JPH07113499A - 液体流量制御装置 - Google Patents

液体流量制御装置

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JPH07113499A
JPH07113499A JP6129007A JP12900794A JPH07113499A JP H07113499 A JPH07113499 A JP H07113499A JP 6129007 A JP6129007 A JP 6129007A JP 12900794 A JP12900794 A JP 12900794A JP H07113499 A JPH07113499 A JP H07113499A
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air
liquid
supply
receptacle
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Paul R Egger
ポール・アール・エガー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 異なる液体成分を一つの容器に充填して、適
正な比率で適正な量の混合物が得られるようにした液体
流量制御装置の提供。 【構成】 液体流量制御装置は重量検出用装置の上に置
かれたリセプタクルの中へ供給を行うように配置された
供給用ノズルを有する。すべての供給用ノズルはそれぞ
れ液体ポンプへ連結されている。液体ポンプはいくつか
のコンテナからノズルへ液体を供給する。重量検出用装
置へ接続され、またポンプ及び供給用ノズルへ接続され
ている制御コンピュータが設けられていて、液体の流量
と供給が制御されるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、供給液体の流量を制
御するための装置に関し、詳しくは、液体の供給流量を
最大限に大きくするとともに、予め決められた容積の液
体が供給されるにつれて流量を制御してゼロにまで減ら
すようになっている装置に関する。
【０００２】
【従来技術】例えば予め決められた色を有する塗料が入
った18.9リットル（5 ガロン）のコンテナを用意する場
合のように、予め決められているいくつかの液体を一つ
のコンテナで混合することによって大きな液体容積を形
成するに適したシステムが希求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したシステムにお
いては、予め決められた量からなるベース塗料と種々の
色添加剤とを、一つのコンテナへ部分的に充填して、正
しい色の組合せを有する適切な量の塗料が得られるよう
になっていることが好ましい。添加する特定の液体成分
の量が非常に多い場合には、比較的大きな流量でその液
体を供給することが望ましい。そして、供給された量が
所望の量に近づき始めたら、流量をゼロに近づけていく
ことが望ましい。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ここで、いくつかの異な
る色の組合せを同じコンテナの中に供給する場合には、
各色に対して必要とされる量がコンテナへ充填されるま
で、コンテナにはいくつかの供給用ノズルから順々に充
填が行われる。また、収容するコンテナが周知のサイズ
である場合、すなわち18.9リットル（5 ガロン）や3.79
リットル（1 ガロン）などである場合には、コンテナを
完全に充填するのに必要な色剤とベース材料の量を予め
計算することができ、また各供給装置は各ディスペンサ
から必要な量の液体を供給することによってコンテナを
適切な比率を有する成分で完全に満たすような配置にす
ることができる。
【０００５】これらを前提として、本発明の装置は、複
数の液体ポンプと、貯蔵容器とを有する。それぞれは、
様々な液体または液体成分と、ポンプへ連結された複数
の供給用ノズルと、供給される液体の重量を測定するた
めに供給ステーションに設けられているロードセルと協
働する。ロードセルからの信号を受け取ったり、ポンプ
や供給用バルブを動作させるために使用される圧縮空気
の量を調節するための圧力レギュレータを制御したり、
