JPS5823896B2 - 石炭等の粘結性測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は石炭等の粘結性を測定する装置に係り、更に
詳述すれば石炭等の試料を加熱軟化せしめ軟化層の厚さ
を測定することにより試料の粘結性を測定する石炭等の
粘結性測定装置（プラストメータ）に関するものである
。

石炭等の粘結性を測定する装置として、Ｌ、Ｍｓａｐｏ
ｚｈｎｉｋｏｖ等によって考案されたプラストメータ（
一名ソ連式プラストメータ）がある。

このプラストメータは第１図および第２図に示すように
据置時水平度を調整出来る合板上に支柱１ａ、ｌｂを垂
直に取付け、この支柱に一端に記録ペン７ａ 、７ｂを
取付けたレバー３ａ 、３ｂの他端を軸着し、前記レバ
ーの中央より支柱側に合板上に煉瓦により構築した炉体
６に埋込まれた発熱体２により加熱する試料炭を入れる
レトル） ４ａ。

４ｂ内にそれぞれ挿入するスタンプ５ａ 、ｓｂを軸着
し、更に前記した記録ペン７ａ 、７ｂのペン先が記録
紙面に対接するように記録筒８を配設し、レバー３ａ、
３ｂの記録ペン取付端側にスタンプ５ａ、５ｂを介して
レトル）４ａ、４ｂ内の試料炭に所定の荷重が加わるよ
うに分銅９ａ、９ｂを懸架し、このレバー３ａ、３ｂの
横揺れ防止用ガイド柱９ａ 、９ｂが合板上に立てられ
ている構造よりなる。

この装置はペネトロメータとディラドメータとを組合せ
たようなもので、最終温度（７３０℃）に達した時の試
料炭の収縮量と軟化層の厚さの最大値とを直角座標系の
両軸にとってプラストメ−□タグイヤグラムを作成し、
各試料炭のダイヤグラムの位置でその粘性を判定するも
のである。

この装置では記録紙上に描かれた試料炭の最終温度時の
収縮量（Ｘ指数）と、試料炭をレトルト内に入れる除紙
を巻き付けた鉄棒をレトルト内に挿入し試料炭充填後鉄
棒だけを抜き取り空隙部を構成すること、ならびにこの
空隙部内に鋼鉄針を差込んで軟化層の厚さを計り、この
軟化層の厚さの最大値（Ｘ指数）とをもって直角座標を
作り、予じめ７つの曲線と１つの直線とで区分される各
□部位の粘結性を特徴づけ、どの部位に位置するかで試
料炭の粘結性を判定するものであり、測定結果を出すま
での操作が面倒で微細な特徴がつかみにくい等の欠点が
あった。

この発明は前述した欠点を除去することを目的とするも
ので、その特徴とするところは試料炭を入れると共に該
試料炭を所定の温度まで加熱する試料炭加熱手段と、前
記試料炎内に二一ドルピンを挿入（刺入れ）する手段と
、前記挿入時ニードルピンが受ける抵抗を電気信号に変
換する手段と、前記ニードルピンの試料炎内への挿入回
数と挿入量とでニードルピンの位置を検出する手段とで
プラスチック層とコークス層を検出すると共にプラスチ
ック層の高さおよびコークス層の高さを検出する手段と
を備え試料炭の粘結性を簡単に確実に検出し得る粘結性
測定装置を提供するものである。

以下この発明図に示す一実施例について詳述する。

第３図はこの発明の粘結性測定装置の外観図で、２１は
合板で、この合板上には支柱２２が垂直に取付けられ、
この支柱にはレバー３３を軸着する軸受金具２３とブラ
ッキングフォースセンサ２４ａニードル位置センサ２４
ｂが取付けられている。

また台板２１上には耐火煉瓦により構築された炉体２５
が配設され、この炉体内には炭化硅素のような発熱体４
γが埋込まれ炉体に対し着脱自在な鉄製のレトルト２６
内に入れられた試料炭を所定の温度まで加熱し得るよう
になっている。

ニードル位置センサ２４ａは第３図乃至第５図に示すよ
うに支持枠２７ａ 、２７ｂ間に取付けられたモータ（
サーボモータ）２８により同一方向に低速回転する２本
のスクリューシャツ）２９ａ２９ｂにより上下動するク
ロスパー３０にフランジ３１を介して取付けられたステ
ンレス製のベローズ３２の圧縮量を電気量の変化に変換
する差動トランスのコイル２４１とコアー２４２とで構
成されており、前記ベローズ３２には前記した軸受金具
２３の一端に枢着したレバー３３に略中央部を固定した
ニードルピン３４の一端が取付けられている。

