JP2017533097A - 液体供給方法および液体供給システム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、仮出願第62/045,150号の出願日2014年9月3日の利益を主張するものであり、その記載内容は全て、この参照をもって、全ての目的のために、本願の開示内容に含まれるものとする。
本発明の技術分野
本発明は一般的には、液体の適用を受ける作業へ所定の組成の液体を供給するためのシステムであって、当該液体の適用の後、液体供給源において当該所定の組成の液体を供給するために必要な、当該液体供給源における液体の組成に何らかの調整を行った後に当該作業にさらに適用するために当該液体供給源へ液体を戻すシステムに関する。具体的には本発明は、複数の供給源から複数の作業へ上述の液体を供給するためのシステムに関する。
たとえば産業用設備において行われる種々の作業では、当該作業に適用される液体を作業に供給するシステムが必要となる。この種のシステムは、たとえば作業に必要とされる組成等の所定の組成に従って液体を調製し、必要に応じて、その液体を作業へ送る装置および方法を含み得る。液体は作業に適用された後、自己の供給源へ戻され、その後、当該作業に再適用される。かかる作業の一例は、金属加工作業である。金属加工作業は、たとえば、スタンピング等の金属製造、フライス加工等の機械加工、およびラッピング加工、研磨または研削を含み得る。かかる作業においてワークと金属加工具との界面へ送られる金属加工液は、作業の効果的なパフォーマンスに重要である。金属加工液は種々の呼称で呼ばれることがあり、たとえば冷却剤、潤滑液または切削液と称され得る。
システムは、液体供給源から作業に連続適用されるときの液体の組成を所望の頻度で分析する能力を有する必要がある。
システムは、上述の行った分析に基づき、初期の所定の組成または所望の変更された所定の組成の液体を供給するために液体供給源の液体に追加すべき液体の各成分の量を求める能力を有する必要がある。
システムは、所定の組成の液体を液体供給源に供給するために追加しなければならない、求められた液体の各液体成分の量を、当該液体供給源の液体に追加する能力を有する必要がある。
システムは、所定の組成の液体を作業へ送る能力を有する必要がある。
一場面では当該分野では、たとえばサンプ等の金属加工液供給源から金属ワークおよび金属加工具へ金属加工液が適用される金属加工作業であって、適用後に、典型的には品質が劣化している使用後の当該金属加工液を金属加工作業へのさらなる適用のために金属加工液供給源へ戻す金属加工作業との関連においてリアルタイムで機能できる、上述の効率的なシステムの実現の要請がある。とりわけ、複数の金属加工作業および複数の金属加工機械と共に機能できる上述のシステムの実現の要請がある。
以下、本発明の基本的な理解のため、本発明の一部の側面、実施形態および実施例の簡単な概要を説明する。しかし、以下の概要は本発明の全ての側面、実施形態および実施例を網羅した全体像を構成するものではない。本概要は、本発明の臨界的側面を特定するものではなく、また、本発明の範囲の外延を定めるものでもない。本概要の目的は、本概要の後に続く本発明の側面、実施形態および実施例の詳細な説明への導入として簡潔な形で、本発明の一部の側面、実施形態および実施例を提示することだけである。
本発明の属する分野における知識を有する者が、図面を参照した以下の詳細な説明を参酌すれば、本発明の上記および他の側面、実施形態、実施例、態様、形式および種類が明らかである。図面中、複数の図において同一の符号が使用されている場合、同一の部分、要素および構成要素を指す。
以下、本発明の各側面、実施形態および実施例を説明し、特定の観点について添付の図面を参照する。これらの側面、実施形態および実施例は、本発明を限定するものではない。したがって、1つの側面または実施形態を参照して説明した本発明の1つまたは複数の実施例を他の側面や他の実施形態において使用できる事例もある。さらに、ここで特定の用語・用法は便宜的に使用されたものに過ぎず、本発明を限定すると解してはならない。
Claims (37)
- 作業に適用される液体を当該作業へ供給する方法であって、
1つより多くの成分を含む液体を保持容器から前記作業へ送ることと、
前記液体を前記作業に適用することにより、使用後の液体が形成されることと、
前記使用後の液体を前記保持容器へ戻すことと、
前記保持容器の液体を前記作業へ送って適用し、前記使用後の液体を当該保持容器へ戻す間、当該保持容器の液体の組成を分析することと、
