JPS5851216B2 - スラリ−濃度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、生コンプラントにおけるミキサー洗浄排水
、あるいはミキサー車洗車排水等の比較的沈降しやすい
固形懸濁物を含有するスラリーの濃度を自動頁連続的に
測定することを目的とするスラリー濃度計に関するもの
である。

生コンクリートの製造プラント、セメント二次製品プラ
ント等においては、コンクリートミキサー車、型枠等の
洗浄に使用された排水や、拾コンクリートからの骨材の
回収等において発生する排水等、水の中にセメントや微
細な砂を含む多量の排水やスラリー等を発生する場所が
多い。

このような排水やスラリーは、工場外に排出すると水質
汚染による公害を発生するので最終的には工場内でコン
クリートの混練水として使用し、工場外へは排出しない
ようにすることが要求され、このためにはこれらの排水
の中の固形物の含有率を正確に連続測定できるスラリー
濃度の自動測定装置が必要となる。

しかしながらこの種のスラリーは水和していないセメン
トを含んでいるために、これを取扱う容器や配管の内部
に固着物が発生しやすく、且含有物の沈降速度が比較的
速いので放置すればセメントや砂が装置の底部に沈降固
着堆積して連続運転を困難ならしめるため、この種のス
ラリーの濃度を連続的に自動測定することは従来極めて
困難とされてきた。

一般に液体中に微細な固形物が混濁してなるスラリーの
濃度を測定する方法としては、そのスラソー中を通過す
る超音波の減衰によってスラリーの濃度を測定する方法
と、含有される固形物によってスラリーの比重が変化す
ることを利用してそのスラリーの濃度を測定する方法と
が従来知られている。

しかし超音波による測定法を生コンクリート製造プラン
ト等より発生するスラリーの濃度測定に使用する場合に
は、超音波発信子及び受信子の表面にセメントが固着し
て重大な誤差を発生しやすく、且超音波の減衰とスラリ
ーの濃度との関係は著しい非直線的な関係にあるのが普
通であるので、この種の測定に要求される固形物の含有
量が０〜１５％という広い範囲にわたって安定な測定を
実施することは極めて困難であるとされてきた。

また超音波式はこの種の排水に通常含有される、ＡＥ剤
によってスラリー中に含有される気泡によって重大な誤
差を発生することが多く実用上極めて問題が多い。

又スラリー濃度の変化によってスラリーの比重が変化す
ることを利用して測定を行う方式としては、一定容積の
容器にスラリーを採取してその重量を測定する方法、ス
ラリー中に設置された浮子に作用する浮力がスラリー濃
度の変化によって変ることを利用した方法、及びスラリ
ー濃度の変化によってスラリーの一定性さにおける圧力
が変化することを利用した測定方法等が知られている。

これらの方法のうちで容器に採取して重量を測定する方
法は、容器にセメント等が固着して容器のデッドウェイ
トが変化することが著しく大きな誤差の原因となり、長
期間の安全な連続測定の目的には実用上使用困難である
。

次に浮子に働く浮力を利用した測定方法は、やはり浮子
の表面にセメントが付着することによって大きな誤差を
発生し、これも前述の目的に使用することはほとんど不
可能といってよい。

又一定の深さのスラリー中における液圧がスラリーの濃
度によって変化することを利用した測定法も、例えば測
定深さを１０００ｍｍにとった場合、生コンクリートプ
ラントやセフアト２次製品プラント等で発生するスラリ
ーにおいては、その濃度の変化によって発生する液圧の
変化分は生コンクリート製造プラントやセメント二次製
品プラントで混練水として再使用されるスラリー濃度で
あるところの８％程度である場合にはたかだか水柱１５
關程度の変化にしか過ぎないので、この方法によって生
コンクリートプラントで混練水に使用するスラリー濃度
測定に要求され±０．２％の精度で測定するためには液
圧を水柱１ｍｍの精度で測定しなければならないが、こ
れは測定深さの１゜ｏｏに相当し、工業測定としては事
実上不可能である。

