JPH0637237B2 - 定量給液装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ この発明は、プリセットされた量で給液を頂度停止させ
るよう動作する定量給液装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の装置として特開昭５６−８４２９８号公
報に記載される装置が知られている。すなわち、給液路
を絞って給液の減速および閉止を行う制御弁を備え、こ
の制御弁における給液路閉止動作に係る応答遅れに伴う
過給液量を、給液流速、弁開度および制御弁の応答速度
に応じて予測演算し、給液量がプリセット値の前記過給
液量手前に達すると閉止動作を開始して、給液の行き過
ぎを防止したものである。なお、ここで言う弁開度と
は、給液流速を設定値になるよう調節した給液流速との
相対開度を指し、また制御弁の応答速度としては、使用
する制御弁（の機種・性能）に応じて定まる定数が与え
られる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、この従来装置では、過給油量の予測演算の因
子たる制御弁の応答速度が使用する制御弁に応じた定数
として与えられるため、制御弁の動作速度が変動すると
正確な定量給液ができない欠点があった。すなわち、気
温や経時変化等により同一の制御弁であっても動作速度
が変動し、また同一機種の弁でも器差により動作速度が
異なることがあり、速度が早くなればプリセット値手前
で給液が停止されてしまい、遅ければ過給液になってし
まう。特に、こうした不都合は、例えば実開昭５７−１
７４４００号公報に見られるような移動式の給液装置に
おいて顕著となる。すなわち、自動車の荷台等に載置さ
れ移動に伴い常に振動を受けるため、制御弁の経時変化
が生じ易く、また屋外で使用され気温等の環境変化が著
しいからである。

なお、上記のような制御弁の動作速度の変動は制御弁の
精度を上げることである程度解消できるが、反面、精度
の良い高価な制御弁の使用を余儀なくされていた。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、給液すべき量をプリセットする手段と、給
液路に備えた流量計からの流量パルスを計数して給液量
を検出する手段と、前記流量パルスをモニタして給液路
における給液流速を検出する手段と、弁体を全開から全
閉まで漸次変位させる弁駆動手段を設け、給液路を絞っ
て液流の減速および閉止を行なう制御弁と、前記弁駆動
手段と連動して変位する被検出体と、該被検出体が所定
位置まで変位したのを検知する手段とを設け、制御弁が
閉止する手前の所定開度にあることを検出する手段と、
制御弁が全開状態から前記所定開度まで絞られる間の時
間をカウントし制御弁の動作速度を検出する手段と、前
記所定開度から制御弁を給液停止に向けて絞り動作させ
るべきタイミングを前記各検出手段で検出した給液流速
および制御弁の動作速度に応じて設定する手段と、給液
量がプリセット値の所定量手前に達すると制御弁を前記
所定開度まで一旦絞り、この絞り動作の後に前記設定手
段で設定したタイミングにより制御弁を絞り動作させて
給液を停止するよう制御する手段とを備え、前記問題点
の解決をはかったものである。

［作用］ これにより、給液量がプリセット値の所定量手前に達す
ると、制御弁が閉止手前の所定開度まで絞られて給液を
減速し、この減速した際の制御弁の動作速度を検出し、
検出した毎回の動作速度と給液流速とに基づいて制御弁
を閉止動作させるタイミングを設定するから、制御弁の
動作速度が変動しても正確な定量給液ができる。なお、
減速動作時の目標となる所定開度は、前記従来装置のよ
うな流速との相対開度とは異なり、弁駆動手段と連動す
る被検出体により定められる一定の開弁位置を表し、こ
の開度は給液流速が変わっても変化しないから、制御弁
の閉止動作は常に一定の開弁位置から開始されることに
なり、制御弁の動作速度が分かれば弁閉止までの正確な
時間が予測でき、閉止動作のタイミングを誤差なく設定
できる。

［実施例］ 以下その具体例を図面を基に説明する。

第１図は本考案一実施例の構成を示す説明図である。１
は給送すべき液体を貯えるタンク、２は給液ポンプ、３
は流量計、４は給液路５における液流の調節および閉止
を行なう制御弁、６はゴム等からなるフレキシブルな給
液ホース、７は該ホース６の先端に設けられた給液ノズ
ルで、これら各部により流路が形成される。給液ノズル
７は、給液を受ける容器内の液面がノズル７先端位置に
達したのを検知して給液を自動遮断する、いわゆるオー
トノズルから成っている。

８はポンプ２の駆動回路、９は流量計３において計量し
た流量に比例した数のパルス信号を出力するパルス発信
装置、10は制御弁４の駆動回路である。11は給液量表示
器、12は操作ボードで、操作ボード12には、「通常」か
「プリセット」かを選択するモードスイッチ13、プリセ
ット値を入力するプリセットキー14、および給液の開始
および停止を入力する運転スイッチ15が設けられてい
る。

