JP2817045B2 - 連続精密計量給液装置 - Google Patents

連続精密計量給液装置

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JP2817045B2 JP63022842A JP2284288A JP2817045B2 JP 2817045 B2 JP2817045 B2 JP 2817045B2 JP 63022842 A JP63022842 A JP 63022842A JP 2284288 A JP2284288 A JP 2284288A JP 2817045 B2 JP2817045 B2 JP 2817045B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は化学・薬品製造業において、液体を精度良く
かつ無脈流にて連続的に計量給液する装置、特に写真感
光材料の製造における薬品混合あるいは混合液の塗布部
への給液に有効な液体の連続精密計量給液装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
化学・薬品製造業において、液体を精度良くかつ無脈
流にて連続的に計量給液する装置に用いられる精密定量
ポンプとしては、プランジャーポンプ、ギヤポンプ等が
ある。
しかしながらこれらのポンプは流量制御範囲がせい
ぜい1:10であり、流量範囲の広い用途には複数のポンプ
を必要とした。又脈流を完全に無くすことが出来ずポ
ンプ下流にバッファタンク等の緩衝手段を付加する必要
があった。又プランジャーポンプにおいて流量を円滑
に変化させながら制御することは困難でありギヤポン
プにおいては負荷圧力の影響を受けやすい等の欠点があ
った。
これらの精密定量ポンプの欠点を解消するため、本発
明者は、先に「液体充填容器、該容器内に押入される遊
嵌円筒及び該遊嵌円筒を容器内に送り込む駆動部等より
成る精密計量給液装置」(特開昭62−182623号公報参
照)を提案した。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら特開昭62−182623号公報に開示した精密
計量給液装置は、従来の諸ポンプの欠点を解消すること
は出来たが、小〜中量の送液は可能であっても大量の液
を連続給液することは出来なかった。
本発明の目的は、従来の欠点を解消し、流量制御範囲
が広く脈流を生ぜしめることなく、大量の液を連続的に
精密に計量し給液する装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
液体充填容器、該容器内に挿入される遊嵌円筒、及び
該遊嵌円筒を該容器内に送り込む駆動部から成る精密計
量給液ユニットを複数台備え、該各精密計量給液ユニッ
トの液吐出量を制御する流量制御部と、前記複数台の精
密計量給液ユニットの液吐出量の合計が時間を変数とし
た関数で表される設定流量となるように該各精密計量給
液ユニットの流量制御部の動作を重複させながら切替制
御を行う中央演算処理装置とを有することを特徴とする
連続精密計量給液装置によって達成される。
本発明における、液体充填容器(以下容器という)、
該容器内に挿入される遊嵌円筒(以下円筒という)、及
び該円筒を容器内に送り込む駆動部から成る精密計量給
液ユニットとは、特開昭62−182623号公報に開示したも
のであり、即ち、液体を充填する容器と、下部に液吐出
口を有するシールボックスを介して容器に押入され遊嵌
する円筒と、容器に送り込む該円筒を動力伝達用シャフ
トを介して駆動する駆動部とより成ることを特徴とする
精密計量給液装置をいう。
第5図は本発明に係わる精密計量給液ユニットの構成
図である。図によって説明すると、本発明の精密計量給
液ユニットは液体28を充填する容器21と下部に液吐出口
25を有するシールボックス26を介し容器21に押入され遊
嵌する円筒22と、容器21に送り込む円筒22を動力伝達シ
ャフト24を介して駆動する駆動部23と容器21に液体を充
填するための吸引口30とより構成されている。
容器21は注射器型シリンダーの如き内径精度をもつ必
要はなく、また必要に応じ図示の如き温調用ジャケット
を設けてもよい。容器21の上部はシールボックス26と締
