JP2015132494A - 流体供給ポンプシステム及び流体供給ポンプの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原液供給タンクが交換されても、流体供給ポンプから原液供給タンクへの原液の供給量を精度よく計量できる流体供給ポンプシステム及び流体供給ポンプの運転方法を提供する。
【解決手段】原液２３を吸込む配管４が厘量計５により計量されないように設置された原液供給タンク２と、原液供給タンク２から配管４を介して原液２３を吸込むピストンシリンジ式の流体供給ポンプ３と、から構成され、流体供給ポンプ３が吐出する吐出容量は、原液供給タンク２の交換時において原液供給タンク２から外される配管４内部に残余する原液２３の最大容量よりも大きな値が設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体供給ポンプシステム及び流体供給ポンプの運転方法に係り、特に、流体供給ポンプにより原液供給タンクから撹拌混合装置へと原液を供給する流体供給ポンプシステム、及び前記流体供給ポンプシステムにおける流体供給ポンプの運転方法に関する。

複数の流体をケーシング内で撹拌混合する撹拌混合装置が知られている。この流体には、液体と液体、粉体と液体、気体と液体等の組み合わせがあり、これらの流体をいかに均一に混合するかが技術的なポイントとなる。以下、撹拌混合する流体である、液体、粉体、及び気体を「原液」と総称し、二種類以上の原液が混合された状態を「混合液」と称し、その混合液が所定の比率により撹拌混合装置により撹拌混合された状態を「調合液」と称する。例えば、特許文献１には、原液の混合において振動させることで均一性を確保する撹拌混合装置が開示されている。ここでは、撹拌混合装置は、内部に原液が流通される流通路が設けられたケーシングと、このケーシング内に配置され、モーターに接続された軸部とこの軸部の周囲に取り付けられた撹拌羽根とからなる撹拌体と、ケーシングの内部に粉体を導入するためにケーシングに設けられた粉体導入口と、ケーシングの内部に原液を挿入するために粉体導入口と近接してケーシングに設けられた液体導入口と、粉体導入口に装着される粉体導入管と、粉体導入管内に配置され、モーターに接続された導入体と、を備えることが記載されている。

このように、複数の原液を混合する際に、振動させて撹拌混合することで均一性を高める技術が考案されている。一方、撹拌混合装置に供給される液体などの原液の流入量自体の定量性を確保する技術も考案されている。このように、撹拌混合システム全体において、生成された調合液の品質の向上が達成されつつある。例えば、特許文献２には、振動型攪拌混合装置の攪拌体の振動によって生じる混合原液の液振動を抹消し、装置並びに接続配管の振動を防止すると共に、供給される混合原液の流入量の定量性を確保する振動型攪拌混合装置が開示されている。ここでは、ケーシングの流入口に加圧式ポンプ又は定トルクポンプを接続し、被混合原液をケーシング内に常に一定圧で供給することが記載されている。

このように、供給される原液の流入量の定量性を阻害する要因が排除され、安定した原液の供給が確保されるようになった。そして、この混合装置がより幅広い産業分野に適用されるようになると、より精度の高い調合液が要求されるようになった。すなわち、混合される原液の混合度合いをより厳密に計量する技術が求められ、この要求に対応する技術が考案された。例えば、特許文献３には、振動型攪拌混合機に注入される混合原液の混合度合いをリアルタイムに確認できる注入流量確認方法が開示されている。ここでは、振動型攪拌混合機と、原液供給タンクと、これらを接続する流路間にギアポンプと質量流量計を設け、ギアポンプの回転数から算出した吐出量と質量流量計の測定流量及び／又は原液供給タンク残留量とを比較照合して振動型攪拌混合機への原液の注入流量を確認することが記載されている。

上述した攪拌混合機に注入される混合原液の混合度合いをリアルタイムに確認するためには、原液供給タンク残留量を計量して攪拌混合機への原液の注入流量を確認するのが一般的である。すなわち、原液供給タンクの底部に厘量計をセットし、原液供給タンクの重量の変化量を計測して攪拌混合機への原液の注入流量とすることが行われている。