複数のポンプや供給用バルブを制御してバルブやポンプ
を適切にかつタイミングをはかって順々にオンにした
り、ロードセルから受け取った信号に基づいてポンプや
供給用バルブを遮断したりするために、制御用のコンピ
ュータが設けられいる。かくて、ディスペンサの中を流
れる流量を最大限に大きくし、予め決められた液体重量
が供給されるにつれて流量を制御して流量を小さくする
ようになっている可変流量供給制御が提供されるのであ
る。
【０００６】
【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。まず、図１を参照すると、図はシステムの
斜視図であり、記号化して示してある。この発明の目的
を達成するために、複数の供給用ヘッド１０、２０、３
０、・・・が集合的に配置されている。また、複数の供
給源１２０、１３０、１４０、・・・が規則正しく配置
されている。各供給源には、大容量の液体コンテナ１
２、２２、３２、・・・と、液体用のポンプ１４、２
４、３４、・・・と、ソレノイドバルブ１１、２１、３
１、・・・が設けられている。供給用ステーション４０
はリセプタクル４３と、重量計測装置９と、複数の供給
用ヘッドを有する。ロードセルからなる重量計測装置９
は制御コンピュータ５０へ電気的に接続されており、制
御コンピュータ５０は複数のソレノイドバルブへ電気的
に接続されている。各ソレノイドバルブは圧縮空気ライ
ンへ接続されており、圧縮空気ラインは共通的にアナロ
グ制御バルブまたは空気圧力レギュレータへ接続されて
いる。アナログ制御バルブまたは空気圧力レギュレータ
自身は制御コンピュータ５０によって制御される。空気
圧力レギュレータは調節の行われれていない空気ライン
６２、すなわち高圧力の空気ライン６２へ連結されてい
る。空気ライン６２は圧縮空気を供給するための工業施
設に通常位置に設けられているようなものである。
【０００７】供給源１２０、１３０、１４０は本質的に
同じコンポーネントを有する。従って、供給源のうちの
一つを説明すれば、すべての供給源の説明として十分で
あろう。そこで、供給源１２０に関連して、大容量の液
体コンテナ１２は、供給を行うためにかなりの容積の液
体を収容している。液体コンテナ１２は189 リットル
（50ガロン）のドラムでもよいし、必要に応じてもっと
大きなコンテナでもよい。空気で駆動されるポンプ１４
が吸引パイプ１３を介して液体コンテナ１２に連結され
ている。ポンプ１４は放出用のホース１５を有する。ホ
ース１５は供給用ヘッド１０へ連結されている。空気で
駆動されるポンプ１４は、ソレノイドバルブ１１へ連結
されているライン１８の圧縮空気によって制御される。
ソレノイドバルブ１１は制御コンピュータ５０から送ら
れるライン５１上の電気信号によって制御可能になって
いる。ソレノイドバルブ１１へ連結されている第２の圧
縮空気ラインは空気ライン１００である。空気ライン１
００は空気圧力レギュレータ６０へ連結されている。空
気圧力レギュレータ６０は、ライン６３で送られる電気
信号を介して制御コンピュータ５０によって制御可能に
なっている。
【０００８】空気で駆動されるポンプ１４及びこれと同
様なポンプのすべては、本発明の譲受人の製造に係るダ
ブルダイヤフラムポンプ、Ｍｏｄｅｌ ３０７か、また
はＭｏｄｅｌ ７１５であることが好ましい。Ｍｏｄｅ
ｌ ３０７は１分間に26.5リットル（7 ガロン）の液体
を供給することができ、Ｍｏｄｅｌ ７１５は１分間に
56.3リットル（15ガロン）の液体を供給することができ
る。ソレノイドバルブ１１及びこれと同様なすべてのソ
レノイドバルブは、ハネウェル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）
によって製造されている多数のバルブの中から選択する
ことができる。これらのバルブは、圧縮空気を制御する
ために電気的にオン／オフ作動されるバルブである。
【０００９】供給用ステーション４０はロードセル式の
重量計測装置９を有する。ロードセルとしては、トレド
・スケール・コーポレーション（Ｔｏｌｅｄｏ Ｓｃａ
ｌｅＣｏｒｐ．）によって製造されているロードセル、
Ｍｏｄｅｌ ＫＡ３２Ｓが好ましい。このロードセルは