工業計器による測定は電源電圧の変動、気温の変動、液
温の変動被測定液の流速の変動等の原因により、この方
法による測定は事実上不可能である。

この方式による最も大きな誤差の原因となる気温及び液
温の変動を除去する方法としては、第１図に示した如く
、上部に同じ水平面上に存在する溢流縁を設けた測定筒
５１と基準筒５２とを有し、測定筒５１には矢印１で示
された如く測定筒の上部から溢流面５８を形成して測定
液を溢流させ、基準筒５２からは矢印５０で示される基
準液を同様にしてその上部に溢流面５４を形成させなが
ら供給し、これら両筒の同一の深さにおける液圧の差圧
を差圧計２３によって測定し、これによって液の被測定
スラリー濃度の変化による圧力の変化分だけを取出し、
液温や気温の影響を除去して正確にスラリーの濃度を測
定する方法が既に用いられている。

この場合、セメントスラリーの測定に用いる場合には１
は排水スラリーであり５０は通常の水道水又は工業用水
を使用する。

しかしこの方法においても生コンクリートプラントにお
ける排水の如く、水硬性をもつ固形浮遊物を含有し、且
その中に比較的粗大な砂等をも含有するスラリーを測定
筒５１に供給する場合においてはスラリータンクの液面
の変動等の原因によりその流量を一定に保つことは極め
て困難であってそのために測定筒の上端における溢流深
さＱを測定深さＰ及びＲを１０００ｍｍに設定した場合
、溢流深さＱの変動を１ ｍｇ以下におさえることは極
めて困難である。

又これは同様にして基準筒の溢流深さＳについても同様
であって、一般的に言って測定深さの±０００ の深さで基準筒における測定深さと測定筒における測定
深さとを一定に保つことは生コンクリートプラントの排
水に本方式を適用する場合には事実上はとんど不可能で
ある。

従ってこの方式をそのまま生コンプラントの測定に使用
することは不可能である。

なお第１図において液圧の変化は矢印１４によって供給
される空気のバブリングの空気が圧力伝達管５６．５５
の先端から気泡となり、その排圧を導圧管２１及び２２
によって差圧計２３に導き測定が実施される。

なお矢印５９で示されたのはスラリー溢流装置６０によ
って集められた測定筒及び基準筒のオーバーフロースラ
１７ ＋及び水を示している。

本発明は、以上に述べたところの各種の方法のうち第１
図によって説明した方法を改良して生コンクリートプラ
ント等において実際上重大な問題となる被測定スラリー
の供給量の変動及び基準液としての水の供給量の変動が
かなりの範囲で起つでもこれが測定値に影響を及ぼさな
いように第１図の方法を改良することによってスラリー
濃度を連続的に自動測定することを可能ならしめたスラ
リー濃度計に関するものである。

本発明によるスラリー濃度計の基本的構造の断面図を示
したのが第２図であり、第２図におけるＩ−ＩＩＩ断面
図を示したのが第３図である。

すなわち本発明によるスラリー濃度計においては、測定
筒５１と基準筒５２とが存在し、これに被測定スラリー
１及び基準液５０が供給されることは第１図の方法と同
じであるが、本発明によるスラリー濃度計においては基
準筒５２の上端の一部のみが溢流縁６１を形成し、この
溢流縁の高さは測定筒５１の上端に存在する溢流縁の高
さとほぼ同一になるように形成され、基準液はすべてこ
の溢流縁６１を通して被測定スラリーの上面の溢流面５
３と上端において連通ずるように溢流するようになって
いる。

従って被測定スラリー１及び基準液５０の流量が大巾に
変動しても被測定液の溢流面５３と基準液の水面５４と
は溢流縁６１によって常に連通しているので常に同−水
平面台に保持することが可能となり、第１図に示した方
法における問題はこれによって解決することができ、測
定筒５１における測定深さＰと基準筒５２における測定
深さＲとは常に同一の値に保持することができるので、
現場において実際におこるスラリー供給量の変動、これ
は主としてスラリー貯蔵タンクの水平の変動によって起
るものであるが、これによって測定筒５１の上端におけ
る溢流深さＱが大巾に変動しても測定深さの変動による
誤差を極めて小さな値に保持することができる。

なおこの場合、被測定スラリーの供給量の変動に応じて
、測定深さＰ及びＲの値が変動してもこれは、例えば測
定深さが１０ｉｎ変動しても、つまりＱの値が１０ｍ変
動してもＰ及びＲの値を例えば１０００Ｉ！ｌに保った
場合には、それはスパンの１００の変動としてしかきか
ないので生コンブランドにおける濃度３％程度において
スラリー濃度の測定精度を±２％２％程おさめるのには
実用上大部分の場合に問題なく使用することができる。

