JPH0543408B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

ａ 産業上の利用分野 本発明は質量流量計を用いた質量充填混合方法
と装置に関する。 ｂ 従来の技術 食品、化粧品、医薬、化学工業及び其他の各分
野においては液体状の製品の定量を充填し、混合
する装置が使用されている。現在、液体の所定量
を充填する装置として液体の体積を利用した体積
式、充填された容器レベルによるレベル式、エア
ーの圧力を用いたエアー圧力式、流体の重量を利
用した重量式など一般に使用されている。 ｃ 発明が解決しようとする課題 ところが、前記体積式による方法は、取扱う液
体が温度、粘度、圧力などの各種条件の変化によ
つて影響を受けるという欠点がある。 また、前記レベル式やエアー圧力式の場合は、
前記各条件の変化に加えて、液体を収容す風袋の
形状のバラツキも加わつて正確な量の充填は困難
である。 さらに比較的精度が高いと言われている前記重
量式においても、風袋重量のゼロ補正及び、その
ためにとられる安定時間が必要であり、振動、衝
撃、風圧、接触などによつて計量に影響を受ける
という欠点がある。 また、洗滌時における水の付着や複数原料の同
時混合充填や多品種少量充填混合などの場合に
は、前記各方式のものは、必ずしも適切な方法と
は言えなかつた。 本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、
前記問題点を解消してなる混合充填方法と装置を
提供することを目的とする。 ｄ 課題を解決するための手段 前記目的に添い、本発明は複数の原液タンクか
ら流出する原液を各原液タンクに連設した質量流
量計で計測し、この計測値によつて質量流量計の
下流にそれぞれ設けた制御弁を制御して、各質量
流量計の流量を制御するとともに、この制御弁の
下流にそれぞれ設けた三方弁から原液を前記原液
タンクに還流せしめておき、前記各質量流量計の
計測値が所定値に安定した時点で、前記各三方弁
を切換えて下流へ原液を送出して混合し、容器に
充填することによつて前記課題を解消した。 また、本発明は複数の原液タンクに、それぞ原
液の送出タイプを連設し、該送出パイプのそれぞ
れにPH計と、質量流量計と、この質量流量計の
出口に制御弁と三方弁とを連設し、この制御弁と
質量流量計との間に、この制御弁の開度を制御す
制御回路を、また前記三方弁と原液タンクとの間
に還流管路をそれぞれ設け、更に計量した各原液
を混合するミキサーを設け、これら装置をコンピ
ユータ制御することを特徴とする質量充填混合装
置とすることによつて前記課題を解消した。 以下、本発明について図面を参照しながら詳細
に説明する。 第１図は物理的性質の異なる複数の原液につい
て、それぞれ異なる量を計量混合して充填する場
合の本発明の説明図である。 １は原液タンクで、複数の、それぞれ異なる原
液タンク１Ａ〜１Ｅからなり、それぞれ異なる原
液Ａ〜Ｅを貯留してある。 前記各原液タンク１の下流には、それぞれの原
液を送出するパイプ２が配設してあり、それぞれ
２Ａ〜２Ｅの各パイプから構成される。 各パイプ２Ａ〜２Ｅには、次の各計器がそれぞ
れ連設してある。（なお各計器に対する符号Ａ〜
Ｅの付記は以下省略する。）すなわち、３はPH
計、５は質量流量計、６は制御弁、７は三方弁、
８は二方弁、９は前記各パイプ２Ａ〜２Ｅを集合
し、その末端に設けたスタテイツクミキサー、１
０はスタテイツクミキサー９からの混合液を充填
する容器、１１は載置した充填用の容器１０を所
定位置に移送するコンベアである。 前記三方弁７には各パイプ２Ａ〜２Ｅからの原
液を、上部の各原液タンク１Ａ〜１Ｅへポンプ１
２ａによつて還流せしめる管路１２をそれぞれ接
続してある。 前記質量流量計５は、次の原理に基いて絶対量
