JPH0476417B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 液体が空気圧作用により解放される、液体の
適用量を配量するための装置において、配量管１
が、充填球状体１５の底部を貫通してその内部を
上方へ延びる配量タンク１４を有し、この配量タ
ンク１４は充填球状体内に開口する入口開口１６
と、この入口開口より上方へ延びる通気管１７と
を有し、そして充填球状体１５の底部が、調整液
体レベル６１を有する調整タンク６に入口管２に
より連結され、レベル指示器１１０により設定さ
れる調整液体レベル６１が通気管１７の頂部開口
より下に位置し、レベル指示器１１０が信号ライ
ン１１１、測定変換器１２０およびライン１３１
を経て制御ユニツト１３０に連結され、制御ユニ
ツト１３０が制御ライン１３３を経て圧縮空気源
７に連結され、この圧縮空気源７が入口管７１、
空気分配器８、圧縮空気管９を経て溜め３に連結
され、溜め３は供給管１００により調整タンクに
開口しており、制御ユニツト１３０も制御ライン
１３２を経て駆動装置１４０に連結され、駆動装
置１４０が接手１４１により空気分配器８の分配
ノズル８１２に連結され、空気分配器８が出口８
０１を経て大気に開口しており、その出口８０２
が圧縮空気管９に連結されかつその出口８０３が
連結管４に連結され、この連結管がその分岐部４
２を経て過圧調整器５のもぐり管５１に連結さ
れ、かつその分岐部４１を経て充填球状体１５の
頂部に連結されていることを特徴とする装置。

２ 完全に開いた上部を有する配量タンク１４が
充填球状体１５に位置し、配量タンク１４の上部
が通気管１７と入口開口１６の両方を形成してお
り、また配量タンク１４のこの上部が調整液体レ
ベル６１より下にあることを特徴とする、請求の
範囲１による液体の適用量を配量するするための
装置。

３ レベル指示器１１０が充填球状体１５に取り
つけられ、溜め３に通じる供給管１００が溢流部
６２を備え、かつその上部１０１が大気に開口し
ており、入口管２が供給管１００に連結されてい
ることを特徴とする、請求の範囲１または２によ
る液体の適用量を配量するための装置。

４ 流れチヤンネルにまたはタンク３６に配置さ
れる溜め３が開口３５または還流弁またはフラツ
プトラツプ３７を有する、請求の範囲１から３ま
でのうちのいずれか一つによる液体の適用量を配
量するための装置。

５ 圧力指示器７２が、信号ライン１３４を経て
制御ユニツト１３０に接続された入口管７１に連
結されていることを特徴とする、請求の範囲１か
ら４までのうちのいずれか一つによる液体の適用
量を配量するための装置。

６ 供給管１００が、制御ライン１５１を経て制
御ユニツト１３０に接続された液体反転スイツチ
１５０に連結されていることを特徴とする、請求
の範囲１から３までのうちのいずれか一つによる
液体の適用量を配量するための装置。

７ 分配ノズル８１２の開口８１２１がステータ
８２５の分配室８２５１の上面からＸの距離をお
くように、入口開口８１２３、貫通路８１２２お
よび開口８１２１を有する空気分配器８の分配ノ
ズル８１２が、基準通路８００と出口８０１〜８
１１を含むステータ８２５に可動に取りつけら
れ、分配ノズル８１２がステータ８２５の密封空
洞８２５２および入口管７１を経て圧縮空気源７
に連結され、分配ノズル８１２が、制御ユニツト
１３０により制御される駆動装置１４０の軸１４
２に接手１４１により連結され、制御ユニツト１
３０はまた圧縮空気源７も制御することを特徴と
する、請求の範囲１から６までのうちのいずれか
一つによる液体の適用量を配量するための装置。

８ 分配ノズル８１２の開口８１２１がステータ
８２５から距離Ｘをおくように、入口開口８１２
３、貫通路８１２２および開口８１２１を有する
空気分配器８の移動する分配ノズル８１２が、基
準通路８００および出口８０１〜８１１を含むス
テータ８２５に対して移動可能に取りつけられ、
分配ノズル８１２が圧縮空気源７に入口管７１に
より連結され、分配ノズル８１２が、制御ユニツ
ト１３０により制御される駆動装置１４０の軸１
４２に接手１４１を経て連結され、制御ユニツト
１３０がまた圧縮空気源７も制御することを特徴
とする、請求の範囲１から７までのうちのいずれ
か一つによる液体の適用量を配量するための装
置。

