JP5838014B2

JP5838014B2 - 流体混合装置

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Publication number: JP5838014B2
Application number: JP2012247180A
Authority: JP
Inventors: 和明宗形; 泰嗣伊藤; 幸春榎本; 智花野
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2032-11-09
Also published as: JP2014094343A

Description

本発明は、複数種類の液状主剤から少なくとも１つの液状主剤を選択して他の液体と混合させる流体混合装置であって、特にその流体混合装置を小型化させる技術に関する。

複数種類のウレタン樹脂などの液状樹脂から成る液状主剤から少なくとも１つの液状主剤を選択してその液状主剤と他の液体とを混合させる流体混合装置として、例えば特許文献１、２に示すように、液状主剤と他の液体例えばその液状主剤を硬化させるための液状の硬化剤とを混合させるものが知られている。このような特許文献１、２の流体混合装置では、前記液状主剤と前記硬化剤とを混合させる混合機と、その混合機内に前記液状主剤を供給するために前記混合機に接続された主剤供給管路と、前記混合機内に前記硬化剤を供給するために前記混合機に接続された硬化剤供給管路とが備えられており、その主剤供給管路および硬化剤供給管路には、それら供給管路内の液体(前記液状主剤、前記硬化剤）を洗浄するために供給管路内に洗浄液を注入する洗浄液注入弁がそれぞれ設けられている。

ところで、上記のような流体混合装置では、複数種類の液状主剤をそれぞれ注入する複数の液状主剤注入弁と、前記混合機内に複数種類の液状主剤をそれぞれ供給するために前記混合機に接続された複数本の主剤供給管路と、それら複数本の主剤供給管路内の液体主剤をそれぞれ洗浄するために主剤供給管路内に洗浄液を注入する複数の洗浄液注入弁とが設けられている。

特開２００９−１３６８４０号公報特開２００４−１５４６４０号公報

しかしながら、上記のような流体混合装置において、使用する前記液状主剤の種類が増えるに従って、前記液状主剤注入弁と前記混合機とを接続する複数本の主剤供給管路と、それらの内部の前記液状主剤を洗浄する洗浄液注入弁とが増加するので、上記のような流体混合装置が大型化してしまう問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、主剤供給管路および洗浄液注入弁の数を好適に減少させて流体混合装置を小型化させる流体混合装置を提供することにある。

かかる目的を達成するための本発明の流体混合装置の要旨とするところは、(a) 複数種類の液状主剤から少なくとも１つの液状主剤を選択してその液状主剤と他の液体とを混合させる流体混合装置であって、(b) 一端に吐出口を有する長手状の注入空間が内部に形成された注入機本体と、(c) 前記注入機本体の他端に設けられ、前記長手状の注入空間の他端から洗浄液を注入する洗浄液注入弁と、(d) 前記注入機本体の側方に設けられ、前記長手状の注入空間の側方から複数種類の液状主剤をそれぞれ注入する複数の液状主剤注入弁と、(e) 前記洗浄液注入弁に供給管路を通して前記洗浄液を供給するポンプと、(f) 前記供給管路に接続され前記供給管路内にエアを供給させるエア供給弁と、(g) 前記供給管路において前記ポンプおよび前記エア供給弁と前記洗浄液注入弁との間に設けられ、前記供給管路内のエアを排出させるエア排出弁とを備え、(h) 前記液状主剤注入弁からの第１液状主剤の注入が停止させられた状態で、前記エア供給弁からのエアが混入した前記洗浄液を前記洗浄液注入弁から注入することによって前記注入空間内が洗浄され、(i) 前記液状主剤注入弁から第２液状主剤が注入されるに際しては、前記洗浄液注入弁が開かれた状態において、前記エア供給弁が閉じられ且つ前記エア排出弁が１時的に開かれて前記注入空間内のエアが排出されることにある。

本発明の流体混合装置によれば、(b) 一端に吐出口を有する長手状の注入空間が内部に形成された注入機本体と、(c) 前記注入機本体の他端に設けられ、前記長手状の注入空間の他端から洗浄液を注入する洗浄液注入弁と、(d) 前記注入機本体の側方に設けられ、前記長手状の注入空間の側方から複数種類の液状主剤をそれぞれ注入する複数の液状主剤注入弁と、(e) 前記洗浄液注入弁に供給管路を通して前記洗浄液を供給するポンプと、(f) 前記供給管路に接続され前記供給管路内にエアを供給させるエア供給弁と、(g) 前記供給管路において前記ポンプおよび前記エア供給弁と前記洗浄液注入弁との間に設けられ、前記供給管路内のエアを排出させるエア排出弁とを備え、(h) 前記液状主剤注入弁からの第１液状主剤の注入が停止させられた状態で、前記エア供給弁からのエアが混入した前記洗浄液を前記洗浄液注入弁から注入することによって前記注入空間内が洗浄され、(i) 前記液状主剤注入弁から第２液状主剤が注入されるに際しては、前記洗浄液注入弁が開かれた状態において、前記エア供給弁が閉じられ且つ前記エア排出弁が１時的に開かれて前記注入空間内のエアが排出される。このため、前記複数の液状主剤注入弁から前記注入機本体の注入空間内にそれぞれ注入された前記液状主剤が、前記洗浄液注入弁によって前記注入機本体の他端から注入した洗浄液により洗浄されて吐出口から排出される。このため、従来のように流体混合機に接続された複数本の主剤供給管路を介して複数の洗浄液注入弁を設け、それら複数本の主剤供給管路内の液状主剤をそれぞれ洗浄する必要がなくなるので、洗浄液注入弁および主剤供給管路の数を好適に減少させて流体混合装置を小型化させることができる。

