JPH0219844Y2

JPH0219844Y2 -

Info

Publication number: JPH0219844Y2
Application number: JP1982089314U
Authority: JP
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1982-06-14
Publication date: 1990-05-31
Also published as: JPS58190715U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は化学製造工程の区間において試料液
体の量を予め設定した条件下に保持させながら製
造工程を進行させる場合に、全体の製造工程の制
御を円滑に行なわせることを可能とした液体の液
面制御装置に関するものである。

前段のタンクに対して供給される試料液体の量
をそのタンク内において、その工程で与えられる
所定条件を満足させるように制御バルブを制御し
て保持させながら、製造工程を進行させる方法が
各種の製造工程において取り入れられ利用されて
いる。

このような工程においてはタンクからの配管部
分及び制御バルブ部分に対する異物の付着が制御
バルブ部分或は配管部分で流路を狭小化し、この
流路の狭小化のために全体の制御工程の円滑制御
が阻害されることがある。このような制御バルブ
部分や配管部分に対する異物の付着による流路の
狭小化が生ずると、その異物除去作業のために全
体の操業を停止させることが必要となることもあ
り製造工程の生産効率が大幅に低下する。

或る種の化学物質の製造工程においては、その
工程内に温度変化工程を設置する必要があり、例
えば急冷タンクをその製造工程内に設けることが
行なわれる。この急冷タンク内においては、前段
の工程の化学物質が急冷された状態で存在するた
めに過飽和液が生成することになり、急冷タンク
の試料液体の液面を制御する制御装置の制御バル
ブや制御用配管の内壁面に過飽和液から析出した
結晶片が付着して制御バルブや制御用配管部分の
流路を狭小化することがある。このような付着物
の発生を防止するために制御バルブや制御用配管
部分の形状を結晶片が付着しにくい特殊な形状に
作成したり、流路の狭小化が生じ易い配管部分や
制御バルブ部分を保温して結晶の析出を防止した
りする方法が取り入れられているが、いずれの方
法も流路の狭小化の阻止という面では充分な効果
は得られていない。

この考案はこれら従来の液体の液面制御装置に
おける難点を解決し、流路の狭小化が生じ易い配
管部分や制御バルブ部分への異物の付着を防止す
ることを可能とした液面制御装置に関するもので
ある。

この考案においては、供給手段によりタンクに
対して試料液体が供給され、タンクに対して供給
された液体は循環手段によつてタンクを含む循環
系内を循環する。一方、この循環手段に連続して
排出手段が設けられ、この排出手段によつて循環
系を循環する液体の一部が循環系外に排出され
る。タンクに対してはタンク内の液体の液面を検
出するレベル計が設けられ、このレベル計から発
せられるレベル信号によつて制御バルブの開度が
変化し、この制御バルブの開度の変化によつて排
出手段の液体の排出量が制御される。

さらにこの考案においては制御バルブを周期的
に全開及び全閉させる制御回路が設けられ、この
制御回路の動作によつて制御バルブは周期的に全
開及び全閉動作を行ない、かつタンク内の液面を
検出するレベル計のレベル信号によつてレベル警
報発生器から警報信号が出力されると制御回路の
動作によつて制御バルブは平常動作時間よりも長
い時間周期的に全開及び全閉動作を行なうために
流路の狭小化が生じ易い部分への異物の付着を防
止することが可能となる。

以下、この考案の液面制御装置をその実施例に
基づき、図面を使用して詳細に説明する。

第１図はこの考案の液面制御装置の実施例の構
成を示すブロツク図で試料液槽１１の導出管１２
に対してポンプ１３が連結され、このポンプ１３
の出力側から供給管１４がタンク１５の収容液の
液面上に導かれている。ポンプ１３により導出管
１２を介して試料液槽１１からは試料液が取り出
され、この試料液が供給管１４によりタンク１５
内に流入供給される。タンク１５の底部には導出
管１６が取り付けられ、この導出管１６に対して
ポンプ１７の入力側が連結され、ポンプ１７の出
力側には循環管１８が連結されて、この循環管１
８の端部開口部分はタンク１５の収容液の液面上
に位置している。

従つて供給管１４によりタンク１５内に流入供
給された試料液２０はタンク１５内に蓄積され、
その底部からは試料液２０の一部がポンプ１７に
より導出管１６及び循環管１８を通ってタンク１
５内に帰還流入されている。即ちタンク１５、導
出管１６、ポンプ１７、循環管１８が循環系を形
成し、この循環系内を試料液２０が循環してい
る。この循環によつてタンク１５内の試料液２０
は撹拌された状態を保持しながら所定の条件下に
制御されている。

