JP5483353B2 - 多液混合装置 - Google Patents
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本発明によれば、複数の個別バルブの開閉を切り替えることで、往復ポンプから吐出された複数の液剤を交互又は順次に共用流路に投入して混合し、個別バルブを開弁して液剤の投入が開始した後は、プランジャがその往復行程における死点に達する前にその個別バルブを閉弁状態に切り替えて液剤投入を停止し、個別バルブを閉弁してから次回の液剤投入のために開弁するまでの間に、電磁弁を切り替えてプランジャの次回投入時の移動方向を反転させる。
個別バルブを閉弁してから次回の投入のために開弁するまでの間、プランジャの移動方向が閉弁前とは逆向きとなるようにエア圧の作用形態を変更し、プランジャに付与されるエア圧によって専用流路内の液剤を加圧状態に保持するので、液剤の投入を再開した直後から、液剤は正規の圧力で吐出される。これにより、液剤の圧力低下に起因する混合比の狂いが防止される。
以下、本発明を具体化した実施形態1を図1乃至図11を参照して説明する。本実施形態では多液混合装置1を塗装装置に適用した例を説明する。図9に示すように、塗装装置は、多液混合装置1と塗装ガン70とを備えて構成されている。多液混合装置1は、主剤と硬化剤を流動させながら両者を混合することによって塗料を生成し、この生成された塗料を塗装ガン70に供給するようになっている。
多液混合装置1は、共用流路2と、共用流路2の上流端に設けられた混合バルブ5と、混合バルブ5を介して主剤を共用流路2に圧送する主剤圧送装置6Mと、混合バルブ5を介して硬化剤を共用流路2に圧送する硬化剤用圧送装置6Hと、混合バルブ5と後述するプランジャポンプ30を制御するための制御手段60を備えて構成されている。塗装ガン70には共用流路2の下流端が接続され、共用流路2の途中には、共用流路2に投入された主剤と硬化剤の混合促進を図るためのミキサ3(ミキシングホース)が設けられている。主剤と硬化剤は、ミキサ3を通過する間に混合されて塗料となる。
混合バルブ5は、主剤用バルブ5M(本発明の構成要件である個別バルブ)と硬化剤用バルブ5H(本発明の構成要件である個別バルブ)とを備えて構成されている。主剤用バルブ5Mは、主剤流入口5Maから主剤流出口5Mbへの主剤の流動を許容する開弁状態と、主剤流入口5Maから主剤流出口5Mbへの主剤の流動を遮断する閉弁状態との間で切り替わるようになっている。硬化剤用バルブ5Hは、硬化剤流入口5Haから硬化剤流出口5Hbへの硬化剤の流動を許容する開弁状態と、硬化剤流入口5Haから硬化剤流出口5Hbへの硬化剤の流動を遮断する閉弁状態との間で切り替わるようになっている。主剤用バルブ5Mと硬化剤用バルブ5Hの開閉動作は、制御手段60の制御によって行われるようになっている。
主剤圧送装置6Mは、主剤タンク7Mと、主剤タンク7Mに貯留されている主剤を共用流路2側へ圧送するためのプランジャポンプ30(本発明の構成要件である往復ポンプ)と、主剤流路8M(本発明の構成要件である専用流路)とを有する。主剤流路8Mは主剤のみを流動させるためのものであり、その上流端は、プランジャポンプ30の吐出口43(図4,5を参照)に接続され、主剤流路8Mの下流端は混合バルブ5の主剤流入口5Maに接続されている。主剤流路8Mの途中には、圧力計51Mが設けられている。
硬化剤用圧送装置6Hは、硬化剤タンク7Hと、硬化剤タンク7Hに貯留されている硬化剤を共用流路2側へ圧送するためのプランジャポンプ30と、硬化剤流路8H(本発明の構成要件である専用流路)とを有する。硬化剤流路8Hは、硬化剤のみを流動させるための流路であり、その上流端は、プランジャポンプ30の吐出口43に接続され、硬化剤流路8Hの下流端は混合バルブ5の硬化剤流入口5Haに接続されている。硬化剤流路8Hの途中には、圧力計51Hと硬化剤用レギュレータ52が設けられている。
