Hosoka test for example, is known to be very sensitive to the person who drives it who needs specific training to be able to operate the device with a certain guarantee. There is therefore a need for a more robust technique independent of the experimenter.
- the characterization of the fluidity of the powder is more appropriate through the direct measurement of some of its physical properties.
- a suggested property to characterize the fluidity of the granular material is its angle of repose (ISO 3435-1977 -E- Classification and Symbolization of Bulk Materials).
- This property is not well defined in cohesive granular materials since it depends on the chosen mass of material (it is well known that very small blocks of cohesive powders can form 90 ° angles).
- the average particle size of the material is correlated with its degree of cohesion and therefore with the ease with which they flow.
- the use of additives can substantially alter the fluidity of the material by modifying the mechanical properties of the particles such as their hardness or adhesion energy (JM Valverde, A. Ramos, A.
- SUBSTITUTE SHEET RULE 26 is in an initial reproducible state. In the separation cell the adhesion of the powder can be measured but it becomes difficult to achieve a homogeneous and controlled consolidation.
- the present invention relates to a device, and the method used therein, to measure the cohesion of fine granular media.
- the device uses a gas flow (direct or reverse), computer controlled, as a compacting and de-compacting agent for dust to vary the state of consolidation by means of controlled and coordinated valves.
- the procedure has several stages: a first one in which the granular medium is initialized to a reproducible state; a second in which the initialized granular medium is consolidated or deconsolidated by means of a controlled gas flow; and finally, the consolidated / deconsolidated powder seat is subjected to a gas flow, directed in such a way that the granular material is under tension.
- Overpressure causes the dust seat to rupture by providing a measure of tensile stress of the granular material, which, together with the measure of the consolidation effort and the vacuum fraction, allows us to measure the fluidity of the material.
- Figure 1 Scheme of the device through which the fine powder status diagram can be obtained.
- - A Mechanical device that is placed at the base of the seat.
- - C Computer.
- the device (figure 1) consists of: a fluid gas controller (MFC), a compressed dry nitrogen tank (N), a pressure gauge that measures the pressure difference between the gas passing through the circuit and the atmospheric pressure ( ⁇ p ), a cylindrical asiem (B) where the dust is located on a filter that can be made of ceramic or metal, a valve that remains open in the processes of decompression and rupture (v.), another valve that remains open in the compression processes (v.E2), a valve that remains open during compression (v Cl), a valve that remains open in the decompression and rupture processes (v C2), an ultrasound emitting device that is used to measure the dust seat height (S), a mechanical device that is placed at the base of the seat to shake it in order to favor fluidization (A), a computer (C) that automatically controls the valves, the flow controller, the pressure gauge, e l Ultrasound emitter and mechanical agitator.
- MFC fluid gas controller
- N compressed dry nitrogen tank
- ⁇ p the pressure difference between the gas passing through the circuit and the
- the novelty of the device is in the use of a fluid seat in a novel sequence of operations as can be seen below:
- the state of the granular material When fluidized, the state of the granular material is homogeneous, so that it loses all memory of its initial heterogeneous state. If the gas flow and vibrations are cut off, then the fluidized powder is deposited in a reproducible state (the dust is not perfectly uniform since the bottom of the seat is somewhat more consolidated than the material at the top, but this is not important because it is the material at the bottom of the seat to which the measures concern).
- Cohesive forces in granular materials increase with the consolidation effort.
- measures of consolidation efforts of a few Paséales are difficult to do.
- forces are typical of those that exist in the thin layers of dust found in xerographic practice, and in many other processes.
- a gas flow is directed upwards through the seat.
- the gas flow increases quasistatically so that the pressure drop across the seat increases linearly with the gas velocity.
- the gas velocity is such that the pressure drop across the seat balances the weight of the dust sample per unit area, and at this point a non-cohesive granular material would become fluidized (this is known as the minimum fluidization speed point).
- all granular materials have some degree of cohesion, and thus the pressure drop across the seat continues to grow for a gas flow above U mf .
- Two ingredients are essential, the use of reverse flow as a means to consolidate dust, and the use of the ultrasonic device to measure the height of the seat.