なお、本方式においては測定筒及び基準筒の同−深さに
おける液圧の測定は、測定筒及び基準筒の同−深さに挿
入された圧力伝達管５５及び５６を通して矢印１４によ
って供給されるバブリング空気の排圧を導圧管２１及び
２２によって差圧計２３に導入して測定することになる
。

本方式においては、第１図における方式において既に詳
細に説明した如く、液温の変動、気温の変動等によって
生ずる誤差がすべて消去されて液圧の密度の変化分のみ
が差圧計によって検出されるので極めて測定の性能を高
くすることが可能となる。

なお基準筒５２は溢流縁６１のみを通して測定筒におけ
るスラリー面と同一の基準液面５４が形成されるように
連通しており、常に矢印５０によって示される基準液が
一方的に測定筒に流入するようになっているので、通常
は測定筒のスラリーが基準筒に逆流することはないが、
しかし被測定スラリーの流量の変動が急速に起った場合
には溢流縁のみを通じて基準液と被測定スラリーとを連
通させただけでは逆流することも起り得るので、これを
防止する意味で仕切板６２を設けて逆流を防止すること
が好ましい。

このようにすることによって仕切板６２に囲まれた空間
に存在する液は主として基準筒５２より流入する基準液
のみになるので、被測定スラリーの基準筒への逆流を完
全に防止することができ、長期連続運転上極めて有効で
ある。

測定筒へのスラリーの供給は第２図に示した如く、測定
筒の中途より供給することがありこれは測定筒の下部よ
り供給する場合よりも供給スラリーの流量の変動が著し
く大きい場合にその測定筒の長さ方向における流量変動
による圧力降下が測定結果に誤差を与えることを軽減す
ることができ、その意味では第１図に示した方法よりも
第２図に示すように測定筒の中途あるいは上端付近から
測定液を供給することが好ましい。

又、基準液５０の供給については、流量も極めて微少で
あり清水であるので供給量を比較的安定に保持すること
は容易であり下端より供給してもよいが、スラリーの場
合と同じような理由により第２図に示した如く測定筒の
中途より供給してもよい。

以上に詳細に説明した第２図及び第３図に示した本発明
によるスラリー濃度測定装置は従来知られている第１図
に示した如き方法を改良して生コンプラントの排水の比
較的低濃度のスラリー濃度を連続的に自動測定すること
が可能である。

しかしながら供給されるスラリーの流量変動が著しく大
きな場合にはスラリー導入口２の付近において生成する
渦の発生、及び測定筒内部におけるスラリーの流動によ
って発生する圧力降下の変動によって精密な測定が要求
される場合に問題を起すことがある。

第４図及び第５図に示したのは、このような問題を解決
して更に高精度のスラリー濃度の測定を可能ならしめた
本発明の別の形式を示したものである。

すなわち、第４図は本発明の改良型の実施例の縦断面図
であり、第５図は第４図におけるＶ−■断面図を示した
ものである。

第５図及び第４図において被測定スラリー１は一且スラ
リー供給筒６５に供給される。

このスラリー供給筒６５は上端が溢流面６９を形成して
余分なスラリーはスラリー溢流装置６０に矢印６４で示
される如くオーバーフローするようになっている。

そしてこのスラリー供給筒６５と測定筒５１とは導入口
２によって測定筒のスラリー溢流面５３よりは深い位置
において連通するようになっている。

なお金網乃至多孔板６８は供給されるスラリーに異物を
含有する懸念のある場合に設置されるもので、スラリー
供給筒６５に供給されたスラリーのうちで測定筒に入る
のはこれによって異物を除去し、すべての異物はスラリ
ー供給筒の上端より溢流してしまうので閉塞事故その他
を防止するために極めて有効である。

測定筒５１はその上端から矢印６３によって示される如
き溢流縁を有しているために、その上端に溢流面５３を
形成し、この溢流面６９との間の落差Ｔによって測定筒
に供給されるスラリーの量が決定されるので、このよう
なスラリー供給筒を取付けることによって測定筒に供給
されるスラリーの量を極めて安定に保持することができ
るようになる。

なおスラリー測定筒に供給される流量の変動によって起
る測定筒へのスラリー供給の変動によって起る測定筒へ
のスラリー供給のための落差Ｔの変動はＴの値をある程
度大きくとることによって、例えば３０ｍ程度にとるこ
とによって、スラリーの供給量が１：３程度の範囲で供
給しても測定筒５１に供給されるスラリーの量の変動は
数％程度以内におさえることが充分可能となるので、第
２図及び第３図において説明した方式において、スラリ
ー供給量に著しい変動が起った場合に惹起される問題は
これによって悉く解決することができ、更に高精度の安
定な連続運転が可能となる。