0.32キログラム（プラスマイナス0.1 グラム）までの重
量を測定することができる。供給用ヘッド１０、２０、
３０、・・・としては、本発明の譲受人によって製造さ
れているＴｙｐｅ ２０５６１２の供給用ノズルが好ま
しい。制御コンピュータ５０は、例えば16ビットのイン
テル（Ｉｎｔｅｌ）のマイクロチップ、Ｔｙｐｅ ８０
Ｃ１８６を用いたコンピュータなどの、汎用のデジタル
コンピュータでよい。この発明では、他の同じようなタ
イプのプロセッサも同様に使用することができ、これら
はここに説明されている目的を達成できるように適切に
プログラミングされる。空気圧力レギュレータ６０と空
気圧力レギュレータ７０は数多くある供給元から入手可
能な、一般的な電圧／圧力空気レギュレータである。
【００１０】こうした空気圧力レギュレータの一つの例
は、プロポーション・エアー・カンパニ（Ｐｒｏｐｏｒ
ｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造され
ているグラコ（Ｇｒａｃｏ）Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ．５１４
０７９である。このレギュレータはアナログ制御バルブ
を有する。このアナログ制御バルブは、可変である入力
電圧の関数として空気圧力を可変制御する。
【００１１】各供給用ヘッドは供給用バルブと放出用の
オリフィスを有する。例えば、供給用ヘッド１０は供給
用バルブ１６とオリフィス１７を有する。液体は、空気
で駆動されるポンプ１４から放出用のホース１５を介し
て供給用ヘッド１０へと送られる。この液体は供給用バ
ルブ１６が駆動されると、オリフィス１７を介して放出
される。供給用バルブ１６は、制御コンピュータ５０へ
接続されたライン１９上の制御信号によって駆動され
る。制御ライン１９上の制御信号によって供給用バルブ
１６が開かれ、その結果、空気ライン２００からの圧縮
空気が噴射用のオリフィス１７へと送られ、オリフィス
１７が開いてその中を液体が流れるようになる。他のす
べての供給用ヘッドも同じような配置を有し、液体は供
給用バルブによって制御されて供給用オリフィスを介し
て供給される。すべての供給用バルブ１６、２６、３
６、・・・は、制御コンピュータ５０へ接続されている
制御ライン、すなわち制御ライン１９、２９、３９、・
・・によって個々に駆動される。
【００１２】制御コンピュータ５０は汎用のコンピュー
タである。制御コンピュータ５０は当該分野において周
知の方法によって、ここに記載されている制御操作を行
うようにプログラミングされている。制御コンピュータ
５０は重量計測装置９へ電気的なライン５２を介して接
続されている。ライン５２上の信号は重量計測装置９に
置かれている重量を表す。これらの信号は制御コンピュ
ータ５０によって受信され、記憶される。制御コンピュ
ータ５０はソレノイドバルブ１１、２１、３１、・・・
の各々へも電気的に接続されている。制御コンピュータ
５０は、これらのソレノイドバルブの各々を駆動したり
駆動を停止したりするための、電気的なオン／オフ信号
を発生する。制御コンピュータ５０はまた供給用バルブ
１６、２６、３６・・・にも接続されており、これらの
制御用バルブを駆動したり駆動を停止したりするため
の、オン／オフ信号を発生する。制御コンピュータ５０
はライン６３を介して空気圧力レギュレータ６０へも接
続されており、空気圧力レギュレータ６０が望む空気圧
力の調節度合を表す電圧信号を発生する。制御コンピュ
ータ５０は空気圧力レギュレータ７０へも電気的に接続
されていて、空気圧力レギュレータ７０が望む圧力調節
度合を表す電圧信号を発生する。ライン６３上とライン
７３上の信号は可変電圧信号であり、これらの電圧信号
を制御することによって、各空気圧力レギュレータ６
０、７０に対する圧力調節が行われる。
【００１３】空気圧力レギュレータ６０から出力され
る、圧力が調節された空気は、ソレノイドバルブ１１、
２１、３１、・・・へ共通的に連結されている。この圧
力調節された空気は、対応するソレノイドバルブ１１、
２１、３１、・・・が駆動されると、各ポンプ１４、２
４、３４、・・・へ送られる。従って、制御コンピュー
タ５０は空気で駆動される任意のポンプへ供給される空