Abstract
El objeto de la presente invención es un dispositivo automatizado para la medida de la cohesión de medios granulares finos (polvos). El aparato se basa en un procedimiento que usa de forma novedosa el asiento fluido, donde el medio granular primero se inicializa a un estado reproducible; el medio granular inicializado se consolida o desconsolida por medio de un flujo controlado de gas; el asiento de polvo consolidado/desconsolidado se somete entonces a un flujo de gas, dirigido de tal forma que el material granular se halle bajo tensión; la sobrepresión que causa la ruptura del asiento de polvo proporciona entonces una medida del esfuerzo tensil del material granular, que a su vez es una función de la consolidación y de la fracción de vacío. La determinación de estas tres propiedades interdependientes constituye una medida de la fluidez del material. La técnica inventada es de gran interés para la industria xerográfica como método de diagnóstico basado en las propiedades físicas fundamentales.
Description
Memoria Descriptiva
TÍTULO
Dispositivo y procedimiento para medir la cohesión de medios granulares finos.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención es un dispositivo automatizado para la medida de la cohesión de medios granulares finos (polvos). El aparato se basa en un procedimiento que usa de forma novedosa el asiento fluido, donde el medio granular primero se inicializa a un estado reproducible; el medio granular inicializado se consolida o desconsolida por medio de un flujo controlado de gas; el asiento de polvo consolidado/desconsolidado se somete entonces a un flujo de gas, dirigido de tal forma que el material granular se halle bajo tensión; la sobrepresión que causa la ruptura del asiento de polvo proporciona entonces una medida del esfuerzo tensil del material granular, que a su vez es una función de la consolidación y de la fracción de vacío. La determinación de estas tres propiedades interdependientes constituye una medida de la fluidez del material. La técnica inventada es de gran interés para la industria xerográfica como método de diagnóstico basado en las propiedades físicas fundamentales.
INFORME SOBRE EL ESTADO DE LATÉCNICA
Existen varias técnicas estándar para caracterizar la fluidez de los materiales granulares. Dichas técnicas se dividen en dos grupos. Existen una serie de técnicas en las cuales se evalúa la fluidez del polvo por medio de la facilidad de su transporte a
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través de diversos dispositivos estándar (grupo I). En el otro grupo de técnicas se encuentran aquellas en las que se trata de obtener propiedades físicas fundamentales del material en función de las cuales se encuentra el grado de fluidez del polvo (grupo II).
Grupo I:
Una técnica consiste en medir el tiempo transcurrido en el que una determinada masa de material se descarga de una tolva (Book of ASTM Standards. Part 9, American Societyfor Testing and Materials, Philadelphia, 1978, 45). Esta técnica se usa sobre todo para testear polvos metálicos. Para polvos que fluyen con dificultad, se hace vibrar la tolva con el objeto de facilitar el flujo (D. A. Hall y J. G. Cutress. The effect of fines contení, moisture and added oil on the handling of small coal. J Inst. Fuel, 33, 1960, 63-72). En esta técnica, las vibraciones inducidas pueden provocar la compactación del polvo. Otra técnica consiste en colocar en sentido vertical una serie de discos con un agujero central cuyo diámetro se va reduciendo progresivamente. El procedimiento consiste en hacer descargar el material a través de los discos. El diámetro del menor orificio a través del cual pasa la muestra tres veces consecutivas se toma como el índice de fluidez del material. En el test de Hosokawa (técnica que en la actualidad se usa en la industria xerográfica para clasificar la fluidez de los tóners experimentales), se coloca en sentido vertical una serie de cribas de tamaño de malla variable. Se hace vibrar la serie de cribas y la cantidad relativa de polvo que atraviesa cada criba da una medida de la fuidez del tóner. En general, las técnicas descritas tienen un grave problema consistente en la inicialización de la muestra del material. La naturaleza granular y cohesiva de los polvos finos hace que en cualquier situación las tensiones internas en el material no posean una distribución uniforme. Esta distribución depende en gran medida de la historia del material, de manera que es difícil conseguir que la muestra se encuentre en un estado inicial reproducible. Por otro lado, se sabe que la fluidez de los polvos finos se encuentra muy afectada por la humedad del gas ambiente. Otro gran inconveniente es que los resultados no sólo dependen de las propiedades físicas propias del material sino también del diseño y las
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características del dispositivo. De este modo, las medidas sólo proporcionan una medida relativa de la fluidez del polvo. Más aún, el test de Hosoka a, por ejemplo, es conocido por ser muy sensible a la persona que lo maneja que necesita de un entrenamiento específico para poder manejar el aparato con cierta garantía. Existe por tanto necesidad de una técnica más robusta independiente del experimentador. La caracterización de la fluidez del polvo es más apropiada a través de la medida directa de algunas de sus propiedades físicas.
