JPH0544771Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、沈降性懸濁物質の体積濃度を測定す
るための装置に関するものである。

〔従来の技術〕

液体中の懸濁物質の沈降性及び体積濃度の測定
は、各種固液分離装置の設計、維持管理に必要不
可欠のものであり、従来、前者については沈降界
面の降下速度（時間変化）により、後者について
は沈降界面安定時の界面高さによつて測定されて
いる。

すなわち、懸濁物質の沈降性状を測定するに
は、所定の測定容器に充填した懸濁液を重力場あ
るいは遠心場に放置した後、所定時間毎に肉眼観
察を行つて界面位置を計測し、その時間微分から
沈降速度を計算していた。

一方、体積濃度測定装置としては、光透過性の
円筒状の測定容器を鉛直方向に設け、この容器に
沈降性懸濁物質を含む試料液を採取して所定時間
静置し、沈降した懸濁物質と上澄液との界面の、
前記容器底面からの高さを光学的に測定すること
によつて懸濁物質の体積濃度を測定するものが使
用されており、この型式の装置は、懸濁物質の沈
降性状測定用にも採用されている。

この装置では、例えば測定容器の底部に弁を設
けると共に、この弁に試料液の導入管を接続して
あり、体積濃度の測定に当たつては前記導入管及
び弁を介して試料液を吸い上げ、測定容器の上端
部から試料液が溢流することを確認したのち、前
記弁を閉じて試料液を静置し、沈降堆積した懸濁
物質の相と、上澄液の相との境界面（界面）の測
定容器底面からの高さを測定することにより、試
料液の全容積に対する懸濁物質相の容積の割合を
計算して体積濃度を測定している。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このような測定装置において前記界面の高さに
関わりなく、懸濁物質相の容積を迅速、正確かつ
経済的に測定できることが重要であり、そのため
にはこの容積測定の基準面つまり前記容器の底面
が水平になる必要がある。ところが、市販の弁を
設置すると測定容器底面と弁の間に隙間が生じ、
高さの基準面が明確でなく、たとえこの部分の体
積を予め測定して補正するにしても、体積濃度が
小さい液体の場合には測定不能になつたり、導入
管から沈降物質が逆流して誤差が大きくなる等の
問題点があつた。

別の測定装置として、試料液を容器よりも上方
から、あるいは容器の上方部側壁から導入するよ
うにしたものも使用されているが、容器の洗浄操
作が面倒であること、容器の取替が困難であるこ
と、体積濃度の測定値に誤差が出やすいこと等の
問題点があつた。

本考案は、従来装置の上記問題点を解消した沈
降性懸濁物質の体積濃度測定装置を提供すること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は、鉛直方向に設けた円筒状の測定容器
と、該容器の側壁近傍に設けた界面位置計測器と
を備えたものにおいて、前記容器の下方部側壁に
懸濁液試料の導入管を接続すると共に、該容器内
に鉛直線を中心に回転又は回動して前記導入管の
接続開口部を開閉しうる開閉弁を挿入配備してな
り、該開閉弁は、上端面が前記容器の水平な底面
を形成する弁棒と、該弁棒の上方部位に一体的、
かつ該容器の軸方向に延設され、水平断面形状が
該容器の軸方向に均等で該容器の内周面に対し摺
動可能な弁体とを備えて構成されていることを特
徴とする沈降性懸濁物質の体積濃度測定装置であ
る。

〔実施例〕

本考案の実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明すると、１は懸濁物質の沈降状況を光学的に
観察しうる、ガラスその他の光透過性の材料から
なる真直な円筒状の測定容器であつて鉛直方向に
設けられ、その底部は、上方部に比べ内・外径と
もに小さく形成した凹部１０となつている。

この測定容器１（以下、容器と略記する）の上
端部は全面的に開口され、該開口部は懸濁液試料
の溢流排出口となつていて、該容器１の上端部近
傍には、前記試料の排出管３を備えた排出部４が
容器１の上端近傍部を包囲した状態に設けられ、
この排出部４には容器１を洗浄するための洗浄水
流入管５が接続されている。

また、容器１の側壁の近傍かつ、沈降界面が形
成される領域附近には光源６と、この光源から放
射される光を平行光に変える集光レンズ７が設け
られ、容器１を挟んで上記光源６等と反対側の位
置には、容器１内の試料を透過して入射される光
量の変化位置つまり界面位置を検知しうる受光素
子８が配備されている。

