СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ ОЦЕНИВАНИЯ РАССЕИВАЮЩИХ СВОЙСТВ ПОРОШКА Российский патент 2019 года по МПК G01N15/00 

Область техники

[0001] Изобретение относится к способу и аппарату для оценивания рассеивающих свойств порошка.

Уровень техники

[0002] В стоматологии в качестве материала зуботехнического штампа, применяемого при производстве металлических (например золотых и серебряных) коронок, применяемых при протезировании зубов, или в качестве вспомогательного материала при производстве слепков зубов, искусственных зубов и т. д., используются порошковые продукты на основе гипса и фосфата. Эти стоматологические порошковые продукты приготавливаются смешиванием порошка с жидкостью (такой как вода) непосредственно перед их использованием (т. е. при приготовлении таких изделий, как слепки зубов, искусственные зубы и др.). При обращении с порошковым продуктом он способен генерировать пыль (далее эта способность именуется “рассеивающими свойствами порошка”); как следствие, предпочтительными представляются так называемые "беспыльные продукты", генерирующие только небольшое количество пыли, т. е. позволяющие поддерживать окружающее рабочее пространство в хорошем состоянии, причем доступно большое количество таких продуктов.

[0003] Хорошее состояние окружающего рабочего пространства, если обращение порошковыми продуктами генерирует лишь небольшое количество пыли, не ограничивается только стоматологией. Действительно, порошковые продукты (далее для краткости именуемые “порошками”) широко распространены в различных отраслях промышленности, включая строительную промышленность (в том числе жилое и гражданское строительство) и различные отрасли обрабатывающей промышленности (такие как сталелитейная промышленность, химическая/ нефтеперерабатывающая промышленность, транспортное машиностроение и пищевая промышленность). Часто представляется желательным, чтобы порошки, применяемые и производимые в различных отраслях промышленности, обладали характеристиками, препятствующими, насколько это возможно, образованию пыли.

[0004] В качестве примера применительно к стоматологии, в патентном документе 1 раскрыто изобретение, относящееся к малопылящему порошку, представляющему собой гипсовую композицию, состоящую из четырех компонентов: (a) полугидрата гипса, (b) регулирующей добавки, (c) необходимого увлажнителя и (d) заданного анионного поверхностно-активного вещества (сурфактанта).

[0005] Известны также различные способы измерения рассеивающих свойств порошка, например способ, согласно которому пыль, сгенерированную каким-то образом, собирают из воздуха, в котором она содержится, и измеряют количество собранной пыли, а также способ, в котором концентрации пыли в воздухе определяют по данным о дифракции лазерного излучения в образце воздуха. Например, упомянутый патентный документ 1 описывает пример способа измерения массовой концентрации пыли, включающего осуществление цикла из 5 перемещений вверх-вниз заданного количества порошка, помещенного в металлический цилиндрический контейнер, с частотой одно полное перемещение в секунду и с немедленным снятием крышки контейнера по завершении перемещений, чтобы через 3 мин после снятия крышки измерить, посредством цифрового пылемера, массовую концентрацию пыли, поднятой с поверхности.

Ссылка на патентный документ 1

[0006] Японская выложенная патентная заявка №.62-212255

Раскрытие изобретения

Решаемая задача

[0007] Авторы изобретения обнаружили, что использование известных способов измерения рассеивающих свойств порошка приводит к малым различиям между результатами измерений для порошкового продукта, подвергнутого обработке для уменьшения количества создаваемой им пыли (так называемого беспыльного продукта), и порошкового продукта, не подвергнутого такой обработке. Различие результатов измерений является еще менее заметным для беспыльных порошков, что создает трудности при оценивании различий в свойствах в случае сравнения беспыльных продуктов. Как следствие, даже если удастся получить беспыльный порошок, генерирующий меньшее количество пыли, чем известные беспыльные порошки, существует вероятность того, что отличные характеристики нового порошка будет невозможно оценить с требуемой точностью, т. е. преимущества и важность такого продукта не удастся продемонстрировать должным образом. Возникновение подобной ситуации может стать препятствием для успешной продажи отличных продуктов.

[0008] С учетом изложенного, изобретение направлено на создание способа, посредством которого рассеивающие свойства порошка могут оцениваться с большей чувствительностью.

Решение проблемы

[0009] Традиционно принимается, что (как это описано в упомянутом Патентном документе 1) большое количество пыли генерируется путем встряхивания порошка. Однако авторы изобретения на основании проведенных ими исследований обнаружили, что еще большее количество пыли генерируется в момент контакта между порошком и жидкостью, когда порошок высыпают (сбрасывают) на жидкость, и этот обнаруженный ими факт положен в основу настоящего изобретения.

[0010] Таким образом, изобретение предлагает способ оценивания рассеивающих свойств порошка, включающий сбрасывание порошка, подлежащего оцениванию, на поверхность жидкости, находящейся в емкости, приводящее к рассеиванию порошка в виде пыли, и измерение концентрации пыли в воздухе внутри емкости посредством пылемера.

Преимущества изобретения

[0011] Изобретение обеспечивает создание способа, посредством которого оценивание рассеивающих свойств порошка может проводиться с более высокой чувствительностью.

Краткое описание чертежей

[0012] На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая внешний контур аппарата для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно варианту изобретения.

На фиг. 2 тот же аппарат схематично показан в разрезе плоскостью A-A (см. фиг. 1).

На фиг. 3 схематично изображен, в разрезе той же плоскостью А-А, другой вариант аппарата для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно изобретению.

На фиг. 4 схематично изображен, в разрезе той же плоскостью А-А, еще один вариант аппарата для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно изобретению.

Осуществление изобретения

[0013] Далее будут описаны варианты изобретения, которые не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение.

[0014] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно варианту изобретения включает сбрасывание порошка, подлежащего оцениванию, на поверхность жидкости, находящейся в емкости, приводящее к рассеянию порошка в форме пыли внутри емкости, и измерение пылемером концентрации пыли в воздухе внутри емкости.

