JPS62168896A - 充填機の液面制御方法及び装置 - Google Patents

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） 本発明は充填機内の液面高さを一定に保持する充填機の
液面制御方法及び装置に関するものである。

（従来の技４ネｉ） 従来の充填機の液面制御装置を第４図により説明すると
、　（５０）が充填機（タンク）、（５１）がフロート
、　（５２）が弁、　（５７）が弁座、　（５３）がコ
ントロール弁、　（５４）が充填機（５０）への送液配
管、　（５５）　（５６）がロータリシール、　（５Ｂ
）が圧力空気源、　（５９）がエアフィルタ、　（６０
）　（６３）　（６５）がエアレギュレータ、（６１）
が圧力スイッチ、　（６２）が制御器、　（６４）　（
６６）が電磁弁、　（６８）がフィルタ、　（６９）が
圧力空気供給管。

（７０）が導圧管で、充填液がフィルタ（６８）−コン
トロール弁（５３）−送液配管（５４）−ロータリシー
ル（５５）を経て充填機（５０）へ送られ、さらに同充
填機（５０）から充填バルブ（図示せず）を経て容器へ
充填される。また同充填機（５０）内に設けたフロート
（５１）が充填機（５０）内の液面高さに追従して昇降
する。同フロート（５１）には、弁（５２）が取付けら
れており、フロート（５１）とともに昇降する。液面が
上昇して、フロー）　（５１）が上昇すると、弁（５２
）は上昇し、弁座（５７）に着座して、この部分を閉じ
る。

また液面が下降して、フロート（５１）が下降すると。

弁（５２）は下降し、弁座（５７）から離れて、この部
分を開く。この弁（５２）及び弁座（５７）の部分には
、圧力空気供給源（５８）からエアフィルタ（５９）−
エアレギュレータ（圧力空気を一定圧に調圧するエアレ
ギュレータ）　（６０）−圧力空気供給管（６９）−ロ
ータリシール（５６）を経て圧力空気が供給され、また
同圧力空気供給管（６９）には、空気圧により動作する
圧力スイッチ（６１）が設けられ、同圧力スイッチ（６
１）の動作信号が制御器（６２）へ送られ、同制御器（
６２）で得られた制御信号が電磁弁（６４）　（６６）
へ送られ。

同電磁弁（６４）　（６６）が制御され、圧力空気が圧
力空気供給源（５８）からエアフィルタ（５９）−エア
レギュレータ（圧力空気を一定圧に調圧するエアレギュ
レータ）　（６３）（６５）−電磁弁（６４）　（６６
）−導圧管（７０）を経てコントロール弁（５３）へ送
られて、同コントロール弁（５３）が制御される。いま
充填機（５０）内の液面が充分に高いと、弁（５２）は
閉じており、圧力空気供給管（６９）内の圧力は、エア
レギュレータ（６０）の設定圧に等しく、圧力スイッチ
（６１）は、切り（または入）の状態にあり、制御器（
６２）は、電磁弁（６４）へ開の制御信号を送り、コン
トロール弁（５３）がエアレギュレータ（６３）の設定
圧に比例した開度（充填機が必要としている流量よりも
少ない流量の充填液を流す開度）で開かれ、充填機（５
０）への送液量が減少して、充填機（５０）の液面が下
降する。また充填機（５０）の液面が下降すると１　フ
ロー）　（５１）が下降して、弁（５２）が開かれ、圧
力空気供給管（６９）内に圧力空気が流れ始め、同圧力
空気供給管（６９）内の圧力が低下して、圧力スイッチ
（６１）が入（または切）の状態に切り替わり、このと
き。

得られる動作信号が制御器（６２）へ送られ、同制御器
（６２）から電磁弁（６４）へ閉の制御信号が送られて
同電磁弁（６４）が閉じるとともに、電磁弁（６４）へ
開の制御信号が送られて同電磁弁（６４）が開かれ、コ
ントロール弁（５３）がエアレギュレータ（６５）の設
定圧に比例した開度（充填機が必要としている流量より
も多い流量の充填液を流す開度）で開かれ。

充填機（５０）への送液量が増加して、充填機（５０）
の液面が上昇する。

（発明が解決しようとする問題点） 前記第４図に示す従来の充填機の液面制御装置では、圧
力スイッチ（６１）を圧力空気供給管（６９）内の空気
圧により「切」または「入」の状態にし。

そのとき得られる信号を制御器（６２）へ送り、また同
制御器（６２）の制御信号（圧力スイッチ（６１）の状
態に対応した制御信号）を電磁弁（６４）　（６６）へ
送り。

同電磁弁（６４）　（６６）の一方を開いて、コントロ
ール弁（５３）をエアレギュレータ（６３）　（６５）
のうち、何れか一方の設定圧に比例した開度で開き、充
填機（５０）への送液量を調節して、充填機（５０）の
液面高さを制御しており、充填機（５０）の液面高さを
２段階または３段階にしか制御できない。