前記保持容器の液体を所定の組成にするために当該保持容器の液体に追加する必要がある、液体の各成分の量を求めることと、
前記保持容器の液体に追加する必要がある前記量の各成分を圧力容器へ送ることにより、当該圧力容器において成分噴射を生成することと、
前記圧力容器内の圧力の放出により前記成分噴射を前記保持容器へ送るために適したレベルまで、当該圧力容器内の圧力を上昇させることと、
前記圧力容器の圧力が前記成分噴射を前記保持容器へ強制的に送ることを引き起こすために、当該圧力容器から圧力を放出することと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記保持容器から前記液体を前記作業へ連続的に送ることと、
前記作業から前記使用後の液体を前記保持容器へ連続的に戻すことと
を含む、請求項1記載の方法。 - それぞれ各保持容器に関連付けられた複数の作業に、前記方法を適用することを含み、
全ての保持容器に、共用の圧力容器が動作上関連付けられており、
各保持容器について各成分噴射を前記圧力容器において生成して、各成分噴射を各対応する保持容器へ送る、
請求項2記載の方法。 - 各保持容器から、各保持容器内の液体のサンプルを連続的に取り出すことと、
各保持容器から取り出された液体の前記サンプルを連続的、選択的かつ択一的に分析することと、
各保持容器から取り出された液体の前記サンプルを各保持容器へ連続的に戻すことと
を含む、請求項3記載の方法。 - 各成分噴射を前記圧力容器から分配システムへ送り、
前記分配システムは、前記圧力容器にて生成された各成分噴射の各対応する保持容器へ、各成分噴射を送る、
請求項4記載の方法。 - 各保持容器にある液体の体積を連続的に求めることを含む、
請求項5記載の方法。 - 各保持容器の液体を所定の組成にするために各保持容器の液体に追加すべき各成分の量は、当該保持容器の液体の組成の行われた分析の結果と、当該保持容器にある液体の体積を求めた結果とに基づいて求められる、
請求項6記載の方法。 - 前記作業は、金属加工作業を含む、
請求項7記載の方法。 - 前記所定の組成の液体は、冷却剤を含み、
前記冷却剤は、濃縮冷却剤と水とを含む、
請求項8記載の方法。 - 複数の各作業へ、各対応する液体を供給する方法であって、
1つより多くの成分を含む各対応する液体を、各対応する保持容器から各作業へ連続的に送ることと、
前記作業へ送られた各対応する液体を各作業に連続的に適用することにより、各対応する使用後の液体が連続的に形成されることと、
各作業から、各対応する使用後の液体を形成した各対応する液体の送出元である各対応する保持容器へ、当該対応する使用後の液体を連続的に戻すことと、
各対応する保持容器から、当該保持容器内の対応する液体のサンプルを連続的に取り出すことと、
各対応する保持容器から取り出された各対応する液体の各サンプルを、共用の分析装置へ向かう経路に連続的、選択的かつ択一的に設定することと、
各対応する保持容器から取り出された各対応する液体の各サンプルを、当該サンプルが前記分析装置に向かう経路に連続的に設定されているときに、前記共用の分析装置において分析することと、
前記分析装置において各対応する流体のサンプルの分析が行われた後、各対応する流体の当該サンプルを当該分析装置から、各対応する流体の当該サンプルを取り出した元の各対応する保持容器へ戻すことと、
各対応する保持容器から取り出され前記分析装置には送られなかった各対応する液体の各サンプルを、各対応する保持容器へ連続的に戻すことと、
前記分析装置において分析されたサンプルを取り出した元の対応する保持容器の液体を所定の組成にするために追加すべき、各対応する液体の各成分の量を求めることと、
前記求められた量の各成分を、前記対応する保持容器へ送ることと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記分析装置において分析されたサンプルを取り出した元の対応する保持容器の液体を所定の組成にするために追加すべき量の、各対応する液体の各成分を含む成分噴射を生成することと、
前記成分噴射を分配システムへ送り、当該分配システムにおいて当該成分噴射を、前記対応する保持容器へ向かう経路に設定して送ることと
を含む、請求項10記載の方法。 - 各保持容器内の液体の液位を連続的にモニタリングする、
請求項11記載の方法。 - 前記作業は、金属加工作業を含む、
請求項12記載の方法。 - 前記所定の組成の液体は、冷却剤を含み、
前記冷却剤は、濃縮冷却剤と水とを含む、
請求項13記載の方法。 - 作業と動作上関連付けられた液体供給システムであって、