原液供給タンクは、ドラム缶により持ち込まれた原液を移し替えて収納する容器である。このドラム缶自体を原液供給タンクとして使用する場合がある。これにより、原液供給タンクを省略することができ、作業手間を削減することができる。

特許第４３６６１２４号公報 特開２００４−２７５８９０号公報 特開２００４−１１６９９９号公報

上述したように、撹拌混合装置を用いた撹拌混合システムにおいて均一性を確保するため、様々な技術が考案された。しかし、これらの技術は、流体供給ポンプにより原液が撹拌混合装置に途絶えることなく供給されることが前提となっている。しかし、原液供給タンク内の原液が底をつくと流体供給ポンプが停止され、配管が原液供給タンクから抜き取られて新たな原液供給タンクに交換される。そして、原液供給タンクの交換が完了する配管が差し込まれて流体供給ポンプが再度駆動される。

この原液供給タンクの交換の際に、配管の内部には気体が閉じ込められているため、新たな原液供給タンクから原液を吸込む際にこの閉じ込められた気体も吸込んでしまい、原液の供給量が一時的に不連続になるという問題が発生する。

本願の目的は、かかる課題を解決し、原液供給タンクが交換されても、原液を撹拌混合装置へ安定的に、かつ精度良く供給する流体供給ポンプシステム及び流体供給ポンプの運転方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る流体供給ポンプシステムは、原液を吸込む配管が厘量計により計量されないように設置された原液供給タンクと、原液供給タンクから配管を介して原液を吸込むピストンシリンジ式の流体供給ポンプと、から構成され、流体供給ポンプが原液を吐出する吐出容量は、原液供給タンクの交換時において原液供給タンクから外される配管内部に残余する原液の最大容量よりも大きな値が設定されることを特徴とする。

上記構成により、流体供給ポンプシステムは、流体供給ポンプが吐出する吐出容量について、原液供給タンクから外される配管内部に残余する原液の最大容量よりも大きな値が設定される。これにより、原液供給タンクの交換時において、原液供給タンクから外された配管内部に残余する原液を全て原液供給タンクに戻すことができる。つまり、配管の内部に残余する原液を一掃し、新たな原液供給タンクの駆動時に原液の供給量が一時的に過剰になることを防ぐことができ、撹拌混合装置に原液を精度良く供給することができる。

また、上述したように、流体供給ポンプシステムは、流体供給ポンプが吐出する吐出容量について、原液供給タンクから外される配管内部に残余する原液の最大容量よりも大きな値が設定されることで、配管内に閉じ込められた気体についても残余した原液と共に流体供給ポンプが吐出して除去することができる。つまり、配管の内部に閉じ込められた気体を排除し、新たな原液供給タンクの駆動時において、原液の供給量が一時的に不連続となることを防ぎ、撹拌混合装置に原液を安定的に供給することができる。

さらに、原液供給タンクから原液を吸込む配管が厘量計により計量されないように設置される。これにより、配管の自重自体が計量に影響を与えないだけではなく、配管内を流動する原液の振動が計量に影響を与えなくすることが可能となり、原液を安定的に供給できる。そして、流体供給ポンプシステムは、原液供給タンクから原液を吸込む配管は、原液供給タンクと絶縁されて設置されることが好ましい。この実施例により配管を計量に影響を与えず、撹拌混合装置に原液を安定的に供給することができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る流体供給ポンプの運転方法は、原液供給タンクから配管を介して原液を吸込む流体供給ポンプの運転方法において、流体供給ポンプの運転を停止させて原液供給タンクを交換するステップと、原液供給タンクから外された配管内部に残余する原液を原液供給タンクに戻し、配管内に閉じ込められた気体を排出するステップと、流体供給ポンプを再運転するステップと、から構成される。これにより、原液供給タンクを交換した後、原液供給タンクから外された配管内部に残余する原液を原液供給タンクに戻し、配管内の気体を除去することで、配管の内部には原液がなくなり、新たな原液供給タンクの駆動時に原液の供給量が一時的に過剰になることを防ぐことができ、撹拌混合装置に原液を精度良く供給することができる。