プランジャポンプ30(往復ポンプ)は、主剤流路8Mと硬化剤流路8Hに個別に設けらており、主剤用のプランジャポンプ30と硬化剤用のプランジャポンプ30は同じ構造のものである。プランジャポンプ30は、加圧エアを駆動源として電磁弁50A,50Bにより吐出動作を制御する復動式のポンプであって、図1,2に示すように、エアモータ31と、ポンプ本体36と、位置検出装置10を構成する検出プレート11と、位置検出装置10を構成する光センサ20の発光部26及び受光部27とを備えて構成されている。
エアモータ31は、図3に示すように、シリンダ32内を上下動可能なピストン33により上部加圧室32Aと下部加圧室32Bとに仕切った構造である。上部加圧室32Aには、シリンダ32内に形成した下降用エア圧送路34Aが連通され、下部加圧室32Bには、シリンダ32内に形成した上昇用エア圧送路34Bが連通されている。下降用エア圧送路34Aと上昇用エア圧送路34Bには、図9に示す共通のエア圧送源53から共用エア圧送路54を介して加圧エアが圧送されるようになっている。
ポンプ本体36は、図4及び図5に示すように、ポンプ室37を上下動可能なプランジャ38により上部ポンプ室37Aと下部ポンプ室37Bとに区画したものである。プランジャ38には、ロッド35の下端部が一体に移動するように固着されており、したがって、上部ポンプ室37Aの容積の一部は、ロッド35の一部で占められている。プランジャ38は、図4に示す上死点位置と、図5に示す下死点位置との間で、上下方向に往復移動するようになっている。そして、このプランジャ38の上下動に伴い、上部ポンプ室37Aと下部ポンプ室37Bの容積が交互に増減するようになっている。
位置検出装置10は、検出プレート11と、光センサ20とを備えて構成されている。検出プレート11は、所定形状に打ち抜いた金属板材に、レーザー光による穿孔加工と、曲げ加工とを施して成形されており、全体として上下方向(ロッド35の移動方向と平行な方向)に細長く延びた形態である。図6,7に示すように、検出プレート11は、上下方向(後述する貫通孔16の並び方向)に細長い被検出用板部12と、被検出用板部12の上端部に連なった取付用板部14とを備えている。
本実施形態の多液混合装置1では、プランジャポンプ30と混合バルブ5の切り替えによって主剤と硬化剤を、所定量ずつ共用流路2へ交互に投入するようにしたものである。そして、主剤と硬化剤の投入量の割合(混合比)は、主剤の方が、硬化剤よりも2倍以上多くなるように設定されている。また、1回当たりの主剤の投入量は、プランジャ38の片道行程(上下両死点間を移動する行程)における主剤の最大吐出量よりも少ない量に設定されている。尚、上昇行程と下降行程で主剤の最大吐出量が相違する場合は、少ない側の行程における最大吐出量よりも、1回の主剤の投入量の方がが少なくなるように設定される。
次に、主剤と硬化剤を混合する際のプランジャポンプ30と混合バルブ5の作動を、図11のタイミングチャートを参照して説明する。主剤と硬化剤を混合する際には、予め、全ての電磁弁50A,50Bを排気状態にするとともに、主剤用バルブ5Mと硬化剤用バルブ5Hを閉弁状態にしておき、主剤側と硬化剤側のロッド35とプランジャ38を下死点(原点位置)で待機させておく。そして、エア供給源53から主剤用と硬化剤用の両プランジャポンプ30のエアモータ31に対し、所定圧力の加圧エアの圧送を開始する。このエアの圧送は、本装置の運転が終了するまで継続される。
本実施形態の多液混合装置1は、共用流路2と、混合バルブ5と、プランジャポンプ30(往復ポンプ)と、制御手段60とを備えて構成されている。混合バルブ5は、主剤のみを流動させる主剤流路8M(専用流路)と共用流路2との間を開閉する主剤用バルブ5M(個別バルブ)と、硬化剤のみを流動させる硬化剤流路8H(専用流路)と共用流路2との間を開閉する硬化剤用バルブ5H(個別バルブ)とを有している。プランジャポンプ30(往復ポンプ)は、主剤流路8Mと硬化剤流路8Hに個別に設けらており、プランジャ38を往復駆動して往動と復動の両行程(上昇行程と下降行程)で主剤又は硬化剤を吐出するようになっている。また、プランジャポンプは下降用電磁弁50Aと上昇用電磁弁50Bとを備えており、この両電磁弁50A,50Bにより、プランジャ38の往動と復動の向きを切り替えるようになっている。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、プランジャの1回の往動行程及び復動行程で、硬化剤の投入が2回行われる場合について説明したが、プランジャの1回の往動行程及び復動行程で行われる硬化剤の投入回数は、1回であってもよく、3回以上であってもよい。