である質量を計量する計量装置である。すなわ
ち、物理学におけるコリオリの力とニユートンの
第二法則Ｆ（力）＝ｍ（質量）×α（加速度）を基本
原理とする。第２図ａ，ｂは質量流量計の構造の
一例を示し、一対のＳ字状パイプ１０１，１０２
を所定間隔に置いて配設し、両パイプ１０１，１
０２の所定の２個所を磁力により加振し、同図
ａ，ｂのように振動させる。そこで振動している
Ｓ字状パイプ内を、ある流速Ｖで、あ質量ｍの液
体が流れると、流れの方向に対して垂直方向へ加
速度（α）が作用する。その結果、コリオリの力
（Fc）が発生する。この力はパイプ１０１，１０
２の上流と下流にあつて、基本的には同じ大きさ
で、方向が反対である。そして、このコリオリの
力（Fc）によりＳ字状パイプ１０１，１０２に
質量流量に比例した撓み現象が発生する。この撓
みをパイプの中央部から対称位置に設置した動作
センサー１０３，１０４により、出力値の時間的
ズレ（位相差φ、第３図参照）を検出することに
より、これを質量流量に比例した信号としてとら
え、これを電気的に出力するようにしたものであ
る。１５はそのための変換器である。 また、この質量流量計５には変換器１５かプリ
セツトカウンター１６、カードリーダ１８、プリ
ンター１９、コンピユーター２２が連設されてい
る。１７は流量指示調節計で、前記制御弁６と変
換器１５との間に介設してある。２５は単充填、
複数充填用の切替スイツチで、単充填用に分岐し
て設けた管路１３のそれぞれの二方弁１４と、前
記二方弁８とにそれぞれ接続し、他端を前記プリ
セツトカウンター１６に接続してある。また前記
PH計３はコンピユーター２２に接続してある。 以下、複数の原液を混合充填する場合につい
て、作動を説明する。まず操作に先だつて、コン
ピユーター２２に処理すべき各原液のPH値を登録
しておく。 また、カードリーダ１８には処理すべき製品別
の各原液充填量を記録したカードをセツトしてお
く。なお、切替スイツチ２５は複数充填側に切替
えておく。 スイツチONによつて、まず各原液のPH値各PH
計３からコンピユーター２２に投入され適正な原
液であるか否かが判別される。適正な原液であれ
ば、カードリーダ１８より処理すべき各原液充填
量がコンピユーター２２に入力され、コンピユー
ター２２の画面に、たとえば第１表に示すような
表示がなされる。

【表】 次に、この表示内容を操作員が確認したあと、
制御弁６を開放すると、各原液はそれぞれの質量
流量計５を通過し、更に制御弁６から三方弁７を
経て、ポンプ１２ａによつて原液が各原液タンク
へ循環し始める。 ここで各原液ラインの配管抵抗の相違、原液の
充填量の相違に影響されずに、スタテイツクミキ
サー９に各原液が同時に送られるように、かつ、
ここで均一な混合ができるように、制御弁６の開
度を調整する。すなわち質量流量計５を通過する
原液の流速信号が変換器１５から流量指示調節計
１７を経て制御弁６に送られて制御弁６の開度が
制御され、指定された一定流速が安定した状態で
えられるようになつたことを確認したあと、各三
方弁７を切替え管路１２を閉鎖すると同時に、下
流側を開きスタテイツクミキサー９側へ原液を送
出する。この場合、二方弁８は当然開放する。こ
のようにスタテイツクミキサー９側への原液の送
出は、各原液毎に時間制御し、各原液同時にスタ
テイツクミキサー９へ送り込まれるようにする。 このようにして、各原液ごとに定めれた充填量
に相当す各原液はスタテイツクミキサー９に集め
られ、混合されて、容器１０に充填され、前記第
１表に示した仕様の混合液を充填した容器が製品
としてコンベア１１から送り出される。 そして同時にプリンター１９によつて充填済の
容器の製品プリントアウトされ、また、コンピユ
ーター２２にこれらのデーターが入力され、日
