JPS61502276A - 繊維懸濁液の濃度を測定する方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 繊維懸濁液の濃度を測定及び 調整する方法及びその装置 本発明は特にバルブ及び紙工業における繊維懸濁液の濃度の測定及び調整に関し 、然し本発明は、廃水汚泥、泥炭懸濁液、鉱物繊維懸濁液等内に含まれる乾燥物 質を測定するような他の分野においても使用することが出来る。

繊維懸濁液の濃度を測定する為の変換器として３つの主なグループが認められ、 即ち、剪断力変換器、光変換器、及びバルブ濃度に依存する圧力降下変化若しく は流速変化と共に作動する変換器である。更にその次に重要なグループも存在す る。剪断力に応じて作動する変換器は基本的に２つの主なグループに分けられ、 即ち、回転及び静止変換器である。

本発明の変換器は「静止変換器」のグループに属すると思われるが、同グループ 内の他の装置を比較して成る基本的な相違がある。これ等の変換器は俗に静止、 若しくは固定変換器、フカひれ、ブレード変換器及びフィンと称せられる。静止 変換器は径内な範囲迄回転型に匹敵し、何故ならば、回転型は通常良好な測定機 能、高い感受性、非作動時間を短縮する低流体感受性を有するからである。

使用者は主に静止変換器を実施条件の高過ぎない場所へ据付ける。

静止変換器は今日迄、バルブ流体内に配置される枢支吊下げブレードを含むもの として知られている。吊下体は極く一般的に成る支持型をなすと共に媒体に対す るシールを具備する。導管内の流速に起因し、ブレード上に剪断力モーメントが 生じ、このモーメントは、気体若しくは電気の標準化された出力信号に転換され る。モーメント転換器は、重量バランス原理若しくはカバランス原理のいずれか に応じて作動する。故に、流体に晒されたブレードの前縁部は繊維流体を切断し 、剪断力モーメントを生じる。作動原理は媒体が運動していることを必要とする 為、或、る望ましくない流体感受性が生じることは容易に理解出来る。製造業者 はこの問題を解決する為の試みとして、ブレードのより以上の若しくは以下の精 密な配備を行った。これ等の種々な努力の結果、然し、静止変換器内の流体に対 する依存は、全てのグループにおける３つの主な問題域の１つであるという一般 的な見解に至った。故に、製造業者は、変換器が使用される比較的狭い流体範囲 を条件付け、それは約０．５〜３１１／　Ｓで、成る場合にはＯ６３〜１．５＋ ａ／ｓと狭い。これ等の制限内で流体を得る為、導管は成る場合、発散若しくは 集束的にテーバし、これは明らかに装備を増大させた。次の問題域は、測定原理 によりもたらされ、伺故ならブレードは通常比較的大きく、１００ｍｍ直径導管 の８０〜９５％を占める。導管内の繊維流体と共に移動する大きな固体物質の存 在及びプラグの形成は、時にブレード及びその吊下体に大きな損傷を与える。当 然、ブレードの前縁部はこれを閉鎖し過ぎるように配置されたバリヤにより保護 づることは出来ず、何故なら、測定結果が誤ってしまうからである。然し、ブレ ードの吊下シャフトを保護する小バリヤが構造と通常一体化されている。結果と しての減勢システムは、他に比べて震動に対するより小さな感受性を形成するこ ととなる。

上記導入部において、回転変換器は濃度変換に対して大きな感受性を付与するこ とを述べた。これは通常望ましい事実であり、上記グループ間で殆ど競合がない 主な理由である。回転変換器におけるセンサと繊維網との間の速度の高い相違は 、センサの小サイズに拘らず高いモーメント・レベルを付与し、一方、これは高 い感受性と良好な信号／ノイズ関係とを生じさせる。これは特に低濃度において 顕著である。静止変換器は１．５〜１．７５％濃度に下がる迄使用される一方、 回転型は時として０．８〜１％濃度範囲においても測定を行なう。回転及び静止 変換器間の比較を公平にする為、静止変換器の価格は回転型の３乃至４倍も低い ことにも言及しておかなければならない。