(2)上記実施形態では、主剤用バルブ(個別バルブ)を閉弁状態に切り替えて主剤の投入を停止するのと同時に、電磁弁によるエア圧の作用形態を変更してプランジャの移動方向を切り替えるようにしたが、電磁弁によるエア圧の作用形態の変更は、主剤用バルブ(個別バルブ)を閉弁状態に切り替えて主剤の投入を停止した後に行うようにしてもよい。
(3)上記実施形態では、硬化剤用バルブ(個別バルブ)を閉弁状態に切り替えて硬化剤の投入を停止するのと同時に、電磁弁によるエア圧の作用形態を変更してプランジャの移動方向を切り替えるようにしたが、電磁弁によるエア圧の作用形態の変更は、硬化剤用バルブ(個別バルブ)を閉弁状態に切り替えて硬化剤の投入を停止した後に行うようにしてもよい。
(4)上記実施形態では、混合される液剤が主剤と硬化剤の2種類である場合について説明したが、本発明は、混合される液剤は3種類以上である場合にも適用できる。
(5)上記実施形態では、主剤と硬化剤を混合して塗料が生成される場合について説明したが、本発明は、液剤の混合物が塗料以外のものである場合にも適用できる。
(6)上記実施形態では、1つのプランジャポンプに上昇用電磁弁と下降用電磁弁を1つずつ設けたが、1つのプランジャポンプに複数の上昇用電磁弁と複数の下降用電磁弁を設けてもよい。
5…混合バルブ
5M…主剤用バルブ(個別バルブ)
5H…硬化剤用バルブ(個別バルブ)
8M…主剤流路(専用流路)
8H…硬化剤流路(専用流路)
30…プランジャポンプ(往復ポンプ)
38…プランジャ
50A…下降用電磁弁
50B…上昇用電磁弁
60…制御部
62…プランジャ位置検出部
63…バルブ制御部
64…電磁弁制御部
Claims (2)
- 共用流路と、
複数の液剤を個別に流動させる複数の専用流路と、
前記専用流路と前記共用流路との間を開閉する複数の個別バルブが前記専用流路毎に個別に設けられている混合バルブと、
前記複数の専用流路に個々に設けられ、プランジャを往復移動させて往動と復動の両行程で液剤を吐出するとともに、電磁弁の切替により前記プランジャの往動と復動の向きを反転させるようになっている往復ポンプと、
前記混合バルブの開閉動作と前記往復ポンプの吐出動作を制御する制御手段とを備えており、
前記制御手段は、
前記プランジャの往復行程における位置と、前記プランジャの移動方向を検出するプランジャ位置検出部と、
前記プランジャ位置検出部における検出結果に基づき、前記共用流路に対する複数の液剤の投入動作が交互又は順次に行われるように、前記複数の個別バルブを開閉させ、且つ前記個別バルブを開弁して液剤の投入が開始した後は、前記プランジャがその往復行程における死点に達する前にその個別バルブを閉弁状態に切り替えて液剤投入を停止させるバルブ制御部と、
前記個別バルブを閉弁してから次回の液剤投入のために開弁するまでの間に、前記電磁弁を切り替えて前記プランジャの次回投入時の移動方向を反転させる電磁弁制御部とを備えていることを特徴とする多液混合装置。 - 前記往復ポンプは、エア圧の作用によって前記プランジャを往復駆動させるようになっており、
前記電磁弁は、前記プランジャに対するエア圧の作用形態を変更することで前記プランジャの往動と復動の向きを切り替えるようになっており、
前記個別バルブを閉弁してから次回の液剤投入のために開弁するまでの間は、前記プランジャの移動方向が閉弁前とは逆向きとなるようにエア圧の作用形態を変更し、前記プランジャに付与されるエア圧によって前記専用流路内の液剤を加圧状態に保持するようになっていることを特徴とする請求項1記載の多液混合装置。
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