JP4806802B2 - 濾過装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、液体物質から固体物質粒子を濾過するための濾過装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
プロセス産業においては、サンプリングのために、液体および固体物質粒子を含んでいる懸濁液を濾過する必要がある。例えば、製紙産業において、濾過液サンプルはプロセスを監視しかつ制御するためにストックから採取される。ストックは液体、少量のガス、および繊維および多分スライバのごとき固体物質粒子を含んでいる。ストック中の液体の特性を測定する必要があるとき、固体物質粒子はできるだけ良好にサンプルから濾過される。このため、参考のために本書に組み込まれた、フィンランド公開特許第５７６６３号およびスエーデン公開特許第５１１０６９号に記載された濾過装置のごとき、種々の濾過装置が開発されている。
【０００３】
フィンランド公開特許第５７６６３号に開示された解決において、サンプルは狭いスロットを含んでいるスクリーンによって濾過される。サンプルが採取されるとき、スロットは繊維状粒子が前進するのを阻止し、液体は測定に向かって流れる。スクリーンが洗浄されるとき、加圧空気はプロセスへスクリーンにストックされた繊維およびスライバを戻すようにプロセスに向かって吹き出す。しかしながら、大きな問題は、繊維およびスライバは通常洗浄が完全に十分でないようにスクリーンのスロット内に緊密にストックされる。このため、スクリーンは迅速に遮断されかつ変えられる必要がある。遮断されたスクリーンはゆっくりサンプルを発生する。
【０００４】
スエーデン国公開特許第５１１０６９号は、三角形のワイヤから作られたスロットつき表面を有するスクリーンを含んでいるサンプラを開示している。このスクリーンにおいて、また、繊維およびスライバが、液体が測定へ流れる一方スロット内に残る。スクリーンは掻き出しにより洗浄される。この解決は、また、上述した問題と同じ問題を有している。洗浄は完全に十分でなく、スクリーンは繊維およびスライバによって十分に迅速に遮断されかつ頻繁に交換される必要がある。遮断されたスクリーンはサンプルをゆっくり発生する。
【０００５】
（発明の開示）
したがって、本発明の目的は、濯ぎが容易でかつ容易に遮断しない濾過液サンプリング用の濾過装置を実行することにある。この目的は、固体粒子を含有している液体物質からの濾過液サンプリング用の濾過装置によって達成される。濾過装置は２つのフィルタ部材および前記フィルタ部材間の少なくとも１つの濾過スロットを含み；そして前記フィルタ部材が、前記少なくとも１つの濾過スロットの幅が、前記フィルタ部材が互いに関連して動くとき変化するように互いに関連して動くようになされる。
【０００６】
本発明の好適な実施例は従属の請求項に記載されている。
【０００７】
本発明は少なくとも１つの可変幅の濾過スロットを有する濾過装置に基礎を置いている。狭い濾過スロットはサンプルを濾過するのに使用されかつ濯ぎの間中、濾過スロットは、濾過装置に蓄積された固体物質粒子が濾過スロットから有効に分離するように広く開放される。
【０００８】
本発明の濾過装置は幾つかの利点を有している。濾過装置の交換およびメンテナンス間隔は、濾過装置が清浄に保たれるため、より長い。清浄のままである濾過装置は、また、流量が多いサンプルを許容する。
【０００９】
本発明を、以下で、好適な実施例によってかつ添付図面を参照してより詳細に説明する。
【００１０】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の解決は液体および固体物質粒子を含有している懸濁液が液体サンプルを発生するように濾過される、プロセス産業において使用するのに適している。本発明の解決は、濾過液サンプルがストックから必要とされる、とくに製紙産業に良好に適する。本発明の解決は、しかしながら、これらの用途に限定されない。
【００１１】