Grupo II:
Una propiedad sugerida para caracterizar la fuidez del material granular es su ángulo de reposo (ISO 3435-1977 -E- Clasification and Symbolization of Bulk Materials). No obstante, esta propiedad no se encuentra bien definida en los materiales granulares cohesivos ya que depende de la masa escogida de material (es bien sabido que bloques muy pequeños de polvos cohesivos pueden formar ángulos de 90°). El tamaño medio de las partículas del material se encuentra correlacionado con su grado de cohesión y por tanto con la facilidad con la que fluyen. Sin embargo, se conoce que el uso de aditivos puede alterar sustancialmente la fluidez del material mediante la modificación de las propiedades mecánicas de las partículas como su dureza o su energía de adhesión (J. M. Valverde, A. Ramos, A. Castellanos y P. K. Watson, Tensile strength and void fraction as functions of consolidation stress for a set of xerographic toners, Powder s and Grains 97, Balkema, Rotterdam, 1997) que juegan un papel decisivo en la fluidez del medio. La razón de Hausner dada por el cociente entre la densidad del polvo compactado (por medio de vibración) y su densidad en el estado de fluidización es una característica muy útil del material relacionada con su fluidez (L. Svarovsky, Powder Testing Guide, Elsevier, New York, 1987). La compresibilidad del material, según Svarovski y Carr (R. L. Carr, Chap. 2, Gas-Solids Handling in Process Industries, Marcel Dekker, NY, 1976), se encuentra también directamente relacionada con la fluidez del material. La celda de Jenike permite estimar el ángulo de fricción del material. Sin embargo no son accesibles los estados de baja consolidación y es un problema el que la muestra
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se encuentre en un estado inicial reproducible. En la celda de separación puede medirse la adhesión del polvo pero se hace difícil lograr una consolidación homogénea y controlada.
La fluidez del medio granular está asociada a las fuerzas de cohesión entre partículas, que dependen fuertemente del grado de compactación del material. Nuestro objetivo final es obtener el esfuerzo tensil y la densidad del material en función de su estado de consolidación. De este modo, el logro de un estado de consolidación controlado y reproducible es vital para nuestro propósito. Aunque hasta el momento existen diversas formas de consolidar la muestra, ninguna se ajusta a nuestras necesidades:
a.- Consolidación por pistón: es difícil controlar el régimen de baja consolidación.
b.- Consolidación por centrifugación (J. M. Valverde, A. Ramos, A. Castellanos y P. K. Watson, Tensile strength and void fraction as functions of consolidation stress for a set of xerographic toners, Powders and Grains 97, Balkema, Rotterdam. 1997): Se ha usado para un rango limitado de esfuerzos de consolidación (pero está restringida a este rango de esfuerzos y no se presta al concepto de automatización que requerimos.
c- Consolidación por masa variable en el asiento: se ha usado por nosotros en un rango limitado de esfuerzos de consolidación (, pero está restringida a este rango y, además, tampoco se presta a la automatización.
Existe una necesidad urgente de un aparato o una técnica para medir las propiedades cohesivas de los materiales granulares finos tales como los toners xerográficos, cuyas propiedades de fluidez son de importancia tecnológica;
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN
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La presente invención se refiere a un dispositivo, y al procedimiento utilizado en éste, para medir la cohesión de medios granulares finos. El dispositivo usa un flujo de gas (directo o inverso), controlado por ordenador, como agente compactador y descompactador del polvo para variar el estado de consolidación por medio de válvulas controladas y coordinadas.
El procedimiento tiene varias etapas: una primera en la que se inicializa el medio granular a un estado reproducible; una segunda en la que el medio granular inicializado se consolida o desconsolida por medio de un flujo controlado de gas; y por último, el asiento de polvo consolidado/desconsolidado se somete a un flujo de gas, dirigido de tal forma que el material granular se halle bajo tensión. La sobrepresión causa la ruptura del asiento de polvo proporcionando una medida de esfuerzo tensil del material granular, lo cual, unido a la medida del esfuerzo de consolidación y a la fracción de vacío, nos permite medir la fluidez del material.
Explicación de las figuras
Figura 1 : Esquema del dispositivo mediante el que puede obtenerse el diagrama de estado de polvos finos.
- MFC: Controlador del gas fluido.
