JP3647163B2 - 円筒状スクリーンの壁間距離測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジアルフローリアクターの触媒保持スクリーン等１対の同軸の円筒状スクリーンの壁間の半径方向距離を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石油化学産業で使用されるラジアルフローリアクターは垂直方向に立設された１対の同軸の円筒形のスクリーンを備え、これら１対のスクリーンの内筒と外筒との間の環状空間に触媒を充填することによって触媒層を形成し、被処理ガスを外筒から内筒内の中空チャンバに向けてこの触媒層を通過させることによって所望の化学反応を生ぜしめるものである。均一な製品を生産するためにはこの外筒の内壁と内筒の外壁との間の半径方向距離すなわち環状空間の厚みは均一でなくてはならず、このためラジアルフローリアクターを設置する場合は触媒を充填する前にこの内外筒間の半径距離を上下方向および周方向の多数の位置において正確に測定することが必要である。
【０００３】
従来この測定を自動的に行う装置として特開平７−１４６１２８号記載の計測装置がある。この計測装置は、内側スクリーンに跨がる角度をなして取付けられた２組のホイールおよび外側スクリーンと接触するボール状の接触部材を備えた１対のばね負荷されたプランジャを持つホイール付きカートを有し、ケーブルで内外スクリーン間の環状空間内を下降し、カート内に位置決めされた１対の超音波センサがビームを環状空間の半径方向反対方向に発出することによって内外スクリーン間の半径方向距離を測定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の計測装置は、人手によるはん雑な計測を不必要とする点で便利ではあるが、超音波センサ、レーザセンサ等の検出ビームをスクリーン筒の外壁面および内壁面に向けて発出し、検出ビームの外壁面および内壁面からの再帰反射に要する時間を計測するという計測原理にもとずいて測定を行うものであるため、次の問題を生じる。
【０００５】
すなわち、ラジアルフローリアクターの内外筒のスクリーンとしては通常ウェッジワイヤスクリーンが用いられるところ、超音波センサの検出ビームの径は５ｍｍ程度であるため、ウェッジワイヤのスリット幅がこれより大きい場合には、検出ビームがウェッジワイヤの平坦面に当れば正確な測定が可能であるが、検出ビームがウェッジワイヤ間のスリットに入ると、検出ビームはスリットを通過して背後にある補強パネルまたはサポートロッドに衝突して反射される結果測定エラーを生じる。また検出ビームがウェッジワイヤ間のスリットに入らないまでも、ウェッジワイヤの平坦部に当らずウェッジワイヤの端部の傾斜した部分に当る場合は正確な再帰反射が得られず測定エラーを生じることになる。
【０００６】
本発明は、上記従来の測定装置の有する問題点を解決するためになされたものであって、検出ビームを利用する測定原理に由来する上記測定エラーを生じるおそれのない同軸の円筒状スクリーンの壁間の半径方向距離測定装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１記載の円筒状スクリーンの壁間距離測定装置は、内側円筒状スクリーンの外壁面と該内側円筒状スクリーンの外側にほぼ同軸に配設された外側円筒状スクリーンの内壁面との間に形成される環状空間の半径方向距離を測定する装置であって、
測定装置本体と、
該本体を該環状空間内において昇降させる昇降手段と、
該本体の１側から突出するようにして該本体に取付けられ、該内側円筒状スクリーンの外壁面または該外側円筒状スクリーンの内壁面に接触することにより該本体を該壁面に対し固定する１対の本体固定手段と、
先端部が該本体側に後退した位置と該本体から所定距離突出した位置との間に往復動できるように、かつ該本体が該壁面に対し固定された時該壁面に対し垂直方向に延長するように該本体内の該本体固定手段が突出する側およびその反対側に配置された１対のゲージ棒と、
該１対のゲージ棒を相互に独立して別々に駆動するために該本体内に設けられた１対のゲージ棒駆動用モータと、
該本体内に設けられ、該ゲージ棒駆動用モータの回転が伝達される回転部材と、この回転部材と各ゲージ棒とを連結する連結部材を有し、該モータの回転を該ゲージ棒の直進運動に変換する１対の運動変換手段と、
