JPH04230830A - 液体内分散気体量分析方法及びその装置 - Google Patents

液体内分散気体量分析方法及びその装置

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JPH04230830A
JPH04230830A JP3166532A JP16653291A JPH04230830A JP H04230830 A JPH04230830 A JP H04230830A JP 3166532 A JP3166532 A JP 3166532A JP 16653291 A JP16653291 A JP 16653291A JP H04230830 A JPH04230830 A JP H04230830A
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sample
pressure
liquid
volume
tank
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JP3166532A
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Paolo Zanella
パオロ ザネラ
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Afros SpA
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Publication date
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    • G01N33/44—Resins; Plastics; Rubber; Leather
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    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
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    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加圧液体内に分散する気
体の量を計測する装置及びその分析方法に関し、特に混
合ヘッド及びその種に使用されるポリウレタン成分にお
ける核生成空気の百分率を計算することに関する。液体
成分における核生成空気は、ポリウレタン混合の準備に
広く使用され、例えばポリオールはいくつかの成形上の
問題を解決するのに必要である。加えて空気は適当に混
合された後、ポリウレタン成分間で化学反応を開始する
ため核として作用する。それ故ポリウレタン成分の準備
中及び混合前に核生成気体又は空気のある量に分散され
ねばならず、予め決定された値で分散された気体の百分
率を保持し制御されなければならない。
【0002】
【従来の技術】現在過飽和条件の下で加圧されたポリウ
レタン成分における分散又は溶存核生成気体の量の計算
は種々の経験的装置を使用して行われているが、分析及
び成分中の核生成気体の百分率の計測が正しく確認され
ない。第1の公知の装置は液体内の位置が溶存空気の百
分率の内容を決定する適切な浮球の手段により、計測さ
れる該液体の密度の関数として液体中に分散した気体の
量の計測を調べるものである。この装置は計測がされる
圧力及び該液体の密度に影響する部分における圧力に対
して認められないので、非常に不正確である。
【0003】第2の装置は、同一出願人による先のイタ
リア国特許No.1,161,944として知られてい
るもので、圧力が加えられるタンクからある量の液体を
取り出し、膨張段階の最後にテストシリンダにおけるガ
スの圧力の関数として溶存気体の百分率を計算する間、
テストシリンダにおいて、前記液体を膨張して調べるも
のである。液体ポリウレタン成分における核生成溶存気
体は一般的に過飽和条件のもとで見つけられるので、該
装置は比較的低い圧力で保たれる気体の低い百分率を有
する気体に良く適合する。加えて該装置はテストデータ
を変える異なる蒸気の応力を有する他の液体の出現によ
り悪い影響を及ぼす。
【0004】もう1つの装置は、液体のサンプルを取り
出し、その液体が大気圧力で膨張することを許し、膨張
の最終で泡により到達するレベルの関数として溶存気体
の百分率を計測又は分析し調べるものである。この装置
も膨張中に空気が自由に分散し不正確であり制限がある
。それ故最終における体積は全ての空気又は初期の液体
に実際溶存又は含まれた気体を含まないものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は液体内