着され、円筒22が容器21に押入される時気密を保つ。
円筒22の外径は全長に亘り均一であり精密に仕上げら
れ、円筒22は容器21の上面に鉛直に押入される如く作ら
れる。
動力伝達用シャフト24は駆動部23により円筒22を容器
21に送り込む役割をもつ、如何なる方式のものでもよい
がシャフトの表面に送りネジをもったネジ付きシャフト
が好ましい。シャフトの太さとネジのピッチを計量精度
に対し選定し設計する。
駆動部23は動力伝達シャフト24に正確な運転・停止の
運動を与えることが重要で、減速機とモータとより成
り、モータとしてパルスモータかDCサーボモータ又はAC
サーボモータが適当である。
次に精密計量給液ユニットの動作を説明すると、容器
21内の液体は、容器21内に押入された円筒22の体積分だ
け液吐出口25より容器21外に吐出される。従って円筒22
の押入される速度によって単位時間当り流量が決まる。
円筒22の外径は全長に亘り均一であり精密に仕上げられ
ており容器21の上面に鉛直に押入されるように作られて
いることからパルスモータ、DCサーボモータ又はACサー
ボモータの正確・精密な回転数制御と動力伝達用ネジ付
シャフトのピッチ精度とにより、送液速度が精密に調節
されるのである。
第1図は、本発明の全体の構成を示す図である。第1
図を参照しながら本発明の装置の作用を説明する。
本発明において上記精密計量給液ユニットを複数台備
え、該各精密計量給液ユニットの液吐出量を制御する流
量制御部と、前記複数台の精密計量給液ユニットの液吐
出量の合計が設定流量になるように該各精密計量給液ユ
ニットの流量制御部の動作を重複させながら切替制御を
行う中央演算処理装置とを有するとは、第1図に示すよ
うに、2台の精密計量給液ユニットA,Bを備え、(場合
によっては3台でも4台でもよい)各精密計量給液ユニ
ットA,Bの液吐出量は個々の流量制御部9,19が、中央演
算処理装置(CPU)10の指令によりそれぞれの円筒2,12
の送り速度を調節することにより流量制御する。通常各
精密計量給液ユニット(以下ユニットという)A,Bが充
分単独で消化し得る流量範囲においては、例えばユニッ
トAが当初給液している間はユニットBは円筒12を容器
11内より抜出すことにより容器11内に給液口16を通じて
液を補給し、更に容器11内に液を満たした状態でユニッ
トAとの切換えを待機する状態にある。ユニットAの容
器1内の液残量が一定量例えば500ccになったらユニッ
トBの円筒12の給液漸増の流量制御を中央演算処理装置
(CPU)10は流量制御部19に指令する。この時CPU10は同
時にユニットAの流量制御部9にも流量の変更を時間と
共に減量して行くことを指示し、ユニットA・Bの液吐
出量の合計が設定流量を保つように、各精密計量給液ユ
ニットA,Bの流量制御部の動作を調節させながら給液制
御を行うよう中央演算処理装置(CPU)が働く。
例えばその時の設定流量をQ(t)とすると Aの流量QA=(1−F(t))・Q(t) Bの流量QB=F(t)・Q(t) 但しF(t)は0から1までの連続的に変化する関数
である。F(t)の増加と共にAの流量は減少し、代っ
てBの流量が増加して合計が設定流量となる。F(t)
=1に達したところでAの流量は0になり、ユニットA
からユニットBへの切替が完了する。この切替は前記の
ユニットAの容器1内の液が全部なくならない内一定量
になったら中央演算処理装置の指令で流量制御部9,19は
それぞれユニットAよりの給液をユニットBに切換え
る、ユニットBが作動している間にユニットAの容器1
内に給液口6より液を高流速で吸引充填し、ユニットB
との切換を待機する。
ユニットの容器11内の残量が同様に或る値(例えば50
0cc)に達した時に、又ユニットAとBの役割が逆転し
た状態で上記操作が繰返えされながら、大量の液を連続
的に、ユニットAの容器の大きさに拘らず精密に計量し
給液することが出来る。
本発明の場合、設定流量Q(t)は時間の関数つまり
絶えず変動する関数である。
切替えに伴う流量の瞬間的変動(リップル)はバルブ
の選定、配管内圧力、駆動信号のタイミング調節等によ
り容易に解消することが出来る。
〔実 施 例〕
第1図に示す本発明の装置に用い 実施例−1 設定流量Q(t)=一定として、 QA=(1−F(t))・Q(t) QB=F(t)・Q(t)として容器1,11内の残液500c