また、本流体供給ポンプの運転方法によると、流体供給ポンプが吐出する吐出容量について、原液供給タンクから外される配管内部に残余する原液の最大容量よりも大きな値が設定されることで、配管内に閉じ込められた気体についても残余した原液と共に流体供給ポンプが吐出して除去することができる。つまり、配管の内部に閉じ込められた気体を排除し、新たな原液供給タンクの駆動時において、原液の供給量が一時的に不連続となることを防ぎ、撹拌混合装置に原液を安定的に供給することができる。

以上のように、本発明に係る流体供給ポンプシステム及び流体供給ポンプの運転方法によれば、原液供給タンクが交換されても、原液を撹拌混合装置へ安定的に、かつ精度良く供給する流体供給ポンプシステム及び流体供給ポンプの運転方法を提供することができる。

本発明に係る流体供給ポンプシステムの１つの実施形態の概略構成を示す説明図である。 原液供給タンクの交換時おいて、配管内部に残余する原液、及び配管内部に閉じ込められた気体の処理方法を示す説明図である。 本発明に係る流体供給ポンプの運転方法のステップを示すフロー図である。

（流体供給ポンプシステム）
以下に、本発明に係る流体供給ポンプシステム１の実施形態につき、図面を用いて詳細に説明する。図１には、本発明に係る流体供給ポンプシステム１の一つの実施形態の概略構成を説明図で示す。図２には、原液供給タンク２の交換時において、配管４の内部に残余する原液２３ａ、及び配管４内部に閉じ込められ気体２４の処理方法を説明図で示す。

図１に示すように、流体供給ポンプシステム１は、原液供給タンク２、流体供給ポンプ３、及び配管４から構成される。なお、図１では、原液供給タンク２は一つの実施例としてドラム缶２で示し、図１では、流体供給ポンプ３は一つの実施例としてピストンポンプ３で示す。混合される一方の原液２３はドラム缶２から配管４を介して原液注入ポンプ３ａに供給され、他方の添加剤２５は添加剤供給タンク７から添加剤注入ポンプ３ｂに供給される。この原液注入ポンプ３ａは、原液注入ポンプ用モーター３０ａにより動作する。一方、添加剤注入ポンプ３ｂは、添加剤注入ポンプ用モーター３０ｂにより動作する。そして、本流体供給ポンプシステム１は、原液注入ポンプ３ａ及び添加剤注入ポンプ３ｂにより原液２３と添加剤２５とが混合液となって撹拌混合装置１０に供給されるシステムである。また、原液注入ポンプ３ａ及び添加剤注入ポンプ３ｂは、原液２３と添加剤２５とが設定された混合比率により混合液を吐出する比例注入式であっても良い。この撹拌混合装置１０は、複数の流体を混合して調合液を生成するが、流体の組み合わせとしては、例えば、液体同士、粉体と液体、気体と液体がある。本実施形態では、混合されて調合液となる流体として、原液２３と添加剤２５の場合について説明するが、これらには限らない。

原液供給タンク２は原液２３が収納された容器である。本発明では原液２３を運搬する容器であるドラム缶がそのまま原液供給タンク２として配置され、原液２３が供給される。そして、ドラム缶２の原液２３が底をつくと新たなドラム缶２に交換されて原液２３の供給が継続される。このドラム缶２は、厘量計５に載置されてその重量が計量される。まず、原液２３を収納していない空の状態でのドラム缶２の重量が初期値として予め計量される。そして、流体供給ポンプシステム１が稼働している間は、供給される原液２３は、その時点において厘量計５が示す重量から初期値としてのドラム缶２の重量を差し引いた重量分とすることができる。