９ 基準通路８００を有する空気分配器８が基準
点指示器８１４と信号ライン１３５により制御ユ
ニツト１３０に接続されていることを特徴とす
る、請求の範囲１から８までのうちのいずれか一
つによる液体の適用量を配量するための装置。

１０ 分配ノズル８１２が接手１４１により駆動
装置の（例えばステツプモータの）軸に連結さ
れ、その駆動装置には、制御ユニツト１３０に接
続された、その軸位置を承認するためのシステム
があることを特徴とする、請求の範囲１から９ま
でのうちのいずれか一つによる液体の適用量を配
量するための装置。

１１ 開口８１２１を有する空気分配器８の分配
ノズル８１２および空気分配器８の出口８０１〜
８１１が放射器を形成するように設計されかつ配
置されていることを特徴とする、請求の範囲１か
ら１０までのうちのいずれか一つによる液体の適
用量を配量するための装置。

明細書 本発明は、液体の適用量が空気圧効果により配
量される、液体の適用量を配量する装置に関す
る。

プロセス自動化、化学および関連した工業、お
よび機械構造における増大する技術的要求によ
り、液体の適用量を空気圧効果により配量するい
くつかの装置が開発された。これらの装置は簡単
で、正確であり、かつ技術的トラブルに対し低い
感受性を有する。

適用量を配量するための周知の装置は、内部の
液体レベルを安定化するための複雑な装置をしば
しば必要とし、初めて使用する前におよび／また
は使用されなかつた長期間後にオンに切換えたと
き配量すべき液体を時々手で充填しなければなら
ず、そしてこれらの装置が充填されるときに気泡
がしばしば形成され、そのため配量精度と作動が
そこなわれる。液体の溜めは大きさがしばしば制
限され、かつ通常これらの装置の下に取りつける
ことができない。溜めの液体レベルの調節には、
しばしば複雑な装置を必要とする。

配量装置に必要な空気分配器は、補助圧力手段
を分配するための種々の装置を必要とする。弁、
カムプレートおよび同様な装置のような、電磁
的、空気圧的、および別な方法で動力を供給され
るシステムが通例この目的のために使用される。
これらの装置には、比較的多数の機械的部品、シ
ールなどが含まれ、これらが比較的急速に摩耗し
て、このため破損しやすく、また維持するのがむ
ずかしく費用が非常にかかる。周知の分配システ
ムに必要な個々の機械的部品の多様性は、またこ
れらの装置の寸法に関係を有する。