なお第４図に示した方式においては、基準液の供給の様
式が若干界っており、基準液の溢流縁６１が基準液筒内
に形成されるようになっているが、これは第２図に示し
た方式でも第３図に示した方式でも何れでもよい。

第４図及び第５図におけるその他の部分の機能及び動作
に関しては、その番号はすべて第２図及び第３図と共通
であるので省略する。

次に本発明の実施例について説明する。

第４図及び第５図に示した本発明によるスラリー濃度計
において、基準筒及び測定筒の深さＰ及びＲを１０１０
０Ｏとし、スラリーの供給筒における供給深さＴを３０
ｃＩｒｔにとり、矢印１に示したスラリーの供給量を毎
分２（１？から４ＯＡ？にわたって変化させた時に差圧
計２３に現れる差圧とスラリー濃度との関係は常に一定
の直線に乗ることが確認された。

この特性図は第６図に示した通りであって横軸は絶乾法
によって測定したスラリー濃度であり、縦軸は差圧計に
よって測定された差圧である。

なおこの場合に矢印５０によって示される基準液、すな
わち工業用水を使用した場合にこれの流量は毎分２１乃
至６１１の間で変動させてもスラリー濃度計としての出
力に有意な影響は現れなかった。

すなわち以上に述べた如く、本発明によるスラリー濃度
計においては被測定スラリーの流量の極端な変動及び基
準液の流量の変動があっても実用上充分な精度で低濃度
の固結性のあるスラリーの濃度を工業的に自動連続測定
することが可能となった。

なお、本発明における基準筒、スラリー測定筒及びスラ
リー供給筒の形状及び配置は、第２図、第３図、第４図
、第５図に示したものに限定されるものではなく、本発
明の基本原理を変更しない限り種々の変形が可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスラリー濃度計の縦断面図、第２図はこ
の発明の実施例の縦断面図、第３図は同上の■−■線断
面図、第４図はこの発明の他の実施例の縦断面図、第５
図は同上のＶ−ｖ線断面図、第６図は差圧計指示〜スラ
リー濃度特性図である。 ２・・・・・・スラリー導入口、２３・・・°・°差圧
計・ ５１・・・・・・測定筒、５２・・・・・・基準
筒、５３・・・・・・溢流面、５５，５６・・・・・・
圧力伝達管、６０・・・・・・スラリー溢流装置、６１
・・・・・・溢流縁（連通部）、６２・・・・・・仕切
板、６５・・・・・・スラリー供給筒、は多孔板。 ６８・・・・・・金網又

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上端の溢流縁とスラリー導入口とを有する測定筒と
   、測定筒に上端において連通し、連通部以外の上端にお
   いては自由液面が形成されるようになした基準筒と、基
   準筒及び測定筒の同−深さにおける液圧の差を測定する
   装置とを有することを特徴とするスラリー濃度計。 ２ 上端の溢流縁とスラリー導入口とを有する測定筒と
   、測定筒に上端において連通し、連通部以外の上端にお
   いては自由液面が形成されるようになした基準筒と、基
   準筒及び測定筒の同−深さにおける液圧の差を測定する
   装置を有するスラリー濃度計において、測定筒の上端に
   設けた仕切板によって、測定筒中に形成される中継部を
   経て、スラリー測定筒の溢流縁より深い所で上記測定筒
   と基準筒と連通したことを特徴とするスラリー濃度計。 ３ 上端の溢流縁とスラリー導入口とを有する測定筒と
   、測定筒に上端において連通し、連通部以外の上端にお
   いては自由液面が形成されるようになした基準筒と、基
   準筒及び測定筒の同−深さにおける液圧の差を測定する
   装置とを有し、該測定筒の溢流により高い溢流面を有す
   るスラリー溢流装置の中間深さに位置するスラリー取出
   口と、測定筒のスラリー導入口とを連結したスラリー濃
   度計。 ４ スラリー溢流装置を、そのスラリー導入口側とスラ
   リー取出口側とに金網又は多孔板で２分することを特徴
   とする特許請求範囲第３項記載のスラリー濃度計。