JPH03195925A - 自動計量式水供給装置 - 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） 本発明は自動計量式水供給装置、特に鋳物砂混線におけ
る使用に適した自動計量式水供給装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 近年鋳物製品の高精度化、高品質化、及び形状の複雑化
に伴い、造形用鋳物砂中に含有される水分量の管理が重
要視されている。特に鋳物製品の大量生産化に伴い、鋳
物砂の使用量も増加しているので、大量の鋳物砂に対し
て必要とされる水分量をいかにして迅速、正確に計量し
て供給するかが業界の大きな課題となっている。

これに対して、従来−殻内に使用されている水供給装置
のうちの代表的な５例について以下に説明する。

第１例は第４図に示す如く、貯水タンク１と、水供給源
と注水設備とを接続する水導管２と、水導管２中に直列
に配設した給水電磁弁３及び注水電磁弁４と、この両電
磁弁３．４の中間から分岐し貯水タンク１と水導管２と
を接続する木樽支管５とを有する水供給装置であって、
貯水タンク１の側壁に沿って配設した水位指示管１ａの
側方において一定の高さに固定した上限水位検出器６を
備え、給水電磁弁３を開いて水供給源から上限水位検出
器６のレベルまで貯水タンク１に給水したのち、図示し
ないタイマーの設定によって一定時間注水電磁弁４を開
いて所定の水量を１回分として注水設備に供給する。

第２例は第５図に示す如く、第１例の装置の水位指示管
１ａの側方において上限水位検出器６の下方に下限水位
検出器７を一定の高さに固定したもので、図示しない電
子制御装置によって両水位検出器６，７のレベルの間に
貯えられた水量を一回分として供給する。

第３例は第６図に示す如く、水導管２中に配設した給水
電磁弁３、貯水タンク１、定圧ポンプ８、注水電磁弁４
とを有し、貯水タンク１内に貯えられた水を定圧ポンプ
８を用いて導出し、タイマーの設定によって一定時間注
水電磁弁４を開くとともに返水電磁弁９を閉じ、リリー
フ弁１０により設定される一定圧のもとに所定の水量を
一回分として供給する。

第４例は第７図に示す如く、第１〜３例と異なり貯水タ
ンクを備えず、水導管２中の給水電磁弁３の下流に並列
にそれぞれ絞り量を変えた絞り弁と注水電磁弁４ａ〜４
ｄとからなる複数のユニットを有するもので、ユニット
の選択と電磁弁の開き時間の設定とによって水供給量を
制御する。

第５例は、第３例の注水電磁弁４の代わりに第４例のユ
ニットの４ａ〜４ｄを備えた装置である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記第１例においては、タイマー設定値をそ
のつと変更しなければならず正確な水量を設定するのは
困難である。第２例においては、上限及び下限水位検出
器の上下方向の位置が貯水タンクに対して固定されてい
るので、必要とする水量に変更がある場合には、操作員
がそのつと・上限及び下限水位検出器の固定を解き、位
置を変更したのち再び固定しなければならず面倒であり
、かつ正確な位置に固定することは困難である。

第３例は水量を水圧と時間によって制御するため水量値
自体を制御することができない。また、定圧ポンプは常
時運転する必要があり、ポンプの摩耗によって誤差が大
きくなり、結果として設備費、運転費とも増加する。