モードスイッチ13における「通常」モードとは、給液の
停止をノズル７における手動閉止操作もしくはノズル７
の自動遮閉動作によって行なうモード、また「プリセッ
ト」モードとは、プリセットキー14において入力された
プリセット量で給液を自動的に頂度停止させるモードで
ある。

16は上記給液装置の制御部で、マイクロコンピュータを
内蔵し、プログラムに沿ってシーケンス制御を行なう。

この実施例は、上記構成を有しトラックの荷台等に載置
されて灯油等の配送に好適な装置を示している。すなわ
ち、配送のため必要に応じて給液ホース６を延設した
り、また荷台に載置され常に振動を受けるため制御弁４
をはじめとする各機器の経時変化が生じ易いもので、こ
の発明の利用効果が特に高いものの一つである。

第２図は前記制御弁４の構成を示し、20は減速機21を具
備したモータ、22は給液路５と接続するボールバルブ、
23はボールバルブ22のシャフト24を回動させるギヤで、
モータ20を正逆方向へ駆動することボールバルブ22を開
閉させ、給液路５の流量の調節および閉止を行なう。

25はギヤ23に一体的に取り付けられたエンコード・ディ
スク、26−１・２はエンコード・ディスク25の周縁部に
穿設された信号穴27を検出する第１及び第２のホトカプ
ラーで、ボールバルブ22の弁開度の検出に用いられる。
すなわち、その要部平面図を第３図に示すように、ボー
ルバルブ22の全開位置で信号穴27のうちＯ１・Ｏ２をそ
れぞれ第１・第２のホトカプラー26−１・２で検出する
よう設定しておき（第３図に示す位置）、バルブ22が閉
じられるに伴い第１のホトカプラー26−１・２でＡ・Ｂ
の信号穴を順次検出し、バルブ全開に至ってＳの信号穴
を検出するよう構成して、制御部16では第１・第２のホ
トカプラー26−１・２の双方から同時に検出信号が入力
されるとバルブ22が全開状態にあると判断し、以後第１
のホトカプラー26−１からの検出信号をカウントして絞
り位置Ａ・絞り位置Ｂ・全開Ｓといった順にバルブ22の
開度を検知する。本実施例においては、バルブ22全開時
の通常流量に対し、絞り位置Ａでその約60％、絞り位置
Ｂでその約15％の流量にまで絞るよう位置設定されてい
る。

第４図は実施例の制御系要部を説明するブロック図であ
る。操作ボード12において運転スイッチ15が押されるに
伴い制御弁４が開弁され、更に給液ノズル７において開
弁操作されて給液が開始されると、パルス発信装置９で
はその給液流量に応じてパルス信号を出力する。給液量
検出部30ではこのパルス信号を計数して給液量Ｑを検出
し、流速検出部31ではこのパスル信号の入力される間隔
から給液路５における流速ＦＶを検出する。プリセット
値設定部32では操作ボード12のプリセットキー14におけ
る入力を受けてプリセット量Ｐを設定し、給液残量検出
部33ではこのプリセット量Ｐと給液量検出部30で与える
給液量Ｑとを比較し給液がプリセット値Ｐに達するまで
の残量Ｒを算出する。

絞り動作速度検出部34は、弁開度検出手段たるホトカプ
ラー26−１・２からの信号を受けて制御弁４の閉止速度
ＭＶを検出するもので、前記ボールバルブ22の全開位置
から絞り位置Ａまで絞るに要した時間に基づいて算出さ
れる。タイミング設定部35は、この検出部34で与える絞
り動作速度ＭＶと、流速検出部31で与える流速ＦＶとを
パラメータとして、制御弁４を絞り動作させて給液停止
するタイミングT₁・T₂を求めるテーブルを有し、このタ
イミングT₁・T₂はプリセット値に対する給液手前量（残
量）で与えられる。なお、タイミングＴ_１は絞り位置Ａ
から絞り位置Ｂまで絞り動作するタイミングを、タイミ
ングＴ_２は絞り位置Ｂから全閉位置Ｓまで絞り動作する
タイミングを表している。このタイミング設定部35で有
するテーブルは、タイミングT₁・T₂それぞれに対し第５
図に示す特性をテーブル化したもので、流速ＦＶが増大
すればタイミング量T₁・T₂は増加し、絞り動作速度ＭＶ
が速ければタイミング量T₁・T₂は減少する。

弁制御部36ではタイミング設定部35で与えるタイミング
量T₁・T₂と、給液残量検出部33で与える残量Ｒとを比較
し、一致すれば駆動回路10を介して制御弁４に所定の絞
り動作を与える。

第５図は前記制御部16におけるプログラムの要部を示す
フローチャート図で、以下この図を基に実施例の動作を
説明する。尚、このフローは前記モードスイッチ13が
「プリセット」モードにセットされているときの動作を
示している。