ここで、好適には、(a) 前記液状主剤注入弁は、前記注入空間に開口する出力ポートと、その出力ポート内に摺動可能に嵌合し閉弁時に前記注入空間に到達する押出部とを備えており、(b) 前記押出部が前記出力ポート内に嵌め入れられて前記液状主剤注入弁が閉弁することにより、その押出部によって前記液状主剤が前記出力ポート内から前記注入空間へ押し出される。このため、前記液状主剤注入弁が閉弁してその液状主剤注入弁からの前記液状主剤の注入が停止させられた状態で、前記洗浄液注入弁によって前記注入機本体の注入空間内の前記液状主剤が洗浄されると、前記出力ポート内の液状主剤が速やかに洗浄される。これによって、例えば、複数種類の液状主剤の一つが選択された後に他の種類の液状主剤が選択される液状主剤の切替が速やかに行われるとともに、前記液状主剤の混入が防止される。

また、好適には、前記洗浄液注入弁は、弁子が着座する円錐状着座面と、その円錐状着座面の中央穴から離れるほど拡径するテーパ状先端ノズル面とが設けられている。このため、前記洗浄液注入弁において、前記円錐状着座面の中央穴から前記洗浄液が噴射されると前記テーパ状先端ノズル面により拡散されて、前記注入機本体の前記注入空間内の壁面において前記液状主剤が好適に洗浄される。

また、好適には、(a) 前記他の液体は、前記液状主剤を硬化させる液状の硬化剤であり、(b) 前記硬化剤と前記液状主剤とは、スタティックミキサーによって混合される。このような駆動装置を備えないスタティックミキサーによって、前記硬化剤と前記液状主剤とが混合されるので、例えばモータ等の駆動装置を用いて前記硬化剤と前記液状主剤とが混合されるものに比較して、その駆動装置からの熱が前記硬化剤と前記液状主剤とが混合された混合液に伝えられないので、前記硬化剤と前記液状主剤とが混合された際の流体混合反応例えば発熱反応、固化反応等が好適に防止される。

本発明が好適に適用された液体混合装置の構成を示す図である。図１の液体混合装置に設けられた注入機本体と、その注入機本体に設けられた複数の液状主剤注入弁および洗浄液注入弁とを示す図である。図２のIII-III視断面図である。図２の複数の液状主剤注入弁のうちの一つの液状主剤注入弁の構成を示す断面図であり、その液状主剤注入弁の閉弁時を示すものである。図２の複数の液状主剤注入弁のうちの一つの液状主剤注入弁の構成を示す断面図であり、その液状主剤注入弁の開弁時を示すものである。図１の液体混合装置に設けられたスタティックミキサーの構成を示す断面図である。図２の洗浄液注入弁の構成を示す断面図であり、その洗浄液注入弁の閉弁時を示すものである。図２の洗浄液注入弁の構成を示す断面図であり、その洗浄液注入弁の開弁時を示すものである。図１の液体混合装置において、複数種類の液状主剤の一つが選択されその後その液状主剤と異なる液状主剤が選択された時におけるその液体混合装置の各部の作動を説明するタイムチャートである。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用された液体混合装置１０の構成を示す図である。図１に示すように、液体混合装置１０は、例えば顔料により着色された色がそれぞれ異なる複数種類(本実施例では７種類)の液状主剤から１つの液状主剤を選択してその液状主剤とその液状主剤を硬化させる液状の硬化剤(他の液体)とを混合するものである。なお、上記液状主剤はたとえばポリオールであり、上記液状の硬化剤はたとえばポリイソシアネートである。また、液体混合装置１０によって混合された混合液は、図示しない塗工機に供給されて例えば織・編布及び不織布、含浸布等の基布に塗布される合成皮革用塗工液として使用される。

