JP2021104826A - 送液システムおよび送液方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】立ち上がり部を備える送液システムにおいて、簡略な構成で立ち上がり部前後の全ての残液を排出可能とする。【解決手段】調製タンク12の下端に接続され、側方に伸びる第1送液通路14A、これに接続され上方に伸びる第2送液通路14B、第2送液通路14Bに接続され、側方に伸びる第3送液通路14C、第3送液通路14Cに接続される小タンク18、小タンク18に接続される第4送液通路14D、調製タンク12、小タンク18を加圧するエア圧縮装置26、小タンク18を減圧する第1エア抜き通路24Cを設ける。小タンク18を介して調製タンク12から第4送液通路14Dへ連続して送液する第1送液モード、小タンク18内の液量が所定量以下になるまで第4送液通路14Dへ小タンク18内の薬液を送液する第2送液モード、第1〜第3送液通路14A〜14Cに残留する薬液Lを小タンク18へ送る第3送液モードの順で送液モードを切り替える。【選択図】図1

Description

本発明は、立ち上がり部を有する配管を通して送液を行う送液システムおよび送液方法に関する。
薬液の製造ラインでは、調製タンクで薬液の調製を行った後、配管およびろ過フィルタを通して充填装置に調製済みの薬液が供給される(特許文献1参照)。調製タンクと充填装置の充填タンクを同一レベルに配置する場合、調製タンクと充填タンクを連絡する配管には、ろ過フィルタの上流側に下方から上方へと薬液を流通する立ち上がり部が配置される。そのため、充填作業終了時には、立ち上がり部前後に薬液が残留する。薬液は一般に高額であるため、このような送液システムでは、充填作業を終了する際に、立ち上がり部前後に残留する薬液を充填タンクへと強制的に送液する構成を設けることが望ましい。
特許文献1では、立ち上がり部の直後に、残液を一時的に溜めておくストックタンクを備える残液送液装置を設け、充填作業中には、これを迂回するバイパス通路を通して薬液を送液するとともに、充填作業終了時には、送液経路をバイパス通路から残液送液装置へと切り替えることで、残液を充填タンクへと送液している。
特許第6279359号公報
しかし、特許文献1の構成では、バイパス通路と残液送液装置との間で送液を切り替えるための機構を設ける必要があるとともに、バイパス通路に薬液が残留する可能性がある。
本発明は、立ち上がり部を備える送液システムにおいて、簡略な構成で立ち上がり部前後の全ての残液を排出することを課題としている。
本発明の第1の発明である送液システムは、液体が貯留される第1タンクの下端に接続され、側方に伸びる第1送液通路と、前記第1送液通路に接続され、上方に伸びる第2送液通路と、前記第2送液通路に接続され、側方に伸びる第3送液通路と、前記第3送液通路の下流に接続される第2タンクと、前記第2タンクの下流に接続される第4送液通路と、前記第1および/または第2タンクを加圧するための加圧手段と、前記第2タンク内を減圧するための減圧手段と、前記加圧手段および前記減圧手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記加圧手段により前記第1タンクを加圧することにより前記第1タンク内の液体を前記第2タンクを介して前記第4送液通路へ連続して送液を行う第1送液モードと、前記第1タンクから前記第2タンクへの送液を停止した状態で前記加圧手段により前記第2タンクを加圧することにより前記第2タンクが所定値以下になるまで前記第4送液通路へ前記第2タンク内の液体を送液する第2送液モードと、前記加圧手段により前記第1タンクが加圧されるとともに、前記減圧手段により前記第2タンクを減圧することにより前記第1送液通路から前記第3送液通路の間に残留する液体を前記第2タンクへと送液する第3送液モードとを順次切り替えることを特徴としている。
本発明の第2の発明である送液システムは、第1の発明において、前記送液システムが前記第1タンク内の液量を検出するための第1検出手段と、前記第2タンク内の液量を検出するための第2検出手段とを備え、前記第1送液モードでは、前記第1検出手段の出力に基づき前記第1タンクの液量が所定値以下になったと判定されると、前記第2送液モードに切り替えられ、前記第2送液モードでは、前記第2検出手段の出力に基づき前記第2タンクの液量が所定値以下になったと判定されると、前記第3送液モードに切り替えられることを特徴としている。