- N2: Tanque de nitrógeno seco comprimido.
- Δp: Manómetro.
- B: Cilindro donde se encuentra el polvo asentado.
- v.El : Válvula que permanece abierta en los procesos de descompresión y ruptura. - v.E2: Válvula que permanece abierta en los procesos de compresión.
- v Cl : Válvula que permanece abierta durante la compresión.
- v C2: Válvula que permanece abierta en los procesos de descompresión y ruptura.
- S: Aparato emisor de ultrasonido.
- A: Aparato mecánico que se coloca en la base del asiento. - C: Ordenador.
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DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El dispositivo (figura 1) consta de: un controlador del gas fluido (MFC), un tanque de nitrógeno seco comprimido(N ), un manómetro que mide la diferencia de presión entre el gas que pasa por el circuito y la presión atmosférica (Δp), un asiemto cilindrico (B) donde se encuentra el polvo asentado sobre un filtro que puede ser de cerámica o metal, una válvula que permanece abierta en los procesos de descompresión y ruptura (v.El), otra válvula que permanece abierta en los procesos de compresión (v.E2), una válvula que permanece abierta durante la compresión (v Cl), una válvula que permanece abierta en los procesos de descompresión y ruptura (v C2), un aparato emisor de ultrasonido que se utiliza para medir la altura del asiento de polvo (S), un aparato mecánico que se coloca en la base del asiento para agitarlo con el objetivo de favorecer la fluidización (A), un ordenador (C) que controla automáticamente las válvulas, el controlador de flujo, el medidor de presión, el emisor de ultrasonido y el agitador mecánico . La coordinación de todos estos elementos para llevar a cabo los ciclos de compresión/descompresión se realiza por medio de tarjetas de adquisición de datos y de un programa que ha sido creado al efecto.
La novedad del dispositivo está en la utilización de un asiento fluido en una secuencia novedosa de operaciones como pueden verse a continuación:
1.- Inicialización:
Los materiales granulares finos y cohesivos tienden en general a empaquetarse de una forma muy heterogénea con regiones más empaquetadas y otras regiones con estructuras más abiertas; claramente, tales polvos son difíciles de caracterizar. Así pues, nuestro primer paso es llevar el material granular a un estado reproducible de consolidación, y esto se realiza por medio del asiento fluido del siguiente modo: se somete al polvo a un flujo de gas controlado, y alcanzada una velocidad crítica del flujo, el asiento llega a fluidizarse. En el caso de polvos altamente cohesivos es necesario vibrar el asiento para romper los canales, burbujas, etc. La incorporación de
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un vibrador accionado automáticamente permitirá medir la razón de Hausner del material correlacionada con su fluidez.
Cuando se fluidiza, el estado del material granular es homogéneo, de tal forma que pierde toda memoria de su estado heterogéneo inicial. Si el flujo de gas y las vibraciones se cortan, entonces el polvo fluidizado se deposita en un estado reproducible (el polvo no es perfectamente uniforme ya que el fondo del asiento está algo más consolidado que el material en la parte superior, pero esto no es importante pues es el material en el fondo del asiento al que conciernen las medidas).
2.- Consolidación/ Desconsolidación:
Las fuerzas cohesivas en los materiales granulares se incrementan con el esfuerzo de consolidación. En el caso de materiales granulares finos, tales como los toners xerográficos, medidas de esfuezos de consolidación de unos pocos Paséales son difíciles de hacer. Sin embargo, tales fuerzas son típicas de aquéllas que existen en las capas delgadas de polvos que se encuentran en la práctica xerográfica, y en muchos otros procesos.
Después de estas investigaciones, reconociendo la necesidad de automatización, inventamos el siguiente método de consolidar el polvo siguiendo el paso de inicialización descrito anteriormente. En este proceso novedoso, tomamos el lecho fluido e invertimos el flujo de gas. En este paso de consolidación, el esfuerzo de consolidación en el fondo del asiento se obtiene sumando la caída de presión a través de la capa de polvo y el peso por unidad de área del polvo inicializado. Esta técnica de flujo inverso nos permite cubrir un rango de consolidaciones desde unos cientos Paséales hasta 2500 Paséales. Con una instrumentación mejorada se podrían alcanzar más altas consolidaciones.