該本体内に設けられ、該運動変換手段の該回転部材の回転数またはこれに比例する回転数を検出する１対の検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また請求項２記載の測定装置は、請求項１記載の構成に加えて、該本体固定手段は上下方向に延長する突出端面を有する１対の本体固定用板であり、これら本体固定用板には水平方向に延長する長孔が形成されており、この長穴に挿入されるボルトによって該本体固定用板を該本体に固定することを特徴とする。
【０００９】
また請求項３記載の測定装置は、請求項１記載の構成に加えて、該１対のゲージ棒の中該本体固定手段が突出する側の反対側に配置されたゲージ棒の先端に水平面上で回転可能なローラを取付けたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、測定装置の本体を両スクリーン間の環状空間内に吊下げ、昇降手段を操作して本体を降下させることにより、上下方向の複数の被測定位置において環状空間の半径方向距離を順次測定する。
【００１１】
本体の昇降時においては、１対のゲージ棒は後退位置にあり、本体は両スクリーンの壁面に接触することなく環状空間内を昇降する。
【００１２】
壁面間距離測定時においては、本体の昇降を停止した状態で１対のゲージ棒の中本体固定手段が突出する側の反対側に配置されたゲージ棒を対応するゲージ駆動用モータの回転駆動により後退位置から突出させて対向するスクリーン壁面に当接させ、さらに該ゲージ棒を突出させることによって本体固定手段を押動して対向するスクリーン壁面に当接させることによって本体を両スクリーン壁面に対して固定し、次にもう一方のゲージ棒を対応するゲージ駆動用モータの回転駆動により後退位置から突出させて対向するスクリーン壁面に当接させ、これら両ゲージ棒の後退位置からの突出長さを１対の運動変換手段の回転部材の検出回転数（またはこれに比例する検出回転数）にもとずいて測定することにより環状空間の半径方向距離を測定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の１実施形態の全体の外観を示す斜視図、図２は測定装置本体およびこれに取付けられた各構成要素を示す斜視図、図６は測定装置を環状空間内に吊下げた状態を示す図である。
【００１４】
図６に示すように、内側円筒状スクリーン３の外壁面３ａと該内側円筒状スクリーン３の外側にほぼ同軸に配設された外側円筒状スクリーン４の内壁面４ａとの間に形成される環状空間（アニユラス）５の半径方向の距離Ｄを測定する測定装置１は、図１に示すように、本体２と、この本体２を環状空間５内において昇降させる昇降手段６を備えている。
【００１５】
昇降手段６は、内側円筒状スクリーン３と外側円筒状スクリーン４の頂面に跨って載置される架台７、７と、これらと直交しこれらを連結する支持板８と、この支持板８の一端に固定されたモータ９と、このモータ９の回転軸に取付けられたスプロケット１０と、支持板８のほぼ中央部に固定されたスプロケット１１とを有しており、これらスプロケット１０、１１には一端部が取付金具１２を介して本体２の頂部に固定され、他端部には本体２の重量とほぼ釣合う重量のおもり１３が取付けられた本体昇降用チェーン１４が噛合している。
【００１６】
またスプロケット１１にはロータリーエンコーダ１５が取付けられており、スプロケット１１の回転数を検出することができるようになっている。したがってスプロケット１１の回転数をエンコーダ１５により検出することによりチェーン１４の繰出し長さを検出することができ、これによって環状空間５の上下方向の予め設定された測定位置を検出することができる。
【００１７】
本体２はそれぞれ測定に必要な１組の構成要素を収納した上部箱体１６と下部箱体１７からなり、上部箱体１６と下部箱体１７は段差を形成するようにして溶接、ボルト止め等適宜の方法により相互に固定されている。
【００１８】
本体２の下部箱体１７の両側には、下部箱体１７が上部箱体１６に対して突出する端縁から突出するようにして１対の本体固定用板１８、１８がボルト１９により固定されている。本体固定用板１８、１８は本発明における本体固定手段を構成する。各本体固定用板１８には上下２段にそれぞれ２つの水平方向に延長する長穴２０が形成されており、ボルト１９をこの長穴内に形成されたボルト孔に螺合させるようにして本体固定用板１８を上部箱体１６に固定することにより、本体固定用板１８の突出長さを測定すべき環状空間の距離に応じて調節することができるようになっている。これによって環状空間の距離の大小にかかわらず１台の測定装置で間に合わせることができる。
【００１９】
本体固定用板１８は、本体２を環状空間５内においていずれの壁面とも非接触の状態で吊下げた時に本体固定用板１８の上下方向に延長する突出端面１８ａが対向する壁面とおおむね並行な面を形成すうように配置されている。