また充填機（５０）への送液量を上記のように制御して
おり、フィルタ（６８）や送液配管（５４）に目詰まり
があって、送液抵抗が変わると、それに伴い送液量が変
わって、充填ｉ　（５０）内の液面が正確に制御されな
くなる。また送液バランスが悪いと、送液がハンチング
して、液面変動が大きくなる。

また充填機（５０）内の液面高さく弁（５２）が開閉動
作する液面高さ）を変えたい場合、充填機（５０）の運
転を止めて、フロート（５１）及び弁（５２）を調節し
なければならない。

また充填機（５０）を多壜種兼用にするときには１壜（
容器）の種類が変わる毎に、液必要流量に対してコント
ロール弁（５３）の開度、即ち、エアレギュレータ（６
３）　（６５）の設定圧、圧力スイッチ（６１）の動作
・復帰圧力等を調整しなければならないという問題があ
った。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記の問題点に対処するもので、充填機に取付
けた液面検出部からの液面高さに比例した液面検出信号
と、充填機への送液配管に取付けた流量検出部からの実
送液流量検出信号と、充填機制御部からの充填機運転状
態検出信号とにより充填機への必要送液流量を演算し、
その結果に基づいて充填機への送液流量を制御すること
を特徴とした充填機の液面制御方法に係わり、その目的
とする処は、充填機内の液面変動を小さくできる。

充填機の液面高さを容易に変更できる。さらに容器の品
種が変わる毎に行っていた圧力スイッチ。

エアレギュレータ等での圧力調整動作を不要にできる充
填機の液面制御方法を供する点にある。

（作用） 本発明の充填機の液面制御方法は前記のように充填機に
取付けた液面検出部からの液面高さに比例した液面検出
信号と、充填機への送液配管に取付けた流量検出部から
の実送液流量検出信号と。

充填機制御部からの充填機運転状態検出信号とにより充
填機への必要送液流量を演算し、その結果に基づいて充
填機への送液流量を制御する。

（実施例） 次に本発明の充填機の液面制御方法及び装置を第１図に
示す一実施例により説明すると、（１）が充填機（タン
ク）、（２）がフロート（３）が同フロート（２）の変
位伝送器、（４）がコントロール弁、（５）が充填液を
上記充填機（１）へ送る送液配管、（６）が流量計、　
（２３）が同流量計（６）からの実送液流量検出信号、
（７）がロータリシール、（８）が上記フロート（２）
の変位電送器（３）からの液面検出信号、（９）が充填
機制御部で、同充填機制御部（９）は、充填機（１）の
運転・停止、運転スピード、充填容器（壜）の容量、充
填機（１）内での容器の有無等の充填機（１）の運転状
態を検出して、そのとき得られた充填機運転状態検出信
号（１０）を制御器（１３）の演算器（１６）へ送るよ
うになっている。また（１４）が同制御器（１３）の流
量計制御器、　（１５）が上下限リミッタ、　（１７）
が上記演算器（１６）と上記流量制御器（１４）と上記
上下限リミッタ（１５）との間で信号の授受を行うスイ
ッチで、上記演算器（１６）は、液面検出信号（８）と
充填機運転状態検出信号（１０）とに基づき充填機（１
）への必要送液流量或いは充填開始・停止時のコントロ
ール弁開度を演算する。また上記流量制御器（１４）は
、上記演算器（１６）で演算された充填機（１）への必
要送液流量と上記流量計（６）で検出された実送液流量
検出信号（２３）とによりコントロール弁（４）の必要
開度を演算する。また上記上下限リミッタ（１５）は、
流量制御器（１４）或いは演算器（１６）で演算された
演算結果が適正であるか否かをチェックして、適正であ
れば、コントロール弁（４）へコントロール弁開度（１
８）を出力する。

次に前記第１図に示す充填機の液面制御装置の作用を具
体的に説明する。充填ｍ（１）が定常運転の状態にある
ときには、演算器（１６）が変位伝送器（３）からの液
面検出信号（８）と充填皿制御部（９）からの充填機運
転状態検出信号（１０）とにより必要送液流１ｓｖを次
式により演算する。

５Ｖ＝Ｒ−Ｖ　−Ｋ（Ｈ−ＨＯ）Ａ・−・・・−■ここ
で、Ｒは充填機の運転スピード、■は充填容器１個当た
りの充填容！、　Ｋは充填機の運転スピード及び充填容
器１個当たりの充填容量から決定される定数３Ｈは充填
機の実液面高さ、Ｈｏは充填機の設定液面高さ、Ａは充
填機（タンク）の平均断面積である。

また流量制御器（１４）が上記０式により演算された必
要送液流量ＳＶを目標値とし、流量計（６）からの実送
液流量検出信号（２３）を測定値として、コントロール
弁（４）の開度を演算する。

また充填開始時及び停止時等の非定常運転時には、演算
器（１６）が充填機の運転スピードと容器１個当たりの
充填容量とにより、コントロール弁（４）の開度を制御
器（１３）に予め設定した設定値になるように演算する
。