前記液体供給システムは、前記作業へ、複数の成分を含む所定の組成の液体を供給するように構成されており、
前記所定の組成の液体は、前記作業において適用された後、使用後の液体を含み、
前記液体供給システムは、
前記作業と動作上関連付けられた保持容器であって、当該保持容器から前記所定の組成の液体が当該作業へ送られ、かつ当該作業から前記使用後の液体が当該保持容器へ戻される保持容器と、
前記保持容器の液体の組成を分析するように構成された分析装置と、
前記保持容器および前記分析装置と動作上関連付けられたサンプリングシステムであって、前記保持容器から液体を取得して前記分析装置へ送るように構成されたサンプリングシステムと、
前記保持容器と動作上関連付けられた圧力容器と、
前記複数の各成分の供給源および前記圧力容器と動作上関連付けられた各成分供給システムであって、前記保持容器の液体を所定の組成にするために必要な量の成分を前記圧力容器へ送ることにより、各成分供給システムによって成分を前記圧力容器へ送ることができ、前記圧力容器において成分噴射を生成できるように構成された成分供給システムと、
前記圧力容器と動作上関連付けられた空気圧式加圧源であって、前記圧力容器内において成分噴射を維持しながら、当該圧力容器内の圧力を、選択された値まで上昇させるように構成された空気圧式加圧源と、
前記圧力容器および前記保持容器と動作上関連付けられた成分噴射送出システムであって、前記空気圧式加圧源によって前記圧力容器内の圧力を上昇させている間、当該圧力容器内の成分噴射を維持し、当該圧力容器内の圧力が、前記選択された値に達した場合、当該圧力容器から成分噴射を放出し、前記空気圧式加圧源によって当該圧力容器内に形成された当該選択された値の圧力の運動力に従い、当該成分噴射を前記保持容器へ送るように構成された成分噴射送出システムと
を備えていることを特徴とする液体供給システム。 - 前記成分噴射送出システムは、
前記圧力容器および前記保持容器と動作上関連付けられた成分噴射導管システムであって、前記圧力容器から成分噴射を前記保持容器へ搬送するように構成された成分噴射導管システムと、
前記成分噴射導管システムと動作上関連付けられた圧力制御弁と
を備えており、
前記圧力制御弁は、
前記圧力容器内の圧力が、選択された値まで上昇中であるときには、前記成分噴射を前記圧力容器から前記保持容器へ搬送するための前記成分噴射導管システムを選択的に閉鎖し、
前記圧力容器内の圧力が前記選択された値に達したときには、前記成分噴射を前記圧力容器から前記保持容器へ搬送するために前記成分噴射導管システムを開放することにより、前記成分噴射導管システムを介して当該成分噴射を前記保持容器へ送る
ように構成されている、
請求項15記載の液体供給システム。 - 前記液体供給システムは複数の作業と動作上関連付けられており、
前記液体供給システムは、
各作業と動作上関連付けられた各対応する保持容器と、
各対応する保持容器と動作上関連付けられた各サンプリングシステムと
を備えており、
前記各サンプリングシステムは、各対応するサンプル送液システムと、各対応するサンプル経路設定ユニットとを備えており、
各対応するサンプル送液システムは、各対応する保持容器から連続的に液体を取得して、各対応するサンプル経路設定ユニットへ送るように構成されており、
各サンプル経路設定ユニットは、各対応するサンプル戻しシステムおよび前記分析装置と動作上関連付けられており、かつ、各対応するサンプル送液システムによって各対応するサンプル経路設定ユニットへ送られた液体を、各対応するサンプル戻しシステムまたは前記分析装置のいずれかへ向かう経路に選択的に設定するように構成されており、
前記成分噴射送出システムは、各対応する保持容器と動作上関連付けられており、かつ分配システムを備えており、
前記圧力容器の成分噴射は前記分配システムから、当該成分噴射について意図された対応する保持容器へ送られる、
請求項15記載の液体供給システム。 - 前記分配システムは、前記成分噴射導管システムに配置された各成分噴射弁を備える、
請求項17記載の液体供給システム。 - 各サンプル経路設定ユニットは、各対応する2方向弁を備えており、各対応するサンプル送液システムから各2方向弁へ液体が送られ、
各2方向弁はそれぞれ、選択的に開閉弁される第1の出口ポートと第2の出口ポートとを備えており、
