JPH0582267B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハイドロサイクロンユニツトの頂部
流を自動的に制御する方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

パルプ及び製紙業界において、不純な、すなわ
ち汚染されたセルローズ繊維の懸濁液は、スクリ
ーン及びハイドロサイクロンセパレーター内で浄
化される。懸濁液中の大型粒子はスクリーンで除
去されるが、そのスクリーンを通過するような小
型粒子は、ハイドロサイクロンセパレーターによ
つて懸濁液から抽出されねばならない。流入する
懸濁液は、これらのハイドロサイクロンセパレー
ター内でベース流の部分と頂部流の部分とに分離
される。

繊維工業において生じる多量の繊維懸濁液を処
理するためには、お互いに並列に配置され連結さ
れた多数の小型ハイドロサイクロンセパレーター
内で懸濁液を浄化する必要がある。普通、そのよ
うな多数のセパレーターは、注入流用の室、ベー
ス流用の室、及び頂部流用の室をそれぞれ有する
ユニツトと組み合わせられたハウジング内に配置
され、これらの部屋は全てのセパレーターに共通
している。流入室は入口を備え、残りの２つの部
屋は各々、それぞれ出口を有する。そのようなユ
ニツトについては、米国特許第3959123号に説明
されている。

この設計のユニツトの操作時、例えば0.5％の
如き、適切な繊維含有量に薄めた繊維懸濁液を一
定の流れで、しかも一定圧のもとにユニツトへ送
る。このユニツトを用いたプラントが重い粒子を
抽出するように作動する時、繊維の多くの部分は
そのベース開口を通つて、ハイドロサイクロンセ
パレーターから出て行くが、繊維の少しの部分及
び全ての重い汚染物の大部分は頂部部分の開口を
通つてセパレーターから出て行く。当然、このプ
ラントは、繊維が少量だけしか頂部開口からは出
ない事を保証するような方式で最適化されてい
る。頂部流室からの流れは普通、その室から延伸
する導管内の弁によつて設定され、前記頂部室か
らの流れの量は、ユニツトへの注入量の例えば10
％となる。普通は、通常の操作状態のもとでこの
設定を変える必要はない。

ユニツトが軽量の不純物を除去するように作動
する時、繊維の大部分はその頂部開口を通つてハ
イドロサイクロンセパレーターを出て行くが、繊
維の少しの部分及び全ての軽量不純物の大部分
は、ベース開口を通つてセパレーターを出て行
く。頂部室からの流れは普通、その部屋から延伸
する導管内の弁によつて設定され、例えば、その
流量がユニツトへ流入する流量の約50％となるよ
うにする。この弁の設定も又、通常の作動状態で
は普通変えない。

これらの二つの場合、生じる流量中の、例えば
セルローズ繊維のような固形物の濃度はお互いに
異なり、又、注入される懸濁液中の固形物の濃度
とも異なる。注入流及びベース流の場合に比べ
て、固形物質の濃度は、頂部流での方が濃くなる
ものである。上述の二つの場合のうち前者の場
合、頂部流の流量は注入量の約10％であり、これ
は約20％のパルプ流に対応する。従つて明らかに
パルプの懸濁液が濃くなつている。後者の場合、
頂部流の流量は注入流量の約50％であつて、これ
は約80％のパルプ流量に対応する。

〔発明の解決しようとする問題点〕

プラントの操作の間、頂部流室から出て行く物
質が、何らかの理由で弁開口内にたまり、そのた
めに弁の貫流断面積が幾分減少することがありう
る。この事は特に小型ユニツト、即ち、例えば最
終段階の二次ユニツトのような、数個のセパレー
ターしか有しないユニツトの流れを調整する小型
弁の場合にあてはまる。こうなるとセパレーター
の操作条件が変化し、セパレーターの頂部開口の
少なくともいくつかが閉塞してしまうことにな
る。このようにして頂部開口に付着物が集中した
とすると、もつと多くの物質がそこに急速に付着
し、その開口を閉塞させてしまうことになる。

頂部開口が閉塞すると、その閉塞されたセパレ
ーターへ流入する全ての懸濁液が浄化されること
なく、ベース開口を通つて出て行くことになる。
この事はベース流が受け入られるように構成され
て配置されたユニツトにおいては、特に好ましく
ない。