第４例は要求される種々の水量に対して一応対応できる
が、第３例と同じく計量機能がなく、かつ水圧の変動等
があると誤差が生じるという問題がある。

第５例は前記４例に比較して精度はよいが、配管が長く
なり、またユニット使用数による圧力変化があって流量
の設定が難しい。

さらに、以上いずれの例においても急速に注水を行うと
、水量の誤差が大きくなるので、比較的低速で注水を行
う必要があり、注水に要する時間が増大する。

したがって、本発明の主な目的は、必要とする水量の変
化に対応して、そのつど自動的に供給水量の設定ができ
、かつ必要とする水量を正確に注水できる自動計量式水
供給装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） このために、本発明による自動計量式水供給装置は、貯
水タンクと、同貯水タンクと水供給源とを接続する水導
入管中に配設した給水電磁弁と、前記貯水タンクと注水
設備とを接続する木樽出管中に配設した注水電磁弁とを
有する水供給装置において、前記貯水タンクの側壁に沿
って配設し上限の水位を検出する上限水位検出器と、同
検出器の下方において前記貯水タンクの側壁に沿って配
設し下限の水位を検出する下限水位検出器と、電子制御
装置とを備えてなり、前記上限水位検出器及び前記下限
水位検出器のいずれか一方の位置が上下方向に移動可能
であり、また前記電子制御装置は注水開始前に１回分の
注水量に基づいて前記移動可能な水位検出器の位置を設
定し、給水工程において前記給水電磁弁を開いて前記貯
水タンク内に水を導入するとともに同貯水タンク内の水
位が前記上限に達したことを前記上限水位検出器が検出
すると同給水電磁弁を閉じ、かつ注水工程において前記
注水電磁弁を開いて前記貯水タンク内の水を前記注水設
備に導出するとともに同貯水タンク内の水位が前記下限
に達したことを前記下限水位検出器が検出すると同注水
電磁弁を閉じることを特徴とするものである。

なお、下限水位検出器は上下に配置した予下限水位検出
器と本下限水位検出器とにより構成することが望ましい
。

（発明の作用・効果） 本発明の自動計量式水供給装置においては、電子制御装
置が上限水位検出器又は下限水位検出器の位置を調節し
て、必要とする１回分の注水量に対応する水位検出器の
位置を自動的に設定することができ、これにより設定さ
れた水量を水圧に関係なく正確に注水することができる
ので、鋳物砂に添加する水分量の管理を極めて容易にか
つ精度よく行うことができる。

なお、下限水位検出器を上下に配置した予下限水位検出
器と本下限水位検出器とにより構成すれば、注水量の精
度を低下させることなく、注水時間を短縮することがで
きる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１〜３図に基づいて説明する。

本発明による自動計量式水供給装置は第１図に示す如く
、貯水タンク１１と、水供給源（図示せず）と注水設備
（図示せず）とを接続する水導管１２と、水導管１２中
に配設した給水電磁弁１３と、同電磁弁１３の下流にお
いて並列に配設した高速注水電磁弁１４ａ及び低速注水
電磁弁１４ｂと、給水電磁弁１３と再注水電磁弁１４ａ
１４ｂの中間から分岐し貯水タンク１１と水導管１２と
を接続する木樽支管１５とを有する。貯水タンク１１の
側壁に沿って垂直に延びる水位指示管１１ａは、その両
端においてそれぞれ貯水タンク１１の上、下部と気密に
連通し、貯水タンク１１との取り付は部を除き透明ガラ
ス製としであるので、外部から水位を透視することがで
きる。

符号１６は周知の静電容量形近接スイッチを用いた上限
水位検出器で、水位指示管１１ａの上部に近接して固定
され、その位置によって注水開始前に貯水タンク１１内
に貯えられる水のレベルを設定する。符号１７は下限水
位検出器で、上下に位置しそれぞれ静電容量形近接スイ
ッチを用いた予下限水位検出器１７ａと本下限水位検出
器１７ｂとからなる。予下限水位検出器１７ａはその位
置によって高速注水から低速注水に切り換えるべき水の
レベルを設定し、また本下限水位検出器１７ｂは低速注
水を終了すべき水のレベルを設定する。両下限水位検出
器１７ａ、１７ｂは、貯水タンク１１の側壁に沿って垂
直に延びる支持棒１８の下端部に固定され、水位指示管
１１ａの下部に近接して配置されている。支持棒１８は
貯水タンク１１の上端部に固定したブラケットｌｌｂを
摺動可能に貫通して上方に延び上端部にラックが形成さ
れている。