【００２０】
上部箱体１６の本体固定用板１８、１８が突出する側の反対側の底板１６ａの中央にはゲージ棒案内部材２１が固定されており、このゲージ棒案内部材２１は図５の側断面図に示すように１対のリニアブッシュ２２、２２を備えており、このリニアブッシュ２２、２２を貫通するようにしてゲージ棒２３が摺動可能に挿入されている。
【００２１】
ゲージ棒２３は直径１０ｍｍ程度の丸棒で形成されており、その先端部２３ａはこれよりも大径に形成されている。なお、ゲージ棒先端部２３ａはスクリーンのスリット幅に応じてこのスリット幅よりも大径になるように形成すればよい。先端部２３ａには中央部に空所が形成されており、この空所を上下方向に貫くようにして垂直ピン２４が固定されている。この垂直ピン２４には図４の平面図および図５に示すように、スクリーン壁面に対しゲージ棒２３が当接した場合に生じる摩擦を軽減するためのローラ２５が水平面上で回転自在に取付けられている。
【００２２】
ゲージ棒２３は先端部２３ａが本体２の上部箱体１６側にもっとも後退した位置と上部箱体１６から所定距離突出した位置との間に往復動することができ、また後述のように１対の本体固定用板１８、１８の突出端面１８ａ、１８ａがスクリーン壁面に当接することにより本体２がスクリーン壁面に固定された時壁面に対し垂直方向に延長するような位置に配置されている。
【００２３】
上部箱体１６の底板１６ａ上にはゲージ棒駆動用電気モータ２６が取付けられており、このモータ２６に接続された減速機２７の出力軸にはプーリ２８が取付けられている。モータ２６としてはゲージ棒２３を壁面に押付けて保持した時に発生する負荷を受けても安定したトルクを得ることが可能なタイプのモータ、たとえばトルクモータが好適である。
【００２４】
また上部箱体の底板１６ａ上には、図２および図３の側断面図に示すように、ねじ棒３０が１対のねじ棒支持台３１、３１に取付けられたボールベアリング３２、３２によって回転自在に支承されている。なお図３において、符号３３はねじ棒３０の縮径部３０ａに装着されたカラーを示し、３４は止めナットを示す。また縮径部３０ａの先端部にはプーリ２９が取付けられており、プーリ２８とプーリ２９との間にはタイミングベルト３５が張設されている。
【００２５】
ねじ棒３０にはスクリューナット３６が螺合しておりスクリューナット３６の外周には連結金具３７の一端部が固着されている。この連結金具３７の他端部は図５に示すようにゲージ棒２３の縮径後端部２３ｂの外周に固着されている。ねじ棒３０、スクリューナット３６および連結金具３７はゲージ棒駆動用モータ２６の回転をゲージ棒２３の直進運動に変換する運動変換手段を構成する。またねじ棒３０は運動変換手段中の回転部材、スクリューナット３６および連結金具３７は連結部材を構成する。
【００２６】
プーリ２９と反対側のねじ棒３０の縮径部３０ａにはプーリ３８が取付けられている。このプーリ３８に近い支持台３１の上方の上部箱体１６の壁面にはロータリーエンコーダ４１が取付けられており、このロータリーエンコーダ４１の入力軸に取付けられたプーリ４０とプーリ３８との間にはタイミングベルト３９が張設されている。したがって、ロータリーエンコーダ４１はねじ棒３０の回転数を検出する。
【００２７】
またゲージ棒駆動用モータ２６を駆動するための電気回路にはゲージ棒２３の検出が停止した時ロータリーエンコーダ４１から発出される回転検出パルス発振終了信号を受けてモータ２６の回転を停止するための回路が組込まれている。
【００２８】
下部箱体１７の頂板１７ａの下側には、ゲージ棒２３′がローラを備えていない以外は上部箱体１６内の各構成要素と同一構造でこれらとは逆向きに配置されたゲージ棒案内部材２１′、ゲージ棒２３′、ゲージ棒駆動用電気モータ２６′、減速機２７′、プーリ２８′、２９′、ねじ棒３０′、支持台３１′、タイミングベルト３５′、スクリューナット３６′、連結金具３７′、プーリ３８′、タイミングベルト３９′、プーリ４０′およびロータリーエンコーダ４１′が取付けられている。したがって、１対のゲージ棒２３、２３′は互いに反対方向に前進、後退するように本体固定用板１８が突出する方向およびその反対側に配置され、１対のモータ２６、２６′によって相互に独立して別々に駆動される。
【００２９】
また上記構成の測定装置１の各モータ９、２６、２６′の回転制御、各ロータリーエンコーダ１５、４１、４１′の回転数読取および回転数読取後の必要な諸操作等を行うために周知の電気回路や操作盤が設けられている。
【００３０】
次に上記実施形態の測定装置の動作について説明する。