尚支持枠２７ｂに取付けられたニードル位置センサ２４
ｂも前述と同様差動トランスのコイル２４１とニードル
ピンに同軸状に取付けられたコアー２４２とで構成され
ている。

前記したレバー３３の他端には、クロスパー３０とベロ
ーズ３２を介して弾性的に連結したニードルピン３４を
レトルト２６内に挿入（刺込み）する際所定の荷重を加
える分銅３５と、アームの斜向量を計測するセンサ３６
が取付けられている。

アームの斜向量を計測するセンサ３６は第３図および第
５図に示すように台板２１上に垂直に取付けられた支柱
３６１に取付けられた差動トランスのコイル３６２とア
ーム３３の端部に取付けられたコアー３６３とで構成さ
れている。

前記した３個のセンサ出力を処理し試料炭の粘度を出力
すると共に装置を制御する回路を第５図に示す。

図中３７は図示してない操作釦を操作することにより入
力するスタート指令信号により動作する時間設定回路で
、駆動回路３８を介してモータ２８を制御する信号を送
出する。

この時間設定回路３７は前記スタート指令後ニードルピ
ン３４の先端がレトルト２６の底面のコークス層に対接
する位置で駆動回路が動作し、後述する異常検出器の出
力で直接制御される駆動回路３８直接制御される駆動回
路を制御するように接続されている。

ブラッキングフォースセンサ２４ａを構成スる差動トラ
ンスの１次側には図示してないオシレータが、２次側に
はアンプ４０１とこのアンプの出力に比較回路４０２．
４０３と異状検出回路４０４が並列にそれぞれ接続され
、前記比較回路４０３、異状検出回路４０４の出力は前
述した駆動回路に接続されている。

前記したアンプ４０１、差動回路４０２，４０３および
異状検出回路４０４でセンサ出力検出回路４０が構成さ
れ、ニードル位置センサ２４ｂを構成する差動トランス
の１次側にも前記と同様図示してないオシレータが、２
次側にはアンプ４１１と、このアンプの出力に前記した
比較回路４０２゜４０３の出力が入力した時の前記アン
プ出力るホールドするサンプルホールド回路４１２，４
１３と、前記サンプルホールド回路４１２と直列に演算
記憶回路４１４がそれぞれ接続されセンサ出力検出回路
４１を構成している。

またセンサ３６を構成する差動トランスの１次側には図
示してないオシレータが、２次側にはアンプ４２が接続
され、このアンプ出力は、レトルト２６内に配設されて
いる温度計４３の出力が温度変換器４４を介して入力し
ているレコーダ４５に入力し双方の記録を取るようにな
っている。

前記した温度変換器４４の出力は前記した演算記憶回路
４１４およびコークス層サンプルホールド回路４１３の
出力と共にレコーダ４６に入力し、これらの出力の記録
が取れるようになっている。

発熱体４７はプログラム設定器４８、温度調節計４９、
制御回路（５ＣＲ）５０と前記温度計４３とで構成され
るフィードバックループを有する加熱温度制御回路５１
で制御されるようになっている。

この発明の石炭等の粘結性測定装置は以上のように構成
されているもので、以下この装置を用い試料炭の粘結性
測定の手順について説明する。

試料炭は従来の場合と同様子しめアスベストを内壁や底
に貼付けたレトルト２６内に１．５ｍ７１１ふるい下の
試料を数回に分けて充填し、３０分でレトルト２６の底
が２５０℃になり、以後３℃／ｍｉｎの上昇速度で７３
０℃まで加熱するよう前記加熱温度制御回路５１をもっ
て発熱体４７を制御する。

前記発熱体４７への通電と同時あるいはレトルト２６の
底面温度が２５０℃に達してから時間設定回路３γにス
タート指令を与え、駆動回路３８を介してモータ２８に
正転入力を加え、とのモータの回転に伴ないスクリュー
シャツ）２９ａ、２９ｂの回転によりクロスバー３０が
下降し、このクロスバ−にベローズ３２を介して接続さ
れているニードルピン３４をレトルト２６内に挿入（刺
入れ）する。

この時ニードルピン３４が下降することによりプラスチ
ック層（軟化層）で第１の抵抗を、次にコークス層で第
２の抵抗を受けこれらの信号で駆動回路３８を介し前記
モータ２８は逆転し上昇し、前記リミットスイッチ３９
により上限で停止する。

上限まで達すると時間設定回路３７からの次の正転入力
が入るまで一定時間（例えば３分）停止し以下レトルト
底面が最終温度（７２０℃）に達するまでの間この動作
を操返し行なう。