[0015] Когда порошок, подлежащий оцениванию, падает на поверхность жидкости, находящейся в емкости, внутри емкости может образоваться большее количество пыли, чем при его падении на место, где жидкость отсутствует. Таким образом, изобретение предусматривает активное рассеивание подлежащего оцениванию порошка в виде пыли и измерение концентрации образовавшейся пыли в воздухе внутри емкости посредством пылемера, чтобы оценить, является ли порошок трудно- или легкорассеиваемым. Другими словами, благодаря сбрасыванию порошка на поверхность жидкости, находящейся в емкости, чтобы обеспечить активное рассеивание порошка в виде пыли, усиливаются различия между значениями концентраций пыли в воздухе для легкорассеиваемого и труднорассеиваемого порошков. Кроме того, становится возможным провести сравнение различий между характеристиками беспыльных порошков с целью получить более точную оценку их рассеивающих свойств. Таким образом, предлагаемый способ является более эффективным в отношении оценивания рассеивающих свойств порошка или порошков, особенно для получения сравнительных оценок рассеивающих свойств множества порошков.

[0016] Далее способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно варианту изобретения будет подробно описан со ссылками на прилагаемые чертежи. Чертежи иллюстрируют конфигурации аппарата для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно различным вариантам изобретения. Сходные компоненты, представленные на различных чертежах, имеют одинаковые обозначения; повторные описания тех же самых компонентов могут быть опущены.

[0017] На фиг. 1 конфигурация аппарата 1 для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно варианту изобретения схематично представлена на виде сверху. На фиг. 2 представлено схематичное изображение того же аппарата в разрезе плоскостью A-A (см. фиг. 1), иллюстрирующее присутствие жидкости 3 в емкости 2. Таким образом, аппарат 1 для оценивания рассеивающих свойств, проиллюстрированный на фиг. 1 и 2, снабжен емкостью 2, в которой находится жидкость 3, а также пылемером 4, измеряющим концентрацию пыли в воздухе внутри емкости 2, когда порошок, подлежащий оцениванию, высыпают (сбрасывают) на поверхность жидкости 3, чтобы обеспечить его рассеивание в виде пыли.

[0018] Емкость 2 может формировать пространство, служащее в качестве объекта измерений, в которое подлежащий оцениванию порошок рассеивается в виде пыли. У емкости 2 (на форму которой не накладывается никаких особых ограничений) имеется верхняя сторона 2a, боковые стороны 2b и нижняя сторона (дно) 2c. На виде сверху (со стороны 2a) или снизу (со стороны 2c) емкость может иметь приблизительно треугольную, приблизительно квадратную, приблизительно многоугольную, приблизительно круглую или приблизительно эллиптическую форму. Например, емкость 2 может предпочтительно иметь форму, близкую к параллелепипеду, т. е. прямоугольные верхнюю сторону 2a, боковые стороны 2b и нижнюю сторону 2c. Желательно, чтобы объем емкости 2, т. е. объем пространства, в которое рассеивается порошок, составлял от 10 до 300 л, более предпочтительно 10-150 л.

[0019] Емкость 2 предпочтительно содержит элемент 21 со сквозным отверстием, чтобы подавать порошок внутрь емкости 2 в месте, расположенном над уровнем 3a жидкости 3 так, чтобы порошок мог падать на жидкость 3, находящуюся внутри емкости 2. Как это показано на фиг. 2, элемент 21 со сквозным отверстием предпочтительно закреплен на верхней стороне 2a емкости 2 таким образом, чтобы он был обращен внутрь емкости 2, располагаясь над уровнем 3a жидкости 3. Такое выполнение облегчает падение порошка из элемента 21 со сквозным отверстием на жидкость 3 внутри емкости 2. Использование канала подачи, который будет описан далее, позволяет порошку падать на жидкость 3, находящуюся внутри емкости 2, даже если часть со сквозным отверстием закреплена на боковой стороне 2b емкости 2 при условии, что она будет находиться над уровнем 3a жидкости 3.

[0020] Хотя использование емкости 2 с отверстием в верхней стороне 2a также позволяет высыпать порошок через это отверстие на жидкость 3 внутри емкости 2, емкость 2, снабженная элементом 21 со сквозным отверстием, является предпочтительной, поскольку в этом случае присутствие частей, отличных от элемента 21, может сформировать замкнутое (почти полностью закрытое) пространство. Такая емкость 2 с почти полностью закрытым пространством способна ограничить воздействие внешних воздушных потоков на пыль, образующуюся при сбрасывании порошка на жидкость 3 внутри емкости 2. В результате может быть повышена точность измерений. Таким образом, в аспекте повышения точности измерений желательно, чтобы емкость 2 была плотно закрытой емкостью, в которой части, дополнительные по отношению к элементу 21, образуют замкнутое пространство. Кроме того, в аспекте повышения точности измерений и в аспекте обеспечения эффективного рассеяния (в форме пыли) порошка, упавшего на жидкость 3, желательно, чтобы диаметр сквозного отверстия в элементе 21 составлял 10-100 мм.

[0021] Как показано на фиг. 2, емкость 2 предпочтительно содержит корпус 22 с открытой верхней стороной и крышку 23, закрывающую верхнюю сторону корпуса 22 емкости, и прикрепленный к крышке 23 упомянутый элемент 21 со сквозным отверстием. В этом варианте корпус 22 емкости образует боковые стороны 2b и нижнюю сторону 2c емкости 2, а крышка 23 - ее верхнюю сторону 2a. Использование емкости 2, имеющей упомянутые корпус 22 и крышку 23 с элементом 21 со сквозным отверстием, облегчает размещение жидкости 3 и пылемера 4 внутри емкости 2 и упрощает операцию измерения, позволяя снимать крышку 23 с корпуса 22 емкости на стадии подготовки к измерениям. Кроме того, когда проводятся измерения, накладывание крышки 23 на верхнюю сторону корпуса 22 емкости позволяет получить (как было отмечено выше) плотно закрытую емкость, наличие которой способствует повышению точности измерений.