循環手段に連続して設けられ、循環系を循環す
る試料液体２０の一部をこの循環系外に排出する
排出手段が設けられる。

即ち、循環管１８に対して流出管２１が接続連
結され、この流出管２１の中間部分には制御バル
ブ２２の入力側が連結され、この制御バルブ２２
の出力側には排出管２３が連結され、この排出管
２３の開口部は排出槽２５の導かれている。従つ
て循環系を循環する試料液２０の一部が、制御バ
ルブ２２のバルブ開度に応じて流出管２１を通じ
て取り出され、排出管２３を通つて排出槽２５内
に放出される。

タンク１５に対して液面レベル計２６が取り付
けられ、液面レベル計２６から発せられるレベル
信号Flは液面制御器２７に与えられるように構成
されている。液面制御器２７においては、その製
造工程に対応して所定の制御条件の設定が行なわ
れ、この設定条件に従つて液面制御器２７からは
対応する制御信号Fcが発せられる。液面制御器
２７の出力端子はスイツチ２８を介して制御バル
ブ２２の制御部２２−Ｃに接続されている。スイ
ツチ２８は通常の試料液２０に対する循環制御状
態においては、端子t₁側に切換えられている。

従つて液面レベル計２６から発せられる予め設
定された条件に対応したレベル信号Flに応じて液
面制御器２７からは設定条件に対応した制御信号
Fcが発せられ、この制御信号Fcが制御部２２−
Ｃに与えられることにより制御バルブ２２の開度
が予め設定された条件に従つて制御される。この
制御バルブ２２の開度によつて試料液２０の排出
量が定められ、これに対応して循環系内でのタン
ク２０に対する試料液２０の帰還量が決定され
る。この液面制御器２７から発せられる制御信号
Fcによつてタンク１５内の試料液２０の液面は
その製造工程において要求される時間関数に対応
するように制御されて、全体の製造が進行され
る。

一般に制御バルブ２２の開度は小さい状態で使
用することが多く、しかも制御信号Fcに基づい
て制御されるその開度の変化範囲は比較的狭い領
域に限定される。従つて例えば工程中に設けられ
ているタンク１５が急冷タンクであり、試料液２
０が過飽和液を生成する可能性がある場合には生
成された過飽和液から析出する結晶片が制御装置
の制御バルブや制御用配管の内壁面に異物として
付着してその部分の流路を狭小化することがあ
る。このような制御装置部分での異物の付着によ
る流路の狭小化が生ずると、液面制御器２７から
発せられる制御信号Fcに正確に追従した制御が
制御バルブ２２の開度制御に対して行なわれなく
なる。このためにタンク１５を含む循環系での循
環制御が予め設定した条件の下で行なわれなくな
り、全体の制御系の制御が乱れることになる。

このために、この考案においては制御バルブ２
２を周期的に全開及び全閉させる制御回路が具備
されている。

即ち、第１のタイマー回路３１が設けられ、こ
の第１のタイマー回路３１の出力端子はOR回路
３２の一方の入力端子に接続され、このOR回路
３２の出力端子にはリレーコイル３３が接続され
る。一方、第２のタイマー回路３４が設けられ、
その出力端子はOR回路３２の他方の入力端子に
接続されている。又、第２のタイマー回路３４の
駆動端子t₃には液面レベル計２６に接続されたレ
ベル警報発生器３６の出力端子が接続されてい
る。

さらに、第１及び第２のタイマー回路３１及び
３４の出力端子はOR回路３７の入力端子にそれ
ぞれ接続され、OR回路３７の出力端子には開閉
信号発生器３８の入力端子が接続され、開閉信号
発生器３８の出力端子にはリレーコイル３９が接
続されている。一方、定電圧発生器４１の出力端
子にスイツチ４２の一端が設けられ、このスイツ
チ４２の他端はスイツチ２８の端子t₂に接続され
ている。このスイツチ４２は通常の循環制御時に
おいてはOFF状態となるように設定されている。