本発明の目的は、前述の欠点を克服することで
ある。

これは、本発明により特許請求の範囲１〜１１
の適当な部分の処置によりなしとげられる。

本発明の要旨を、図面の概略的実施例により以
下にいつそう詳細に述べる。

第１図は、配量装置の全体概略図を示す。

第２図は、充填タンクに組込まれたレベル指示
器を有する配量装置の実施例を示す。

第３図は、液体反転スイツチを有する配量装置
を示す。

第４図は、流れチヤンネルまたはタンクから抽
出するための改変された配量液の溜めを示す。

第５図は、還流弁および／またはフラツプトラ
ツプを有する改変された溜めの変更例を示す。

第６図は、空気分配器の概略全体図を示す。

第７図は、回転する分配ノズルを有する実際の
分配器の設計の例を示す。

第８図は、直線方向に動く分配ノズルを有する
分配器の例を示す。

第９図は、放射器効果を有する分配ノズルと抽
出通路の設計変更例を示す。

第１図は配量装置の全体概略図を示す。

図示の配量装置は、頂部のベンド１２と、大気
への開口１１と、底部のベンド１３とを有する配
量管１からなる。下方のベンド１３の上には、配
量管１４が開口１１の下にあるように、開口１１
と反対側に配置されている。配量タンク１４の容
積が、配量装置により配量される量を決める。配
量タンク１４は入口開口１６を有し、かつこの入
口開口１６の上で狭くなつていて通気口１７を形
成している。配量タンク１４とその通気管１７は
充填球状体１５内に位置している。その下端で充
填球状体１５が入口開口２１により入口管２に連
結されている。入口管２は底部にベンド２２を有
し、かつその連結部片２３により調整タンク６の
底部に開口している。調整タンク６は、その底部
が入口開口２１の下にあるように配置されてい
る。入口管２の下方ベンド２２が非常に低く下に
配置されているので、入口管２の液体が、配量装
置に必要である最大過圧のための液体障壁を形成
する。さらに、供給管１００の上方部分１０１が
調整タンク６の底に取りつけられており、その調
整タンクの頂部には溢流部６２が排出系６３に開
口するように取りつけられている。溢流部６２の
取入口は、配量管１の上方ベンド１２の下にある
ように配置されている。調整タンク６内の液体レ
ベルが制御され、そしてこの目的のために制御液
体レベル６１にレベル指示器１１０がある。

制御液体レベル６１は、配量管１の上方ベンド
１２より下に、通気管１７の開口より下に、溢流
部６２より下に、連結管４の分岐部４１より下
に、および配量管１の入口開口１６より上にあ
る。供給管１００は、調整タンク６の底のレベル
より下にある配量液Ｄの溜め３に密封連結部３３
を通つて入つている。溜め３は、上方表面レベル
３２まで配量液Ｄで充填しさえすれば良い。溜め
３の頂部にある圧縮空気接続部３４が圧縮空気管
９により空気分配器８の出口８０２に連結されて
いる。空気分配器８の出口８０１が自由な大気に
開口し、出口８０３が連結管４の分岐部４３に連
結されている。連結管４の分岐部４２が過圧調整
器５のもぐり管５１に連結されている。過圧調整
器５は、一つの可能な実施例では、補助液Ｐで満
たされた開放したタンク５２と、もぐり深さＡを
有するもぐり管５１とからなる。連結管４は分岐
部４１を経て充填球状体１５の上部に連結されて
いる。配量装置の作動に必要な圧縮空気の分配
は、入口管７１により圧縮空気源７に連結された
空気分配器８の分配ノズル８１２を用いてもたら
される。加えて、入口管７１が圧力指示器７２に
連結され、その圧力指示器７２から信号ライン１
３４が制御ユニツト１３０に導かれている。

空気分配器８の分配ノズル８１２は接手１４１
を経て駆動装置１４０により動かされる。完全な
配量装置の制御ユニツト１３０が制御ライン１３
２を経て駆動装置１４０を制御し、かつ圧縮空気
源７を制御ライン１３３を経て制御する。レベル
指示器１１０が信号ライン１１１により測定変換
器１２０およびライン１３１を経て制御ユニツト
１３０に接続されている。

第１図による実施例の配量装置は次のように作
動する。

初めの使用前に、配量管１、入口管２および調
整タンク６は空である。溜め３と過圧調整器５を
適当な液体（ＤまたはＰ）で満たす。開始時に、
配量管１、充填球状体１５、入口管２、連結管４
のすべての内部空間およびまた配量液Ｄの上の空
間を大気に、部分的に直接および部分的に空気分
配器８を経て連結する。

配量装置をオンに切換えた後、空気分配器８の
分配ノズル８１２を制御ユニツトにより駆動装置
１４０を用いて接手１４１を経て出口８０２に対
向して位置決めする。分配ノズル８１２を位置決
めした後、制御ユニツト１３０が圧縮空気源７を
オンに切換える。今や、圧縮空気源７により発生
した過圧が、入口管７１、分配ノズル８１２、出
口８０２、圧縮空気管９および溜め３の圧縮空気
接続部３７を経て配量液Ｄの上の空間に入る。

圧縮空気源７は、溜め３内の液体Ｄのレベルが
上面レベル３２と下面レベル３１の間にあるとき
に、調整された液体レベル６１のレベルまで配量
装置を安全に充填することが保証されるような範
囲に過圧を送り出す。

液体Ｄを溜め３から調整された液体レベル６１
まで搬送するために必要な過圧は、溜め３内の液
体レベルに反比例する。このとを用いて、溜め３
内の液体レベルを圧力指示器７２によりチエツク
する。