cでユニットAとBを切換える様にCPU10より流量制御部
9,19に指示を与えて計量給液を行った。結果第2図のよ
うに一定の設定流量を連続して、流量の瞬間的変動なし
に給液することが出来た。
実施例−2 となる時間tminの関数として、a=200cc/min3/2,b=−
30cc/min2,c=500cc/minと設定し、容器1,11内の残液50
0ccでユニットAとBを切換える様にCPU10より流量制御
部9,19に指示を与えて計量給液を行った結果第3図に示
すような経時的に変化する流量を連続して流量の瞬間的
変動なしに給液することが出来た。
実施例−3 設定流量Q(t)1,800cc/min,4min間、Q(t)2,60
0cc/min,6min間、の流量変化の組み合わせをステップ関
数で設定し、容器1,11内の残液500ccでユニットAとB
を切換える様にCPU10より流量制御部9,19に指示を与え
て計量給液を行った結果、第4図に示すような流量を連
続して、流量の瞬間的変動なしに給液することが出来
た。
以上の実施例において容器内に液を補給する吸引流量
を75/minにとり、液体充填容器が再び満たされ待機状
態になる時間を約16secとした。
又流量設定範囲は10cc/minより20/minが可能となり
1:2000の広い範囲にすることが出来た。流量精度は最小
設定流量10cc/min設定時で0.1cc/minであった。また負
荷圧力は5kg/cm2以内であれば流量精度に影響がなかっ
た。
〔発明の効果〕
本発明は液体充填容器、該容器内に押入される遊嵌円
筒、及び該遊嵌円筒を該容器内に送り込む駆動部から成
る精密計量給液ユニットを複数台備え、該各精密計量給
液ユニットの液吐出量を制御する流量制御部と、前記複
数台の精密計量給液ユニットの液吐出量の合計が設定流
量となるように該各精密計量給液ユニットの流量制御部
の動作を重複させながら切換制御を行う中央演算処理装
置とを有することを特徴とする液体の連続精密計量給液
装置によって、流量制御範囲を広く、脈流を生ぜしめる
ことなく液体を連続的に精密に計量し給液することが出
来るようになり、製品品質の向上,設備の単純化に貢献
することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の液体の連続精密計量給液装置の1実施
例のフローシート図、第2,3,4図は本発明の装置を使用
した使用例の流量対時間のグラフ、第5図は本発明に係
わる精密計量給液ユニットの説明図である。 1,11,21……容器 2,12,22……円筒 3,13,23……駆動部 9,19……流量制御部 10……中央演算処理装置(CPU)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−182623(JP,A) 特開 昭59−25095(JP,A) 特開 昭55−119711(JP,A) 特開 昭62−152001(JP,A) 実開 昭58−2378(JP,U) 特公 昭58−34675(JP,B2) 特公 昭53−39041(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体充填容器、該容器内に挿入される遊嵌
    円筒、及び該遊嵌円筒を該容器内に送り込む駆動部から
    成る精密計量給液ユニットを複数台備え、該各精密計量
    給液ユニットの液吐出量を制御する流量制御部と、前記
    複数台の精密計量給液ユニットの液吐出量の合計が時間
    を変数とした関数で表される設定流量となるように該各
    精密計量給液ユニットの流量制御部の動作を重複させな
    がら切替制御を行う中央演算処理装置とを有することを
    特徴とする連続精密計量給液装置。
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FR2699670B1 (fr) * 1992-12-21 1995-03-10 Erca Dispositif de dosage multi-produit.
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