Por medio de un flujo de descnsolidación, manteniendo la masa de material granular fija, podemos obtener valores del esfuerzo de consolidación menores que el peso por unidad de área. Por medio de este paso de desconsolidación somos capaces
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de cubrir un rango de esfuerzos de cien Paséales bajando hasta diez Paséales. Con instrumentos mejorados esperamos poder alcanzar un valor más bajo límite de un Pascal para el esfuerzo de consolidación.
Por medio de una técnica de pulso acústico podemos medir la altura del asiento fluido correspondiente a un valor dado del esfuerzo de consolidación. Esto nos permite calcular el promedio de la fracción de vacío del polvo consolidado o desconsolidado, lo que es una medida muy útil para caracterizar el polvo: primero, materiales granulares con partículas de gran tamaño y baja cohesión se empaquetan bastante, en realidad pueden alcanzar el límite de apilamiento aleatorio, fracción de vacío del orden de 0.45; por el contrario, materiales granulares con partículas de pequeño tamaño y alta cohesión se empaquetan en estructuras abiertas y pueden acercarse al límite de agregación balístico, donde la fracción de vacío es de 0.85.
3.- Medidas del Esfuerzo Tensil:
Posteriormente a la etapa de consolidación/desconsolidación se dirige un flujo de gas hacia arriba a través del asiento. El flujo de gas se incrementa cuasiestáticamente de tal modo que la caída de presión a través del asiento aumenta linealmente con la velocidad del gas. En el punto donde la velocidad del gas es tal que la caída de presión a través del asiento equilibra el peso de la muestra de polvo por unidad de área, y en este punto un material granular no cohesivo llegaría a fluidizarse (esto se conoce como el punto de mínima velocidad de fluidización). En la práctica, todos los materiales granulares presentan algún grado de cohesión, y así la caída de presión a través del asiento continúa creciendo para un flujo de gas por encima de Umf. Nótese que por encima de este punto el flujo de gas somete al material granular a un estado de tensión, y a medida que la tensión en el polvo crece se alcanza un punto en el cual el polvo se rompe bajo tensión y llega a fluidizarse. Esta velocidad del flujo se conoce como velocidad de comienzo de fluidización, y la tensión máxima a la que el polvo se encuentra a esta velocidad define el esfuerzo tensil del polvo σt. Este esfuerzo tensil es una función creciente del esfuerzo de consolidación. Los materiales granulares de
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baja cohesión muestran valores bajos del esfuerzo tensil mientras que materiales granulares de alta cohesión muestran valores relativamente altos del esfuerzo tensil.
Desde el punto de vista de la comprensión del comportamiento del medio granular, es útil combinar los datos del diagrama de consolidación con los datos del esfuerzo tensil. Juntos forman lo que se conoce como el Diagrama de Estado para Cizalla Cero, como se muestra en la figura 2. Este diagrama proporciona las interrelaciones entre el esfuerzo de consolidación, la fracción de vacío, y el esfuerzo tensil; es probablemente el mejor modo de mostrar cómo estas tres variables están relacionadas y así caracterizar el polvo.
4.- El medidor automático de la fluidez de polvos finos:
En vista de la utilidad de estos tipos de medidas es deseable automatizar el proceso, y hacerlo independiente del experimentador. El punto importante a tener en cuenta es que el proceso por nosostros expuesto está determinado por un flujo de gas, y que por medio de una serie de válvulas y controladores de flujo somos capaces de efectuar todo el proceso por medio de un ordenador. Las medidas, como son la velocidad del flujo de gas, la diferencia de presión, y la altura del asiento, son accesibles para el mismo computador, y de estos conjuntos de medidas, los valores del esfuerzo de compresión, de la fracción de vacío, y del esfuerzo tensil, se calculan automáticamente .
Dos ingredientes son esenciales, el uso del flujo inverso como medio para consolidar el polvo, y el uso del aparato de ultrasonidos para medir la altura del asiento.
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Claims
1. Dispositivo para medir la cohesión de medios granulares finos, caracterizado por el uso de un flujo de gas (directo o inverso), controlado por ordenador, como agente compactador y descompactador del polvo para variar el estado de consolidación por medio de válvulas controladas y coordinadas.
2. Dispositivo para medir la cohesión de medios granulares finos, según reivindicación 1 , caracterizado por el uso de un emisor de ultrasonidos controlado por ordenador para medir la fracción de vacío del material.
3. Dispositivo para medir la cohesión de medios granulares finos según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el uso de un vibrador o agitador controlado por ordenador para favorecer la fluidización del polvo.