図１は濾過装置の考え得る構造を示す。プロセスから測定へのサンプルの流れ方向は図１に矢印によって示されている。２つのフィルタ部材１００，１０２は濾過装置の基本構造を形成する。フィルタ部材１００，１０２は濾過装置をサンプリングパイプ１２０に嵌合する本体部分１１６に配置される。本体部分１１６はメンテナンスのために容易に開放され得る。互いに向かい合っているフィルタ部材１００，１０２の端部はフィルタ部材１００，１０２ができるだけ良好に互いに対して押圧されるとき、少なくとも１つのスロット１０８がフィルタ部材１００，１０２の端部間に残りかつサンプルフィルタとして作用するように互いに嵌合される。フィルタ部材１００，１０２の内側にキャビティがあり、このキャビティへスロット１０８を通って本体部分１１６から濾過されたサンプルが流れる。フィルタ部材１００，１０２から、濾過されたサンプルが端部分１１０の少なくとも１つの開口１１２を通ってかつパイプアダプタ１１８を通ってサンプル測定へ向かってパイプ（図１には示してない）へ流れる。端部分１１０の開口１１２は、濾過スロット１０８より僅かに少ないサンプルが開口１１２を通って流れるように設計されている。これは濾過スロット１０８内に緊密過ぎる固体物質のパッキングを減少する。
【００１２】
各フィルタ部材１００，１０２は少なくとも１つのガイド延長部１０４およびガイド室１０６を含み、それによってフィルタ部材１００，１０２が互いに心出しするように配置される。この方法、フィルタ部材１００，１０２の中心軸によって発生される必要がある支持および心出しが図１の構造において減少される。各ガイド延長部１０４の先端は狭いガイド室１０６の底区域に接触するが、ガイド延長部１０４は好ましくは鈍いので、ガイド延長部１０４はガイド室１０６の最も鋭い先端で底部に必ずしも接触しない。フィルタ部材１００，１０２間の境界面が真っ直ぐでないとしても、各濾過スロットは少なくともほぼ真っ直ぐでかつ均一な幅からなっている。しかしながら、巻き付き境界面は高いサンプル流れが濾過スロット１０８を通って流れるのを許容する長い濾過スロット１０８を発生する。開示された解決はパルプ産業ストックから１０ｌ／分のサンプルを発生する。かかる場合に、フィルタ部材１００，１０２間の濾過スロット１０８は０．５ｍｍであり、フィルタ部材１００，１０２の直径は５０ｍｍ、そして端部１１０の開口の数は４であり、各開口は４ｍｍの直径を有している。フィルタ部材１００，１０２は、フィルタ部材の中心において、端部１１０の部分１１４によって保護される軸に支持される。フィルタ部材１００，１０２は軸の方向に互いに関連して動き、それは濾過スロット１０８の幅が、フィルタ部材１００，１０２が互いに関連して動くとき変化するのを可能にするが、運動の長さはフィルタ部材１００，１０２の自己操縦を維持するようにガイド室１０６の深さより短い。
【００１３】
図２Ａは側面図によって濾過装置の構造をより詳細に示している。矢印はサンプルの走行方向を示している。フィルタ部材１００，１０２はこの図において、できるだけ互いに対して緊密に押圧され、それによって濾過スロット１０８はその最小である。これはサンプリング状況に対応する。軸２００はフィルタ部材１００に取着されるが、フィルタ部材１０２が、軸２００がその中にあるパイプ状構造２０２を含むため、フィルタ部材１０２に関連して自由に動くことができる。フィルタ部材１００は好ましくはパイプ状構造２０２内で少しも密封されずかつそれゆえ、その軸２００を含んでいるフィルタ部材１００は非常に動き得る。軸２００は好ましくはパイプ状構造２０２と軸２００との間からより容易な粒子の濯ぎ落としを可能にする六角形の棒である。フィルタ部材１００の運動の長さは、フィルタ部材１０２にパイプ状構造２０２の端部を通って嵌合しない、軸２００においてしきい値によって制限される。軸２００のしきい値とパイプ状構造２０２の端部との間の距離Ｌはフィルタ部材１００および軸２００の運動の考え得る最大の長さである。パルプ産業ストックを濾過するとき、例えば、運動の長さＬは数ミリメートル（例えば４ｍｍ）にすることができる。