溜め３が空であり、および／またはレベルが下
面レベル３１以下であるときに、送り出される過
圧が実質的にゼロに落ちるが、それを、圧力指示
器７２により、用いて警報を生じさせることがで
きる。

過圧が液体Ｄを溜め３から供給管１００を経て
調整タンク６の中へ押し込む。調整タンク６およ
びそれに入口管２により連結された充填球状体１
５が液体Ｄで満たされる。充填球状体１５内の液
体Ｄのレベルが配量タンク１４の入口開口１６の
レベルに達したときに、配量タンク１４、および
従つて配量管１も充填される。配量タンク１４に
流入する液体Ｄが配量タンク１４内の空気を部分
的に配量管１を通じてそして開口１１に押しや
り、および部分的に通気管１７、分岐部４１、連
結管４および空気分配器８の出口８０３と８０１
を通じて自由な大気の中へ押しやる。これにより
気泡の生成が除かれる。

充填過程は、調整タンク６内、充填球状体１５
および部分（配量タンク１４、通気管１７）を有
する配量管１内の液体Ｄのレベルが調整液体レベ
ル６１に到達するまで続く。

液体レベル６１に到達すると、制御ユニツト１
３０が信号ライン１１１、測定変換器１２０およ
びライン１３１を経てレベル指示器１１０により
活動化されることにより、制御ユニツト１３０が
制御ライン１３３を経て圧縮空気源７をオフに切
換え、そしてそれから制御ライン１３２を経て駆
動装置１４０を制御し、その結果空気分配器８の
分配ノズル８１２が、出口８０２と８０３を出口
８０１を経て自由な大気と連結する位置を占め
る。これにより、充填過程中圧縮空気管９と溜め
３で圧縮された空気が自由な大気へ逃げることが
できる。このため、液体Ｄが調整タンク６、充填
球状体１５、通気管１７、配量管１および入口管
２から溜め３に還流することになる。

充填球状体１５が完全に空にされた後配量タン
ク１４は入口開口１６のレベルまで充填されたま
まであり、このことはまた配量管１の他方の側に
も当てはまる。

一度調整タンク６が完全に空になると、入口管
６が調整タンクへの連結片の開口レベルまで液体
Ｄで充填されたままであり、そのため配量装置が
さらに機能するのに必要な液体障壁が形成され
る。

前述したように内側液体レベルの自動的な安定
化の後、空気分配器８の分配ノズル８１２を出口
８０３に対向して位置決めする。それから、圧縮
空気源をオンに切換える。かくして、圧縮空気源
７により発生した圧縮空気が、入口管７１、分配
ノズル８１２および出口８０３を通つて連結管４
に入る。圧縮空気が連結管４の分岐部４２を通つ
て過圧調整器５のもぐり管５１に入り、そして適
当な大きさに達すると、泡を発生して補助液体Ｐ
を通り大気に出る。過圧調整器５の作用が調整さ
れた過圧をもたらし、その過圧の値はもぐり管５
１のもぐり深さＡにより、および補助液Ｐの比重
により与えられる。過圧調整器の実施例は、膜調
整器、浮動調整器などを含むことができる。

連結管４の分岐部４１を経て、調整された過圧
が配量管１の配量タンク１４内の液体Ｄに作用
し、そしてまた入口管２内の液体にも作用し、そ
のため過圧のための液体障壁が形成される。これ
により、一定量の収集された液体が配量タンク１
４から配量管１の開口１１を経て押し出される。
押し出される所望量の液体Ｄは、配量タンク１４
の容積により、および調整された調整過圧により
決められる。

第２図は、レベル指示器１１０が直接充填球状
体１５に取りつけられている配量装置の実施例を
示す。この実施例では、入口管２の連結部片２３
が直接供給管１００に分岐部として連結されてお
り、連結部片２３が入口開口２１より下に配置さ
れ、そして供給管１００の上部１０１が調整液体
レベル６１より上にあり、かつ溢流部６２を備え
ている。第２図により配量装置は、第１図による
装置と同一に作動する。