[0022] Хотя это не проиллюстрировано на чертежах, на верхней стороне 2a и/или на боковой стороне 2b емкости 2 может быть предусмотрена также перемещающаяся, со скольжением, открывающая/закрывающая часть, заменяющая крышку 23 или несущая ее. При таком выполнении, открыв эту открывающую/закрывающую часть, можно помещать жидкость 3 и пылемер 4 внутрь емкости 2 на стадии подготовки измерений и извлекать жидкость 3 и пылемер 4 из емкости 2 по завершении измерений или при отказе от их проведения. В дополнение, проведение измерений при закрытой открывающей/закрывающей части, обеспечивающей формирование плотно закрытой емкости, способствует повышению точности измерений.

[0023] Желательно, чтобы емкость 2 была прозрачной или полупрозрачной в такой степени, чтобы ее внутренняя структура была легко распознаваемой при взгляде снаружи. Для выполнения этого условия прозрачной или полупрозрачной может быть сделана вся емкость 2 или ее часть. Примеры материала, пригодного для наблюдения за внутренним объемом емкости 2 снаружи, включают пластики и стекло. При этом в отношении производственных затрат, массы, удобства обращения, безопасности и других факторов предпочтительны пластики. Примеры подходящих пластиков включают полипропилен, полиэтилен, акриловые и полиэстерные смолы. В том случае, когда емкость содержит описанные выше корпус 22 и крышку 23 или корпус 22 и открывающую/закрывающую часть, корпус 22 и крышка 23 или корпус 22 и открывающая/закрывающая часть могут быть сформированы из материалов одного или различных типов.

[0024] На выбор подлежащего оцениванию порошка не накладывается особых ограничений. Объектом оценивания может быть любой порошок, способный рассеиваться в виде пыли при использовании по своему назначению. Примеры материала порошка включают: муку из зерновых культур, включая пшеничную муку, рисовую муку, кукурузную муку и крахмал из растения кандык, а также неорганические порошки, такие как сульфат кальция, карбонат кальция, гидроксид кальция, диоксид кремния, тальк, оксид железа, алюминий, оксид алюминия, гидроксид алюминия, оксид магния, гидроксид магния и порошки синтетических смол. В качестве порошка, подлежащего оцениванию, могут также исследоваться, например, порошковые продукты, полученные смешиванием порошков различных типов или одного типа, таких как гипс, известь, цемент и стоматологические порошковые продукты.

[0025] Способ и аппарат 1 согласно рассматриваемому варианту пригодны для получения относительных оценок рассеивающих свойств порошков типа перечисленных выше и являются особенно эффективными для оценивания порошковых продуктов, которые прошли обработку, направленную на подавление образования пыли, в частности порошковых продуктов, продаваемых в качестве так называемых беспыльных продуктов. Примеры таких порошковых продуктов включают стоматологические порошковые продукты, например стоматологические материалы на основе гипса, фосфата, диоксида кремния, стоматологический твердый гипс, стоматологический сверхтвердый гипс и стоматологический кальцинированный гипс.

[0026] Для получения требуемого количества порошка, рассеянного в виде пыли внутри емкости 2, желательно, чтобы количество порошка, сбрасываемого на жидкость 3, составляло 0,05-0,80 г, более предпочтительно 0,08-0,65 г на 1 л объема емкости 2. Количество сбрасываемого порошка может соответствующим образом подбираться с учетом характеристик порошка, подлежащего оцениванию, например его плотности.

[0027] Жидкость 3, находящаяся внутри емкости 2, может быть приготовлена непосредственно внутри емкости 2 не позднее начала измерений. Когда при измерении концентрации пыли порошок высыпают на жидкость 3, он смешивается с жидкостью. Поэтому желательно заменять жидкость 3 при каждом измерении концентрации пыли. Как следствие, желательно подавать жидкость 3 в емкость 2 в процессе измерений, предпочтительно перед каждым измерением. Еще более желательно, как это показано на фиг. 2, обеспечить присутствие жидкости внутри емкости 2 следующим образом. Перед началом измерений жидкость заливают в контейнер 5 с открытой верхней стороной и контейнер 5 с жидкостью 3 устанавливают внутри емкости 2. Использование такого контейнера облегчает замену жидкости 3 и промывку той его части, которая соприкасается с жидкостью.

[0028] При использовании в аппарате 1 для оценивания рассеивающих свойств контейнера 5 целесообразно использовать именно контейнер 5 с открытой верхней стороной, пригодный для помещения в него жидкости 3 (далее такой контейнер именуется также “контейнером для жидкости”). При этом желательно, чтобы контейнер 5 для жидкости мог бы удаляться после каждого измерения; кроме того, желательно, чтобы внутри емкости 2 имелись отметка на месте, на которое устанавливается контейнер 5 для жидкости, а также фиксатор для фиксации контейнера 5 в заданном месте внутри емкости 2. В качестве места, в котором жидкость 3 (т. е. контейнер 5 для жидкости) находится внутри емкости 2, предпочтительно выбрать край емкости. Так, в случае, когда на виде емкости 2 в плане ее дно 2c имеет форму с углами (в том числе закругленными), например когда форма емкости 2 близка к прямоугольному параллелепипеду (см. фиг. 1), желательно помещать жидкость 3 (контейнер 5 для жидкости) внутри емкости 2, в углу нижней части (дна) 2c. При этом пылемер 4 целесообразно установить на определенном расстоянии от жидкости 3 (т. е. от источника генерирования пыли), помещая жидкость 3 на краю или в углу емкости 2 и устанавливая пылемер 4 (который будет описан далее) напротив жидкости 3 или в иное положение, которое может способствовать повышению точности измерений.