本発明の目的は、上記導入部で言及したこの種測定の為の新規な方法及び装置を 提供することであり、ここで従来の静止変換器の制限及び欠点は排除される。こ の目的は、付属の請求の範囲に記載の特徴が付与された本発明に係る方法及び装 置によって達成される。

本発明によれば、従来公知の他の静止変換器と比較して、下記する利点を掲げる ことが出来る、繊維懸濁液の濃度を測定及び調整する方法及び装置が提供される 。先ず、ブレードは導管直径の従部分を占めるのみで、その前部に配置されたバ リヤにより完全に保護される。流体依存は完全被覆バリヤ故に小さい。繊維網に 対するブレード自身の相対運動は、流体速度範囲が下向きに増大さ。

れるようにし、成る濃度範囲では流体範囲は０．５〜５Ｉ／Ｓ　（ブレードの長 さは０．１５■）となる。作動ブレードは、１．５〜３％濃度範囲で濃度変化に 対するより高い感受性を付与し、震動感受性は低くなる。ブレードは全時間の０ ．０４〜２．０％という非常に短い間のみ作動され、その休憩位置に磁力により 係止され、最終的に移動部分の数は他の変換器におけるよりも少なくなる。

本発明は以下添付の図面を引用して詳述されるが、ここで、 第１図は導管に配備された本発明に係る装置を示す部分断面図、 第２図は第１図図示の光読取りフォークの概略側面図、第３図はブレードの側面 図、 第４図は第３図図示ブレードの底面図、第５図は第３図図示ブレードのＡ−Ａ線 に沿って断面図、 第６図は本発明ブレードの代替実施例を示す側面図、第７図は第６図図示ブレー ドの底面図、第８図は第６図図示ブレードのＢ−Ｂ線に沿った断面図、 第９図は本発明ブレードの別の代替実施例を示す側面図、 第１０図は第９図図示ブレードのＣ−Ｃ線に沿った断面図、 第１１図は本発明ブレードの更に別の代替実施例を示す側面図、 第１２図は第３図図示ブレードの底面図、である。

本発明に係る変換器装置は第１図に部分断面図として示され、ここで枢支された 装置のブレードは導管内に位置し、これを通って測定される媒体が流れる。ブレ ード１は通常の静止変換器のものよりも小さく、導管直径の３０〜４０％のみを 占めるだけであり、ここで導管の直径は１００■である。ブレード１の前縁部１ ６の全ては流線形バリヤ２によって保護され、これはブレード１の前方に配置さ れ、流れ方向において図示される。電磁石システム３の型式をなす力のシステム は、ブレード１を吊下シャフト６゜を介して作動するように配置され、ブレード １がベアリング４の周りで旋動出来るようになっている。ブレード１の自由若し くは尾縁部８は、所与の時間に亘って距離Ａ−Ｂを動く。この角度ストロークα を遂行するブレード１の時間は、媒体の濃度の放物関数である。本発明変換装置 は、図示される如く剪断力原理に応じて作動し、然しブレード１は固有の動作を 有し、剪断力の発生の為の導管内の流れに依存しない。角度ストロークＡ−Ｂの 終了後、電磁石システム３への電流が極反転し、ブレード１の尾縁部８は距離Ｂ −Ａを通して移動し、即ちその初期位置へ戻る。

ブレード１は、１秒間に１ストローク（１，ＯＨ２）から５秒間に１ストローク （０，２Ｈ２）迄の範囲の速度で移動する。

図示しない電子増幅ユニットは、赤外線放射ダイオード９１ＥＤ）及びディテク タ１０を含む光読取りフォーク５の補助によって、ストロークＡ−Ｂの為の時間 を測定し、ディテクタ１０のギャップ１１は、吊下シャフト６に取付番プられた ビーム断続素子７によって横切られる。増幅評価ユニットは、例えば５つの時限 を積算し、５つの遂行ストロークの為の再現時間を形成するようにこれ等の平均 値を付与する。各新規なストロークの為、５つの内の最初の１間は差し引かれて 新規な時間が加えられ、これは１ストロークの時間の連続的な平均値形成を付与 する。システム３は吊下シャフト６の自由端部１２に配置され、吊下シャフト６ の自由端部１２に配置されたプランジャ・コイル１５と協働する為装置ハウジン グ１３に固定されたソレノイド・マグネット１４からなり、ベアリング４の周り でブレード１の旋動若しくは揺動動作を提供するようになっている。光フォーク ５はまた、吊下シャフト６の自由端部１２区域においてケーシング１３に固定さ れる。