第３図は、加圧管路からの配量液Ｄの抽出部を
有する配量装置の別の実施例を示す。この別の実
施例では、調整タンク６が、制御ライン１５１に
より制御ユニツト１３０に接続された液体反転ス
イツチ１５０を用いて充填される。液体反転スイ
ツチ１５０は、供給管１００に連結された出口１
５２と、液体Ｄを含む加圧配管系に連結された入
口１５３と、排出部１５５に開口する出口１５４
とを有する。第１図による実施例と比較すると、
この実施例の配量装置では、溜め３、圧縮空気管
９および空気分配器８の出口８０２がなくなつて
いる。圧縮空気源７の過圧により調整タンク６を
充填することを除いて、この配量装置は第１図に
よる配量装置と同一に作動する。入口１５３と出
口１５２の間の通路が開くように制御ユニツト１
３０が制御ライン１５１を経て液体反転スイツチ
１５０を制御すれば、調整タンク６および／また
は全配量装置が直接圧力ラインから液体反転スイ
ツチ１５０を経て充填される。充填過程が完了
し、かつ調整液体レベル６１のレベルに達するま
で、その通路は開いたままである。レベル指示器
１１０により活動化された後、制御ユニツト１３
０が液体反転スイツチ１５０に制御指令を与え、
その結果出口１５２から出口１５４への通路が今
や開放されて、液体Ｄが配量装置から流出するこ
とができる。前述したように、内部液体レベルの
自動的な安定化に続いて、第３図による配量装置
は、第１図による配量装置と絶対的に同一に作動
する。

第４図は、配量液Ｄを流れチヤンネルまたはい
つそう大きいタンク３６から抽出することができ
る改変された溜め３を示す。溜め３の底には、配
量液Ｄが溜め３に入ることができる開口３５があ
る。開口３５の寸法と溜め３のもぐり深さは、配
量装置が前述したように充填されたときに完全な
機能が確保されるように選択される。

第５図は、開口３５の代りに還流弁（フラツプ
トラツプ）３７を用いた、第４図による改変した
溜め３の変更例の示す。

第６図と第７図において、空気分配器は、基準
通路８００および対称に配置された出口８０１〜
８１１を有するステータ８２５からなる。大気に
開口するステータ８２５の分配室８２５１には、
回転する可動性分配ノズル８１２がある。

分配ノズル８１２はステータ８２５の接手室８
２５３において接手１４１により駆動装置１４０
の軸１４２に連結されている。駆動装置１４０は
締付要素８２６によりステータ８２５に機械的に
連結されている。

基準通路８００が連結管８１３を用いて基準点
８１４の指示器に連結されている。空器分配器８
の出口８０１〜８１１は、圧縮空気が分配のため
に必要とされる個所に連結されている。

分配ノズル８１２は、入口開口８１２３および
開口８１２１を有する貫通通路８１２２を有す
る。空洞８２５２が空気分配器８の出口８１５と
入口管７１により圧縮空気源７に連結されてい
る。

回転する可動性分配ノズル８１２の入口開口８
１２３と空洞８２５２がステータ８２５の他の空
洞に対してシール８２４で密封されている。空気
分配器８の基準通路８００と出口８０１〜８１１
の開口の中央点が、分配器ノズル８１２の回転軸
線８１２４に対し垂直に開口８１２１の中央点を
通る軸線と同じ平面にあるように分配ノズル８１
２の開口８１２１が配置されている。分配室８２
５１の上面と分配ノズル８１２の開口８１２１の
間の距離Ｘは、許容圧力損失、流速および圧縮空
気の量により決められる。

例えば、圧力変換器またはマイクロホンとして
の一実施例における基準点８１４の指示器が信号
を信号ライン１３５に沿つて制御ユニツト１３０
へ向ける。制御ユニツト１３０が制御ライン１３
２を経て駆動装置１４０を制御し、かつ制御ライ
ン１３３を経て圧縮空気源７を制御する。制御ユ
ニツト１３０の機能を制御入力１３６を経て、可
能なオーバーライデングシステムにより決めるこ
とができる。

第８図は、直線方向に動く分配ノズル８１２を
有する実施例の分配器の変更例を示す。この変更
例では、軸１４２が直線運動を実施するように駆
動装置１４０が設計されている。この場合に、分
配ノズル８１２の方へ向けられてるステータ８２
５の上面が平らである。空気分配器８の基準通路
８００、出口８０１〜８１１の開口と分配ノズル
８１２の開口８１２１は互いにＸの距離をおいて
いる。この場合に、分配ノズル８１２は、可撓性
入口管７１により直接圧縮空気源７に連結されて
いる。