本発明の第3の発明である送液方法は、液体が貯留される第1タンクの下端に接続され、側方に伸びる第1送液通路と、前記第1送液通路に接続され、上方に伸びる第2送液通路と、前記第2送液通路に接続され、側方に伸びる第3送液通路と、前記第3送液通路の下流に接続される第2タンクと、前記第2タンクの下流に接続される第4送液通路と、前記第1および/または第2タンクを加圧するための加圧手段と、前記第2タンク内を減圧するための減圧手段とを備える送液システムにおける送液方法であって、前記加圧手段と前記減圧手段を制御して、前記第1タンクを加圧することにより前記第1タンク内の液体を前記第2タンクを介して前記第1タンクから前記第4送液通路へ連続して送液を行う第1送液モードの後、前記第1タンクから前記第2タンクへの送液を停止した状態で前記第2タンクを加圧することにより前記第2タンクが所定値以下になるまで前記第4送液通路へ前記第2タンク内の液体を送液する第2送液モードに切り替え、その後、前記第2タンクを減圧することにより前記第1送液通路から前記第3送液通路の間に残留する液体を前記第2タンクへと送液する第3送液モードに切り替えることを特徴としている。
本発明の第4の発明である送液方法は、第3の発明において、前記送液システムが、前記第1タンク内の液量を検出するための第1検出手段と、前記第2タンク内の液量を検出するための第2検出手段とを備え、前記第1送液モードでは、前記第1検出手段の出力に基づき前記第1タンクの液量が所定値以下になったと判定されると、前記第2送液モードに切り替えられ、前記第2送液モードでは、前記第2検出手段の出力に基づき前記第2タンクの液量が所定値以下になったと判定されると、前記第3送液モードに切り替えられることを特徴としている。
本発明によれば、立ち上がり部を備える送液システムにおいて、簡略な構成で立ち上がり部前後の全ての残液を排出することができる。
本発明の一実施形態の送液システムの第1送液モードにおける送液状態を示す配管図である。 送液システムの第1送液モード終了時における送液状態を示す配管図である。 送液システムの第2送液モード終了時における送液状態を示す配管図である。 送液システムの第3送液モード終了時における送液状態を示す配管図である。 送液システムの第4送液モード開始時における送液状態を示す配管図である。 送液システムの第4送液モード終了時における送液状態を示す配管図である。 送液システムの第5送液モード終了時における送液状態を示す配管図である。 送液システムの第6送液モード開始時における送液状態を示す配管図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1〜図8は、本発明の一実施形態である送液システムの構成を示すブロック図であり、各図には、送液作業の各ステップにおける液および加圧ガスの流通状態が示される。
本実施形態の送液システム10は、例えば、薬液Lを製造し充填するラインの一部である。薬液Lは、調製タンク(第1タンク)12内で調製され、送液配管14を通して、調製タンク12と同じフロア(同一レベルの平面)に設置される充填装置のクッションタンク(第3タンク)16へと送られる。送液配管14には、途中に小タンク(第2タンク)18とフィルタ20が、上流側からこの順で設けられ、調製タンク12からの薬液Lは、小タンク18とフィルタ20を介してクッションタンク16へ供給され、例えば図示しない充填ノズルを通して容器に充填される。
送液配管14は、調製タンク12の下端に接続されて側方に伸びる第1送液通路14Aと、第1送液通路に接続され上方に伸びる第2送液通路(立ち上がり部)14Bと、第2送液通路に接続されて側方に伸びるとともに小タンク18に接続される第3送液通路14Cと、小タンク18の下端に接続されるとともにフィルタ20に接続される第4送液通路14Dと、フィルタ20からクッションタンク16へと接続される第5送液通路14Eとを備える。
