JPS59159019A

JPS59159019A - 液体定量送り出し装置

Info

Publication number: JPS59159019A
Application number: JP3395483A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Imai; 今井　達朗; Sada Inoue; 貞井上
Original assignee: Nakamura Kinzoku Kogyosho Inc
Current assignee: Nakamura Kinzoku Kogyosho Inc
Priority date: 1983-03-01
Filing date: 1983-03-01
Publication date: 1984-09-08
Also published as: JPS6360229B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、液体の流量を、流路途中に挿入する流量針を
用いることなく、ポンプの回転数から間接的に計測して
一定の流量を送り出す装置に関し、特に食品、イビ粧品
または医薬品のように腐敗しやすいもの、化学変化の起
こしやすいもの、また高粘度のもの等を扱う分野に利用
し得る。

（従来技術）従来より一定流量の液体を送り出すには流路途中に流量
計を接続し、流量計によって計測した流量がプリセット
値になるまで液体を送り出すようにしている。これに用
いる流量針としては、例えばオーバル歯車式流量計によ
って液体の流れを回転力に変換し、この回転力を適当な
方法で電気信号に変換している。この方法によるとへ液
体の流路途中に流量計が介在するので、液体が高粘度液
や固形物混入液である場合は計量不可能かまたは不正確
となる。また一般に流量計の内部構造は複雑であるから
、液体が流量計の内部に付着しやすく、食品工業や薬品
工業等の液を対象とする場合は付着物の腐敗による組成
変化または衛生上の問題が生ずる。

（発明の目的）本発明は上述の問題を解決するために成されたもので、
流量を流量針を用いずにポンプの回転数から間接的に計
測することによって、高粘度液または固形物混入液にも
適用でき、また流量計を使用した場合の付着物による諸
々の問題が発生せず、しかも高精度、低価格な液体定量
送り出し装置を提供するものである。

（発明の構成）本発明は、流体を圧送する容積形のポンプと、該ポンプ
の吐出側に接続されて流体を吐出するための吐出口と、
該吐出口からの流体の吐出を遮断するための遮断弁と、
前記ポンプを回転駆動するモータと、該ポンプの回転数
を検出する検出手段と、該ポンプの単位回転数当りの吐
出流量値を設定する設定器と、所要流量値をブリセント
するブリセッターと、前記検出手段の出力値と該設定器
に設定された値とから積算流量を演算するための演算手
段と、積算流量がブリセントされた所要流量値に達すれ
ば前記遮断弁を作動させて流体の吐出を停止させる出力
回路とを有してなる液体定量送り出し装置である。

（実施例）まず、本発明の第１の実施例を説明する。

第１図において、フレーム１の底板１ａ上に、定容積形
のポンプ２と、モータ３とが互に軸をカップリング４に
より連結されて載置固定されており、同軸上にその回転
数を検出するための検出器５が取付けられている。この
検出器５は、１回転数当り１００個のパルスを出力する
ものである。ポンプ２の吸入側はタンク２ａ　（第４図
参照）に、吐出側は流路６、逆止弁６ａ、遮断弁７を経
て下方へ開口する吐出口８に接続されている。吐出口８
に隣接して制御箱９が配置され、その前面は操作パネル
９ａとなっている。また吐出口８の下方には、液体を受
は入れる容器を置くための載置台１ｂがフレーム１に固
定されている。

第２図は遮断弁７及び吐出口８の断面図であって、円筒
状のチューブ１０の周面下方には流入口１０ａを有した
継ぎ手１０ｂが、また下端には中央に流出口１０ｃを有
したつば状のカバー１０ｄが設けられている。継ぎ手１
０ｂには流路６が接続され、カバー１０ｄには吐出口８
がクランプバンド１１により固定されて接続されている
。チューブ１ｏ内には弁体１２がパツキン１２ａを介し
て密に嵌合しており、弁体１２はチューブ１０の上端に
クランプハンド１３により固定されたエアシリンダ１４
のロンドに連結されている。従ってエアシリンダ１４の
伸縮駆動に応じて弁体１２は上下動し、下端においては
流入口１０ａと流出口１０ｃとの間を遮断するようにな
っている。

なお、符号７ａはエアシリンダ１４を駆動するだめのエ
アー流路であってその先端はパイロット電磁弁７ｂ　（
第４図参照）Ｑこ接続されており、符号１ｃはチューブ
１０の外周面をクランプしてフレーム１に固定している
固定アーム、符号１１ａ、１３ａはパツキンである。