[0029] На конструкцию контейнера 5 для жидкости не накладывается особых ограничений при условии, что его верхняя сторона открыта в такой степени, что порошок, подлежащий оцениванию, может падать на поверхность 3a жидкости 3, находящейся в контейнере 5, с обеспечением достаточного контакта с ней. Примеры контейнера 5 включают контейнеры тарельчатой и чашеобразной форм. Желательно, чтобы жидкость 3 наливалась в контейнер 5 в таком количестве, чтобы она имела определенную глубину, позволяющую порошку, упавшему на жидкость, в достаточной степени рассеяться в виде пыли. Таким образом, желательно использовать контейнер 5 в форме чаши. На количество жидкости 3, находящейся внутри емкости 2, не накладывается особых ограничений; оно может определяться с учетом объема емкости 2 и используемого количества порошка. Предпочтительное количество жидкости, находящейся внутри емкости 2, составляет 50-2400 мл, более предпочтительно 80-1000 мл.

[0030] Как уже было описано, с учетом критерия легкой замены жидкости 3 и других критериев, желательно, чтобы жидкость 3 помещалась в контейнер 5 для жидкости, отличный от емкости 2. Однако жидкость 3 может наливаться и прямо в емкость 2. Например, жидкость 3 может находиться внутри емкости 2, будучи залитой в выполненную в емкости 2 (например, в предусмотренной для этого перегородке) полость для жидкости, имеющую тарельчатую или чашеобразную форму.

[0031] На размеры отверстия контейнера 5 или полости для жидкости (точнее, на размеры на уровне 3a жидкости) не накладывается особых ограничений при условии, что эти размеры достаточны для попадания сбрасываемого порошка, подлежащего оцениванию, в жидкость 3 на уровне 3a жидкости с обеспечением достаточного контакта с ней. В результате порошок при падении на жидкость 3 может в достаточной степени рассеиваться в виде пыли. Кроме того, желательно, чтобы размеры отверстия контейнера 5 или полости для жидкости (размеры на уровне 3a) превышали диаметр сквозного отверстия в описанном элементе 21 и ширину или диаметр канала подачи (описываемого далее), по которому порошок перемещается от элемента 21 со сквозным отверстием к жидкости 3.

[0032] Желательно использовать жидкость 3, выбираемую с учетом условий фактического применения порошка, подлежащего оцениванию. Например, в случае, когда подлежащий оцениванию порошок представляет собой помещаемый в рот стоматологический материал на основе гипса или кальцинированный гипс (такой как стоматологический твердый гипс, сверхтвердый гипс или кальцинированный гипс) для стоматологических моделей, который применяется при смешивании с водой, предпочтительно в качестве жидкости 3 использовать воду. В дополнение, например, в случае, когда порошком, подлежащим оцениванию, является помещаемый в рот стоматологический материал на основе фосфата, используемый при смешивании с водным раствором коллоидного диоксида кремния, в качестве жидкости 3 предпочтительно используется водный раствор коллоидного диоксида кремния. Если же применение порошка, подлежащего оцениванию, не указано или этот порошок имеет различные применения, а также в случае, когда порошок используется без перемешивания с жидкостью, или в других случаях, в качестве жидкости предпочтительно используется вода.

[0033] Чтобы обеспечить падение порошка на жидкость 3, находящуюся внутри емкости 2, предпочтительно используется канал 6 подачи, по которому порошок поступает от элемента 21 со сквозным отверстием, образующего входную часть емкости 2, к жидкости 3, находящейся внутри емкости 2. Другими словами, канал 6 подачи может быть подсоединенным к упомянутому элементу 21 со сквозным отверстием, имеющемуся в емкости 2. В этом случае одна сторона элемента 21 со сквозным отверстием может быть использована как входная зона 6a канала 6 подачи, в которой происходит ввод порошка, тогда как часть канала, противолежащая входной части 6a, может быть использована как зона 6b, в которой порошок подается к жидкости 3 (выпускная зона). На фиг. 2 представлен пример описанной конфигурации, в которой элемент 21 со сквозным отверстием и канал 6 подачи соединены таким образом, что одна сторона входной зоны 6a канала 6 подачи совмещена с элементом 21 со сквозным отверстием в составе емкости 2. Однако канал 6 подачи может быть выполнен таким образом, что указанная сторона входной части 6a проходит сквозь элемент 21, выступая из емкости 2 наружу.

[0034] Канал 6 подачи сконфигурирован таким образом, чтобы порошок, падающий на жидкость 3, находящуюся внутри емкости 2, мог рассеиваться в виде пыли. Примеры возможной формы канала 6 подачи включают наклонную трубчатую или полутрубчатую форму, причем примеры формы сечения канала 6 подачи включают круглую, эллиптическую, квадратную, прямоугольную, U-образную форму или форму сегмента круга.

[0035] Канал 6 подачи предпочтительно имеет трубчатую форму (форму подающей трубки), чтобы порошок, при его падении на жидкость 3, мог рассеиваться в виде пыли, не рассеиваясь в пространство внутри емкости 2 на стадии, на которой порошок проходит по каналу 6 подачи перед его падением на жидкость 3. Ширина (диаметр) канала 6 подачи (подающей трубки), а также ширина (диаметр) описанной входной части 6a и выпускной части 6b могут быть сконфигурированы примерно равными размеру (в частности диаметру) описанного элемента 21 со сквозным отверстием, входящего в состав емкости 2.

[0036] Канал 6 подачи может иметь между элементом 21 со сквозным отверстием и выпускной зоной, обращенной к жидкости 3, линейный или криволинейный профиль. Например, он может иметь между элементом 21 со сквозным отверстием и выпускной зоной прямолинейный профиль, ориентированный параллельно высоте емкости 2. Альтернативно, у канала 6 подачи могут иметься прямолинейный отрезок 61, ориентированный параллельно высоте емкости 2 (т. е. вертикально по отношению к уровню 3a жидкости 3), и отрезок 62, наклонный по отношению к высоте емкости 2 и к уровню 3a жидкости 3. В этом варианте канала 6 подачи его входная зона 6a может находиться на наклонном отрезке или на вертикальном отрезке, при этом выпускная зона 6b также может находиться на вертикальном отрезке или на наклонном отрезке.