気の圧力を制御するだけでなく、対応するソレノイドバ
ルブを駆動することによりポンプの選択的な駆動も制御
する。
【００１４】制御コンピュータ５０は空気圧力レギュレ
ータ７０への可変電圧信号も発生する。その結果、空気
圧力レギュレータ７０から空気ライン２００を介して可
変的に制御された圧力が提供されることになる。空気ラ
イン２００は共通的に供給用バルブ１６、２６、３６、
・・・へ接続されている。従って、空気ライン２００か
らの圧縮空気は、対応する供給用バルブ１６、２６、３
６、・・・が駆動されると、供給用ヘッド１０、２０、
３０のいずれかに供給される。各供給用バルブに対する
駆動信号は、制御コンピュータ５０から制御ライン１
９、２９、３９・・・を介して供給されるオン／オフ信
号である。従って、制御コンピュータ５０は、供給用ヘ
ッドの各々へ供給される圧縮空気の大きさを制御する。
また、制御コンピュータ５０は圧縮空気を受け取るよう
に指示された特定の供給用ヘッドの駆動も制御する。こ
の圧縮空気の大きさを使って、供給用ヘッド内のオリフ
ィスを制御し、オリフィスから放出される液体の流量を
制御する。
【００１５】従って、供給用ヘッド１０、２０、３０、
・・・の中の任意のオリフィスから放出される液体の流
量は、二つの可変圧力設定によって変わってくる。すな
わち、空気で駆動されるポンプを駆動するために加えら
れる可変圧力と、供給用ヘッドのオリフィスの流量を制
御するためにオリフィスへ加えられる可変圧力によって
変わってくる。ポンプ圧力によれば広い範囲で流量を制
御でき、オリフィス圧力によれば流量の制御性は小さく
なるけれども、これらの空気圧力の両方によって、任意
の特定のオリフィスから放出される液体の相対的な流量
が制御される。流量を急速に増大させたいときには、空
気で駆動されるポンプへ供給される圧力を制御コンピュ
ータ５０が急激に増加させる。その結果、供給される液
体の流量は急速に増大する。流量の増大を比較的小さく
したい場合には、制御コンピュータ５０は空気圧力レギ
ュレータ７０を介して供給用バルブへの空気圧力を調節
することによって、比較的狭い流量範囲内で流量を増大
させる。この発明の操作ではこうした制御の両方を利用
することによって、流量の”粗い”制御と”細かい”制
御の両方が行われる。
【００１６】図２は流量のグラフを示している。このグ
ラフでは、三つの液体成分Ａ、Ｂ、Ｃが各供給用ヘッド
を介して順々に供給され、予め決められている全液体重
量がリセプタクル４３の中に供給されるようになってい
る。このとき液体成分Ａ、Ｂ、Ｃの各重量は適切に比例
配分されている。図２の縦軸は瞬時的な流量を表してお
り、図２の横軸は供給重量、すなわちリセプタクル４３
が受容する全重量を表している。説明のために、図２は
所望する全重量が約12キログラムとされている。リセプ
タクル４３は予め決められた比率に基づいて、三つの液
体成分Ａ、Ｂ、Ｃが充填される。充填されたリセプタク
ルの中の液体成分Ａは6 キログラムの重量であり、充填
されたリセプタクル内の液体成分Ｂは4.5 キログラムの
重量であり、充填されたリセプタクル内の液体成分Ｃは
1.5 キログラムの重量である。動作時には、制御コンピ
ュータ５０はキーボード（図示されていない）などの外
部ソースから信号を受け取る。これらの信号は、供給し
ようとする液体混合物のタイプや、供給しようとするそ
の液体混合物の全重量または全容積を表すものである。
コンピュータの中に予め記憶されているソフトウェアに
よって、この液体混合物の情報が、各空気圧力レギュレ
ータ６０、７０を駆動するための制御信号や、各ソレノ
イドバルブ及び供給用バルブを適切な順序でオンにする
ための制御信号に変換される。システムの動作を図２の
例と、図１の図面を参照して説明する。図２は、任意の
ポンプが供給可能な最大流量を示しており、最大流量は
1 秒当り約500 グラムである。すべてのシーケンシャル
動作及び制御信号は、重量計測装置９からライン５２を
介して与えられた信号の関数として実現される。なぜな
ら、制御コンピュータ５０に対して、リセプタクルに次
の充填作業を行わせるための新しい更新された制御信号
を発生させるのは、リセプタクルとその中味の蓄積され
た重量だからである。