図１に示すように、配管４によりドラム缶２から原液２３が吸込まれる。本発明では、配管４は原液供給タンク２の上部から配管支持ラック６により吊り下げられて設置される。この配管支持ラック６は、例えば、天井等に固定された吊材１９、及び複数の吊材１９に取り付けられた支持板２０から構成される。これにより、配管４自体をドラム缶２自体から離間させ、厘量計５による計量に配管４の自重の影響を与えなくすることができる。

上述したように、流体供給ポンプシステム１の稼働中に流体供給ポンプ３に供給される原液２３はドラム缶２の重量減からリアルタイムに算定できる。この配管４には別途質量流量計９を設置し、配管４を流れる原液２３の流量からも算定し、補助的にドラム缶２の重量減の値の確認をすることができる。

図２に、原液注入口１３から原液２３が注入される流体供給ポンプ３を示す。図２では、流体供給ポンプ３は一つの実施例として原液注入ポンプ３ａで示す。この流体供給ポンプ３は、原液供給タンク２から配管４を介して原液２３を吸込むピストンシリンジ式のポンプである。この原液注入ポンプ３ａは、原液注入ポンプ用モーター３０ａにより動作する。また、原液注入ポンプ３ａは、原液２３と添加剤２５とが設定された混合比率により混合液を吐出する比例注入式であっても良い。

図１に示すように、原液注入口１３から流体供給ポンプ３に注入された原液２３と、添加剤注入口１２から流体供給ポンプ３に注入された添加剤２５とは、設定された混合比率に基づき比例注入ポンプ３ａにより撹拌混合装置１０に吐出される。すなわち、原液２３は原液吐出口１４から吐出して原液流路１６を流通し、添加剤２５は添加剤吐出口１５から吐出して添加剤流路１７を流通し、原液流路１６に合流する。そして、原液２３と添加剤２５とが混合液となり混合液流路１８を流通して撹拌混合装置１０の混合液注入口８に流入する。

撹拌混合装置１０には、バイブロミキサーとも称される振動型の撹拌混合装置１０が用いられる。すなわち、振動型の撹拌混合装置１０は、筒状のケーシング２２の内部に撹拌体２６を備え、この撹拌体２６は、振動軸２７により振動源２１と接続して軸方向に振動する。そして、この撹拌体２６には螺旋状の撹拌羽根２８が設けられる。混合液注入口８から注入された混合液がケーシング２２内を流通する間に撹拌体２６が軸方向に振動すると、ケーシング２２内の混合液に乱流が生じて混合液の混合が促進され、調合液として調合液吐出口１１から吐出される。そして、この調合液は、例えば、塗工機や充填機に供給される。

（流体供給ポンプ交換時の原液及び気体の処理方法）
図２に、配管４内部に残余する原液２３、及び配管４内部に閉じ込められた気体２４の処理方法を説明図で示す。本発明では、ドラム缶２の交換後であって流体供給ポンプ３の再運転前に、ドラム缶２から外された配管４内部に残余する原液２３を原液供給タンク２に戻す処理を行う。つまり、配管４の内部に残余する原液２３ａを配管４内から一掃して、原液供給タンク２内の原液２３ｂとする。これにより、新たなドラム缶２の再運転時に原液２３の供給量が一時的に過剰になることを防ぐことができ、撹拌混合装置１０に原液２３を精度良く供給することができる。すなわち、配管４に原液２３ａが残余した状態で流体供給ポンプ３を再運転すると、この原液２３ａが新たなドラム缶２の原液２３と共に供給されるため、一時的に原液２３の供給量が過剰となり、調合液の調合に影響する。そこで、流体供給ポンプ３を再運転前に残余している原液２３ａを排出することで、新たなドラム缶２から適量の原液２３が供給できる。