[0037] В предпочтительном варианте, представленном на фиг. 2, канал 6 подачи выполнен наклонным на отрезке с выпускной зоной 6b, из которой порошок падает на жидкость 3, имеющую уровень 3a. Другими словами, канал 6 имеет наклонный отрезок 62, по которому порошок скользит вниз, в сторону жидкости 3. Порошок, непрерывно поступающий по наклонному отрезку 62 к зоне 6b, начинает падать на жидкость 3 в направлении, наклонном относительно уровня 3a жидкости 3. Благодаря выполнению канала 6 подачи с наклонным отрезком 62 порошок, когда он падает на жидкость 3 из наклонного отрезка 62, может активно рассеяться в виде пыли. Желательно, чтобы наклонный отрезок 62 имел такую конфигурацию, при которой по меньшей мере одна сторона выпускной зоны 6b наклонена относительно уровня 3a жидкости 3. При этом наклонным относительно уровня 3a жидкости 3 может быть весь канал 6 подачи.

[0038] Желательно, чтобы угол θ, образованный наклонным отрезком 62 и уровнем 3a жидкости 3, составлял 20°-70°, более предпочтительно 30°-60°. Выбор наклона отрезка 62 в указанном интервале углов облегчает порошку, упавшему на жидкость 3 из выпускной зоны 6b, находящейся на конце наклонного отрезка 62, рассеяние в виде пыли.

[0039] Как было упомянуто, на фиг. 2 проиллюстрирован пример трубчатого подающего канала (подающей трубки) 6. Конец подающей трубки 6, соединенный с элементом 21 со сквозным отверстием, использован в качестве входного порта (входной зоны) 6a, через который (которую) вводится порошок. Другой конец, противоположный входному порту 6a, использован в качестве выпускного порта (выпускной зоны) 6b, из которого (которой) порошок подается к жидкости 3. При этом подающая трубка 6 имеет вертикальный отрезок 61 (в котором образован входной порт 6a), ориентированный вдоль высоты емкости 2, и наклонный отрезок 62, отходящий от вертикального отрезка 61 к выпускному порту 6b.

[0040] Выпускная зона 6b канала 6 подачи предпочтительно находится на заданной высоте от уровня 3a жидкости 3, чтобы порошок, падающий на жидкость 3, мог легко рассеиваться в виде пыли. Как это иллюстрируется фиг. 2, в канале 6 подачи выпускной порт (выпускная зона) 6b находится на высоте h от уровня 3a жидкости 3. Высота h (расстояние между уровнем 3a жидкости 3 и нижним концом выпускного порта (выпускной зоны) 6b) предпочтительно составляет 1-30 мм, более предпочтительно 5-15 мм.

[0041] Как это показано на фиг. 3, целесообразно использовать засыпную воронку 7, устанавливаемую на элемент 21 со сквозным отверстием, так что порошок может быть легко введен во входную зону 6a канала 6 подачи, т. е. может быть легко введен внутрь емкости 2. Более конкретно, на фиг. 3 схематично проиллюстрирована конфигурация варианта, в котором засыпная воронка 7 связана с элементом 21 емкости 2 в аппарате, аналогичном представленному на фиг. 2. В аппарате 10 по фиг. 3 концевой отрезок 7a на выходной стороне засыпной воронки 7 вставлен во входной порт 6a канала 6 подачи, в свою очередь, введенный в элемент 21 со сквозным отверстием и закрепленный в нем. При этом представленный вариант сопряжения засыпной воронки 7, элемента 21 со сквозным отверстием и канала 6 подачи (его входного порта 6a) не является ограничивающим. В частности, входной порт 6a канала 6 подачи может быть выполнен выступающим из элемента 21 за пределы емкости 2, а концевой отрезок 7a засыпной воронки 7 может быть сопряжен с входным портом 6a снаружи емкости 2, т. е. в месте, находящемся выше элемента 21 емкости 2. Альтернативно, концевая часть 7a на выходной стороне засыпной воронки 7 может проходить сквозь элемент 21 со сквозным отверстием и сопрягаться с входным портом 6a канала 6 подачи в месте, находящемся внутри емкости 2, т. е. расположенном ниже элемента 21 со сквозным отверстием.

[0042] В качестве пылемера 4 может быть применено устройство широкого назначения, пригодное для измерения пыли в рамках оценки окружающей среды. Примеры пылемеров, которые могут быть использованы в изобретении, включают устройство для измерения рассеяния или поглощения света пылью, а также устройства, основанные на балансе напряжений. Среди этих устройств предпочтительными по критерию простоты использования являются устройства, основанные на измерении рассеяния света.

[0043] Желательно, чтобы на этапе его использования (т. е. во время измерений) пылемер 4 находился внутри емкости 2. Установка пылемера 4 внутри емкости 2 позволяет обеспечить высокую точность измерений концентрации пыли в воздухе внутри емкости 2, когда порошок падает на жидкость 3, находящуюся внутри емкости 2, и рассеивается в виде пыли. Как это показано на фиг. 1, пылемер 4 целесообразно установить внутри емкости 2 у ее края (в ее углу). При этом желательно установить пылемер 4 так, чтобы он был обращен к описанному ранее положению жидкости 3, поскольку такое расположение позволяет расширить диапазон измерений и может способствовать повышению точности измерений.