4. Procedimiento para medir la cohesión de medios granulares finos, utilizado en dispositivo descrito según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por medir la fluidez del material a través de la interdependencia entre la medida del esfuerzo tensil, del esfuerzo de consolidación y la fracción de vacío.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002095364A1 (es) * | 2001-05-22 | 2002-11-28 | Ingenieria Energetica Y De Contaminacion, S.A. | Sistema automatico para la captacion, pesada y evacuacion de particulas solidas |
| WO2007042585A2 (es) * | 2005-10-11 | 2007-04-19 | Universidad De Sevilla | Procedimiento y dispositivo para medir el ángulo de fricción y la cohesión de medios granulares |
| CN102706773A (zh) * | 2011-03-28 | 2012-10-03 | 厦门钨业股份有限公司 | 挤压成型过程中粉末宏观流动表征方法及所用设备 |
| CN108776081A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-09 | 中国石油大学(华东) | 一种溶气原油流动特性实验环道装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2695451B2 (es) * | 2017-06-29 | 2019-10-17 | Tecn Mecanicas Ilerdenses S L | Dispositivo para ensayo de colapso de una columna de material pulverulento o granular |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3701399A1 (de) * | 1986-02-24 | 1987-08-27 | Freiberg Brennstoffinst | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung rheologischer kennwerte von feinen schuettguetern |
| JPH03269340A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Hosokawa Micron Corp | 粉粒体の付着力測定方法、並びに、付着力測定装置 |
| WO1995015213A1 (en) * | 1993-12-02 | 1995-06-08 | Rijksuniversiteit Groningen | Fluidization of a bed of a cohesive powder |
| WO1997038297A1 (en) * | 1996-04-09 | 1997-10-16 | Amherst Process Instruments, Inc. | Apparatus for determining powder flowability |
-
1997
- 1997-11-26 ES ES9702518A patent/ES2131031B1/es not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-11-26 WO PCT/ES1998/000325 patent/WO1999027345A1/es active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3701399A1 (de) * | 1986-02-24 | 1987-08-27 | Freiberg Brennstoffinst | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung rheologischer kennwerte von feinen schuettguetern |
| JPH03269340A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-11-29 | Hosokawa Micron Corp | 粉粒体の付着力測定方法、並びに、付着力測定装置 |
| WO1995015213A1 (en) * | 1993-12-02 | 1995-06-08 | Rijksuniversiteit Groningen | Fluidization of a bed of a cohesive powder |
| WO1997038297A1 (en) * | 1996-04-09 | 1997-10-16 | Amherst Process Instruments, Inc. | Apparatus for determining powder flowability |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| IGWE GODWIN JOSEPH I.: "Improved apparatus for measurement of specific surface areas of powders", INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH,, vol. 26, no. 6, June 1987 (1987-06-01), pages 1254 - 1259 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 85 (P - 1319) 28 February 1992 (1992-02-28) * |
| VALVERDE JOSE MANUEL ET AL.: "The tensile stregth of cohesive powders and its relationship to consolidation free volume and cohesivity", POWDER TECHNOLOGY,, vol. 97, no. 3, 1 July 1998 (1998-07-01), pages 237 - 245 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002095364A1 (es) * | 2001-05-22 | 2002-11-28 | Ingenieria Energetica Y De Contaminacion, S.A. | Sistema automatico para la captacion, pesada y evacuacion de particulas solidas |
| WO2007042585A2 (es) * | 2005-10-11 | 2007-04-19 | Universidad De Sevilla | Procedimiento y dispositivo para medir el ángulo de fricción y la cohesión de medios granulares |
| WO2007042585A3 (es) * | 2005-10-11 | 2007-06-21 | Univ Sevilla | Procedimiento y dispositivo para medir el ángulo de fricción y la cohesión de medios granulares |
| CN102706773A (zh) * | 2011-03-28 | 2012-10-03 | 厦门钨业股份有限公司 | 挤压成型过程中粉末宏观流动表征方法及所用设备 |
| CN108776081A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-11-09 | 中国石油大学(华东) | 一种溶气原油流动特性实验环道装置 |
| CN108776081B (zh) * | 2018-07-05 | 2021-02-09 | 中国石油大学(华东) | 一种溶气原油流动特性实验环道装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2131031A1 (es) | 1999-07-01 |
| ES2131031B1 (es) | 2000-03-01 |
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