JPH0659916B2 - 充填機の液面制御方法及び装置 - Google Patents

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。

（従来の技術） 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，(58)が
圧力空気源，(59)がエアフイルタ，(60)(63)(65)がエア
レギユレータ，(61)が圧力スイッチ，(62)が制御器，(6
4)(66)が電磁弁，(68)がフイルタ，(69)が圧力空気供給
管，(70)が導圧管で，充填液がフイルタ(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，フロート(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
フイルタ(59)→エアレギユレータ（圧力空気を一定圧に
調圧するエアレギユレータ）(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(61)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)からエアフイル
タ(59)→エアレギユレータ（圧力空気を一定圧に調圧す
るエアレギユレータ）(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(6
9)内の圧力は，エアレギユレータ(60)の設定圧に等し
く，圧力スイツチ(61)は，切り（または入）のの状態に
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)がエアレギユレータ(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(50)
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，フロート(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，圧力スイツチ(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)がエアレギユレータ(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。

（発明が解決しよううとする課題） 本発明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、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。
また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ツチ、エアレギ
ユレータ等での圧力調整動作を不要にできる充填機の液
面制御方法及び装置を提供しようとする点にある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明の充填機の液面制
御方法は、非定常運転時には、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制
御部からの充填機運転状態検出信号とを制御器の演算器
へ送り、ここで充填機への必要送液流量を演算し、その
演算結果を非定常・定常切換えスイツチを経て上下限リ
ミツタへ送り、ここで同必要送液流量の演算結果が適正
であるか否かをチエックして、上下限リミツタ内に予め
設定した上限値以下及び下限値以上であるときは演算結
果を開度信号として送液配管に取付けたコントロール弁
へ送出し、上記演算結果が上下限リミツタ内に予め設定
した上限値よりも大きいときは同上限値を、また上記演
算結果が上下限リミツタ内に予め設定した下限値よりも
小さいときは同下限値を、開度信号として上記コントロ
ール弁へ送出し、定常運転時には、上記演算器の演算結
果を非定常・定常切換えスイツチを経て制御器の流量制
御器へ送るとともに充填機制御器からの充填機運転状態
検出信号を同流量制御器へ送り、ここで上記コントロー
ル弁の開度を演算し、その演算結果を非定常・定常切換
えスイツチを経て上下限リミツタへ送り、ここでコント
ロール弁の開度演算結果が適正であるか否かをチエツク
して、上下限リミツタ内に予め設定した上限値以下及び
下限値以上であるときは演算結果を開度信号として送液
配管に取付けたコントロール弁へ送出し、上記演算結果
が上下限リミツタ内に予め設定した上限値よりも大きい
ときは同上限値を、また上記演算結果が上下限リミツタ
内に予め設定した下限値よりも小さいときは同下限値
を、開度信号として上記コントロール弁へ送出して、充
填機への送液流量を制御することを特徴としている。

また本発明の充填機の液面制御装置は、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、制御器とを有し、同制御器を、上
記液面検出部からの液面高さに比例した液面検出信号と
上記充填機制御部から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する演算器と、同演算器
の演算結果と上記流量検出部からの実送液流量検出信号
とにより上記コントロール弁の開度を演算する流量制御
器と、同流量制御器の演算結果が適正であるか否かをチ
エツクして、内部に予め設定した上限値以下及び下限値
以上であるときは演算結果を開度信号として送液配管に
取付けたコントロール弁へ送出し、上記演算結果が内部
に予め設定した上限値よりも大きいときは同上限値を、
また上記演算結果が内部に予め設定した下限値よりも小
さいときは同下限値を、開度信号として上記コントロー
ル弁へ送出する上下限リミツタと、非定常時には上記演
算器と上記上下限リミツタとを接続し定常運転時には上
記演算器と上記流量制御器と上記上下限リミツタとを接
続する非定常・定常運転切換えスイツチとにより構成し
ている。