【００１７】制御の第１段階は、リセプタクルとその中
味が4 キログラムの重量になるまで続けられる。制御の
この第１段階においては、制御コンピュータ５０は6 キ
ログラムの液体成分Ａをリセプタクル４３の中に充填す
るように決めている。従って、制御コンピュータ５０は
まず、空気圧力レギュレータ６０、７０を完全に開け、
液体成分Ａに関連するソレノイドバルブ及び供給用バル
ブを駆動するための信号を発生する。この結果、4 キロ
グラムの液体がリセプタクル４３の中に蓄積されるま
で、液体成分Ａはリセプタクル４３の中へ可能な最大限
の流量で供給される。制御コンピュータ５０によって4
キログラムの重量が蓄積されたことが測定されると、制
御コンピュータ５０はすぐに、液体成分Ａのポンプへ供
給される空気圧力を下げ始める。この結果、液体成分Ａ
の流量の最初の急激な減少が起きる。液体成分Ａの流量
が減少して低い値、すなわち1 秒当り約100 グラム以下
に近づくと、制御コンピュータ５０が液体成分Ａの供給
用バルブへの空気圧力を減少させて、対応する供給用ヘ
ッドの中の供給用オリフィスを閉じ始める。この供給用
オリフィスは、重量計測装置９からのライン５２上の信
号が6 キログラムの重量が供給されたことを示すまで、
徐々に閉じられる。6 キログラムの重量の供給が示され
ると、液体成分Ａに関連するソレノイドバルブと供給用
バルブが完全に閉じられる。この時点で、液体成分Ｂに
関連するソレノイドバルブと供給用バルブがオンにさ
れ、8 キログラムの液体がリセプタクル４３の中に蓄積
されるまで、液体成分Ｂを最大限の流量で供給する。8
キログラムが蓄積されると、液体成分Ｂのポンプへの圧
力が戻され、約8.6 キログラムがリセプタクル４３の中
に蓄積されるまで比較的一定の流量が維持される。この
時点で、空気圧力レギュレータ６０、７０は徐々に下げ
られ、蓄積された重量が10.5キログラムになるまで液体
成分Ｂの供給流量は比較的急激に下げられる。10.5キロ
グラムの重量が蓄積されると、液体成分Ｂのソレノイド
バルブと供給用バルブが閉じられる。それと同時に、液
体成分Ｃに対するソレノイドバルブと供給用バルブがオ
ンにされる。しかし、空気圧力レギュレータ６０、７０
は低い圧力のレーティングに維持され、液体成分Ｃの流
量が非常に緩やかにしか増加しないようにされる。液体
成分Ｃの流量が1 秒当り約80グラムに達すると、リセプ
タクル４３の中に蓄積される重量が12キログラムに近づ
くまで、空気圧力レギュレータ６０、７０は徐々に下げ
られる。指定された12キログラムの重量において、液体
成分Ｃに関連するソレノイドバルブと供給用バルブの両
方が閉じられる。これで、リセプタクル４３は、全部で
12キログラムの混合物を受け取ったことになり、この混
合物は、制御コンピュータ５０によって受信された入力
信号によって指示された適切な比率を有する三つの液体
成分Ａ、Ｂ、Ｃからなっている。
【００１８】この発明は、その精神または本質から逸脱
することなく、他の形態によっても実現が可能である。
従って、上述した実施例は単に説明のためのものであ
り、発明を限定するものではない。この発明の範囲に関
しては上述した説明よりも添付の特許請求の範囲を参照
すべきである。なお、本明細書中において記載した数量
は、括弧書きが付してある場合にはその括弧書きの数量
の換算値であり、これらに不一致が有る場合には括弧書
きの数量が正しい値を表すものとみなすべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による液体流量制御装置の
システムを示す図である。
【図２】制御コンピュータによって行われる流量供給曲
線を示すグラフである。
【符号の説明】
９ 重量計測装置 １０、２０、３０ 供給用ヘッド １１、２１、３１ ソレノイドバルブ １２、２２、３２ 液体コンテナ １４、２４、３４ ポンプ １６、２６、３６ 供給用バルブ １７ オリフィス １８ ライン １９、２９、３９ 制御ライン ４０ 供給用ステーション ４３ リセプタクル ５０ 制御コンピュータ ５１ ライン ５２ ライン ６０ 空気圧力レギュレータ ６２ 空気ライン ６３ ライン ７０ 空気圧力レギュレータ ７３ ライン １００、２００ 空気ライン １２０、１３０、１４０ 供給源