調製タンク12と第1送液通路14Aとの連結部には第1液バルブ22Aが設けられ、第3通路14Cと小タンク18との連結部には第2液バルブ22Bが設けられる。第4送液通路14Dとフィルタ20の連結部には第3液バルブ22Cが設けられ、第5送液通路14Eとクッションタンク16の連結部には第4液バルブ22Dが設けられる。また、第1送液通路14Aには、第1レベルセンサ(第1検出手段)23Aが設けられ、第4送液通路14Dには、第3液バルブ22Cよりも小タンク18側(上流側)に第2レベルセンサ23Bが設けられる。なお、本実施形態では、第1送液通路14Aおよび第4送液通路14Dは下流へ向かって徐々に傾斜して配置されている。
送液システム10は更に、調製タンク12および小タンク18にエアなどのガスを加圧して供給するための第1送気配管24を備える。第1送気配管24の一端には、エアを加圧して供給するエア圧縮装置(加圧手段)26が接続される。第1送気配管24の他端側は、第1送気通路24Aと第2送気通路24Bに分岐される。第1送気通路24Aは、調製タンク12の上端に接続され、第2送気通路24Bは小タンク18の上端に接続される。また、第2送気通路24Bには、小タンク18からのエア(ガス)を大気に解放する際に用いられる第1エア抜き通路(減圧手段)24Cが接続される。
第1送気通路24Aには、第1ガスバルブ28Aが設けられ、第2送気通路24Bには、分岐側から第2、第3、第4ガスバルブ28B、28C、28Dが設けられる。第2ガスバルブ28Bは、分岐部近くに配置され、第3、第4ガスバルブ28C、28Dは、小タンク18近くに配置される。エア抜き通路24Cは、第3ガスバルブ28Cと第4ガスバルブ28Dの間に接続され、エア抜き通路24Cの連結部には第5ガスバルブ28Eが設けられる。
また、クッションタンク16の上端にはエア圧縮装置(加圧手段)30で加圧されたエアなどのガスをクッションタンク16に供給する第2送気配管32が接続される。第2送気配管32のクッションタンク16との連結部近くには、クッションタンク16側から第6、第7ガスバルブ34A、34Bがこの順で設けられる。第1送気配管32において、第6ガスバルブ34Aと第7ガスバルブ34Bの間には、クッションタンク16からのエア(ガス)を大気に解放する際に用いられる第2エア抜き通路32Aが接続され、その連結部には第8ガスバルブ34Cが設けられる。
なお、第1、第2レベルセンサ23A、23Bからの出力は、図示しない制御装置(制御手段)に入力され、制御装置は、第1、第2レベルセンサ23A、23Bからの信号を含む入力に基づき、第1〜第4液バルブ22A〜22D、第1〜第8ガスバルブ28A〜28E、34A〜34Cの開閉、およびエア圧縮装置26、30の駆動を制御する。
次に、図1〜図8を参照して、本実施形態の送液システム10における送液方法について説明する。なお、図1〜図8の送液配管14において、薬液Lが流通している部分は太い実線で示される。
図1には、薬液充填作業時における通常の送液状態、すなわち、送液システム10が第1送液モードで運転されている状態が示される。第1送液モードでは、調製タンク12に貯留された薬液Lが、送液配管14および小タンク18、フィルタ20を通して充填装置のクッションタンク16へと連続的に供給され、クッションタンク16からは、各容器(不図示)へ薬液Lの充填が行われる。
第1送液モードにおいて、送液配管14に設けられた液バルブ22A、22B、22C、22Dは全て開状態とされる。また、第1送気配管24においては、第1送気通路24Aの第1ガスバルブ28Aは開状態とされ、第2送気通路24Bに設けられた第2、第3、第4ガスバルブ28B、28C、28Dは、全て閉状態とされる。すなわち、エア圧縮装置26からは調製タンク12にのみ加圧エアが供給され、調製タンク12内に貯留された薬液Lは、タンク内の圧力により、その下端部に接続された第1送液通路14Aへ圧送され、第2送液通路14B、第3送液通路14C、小タンク18、第4送液通路14D、フィルタ20、第5送液通路14Eを介してクッションタンク16へと送液される。
また、充填装置では、第2送気配管32に設けられた第6、第7ガスバルブ34A、34Bは開状態とされ、第2エア抜き通路32Aに設けられた第8ガスバルブ34Cは閉状態とされる。これにより、クッションタンク16は、エア圧縮装置30により加圧されクッションタンク16内に貯留された薬液は、タンク内の圧力により図示しない充填機構へと圧送される。