ブレード１を支持するベアリング４は、ブレードの前端部１６に接近して吊下シ ャフト６上に配置される。ベアリング４とシャフト６の自由端部との間には、吊 下シャフト６の揺動動作を阻止する為、機械的ストローク制限手段１７．１８が 存在する。

上述の平均時間値は、増幅ユニットにより標準出力信号、例えば０〜２０　ｍＡ 若しくは４〜２０　ｍＡとして現出される。

実際上、時間の測定はストロークの一部分の間になされ、ビーム断続素子７が光 フォーク５の脚間の光ビームを遮断させる。ビーム断続素子７は全ストロークの ５０〜８０％に対応する幅を有する。この理由は誤信号を阻止する為で、もしビ ーム断続素子７が全ストロークに対応若しくはそれ以下でも極近似したものであ ると、電磁システムがその端部位置に遺した時、はね返りが生ずる。システム３ はベアリング４から約１００５ｍ　ｔｒｉ関し、約４１の全ストロークを有する 。従って、もしベアリング４迄の距離が約２００５ｍであれば、ブレード１の尾 縁部８が通過する距離Ａ−Ｂは約８１１ＩＩｍとなる。当然、測定時間はブレー ド１の形状、測定される媒体の型式、ビーム断続素子の型式によって大きく変化 する。典型的な測定時間は２〜２０ＩＩｌ／Ｓである。

第３図乃至第１２図に示されるように、ブレード１は測定される媒体の異なる型 式に適合するように種々の異なる態様で装備される。高網強度を伴う長繊維懸濁 液の為のブレードの基本的な型式は、第３図乃至第５図図示の両側に長手方向溝 １９を具備する単一ブレードからなる。

溝１９はブレードの全域を増大させ且つ重最を減少させる。

更に、繊維網を切通す縁部及び側部の数は溝の数と共に増大する。これは比較的 高い剪断力レベルを付与する。

低網強度を伴う短繊維懸濁液は時として他の形状を必要とし、例えば、第６図乃 至第８図図示の如く、ブレード１の外側部に長手方向溝１９を具備する二重のブ レードである。特に低網強度の為、単一ブレード及び二重ブレードには共に、第 ９図及び第１０図図示の如く、測定方向において弯曲底面２０が設けられる。こ れは、測定方向においてブレード１前方の吊下部材の確実な脱水を提供すると共 に、剪断力レベルの増大に寄与する。ブレード１の全実施例に共通して、ブレー ドの形状はバリヤ２の形状によく適合し、第１１図及び第１２図示の如く、流線 の擾乱を最小とする輪郭を共に形成するようになっている。

これは流体依存を小さくするのに寄与する。本発明に係る変換器は、発生する剪 断力の為、測定される媒体の流体に依存しない旨を以上述べた。然し、適合する のは僅かな流体である。この最小の流体は、もしブレード１が、該ブレードの長 さが０．１５１で１秒間に１回作動されるとすれば０．１５ｍ／　ｓであり、も し同じくブレード１が１秒間に２回作動されるとすれば０．４ｉ　／ｓである。