に分散した気体の量を計測し、前記公知装置の欠点を取
り除くため加圧条件下の操作に適する分析方法と装置を
提供することである。本発明の他の目的は分析される液
体の圧力変化により又は異なる蒸気応力を有する他の液
体成分の存在により影響されない非常に正確な繰り返し
可能な計測を与え、分析データの如何なる変化も引き起
こさない様な装置及びその方法を提供することである。
【0006】本発明の更なる目的は、ポリウレタン成分
における核生成溶存気体の質量を計測する装置を提供し
、加えて溶存気体の百分率の連続的表示を提供し、必要
に応じて貯臓タンクに核生成気体値を戻すよう操作可能
な自動制御を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による加圧液体サ
ンプル内分散気体量計測装置は自由にスライドできるピ
ストン要素(11)を有するテストシリンダ(10)と
、該テストシリンダ(10)の一方側では制御バルブ(
18)を通して分析される液体を収容するタンク(14
)に結合し、第1の制御手段(19)が該タンク(14
)における液体の圧力に対応する信号を供給し、第2の
制御手段(28)がタンク圧力下で及び圧縮後それぞれ
テストシリンダにおける液体サンプルの体積の情報を供
給し、該テストシリンダ(10)の他方側では水圧源(
21)に操作可能に結合され、該制御バルブ(18)、
該第1の制御手段(19)、該第2の制御手段(28)
及び該水圧源(21)が液体サンプルにおける分散空気
の体積を制御し計算する制御ユニット(CU)に操作可
能に結合されて具備されることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明は加圧タンク(14)内に収容される特
にポリウレタン成分内核生成空気における液体内分散空
気の量を計測する分析方法及びその装置を提供し、分析
される液体のサンプルがタンク14から引かれタンク1
4の同一圧力でテストシリンダ10に導びかれ、該液体
サンプルはテストシリンダ10内の予め決められた圧力
バルブに圧縮され分散気体の量が圧縮による体積差の関
数としアルゴリズムを適切に計算することにより大気圧
に関して決定される。
【0009】
【実施例】以下に添付する図を参照にして本発明による
装置とその分析方法に関する特徴の詳細を説明する。図
に示すようにテストシリンダ10を備え、このシリンダ
は内側でピストン11を自由に動かすので“ブラインド
シリンダ”と命令される。該シリンダの一端12Aは線
13を通って加圧タンク14に結合し、タンク14は例
えばポリウレタン混合に対する核生成空気のような過飽
和条件下で溶存したポリウレタン成分のような分析され
る液体を含む。各計測又は分析操作において液体の代用
を確認することが必要なので、線13は残された液体の
体積が例えばテストサンプルの体積の10〜15%のよ
うに比較的小さいように十分短かいことが必要である。 タンク14は又、バルブ17を経由して圧縮空気源16
に結合されそのバルブ17は、必要に応じて溶存気体の
百分率を戻すため、タンク14に加圧空気又は気体を送
り込むために操作される。
【0010】図中符号18はシリンダ10とタンク14
を結合するダクト13における第2の自動的に操作され
るバルブであり、流動体の通過を遮断又は停止し、計測
中シリンダ10における液体の圧縮を許す。符号19は
タンク14における液体の圧力を読取るための圧力変換
器を示す。テストシリンダ10の他端12Bはダクト2
0を通って制御計算ユニットCUにより制御される水圧
ユニット21に結合する。例に示されたように符号22
は又シリンダの12A側のチャンバーにおける液体サン
プルの圧縮値を示す信号を供給するように設計された線
20上の第2の圧力スイッチを示し、同一シリンダ10
の2つの端部12Aと12Bにおける2つのチャンバー
における圧力間に比例性を与えるためのものである。
【0011】更に特別にテストシリンダのチャンバー1
2Bは分配器又はソレノイドバルブ23を通してポンプ
24の配送側に又はシリンダ10の操作に対する水圧液
体を含む水圧ユニット21のタンク25に直接結合可能
である。テストシリンダのチャンバー12Bへ水圧液体
を供給する線20は、又制限付開口部又は通過部27を
備える分岐ダクト26を通してタンク25に結合される
。符号28はテストシリンダのピストン11に操作可能
に結合される線型位置検出手段を示し、例えばポテンシ
オメータのように、ピストンの移動につれてチャンバー
12Aが漸進的に得られる体積に比例又は等しいピスト
ン11の位置の信号を供給するように設計されている。 符号29はポンプ24からタンク25へ水圧液体のリサ
イクルのための分岐通過におけるソレノイドバルブを示
す。