図2には、第1送液モードの終了時の状態、すなわち、通常の送液状態において、調製タンク12内の薬液Lが全て送液配管14へと押し出された状態が示される。調製タンク12内の薬液Lの量は、例えば第1送液通路14Aに設けられた第1レベルセンサ23Aの信号に基づき判定される。調製タンク12内の薬液の量が所定値以下になったと判定されると(本実施形態では0以下になったとき)、制御装置は、送液システム10を図3に示される第2送液モードに切り替える。なお、図2の状態では、第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14C、小タンク18、第4送液通路14D、フィルタ20、第5送液通路14E、クッションタンク16内に薬液Lが残留している。
第2送液モードは、小タンク18内の薬液Lを全て第4送液通路14Dへと送り出す工程であり、図3には、小タンク18が空になった第2送液モードの終了時の状態が示される。第1送液モードから第2送液モードへの切り替えでは、第2液バルブ22Bが閉じられるとともに、第2ガスバルブ28B、第3ガスバルブ28C、第4ガスバルブ28Dが開かれる。すなわち、エア圧縮装置26からの加圧エアは、調製タンク12および小タンク18に供給され、第3送液通路14Cからの送液が停止された状態で、小タンク18内の薬液Lが全て第4送液通路14Dへと圧送される。
小タンク18内の薬液Lの量は、例えば第4送液通路14Dに設けられた第2レベルセンサ23Bの信号に基づき判定される。小タンク18内の薬液の量が所定値以下になったと判定されると(本実施形態では0以下になったとき)、制御装置は、送液システム10を図4に示される第3送液モードに切り替える。なお、図3の状態では、第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14C、第4送液通路14D、フィルタ20、第5送液通路14E、クッションタンク16内に薬液Lが残留している。また、第2送液モードにおいても、クッションタンク16への加圧は継続され、クッションタンク16内の薬液Lは、容器に充填されている。
第3送液モードは、第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14Cに残留する薬液Lを小タンク18に全て送液する工程であり、図4には、第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14Cに残留する薬液Lが全て小タンク18に送液された第3送液モード終了時の状態が示される。
第2送液モードから第3送液モードへの切り替えでは、第2液バルブ22Bが開かれるとともに第3液バルブ22C、第4液バルブ22Dが閉じられ、これに並行して、第2ガスバルブ28B、第3ガスバルブ28Cが閉じられるとともに第5ガスバルブ28Eが開かれる。すなわち、エア圧縮装置26からの加圧エアは、調製タンク12のみに供給され、小タンク18は第1エア抜き通路24Cを通して大気圧に解放される。これにより、第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14Cに残留していた薬液Lは、調製タンク12からの加圧ガスにより全て小タンク18に送液される。すなわち、第3送液モード終了時には、小タンク18、第4送液通路14D、フィルタ20、第5送液通路14E、クッションタンク16内に薬液Lが残留している。
なお、第3送液モードにおいても、クッションタンク16への加圧は継続され、クッションタンク16内の薬液Lは、容器に充填されている。また、小タンク18の容量は、第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14Cに残留する薬液Lを全て収容するのに十分な容積とされる。
例えば、第2レベルセンサ23Bからの信号や小タンク18に設けられたレベルセンサ(図示無し)に基づき、第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14Cに残留していた薬液Lが全て小タンク18に送液されたと制御装置において判断されると、第3送液モードは、図5、図6に示される第4送液モードへと切り替えられる。