次に制御回路について説明すると、第４図において、検
出器５の出力はゲート回路１５を経て回転数カウンタ１
６によりカウントされ、その結果が複数＋ｇＩ＋の７セ
グメントＬＥＤよりなる回転数表示装置１７により表示
される。ゲート回路１５は、ゲート時間が０．６秒に設
定されており、従ってポンプ２の回転数をｎ（ＲＰＭ）
とすると回転数カウンタ１６によるカウント結果は、１００Ｘｎ÷６０Ｘ０．６　＝ｎとなり、回転数表示装置１７によりポンプ２の回転数ｎ
（ＲＰＭ）を直読できる。

また検出器５の出力は、後述する設定器１８の内容によ
って分周率が決定される分周器１９によって分周される
。分周器１９の出力は、他の分周器２０によってさらに
分周された後積算器流量カウンタ２１によってカウント
され、その結果が積算流量表示装置２２によって表示さ
れる。設定器１８は、ポンプ２の１回転数当りの吐出流
量値Ｑ　（ｃｃ、／ｒｅν）を設定するためのもので、
スイッチの回転角度位置に関連した０〜９の数値の接点
組合せ信号を出力する３桁のディジタルスイッチより成
っている。

Ｑの値は、ポンプ２を実際の使用条件に近い条件下にお
いてあらかじめ試験を行って求めておき、その値に設定
器１８を設定しておく。分周器１９の分周率は、設定器
１８の設定値を１０００で除した値となるようにされて
おり、また他の分周器２０は分周率が１／１００に設定
されている。

いま、ポンプ２がＮ回転した場合について積算流量Ｓ　
（ｌを考えてみると、５＝ＱｘＮ＋１０００一方、積算流量カウンタ２１のカウント結果は１００　
ＸＮＸＱ＋１０００＋１００　＝ＱＸＮ＋１０００＝Ｓ
となり、積算流量表示装置２１によりポンプ２の積算流
量Ｓ（β）を直読できる。

また、積算流量カウンタ２１は、そのカウント値があら
かじめブリセッター２３によりプリセットされた所要流
量値に達した場合には信号を発し、出力回路２４を作動
させてその出力を操作回路２５へ送る。操作回路２５は
、モータ３の起動・停止またはパイロット電磁弁７ｂの
０Ｎ−ＯＦＦ等を行うもので、出力回路２４からの出力
信号があればモータ３を停止させるとともにパイロット
電磁弁７ｂをＯＦＦにし、遮断弁７を作動させて流体の
吐出を停止させる。

なお第３図において、符号２６は上述した出力回路２４
からの出力信号があった場合に自動的にモータ３を停止
させるか否かを選択するための切換スイッチ、符号２７
．２８はそれぞれ電源投入用スイッチ、電源切断用スイ
ッチ、符号２９は電源投入時に点灯する表示灯である。

また第４図において、符号２ｂはリリーフ弁、符号７ｃ
はエアー源、符号２５ａは電源である。

上述のように構成された液体定量送り出し装置は、液体
を受は入れるための容器を載置台１ｂ上に置き、ポンプ
２の１回転当りの吐出ｉＱを設定器１８に設定し、液体
の必要流量を設定器２３に設定してモータ３を起動する
。これによってタンク２ａ内の液体は吐出口８から容器
内へ送り出される。ポンプ２の回転数は検出器５によっ
て検出され、その出力はゲート回路１５を経て回転数カ
ウンタ１６によりカウントされ、一定時間毎に最新の回
転数が回転数表示装置１７に表示される。

また検出器５の出力は、２個の分周器１９．２０を経て
積算流量カウンタ２１によりカウントされ、積算流量が
積算流量表示装置２２により表示されるともに、プリセ
ンター２３に設定された所要流量値に達すると出力回路
２４が作動し、バイロフト電磁弁７ｂをＯＦＦさせて遮
断弁７を作動させ、液体の吐出を停止させる。このとき
に切換スイッチ２６が選択されていればモータ３も停止
する。