符号１９は減速モータで、ブラケットｌｌｂに固定され
、回転軸の先端に支持棒１８のラックと噛み合うビニオ
ン１９ａを有し、モータ１９の回転によって支持棒１８
とこれに固定した下限水位検出器１７を水位指示管１１
ａに沿って上下に移動させる。符号２０は変位量検出器
で、ブラケット１１ｂに固定され、回転軸の先端に支持
棒１８のラックと噛み合うビニオン２０ａを有し、支持
棒１８の上下方向の変位量を検出する。

水導管１２の給水電磁弁１３の上流には給水圧力を一定
に保つための給水減圧弁２１及びストレーナ２２が配設
されている。再注水電磁弁１４ａ。

１４ｂのそれぞれの下流に符号２３ａ、２３ｂで示す流
量調節弁が接続され、これら両流量調節弁２３ａ、２３
−ｂを出た水は再び合流して注水設備に供給される。

貯水タンク１１の上部には、注水時好水タンク１１内の
水面に圧力を加えるための圧縮空気導管２４が取り付け
られ、同導管２４中に空気用減圧弁２５、電磁弁２６、
消音器２７、安全弁２８が配設されている。

さらに、この水供給装置の全作動を制御するマイクロプ
ロセッサを使用した電子制御装置２つが備えられている
。

次に本自動計量式水供給装置の電子制御装置２９による
作動工程について説明する。

（１）給水 電子制御装置２９がスタートすると、まず同装置２９は
給水電磁弁１３を開き、減圧弁２１により減圧された一
定圧力の水が貯水タンク１１内に給水される。この間、
圧縮空気用電磁弁２６はオフの状態にあって、給水量に
見合った空気を消音器２７から排出する。貯水タンク１
１内の水位が上限水位検出器１６のレベルに達すると、
これを同検出器１６が検出して上限水位信号が発せられ
、これに基づき電子制御装置２つは給水電磁弁１３を閉
じる。

（２１注水量設定 注水量設定に際して、水分管理装置（図示せず）から自
動的に注水量を入力、又は操作員が操作盤（図示せず）
に注水量を入力すると、電子制御装置２９は減速モータ
１９を駆動し、ピニオン１９ａを介して支持棒１８を上
下させて、本下限水位検出器１７ｂを注水量に対応して
設定された目標位置に向って移動させる。このとき、ピ
ニオン２０ａを介して変位量検出器２０が支持棒１８の
変位量を検出し、電子制御装置２つはこの信号を本下限
水位検出器１７ｂの位置の設定値と比較して、所定値と
なれば減速モータ１９に停止信号を送り、注水量に見合
った位置で本下限水位検出器１７ｂを停止させて注水量
の設定が終了する。

（３）注水 注水量の設定が終わると次に注水信号によって、電子制
御装置２つは注水電磁弁２３ａ、２３ｂを開き、圧縮空
気用電磁弁２６をオンの状態となし、減圧弁２５により
一定圧力となった圧縮空気が貯水タンク１１内へ送られ
同タンク内の水面を加圧する。これにより、貯水タンク
１１内に貯えられた水は、高速注水電磁弁１４ａ、流量
調整弁２３ａ及び低速注水電磁弁１４ｂ、流量調整弁２
３ｂの２系統を経て、高速で安定した流量で注水される
。

貯水タンク１１内の水位が予下限水位検出器１７ａのレ
ベルに達したことを検出すると、電子制御装置２９は高
速注水電磁弁１４ａを閉じ、水は低速注水電磁弁１４ｂ
の系統のみに切り換えられて注水を続ける。この状態に
おいては、貯水タンク１１内の水位の降下速度が緩慢と
なるため、下限水位の検出精度が向上する。

水位が本下限水位検出器１７ｂのレベルに達したことを
検出すると、電子制御装置２９は低速注水電磁弁１４ｂ
を閉じて注水を終了する。

注水終了に伴い、電子制御装置２９は圧縮空気用電磁弁
２６をオフの状態となし、貯水タンクｌｌ内の圧縮空気
は同電磁弁２６、消音器２７を経て大気へ排出され一連
の工程を終わる。