【0012】制御バルブと装置の種々の検出装置は中央
制御計算ユニットCUに結合され、この中央制御計算ユ
ニットは以下に規定する計算アルゴリズムに基づいて操
作され、装置の全操作サイクルを制御し、オプションモ
ニターと又は供給されるデータのプリントアウトと伴に
タンク14に含まれる液体内核生成空気又は気体の百分
率を示す。前記した装置の操作と本発明に関する方法は
、加圧タンク14又はそれに結合される引き込み線から
取られた液体のサンプルを圧縮する原理に基づくことと
、テストシリンダ10のチャンバー12Aにおけるサン
プルの既知の初期体積と比較して圧縮されることによる
体積における差を読み取ることである。この分析装置は
例えば12バール及びそれ以上の比較的高い圧力で液体
における溶存空気の高い百分率の計測に特に良く適合す
る。
【0013】棒のないシリンダ10はそれ故受動方式に
おいてタンク14から成分のサンプルを良く取り出す、
即ちピストン11の収縮を引き起こす液体の同一圧力を
与え、テストシリンダのチャンバー12Aを充填する。 チャンバー12Aを充填している間シリンダの反対側1
2Bは分配器23を通して放出パイプに結合され、それ
故重大な逆圧はピストン11に加わらない。テストシリ
ンダのチャンバー12Aの充填が自由に行われることは
重要である。即ち十分に受動方法においてピストン11
が計測の誤った表現即ちタンク14における液体の百分
率と比較するようなサンプルにおける空気の百分率の表
示を避けるため、分析される液体により加えられる圧力
の推力の元でシリンダ10において自由に収縮すること
を許す。サンプル液体の体積はチャンバー12Aの既知
の体積と比較され、例えば該チャンバーがピストン11
の最上方死点で有する体積は、ピストンの最終位置がピ
ストン11の位置に比例する信号を供給することのでき
る検出装置28により読まれ又は検出され、そこから液
体の体積はタンク14の圧力で取られた後及びそれぞれ
圧縮された後サンプルにされる。
【0014】バルブ18は例えば圧縮空気により操作さ
れるボールバルブから成り、圧縮中シリンダのチャンバ
ー12Aを閉じるよう働き、一方バルブ18の上流圧力
変換器19はタンク14の作動圧力を供給するため働く
。サンプル液体の乳剤における非溶存空気の百分率の計
算に関するアルゴリズムは、大気圧力で一般化され、次
の方式により規定できる。前記した種々の変換器により
知られている又は計測されたデータは以下の様である: VC1…タンク14における圧力でシリンダ10におけ
る液体サンプルの体積、 VC2…圧縮後の液体サンプルの体積、PC1…圧力ス
イッチ19により読まれるタンク14における液体の圧
力、 PC2…圧縮後のシリンダ10におけるサンプルの圧力
で、一般にこの圧力は何でもよいが高い圧力で操作され
る傾向がある。 計算される未知の値は、核生成空気又は空気の乳剤と処
理液体に含まれる気体の百分率である。この値は圧力に
よるので計測は一般にいつも相互に比較できるデータを
得るため大気圧力に関する。
【0015】それ故上記データから開始して大気圧力で
サンプルにおける空気又は気体の百分率を計算すること
は望ましい。問題上の液体の圧縮能力の第1の近似は、
無を仮定すること(空気又は気体に含まれるより大きな
圧縮能力と比較されるので、実質的に正しいとして受け
取られる仮定)と、シリンダ10におけるサンプルによ
り受ける圧縮は該圧縮の比較的高速で、又は1.4に非
常に近い指数Kをもつポリトロピック(断熱性K)で断
熱的に得られると思われる。
【0016】これらの仮定から始めて次式(1)及び(
2)を書くことができる。 (1)VC1=VF+VA1 (2)VC1=VF+VA2+ΔVC ここでVC1はサンプルの初期体積、VFはサンプルの
液体の体積、VA1はタンク圧力でのサンプルの空気体
積、VA2は圧縮後のサンプルにおける空気の体積、Δ
VCはサンプル体積の変化、これらの式(1)及び(2
)から式(3)が得られる。 (3)VA1=VA2+ΔVC ここでVA1,VA2、とVCは上記の意味を有する。 公知の完全気体の状態式から、 PVK=一定 そして上式(3)に基づき次の式(4)を書くことがで
きる。 (4)PC1・VA1K=PC2・VA2K  ここで
K,VA1及びVA2は上記の意味を有する。 PC1はタンク圧力、PC2は圧縮後のテストシリンダ
における圧力、式(3)及び(4)(2つの未知数にお
ける2つの式)により作られる系の解答はタンク圧力で
の空気体積VA1の値を供給する。
【0017】次の関係式(5)を使用して大気圧力に関
するサンプルにおける分散空気の量を見つけることが今
可能となる。 (5)VA=VA1・PC1/PA ここでVAは大気圧力に関するサンプルにおける体積に
よる空気の百分率、VA1はタンク圧力でサンプルにお