前記第1の出口ポートは開弁時に前記分析装置に液体連通するように構成されており、かつ、前記第2の出口ポートは開弁時に前記サンプル戻しシステムに液体連通するように構成されていることにより、前記第1の出口ポートが開弁し、かつ前記第2の出口ポートが閉弁しているとき、各対応するサンプル送液システムから各2方向弁へ送られた液体は前記分析装置へ送られ、その後、当該液体の取得元である対応する保持容器へ当該液体を戻すため、当該液体は分析装置放出路を介して前記サンプル戻しシステムへ送られ、前記第2の出口ポートが開弁し、かつ前記第1の出口ポートが閉弁している場合、各対応するサンプル送液システムから各2方向弁へ送られる液体は、当該液体の取得元である対応する保持容器へ液体を戻すため、前記サンプル戻しシステムと動作上関連付けられた各第2の出口ポート放出路内を流れる、
請求項17記載の液体供給システム。 - 各対応するサンプル戻しシステムは、前記分析装置放出路と動作上関連付けられた各対応する液体戻し弁、および、各対応する保持容器と動作上関連付けられた各対応する液体戻し路とを備えており、
各対応する液体戻し弁は、前記分析装置放出路からの液体が、対応する保持容器から取り出された液体を含む場合のみ、前記分析装置放出路から各液体戻し路へ液体を流すために選択的に開弁するように構成されており、
前記各第2の出口ポート放出路は、各対応する液体戻し路に液体連通している、
請求項19記載の液体供給システム。 - 各サンプル送液システムは、
各保持容器内の液体と動作上関連付けられた各対応するサンプリング路であって、各対応するサンプル経路設定ユニットと動作上関連付けられているサンプリング路と、
各対応する保持容器から液体を引き込み、各対応するサンプリング路を介して、各対応するサンプル経路設定ユニットへ当該液体を送るように構成された、各対応する蠕動ポンプと
を備えている、請求項20記載の液体供給システム。 - 各対応する保持容器内に、各対応する液体ディフューザが配置されており、
前記各対応する液体ディフューザは、各対応する保持容器内に配置された各対応するサンプリング路の開口端と動作上関連付けられていることにより、当該ディフューザを介して液体が、各対応するサンプリング路の開口端に流入する、
請求項21記載の液体供給システム。 - 各保持容器内に、各対応する保持容器液位センサが配置されており、
前記保持容器液位センサは、各対応する保持容器内の液体の液位を求めるために構成されている、
請求項22記載の液体供給システム。 - 前記成分噴射導管システムから、各対応する保持容器内の各対応するディフューザを介して、各対応する成分噴射を各対応する保持容器へ搬送するため、前記成分噴射導管システムは、各対応する保持容器内の各対応するディフューザと動作上関連付けられている、
請求項23記載の液体供給システム。 - 前記作業は、金属加工作業を含む、
請求項24記載の液体供給システム。 - 前記所定の組成の液体は、冷却剤を含み、
前記冷却剤は、濃縮冷却剤と水とを含む、
請求項25記載の液体供給システム。 - 複数の作業と動作上関連付けられた液体供給システムであって、
前記液体供給システムは、各作業へ、複数の成分を含む所定の組成の各対応する液体を供給するように構成されており、
前記所定の組成の各対応する液体は、各対応する作業において適用された後、各対応する使用後の液体を含み、
前記液体供給システムは、
各対応する作業と動作上関連付けられた各対応する保持容器であって、当該保持容器から前記所定の組成の各対応する液体が各対応する作業へ送られ、かつ各対応する作業から各対応する使用後の液体が各対応する保持容器へ戻される保持容器と、
各対応する保持容器の液体の組成を分析するように構成された分析装置と、
各対応する保持容器および各対応するサンプル戻しシステムと動作上関連付けられた各対応するサンプリングシステムと
を備えており、
各対応するサンプリングシステムおよび各対応するサンプル戻しシステムは双方とも、前記分析装置と動作上関連付けられており、
各対応するサンプリングシステムは、各対応する保持容器から液体を連続的に取得して、各対応するサンプル戻しシステムまたは前記分析装置のうちいずれかへ向かう経路に選択的に、各対応する保持容器から取得した当該液体を設定するように構成されており、
前記分析装置は、各対応するサンプリングシステムから当該分析装置へ送られた液体を、前記サンプル戻しシステムへ送るように構成されており、
前記液体供給システムはさらに、
前記複数の各成分の供給源に動作上関連付けられた成分供給システムであって、各対応する保持容器の各対応する液体を所定の組成にするために必要な量の各成分を含む成分噴射を生成するように構成された成分供給システムと、
前記成分供給システムおよび各対応する保持容器に動作上関連付けられた成分噴射送出システムであって、分配システムを備えており、当該分配システムから、前記成分噴射について意図された各対応する保持容器へ各対応する成分噴射が送出される成分噴射送出システムと