[0044] Устанавливать пылемер 4 на время его использования (т. е. при проведении измерений) внутрь емкости 2 необязательно: измерение концентрации пыли в воздухе внутри емкости может быть проведено и при его нахождении снаружи емкости 2. Например, как это показано на фиг. 4, к пылемеру 4 в составе аппарата 11 для оценивания рассеивающих свойств могут быть прикреплены входная воздушная трубка 41 для всасывания воздуха из емкости 2 и выходная трубка 42 для выведения всосанного воздуха внутрь емкости 2. Использование пылемера 4, снабженного входной воздушной трубкой 41 и выходной трубкой 42, каждая из которых сообщается с внутренним объемом емкости 2, позволяет измерять концентрацию пыли в воздухе внутри емкости 2 посредством пылемера 4, даже если он находится вне емкости. В этом варианте в емкости 2 могут иметься входное отверстие 241 для подачи воздуха из емкости 2 в пылемер 4 по сообщающейся с этим отверстием входной воздушной трубке 41 и/или выходное отверстие 242 для ввода воздуха внутрь емкости 2 по сообщающейся с этим отверстием выходной воздушной трубке 42. В аппарате 11 для оценивания рассеивающих свойств, проиллюстрированном на фиг. 4, входная воздушная трубка 41 подсоединена к входному порту пылемера 4, а входное отверстие 241 выполнено в боковой стороне 2b емкости 2. Аналогично, выходная трубка 42 подсоединена к выходному порту пылемера 4, а выходное отверстие 242 выполнено в той же боковой стороне 2b емкости 2.

[0045] Концентрация пыли, измеренная посредством пылемера 4, может быть использована для оценивания рассеивающих свойств порошка. Если концентрация пыли является высокой, порошок может оцениваться как легкорассеиваемый; если же концентрация пыли является низкой, порошок может оцениваться как труднорассеиваемый. Предпочтительно оценивать концентрацию пыли по результатам измерений концентрации по меньшей мере как количество частиц в 1 м³ или в массо-объемных процентах (например в мг/м³). При этом желательно измерять максимальное или интегральное значение концентрации пыли, предпочтительно оба этих значения. И максимальное, и интегральное значения концентрации пыли могут быть получены при проведении измерений в течение заданного периода времени (например равного 1 мин) с получением при этом нескольких (например 5) измеренных значений.

[0046] Желательно, чтобы процесс измерений в способе оценивания рассеивающих свойств порошка согласно рассматриваемому варианту включал следующие операции: помещение жидкости 3 (предпочтительно контейнера 5 с находящейся в нем жидкостью 3) внутрь емкости 2; активацию измерений посредством пылемера 4 и сбрасывание порошка, подлежащего оцениванию, на жидкость 3. Процесс измерений может включать также операцию установки пылемера 4 в емкость 2 или снаружи этой емкости, проводимую перед началом измерений посредством пылемера. При этом измерения посредством пылемера 4 предпочтительно начинаются до сбрасывания порошка на жидкость 3, чтобы получить первое измеренное значение в качестве фонового значения, после чего начинают сбрасывание порошка на жидкость 3. Измерения предпочтительно завершаются, когда концентрация пыли понизится до уровня, соответствующего первому измеренному (фоновому) значению, причем измерение концентрации пыли предпочтительно производится в течение заданного временного интервала (например выбранного в пределах 10-120 с).

[0047] Рассмотренные признаки изобретения могут свободно комбинироваться. Кроме того, способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно данному варианту изобретения может включать также следующие комбинации признаков.

[1] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка, включающий следующие операции: порошок, подлежащий оцениванию, сбрасывают на поверхность жидкости, находящейся в емкости, создавая в емкости рассеяние порошка в форме пыли, и измеряют концентрацию пыли в воздухе внутри емкости посредством пылемера.

[2] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [1], в котором используют емкость, содержащую элемент со сквозным отверстием для ввода порошка внутрь емкости в месте, расположенном выше уровня жидкости, находящейся внутри емкости.

[3] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [2], в котором используют емкость, содержащую: корпус с открытой верхней стороной и крышку, закрывающую верхнюю сторону корпуса, при этом элемент со сквозным отверстием закреплен в крышке.

[4] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [2] или [3], в котором порошок сбрасывают на жидкость, используя канал подачи, подводящий порошок от элемента со сквозным отверстием к жидкости.

[5] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [4], в котором канал подачи на стороне выпускной зоны, из которой порошок подается к жидкости, содержит отрезок, по которому порошок движется вниз, в направлении жидкости, и который выполнен наклонным относительно уровня жидкости.

[6] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [5], в котором выпускную зону канала подачи помещают на заданной высоте над уровнем жидкости.

[7] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно любому из [1]-[6], в котором жидкость помещают в контейнер с открытой верхней стороной, причем контейнер с находящейся в нем жидкостью устанавливают внутри емкости, помещая, тем самым, жидкость внутрь емкости.

[8] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка согласно любому из [1]-[7], в котором порошок представляет собой стоматологический порошковый продукт.

[0048] Что касается аппарата для оценивания рассеивающих свойств порошка, согласно одному варианту изобретения он может содержать также следующие комбинации признаков.

[9] Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка, содержащий: емкость, предназначенную для помещения в нее жидкости, и пылемер, способный измерять в воздухе, содержащемся в емкости, концентрацию пыли, образующейся в результате рассеяния порошка, подлежащего оцениванию, при его сбрасывании на поверхность жидкости, находящейся в емкости.

[10] Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [9], в котором емкость содержит элемент со сквозным отверстием для ввода порошка внутрь емкости в месте, расположенном выше уровня жидкости, находящейся внутри емкости.

[11] Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [10], в котором емкость содержит: корпус с открытой верхней стороной и крышку, закрывающую верхнюю сторону корпуса, при этом элемент со сквозным отверстием закреплен в крышке.

[12] Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [10] или [11], который дополнительно содержит канал подачи для подведения порошка от элемента со сквозным отверстием к жидкости.

[13] Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [12], в котором канал подачи на стороне выпускной зоны, из которой порошок подается к жидкости, содержит отрезок, по которому порошок движется вниз, в направлении жидкости, и который выполнен наклонным относительно уровня жидкости.

[14] Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно [13], в котором выпускная зона канала подачи находится на заданной высоте над уровнем жидкости.

[15] Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно любому из [9]-[14], который дополнительно содержит контейнер с открытой верхней стороной, пригодный для установки внутри емкости, при этом жидкость помещена в указанный контейнер.

[16] Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно любому из [9]-[15], в котором порошок представляет собой стоматологический порошковый продукт.