計、月計のデーターが作成される。 また、第１回目の充填液は気泡などの混入も予
想されるので使用しない。 なお、原液タンクへの粉体の供給手段と、原液
タンク内に撹拌機を配設することによつて粉体を
用いて所定の原液を調製することもできる。 原液Ａ〜Ｅのうち、いずれかの原液のみを選ん
で単充填する場合は、切替スイツチ２５を単充填
側に切替えておき、二方弁８は閉鎖したままと
し、これに代つて二方弁１４を用い、特定の原液
タンク１に連設された各弁と質量流量計５によつ
て、複数充填の場合と同じ要領で操作すればよ
い。 また、原液の記録カードを使用しない場合、ま
たは併用する場合は、プリセツトカウンター１６
をNo.として、必要データーを手動で打込めばよ
い。 ｅ 発明の効果 以上のように本発明に係る質量充填混合方法と
装置によれば、処理すべき液体に対す温度、圧力
等のプロセス条件の変化、液体の種類や、密度、
粘度などの物性の影響を受けない絶対量である質
量によつて充填量を瞬時に計測し、これを継続的
かつ連続的に混合・充填することができる。その
ため装置を設置かつ使用す環境及び雰囲気に関係
なく、迅速に、かつ正確に充填処理ができる。 また、処理すべき液体を収容する風袋・容器の
重さや形状などに影響されることなく、質量で正
確に複数の液体原料等を同時に混合充填すること
ができるため、作業時間の短縮、生産性の向上が
図れる。 また、重量方式の弱点である振動、衝撃、風
圧、接触などに影響されないので風袋・容器など
の重さのキヤンセル時間や安定に要する時間が不
要となり、短時間で混合充填ができる。特にロー
ドセルによつて重量充填を行なう場合、少量充填
の場合には前記の振動、衝撃、風圧、接触に影響
されて不利なため、ターンテーブル方式によつて
処理数をカバーしていたが、本発明の装置によれ
ば短時間充填可能なため、場所をとない直線方式
でも相当数の充填処理が可能である。 さらに本発明に係る装置は充填量を広範囲、か
つ任意に設定できるため、コンベア上に供給した
充填用の容器に各容器に適した充填量を登録した
バーコードを貼布しておくことにより、自動的に
各種容器と充填量を判別してランダムに充填がで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る質量充填装置の構成と作
動を説明する図、第２図は質量流量計の原理説明
図、第３図は同質量流量計に設けたセンサー出力
の時間による位相差を示す図である。 １……原液タンク、３……PH計、４……コント
ロールバルブ、５……質量流量計、６……制御
弁、７……三方弁、８，１４……二方弁、９……
スタテイツクミキサー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の原液タンクから流出する原液を各原液
   タンクに連設した質量流量計で計測し、この計測
   値によつて質量流量計の下流にそれぞれ設けた制
   御弁を制御して、各質量流量計の流量を制御する
   とともに、この制御弁の下流にそれぞれ設けた三
   方弁から原液を前記原液タンクに還流せしめてお
   き、前記各質量流量計の計測値が所定値に安定し
   た時点で、前記各三方弁を切換えて下流へ原液を
   送出して混合し、容器に充填することを特徴とす
   る質量充填混合方法。 ２ 複数の原液タンクに、それぞれ原液の送出パ
   イプを連設し、該送出パイプのそれぞれにPH計
   と、質量流量計と、この質量流量計の出口に制御
   弁と三方弁とを連設し、この制御弁と質量流量計
   との間に、この制御弁の開度を制御する制御回路
   を、また前記三方弁と原液タンクとの間に還流管
   路をそれぞれ設け、更に、計量した各原液を混合
   するミキサーを設け、これら装置をコンピユータ
   制御することを特徴とする質量充填混合装置。