を備えていることを特徴とする液体供給システム。 - 各サンプリングシステムは、各対応するサンプル送液システムと、各対応するサンプル経路設定ユニットとを備えており、
各対応するサンプル送液システムは、各対応する保持容器から連続的に液体を取得して、各対応するサンプル経路設定ユニットへ送るように構成されており、
各サンプル経路設定ユニットは、各対応するサンプル戻しシステムおよび前記分析装置と動作上関連付けられており、かつ、各対応するサンプル送液システムによって各対応するサンプル経路設定システムへ送られた液体を、各対応するサンプル戻しシステムまたは前記分析装置のいずれかへ向かう経路に選択的に設定するように構成されている、
請求項27記載の液体供給システム。 - 前記分配システムは複数の成分噴射弁を備えており、
各成分噴射弁はそれぞれ、各対応する成分噴射導管システムを介して、各対応する保持容器と動作上関連付けられており、
各成分噴射が、当該成分噴射弁と動作上関連付けられている、対応する保持容器のために意図されたものである場合、各成分噴射弁は開弁するように構成されている、
請求項28記載の液体供給システム。 - 各サンプル経路設定ユニットは、各対応する2方向弁を備えており、各対応するサンプル送液システムから各2方向弁へ液体が送られ、
各2方向弁はそれぞれ、選択的に開閉弁される第1の出口ポートと第2の出口ポートとを備えており、
前記第1の出口ポートは開弁時に前記分析装置に液体連通するように構成されており、かつ、前記第2の出口ポートは開弁時に前記サンプル戻しシステムに液体連通するように構成されていることにより、前記第1の出口ポートが開弁し、かつ前記第2の出口ポートが閉弁しているとき、各対応するサンプル送液システムから各2方向弁へ送られた液体は前記分析装置へ送られ、その後、当該液体の取出元である対応する保持容器へ当該液体を戻すため、当該液体は分析装置放出路を介して前記サンプル戻しシステムへ送られ、前記第2の出口ポートが開弁し、かつ前記第1の出口ポートが閉弁している場合、各対応するサンプル送液システムから各2方向弁へ送られる液体は、当該液体の取得元である対応する保持容器へ液体を戻すため、前記サンプル戻しシステムと動作上関連付けられた各第2の出口ポート放出路内を流れる、
請求項29記載の液体供給システム。 - 各対応するサンプル戻しシステムは、前記分析装置放出路と動作上関連付けられた各対応する液体戻し弁、および、各対応する保持容器と動作上関連付けられた各対応する液体戻し路とを備えており、
各対応する液体戻し弁は、前記分析装置放出路からの液体が、対応する保持容器から取り出された液体を含む場合のみ、前記分析装置放出路から各液体戻し路へ液体を流すために選択的に開弁するように構成されており、
前記各第2の出口ポート放出路は、各対応する液体戻し路に液体連通している、
請求項30記載の液体供給システム。 - 各サンプル送液システムは、
各保持容器内の液体と動作上関連付けられた各対応するサンプリング路であって、各対応するサンプル経路設定ユニットと動作上関連付けられているサンプリング路と、
各対応する保持容器から液体を引き込み、各対応するサンプリング路を介して、各対応するサンプル経路設定ユニットへ当該液体を送るように構成された、各対応する蠕動ポンプと
を備えている、請求項31記載の液体供給システム。 - 各対応する保持容器内に、各対応する液体ディフューザが配置されており、
前記各対応する液体ディフューザは、各対応する保持容器内に配置された各対応するサンプリング路の開口端と動作上関連付けられていることにより、当該ディフューザを介して液体が、各対応するサンプリング路の開口端に流入する、
請求項31記載の液体供給システム。 - 各保持容器内に、各対応する保持容器液位センサが配置されており、
前記保持容器液位センサは、各対応する保持容器内の液体の液位を求めるために構成されている、
請求項33記載の液体供給システム。 - 前記成分噴射導管システムから、各対応するディフューザを介して、各対応する成分噴射を各対応する保持容器へ搬送するため、前記成分噴射導管システムは、各対応する保持容器内の各対応するディフューザと動作上関連付けられている、
請求項34記載の液体供給システム。 - 前記作業は、金属加工作業を含む、
請求項35記載の液体供給システム。 - 前記所定の組成の液体は、冷却剤を含み、
前記冷却剤は、濃縮冷却剤と水とを含む、
請求項36記載の液体供給システム。
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