本実施例においては、流量をカウントするに際して分周
器１９の分周率、すなわち設定器１８の内容Ｑが精度に
重要な役割を果たしている。このＱは、前述したように
試験によってあらかじめ求めておくもので、この値が正
確であればカウントされた流量の値も正確となる。従っ
て実際の使用時の種々の条件に応じたＱの値を求めてお
くことが望ましいが、特に高い精度を望まないのであれ
ばポンプ２の設計上の計算値からＱを得てもよい。この
Ｑの値は、設定器１８より簡単に設定することができる
ので、ポンプ２を取り換えた場合であってもＷＪｍに適
応できる。

本実施例においては、検出器５として１回転当す１００
（１１ｉ１のパルスを出力するパルス発振器について説
明したが、これ以外のパルスの個数例えば１回転当り２
００個、５００個または１０個等の場合でも通用でき、
そのパルスの個数に応じて分周率を決定すればよい。ま
た各表示装置１７．２２の表示の単位を上述と異ならせ
ることも可能であって、それに応じて前述分周率を決定
すればよい。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。

第５図において、前述箱１の実施例と同一のものには同
一の符号を付して説明を省略する。容積形のポンプ２と
駆動モータ３との連結軸には、周面に１個の永久磁石が
取付けられた回転板３１が取付けられており、回転板３
１の周面に近接してリードスイッチを用いた検出器３２
が取付けられている。

検出器３２の出力は、分周器３３によって％に分周され
るとともに方形波に整形されてアンド回路３４へ入力さ
れる。アンド回路３４には、周期が０．６マイクロセカ
ンドのパルスを発生する基準パルス発振器３５の出力が
接続されている。またアンド回路３４の出力は、カウン
タ３６に接続されてパルスの数がカウントされ、カウン
トされた結果はマイクロコンヒュータ３７へ入力される
。

上述のアンド回路３４は、基準パルス発振器３５のパル
ス入力に対してはポンプ１の１回転毎にオンまたはオフ
となるゲート回路として動作するので、分周器３３、ア
ンド回路３４、基準パルス発振器３５及びカウンタ３６
によって周期測定部３６ａが構成されている。検出器３
２はポンプ２が１回転すると１個のパルスを出力するの
で、カウンタ３６のカウント値はポンプ２の１回転の周
期に対応している。なｈ３２ａはプルアップ抵抗器、３
２ｂはシュミット回路である。

マイクロコンピュータ３７には、ポンプ２の１回転当り
の吐出流量値Ｑ＋　　（ｃｃ／ｒｅｖ　）を設定して入
力するためのディジタルスイッチを用いた設定器３８、
積算流量のプリセット値Ｐ＋　　（β）を設定して入力
するための同様のプリセンター３９、回転数表示装置４
０、流量表示装置４１、積算流量表示装置４２及び出力
回路４３が接続されている。マイクロコンピュータ３７
は、演算装置、記憶装置及びＩ１０装置等を有した既知
のハード構成のものであって、次のようにプログラムさ
れている。すなわち、フローチャートを示す第６図にお
いて、まずステップ■ではカラ・ンタ３６をスタートさ
せ、１回のカウントすなわちポンプ２の１回転の周期の
測定が終わるとステップ■でカウント値を読み込むと同
時にカウンタ３６をリセットする。ステップ■で回転数
ｎ　（ＲＰＭ）を計算する。ステップ■で読み込んだカ
ウント値をＣとすると、ポンプ２の周期Ｔ（ｓｅｃ　）
は、Ｔ　＝　ＣｘＯ，６ｘｌＯ’ となるので、ｎ−６０÷Ｔ −１０÷Ｔとなり、この計算を行うことによって回転数が求まる。

ステップ■で回転数表示装置４ｏへ出力して表示する。

ステップ■で設定器３８に設定されたポンプ２の１回転
当りの吐出流量値Ｑ＋　　（ｃｃ／ｒｅｖ　）を読み込
む。ステップ■で吐出量を計算する。吐出量Ｆ＋　　（
Ａ／ｗｉｎ）は、Ｆ　＋　　＝Ｑ＋　　Ｘ　ｎ　　：　　１０００の計算
によって求まる。ステップ■で吐出量Ｆ１、すなわち流
体の流量率を流量表示装置４１へ出方して表示する。ス
テップ■で積算流１ｔ３１ｚ（７りを計算する。積算流
量Ｓ＋　　（β）は、前回の積算流量（初回は零にセッ
ト）にポンプ２の１回転当りの吐出流量Ｑ１を加算し、Ｓ　１＝　Ｓ　Ｉ＋　Ｑ　１　÷１０００として求まる
。ステップ■で積算流量表示装置４２へ出力して表示す
る。ステップ［相］でプリセッタ−３９に設定されたプ
リセット値Ｐ＋　　（ｊｌりを読み込み、ステップ０で
ブリセント値Ｐ１と積算流量値Ｓ１との大小を比較する
。積算流量値ｓ１がプリセット値Ｐ１に達していなりれ
ばステップ■へ戻り・達していればステップ＠により出
力回路４３を作動させてその出力を操作回路２５へ送る
。操作回路２５の動作は前述した第１の実施例と同様で
ある。