図１に示すように、液体混合装置１０には、複数種類の色にそれぞれ着色された液状主剤をそれぞれ貯溜する複数の貯溜タンク１２と、その貯溜タンク１２内の液状主剤を液状主剤注入弁１４へ圧送する例えば良く知られたスネークポンプ等の供給ポンプ１６とが備えられている。なお、貯溜タンク１２と液状主剤注入弁１４との間には、貯溜タンク１２内の液状主剤を液状主剤注入弁１４内に供給する供給管路１８と、その供給管路１８により液状主剤注入弁１４内に供給された液状主剤を貯溜タンク１２内に循環する循環管路２０とが接続されている。なお、供給管路１８には、その供給管路１８内を圧送する液状主剤の流量を計測する良く知られたコリオリ式の流量計２２が備えられている。なお、図１に示すように、流体混合装置１０において、複数設けられた、貯溜タンク１２、液状主剤注入弁１４、供給ポンプ１６、供給管路１８、循環管路２０、流量計２２は、それぞれの貯溜タンク１２内に貯溜された液状主剤の色がそれぞれ異なる点で相違するだけであり、その他の構成はそれぞれ略同様である。

複数(本実施例では７個)の液状主剤注入弁１４は、図１乃至図３に示すように、長手状の注入機本体２４の側方に設けられ、その注入機本体２４の内部に形成された長手状の注入空間２４ａ(図２参照)の側方から複数種類の液状主剤をそれぞれ注入空間２４ａへ注入する。また、液状主剤注入弁１４では、図４および図５に示すように、貯溜タンク１２から圧送された液状主剤を注入機本体２４の注入空間２４ａ内へ注入させる第１位置と、貯溜タンク１２から圧送された液状主剤を貯溜タンク１２に循環させる第２位置とに弁子２６を移動させることによって、供給ポンプ１６によって圧送された液状主剤の流れが切り替えられるようになっている。

液状主剤注入弁１４には、図４および図５に示すように、長手状のバルブボデー１４ａと、そのバルブボデー１４ａの長手方向に弁子２６が移動可能にバルブボデー１４ａに穿設された長手状のシリンダボア２８と、そのシリンダボア２８の一端部２８ａに開口し供給管路１８内と連通する供給穴１４ｂと、シリンダボア２８の一端部２８ａに開口し循環管路２０内と連通する循環穴１４ｃと、シリンダボア２８の一端部２８ａに開口し注入機本体２４の注入空間２４ａ内と連通する円柱状空間である出力ポート１４ｄと、シリンダボア２８の他端部２８ｂにおいて弁子２６の注入機本体２４側とは反対側の端部に形成された略円柱状の第１ランド２６ａによって仕切られた第１室２８ｃ(図４参照)および第２室２８ｄ(図５参照)と、シリンダボア２８の第１室２８ｃに空圧を供給或いはその第１室２８ｃから空圧を抜くためにバルブボデー１４ａに形成された第１エア入出経路１４ｅと、シリンダボア２８の第２室２８ｄに空圧を供給或いはその第２室２８ｄから空圧を抜くためにバルブボデー１４ａに形成された第２エア入出経路１４ｆとが備えられている。

このため、液状主剤注入弁１４では、図４に示すように、第１エア入出経路１４ｅから第１室２８ｃに空圧が供給されるとともに第２室２８ｄから第２エア入出経路１４ｆを介して空圧が抜かれることによって、弁子２６が注入機本体２４に接近する方向に移動すると、弁子２６の注入機本体２４側の端部に形成された略円柱形状の第２ランド２６ｂとその第２ランド２６ｂの先端部に固設された円柱形状の押出部２６ｃとによりバルブボデー１４ａの出力ポート１４ｄが塞がれバルブボデー１４ａの供給穴１４ｂと循環穴１４ｃとがシリンダボア２８を介して連通するので、貯溜タンク１２から圧送された液状主剤が液状主剤注入弁１４を介して貯溜タンク１２に循環される。なお、図４は、液状主剤注入弁１４の閉弁時を示すものであり、その閉弁時には弁子２６の位置が上述した第２位置となる。

また、液状主剤注入弁１４では、図５に示すように、第２エア入出経路１４ｆから第２室２８ｄに空圧が供給されるとともに第１室２８ｃから第１エア入出経路１４ｅを介して空圧が抜かれることによって、弁子２６が注入機本体２４から離間する方向に移動すると、弁子２６の第２ランド２６ｂによってバルブボデー１４ａの供給穴１４ｂと循環穴１４ｃとを連通していたシリンダボア２８が塞がれバルブボデー１４ａの供給穴１４ｂと出力ポート１４ｄとがシリンダボア２８を介して連通するので、貯溜タンク１２から圧送された液状主剤が液状主剤注入弁１４を介して注入機本体２４の注入空間２４ａ内に注入される。なお、図５は、液状主剤注入弁１４の開弁時を示すものであり、その開弁時には弁子２６の位置が上述した第１位置となる。