軸２００を囲んでいるパイプ状構造２０２は、このパイプ状構造２０２に入っている液体が効率的に流れ出るように両端に開口を有している。プロセスをサンプリングするとき、プロセス圧力はフィルタ部材１００，１０２を互いに向かって押圧するようになされ、その場合にフィルタ部材１００，１０２間の少なくとも１つの濾過スロット１０８はその最小にある。フィルタ部材１００の圧力下での表面積はその場合に、フィルタ部材１００上の圧力差を許容するように十分に大きくなければならず、この圧力差がフィルタ部材１０２に対してできるだけ近接してフィルタ部材１００を動かしかつ濾過スロット１０８をその最小に狭くする。
【００１４】
図２Ｂにおいて、フィルタ部材１００，１０２は互いに可能な限り離れておりそして濾過スロット１０８はその最大にある。これは濾過装置が濾過スロット１０８内にかつそのまわりに蓄積された固体物質についてきれいに濯がれている状況に対応している。矢印はプロセスへ向かう濯ぎの方向を示している。濾過装置がサンプリング方向に対して濯がれるとき、フィルタ部材１００，１０２は濯ぎ圧力により互いから離れて動く。濯ぎがプロセスに向かってなされるならば、濯ぎ圧力は、この濯ぎ圧力がフィルタ部材１００をフィルタ部材１０２から離して押すことができる。フィルタ部材１００の圧力下での表面積はフィルタ部材１００上の圧力差を許容するように十分に大きくなければならず、この圧力差がフィルタ部材１０２からできるだけ離してフィルタ部材１００を動かしかつ濾過スロット１０８をその最大に広げる。
【００１５】
図２Ｃは濾過スロットの断面図を示している。フィルタ部材１００，１０２間の濾過スロット１０８は、好ましくは、サンプルの流れ方向（矢印により示される）に広くなり、それは濾過装置から固体物質を分離するのをさらに容易にする。
【００１６】
図３は、例えば、パルプクッキングプロセスにおける濾過装置の好適な配置を示している。ストックはペーパー表面基準の方向にパイプ３００内で流れる。連続するプロセスにおいて、サンプルは通常、サンプリング周期の間で、濾過装置がプロセスに向かって濯がれるような方法において濾過装置３０６を通って周期的に採取される。ストックからのサンプルが要求されるとき、弁３０２，３０４および３０８が開かれる。ストックは次いでパイプ３００から弁および濾過装置３０６を通ってサンプル測定に向かって流れる。サンプルが採取されかつ分析されているとき、パイプ３１０および３１２および濾過装置３０６に残っているサンプルおよびストックはプロセスパイプ３００に戻して濯がれる。濯ぎは、例えば、パイプ３００中の水より高い圧力を有する水によって行われる。パイプ３１２および濾過装置３０６に残っているサンプルおよびストックは、また、弁３０４が濯ぎ液を濯ぎの間中パイプ３１４に向ける３方向弁であるならば、プロセスより低い圧力で濯がれることができる。濾過装置はまた遮断弁３０２なしでプロセスパイプに直接取り付けられ得る。しかしながら、遮断弁３０２を使用すると、プロセスの間中の濾過装置の使用を許容する。
【００１７】
呈示された解決において、濾過スロットは、本発明の解決がまた可変幅の屈曲された濾過スロットによって実行されるとしても、好ましくは真っ直ぐでかつその長さ全体に沿って均一の幅からなっている。濾過スロットの幅は必要に応じて適合させられ得る。ストックから離れて粗いスライバを濾過しているとき（蒸煮釜の前方端）、濾過装置の濾過スロットは多量の繊維および少量のスライバを含有しているストック（蒸煮釜の後方端）からサンプルを採取するときよりも大きくすることができる。
【００１８】
濾過装置はペーパーおよび厚紙ストックのすべての製造段階においてクッキング段階からヘッドボックスへのサンプル採取を可能にする。濾過装置は、また、パルプ、砕木およびより純化されたストックを濾過するのに使用され得る。全般的に見て、濾過装置はあらゆるペーパー産業ストックを濾過するのに使用され得る。
【００１９】
濾過装置は、測定されている物質の特性および状態（酸性度、温度、圧力等）を持続するあらゆる材料から作られ得る。代表的には、濾過装置は鋼、またはチタンのごとき、耐腐食性金属から作られるが、しかしながら、それらに限定されることはない。
