JPS60235662A - ハイドロサイクロンの頂部流を制御する方法と装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハイドロサイクロンユニットの頂部流を自動
的に制御する方法に関する。

〔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
レーターによっ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
れぞれ有するユニッ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。そのようなユニットについ
ては、米国特許第３９５９１２３号に説明されている。

この設計のユニットの操作時、例えば０．５ｚ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ットへ送る。このユニットを
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って、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関口
を通っ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って設
定され、前記頂部室からの流れの量は、ユニットへの注
入量の例えば１０％となる。普通は、通常の操作状態の
もとてこの設定を変える必要はない。

ユニッ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っ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、ベース開口を通ってセパレ
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って設定され、例えば、そ
の流量がユニッ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ｌθ％であり、
これは約２０％のバルブ流に対応する。

従って明らかにパルプの懸濁液が濃くなっている。後者
の場合、頂部流の流量は注入流量の約５０％であって、
これは約８０％のバルブ流量に対応する。

〔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
ユニット、即ち、例えば最終段階の二次ユニットのよう
な、数個のセパレーターしか有しないユニットの流れを
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、もっ
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
口を通っ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ットにおい
ては、特に好ましくない。

弁開口につまった物質は、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ってそこから
除去することができる。他方、セパレーターの頂部開口
にくっ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ットの始
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
パレーターの成るものの頂部開口がつまってしまう。

〔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、そうすることによって、
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項記載の方法によっ
て達成することができ、その方法は、ハイドロサイクロ
ンユニットの頂部流流出口又はその近くで頂部流の一定
のパラメーターの値を自動的かつ実質上連続的に感知し
、そこで感知したパラメーター値を設定された制御値と
比較し、その感知した値が前記設定値とは異なる時、頂
部流の感知されるパラメーターの値が設定された値へ向
かって移動するまで、頂部流流出口に接続した導管内に
配設されている弁の設定を変化させることより成る。本
発明に従って感知されるパラメーターは、流量であるこ
とが好ましい。

本発明に従った方法を実施する制御装置は、ハイドロサ
イクロンユニッ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セン
サーと、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向かって移動す
る。

〔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０．５χ
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を通ってハイドロサイクロンユニット９へ送られる
。導管４の懸濁液はポンプ５により弁６を通って吐出さ
れ、ハイドロサイクロンユニット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ットは前述の米国特許第３９
５９１２３号に説明されかつ図示された種類のものであ
って、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
の人口開口１１を通ってハイドロサイクロンセパレータ
ー１０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
って送られ、全てのセパレーターに共通のヘース流室２
２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を通って、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
ース流はヘース流室２２からベース流流出口２を通って
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を通って送られる。弁１５の上
流で、導管１４にはセンサー１６が配設され、これは図
示の実施例では流量計である。このセンサーは頂部流流
出口３に、又は頂部流室２３に配置することもできる。

この流量針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。流量針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っている。

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。ユニット９に１！濁液がない場
合、導管１４を通る流れはなく、装置１７は従って弁１
５を完全に開放させる。懸濁液が次にユニット９へ送ら
れる時、その懸濁液は導管１４を通って増量しながら流
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を通っ
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個を寒く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、は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ット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。よっ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の、弁の絞り装
置のコーティ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ッ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個のユニットで成る重
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を通ってユニッ
ト１１０へ一定の流れで供給される。

ベース流は導管１１２を通って取り出される。頂部流は
弁１１５、導管１１３及びポンプ１１４を通って取出さ
れる。センサー１１６は流れ、又は圧力を測定し、第一
次のユニット１１０の流れは装置１１７によって調整又
は制御される。導管１１３内の頂部流はユニッＨ２０へ
と送られ、そのベース流は導管１２２を通ってユニット
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を通って取出される。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１２５，１１５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、センサー１６゜１１６、
１２６．１３６．１４６は流量計であって、特に磁気流
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の速度の関数であっ
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、従って頂部流の導管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
セパレーターが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
ニッ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ットに制限されるもので
はなく、４−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〕

従って本発明によれば、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、よっ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ットの概略横断面
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、トが直列式に連結している場合を概
略的に示す。 ｌ・・・・・・・・・・・・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ッ
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・・・・・・・・・・・・センサー１７・・・・・
・・・・・・・操作装置２１・・・・・・・・・・・・
注入流室２２・・・・・・・・・・・・ベース流室２３
・・・・・・・・・・・・頂部流室ＦＩＧ、　１

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用の室（２１）、ベ
   ース流用の室（２２）及び頂部流用の室（２３）と、注
   入流室（２１）への入口＋１１と、ヘース流室（２２）
   及び頂部流室（２３）からのそれぞれの流出口＋２１．
   　（ｓ＋とで構成されたハイドロサイクロンユニット（
   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（の位置で、頂部
   流のパラメーターを自動的に、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に比較し；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へ向かって移動す
   るように、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、　頂部流の量をパラメーター値として感知すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、ハイドロサイクロンユニット（９）の頂部流流出口
   （３）の位置又はその近くの位置で、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センサー（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へ向かって移
   動させるようになっていることを特徴とする、ハイドロ
   サイクロンの頂部流を制御する装置。 ４、　センサー？１６）は流量計であることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第３項記載の装置。