ける空気の体積、PC1はタンク圧力、PAは大気圧力
、液体内の空気分散の百分率はVAで割ることにより得
られ、このように式(6)を使用して初期のサンプル体
積VC1により得られる。 (6)VA%=VA/VC1 装置の動作サイクルは、予め決められた間隔で繰り返さ
れ、例えば約20から30秒の間で、次の方式で行われ
る。
【0018】シリンダ10のチャンバー12Aが休止し
ている時成分の全てが残る。それ故サイクルの初めにシ
リンダ10は分配器23によりタンク25に放出するた
め、シリンダの駆動側のチャンバー12Bに切り換える
ことによって空となる。この点でバルブ18を開くこと
により、タンク14の圧力下でシリンダ10のチャンバ
ー12Aに受動的な充填を達成することは可能であり、
従って数秒待った後、圧力変換器19は計算ユニットC
Uに該データを供給する。同時にピストン11が最上方
死点に到達する時、変換器28はシリンダ内のサンプル
の体積に関する情報を計算ユニットCUに供給する。こ
の点でシリンダ10とタンク14の間のバルブ18は、
計算ユニットCUにより供給される制御信号に接近し、
水圧分配器23はテストシリンダ10のチャンバー12
Bの駆動側にポンプ24を結合し、それ故チャンバー1
2Aにおけるサンプルの圧縮が行われる。所望の圧力値
に到達した後、圧力スイッチ22により供給される信号
と、加減抵抗器又は変換器28により得られる位置信号
に比例する圧縮サンプルの体積の値が、制御計算ユニッ
トCUに供給される。
【0019】この点で制御計算ユニットCUは、上記数
式を使用し、得られたデータのプリントアウトをモニタ
ーして、タンク圧力及び大気圧力の下でのサンプルの空
気の百分率を計算する。さて水圧分配器23はシリンダ
10をタンク14に結合するバルブ18を同時に開くこ
とによりシリンダ10の全減圧を可能とするよう切り換
えられる。バルブ18を開いた後、水圧分配器23は切
り換えられ、シリンダのピストン11は、ピストンの下
方死点まで進むよう操作され、チャンバー12Aを完全
に空にする。制御ユニット21は再びオフ状態となり、
水圧分配器23はシリンダ10の他の受動充填を始める
よう切り換えられ、このようにもう1つの計測サンプル
が始まる。制御計算ユニットCUが、サンプルにおける
空気の百分率が予め決定した値より低い時、ソレノイド
バルブ17によりタンク14へ新しい空気を送り、所定
の百分率に調整するよう制御する。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば液体内分散気体量の計測
をし、加圧条件下の操作に適した分析方法及び装置にお
いて分析される液体の圧力変化又は異なる蒸気応力を有
する他の液体成分の存在により影響されない正確かつ繰
り返し可能な計測を可能とし、ポリウレタン成分におけ
る核生成溶存気体の質量を計測することができ、加えて
溶存気体の百分率を連続的表示し、必要に応じて貯臓タ
ンクに核生成気体値を蓄えるよう操作可能な自動制御を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による加圧液体内分散気体量分析装置で
ある。
【符号の説明】
10…シリンダ 11…ピストン 14…加圧タンク 16…圧縮気体源 17,18…バルブ 19,22…圧力スイッチ 21…水圧ユニット 23,29…ソレノイドバルブ 25…タンク 28…線型位置検出手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  タンク(14)に収容される加圧液体
    内に分散した気体の量を分析する方法であって、液体の
    サンプルはスライド可能なピストン要素(11)を有す
    るテストシリンダ(10)に導びかれるようにした分析
    方法において、前記テストシリンダ(10)における該
    ピストン要素(11)の自由な動作を与える該タンク(
    14)の同一圧力で受動方法にて該テストシリンダ(1
    0)に該液体サンプルを送り込み、該タンク(14)の
    圧力のもとで該テストシリンダ(10)における該サン
    プルの体積を検出し、予め決められた圧力値で該テスト
    シリンダ(10)における該サンプルを圧縮し、該テス
    トシリンダ(10)における該圧縮条件で該サンプルの
    体積を検出し、タンク圧力及び該圧縮条件でそれぞれ該
    テストシリンダ(10)において検出されるサンプルの
    体積の変化により該液体サンプルにおける溶存気体の百
    分率体積を計算することを特徴とする液体内分散気体量
    分析方法。
  2. 【請求項2】  該タンク(14)の同一圧力のもとで
    該テストシリンダ(10)を充填することにより受動方