上述のフローチャートの各ステップの順序は、適宜変更
できる。例えば、１回転当りの吐出流量値読み込み及び
プリセント値読み込み、各種計算、各種出力の順に行っ
てもよい。また計算内容は、ポンプ２の回転数を検出す
る検出手段及び各表示装置等の構成により、また表示す
る単位により適宜変更できる。

上述の第１及び第２の実施例では、設定器１８゜３８及
びプリセッタ−２３，３９としてディジタルスイッチを
用いたが、キーボードまたはキーボードとレジスタとを
組合せたものを用いてもよく、またＲＯＭ　（読出し専
用メモリ）、磁気テープ等でもよい。例えば特定の種類
のポンプ２について、温度、圧力または使用する液体等
各種の条件のもとて１回転当りの吐出量値を求めておい
てＲＯＭに格納しておき、作動時にその時の使用条件を
入力することによってＲＯＭから必要なデータが読み出
されるようにしてもよい。さらには、圧力、温度等を測
定するセンサーを別途設けておき、その信号によってＲ
ＯＭから自動的に適切なデータが読み出されるようにし
てもよい。また、ポンプ２の１回転当りの吐出流量値の
データとは別に、演算過程において誤差を補正するため
の補正手段を設け、上述のセンサーの出力信号をこの補
正手段に関連させて補正するようにしてもよい。

上述した第１及び第２の実施例においては遮断弁７とし
てエアシリンダにより作動する形式のものを用いたが、
油圧シリンダまたは電磁石により作動するものでもよく
、また弁体工０の構造も任意に選択しうる。

（発明の効果）本発明は、流量計を用いずにポンプの回転数から間接的
に流量を計測するので、流量針が存在したことによるか
すかずの欠点、例えば高粘度液、固形物混入液の計量不
可能または不正確、あるいは流量計内部での付着物の腐
敗による衛生上の問題等が解決され、かつ低価格である
という効果を有する。またあらかじめ設定された所要流
量値に達すれば、遮断弁が作動して液体の吐出を遮断す
るので、ポンプの惰性回転による余分な液体の吐出がな
く、正確な流量を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例であって、第１図は装置の側面図
、第２図は遮断弁及び吐出口部分の拡大断面図、第３図
は第１の実施例の操作パネルの正面図、第４図は同実施
例の電気回路及び流体回路を示すブロック図、第５図は
第２の実施例の電気回路及び流体回路を示すブロック図
、第６図は同実施例のフローチャート図である。２・・・ポンプ、３・・・モーフ、５，３２・・・検出
器（検出手段）、７・・・遮断弁、８・・・吐出口、１
８．３８・・・設定器、１９・・・分周器（演算手段）
、２１・・・積算流量カウンタ（演算手段）　、２３．
３９・・・ブリセンター、２４・・・出力回路、３６ａ
・・・周期測定部（検出手段）、３７・・・マイクロコ
ンピュータ（演算手段）。出願人　株式会社　中村金属工業所第２　図ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

流体を圧送する容積形のポンプと、該ポンプの吐出側に
接続されて流体を吐出するための吐出口と、該吐出口か
らの流体の吐出を遮断するための遮断弁と、前記ポンプ
を回転駆動するモータと、該ポンプの回転数を検出する
検出手段と、該ポンプの単位回転数当りの吐出流量値を
設定する設定器と、所要流量値をプリセントするブリセ
ンターと、前記検出手段の出力値と前記設定器に設定さ
れた値とから積算流量を演算するための演算手段と、積
算流量がプリセントされた所要流量値に達すれば前記遮
断弁を作動させて流体の吐出を停止さる出力回路とを有
してなる液体定量送り出し装置。