液状主剤注入弁１４には、図４および図５に示すように、長手状のバルブボデー１４ａの注入機本体２４側の端部に形成された円柱形状の出力ポート１４ｄを内部に有する管状の出力管部１４ｇと、その出力管部１４ｇの出力ポート１４ｄの内周面に摺動可能に嵌合し液状主剤注入弁１４の閉弁時にすなわち弁子２６が第２位置へ移動させられた時に図２に示すように先端面２６ｄが注入空間２４ａに到達する押出部２６ｃとが備えられている。このため、例えば、液状主剤注入弁１４が開弁して液状主剤が出力管部１４ｇの出力ポート１４ｄから注入機本体２４の注入空間２４ａへ注入された後において、液状主剤注入弁１４が閉弁して弁子２６の押出部２６ｃが出力管部１４ｇ内に嵌め入れられることにより、出力管部１４ｇ内にあった液状主剤が押出部２６ｃによって出力管部１４ｇ内から注入空間２４ａへ押し出される。

長手状の注入機本体２４には、図２および図３に示すように、その注入機本体２４の側方に液状主剤注入弁１４の出力管部１４ｇを嵌め入れる複数の嵌合穴２４ｂが穿設されており、液状主剤注入弁１４は、その出力管部１４ｇが注入機本体２４の嵌合穴２４ｂに嵌め入れた状態で締結部材であるボルト２５(図２参照)によって注入機本体２４に固定されている。なお、注入機本体２４では、その注入機本体２４の長手方向において同じ位置に４つ嵌合穴２４ｂが２箇所につまり計８つの嵌合穴２４ｂ(８つの嵌合穴２４ｂのうち一つの嵌合穴２４ｂは図３に示すように塞がれている)が設けられており、例えば、複数の嵌合穴２４ｂが注入機本体２４の長手方向に１列に設けられているに比べて注入機本体２４の長手方向の寸法すなわち注入空間２４ａの長手方向の長さが好適に短くなる。

図１に示すように、流体混合装置１０には、複数種類の液状主剤を硬化させる液状の硬化剤を貯溜する貯溜タンク２９と、その貯溜タンク２９内の硬化剤を混合機３０の混合空間３０ａ内へ圧送する例えば良く知られたスネークポンプ等の供給ポンプ３２とが備えられている。なお、貯溜タンク２９と混合機３０との間には、貯溜タンク２９内の硬化剤を混合機３０の混合空間３０ａ内へ供給する供給管路３４と、その供給管路３４内に供給された硬化剤を貯溜タンク２９内へ循環する循環管路３６とが接続されており、供給管路３４と循環管路３６とにそれぞれ設けられた一対の切替弁３８および４０をそれぞれ切り換えることによって、貯溜タンク２９に貯溜された硬化剤が混合機３０の混合空間３０ａ内へ供給されるか、或いは貯溜タンク２９内へ循環される。また、供給管路３４には、その供給管路１８内を圧送する硬化剤の流量を計測する良く知られたコリオリ式の流量計４２が備えられている。

また、図１に示すように、混合機３０には、混合空間３０ａ内へ供給された液状主剤と硬化剤とを攪拌混合させるスタティックミキサー４４が備えられている。また、スタティックミキサー４４には、図６に示すように、円柱状の挿通穴４４ａを内部に有する円筒形状の円筒部材４４ｂと、その円筒部材４４ｂの挿通穴４４ａ内の長手方向において複数の第１エレメント４４ｃと第２エレメント４４ｄとが軸心Ｃ１方向に交互に備えられており、混合空間３０ａ内に液状主剤と硬化剤とが供給されて円筒部材４４ｂ内にその液状主剤および硬化剤が流入すると、第１エレメント４４ｃおよび第２エレメント４４ｄが軸心Ｃ１に対して右まわりおよび左まわりにそれぞれ１８０°回転してその液状主剤と硬化剤とが順次攪拌混合される。なお、スタティックミキサー４４によって攪拌混合された混合液は、スタティックミキサー４４より下流に設けられた切替弁４６(図１参照)によって、塗工機に供給されるか、或いは流体混合装置１０から排出されるようになっている。

図１に示すように、流体混合装置１０には、洗浄液を貯溜する貯溜タンク４８と、その貯溜タンク４８内の洗浄液を洗浄液注入弁５０へ圧送するエアクッションポンプ５２と、その洗浄液注入弁５０と貯溜タンク４８との間に接続された貯溜タンク４８内の洗浄液を洗浄液注入弁５０内に供給する供給管路５４と、その供給管路５４内にエアを供給させるエア供給弁５６と、その供給管路５４内のエアを排出させるエア排出弁５８とが備えられている。