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リセプタクルと液体の重量を累積的にモ
    ニタすることによって、予め決められた量の液体を複数
    の液体供給源からリセプタクルへ充填するための装置で
    あって、 圧縮空気の供給源と、 前記複数の液体供給源の各々へ連結されている、空気で
    駆動されるポンプと、 前記ポンプの各々へ流体接続された空気バルブと、 前記ポンプの各々へ連結された液体供給ノズルと、 前記ノズルへの前記圧縮空気を制御するために前記ノズ
    ルの各々へ接続されている装置と、 重量センサと、 制御コンピュータと、を有し、前記ポンプの各々によっ
    て供給される液体の流量が、前記圧縮空気の供給源から
    前記ポンプへ動作接続されている圧縮空気によって制御
    され、前記空気バルブが前記ポンプへ動作接続された前
    記圧縮空気を制御し、前記ノズルの各々が供給用バルブ
    を有し、この供給用バルブが、前記圧縮空気の供給源か
    ら前記ノズルへ加えられる空気圧力によって供給用バル
    ブの中を流れる液体の流量を制御し、前記重量センサ
    が、前記ノズルのすべてから液体を受容するために、前
    記リセプタクルの位置を保持する装置を有し、前記重量
    センサが前記リセプタクル内の液体の重量を表す信号を
    伝送するための電気的手段を有し、前記制御コンピュー
    タが前記重量センサから前記信号を受け取るように接続
    されており、前記制御コンピュータが前記空気バルブの
    各々を制御するための手段と、前記供給用バルブの各々
    を制御するための手段とを有する装置。
  2. 【請求項２】 前記圧縮空気の供給源が前記空気バルブ
    のすべてへ流体接続されている請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記供給用バルブのすべてへ流体接続さ
    れた圧縮空気の第２の供給源が設けられている請求項２
    記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記空気バルブの各々を制御するための
    前記手段が前記ポンプの各々に接続された電気的に駆動
    されるソレノイドバルブを有し、これらのソレノイドバ
    ルブのすべてが前記圧縮空気の供給源へ共通的に接続さ
    れている請求項２記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記供給用バルブの各々を制御するため
    の前記手段が、前記ノズルの各々へ接続されている電気
    的に調節可能なバルブを有し、該バルブの各々が前記圧
    縮空気の前記第２の供給源へ共通的に接続されている請
    求項３記載の装置。
  6. 【請求項６】 電気的に調節可能な空気レギュレータが
    設けられており、該空気レギュレータは前記圧縮空気の
    供給源から圧縮空気を受けとるための手段と、前記圧縮
    空気を選択的に調節するために前記制御コンピュータへ
    接続された電気的な制御手段とを有している請求項４記
    載の装置。
  7. 【請求項７】 電気的に調節可能な空気レギュレータが
    設けられており、この空気レギュレータが前記圧縮空気
    の前記第２の供給源から圧縮空気を受け取るための手段
    と、前記圧縮空気を選択的に調節するため前記制御コン
    ピュータへ接続された電気的な制御手段を有している請
    求項５記載の装置。
  8. 【請求項８】 圧縮空気を受け取るための前記手段へ接
    続された圧縮空気貯蔵容器が設けられている請求項６記
    載の装置。
  9. 【請求項９】 圧縮空気を受け取るための前記手段へ接
    続された圧縮空気貯蔵容器が設けられている請求項７記
    載の装置。
JP6129007A 1993-10-07 1994-06-10 液体流量制御装置 Pending JPH07113499A (ja)

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