また、配管４内には、気体２４が閉じ込められている場合がある。この気体２４についても原液２３ｂと同様に排出処理をする。これにより、新たなドラム缶２の再運転時において、原液２３の供給量が一時的に不連続となることを防ぎ、撹拌混合装置１０に原液２３を安定的に供給することができる。すなわち、配管４に気体２４が閉じ込められた状態で流体供給ポンプ３を再運転すると、この気体２４も原液２３と共に供給されるため、一時的に原液２３の供給量が不足し、調合液の調合に影響する。そこで、流体供給ポンプ３を再運転前に閉じ込められた気体２４を排出することで、新たなドラム缶２から適量の原液２３が供給できる。

流体供給ポンプ３が吐出する吐出容量は、ドラム缶２の交換時においてドラム缶２から外される配管４内部に残余する原液２３ａの最大容量よりも大きな値が設定される。これにより、ドラム缶２の交換時において、ドラム缶２から外された配管４内部に残余する原液２３ａを全てドラム缶２に戻すことができる。つまり、この設定により配管４の内部に残余する原液２３ａを一掃できるだけの吐出能力を有することになる。

（流体供給ポンプの運転方法）
図３に、原液供給タンクであるドラム缶２から配管４を介して原液２３を吸込む流体供給ポンプ３の運転方法をフロー図で示す。ここで、流体供給ポンプ３の運転方法の各ステップは、Ｓ１〜Ｓ３で示す。

流体供給ポンプ３の運転方法は、まず、流体供給ポンプ３の運転を停止させてドラム缶２を交換する（Ｓ１）。次に、ドラム缶２から外された配管４内部に残余する原液２３をドラム缶２に戻し、配管４内に閉じ込められた気体２４を排出する（Ｓ２）。この処理により、新たなドラム缶２から適量な原液２３を流体供給ポンプ３に供給できる。そして、流体供給ポンプ２を再運転する（Ｓ３）。

１ 流体供給ポンプシステム、２ 原液供給タンク，ドラム缶、３ 流体供給ポンプ，ピストンポンプ，３ａ 原液注入ポンプ，３ｂ 添加剤注入ポンプ、４ 配管、５ 厘量計、６ 配管支持ラック、７ 添加材供給タンク、８ 混合液注入口、９ 質量流量計、１０ 撹拌混合装置、１１ 調合液吐出口、１２ 添加剤注入口、１３ 原液注入口、１４ 原液吐出口、１５ 添加剤吐出口、１６ 原液流路、１７ 添加剤流路、１８ 混合液流路、１９ 吊材、２０ 支持板、２１ 振動源、２２ ケーシング、２３ 原液，２３ａ （残余）原液，２３ｂ（吐出）原液、２４ （閉じ込められた）気体、２５ 添加剤、２６ 撹拌体、２７ 振動軸、２８ 撹拌羽根、３０ モーター，３０ａ 原液注入ポンプ用モーター，３０ｂ 添加剤注入ポンプ用モーター。

Claims (3)

1. 原液を吸込む配管が厘量計により計量されないように設置された原液供給タンクと、
   原液供給タンクから配管を介して原液を吸込むピストンシリンジ式の流体供給ポンプと、から構成され、
   流体供給ポンプが原液を吐出する吐出容量は、原液供給タンクの交換時において原液供給タンクから外される配管内部に残余する原液の最大容量よりも大きな値が設定されることを特徴とする流体供給ポンプシステム。
2. 請求項１に記載の流体供給ポンプシステムであって、原液供給タンクから原液を吸込む配管は、原液供給タンクと絶縁されて設置されることを特徴とする流体供給ポンプシステム。
3. 原液供給タンクから配管を介して原液を吸込む流体供給ポンプの運転方法において、
   流体供給ポンプの運転を停止させて原液供給タンクを交換するステップと、
   原液供給タンクから外された配管内部に残余する原液を原液供給タンクに戻し、配管内に閉じ込められた気体を排出するステップと、
   流体供給ポンプを再運転するステップと、
   から構成されることを特徴とする流体供給ポンプの運転方法。
   

Images