Примеры

[0049] Далее изобретение будет пояснено конкретными примерами; однако, изобретение этими примерами не ограничивается.

[0050] Подготовка аппарата

В качестве емкости был выбран полипропиленовый контейнер (торговое наименование “ST BOX 25”; изготовитель фирма Astage CO., LTD.) с размерами 360 мм в ширину, 240 мм в высоту и 240 мм в глубину (с объемом около 20 л), у которого имеются корпус и крышка. В крышке этой емкости (на ее правой стороне по ширине и приблизительно в центральной части по глубине – см. фиг. 1) закреплен элемент со сквозным отверстием, имеющий круглую форму и диаметр 30 мм. В одном углу этой емкости был установлен контейнер с открытой верхней стороной, а в углу, расположенном по диагонали по отношению к контейнеру (см. фиг. 1), был установлен пылемер (торговое наименование “Dust Monitor Dust Meter DC170”; изготовитель фирма SATOTECH), основанный на мониторинге рассеяния. Расстояние в плане между центрами контейнера и пылемера составляло около 200 мм. Для сбрасывания порошка внутри емкости была установлена подающая трубка, по которой порошок поступал от элемента со сквозным отверстием в составе емкости в контейнер. Входной порт подающей трубки (с диаметром 30 мм, длиной вертикального отрезка 60 мм, длиной наклонного отрезка 95 мм и углом θ его наклона 35°) был введен внутри емкости в элемент со сквозным отверстием, чтобы связать этот элемент и подающую трубку (см. фиг. 2 и фиг. 3).

[0051] (Пример 1)

В Примере 1 в качестве порошка, подлежащего оцениванию, был использован стоматологический материал на основе гипса (торговое наименование “SaKura Quick 20”; изготовитель фирма Yoshino Gypsum Co., Ltd.). Поскольку при его применении этот порошок смешивается с водой, в установленный внутри емкости контейнер было заранее залито 150 мл воды. В этом случае расстояние h между уровнем жидкости в контейнере и нижним концом выпускного порта подающей трубки составляло 5 мм. Измерение концентрации пыли посредством пылемера начиналось до сбрасывания порошка на воду. Длительность измерений концентрации пыли была задана равной 1 мин, причем через 10 с после завершения первого измерения на воду в контейнере сбрасывалось 5 г порошка, поданного в засыпную воронку, связанную с элементом со сквозным отверстием через подающую трубку (см. фиг. 3). В результате происходило рассеяние порошка в виде пыли. В этом Примере проводилось до 5 измерений концентрации пыли (т. е. количества частиц с диаметром 0,5 мкм или более) в воздухе внутри емкости.

[0052] (Пример 2)

В Примере 2 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что, вместо порошка, использованного в Примере 1, использовался порошок, представляющий собой беспыльный стоматологический материал на основе гипса, полученный добавлением к порошку согласно Примеру 1 неионного сурфактанта (в качестве средства для подавления возникновения пыли).

[0053] (Сравнительный пример 1)

В Сравнительном примере 1 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что в контейнер, установленный внутри емкости, не заливали воду.

[0054] (Сравнительный пример 2)

В Сравнительном примере 2 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 2, за исключением того, что в контейнер, установленный внутри емкости, не заливали воду.

[0055] (Пример 3)

В Примере 3 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что, вместо подлежащего оцениванию порошка, согласно Примеру 1, использовался белый цемент (марки “White Portland Cement”; изготовитель фирма TAIHEIYO CEMENT CORPORATION).

[0056] (Пример 4)

В Примере 4 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 3, за исключением того, что, вместо порошка, использованного в Примере 3, использовался порошок, представляющий собой беспыльный белый цемент, полученный добавлением к порошку согласно Примеру 3 неионного сурфактанта (в качестве средства для подавления возникновения пыли).

[0057] (Сравнительный Пример 3)

В Сравнительном Примере 3 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 3, за исключением того, что в контейнер, установленный внутри емкости, не заливали воду.

[0058] (Сравнительный Пример 4)

В Сравнительном Примере 4, концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 4, за исключением того, что в контейнер, установленный внутри емкости, не заливали воду.

[0059] (Пример 5)

В Примере 5 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 1, за исключением того, что, вместо порошка, использованного в Примере 1, в качестве порошка, подлежащего оцениванию, использовался твердый стоматологический гипс (торговое наименование “New Hi-Stone Yellow”; изготовитель фирма Yoshino Gypsum Co., Ltd.), а также того, что количество сбрасываемого порошка было увеличено по сравнению с Примером 1 с 5 г до 10 г.

[0060] (Пример 6)

В Примере 6 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 5, за исключением того, что, вместо порошка, использованного в Примере 5, использовался порошок, представляющий собой беспыльный твердый стоматологический гипс, полученный добавлением к порошку согласно Примеру 5 неионного сурфактанта (в качестве средства для подавления возникновения пыли).

[0061] (Сравнительный пример 5)

В Сравнительном примере 5 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 5, за исключением того, что в контейнер, установленный внутри емкости, не заливали воду.

[0062] (Сравнительный пример 6)

В Сравнительном примере 6 концентрация пыли измерялась таким же образом, что и в Примере 6, за исключением того, что в контейнер, установленный внутри емкости, не заливали воду.

[0063] В качестве оценок концентрации пыли использовались максимальное и суммарное значения для 5 значений, полученных в каждом из рассмотренных Примеров. Результаты измерений представлены в Таблицах 1-3.