洗浄液注入弁５０は、図２に示すように、長手状の注入機本体２４の混合機３０側とは反対側の端(他端)に設けられ、注入機本体２４の長手状の注入空間２４ａの混合機３０側とは反対側の端から洗浄液を注入して、その注入機本体２４の混合機３０側の端に開口した吐出口２４ｃから混合機３０の混合空間３０ａへ吐出されるようになっている。洗浄液注入弁５０では、図７および図８に示すように、貯溜タンク４８から圧送された洗浄液を注入機本体２４の注入空間２４ａ内へ注入させる第１位置と、貯溜タンク４８から圧送された洗浄液を注入空間２４ａ内へ注入させない第２位置とに弁子６０を移動させることによって、エアクッションポンプ５２によって圧送された洗浄剤の流れが切り替えられるようになっている。

また、洗浄液注入弁５０には、長手状のバルブボデー５０ａと、そのバルブボデー５０ａの長手方向に弁子６０が移動可能にバルブボデー５０ａに穿設された長手状のシリンダボア６２と、そのシリンダボア６２の一端部６２ａに開口し供給管路５４内と連通する供給穴５０ｂと、シリンダボア６２の一端部６２ａに開口し注入機本体２４の注入空間２４ａ内と連通する出力ポート５０ｃと、シリンダボア６２の他端部６２ｂにおいて弁子６０の注入機本体２４側とは反対側の端部に形成された略円柱形状の第１ランド６０ａによって仕切られた第１室６２ｃ(図７参照)および第２室６２ｄ(図８参照)と、シリンダボア６２の第１室６２ｃに空圧を供給或いはその第１室６２ｃから空圧を抜くためにバルブボデー５０ａに形成された第１エア入出経路５０ｄと、シリンダボア６２の第２室６２ｄに空圧を供給或いはその第２室６２ｄから空圧を抜くためにバルブボデー５０ａに形成された第２エア入出経路５０ｅとが備えられている。

このため、洗浄液注入弁５０では、図７に示すように、第１エア入出経路５０ｄから第１室６２ｃに空圧が供給されるとともに第２室６２ｄから第２エア入出経路５０ｅを介して空圧が抜かれることによって、弁子６０が注入機本体２４に接近する方向に移動すると、弁子６０の注入機本体２４側の端部に形成された略円柱形状の第２ランド６０ｂによりバルブボデー５０ａの出力ポート５０ｃが塞がれるので、貯溜タンク４８から圧送された洗浄液が注入機本体２４の注入空間２４ａ内へ注入されるのが阻止される。なお、図７は、洗浄液注入弁５０の閉弁時を示すものであり、その閉弁時には弁子６０の位置が上述した第２位置となる。

また、洗浄液注入弁５０では、図８に示すように、第２エア入出経路５０ｅから第２室６２ｄに空圧が供給されるとともに第１室６２ｃから第１エア入出経路５０ｄを介して空圧が抜かれることによって、弁子６０が注入機本体２４から離間する方向に移動すると、バルブボデー５０ａの供給穴５０ｂと出力ポート５０ｃとがシリンダボア６２を介して連通するので、貯溜タンク４８から圧送された洗浄液が洗浄液注入弁５０を介して注入機本体２４の注入空間２４ａ内へ注入される。なお、図８は、洗浄液注入弁５０の開弁時を示すものであり、その開弁時には弁子６０の位置が上述した第１位置となる。

洗浄液注入弁５０は、図７および図８に示すように、長手状のバルブボデー５０ａの注入機本体２４側の端部に形成された出力ポート５０ｃを内部に有する管状の出力管部５０ｆを設けており、その出力管部５０ｆが注入機本体２４の注入空間２４ａにおける混合機３０とは反対側の端部内に嵌め入れた状態で図示しないボルトによって注入機本体２４に固定されている。また、出力管部５０ｆの出力ポート５０ｃの内周面には、弁子６０の第２ランド６０ｂの先端部に形成されたテーパ状のテーパ部６０ｃが着座する円錐状の円錐状着座面５０ｇと、その円錐状着座面５０ｇの中央穴５０ｈから注入機本体２４側へ離れるほど出力ポート５０ｃの径が拡径するテーパ状のテーパ状先端ノズル面５０ｉとが備えられている。このため、図８に示すように、弁子６０が第１位置に移動させられた状態で、エアクッションポンプ５２によって洗浄液が圧送されて円錐状着座面５０ｇの中央穴５０ｈから洗浄液が噴射されると、テーパ状先端ノズル面５０ｉにより洗浄液が図８の一点鎖線の矢印に示すように拡散される。なお、エアクッションポンプ５２によって洗浄液が洗浄液注入弁５０を介して注入機本体２４の注入空間２４ａへ注入される際には、供給管路５４に設けられたエア供給弁５６からエアも供給されるので、エアが混入した洗浄液が洗浄液注入弁５０を介して注入機本体２４の注入空間２４ａへ注入されるようになっている。