第９図は、円錐形開口を有する分配ノズル８１
２および空気分配器８の出口８０１〜８１１の可
能な実施例を示す。

第６図と第７図による分配器は次のように作動
する。

分配器をオンに切換えたとき、または必要なと
きに、駆動装置１４０と圧縮空気源７がオンに切
換えられる。この始動サイクルでは、圧縮空気源
７は、基準点８１４の指示器を活動化するのに十
分な圧力を送り出すだけであつて、空気分配器８
の出口８０１〜８１１に連結される個所に影響が
ないように制御される。オンに切換えられた後、
分配ノズル８１２が軸１４２と接手１４１を経て
動かされる。分配ノズル８１２の開口８１２１が
基準通路８００の開口の位置に到達し、かつ基準
点８１４の指示器が圧力信号を認めると、信号が
基準点８１４の指示器により信号ライン１３５を
経て制御ユニツト１３０に与えられる。それによ
り、制御ユニツト１３０が駆動装置１４０を停止
させるので、分配ノズル８１２の開口８１２１が
基準通路８００の開口に対向して停止し、同時に
圧縮空気源７がオフに切換えられる。この始動サ
イクルにより、分配器がさらに機能するための明
確な基礎が限定される。所望の分配は次のように
してなしとげられる。まず、分配ノズル８１２を
空気分配器８の適当な出口８０１〜８１１に位置
決めすることは、その制御指令を制御ユニツト１
３０から制御ライン１３２を経て受ける駆動装置
１４０の運動により起こる。所望の位置に到達し
たときにのみ、圧縮空気源７が制御ライン１３３
を経て制御ユニツト１３０によりオンに切換えら
れ、そして制御ユニツト１３０により決められる
空気分配器８の出口８０１〜８１１のうちの一つ
に圧縮空気を導入すことが始まる。空気分配器８
の残りの出口が大気に連結される。

第８図による実施例の分配器は、分配ノズル８
１２が回転運動の代りに直線運動を実施すること
を除いて、第６図と第７図により前述した実施例
と同一に作動する。

第９図に示した空気分配器８の分配ノズル８１
２、基準通路８００および出口８０１〜８１１の
実施例は放射器の原理で作動する。この変更例で
は、周知の吸込効果が起こり、それが分配媒体の
損失を中和する。

例に述べたレベル指示器は種々の原理で作動で
きる。例えばフロートで光電的に導電性、静電容
量、誘電率の決定の原理でサーミスタ等と共に作
動できる。

圧縮空気源は、それが制御可能である限りどん
な原理に従つても作動できる。

上記の例は、空気分配器の基準通路と11個の出
口を有する実施例を示す。どんな数の通路を有す
る実施例も可能である。

空気分配器の基準点の指示器は、光電的、電磁
的、機械的などのような他の原理で作動すること
もできる。

前述した空気分配器は、弁、フラツプ、カム、
スライダなどで、またはモータを備えた空気分配
器として設計することもできる。ステツプモータ
や他のすべての周知の駆動システムを用いて空気
分配器の分配ノズルを動かすことができるが、そ
れらはそれらの軸位置に関する承認のメツセージ
を制御ユニツトに送り返さなければならない。

本発明による配量装置は、内側液体レベルが自
動的にかつ独立して調整され、それにより表面レ
ベルの変化にもかかわらず溜め内の液体から正確
な適用量を配量できることを特徴とする。

充填の方法および配量タンクの設計により、気
泡の生成が阻止され、これにより最小適用量を正
確に配量することが可能になる。

配量装置は、内側部分を手で最初に充填する必
要がなく、最初にオンに切換えられたときから確
実に作動する。

配量液の溜めが配量装置より下に位置してお
り、従つて比較的大きい寸法を有することができ
る。

溜め内の液体のレベルを各配量サイクル中簡単
な空気圧測定により自動的に監視することができ
る。

配量装置により、比較的大きい容器、流路およ
び加圧配管系から液体を配量することができる。

本発明による装置は、化学的なおよび関連した
分野で、種々の装置の構造に、化学的分析器、充
填機械などに使用される。