第4送液モードは、小タンク18に排出した第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14Cの残留薬液Lを、フィルタ20を通して第5送液通路14Eにまで送液する工程である。第3送液モードから第4送液モードへの切り替えでは、第2液バルブ22Bが閉じられるとともに、第3液バルブ22C、第4液バルブ22Dが開かれ、これに並行して、第2ガスバルブ28B、第3ガスバルブ28Cが開かれるとともに第1ガスバルブ28Aおよび第5ガスバルブ28Eが閉じられる。すなわち、エア圧縮装置26からの加圧エアは、小タンク18のみに供給され、第2液バルブ22B、第5ガスバルブ28Eが閉じられていることから、小タンク18内は加圧される。これにより、小タンク18内の薬液Lは第4送液通路14Dへと圧送される。
図5には、第4送液モード開始時の状態が示され、図6には、第4送液モード終了時の状態が示される。本実施形態において、フィルタ20は、薬液Lのみを透過し、エアは透過しないフィルタであるため、第4送液モードでは、図6に示されるように、フィルタ20までしか薬液Lを送液できない。したがって、第4送液モード終了時においても、フィルタ20の下流側である第5送液通路14Eには薬液Lが残留している。なお、第4送液モードにおいても、クッションタンク16への加圧は継続され、クッションタンク16内の薬液Lは、容器に充填されているため、この間にクッションタンク16内の薬液Lは略ゼロとなり得る。
小タンク18、第4送液通路14Dの薬液Lが全てフィルタ20よりも下流側に送液されると、制御装置を用いて、または、手動により第4送液モードから図7に示される第5送液モードへと切り替える。第4送液モードから第5送液モードへの切り替えでは、第2エアバルブ28Bが閉じられ、エア圧縮装置26からの小タンク18への加圧エアの供給も停止される。また、これに並行して、第7ガスバルブ34Bが閉じられるとともに第8ガスバルブ34Cが開かれ、図示しないフィルタ20のエア抜き通路が解放される。
これにより、エア圧縮装置30からクッションタンク16への加圧エアの供給は停止され、クッションタンク16は、第2エア抜き通路32Aを通して大気圧に解放される。また、フィルタ20は、クッションタンク16よりも上方に配置されており、第5送液通路14E内に残留する薬液Lは、図7に示されるように、自重により全てクッションタンク16へと流出する。
第5送液モードにより、送液配管14内の全ての残留液が、クッションタンク16に排出されると、図8に示される最終工程である第6送液モードへと切り替えられる。第5送液モードから第6送液モードへの切り替えでは、制御装置を用いて、または、手動により、第4液バルブ22Dが閉じられ、これに並行して、第7ガスバルブ34Bが開かれるとともに第8ガスバルブ34Cが閉じられる。これによりクッションタンク16内がエア圧縮装置30により加圧され、タンク内に残留する薬液Lが排出される。
なお、本実施形態では、第1レベルセンサ23Aと第2レベルセンサ23Bをそれぞれ第1送液通路14Aと第4送液通路14Dに設けていたが、第1レベルセンサ23Aを調製タンク12に、第2レベルセンサ23Bを小タンク18に取り付けても良い。ただし、第2レベルセンサ23Bを小タンク18に取り付ける場合、第2レベルセンサ23Bを取り付けた位置より上方にある小タンク18の容量は、第1送液通路14A、第2送液通路14B、第3送液通路14Cに残留する薬液Lを全て収容するのに可能な容積とする必要がある。
以上のように、本実施形態によれば、簡略な構成で立ち上がり部前後の全ての残液を排出することができる。
10 送液システム
12 調製タンク(第1タンク)
14 送液配管
14A 第1送液通路
14B 第2送液通路
14C 第3送液通路
14D 第4送液通路
18 小タンク(第2タンク)
20 フィルタ
22A〜22D 第1〜第4液バルブ
23A 第1レベルセンサ(第1検出手段)
23B 第2レベルセンサ(第2検出手段)
24C 第1エア抜き通路(減圧手段)
26 エア圧縮装置(加圧手段)
28A〜28E 第1〜第5ガスバルブ