第１のタイマー回路３１は、比較的長い所定時
間T₁、例えば20分毎に繰返して発生され、比較
的短かい一定時間T₂、例えば45秒の間、信号の
論理値が“１”となるような切換信号F₁を発生
する。切換信号F₁はOR回路３２を介してリレー
コイル３３を時間T₂の間励起し、リレーコイル
３３に流れる電流によつてスイツチ２８は端子t₂
側に時間T₂の間切換えられる。

同時に第１のタイマー回路３１から発せられる
切換信号F₁によつてOR回路３７を介して開閉信
号発生器３８が駆動される。切換信号F₁により
駆動されると開閉信号発生器３８からは、パルス
幅がτ₁でパルス繰返し周期が2τ₁である開閉駆動
信号F₂が発せられる。この場合の繰返し周期2τ₁
は例えば10秒に設定される。この開閉駆動信号
F₂によりリレーコイル３９が励起され、開閉駆
動信号F₂に対応してスイツチ４２が開閉動作を
行ない定電圧発生器４１の電圧の波高値を有し、
スイツチ４２の開閉動作に応じてそのパルス幅及
びパルス間隔が設定される開閉信号F₃がスイツ
チ２８を介して制御バルブ２２の制御部２２−Ｃ
に与えられる。

このようにして開閉信号F₃により時間T₁ごと
に制御バルブ２２は時間T₂の間全開及び全閉動
作を時間τ₁で繰り返して行なうので、制御バルブ
２２部分及びこれに接続される配管部分には、比
較的短時間T₂の間に最大流量の通過と、流量閉
塞の状態が繰り返される。この比較的短時間にお
ける流量の急速な変化によつて制御バルブ２２部
分及びこれに接続される配管部分の内壁に異物が
付着していても、これが流し落され制御バルブ２
２部分及びこれに接続される配管部分に対して定
期的にクリーニング処理が行なわれる。

この考案においては第１のタイマー回路３１か
らの切換信号F₁に基づいて行なわれる時間T₁ご
との定期的なクリーニング処理にもかかわらず、
何らかの原因で制御バルブ２２部分及びこれに接
続される配管部分の内壁に異物が付着し、このた
めにタンク１５の試料液２０の液面が予め設定さ
れた制御条件を越えて変動した場合に対する異常
クリーニング処理が可能な構成となつている。

試料液２０の液面が予め設定されているレベル
警報発生器３６の警報基準値を越えて上昇すると
レベル信号F′lによつてレベル警報発生器３６が
駆動する。このためレベル警報発生器３６からは
警報信号F_Aが発せられ、レベル警報発生器３６
に接続されている警報器５０を作動させ、例えば
警報器５０の警報音によつてタンク１５の試料液
２０の液面の異常上昇状態が報知される。

一方、警報信号F_Aによつて第２のタイマー回
路３４が駆動され、第２のタイマー回路３４から
は切換信号F₁′が発せられる。この切換信号F₁′は
定期的なクリーニング処理では除去できない異物
の除去を行なわせるものであり、第１のタイマー
回路３１からの切換信号F₁に比してその信号の
論理値が“１”である時間T₂′は比較的長く設定
されている。

第２のタイマー回路３４からの切換信号F₁′に
よつてリレーコイル３３が励起されてスイツチ２
８は端子t₂側に切換えられ、切換信号F₁′のパル
ス幅T₂′に対応した時間の間スイツチ２８は端子
t₂側への切換状態を保持する。一方、切換信号
F₁′によつて開閉信号発生器３８が駆動され、開
閉信号発生器３８からはパルス幅がτ₁でパルス繰
返し周期が2τ₁である開閉駆動信号F₂が発せられ
る。この開閉駆動信号F₂によりリレーコイル３
９が励起され、開閉駆動信号F₂に対応してスイ
ツチ４２が開閉動作を行ない、定電圧発生器４１
から発生する開閉信号F₃がスイツチ２８を介し
て制御バルブ２２の制御部２２−Ｃに与えられ
る。

このようにしてタンク１５の試料液２０の液面
の所定設定値よりの異常上昇がレベル警報発生器
３６により通報された場合には、第２のタイマー
回路３４の作動によつて、所定時間T₂′の間、制
御バルブ２２部分及びこれに接続される配管部分
の内壁面に対して異物除去のための全開及び全閉
動作が行なわれクリーニング処理が施される。従
つてこの考案の液面制御装置では一定周期T₁ご
とに第１のタイマー回路３１による制御バルブ２
２部分及びこれに接続される配管部分の内壁面に
対する定期的クリーニング処理が行なわれると共
にタンク１５内の試料液面が所定の設定値を越え
て異常に上昇した場合には第２のタイマー回路３
４によつて制御バルブ２２部分及びこれに接続さ
れる配管部分の内壁面に対して異常クリーニング
処理が行なわれる。このように二重のクリーニン
グ処理が可能な構成とされているため、この考案
の液面制御装置においては、制御バルブ２２部分
及びこれに接続された配管部分の内壁面に対して
析出結晶片などの異物が付着することがなく、常
に全工程において円滑に液面の制御を行なわせる
ことが可能である。