弁開口につまつた物質は、例えば弁を一時的に
開き、それから弁をその最初の設定に戻すことに
よつてそこから除去することができる。他方、セ
パレーターの頂部開口にくつつきそこを塞いだ物
質を困難なく除去することはむずかしい。

そのような閉塞は又、ハイドロサイクロンユニ
ツトの始動時、特にそのスタートを水ではなくて
繊維懸濁液で行う場合や、操作を一時中断して再
スタートする時に生じやすい。これらの時点で
は、頂部流室から通じる導管内の弁は、その弁を
通る流量が非常に少なくなるように設定される。
こうすると、しばしばハイドロサイクロンセパレ
ーターの或るものの頂部開口がつまつてしまう。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明の目的は、特許請求の範囲第１項
に記載した方法を提供することであり、そうする
ことによつて、ハイドロサイクロンセパレーター
の頂部開口の閉塞をかなり少なくしようとするこ
とである。

本発明のもう１つの目的は、頂部流室からの流
量を自動的に一定水準に保持できるような方法を
提供することである。

本発明のもう１つの目的は、ハイドロサイクロ
ンセパレーターの頂部開口の閉塞による操作の中
断を防ぐことである。

本発明の更にもう１つの目的は、ハイドロサイ
クロンセパレーターの頂部開口に生じる閉塞の可
能性を事実上減少させるような制御装置を提供す
ることである。

本発明の目的は特許請求の範囲第１項記載の方
法によつて達成することができ、その方法は、並
列に配置され連結された複数個のハイドロサイク
ロンセパレーターと、全てのハイドロサイクロン
セパレーターに共通する注入流室、ベース流室及
び頂部流室と、注入流室への入口と、ベース流室
及び頂部流室からのそれぞれの流出口とで構成さ
れたハイドロサイクロンユニツトの頂部流を制御
する方法において： 頂部流流出口の位置又はその近くの位置で、各
ハイドロサイクロンセパレーターの頂部開口から
の流れを全てのハイドロサイクロンセパレーター
について集めた頂部流の量をパラメーター値とし
て自動的に、実質上連続的に感知し；そこで感知
したパラメーターの値を設定値と比較し；その感
知した値が前記設定値からはずれている時、感知
されるパラメーター値が頂部流の設定値に近づく
ように、頂部流流出口に接続した導管の弁の設定
を変化させることより成る。本発明に従つて感知
されるパラメーターは、流量である。

本発明に従つた方法を実施する制御装置は、ハ
イドロサイクロンユニツトの頂部流流出口又はそ
の近くで流れのパラメーターを自動的かつ実質上
連続的に決定する流量計と、そこで感知したパラ
メーターの値を設定された制御値と自動的かつ実
質上連続的に比較する装置と、感知したパラメー
ター値が前記設定値から逸脱している時、弁の設
定を自動的に変化させる装置とを有し、前記弁は
頂部流流出口に接続した導管に配置されるので、
頂部流のパラメーター値は前記設定点の値へ近づ
く。