また非定常運転状態から定常運転状態への切り換えは、
第２図に示すように非定常時に演算器（１６）で演算さ
れたコントロール弁（４）の開度と、定常運転時に流量
制御器（１４）で演算されたコントロール弁（４）の開
度との差が、一定時間Ｔ３以上、成る偏差Δε以内にあ
ることを制御器（１３）で判断して、スイッチ（１７）
を切り換えることにより行う。

なお定常運転時には、スイッチ（１７）が第１図のａ位
置にあり、非定常運転時には、スイッチ（１７）が第１
図のｂ位置にある。

以上の要領で得られたコントロール弁（４）の開度値は
、上下限リミッタ（１５）により充填機の運転スピード
及び容器１個当たりの充填容量により演算された適正な
コントロール弁（４）の開度値であるか否かがチェック
され、適正であれば、コントロール弁開度（１８）がコ
ントロール弁（４）へ出力される。また万一、流量制御
器（１４）或いは演算器（１６）で演算されたコントロ
ール弁開度値が適正でない場合には、運転スピード及び
容器１個当たりの充填容量により設定された適正なコン
トロール弁開度（１８）が上下限リミッタ（１５）から
コントロール弁（４）へ出力される。

なお流量制御器（１４）上下限リミッタ（１５）演算器
（１６）スイッチ（１７）は、制御器（１３）と別の外
部機器を使用してもよい。また非定常運転から定常運転
に入るとき、第３図に示すように充填停止直前のコント
ロール弁開度を記憶しておき、再び充填を開始したとき
、その記憶していた開度にコントロール弁（４）を開い
て１定常運転に入るようにしてもよい。また充填機（１
）内の液面高さを検出には。

フロート（２）を有する伝送器（３）以外に、電気式レ
ベルスイッチのように液面高さに比例した検出信号を送
出するものに変えてもよい。

（発明の効果） 本発明の充填機の液面制御方法は前記のように充填機に
取付けた液面検出部からの液面高さに比例した液面検出
信号と、充填機への送液配管に取付けた流量検出部から
の実送液流量検出信号と。

充填機制御部からの充填機運転状態検出信号とにより充
填機への必要送液流量を演算し、その結果に基づいて充
填機への送液流量を制御するので。

充填機への送液量を無段階に制御でき、ハンチングのな
い送液量制御が可能で、充填機内の液面変動を小さくで
きる。また上記のように充填機への実送液流量を検出し
て、送液流量を制御するので。

送液配管の送液抵抗の変動に基づいて発生していた充填
機内の液面の変動を小さくできる。また充填機内の液面
の設定を制御器により行えばよくて。

充填機の液面高さを容易に変更できる。また従来のよう
に圧力スイッチ、エアレギュレータ等を使用せず、容器
の品種が変わる毎に必要としていた同圧力スイッチ、エ
アレギュレータ等での圧力調整動作を不要にできる効果
がある。

また本発明は充填機に取付けた液面検出部と。

充填機への送液配管に取付けた流量検出部と、充填機制
御部と、充填機への送液配管に取付けたコントロール弁
と、上記各検出部からの検出信号と上記充填機制御部か
らの充填機運転状態検出信号とを処理して得たコントロ
ール弁開度信号を上記コントロール弁へ送って同コント
ロール弁を制御する制御器とを具えていることを特徴と
した充填機の液面制御装置に係わり、前記充＠機の液面
制御方法を円滑に実施できる効果がある。

以上１本発明を実施例により説明したが１本発明はこの
ような実施例だけに局限されるものでなく１本発明の精
神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施しうるち
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる充填機の液面制御方法の実施に
使用する液面制御装置の一実施例を示す系統図、第２図
及び第３図はその作用説明図、第４図は従来の充填機の
液面制御装置を示す系統図である。 （１）　　・・・充填機、　（２）　（３）　　・・・
液面検出部、（８）・・・液面検出信号、（４）・・・
コントロール弁。 （５）・・・送液配管、（６）・・・流量検出部、　（
２３）・・・実送液流量検出信号、（９）・・・充填機
制御部、　（１０）　　・・・充填機運転状態検出信号
、　（１３）・・・制御器、　（１８）・・・コントロ
ール弁開度信復代理人弁理士岡本重文外２名 第１図 、７８ 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）充填機に取付けた液面検出部からの液面高さに比
   例した液面検出信号と、充填機への送液配管に取付けた
   流量検出部からの実送液流量検出信号と、充填機制御部
   からの充填機運転状態検出信号とにより充填機への必要
   送液流量を演算し、その結果に基づいて充填機への送液
   流量を制御することを特徴とした充填機の液面制御方法
   。
2. （２）充填機に取付けた液面検出部と、充填機への送液
   配管に取付けた流量検出部と、充填機制御部と、充填機
   への送液配管に取付けたコントロール弁と、上記各検出
   部からの検出信号と上記充填機制御部からの充填機運転
   状態検出信号とを処理して得たコントロール弁開度信号
   を上記コントロール弁へ送って同コントロール弁を制御
   する制御器とを具えていることを特徴とした充填機の液
   面制御装置。