実施例においては、スイツチ４２に対して定電
圧発生器４１が接続された構成のものを示したが
制御バルブ２２が電流制御方式のものであれば、
定電流発生器を使用すればよい。液面レベル計２
６としてはフロート式のものリードスイツチ式の
ものなど使用され得るが、析出物の付着による誤
動作を避けるためには電極式液面計を使用するこ
とが望ましい。

考案者等の実験によると、従来の装置において
は30分乃至数時間毎に異物除去作業を行なうこと
が必要であつたが、この考案の液面制御装置にお
いては数ケ月間異物除去作業を行なう必要がな
く、極めて高精度の液面制御が可能となつた。こ
の考案の液面制御装置は既設設備に対して容易に
結合可能であり、実施例に述べた使用法の他に例
えばスラリー輸送などの面での応用も可能であ
る。

以上詳細に説明したように、この考案によると
例えば制御系内で過飽和液を生じ易く、結晶片の
析出が起り得て、この結晶片が異物として制御装
置部分に作用するような試料液体に対しても、系
の制御装置部分において、その制御バルブ部分や
これに接続される配管部分の内壁面にこれらの異
物が付着して系の制御を乱すことがなく、常に円
滑な試料液面の制御を行なうことが可能な液面制
御装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の液面制御装置の実施例の構
成を示すブロツク図、第２図はこの考案の液面制
御装置の実施例における制御バルブの全開及び全
閉制御状態を示す図、第３図Ａはこの考案の液面
制御装置の実施例における第１のタイマー回路の
切換信号F₁の波形図、第３図Ｂはこの考案の液
面制御装置の実施例における開閉信号発生器の開
閉駆動信号F₂の波形図、第３図Ｃはこの考案の
液面制御装置の実施例における第２のタイマー回
路の切換信号F₁′の波形図である。１１：試料液槽、１２，１６：導出管、１３，
１７：ポンプ、１４：供給管、１５：タンク、１
８：循環管、２０：試料液、２１：流出管、２
２：制御バルブ、２３：排出管、２５：排出槽。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

タンクと、このタンクに対して液体を供給する
供給手段と、前記タンクに供給された液体を前記
タンクを含む循環系に対して循環させる循環手段
と、この循環手段に連続して設けられ、前記循環
系を循環する前記液体の一部を前記循環系外に排
出する排出手段と、前記タンク内の前記液体の量
を検出するレベル計と、このレベル計からのレベ
ル信号により液面制御器から制御信号が送出さ
れ、その開度が変化して前記排出手段による前記
液体の排出量を制御するバルブと、所定時間T₁
毎に一定時間T₂の幅をもつ切換信号F₁を発生す
る第１タイマー回路と、前記レベル計の出力によ
りレベル警報発生器から警報信号が与えられると
一定時間T′₂（＞T₂）の幅をもつ切換信号F′₁を発
生する第２タイマー回路と、前記第１タイマー回
路の切換信号F₁及び前記第２タイマー回路の切
換信号F′₁がそれぞれ入力され、その出力側にリ
レーコイルが接続される第1OR回路と、その出
力側に開閉信号発生器を介してリレーコイルが接
続される第20R回路と、前記液面制御器の制御信
号を一方の切換端子を介して前記制御バルブの制
御部に接続され、前記第1OR回路の出力によつ
てリレーコイルが励磁され、接片が他方の切換端
子に切換わる第１スイツチと、前記第１スイツチ
の他方の切換端子に接続され、前記第20R回路の
出力により前記開閉信号発生器の出力信号がリレ
ーコイルを励磁し、接片が切換わることによつて
定電源の出力を前記制御バルブの制御部に供給す
る第２スイツチとを有し、前記レベル計からのレ
ベル信号により前記制御バルブを周期的に全開及
び全閉させる制御を行うことを特徴とする液面制
御装置。