また、注入機本体２４は、注入空間２４ａにおいて洗浄液注入弁５０から注入される洗浄液の流れ方向が、鉛直線方向と略同方向、或いは略水平となるように流体混合装置１０内に配設されている。

流体混合装置１０には、図１に示すように、その流体混合装置１０の作動を制御する電子制御装置６４が備えられている。電子制御装置６４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェイス等を含んで構成され、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行する所謂マイクロコンピュータであり、複数の液状主剤注入弁１４をそれぞれ切り替える切替制御、供給ポンプ１６による供給管路１８内における液状主剤の流量制御、一対の切替弁３８、４０をそれぞれ切り替える切替制御、供給ポンプ３２による供給管路３４内における液状の硬化剤の流量制御、切替弁４６の切替制御、洗浄液注入弁５０の切替制御、エアクッションポンプ５２による供給管路５４内への洗浄液の供給とその洗浄液の供給停止とを切り替える切替制御、エア供給弁５６による供給管路５４内へのエアの供給とそのエアの供給停止とを切り替える切替制御、エア排気弁５８による供給管路５４内のエアの排気とそのエアの排気停止とを切り替える切替制御等を、予め記憶されたプログラムから時間制御により、又は流体混合装置１０の各部に設けられた図示しないセンサやスイッチ等から入力される各種信号に基づいて実行する。

以上のように構成された液体混合装置１０では、例えば作業者が７種類の液状主剤のうちの一つの液状主剤(以下、第１液状主剤という)を液体混合装置１０に設けられた図示しない起動ボタンを押して選択ボタンによって選択すると、複数の液状主剤注入弁１４の弁子２６が第２位置に移動させられた状態で、貯溜タンク１２内の第１液状主剤が供給ポンプ１６によって供給管路１８および循環管路２０を介して循環させられるとともに、貯溜タンク２９内の硬化剤が供給ポンプ３２によって供給管路３４および循環管路３６を介して循環させられる。そして、循環させられている第１液状主剤と硬化剤との流量が所定の流量となるように流量計２２、４２を用いて供給ポンプ１６、３２の回転数が液体混合装置１０に設けられた電子制御装置６４によって制御されて、第１液状主剤と硬化剤との流量が所定の流量に到達し安定すると、液状主剤注入弁１４の弁子２６が第１位置に切り替えられて第１液状主剤が注入機本体２４の注入空間２４ａを通り混合機３０の混合空間３０ａ内に供給されると共に、一対の切替弁３８、４０が切り替えられて硬化剤が混合機３０の混合空間３０ａ内に供給される。

また、混合空間３０ａ内に供給された第１液状主剤および硬化剤は、スタティックミキサー４４によって混合攪拌されるが、液状主剤注入弁１４および一対の切替弁３８、４０が切り替えられた当初の混合空間３０ａ内に供給される第１液状主剤と硬化剤との混合比は、所定の混合比に到達していないので、液状主剤注入弁１４および一対の切替弁３８、４０が切り替えられた後の所定の時間すなわち混合空間３０ａ内に第１液状主剤と硬化剤とが所定の混合比になるまでの立ち上げ時間、スタティックミキサー４４によって混合攪拌された混合液が液体混合装置１０から排出されるように切替弁４６が切り替えられ、その後スタティックミキサー４４によって混合攪拌された混合液が図示しない塗工機へ供給されるように切替弁４６が再度切り替えられる。なお、上記立ち上がり時間は、例えば実験等によって算出された所定の時間である。

また、液体混合装置１０では、上述のように第１液状主剤が選択されてその第１液状主剤と硬化剤とが混合されている際に、例えば作業者が液体混合装置１０に設けられた図示しない停止ボタンを押して上記第１液状主剤とは異なる液状主剤(以下、第２液状主剤という)を選択ボタンによって選択すると、液状主剤注入弁１４からの第１液状主剤の注入空間２４ａ内への注入が止められるとともに、混合空間３０ａ内への硬化剤の供給が止められる。そして、洗浄剤注入弁５０が開弁させられると共に、貯溜タンク４８内の洗浄液がエアクッションポンプ５２によって注入空間２４ａへ注入されて注入空間２４ａ内の液状主剤が洗浄される。そして、その後、液体混合装置１０では、上述のように作業者が選択した第２液状主剤と硬化剤とが混合される。