（作用） 本発明の充填機の液面制御方法は前記のように構成され
ており、非定常運転時には、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制御
部からの充填機運転状態検出信号とを制御器の演算器へ
送り、ここで充填機への必要送液流量を演算し、その演
算結果を非定常・定常切換えスイツチを経て上下限リミ
ツタへ送り、ここで同必要送液流量の演算結果が適正で
あるか否かをチエツクして、上限リミツタ内に予め設定
した上限値以下及び下限値以上であるときは演算結果を
開度信号として送液配管に取付けたコントロール弁へ送
出し、上記演算結果が上下限リミツタ内に予め設定した
上限値よりも大きいときは同上限値を、また上記演算結
果が上下限リミツタ内に予め設定した下限値よりも小さ
いときは同下限値を、開度信号として上記コントロール
弁へ送出し、定常運転時には、上記演算器の演算結果を
非定常・定常切換えスイツチを経て制御器の流量制御器
へ送るとともに充填機制御器からの充填機運転状態検出
信号を同流量制御器へ送り、ここで上記コントロール弁
の開度を演算し、その演算結果を非定常・定常切換えス
イツチを経て上下限リミツタへ送り、ここでコントロー
ル弁の開度演算結果が適正であるか否かをチエツクし
て、上下限リミツタ内に予め設定した上限値以下及び下
限値以上であるときは演算結果を開度信号として送液配
管に取付けたコントロール弁へ送出し、上記演算結果が
上下限リミツタ内に予め設定した上限値よりも大きいと
きは同上限値を、また上記演算結果が上下限リミツタ内
に予め設定した下限値よりも小さいときは同下限値を、
開度信号として上記コントロール弁へ送出して、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
上下限リミツタ，(17)が上記演算器(16)と上記流量制御
器(14)と上記上下限リミツタ(15)との間で信号の授受を
行う非定常，定常切換スイツチで，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ツタ(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
るか否かをチエツクして，適正であれば，コントロール
弁(4)へコントロール弁開度(18)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。充填機(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)と充填器制御部(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量SVを次式により演算する。

SV＝Ｒ・Ｖ−Ｋ（Ｈ−H₀）Ａ・・・・・・ ここで，Ｒは充填機の運転スピード，Ｖは充填容器１個
当たりの充填容量，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，Ｈは充
填機の実液面高さ，H₀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T₁以上，或る偏差ΔＥ以内にあることを制御器
(13)で判断し，非定常，定常切換スイツチ(17)を切り換
えることにより行う。なお定常運転時には，非定常，定
常切換スイツチ(17)が第１図のａ位置にあり，非定常運
転時には、スイツチ(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，
上下限リミツタ(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エツクされ，開度
値が上下限リミツタ(15)内に予め設定した上限値以下及
び下限値以上であるときは開度値を開度信号としてコン
トロール弁(4)へ送出し、開度値が上下限リミツタ(15)
内に予め設定した上限値よりも大きいときは同上限値
を、開度値が上限リミツタ(15)内に予め設定した下限値
よりも小さいときは同下限値を、開度信号としてコント
ロール弁(4)へ送出する。

なお流量制御器(14)上下限リミツタ(15)演算器(16)スイ
ツチ(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，定常運転に入るよう
にしてもよいい。また充填機(1)内の液面高さの検出に
は，フロート(2)を有する伝送器(3)以外に，電気式レベ
ルスイツチのように液面高さに比例した検出信号を送出
するもに変えてもよい。

（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構成され
ており、非定常運転時には、充填機に取付けた液面検出
部からの液液面高さに比例した液面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を制御器の演算器
へ送り、ここで充填機への必要送液流量を演算し、その
演算結果を非定常・定常切換えスイツチを経て上下限リ
ミツタへ送り、ここで同必要送液流量の演算結果が適正
であるか否かをチエツクして、上下限リミツタ内に予め
設定した上限値以下及び下限値以上であるときは演算結
果を開度信号として送液配管に取付けたコントロール弁
へ送出し、上記演算結果が上下限リミツタ内に予め設定
した上限値よりも大きいときは同上限値を、また上記演
算結果が上下限リミツタ内に予め設定した下限値よりも
小さいときは同下限値を、開度信号として上記コントロ
ール弁へ送出し、定常運転時には、上記演算器の演算結
果を非定常・定常切換スイツチを経て制御器の流量制御
器へ送るとともに充填機制御器からの充填機運転状態検
出信号を同流量制御器へ送り、ここで上記コントロール
弁の開度を演算し、その演算結果を非定常・定常切換え
スイツチを経て上下限リミツタへ送り、ここでコントロ
ール弁の開度演算結果が適正であるか否かをチエツクし
て、上下限リミツタ内に予め設定した上限値以下及び下
限値以上であるときは演算結果を開度信号として送液配
管に取付けたコントロール弁へ送出し、上記演算結果が
上下限リミツタ内に予め設定した上限値よりも大きいと
きは同上限値を、また上記演算結果が上下限リミツタ内
に予め設定した下限値よりも小さいときは同下限値を、
開度信号として上記コントロール弁へ送出して、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量制御が可能
で、充填機内の液面変動が小さくできる。