前記したレトルト２６内に挿入されるニードルピン３４
が受ける第１および第２の抵抗点はベローズ３２のたわ
みによりブラシキングフォースセンサ２４ａ１ニードル
位置センサ２４ｂを構成する差動トランス２４１の１次
、２次コイル間に挿入されるコアー２４２が挿入され前
記１次、２次コイル間の結合度が変化し、この変化がア
ンプ４０１．４１１により増幅され比較回路４０２゜４
０３およびサンプルホールド回路４１２，４１３に加わ
る。

前記比較回路４０２の閾値は例えば２００〜３００ ｇ
ｒ、の荷重がベローズ３２加わった時に生じる。

差動トランスの出力を、比較回路４０３の閾値は例えば
５００〜７００ｇｒ、の荷重がベローズ３２に加わった
時に生じる差動トランスの出力を検出し得るようにしで
あるので、前述した第１の抵抗であるプラスチック層に
ニードルピン３４のピン先が達しだ時比較回路４０２よ
りサンプルホールド回路４１２に出力が出て、この出力
が継続している間、サンプルホールド回路４１２０入力
に与えられたニードルピンの位置出力を演算記憶回路４
１４に出力し、この演算記憶回路４１４は前回（ｎ−１
回目）のデータと今回（ｎ回目）のデータを平均してレ
コーダ４６に出力する。

また第２の抵抗であるコークス層にニードルピン３４の
ピン先が達しだ時比較回路４０３よりサンプルホールド
回路４１３に出力が出て、この出力がレコーダ４６に出
力されて記録される。

第６図に示すようにレコーダ４６（２ベンタイプのＸＹ
レコーダ）のＹ軸にレトルト内温度、Ｙ軸にプラスチッ
ク層Ｈｐ１ コークス等Ｈｅのレトルト底面からの高さ
をとり、温度変化に伴う上記各層の変化を連続的に記録
できる。

この記録と合せて温度および収縮率をレコーダ４５で記
録し、前記レコーダ４６の記録と第６図に示すように合
せて見ることにより粘結性を判定することができる。

以上述べたようにこの発明は試料炭を入れこれを加熱す
るレトルトと、上下動し前記レトルト内の試料炎内に挿
入されるニードルピンと、前記ニードルピンの試料炭挿
入時に受ける抵抗を機械量に変換するベローズとこのベ
ローズの変位を電気量の変化に置換する第１のセンサと
、レトルト内に挿入されるニードルピンの挿入量を検出
する第２のセンサと、前記第１および第２のセンサ出力
を特定の閾値をもってプラスチック、コークス層検出信
号ならびに前記信号と第２のセンサ信号とでプラスチッ
ク層、コークス層高さ信号を出力するブランキングフォ
ースアンプならびにニードル位置検出回路とで構成した
ので、測定に当りその手順が簡単かつ自動的に計測でき
、測定値を更に変換しなくても出力を直読することによ
りプラスチック層ならびにコークス層の温度変化に伴う
変化量が検出できるので、この結果を予じめ測定した値
をもってパターン化した情報と電気信号の形で比較する
ことにより粘結性を判定することが出来る等の効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の粘結性測定装置の斜視図と
一部を裁除した側面図、第３図乃至第６図はいずれもこ
の発明の一実施例を示すもので、第３図は装置全体の斜
視図、第４図にブラッキングフォースセンサ部分の断面
図、第５図はブランキングフォース、ニードル位置セン
サとその出力アンプを含む検出信号送出系の系統図、第
６図は試験結果のデータの説明図である。 ２１・・・・・・台板、２２，３０１・・・・・・支柱
、２４ａ。 ２４ｂ 、３６・・・・・・センサ、２５・・・・・・
炉体、２６・・・レトルト、３０・・・・・・クロスバ
−１３２・・・・・・ベローズ、３３・・・・・・レバ
ー、３４・・・・・・ニードルピン、３５・・・・・・
分銅、４０，４１・・・・・・検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試料炭を入れこれを加熱するレトルトと、上下動し
   前記レトルト内の試料炎内に挿入されるニードルピンと
   、前記ニードルピンの試料炭挿入時に受ける抵抗を機械
   量に変換するベローズとこのベローズの変位を電気量の
   変化に置換する第１のセンサと、レトルト内に挿入され
   るニードルピンの挿入量を検出する第２のセンサと、前
   記第１および第２のセンサ出力を特定の閾値をもってプ
   ラスチック層、コークス層検出信号ならびに前記信号と
   第２のセンサ信号とでプラスチック層、コークス層高さ
   信号を出力するブラシキングフォースアンプならびにニ
   ードル位置検出回路とで構成したことを特徴とする石炭
   等の粘結性測定装置。