さらに、容器１の側壁の、前記凹部１０の直近
上方部位には懸濁液試料の導入管２が接続されて
いる。

しかして、容器１内部には、その上方部位から
前記凹部１０に亘つて上下方向に細長い、縦断面
形状が略Ｕ字状の開閉弁９が容器１の上端開口部
から挿入して設けられている。

この開閉弁９は、外径が凹部１０の内径よりわ
ずかに小さい円柱状の弁棒９ｂと、この弁棒の上
方部位にこれと一体的に、かつ容器１の軸方向
（長手方向）に延設された二つの弁体９ａ，９ａ
とを備えて構成されており、前記弁棒９ｂは、複
数の永久磁石を容器１の中心線のまわりに放射状
に配備して構成され、弁棒９ｂの上端面は実質的
に容器の水平な底面を形成している。

前記弁体９ａ，９ａは同一形状・寸法のもの
で、水平断面形状が容器１の軸方向に均等な円弧
状であつて、該容器の内周面に対し摺動可能であ
り、該容器の中心線に関し互いに対称的に配設さ
れている。したがつて、これらの弁体９ａ，９ａ
は、前記摺動により前記導入管２の接続開口部す
なわち懸濁液試料の導入口を開閉できるようにな
つている。

さらに、容器１の凹部１０の外側には、該凹部
を囲繞する磁力発生装置１１が配備されている。
この磁力発生装置では、磁力発生部材として複数
の電磁コイルが円周方向に分割して凹部１０のま
わりに放射状に設けられ、これら電磁コイルの一
部を励磁して弁棒９ｂの永久磁石の極との間に引
力または斥力を発生させることにより開閉弁９を
90°の角度間隔で回転又は回動させ、前記導入口
を開閉できるようになつている。

すなわち、第２図に示すように、直線Ａで示さ
れる集光レンズ７による平行光の向きと、導入管
２の中心線の延長線とは互いに直交しており、弁
体９ａの一方が図示の位置にあつて導入管２の開
口部を閉じているときには平行光が容器１に入射
し、該弁体が図示の位置から90°回転すれば前記
開口部が開放されると同時に平行光の入射が遮断
されることになる。

このように、この実施例では容器１はその内周
面が円筒面を、底面が水平面をそれぞれ形成して
おり、該底面部位から弁体９ａの上端部位までの
範囲では開閉弁９を閉じている場合において、容
器１の内部空間の水平面による断面積は均等にな
つている。したがつて前記範囲内では、前記界面
の高さと体積濃度とは比例関係にあるので、体積
濃度の測定が著しく簡便になると共に、測定精度
も大幅に向上する。

本考案では、前記弁体９ａを一つだけ設けた
り、この弁体を容器１の上端部まで延長したり、
前記磁力発生装置を弁棒９ｂの直下位置に配設し
たり、導入管２に自動開閉弁を有する管路を２
本、分岐接続し、一方の管路を試料液の排出個所
に、他方を試料液の採取個所に開口することもで
きるし、前記光学的界面位置計測器の代わりに従
来公知の他の型式の計測器を適用することもでき
る。

また、前記弁棒を単なる円柱体とし、容器１の
底部を貫通して下方に突出させ、該突出部を回転
軸として構成し、これを別途に設けた駆動機構に
より90°間隔で回転させるようにしてもよい。但
し、この場合容器の貫通部で容器内容液のシール
を行う必要がある。

さらに、図示例のように、弁体９ａの外周面に
布や植毛体からなる擦掃部材９ｃを付設するのが
好ましく、これにより開閉弁の開閉時に容器１の
内周面を擦洗できる利点がある。

なお、前記導入管２は、懸濁液の貯留槽（図示
せず）内に開口し、排出管３は真空ポンプにより
内部を減圧することが可能な、溢流液の貯留容器
（図示せず、特願昭61−173849号明細書を参照）
内の上方部に開口し、洗浄水流入管５は洗浄水供
給ポンプ（図示せず）に接続されている。

次に、上記装置の作用について説明すると、予
め容器１内の界面の高さと懸濁物質の体積濃度と
の関係を明らかにしておく。そのためには、容器
１に水を充満させてその容積V_Oを測定し、次い
で容器１内を完全に空にしたのち既知量v_Oの水を
入れ、水面の高さH_Oを測定する。

以上により、界面の高さがＨのときの体積濃度
C_Hは、 C_H＝１／V_O×v_O／H_O×Ｈで表わされ、 V_O，v_OおよびH_Oは一定値であるからC_Hは、弁
体９ａの配設高さ範囲内ではＨと比例関係にある
ので、体積濃度の測定が著しく簡便になる。