操作ボード12において運転スイッチ15が押されてスター
トし、まず運転スイッチ15が押される直前に入力された
プリセット値をレジスタＰへ代入し(1)、続いて制御弁
４を全開位置まで開弁動作し、ポンプ２を駆動すると共
に表示器11における表示を０セットする(2)。この状態
でノズル７において手元弁が開弁されて給液を開始す
る。給液が開始されると、単位量の流出がある毎にパル
ス発信装置９よりパルス入力され、制御部16のＣＰＵへ
割込み入力されて流量カウントを行ない、このカウント
した流量Ｑを表示器11へ表示する(3)。またパルス信号
の周期を求めて流速データとしてレジスタＦＶへ与える
(4)。

こうして給液が実行され給液量Ｑとプリセット値Ｐとの
差が一定量Ｃ（本例では約５）に達すると(5)、制御
弁４を駆動して前記絞り位置Ａまで（ホトカプラー26−
１が信号穴27−Ａを検出するまで）絞り動作さる(6)。
更に、この絞り動作に要する時間をカウントして動作速
度データとしてレジスタＭＶへ与える(7)。こうして得
た絞り速度ＭＶとステップ(4)で求めた流速ＦＶとによ
り前記タイミング設定用テーブルよりタイミング量T₁・T
₂を設定する(8)。

この後再び流速Ｑを表示器11へ表示するモードとなり
(9)、給液量Ｑとプリセット値Ｐとの差が設定されたタ
イミング量Ｔ_１に達すると(10)、制御弁４を動作して前
記絞り位置Ｂまで絞り動作させる(11)。更に、ＱとＰの
差がタイミング量Ｔ_２に達すると(13)、制御弁４を絞り
動作させて閉止し(14)表示器11に最終給液量Ｑを表示
し、ポンプ２を停止して(15)給液を終了する。

以上のようにこの実施例では、給液が開始されると、制
御弁４の全開状態でその給液流速（最大流速）を測定
し、給液がプリセット値の手前一定量に達したとき所定
位置（絞り位置Ａ）まで絞って流量を低下させると共に
このときの絞り動作速度を測定し、こうして測定した流
速および絞り動作速度を基に制御弁絞り動作の開始タイ
ミングを設定して、給液をプリセット値で頂度停止させ
ている。

［発明の効果］ この発明は以上のように構成され、各回の給液毎に制御
弁の動作速度を検出し、その速度に応じたタイミングで
制御弁を絞り動作させて給液停止するので、制御弁の動
作速度が変動しても正確な定量給液を行なうことができ
る。

また、制御弁の閉止動作は常に被検出体で与える所定開
度から行われ、制御弁の弁閉止までの運動量が常に一定
になるから、設定手段において閉止動作のタイミングを
誤差なく簡単に設定でき、プリセット値で正確に給液停
止できる。

しかも、動作変動の少ない高精度で高価な制御弁を使用
しなくても、給液の度に動作速度を確認して制御弁の動
作変動を補償できるので、比較的安価な制御弁を使用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の構成説明図 第２図は同実施例の要部構成説明図 第３図は第２図の要部平面を表す説明図 第４図は同実施例の制御系要部を説明するブロック図 第５図は実施例で用いられるデータの特性説明図 第６図は実施例のプログラム要部を示すフローチャート
図 ３は流量計、４は制御弁、５は給液路、９はパルス発信
装置、12はプリセット手段を備えた操作ボード、16は制
御部、20は弁駆動手段たるモータ、25は被検出体たるエ
ンコード・ディスク、26は開度検出手段たるホトカプラ
ー、30は給液量検出部、31は流速検出部、32はプリセッ
ト値設定部、33は給液残量検出部、34は動作速度検出
部、35はタイミング設定部、36は制御手段たる弁制御
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給液すべき量をプリセットする手段と、 給液路に備えた流量計からの流量パルスを計数して給液
   量を検出する手段と、 前記流量パルスをモニタして給液路における給液流速を
   検出する手段と、 弁体を全開から全閉まで漸次変位させる弁駆動手段を設
   け、給液路を絞って液流の減速および閉止を行なう制御
   弁と、 前記弁駆動手段と連動して変位する被検出体と、該被検
   出体が所定位置まで変位したのを検知する手段とを設
   け、制御弁が閉止する手前の所定開度にあることを検出
   する手段と、 制御弁が全開状態から前記所定開度まで絞られる間の時
   間をカウントし制御弁の動作速度を検出する手段と、 前記所定開度から制御弁を給液停止に向けて絞り動作さ
   せるべきタイミングを前記各検出手段で検出した給液流
   速および制御弁の動作速度に応じて設定する手段と、 給液量がプリセット値の所定量手前に達すると制御弁を
   前記所定開度まで一旦絞り、この絞り動作の後に前記設
   定手段で前記絞り動作のタイミングを設定し、この設定
   したタイミングにより制御弁を絞り動作させて給液を停
   止するよう制御する手段と、 を備えたことを特徴とする定量給液装置。