30 エア圧縮装置
32A 第2エア抜き通路
34A〜34C 第6〜第8ガスバルブ
L 薬液

Claims (4)

  1. 液体が貯留される第1タンクの下端に接続され、側方に伸びる第1送液通路と、
    前記第1送液通路に接続され、上方に伸びる第2送液通路と、
    前記第2送液通路に接続され、側方に伸びる第3送液通路と、
    前記第3送液通路の下流に接続される第2タンクと、
    前記第2タンクの下流に接続される第4送液通路と、
    前記第1および/または第2タンクを加圧するための加圧手段と、
    前記第2タンク内を減圧するための減圧手段と、
    前記加圧手段および前記減圧手段を制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記加圧手段により前記第1タンクを加圧することにより前記第1タンク内の液体を前記第2タンクを介して前記第4送液通路へ連続して送液を行う第1送液モードと、前記第1タンクから前記第2タンクへの送液を停止した状態で前記加圧手段により前記第2タンクを加圧することにより前記第2タンクが所定値以下になるまで前記第4送液通路へ前記第2タンク内の液体を送液する第2送液モードと、前記加圧手段により前記第1タンクが加圧されるとともに、前記減圧手段により前記第2タンクを減圧することにより前記第1送液通路から前記第3送液通路の間に残留する液体を前記第2タンクへと送液する第3送液モードとを順次切り替える
    ことを特徴とする送液システム。
  2. 前記送液システムが前記第1タンク内の液量を検出するための第1検出手段と、前記第2タンク内の液量を検出するための第2検出手段とを備え、
    前記第1送液モードでは、前記第1検出手段の出力に基づき前記第1タンクの液量が所定値以下になったと判定されると、前記第2送液モードに切り替えられ、
    前記第2送液モードでは、前記第2検出手段の出力に基づき前記第2タンクの液量が所定値以下になったと判定されると、前記第3送液モードに切り替えられる
    ことを特徴とする請求項1に記載の送液システム。
  3. 液体が貯留される第1タンクの下端に接続され、側方に伸びる第1送液通路と、
    前記第1送液通路に接続され、上方に伸びる第2送液通路と、
    前記第2送液通路に接続され、側方に伸びる第3送液通路と、
    前記第3送液通路の下流に接続される第2タンクと、
    前記第2タンクの下流に接続される第4送液通路と、
    前記第1および/または第2タンクを加圧するための加圧手段と、
    前記第2タンク内を減圧するための減圧手段と
    を備える送液システムにおける送液方法であって、
    前記加圧手段と前記減圧手段を制御して、前記第1タンクを加圧することにより前記第1タンク内の液体を前記第2タンクを介して前記第1タンクから前記第4送液通路へ連続して送液を行う第1送液モードの後、前記第1タンクから前記第2タンクへの送液を停止した状態で前記第2タンクを加圧することにより前記第2タンクが所定値以下になるまで前記第4送液通路へ前記第2タンク内の液体を送液する第2送液モードに切り替え、その後、前記第2タンクを減圧することにより前記第1送液通路から前記第3送液通路の間に残留する液体を前記第2タンクへと送液する第3送液モードに切り替える
    ことを特徴とする送液方法。
  4. 前記送液システムが、前記第1タンク内の液量を検出するための第1検出手段と、前記第2タンク内の液量を検出するための第2検出手段とを備え、
    前記第1送液モードでは、前記第1検出手段の出力に基づき前記第1タンクの液量が所定値以下になったと判定されると、前記第2送液モードに切り替えられ、
    前記第2送液モードでは、前記第2検出手段の出力に基づき前記第2タンクの液量が所定値以下になったと判定されると、前記第3送液モードに切り替えられる
    ことを特徴とする請求項3に記載の送液方法。
JP2019236308A 2019-12-26 2019-12-26 送液システムおよび送液方法 Active JP7332891B2 (ja)

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