本実施例においては下限水位検出器１７ａ、１７ｂの位
置を調節可能としたが、第２図に示すようにこ九′らの
検出器の位置を固定し、代わりに上限水位検出器１６の
位置を調節可能としても前記実施例と同程度の効果が得
られる。

貯水タンク１１に取り付けられた水位指示管１１ａの数
を複数とすれば、それぞれに水位検出器を取り付けるこ
とができ、配置上検出器の移動の際の相互干渉を防ぐう
えで有効である。

また、第３図に示すように貯水タンク１１の材質を非金
属とし、水位指示管を省略して貯水タンク内の水位を直
接検出することもできる。

前記実施例においてはいずれも低速注水機能を持たせる
ため、予下限水位検出器１７ａ、低速注水電磁弁１４ｂ
、及び流量調整弁２３ｂを備えているがこれらを省略す
ることもできる。この場合には全注水にわたり低速とす
れば、注水量においては前記実施例と同程度の精度が得
られるが、注水所要時間は長くなる。

前記実施例においては、水位検出器のセンサとして静電
容量形近接スイッチを用いたが、磁性金属又は金属体を
内蔵したフロート、超音波等を利用する他のセンサも用
いることができる。

なお、加圧注水機能を持たせるための圧縮空気用減圧弁
２５、電磁弁２６、消音器２７及び安全弁２８を省略す
ることもでき、この場合には注水量の精度は変らないが
、注水速度を低下させないためには注水系統の抵抗を少
なくするなどの工夫が必要である。

なお、以上の説明は鋳物砂への水の添加に対する使用に
ついて説明したが、本発明の水供給装置は水及び鋳物砂
に限らず、種々の液体の鋳物砂以外の物質への添加にも
広く使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動計量式水供給装置の全体構成
図、第２図は第１図に示す水供給装置の変更態様の部分
略図、第３図は第１図に示す水供給装置の別の変更態様
の部分略図、第４図〜第７図はそれぞれ従来の技術によ
る水供給装置の全体構成図である。 符号の説明 １１・・・貯水タンク、１２・・・水導管（水導入管、
木樽出管）、１３・・・給水電磁弁、１４・注水電磁弁
、１６・・・上限水位検出器、１７・・・下限水位検出
器、１７ａ・・・予下限水位検出器、１７ｂ・・・本下
限水位検出器、２９・・・電子制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯水タンクと、同貯水タンクと水供給源とを接続
   する水導入管中に配設した給水電磁弁と、前記貯水タン
   クと注水設備とを接続する水導出管中に配設した注水電
   磁弁とを有する水供給装置において、前記貯水タンクの
   側壁に沿つて配設し上限の水位を検出する上限水位検出
   器と、同検出器の下方において前記貯水タンクの側壁に
   沿って配設し下限の水位を検出する下限水位検出器と、
   電子制御装置とを備えてなり、前記上限水位検出器及び
   前記下限水位検出器のいずれか一方の位置が上下方向に
   移動可能であり、また前記電子制御装置は注水開始前に
   １回分の注水量に基づいて前記移動可能な水位検出器の
   位置を設定し、給水工程において前記給水電磁弁を開い
   て前記貯水タンク内に水を導入するとともに同貯水タン
   ク内の水位が前記上限に達したことを前記上限水位検出
   器が検出すると同給水電磁弁を閉じ、かつ注水工程にお
   いて前記注水電磁弁を開いて前記貯水タンク内の水を前
   記注水設備に導出するとともに同貯水タンク内の水位が
   前記下限に達したことを前記下限水位検出器が検出する
   と同注水電磁弁を閉じることを特徴とする自動計量式水
   供給装置。（２）前記下限水位検出器が上下に配置した
   予下限水位検出器と本下限水位検出器とからなる請求項
   １に記載の自動計量式水供給装置。