まず図６に示すように昇降手段６の架台７、７を内側円筒状スクリーン３と外側円筒状スクリーン４の頂面に跨って載置し、チェーン１４をスプロケット１０、１１にかけ渡し、本体２とおもり１３が釣り合うようにして本体２を環状空間５のほぼ中間に吊り下す。次に操作盤上で測定原点およびピッチの決定等を行い、モータ９を回転駆動して本体２を環状空間５内で降下させ、第１の測定点の前で本体を停止させる。測定点までの上下方向の距離はロータリーエンコーダ１５の回転数に比例するのでこの回転数を読取ることにより検出することができる。
【００３１】
本体２の昇降時においては、１対のゲージ棒２３、２３′は後退位置にあり、ゲージ棒２３、２３′および本体２の本体固定用板１８、１８は両スクリーンの壁面３ａ、４ａに接触することなく本体２は環状空間５内を昇降する。
【００３２】
第１の測定点においては、本体２を停止した状態で上部箱体１６内のゲージ棒駆動用電気モータ２６を回転駆動する。モータ２６の回転は減速機２７、プーリ２８、タイミングベルト３５、プーリ２９を介してねじ棒３０に伝達される。ねじ棒３０の回転に伴いスクリューナット３６がプーリ３８側に移動し、連結金具３７を介してゲージ棒２３が上部箱本体１６から突出し、その先端部２３のローラ２５が対向する壁面４ａに当接した後も継続してモータ２６の回転を続けるとレージ棒２３はさらに突出を続け、これによって本体２は環状空間５内をゲージ棒２３の突出する方向と反対方向に移動し、本体固定用板１８、１８の突出端面１８ａ、１８ａが壁面３ａに当接する。これによってゲージ棒２３の突出は停止しねじ棒３０の回転も停止し、本体２はゲージ棒２３と１対の本体固定板１８、１８により第１の測定点において両壁面３ａ、４ａ間に固定される。
【００３３】
なお、ゲージ棒２３のローラ２５が壁面４ａに当接した後ゲージ棒２３の突出を続ける場合、図７に示すように、ゲージ棒２３が壁面４ａに対し垂直でなく斜め方向に延長する状態で当接した場合は本体固定用板１８、１８の突出端面１８ａ−１、１８ａ−２が同時に壁面３ａに当接せず、一方の突出端面１８ａ−１がまず壁面３ａに当接した後ゲージ棒２３のさらなる突出により突出端面１８ａ−２が壁面３ａに当接する。この場合壁面４０ａに当接しているローラ２５が壁面４ａ上を矢印Ａ方向に回動することにより、ゲージ棒２３は壁面４ａに対し垂直な位置に位置決めされるので、ローラ２５がない場合に生じるゲージ棒２３の先端と壁面４ａ間の摩擦による損傷を防止することができる。
【００３４】
ゲージ棒２３が突出を続けている間はロータリーエンコーダ４１はねじ棒３０の回転数を計測し、この回転数が操作盤に設けられた記録装置に記録される。そしてゲージ棒２３が突出を停止するとロータリーエンコーダ４１は回転検出パルス発振停止信号をモータ２６に送出しモータ２６は回転を停止する。ロータリーエンコーダ４１によって計測された回転数はゲージ棒２３の進行した直線距離に比例するので、この計測された回転数により環状空間５のゲージ２３側の半径方向距離を測定することができる。
【００３５】
次に、上記のとおり本体２がゲージ棒２３と１対の本体固定板１８、１８により両壁面３ａ、４ａ間に固定され上部箱体１６内のモータ２６の回転は停止された状態で、下部箱体１７内のゲージ棒駆動用電気モータ２６′を回転駆動し、ゲージ棒２３′の先端部２３ａ′を壁面３ａに当接させる。
【００３６】
ゲージ棒２３′の先端部２３ａ′が壁面３ａに当接すると、ねじ棒３０′の回転が停止し、ロータリーエンコーダ４１′は回転検出パルス発振信号をモータ２６′に送出することによりモータ２６′の回転が停止する。ロータリーエンコーダ４１′によって計測さらた回転数はゲージ棒２３′の進行した直線距離に比例するので、この計測された回転数により環状空間５のゲージ２３′側の半径方向距離を測定することができる。したがって、ゲージ棒２３側の測定距離とゲージ棒２３′側の測定距離を合算することにより、第１の測定点における環状空間５の半径方向距離Ｄを測定することができる。
【００３７】
こうして第１の測定点における測定を終了したら、モータ２６、２６′をそれぞれ逆方向に回転させてゲージ棒２３、２３′を後退位置まで引込めることにより本体２の壁面３ａ、４ａに対する固定を解除し、本体２を壁面３ａ、４ａに対し非接触状態とした後昇降手段６のモータ９を回転して本体２を次の測定点に降下させ、以下上記と同様にして本体２の固定および環状空間半径方向距離の測定を繰返す。
【００３８】
こうして上下方向の各測定点における測定を終了した後昇降手段６を両スクリーンの周方向上測定が必要な他の位置に移動し上下方向の測定を行う。