また上記のように充填機への実送液量を検出して、充填
機への送液量を制御するので、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変動を小さく
できる。

また上記のように充填機内の液面の設定を充填機制御部
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ツチ、エアレギユレータ等を
使用せず、容器の品種が変わる毎に必要としていた圧力
スイツチ、エアレギユレータ等での圧力調整動作を不要
にできる。

また非定常時・定常切換えスイツチにより、非定常運転
時には、制御器の演算器と上下限リミツタとを接続し、
定常運転時には、制御器の演算器と流量制御器と上限リ
ミツタとを接続するので、それぞれに適した制御を容易
に選択できる。

また本発明の充填機の液面制御装置は、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、制御器とを有し、同制御器を、上
記液面検出部からの液面高さに比例した液面検出信号と
上記充填機制御部から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する演算器と、同演算器
の演算結果と上記流量検出部からの実送液流量検出信号
とにより上記コントロール弁の開度を演算する流量制御
器と、同流量制御器の演算結果が適正であるか否かをチ
エツクして、内部に予め設定した上限値以下及び下限値
以上であるときは演算結果を開度信号として送液配管に
取付けたコントロール弁へ送出し、上記演算結果が内部
に予め設定した上限値よりも大きいときは同上限値を、
また上記演算結果が内部に予め設定した下限値よりも小
さいときは同下限値を、開度信号として上記コントロー
ル弁へ送出する上下限リミツタと、非定常時には上記演
算器と上記上下限リミツタとを接続した定常運転時には
上記演算器と上記流量制御器と上記上下限リミツタとを
接続する非定常・定常運転切換えスイツチとにより構成
しており、前記充填機の液面制御方法を円滑に実施でき
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、(14)……流量制御器、(15)……上下限
リミツタ、(16)……演算器、(17)……非定常・定常切換
スイツチ、(18)……コントロール弁開度信号。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非定常運転時には、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
   制御部からの充填機運転状態検出信号とを制御器の演算
   器へ送り、ここで充填機への必要送液流量を演算し、そ
   の演算結果を非定常・定常切換えスイツチを経て上下限
   リミツタへ送り、ここで同必要送液流量の演算結果が適
   正であるか否かをチエツクして、上下限リミツタ内に予
   め設定した上限値以下及び下限値以上であるときは演算
   結果を開度信号として送液配管に取付けたコントロール
   弁へ送出し、上記演算結果が上下限リミツタ内に予め設
   定した上限値よりも大きいときは同上限値を、また上記
   演算結果が上下限リミツタ内に予め設定した下限値より
   も小さいときは同下限値を、開度信号として上記コント
   ロール弁へ送出し、定常運転時には、上記演算器の演算
   結果を非定常・定常切換えスイツチを経て制御器の流量
   制御器へ送るとともに充填機制御器からの充填機運転状
   態検出信号を同流量制御器へ送り、ここで上記コントロ
   ール弁の開度を演算し、その演算結果を非定常・定常切
   換えスイツチを経て上下限リミツタへ送り、ここでコン
   トロール弁の開度演算結果が適正であるか否かをチエツ
   クして、上下限リミツタ内に予め設定した上限値以下及
   び下限値以上であるときは演算結果を開度信号として送
   液配管に取付けたコントロール弁へ送出し、上記演算結
   果が上下限リミツタ内に予め設定した上限値よりも大き
   いときは同上限値を、また上記演算結果が上下限リミツ
   タ内に予め設定した下限値よりも小さいときは同下限値
   を、開度信号として上記コントロール弁へ送出して、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. 【請求項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、制御
   器とを有し、同制御器を、上記液面検出部からの液面高
   さに比例した液面検出信号と上記充填機制御部から充填
   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
   演算る演算器と、同演算器の演算結果と上記流量検出部
   からの実送液流量検出信号とにより上記コントロール弁
   の開度を演算する流量制御器と、同流量制御器の演算結
   果が適正であるか否かをチエツクして、内部に予め設定
   した上限値以下及び下限値以上であるときは演算結果を
   開度信号として送液配管に取付けたコントロール弁へ送
   出し、上記演算結果が内部に予め設定した上限値よりも
   大きいときは同上限値を、また上記演算結果が内部に予
   め設定した下限値よりも小さいときは同下限値を、開度
   信号として上記コントロール弁へ送出する上下限リミツ
   タと、非定常時には上記演算器と上記上下限リミツタと
   を接続し定常運転時には上記演算器と上記流量制御器と
   上記上下限リミツタとを接続する非定常・定常運転切換
   えスイツチとにより構成したことを特徴とする充填機の
   液面制御装置。