なお、弁体９ａの高さに特に制限はないが、通
常は、実際の体積濃度の計測範囲内に設定され
る。

しかして、体積濃度の測定に当たつては、開閉
弁９を開放して容器１をほぼ空にしたのち、前記
貯留容器内を減圧して懸濁液試料を導入管２を介
して容器１内に導入するが、この導入は、容器１
から試料液が溢流し溢流液が所定量貯留容器に流
入するまで行なう。

次いで、開閉弁９を閉じると共に貯留容器を常
圧に戻したのち、容器１内の試料液を所定時間静
置して、懸濁物質を平衡状態になるまでは沈降さ
せる。沈降が終了したら光源６、集光レンズ７及
び受光素子８等により構成される光学的界面位置
計測器により界面の高さを検出し、別途に設けた
体積濃度算出装置（図示せず）により前記C_Hの
計算式に基づいて体積濃度を算出する。

体積濃度測定後は、開閉弁９を開放して試料液
を排出し、洗浄水流入管５から洗浄水を噴出させ
て容器１の内部を洗浄する。この場合、弁体９ａ
が前記擦掃部材９ｃを設けたものであれば、該弁
体の開閉操作により容器内周面が効果的に洗浄さ
れ、容器洗浄の回数を減少させることができる利
点がある。

なお、容器１の汚れが大きい場合には、これを
上方に引き上げて磁力発生装置１１から取り外
し、別の場所で洗浄すればよい。

〔考案の効果〕

本考案の体積濃度測定装置では、測定容器内に
所定の開閉弁が挿入配備され、該測定容器の底面
すなわち懸濁物質相の容積測定の基準面が水平面
に一致し、測定容器内の沈降物質が前記導入管の
方へ逆流することがないので、界面が前記開閉弁
の弁体を配設してある範囲内にあれば界面高さと
体積濃度は比例関係にあるので、体積濃度の測定
を著しく簡便、経済的に実施することができるう
え、体積濃度が極端に低く、界面が測定容器の底
面近傍に位置する場合にも迅速かつ正確に測定で
き、測定容器の洗浄も簡便に行なえ、装置構造も
簡単で維持管理も容易で、従来装置の上記問題点
を的確に解消できるなどの効果が得られるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の縦断面図、第２図は
その−線による断面図である。 １……測定容器、２……導入管、３……排出
管、４……排出部、５……洗浄水流入管、６……
光源、７……集光レンズ、８……受光素子、９…
…開閉弁、９ａ……弁体、９ｂ……弁棒、９ｃ…
…擦洗部材、１０……凹部、１１……磁力発生装
置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 鉛直方向に設けた円筒状の測定容器と、該容
   器の側壁近傍に設けた界面位置計測器とを備え
   たものにおいて、前記容器の下方部側壁に懸濁
   液試料の導入管を接続すると共に、該容器内に
   鉛直線を中心に回転又は回動して前記導入管の
   接続開口部を開閉しうる開閉弁を挿入配備して
   なり、該開閉弁は、上端面が前記容器の水平な
   底面を形成する弁棒と、該弁棒の上方部位に一
   体的、かつ該容器の軸方向に延設され、水平断
   面形状が該容器の軸方向に均等で該容器の内周
   面に対し摺動可能な弁体とを備えて構成されて
   いることを特徴とする沈降性懸濁物質の体積濃
   度測定装置。 (2) 前記容器は透明な材料からなるものであり、
   前記界面位置計測器は光学的界面位置計測器で
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載の測定
   装置。 (3) 前記開閉弁は、同一形状・寸法の二つの弁体
   を前記容器の中心線に関し対称的に設けて構成
   されている実用新案登録請求の範囲第１項又は
   第２項記載の測定装置。 (4) 前記開閉弁の弁体は、前記容器の中心線を中
   心として90°間隔で回転又は回動可能である実
   用新案登録請求の範囲第１項、第２項又は第３
   項記載の測定装置。 (5) 前記開閉弁は、複数の永久磁石を前記容器の
   中心線のまわりに放射状に配備した弁棒と、該
   弁棒の直下に、又は該弁棒を囲繞して設けた磁
   力発生装置とによりなり、該磁力発生装置は複
   数の磁力発生部材を鉛直線のまわりに放射状に
   配備して構成されている実用新案登録請求の範
   囲第４項記載の測定装置。 (6) 前記開閉弁の弁体は、前記容器の内周面を擦
   洗しうる擦掃部材を備えている実用新案登録請
   求の範囲第１項〜第５項のいずれか一つの項記
   載の測定装置。