ここでは、液体混合装置１０において、上述のように第１液状主剤から第２液状主剤に切り替えられる際の液体混合装置１０の各部の作動を図９のタイムチャートを用いて詳細に説明する。図９に示すように、液体混合装置１０に設けられた図示しない停止ボタンを押して第２液状主剤を選択ボタンによって選択(図９のｔ０時点)すると、第１液状主剤の注入空間２４ａへの注入が止められるとともに硬化剤の混合空間３０ａへの供給が止められる。そして、その後(図９のｔ１時点)、エアクッションポンプ５２によって洗浄液が圧送されエア供給弁５６によってエアが供給されるとともに、洗浄液注入弁５０の弁子６０が第２位置の状態から第１位置に切り替えられ切替弁４６が注入空間２４ａから吐出された洗浄液を液体混合装置１０から排出するように切り替えられる。これによって、注入機本体２４内の第１液状主剤が洗浄液注入弁５０から注入されるエアが混入した洗浄液によって好適に洗浄される。

エアが混入された洗浄液によって注入空間２４ａ内が洗浄されて例えば１２０秒経過(図９のｔ２時点)すると、エアクッションポンプ５２からの洗浄液の供給が停止され、エア供給弁５６から供給されるエアによってその注入空間２４ａ内にある洗浄液が排出される。そして、注入空間２４ａ内にエアが供給されて例えば３０秒経過(図９のｔ３時点)すると、エア供給弁５６からのエアの供給が停止されてエア排出弁５８から供給管路５４内のエアが排出されるとともに、注入空間２４ａ内への第２液状主剤の注入が実行され混合空間３０ａ内への硬化剤の供給が実行される。そして、エア排出弁５８からエアが排出されて例えば１０秒経過(図９のｔ４時点)すると、エア排出弁５８からのエアの排出が停止されるとともに洗浄液注入弁５０の弁子６０が第１位置から第２位置に切り替えられる。これによって、エア排出弁５８によって供給管路５４内のエアを排出する際、洗浄液注入弁５０の弁子６０は第２位置でありその洗浄液注入弁５０を介して供給管路５４内と注入空間２４ａ内とが連通しているので、供給空間２４ａ内のエアを排出しながら第２液状主剤が注入空間２４ａ内へ注入される。このため、注入空間２４ａ内において第２液状主剤内にエアが混入することが抑制され、混合機３０の混合空間３０ａへ供給される第２液状主剤の流量が安定する。なお、エア排出弁５８による供給管路５４内のエアの排出時間(本実施例では１０秒)は、図２に示す注入機本体２４の注入空間２４ａにおける弁子６０の注入機本体２４側の端と液状主剤注入弁１４の出力管部１４ｇとの間の空間容量Ａおよびエア排出弁５８のエア排出量等を基にして実験等により算出した時間である。

また、混合機３０の混合空間３０ａ内において、第２液状主剤と硬化剤とが所定の混合比となる(図９のｔ５時点)と、スタティックミキサー４４によって混合攪拌された混合液が図示しない塗工機へ供給されるように切替弁４６が切り替えられる。

上述のように、本実施例の流体混合装置１０によれば、一端に吐出口２４ｃを有する長手状の注入空間２４ａが内部に形成された注入機本体２４と、注入機本体２４の他端に設けられ、長手状の注入空間２４ａの他端から洗浄液を注入する洗浄液注入弁５０と、注入機本体２４の側方に設けられ、長手状の注入空間２４ａの側方から複数種類の液状主剤をそれぞれ注入する複数の液状主剤注入弁１４とを備え、液状主剤注入弁１４からの液状主剤の注入が停止させられた状態で、洗浄液注入弁５０から前記洗浄液を注入することによって注入空間２４ａ内を洗浄する。このため、複数の液状主剤注入弁１４から選択され注入機本体２４の注入空間２４ａ内に注入された第１液状主剤が、洗浄液注入弁５０によって注入機本体２４の他端から注入した洗浄液により洗浄されて吐出口２４ｃから排出される。このため、従来のように混合機３０に接続された複数本の主剤供給管路を介して複数の洗浄液注入弁を設け、それら複数本の主剤供給管路内の液状主剤をそれぞれ洗浄する必要がなくなるので、洗浄液注入弁５０および主剤供給管路の数を好適に減少させて流体混合装置１０を小型化させることができる。

また、本実施例の流体混合装置１０によれば、液状主剤注入弁１４は、注入空間２４ａに開口する円柱状空間である出力ポート１４ｄと、その出力ポート１４ｄ内に摺動可能に嵌合し閉弁時に注入空間２４ａに到達する押出部２６ｃとを備えており、押出部２６ｃが出力ポート１４ｄ内に嵌め入れられて液状主剤注入弁１４が閉弁することにより、その押出部２６ｃによって液状主剤が出力ポート１４ｄ内から注入空間２４ａへ押し出される。このため、液状主剤注入弁１４が閉弁してその液状主剤注入弁１４からの液状主剤の注入が停止させられた状態で、洗浄液注入弁５０によって注入機本体２４の注入空間２４ａ内の液状主剤が洗浄されると、出力ポート１４ｄ内の液状主剤が速やかに洗浄される。これによって、例えば、複数種類の液状主剤の一つの第１液状主剤が選択された後に他の種類の第２液状主剤が選択される液状主剤の切替が速やかに行われるとともに、第２液状主剤への第１液状主剤の混入が防止される。