〔実施例〕

ここで本発明の２つの実施例を添付図面を参照
しながら説明する。

はじめに第１図の実施例を参照すれば、例えば
0.5％の如き適切な繊維濃度に薄められ、しかも
懸濁液から分離されるべき不純物を含む繊維懸濁
液が、ライン即ち導管４を通つてハイドロサイク
ロンユニツト９へ送られる。導管４の懸濁液はポ
ンプ５により弁６を通つて吐出され、ハイドロサ
イクロンユニツト９の注入流室２１の入口１へ送
られる。この注入流室２１は全部のハイドロサイ
クロンセパレーター１０に共通しており、ハイド
ロサイクロンセパレーターは１個だけしか図示さ
れていない。ハイドロサイクロンユニツトは前述
の米国特許第3959123号に説明されかつ図示され
た種類のものであつて、多数個のハイドロサイク
ロンセパレーターで成る場合と、少数個のそのよ
うなセパレーターで成る場合とがある。繊維懸濁
液は注入流室２１から少なくとも１個の入口開口
１１を通つてハイドロサイクロンセパレーター１
０へと導入される。その懸濁液はそのセパレータ
ー内で、ベース流の部分と頂部流の部分とに分け
られ、ベース流の部分は、セパレーターからベー
ス開口１２を通つて送られ、全てのセパレーター
に共通のベース流室２２へ集められる。前記頂部
流の部分はセパレーターから頂部開口１３を通つ
て、やはり全てのハイドロサイクロンセパレータ
ーに共通の頂部流室２３に集められる。ベース流
はベース流室２２からベース流流出口２通つて送
られ、弁８を有する導管７を通過する。頂部流室
２３にある頂部流はそこから頂部流流出口３を通
り、導管１４、弁１５を通つて送られる。弁１５
の上流で、導管１４には流量計１６が配設され
る。この流量計は頂部流流出口３に、又は頂部流
室２３に配置することもできる。この流量計はそ
の流れの量に比例した信号を出し、この信号は装
置１７に送られ、ここでは得られた信号の大きさ
が予め設定された大きさの信号に比較される。そ
の設定された信号の大きさは必要に応じて変える
ことができる。流量計から生じた実際の値の信号
の大きさが設定値から逸脱している時、装置１７
は弁１５を操作してその流れを設定値へ戻すよう
にする。かくして、その流れが多すぎる場合、弁
開口の貫通面積が減少し、流れが少なすぎる時に
はその逆となる。流量計は連続的に、又は短時間
の間隔で、例えば10秒毎に実際の値についての信
号を出すようになつている。この制御方法は、例
えば操作を止めた後に再スタートする時、特に有
効である。ユニツト９に懸濁液がない場合、導管
１４を通る流れはなく、装置１７は従つて弁１５
を完全に開放させる。懸濁液が次にユニツト９へ
送られる時、その懸濁液は導管１４を通つて増量
しながら流れ、これは流量計により示される。操
作装置１７はそのとき弁１５の貫流断面積を次第
に減少させるので、設定値に対応する流れが導管
１４を通つて流れるようになる。このようにし
て、このプラントにあるハイドロサイクロンセパ
レーターの頂部開口の少なくとも１個を塞ぐほど
大きな反対圧力が導管１４の中に生じることはな
い。

この方法は、ほんの数個のセパレーターしか有
しないハイドロサイクロンユニツト９を制御又は
調整する時に特に効果的である。この場合、導管
１４は小径を有し、その結果、弁の開口も又小さ
い。よつてセパレーターの分離状態、又は抽出状
態を急に変えるために、弁の絞り装置のコーテイ
ングはほんのわずかですむ。これを行う段階は、
直列式に連結したユニツトで成るハイドロサイク
ロンプラントにおいて最後の段階であることがし
ばしばである。

第２図には、直列式に連結した４個のユニツト
で成る重い粒子を分離するハイドロサイクロンプ
ラントが示されている。しかしながら、本発明は
重い粒子の分離に制限されるものではなく、軽量
粒子を分離するためにも使用できることは理解さ
れるであろう。固形物の含有量を適切な程度に薄
めた繊維懸濁液は導管、即ちライン１１１を通
り、ポンプ１０４を通り、弁１０５を通つてユニ
ツト１１０へ一定の流れで供給される。ベース流
は導管１１２を通つて取り出される。頂部流は弁
１１５、導管１１３及びポンプ１１４を通つて取
り出される。センサー１１６は流れを測定し、第
一次のユニツト１１０の流れは装置１１７によつ
て調整又は制御される。導管１１３内の頂部流は
ユニツト１２０へと送られ、そのベース流は導管
１２２を通つてユニツト１１０へ戻される。その
頂部流は導管１２３を通り、弁１２５及びポンプ
１２４を通つて取出される。センサー１２６は、
前述のセンサー１１６の場合と同じように、一定
のパラメーターに対応する信号値を発生する。こ
の信号値は装置１２７，１１７の設定値に比較さ
れ、これらの装置はそれぞれ必要に応じて、弁１
２５，１１５の設定を変化させる。それぞれの装
置１２７，１１７に送られる設定値と、他の２つ
の同様の装置１３７，１４７に送られる設定値は
相互に異なり、お互いに独立している。