１秒間当りのより速い作動は不要であるから、０．１５■／Ｓは適当な最小流体 速度である。故に、ブレードは測定される媒体の典型的なサンプルを常に切通す 。もしブレード１が、流体速度が低くなるにつれて同時により速く作動されると 、懸濁液内のｆｌＡＨ群は切離されて純粋な液体によ特大昭６ｌ−５０２２７Ｇ 　（５） ′し今 用　酪　抽　喜　鯨　々； Ｆ、゛ヲ／２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．懸濁液内に旋動可能に吊下されたブレード（１）の補助により、望ましくは 繊維懸濁液の濃度を測定及び調整する方法であって、前記ブレード（１）は旋動 して、所定の角度ストローク（α）を達成するように懸濁液内の２つの端部位置 （Ａ−Ｂ）間をその後縁部若しくは尾縁部（８）が移動し、ブレード（１）の尾 縁部（８）がその上端位置（Ａ）からその下端位置（Ｂ）への距離に亘って移動 する際、時間の測定が実行され、その時間は濃度の放物関数であり、ブレードの 角度ストロークの間繊維懸濁液内のブレードの剪断力抵抗に応じて変化し、また 故に懸濁液中の固体物質の濃度に応じて変化することを特徴とする方法。 ２．前記時間側定が、ブレード（１）の尾縁部（８）の角度ストローク（α）の ５０〜８０％部分の間に実行され、この部分が望ましくは端位置（Ａ．Ｂ）から 等距離離れて位置する請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記ブレードが、電磁石システム（３）の補助により、吊下シャフト（６） を介して、１．０〜０．２ＨＺ範囲周波数で旋動される請求の範囲第１項に記載 の方法。 ４．前記ブレード（１）の尾縁部（８）が、約２００ｍｍのブレードを支持する ベアリング（４）に対する距離として（８ｍｍ）程度の大きさの最大振幅を付与 される請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の方法。 ５．前記ブレード（１）が、該ブレード（１）の平面と実質的に一致して、繊維 懸濁液内の平面において旋動される請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記 載の方法。 ６．懸濁液内に旋動可能に吊下されたブレード（１）と、ブレードを旋動可能に 支持するベアリング（４）の周りで、吊下シャフト（６）の補助によりブレード （１）を旋動させる手段（３）と、時間側定手段と、を含み、請求の範囲第１項 に記載の方法の補助により、望ましくは繊維懸濁液の濃度を測定及び調整する装 置であって、前記ブレード（１）を作動若しくは旋動させる手段が、吊下シャフ ト（６）の自由端部（１２）に配設された電磁石システム（３）からなり、繊維 懸濁液内の２つの端位置（Ａ−Ｂ）間で１．０〜０．２ＨＺの周波数でブレード の自由若しくは尾端部（８）を移動させ、所定の距離の角度ストローク（α）を 達成すべくブレード（１）を旋動させるように配置されていることと、前記時間 を測定すする手段が、ブレード（１）のその上端位置（Ａ）から下端位置（Ｂ） への動作における角度ストローク（α）の所定部分の間に時間を測定するように 設定されていることと、前記時間が、濃度の放物関数に対応し、ブレードの角度 ストローク（α）の間における繊維懸濁液内でのブレード（１）の剪断力抵抗に 応じて変化し、従って懸濁液内の固体物質の濃度に応じて変化する値を有するこ とと、を特徴とする装置。 ７．前記電磁石手段（３）が測定装置のケーシング（１３）に固定されたソレノ イド磁石（１４）からなり、ベアリング（４）周りでブレード（１）の旋動動作 を提供する為、吊下シャフト（６）の自由端部上に配置されたプランジャ・コイ ル（１５）と協働する請求の範囲第６項に記載の装置。 ８．前記時間側手段が、測定装置のケーシング（１３）内に固定された光読取り フォーク（５）の補助により時間を測定する為の電子増幅ユニットからなり、前 記フォークは赤外線放射ダイオード（９）及びディテクタ（１０）を含み、また フォーク（５）のギャップ（１１）は、吊下シャフト（６）の自由端部（１２） に取付けられ且つ該端部（１２）が旋動する際に光放射ダイオード（９）からの 光を遮断するように配置されたビーム断続素子（７）に適合する請求の範囲第６ 項に記載の装置。 ９．前記ブレード（１）及びシャフト（６）を支持するベアリング（４）が、シ ャフト（６）と協働する為、ブレード（１）の前端部（１０）に近接して配置さ れ、バリヤ（２）が、ブレードを保護し且つ測定される媒体の流体への低依存に 寄与するように、前記前端部（１６）の上流に配置される請求の範囲第６項に記 載の装置。 １０．前記ブレード（１）が、両側部に長手方向溝（１９）を具備する長手の板 の形状をなし、該板は、剪断力レベルを増大させる為、測定方向から見て下側縁 部に弯曲底部（２０）を具備するように望ましくは形成される請求の範囲第６項 に記載の装置。 １１．前記ブレード（１）がその主平面において分割され、その２つの外面に沿 って長手方向溝（１９）を有する二股ブレードの形状をなす請求の範囲第１０項 に記載の装置。