また、本実施例の流体混合装置１０によれば、洗浄液注入弁５０は、弁子６０が着座する円錐状着座面５０ｇと、その円錐状着座面５０ｇの中央穴５０ｈから離れるほど拡径するテーパ状先端ノズル面５０ｉとが設けられている。このため、洗浄液注入弁５０において、円錐状着座面５０ｇの中央穴５０ｈから洗浄液が噴射されるとテーパ状先端ノズル面５０ｉにより拡散されて、注入機本体２４の注入空間２４ａ内の壁面において第１液状主剤が好適に洗浄される。

また、本実施例の流体混合装置１０によれば、液状の硬化剤と第１液状主剤とは、スタティックミキサー４４によって混合される。このような駆動装置を備えないスタティックミキサー４４によって、硬化剤と第１液状主剤とが混合されるので、例えばモータ等の駆動装置を用いて硬化剤と第１液状主剤とが混合されるものに比較して、その駆動装置からの熱が硬化剤と第１液状主剤とが混合された混合液に伝えられないので、硬化剤と第１液状主剤とが混合された際の流体混合反応例えば発熱反応、固化反応等が好適に防止される。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

本実施例の流体混合装置１０において、複数の液状主剤注入弁１４では、複数種類の液状主剤から一つの液状主剤を選択して注入機本体２４の注入空間２４ａへ注入していたが、例えば複数種類の液状主剤から少なくとも１つすなわち２つ以上の液状主剤を選択して注入機本体２４の注入空間２４ａへ注入しても良い。

また、本実施例の液体混合装置１０において、混合機３０の混合空間３０ａ内で液状主剤と硬化剤とが混合されていたが、例えば複数の液状主剤注入弁１４の一つの液状主剤注入弁１４から硬化剤を注入空間２４ａへ注入できるようにして、注入機本体２４の注入空間２４ａで液状主剤と硬化剤とを混合させても良い。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：流体混合装置
１４：液状主剤注入弁
１４ｄ：出力ポート
２４：注入機本体
２４ａ：注入空間
２４ｃ：吐出口
２６ｃ：押出部
４４：スタティックミキサー
５０：洗浄液注入弁
５０ｇ：円錐状着座面
５０ｈ：中央穴
５０ｉ：テーパ状先端ノズル面
６０：弁子

Claims

複数種類の液状主剤から少なくとも１つの液状主剤を選択して該液状主剤と他の液体とを混合させる流体混合装置であって、
一端に吐出口を有する長手状の注入空間が内部に形成された注入機本体と、
前記注入機本体の他端に設けられ、前記長手状の注入空間の他端から洗浄液を注入する洗浄液注入弁と、
前記注入機本体の側方に設けられ、前記長手状の注入空間の側方から複数種類の液状主剤をそれぞれ注入する複数の液状主剤注入弁と、
前記洗浄液注入弁に供給管路を通して前記洗浄液を供給するポンプと、
前記供給管路に接続され前記供給管路内にエアを供給させるエア供給弁と、
前記供給管路において前記ポンプおよび前記エア供給弁と前記洗浄液注入弁との間に設けられ、前記供給管路内のエアを排出させるエア排出弁とを備え、
前記液状主剤注入弁からの第１液状主剤の注入が停止させられた状態で、前記エア供給弁からのエアが混入した前記洗浄液を前記洗浄液注入弁から注入することによって前記注入空間内が洗浄され、
前記液状主剤注入弁から第２液状主剤が注入されるに際しては、前記洗浄液注入弁が開かれた状態において、前記エア供給弁が閉じられ且つ前記エア排出弁が１時的に開かれて前記注入空間内のエアが排出されることを特徴とする流体混合装置。
前記液状主剤注入弁は、前記注入空間に開口する出力ポートと、該出力ポート内に摺動可能に嵌合し閉弁時に前記注入空間に到達する押出部とを備えており、
前記押出部が前記出力ポート内に嵌め入れられて前記液状主剤注入弁が閉弁することにより、該押出部によって前記液状主剤が前記出力ポート内から前記注入空間へ押し出される請求項１の流体混合装置。
前記洗浄液注入弁は、弁子が着座する円錐状着座面と、該円錐状着座面の中央穴から離れるほど拡径するテーパ状先端ノズル面とが設けられている請求項１または２の流体混合装置。
前記他の液体は、前記液状主剤を硬化させる液状の硬化剤であり、
前記硬化剤と前記液状主剤とは、スタティックミキサーによって混合される請求項１乃至３のいずれか１の流体混合装置。