【００３９】
なお、昇降手段６としては巻上ウインチによって本体２に固定されたワイヤロープを巻上げ、繰出すことによって本体２を昇降させるようにしてもよい。
【００４０】
また上記実施例においては、上下方向の測定位置検出のためロータリーエンコーダ１５を使用しているが、これに限らず、たとえばチェーンやワイヤロープに所定間隔で目盛をつけ、この目盛りによって測定位置を検出するようにしてもよい。
【００４１】
またゲージ棒を突出長さを検出するためのロータリーエンコーダは、上記実施例においてはねじ棒３０、３０′の回転数を検出しているが、これに限らず、たとえばモータ２６の回転数やプーリ２８または２９の回転数等でもよい。また直接これらの回転数を検出する代りにこれらの回転数に比例する回転数を検出するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、１対の反対方向に往復動可能なゲージ棒をゲージ駆動用モータの回転駆動により後退位置から突出させ対向するスクリーン壁面に当接させ、これら両ゲージ棒の後退位置から突出長さを運動変換手段の回転部材の検出回転数またはこれに比例する検出回転数にもとずいて測定することにより環状空間の半径方向距離を測定するようにしたので、超音波等の検出ビームの再帰反射を利用する計測原理を採用する測定装置のように検出ビームがウェッジワイヤのスリットに入ったりまたはウェッジワイヤの傾斜部分に当るために生じる測定エラーを生じるおそれがなく、常に正確な測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円筒状スクリーンの壁間距離測定装置の１実施形態を示す斜視図である。
【図２】同実施形態の本体および本体内に収容された各構成要素を本体の外壁の一部を取除いて示す斜視図である。
【図３】ねじ棒およびスクリューナットを含む部分を一部断面で示す側面図である。
【図４】ゲージ棒の先端部を示す平面図である。
【図５】ゲージ棒および案内部材を含む部分を一部断面で示す側面図である。
【図６】本実施形態の測定装置を環状空間内に吊下げた状態を示す模式図である
【図７】ゲージ棒が壁面に対し斜めに当接した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
２ 測定装置本体
３ 内側円筒状スクリーン
４ 外側円筒状スクリーン
５ 環状空間
６ 昇降手段
１８ 本体固定用板（本体固定手段）
１９ ボルト
２０ 長穴
２３，２３′ ゲージ棒
３０ ねじ棒（回転部材）
３６ スクリューナット
３７ 連結金具
４１ ロータリーエンコーダ（検出手段）

Claims (3)

1. 内側円筒状スクリーンの外壁面と該内側円筒状スクリーンの外側にほぼ同軸に配設された外側円筒状スクリーンの内壁面との間に形成される環状空間の半径方向距離を測定する装置であって、
   測定装置本体と、
   該本体を該環状空間内において昇降させる昇降手段と、
   該本体の１側から突出するようにして該本体に取付けられ、該内側円筒状スクリーンの外壁面または該外側円筒状スクリーンの内壁面に接触することにより該本体を該壁面に対し固定する１対の本体固定手段と、
   先端部が該本体側に後退した位置と該本体から所定距離突出した位置との間に往復動できるように、かつ該本体が該壁面に対し固定された時該壁面に対し垂直方向に延長するように該本体内の該本体固定手段が突出する側およびその反対側に配置された１対のゲージ棒と、
   該１対のゲージ棒を相互に独立して別々に駆動するために該本体内に設けられた１対のゲージ棒駆動用モータと、
   該本体内に設けられ、該ゲージ棒駆動用モータの回転が伝達される回転部材と、この回転部材と各ゲージ棒とを連結する連結部材を有し、該モータの回転を該ゲージ棒の直進運動に変換する１対の運動変換手段と、
   該本体内に設けられ、該運動変換手段の該回転部材の回転数またはこれに比例する回転数を検出する１対の検出手段とを備えることを特徴とする円筒状スクリーンの壁面距離測定装置。
2. 該本体固定手段は上下方向に延長する突出端面を有する１対の本体固定用板であり、これら本体固定用板には水平方向に延長する長孔が形成されており、この長穴に挿入されるボルトによって該本体固定用板を該本体に固定することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
3. 該１対のゲージ棒の中該本体固定手段が突出する側の反対側に配置されたゲージ棒の先端に水平面上で回転可能なローラを取付けたことを特徴とする請求項１記載の測定装置。

Images