Таблица 1. Результаты экспериментов для материала на основе гипса

Пример 1 Пример 2 Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 2 Обработан или не обработан для придания беспыльности Не обработан Обработан Не
обработан Обработан Максимальное значение концентрации пыли
(значение ×10⁴/л) 619 76 23 11 Суммарное значение
(значение ×10⁴/л) 2246 158 44 26

Таблица 2. Результаты экспериментов для белого цемента

Пример 3 Пример 4 Сравнительный пример 3 Сравнительный пример 4 Обработан или не обработан для придания беспыльности Не обработан Обработан Не
обработан Обработан Максимальное значение концентрации пыли
(значение ×10⁴/л) 315 68 159 40 Суммарное значение
(значение ×10⁴/л) 1020 105 306 80

Таблица 3. Результаты экспериментов для стоматологического твердого гипса

Пример 5 Пример 6 Сравнительный пример 5 Сравнительный пример 6 Обработан или не обработан для придания беспыльности Не обработан Обработан Не
обработан Обработан Максимальное значение концентрации пыли
(значение ×10⁴/л) 209 60 55 29 Суммарное значение
(значение ×10⁴/л) 600 80 118 46

[0067] При сопоставлении результатов для Примеров 1 и 2 с результатами для Сравнительных примеров 1 и 2, результатов для Примеров 3 и 4 с результатами для Сравнительных примеров 3 и 4 и результатов для Примеров 5 и 6 с результатами для Сравнительных примеров 5 и 6 было установлено, что различия измеренных значений концентрации пыли в зависимости от того, был ли порошок обработан с целью сделать его беспыльным, в Примерах были большими, чем в Сравнительных примерах. Тем самым было подтверждено, что за счет сбрасывания порошка на поверхность жидкости, находящейся в емкости, чтобы активно рассеивать порошок в виде пыли, изменения концентрации пыли в воздухе внутри емкости становятся более заметными, благодаря чему рассеивающие свойства порошка могут оцениваться с большей чувствительностью.

Промышленная применимость

[0068] Способ оценивания рассеивающих свойств порошка и аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка согласно варианту изобретения позволяют более эффективно оценивать рассеивающие свойства порошка. Поэтому они являются полезными при использовании, производстве, продаже и выполнении других действий в отношении порошковых продуктов, особенно при продаже порошковых продуктов и в других ситуациях, в которых требуется подавлять генерирование больших количеств пыли.

[0069] Список обозначений

1, 10, 11 Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка

2 Емкость

3 Жидкость

4 Пылемер

5 Контейнер

6 Канал подачи

Изобретение относится к способу и аппарату для оценивания рассеивающих свойств порошка. Способ оценивания рассеивающих свойств порошка включает следующие операции: порошок, подлежащий оцениванию, сбрасывают на поверхность жидкости, находящейся в емкости, создавая в емкости рассеяние порошка в форме пыли, и измеряют концентрацию пыли в воздухе внутри емкости посредством пылемера. Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка содержит емкость, предназначенную для помещения в нее жидкости, и пылемер, способный измерять в воздухе, содержащемся в емкости, концентрацию пыли, образующейся в результате рассеяния порошка, подлежащего оцениванию, при его сбрасывании на поверхность жидкости, находящейся в емкости. Техническим результатом является разработка способа, обеспечивающего повышение чувствительности при оценивании рассеивающих свойств порошка. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

1. Способ оценивания рассеивающих свойств порошка, включающий следующие операции: порошок, подлежащий оцениванию, сбрасывают на поверхность жидкости, находящейся в емкости, создавая в емкости рассеяние порошка в форме пыли, и измеряют концентрацию пыли в воздухе внутри емкости посредством пылемера.

2. Способ по п. 1, в котором используют емкость, содержащую элемент со сквозным отверстием для ввода порошка внутрь емкости в месте, расположенном выше уровня жидкости, находящейся внутри емкости.

3. Способ по п. 2, в котором используют емкость, содержащую:

корпус с открытой верхней стороной и

крышку, закрывающую верхнюю сторону корпуса, при этом элемент со сквозным отверстием закреплен в крышке.

4. Способ по п. 2 или 3, в котором порошок сбрасывают на жидкость, используя канал подачи, подводящий порошок от элемента со сквозным отверстием к жидкости.

5. Способ по п. 4, в котором канал подачи на стороне выпускной зоны, из которой порошок подается к жидкости, содержит отрезок, по которому порошок движется вниз, в направлении жидкости, и который выполнен наклонным относительно уровня жидкости.

6. Способ по п. 5, в котором выпускную зону канала подачи помещают на заданной высоте над уровнем жидкости.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором жидкость помещают в контейнер с открытой верхней стороной, причем контейнер с находящейся в нем жидкостью устанавливают внутри емкости, помещая тем самым жидкость внутрь емкости.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором в качестве порошка используют стоматологический порошковый продукт.

9. Аппарат для оценивания рассеивающих свойств порошка, содержащий:

емкость, предназначенную для помещения в нее жидкости, и

пылемер, способный измерять в воздухе, содержащемся в емкости, концентрацию пыли, образующейся в результате рассеяния порошка, подлежащего оцениванию, при его сбрасывании на поверхность жидкости, находящейся в емкости.

10. Аппарат по п. 9, в котором емкость содержит элемент со сквозным отверстием для ввода порошка внутрь емкости в месте, расположенном выше уровня жидкости, находящейся внутри емкости.

11. Аппарат по п. 10, в котором емкость содержит:

корпус с открытой верхней стороной и

крышку, закрывающую верхнюю сторону корпуса, при этом элемент со сквозным отверстием закреплен в крышке.

12. Аппарат по п. 10 или 11, который дополнительно содержит канал подачи для подведения порошка от элемента со сквозным отверстием к жидкости.

13. Аппарат по п. 12, в котором канал подачи на стороне выпускной зоны, из которой порошок подается к жидкости, содержит отрезок, по которому порошок движется вниз, в направлении жидкости, и который выполнен наклонным относительно уровня жидкости.

14. Аппарат по п. 13, в котором выпускная зона канала подачи находится на заданной высоте над уровнем жидкости.

15. Аппарат по любому из пп. 9-14, который дополнительно содержит контейнер с открытой верхней стороной, пригодный для установки внутри емкости, при этом жидкость помещена в указанный контейнер.

16. Аппарат по любому из пп. 9-15, в котором порошок представляет собой стоматологический порошковый продукт.