【００２０】
フィルタ部材１００，１０２は、また、互いに引き付けるように磁化され、それによってフィルタ部材１００，１０２は、濯ぎ圧力がフィルタ部材を互いから離して動かすとき濾過装置が濯がれるとき以外できるだけ互いに近接している。フィルタ部材は、また、これらをともに引っ張るばね等によってできるだけ近接するように作られ得る。
【００２１】
呈示された濾過装置はサンプルに押される必要がなく、代わって、サンプルが濾過装置へと流れ、かつ弁を介してサンプル測定に向かって流れる。この方法で、多くの問題が回避される。パイプ中に流れているストックの場合に、サンプル中に濾過装置を押すことはストックの流れを乱しかつ強力な力が濾過装置に働かされる。最悪の場合には、流動しているストック中に置かれた濾過装置は屈曲され、または破壊されるかもしれない。
【００２２】
本発明は添付図面にしたがって例に関連して上記で説明されたけれども、本発明はそれに制限されずしかも添付の請求の範囲に開示された発明の概念の範囲内で多数の方法において変更され得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 濾過装置を示す分解図である。
【図２Ａ】 サンプル濾過中の濾過装置を示す側面図である。
【図２Ｂ】 濯ぎの間中の濾過装置を示す側面図である。
【図２Ｃ】 濾過スロットを示す断面図である。
【図３】 ストックパイプへの濾過装置の接続を示す図である。

Claims (6)

1. 固体粒子を含んでいる液体物質から濾過液サンプルを採取するための濾過装置において、
   前記濾過装置が２つのフィルタ部材（１００，１０２）および前記フィルタ部材（１００，１０２）間の濾過スロット（１０８）を含み、
   サンプルが或るプロセスから採取されるとき、プロセス圧力により前記フィルタ部材（１００，１０２）が互いに向かって動くことにより、前記濾過スロット（１０８）の幅が最小であり、測定されている液体物質がプロセスから測定へ流れる間中、前記濾過スロット（１０８）がサンプルを濾過し、
   前記濾過装置をサンプリング方向に対して濯ぐとき、濯ぎ圧力により前記フィルタ部材（１００，１０２）が互いから離れて動くことにより、前記濾過スロット（１０８）の幅が広がることを特徴とする濾過装置。
2. 各フィルタ部材（１００，１０２）がガイド延長部（１０４）およびガイド室（１０６）を含み、前記ガイド室によって前記フィルタ部材（１００，１０２）が互いに心出しするように配置されることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
3. 前記フィルタ部材（１００，１０２）が互いに対して緊密に押圧されるとき、各ガイド延長部（１０４）が対応するガイド室（１０６）に押し進み、前記フィルタ部材（１００，１０２）間に前記濾過スロット（１０８）があるように互いに嵌合するように前記フィルタ部材（１００，１０２）が形作られていることを特徴とする請求項２に記載の濾過装置。
4. 前記フィルタ部材（１００，１０２）は互いに引き付けるように磁化されることにより、前記濾過装置が濯がれるとき以外、前記フィルタ部材（１００，１０２）ができるだけ互いに近接していることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
5. 前記濾過スロット（１０８）が前記濾過装置の濯ぎを容易にするためにサンプルの流れ方向に広がることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
6. 固体粒子を含んでいる前記液体物質が紙および厚紙を製造するのに使用されるストックであることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。

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