    法にて該タンク(14)から該液体サンプルを取り出し
    、該液体サンプルが予め決められた圧力値に到達するま
    で該テストシリンダ(10)における該液体サンプルを
    圧縮し、タンク圧力及び圧縮条件下でそれぞれ該テスト
    シリンダ(10)における該サンプルの体積を検出し、
    圧縮前後の該テストシリンダにおける該サンプルの検出
    された体積の変化を通してタンク圧力でのサンプルの気
    体の体積を計算することにより、 (1)    VA1=VA2+ΔVC  ここで、V
    A1はタンク圧力下のサンプルにおける気体の体積、V
    A2は圧縮後のサンプルにおける気体の体積、ΔVCは
    サンプル体積変化、上式(1)を適用し、そして次に下
    式(2)及び(3)により、 (2)    PC1・VA1K=PC2・VA2K、
    (3)    VA=VA1・PC1/PAここでVA
    1とVA2は前記意味を有し、VAは大気圧に関するサ
    ンプルの空気体積、PC1はタンク圧に対応し圧縮前の
    サンプルの圧力、PC2は圧縮後のサンプルの圧力、気
    体の状態式を使用して大気圧に関するサンプルにおける
    気体の体積を計算して、特にポリウレタン成分における
    液体内分散気体量を計測することを特徴とする請求項1
    に記載の方法。
  3. 【請求項3】  式  VA%=VA/VC1ここでV
    Aは大気圧に関するサンプルの空気体積、VC1は該液
    体サンプルの初期体積である式を使用して貯臓タンク内
    液体内分散気体の百分率を計算する請求項2に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】  自由にスライドできるピストン要素(
    11)を有するテストシリンダ(10)と、該テストシ
    リンダ(10)の一方側では制御バルブ(18)を通し
    て分析される液体を収容するタンク(14)に結合し、
    第1の制御手段(19)が該タンク(14)における液
    体の圧力に対応する信号を供給し、第2の制御手段(2
    8)がタンク圧力下で及び圧縮後それぞれ該テストシリ
    ンダ(10)における液体サンプルの体積の情報を供給
    し、該テストシリンダ(10)の他方側では、水圧源(
    21)に操作可能に結合され、該制御バルブ(18)、
    該第1の制御手段(19)、該第2の制御手段(28)
    及び該水圧源(21)が液体サンプルにおける分散空気
    の体積を制御し計算する制御ユニット(CU)に操作可
    能に結合されて具備されることを特徴とする加圧液体サ
    ンプル内分散気体量計測装置。
  5. 【請求項5】  該第1の制御手段(19)が該制御バ
    ルブ(18)の上流に位置する圧力変換器から成る該タ
    ンクにおいて圧力を計測することを特徴とする請求項4
    に記載の液体内分散気体量計測装置。
  6. 【請求項6】  第2の制御手段が該テストシリンダ(
    10)の該ピストン要素(11)に結合する線型位置変
    換器(28)を備える該液体サンプルの体積を供給する
    ことを特徴とする請求項4に記載の液体内分散気体量計
    測装置。
  7. 【請求項7】  該変換器(28)が位置的変換器から
    成ることを特徴とする請求項6に記載の液体内分散気体
    量計測装置。
  8. 【請求項8】  圧力変換器(19)が該テストシリン
    ダ(10)におけるサンプルの圧力を指示するよう設計
    され、該圧力変換器(19)が該制御及び計算ユニット
    (CU)に操作可能に結合されることを特徴とする請求
    項4に記載の液体内分散気体量計測装置。
JP3166532A 1990-04-12 1991-04-11 液体内分散気体量分析方法及びその装置 Pending JPH04230830A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT20033A IT1241117B (it) 1990-04-12 1990-04-12 Procedimento ed apparecchiatura per misurare quantita' di gas dispersein un liquido
IT20033A/90 1990-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04230830A true JPH04230830A (ja) 1992-08-19

Family

ID=11163282

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