これらの設定値は、なかでも特に、除去すべき
軽量の又は重い不純物、及び流れに対して用いら
れる。

特に好ましい実施例において、流量計１１６，
１２６，１３６，１４６は磁気流量計である。頂
部流の導管を通る流れは注入流の大きさの関数、
例えばその定数因子であることが好ましい。但
し、それは入口１に接続したそれぞれの導管４，
１１１，１１３，１２３，１３３に関連する供給
用のポンプ５，１０４，１１４，１２４，１３４
の速度の関数であつてもよい。

直列式の最後の段は、例えば６〜８個のセパレ
ーターを有し、従つて頂部流の導管１４３は小径
であり、また弁１４５も小径を有する。この時点
では、１個又は数個のセパレーターを塞がるほど
頂部流を遅速にしないことが特に重要である。１
個のセパレーターが閉塞すると、約12〜17％の不
純物がベース流へ送られ、その前のユニツトへと
戻されることになる。

本発明は頂部開口とベース開口とを有するセパ
レーターをもつハイドロサイクロンユニツトに制
限されるものではなく、ベースに開口がなくて、
その頂部で２つ以上の部分流を除去できるように
したセパレーターにも使用できる。これらのセパ
レーターにおいて、軸方向の中心開口が前述のセ
パレーターの頂部開口に対応する。

〔発明の効果〕

従つて本発明によれば、頂部流に応じて弁の貫
通面積を自動的に調整できるので、従来に比べ弁
が閉塞する虞れは少なく、よつてこれに伴う不具
合もないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は複数個のハイドロサイクロンセパレー
ター（その１個だけしか示していないが）と制御
装置、又は調整装置とで成るハイドロサイクロン
ユニツトの概略横断面図を示し、第２図は重い不
純物を分離する４個のハイドロサイクロンユニツ
トが直列式に連結している場合を概略的に示す。 １……入口、２……ベース流流出口、３……頂
部流流出口、４……導管、５……ポンプ、６……
弁、７……導管、８……弁、９……ハイドロサイ
クロンユニツト、１０……ハイドロサイクロンセ
パレーター、１１……入口開口、１２……ベース
開口、１３……頂部開口、１４……導管、１５…
…弁、１６……流量計、１７……操作装置、２１
……注入流室、２２……ベース流室、２３……頂
部流室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 並列に配置され連結された複数個のハイドロ
   サイクロンセパレーター１０と、全てのハイドロ
   サイクロンセパレーターに共通する注入流室２
   １、ベース流室２２及び頂部流室２３と、注入流
   室２１への入口１と、ベース流室２２及び頂部流
   室２３からのそれぞれの流出口２，３とで構成さ
   れたハイドロサイクロンユニツト９の頂部流を制
   御する方法において： 頂部流流出口３の位置又はその近くの位置で、
   各ハイドロサイクロンセパレーターの頂部開口１
   ３からの流れを全てのハイドロサイクロンセパレ
   ーターについて集めた頂部流の量をパラメーター
   値として自動的に、実質上連続的に感知し；そこ
   で感知したパラメーターの値を設定値と比較し；
   その感知した値が前記設定値からはずれている
   時、感知されるパラメーター値が頂部流の設定値
   に近づくように、頂部流流出口３に接続した導管
   １４の弁１５の設定を変化させることから成る前
   記方法。 ２ ハイドロサイクロンユニツト９の頂部流流出
   口３の位置又はその近くの位置で、各ハイドロサ
   イクロンセパレーターの頂部開口１３からの流れ
   を全てのハイドロサイクロンセパレーターについ
   て集めた頂部流のパラメーターを自動的かつ実質
   上連続的に決定する流量計１６と、そこで感知し
   たパラメーター値を設定値と自動的かつ実質上連
   続的に比較し、前記感知したパラメーター値の設
   定値からの逸脱に応じて弁１５の設定を自動的に
   操作する装置１７とで成り、前記弁１５は頂部流
   流出口３に接続した導管１４に配置され、前記頂
   部流パラメーター値を前記設定値に近づけるよう
   に操作されることを特徴とする、ハイドロサイク
   ロンユニツト９の頂部流を制御する装置。