JPS5864509A - 液体の流量制御方法及び装置 - Google Patents

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】 開示技術は塗料等の液体の輸送系路に於ける粘度変化に
よる流量変化を防止し定量供給する技術の分野に属する
。

而して、この出願の発明は、例えば、自動車の塗装等に
用いる塗料等の液を貯液タンクから圧送ポンプにより輸
送配管を介して端末の塗装ガン等の作業器に圧送供給す
るにレギュレータを介して吐出圧を調整する様にし、而
して稼動中種々の原因で変化する圧損な該作業器前段で
直接、或は、間接的に検出し該検出信号を変換し上記レ
ギュレータの吐出圧を制御する様にした液体の流量制御
方法とそれに直接使用する装置に関する発明であり、特
に、上記検出を稼動中に変化する液体の粘度検出として
行い、その検出信号を電気的に制御信号に変換して上記
レギュレータの吐出圧操作制御器に入力させる様にした
液体の流量制御方法とその装置に係る発明である。

周知の如く、あらゆる産業で液体による反応処理、表面
処理、洗浄等が多く用いられているが、そのプラントで
は貯液タンクからの圧送ポンプと端末の処理作業器との
間には長短の輸送配管が接続され、圧損が不可避になっ
ている。

又、該圧損に対処するのと可及的に定常流で液体を圧送
するため送給源の圧送ポンプでは全圧を見込んでプラン
ジャポンプ等の高圧ポンプ等を用い、処理場域にて減圧
弁としてレギュレータを輸送配管に介装する様にしてい
る。

さシながら、該輸送配管の設定長さによる静定的設計圧
損な固定的にしてレギュレータの吐出圧を固定的にする
ことはしばしば稼動液体の粘性の温度等による変化によ
る動的変化が圧１員に流動的に変化を与え、初期吐出量
設定では吐出流量が変化し作業精度を悪くする場合があ
る。

例えば、塗装ブースに於ける塗装等に於てはブース外の
諸機器と塗装ガンとの距離も長く、温度の変化もあり、
加えて塗料が粘稠性を有し、しかも、復液混合の様な場
合、粘度が温度によって変化し塗装品質が安定しないと
いう問題がある。

これに対処するに、定容ｆ１．ポンプを用いることが考
えられるが、粘度変化に関係なく安定させるにはポンプ
の構造が極めて複雑になる欠点があシ、又、液体輸送系
、循環系等の定温制御システムを併設することも考えら
れるが、プラントが大がか９になシ、管理システムも複
雑になってコスト高になる不利点がある。

又、流量検出器を設けて圧送圧力を制御する様にするこ
とも可能であるが、流量変化の原因が１因性でないため
、却って制御が難しいという難点もある。

従って、現実には温度変化に応じて手動でレギュレータ
を調整するという煩瑣な作業をとり、そのため、基本的
解決策がとられておらず、作業が安定しないという不具
合があった。

この出願の発明の目的は上述在来技術に基づく液体輸送
の粘性変化による端末作業器への送給流量不安定の問題
点に鑑み、端末前段に介装した粘度検出器によって温度
変化等による粘度の変化を検出し、検出信号を制御信号
に変化し、レギュレータの吐出圧を変化させ常に設定流
量にして送給することが出来る様にした優れた液体の流
量制御方法とその方法に直接使用する装置を提供せんと
するものである。

上述目的に沿うこの出願の発明の構成は貯液タンクの貯
液は圧送ポンプにより輸送配管を介してレギュレータか
ら端末作業器に送給され所定作業に供され、而して、そ
の間環境の温度変化等により流過液体の粘度が変化する
と該端末作業器前段の介装粘度検出器により粘度が検出
され、その検出信号が信号制御器を介して当該設定流過
流量に対する粘度の偏差量が補正操作信号を出力してレ
ギュレータの吐出圧操作制御器へ入力し該レギュレータ
の吐出をして設定流量になる様にしたことを要旨とする
ものである。

次にこの出願の発明の実施例を図面によって説明すれば
以下の通りである。

第１図に示す液体の流量制御装置１は自動車の塗装ブー
スの２液系塗料の流量制御装置の実施態様であり、ブー
ス外にある塗ＨＡ、Ｂは貯液タンク１．１′から所定圧
送ボン７°２，２′によりデッドエンドドロップ方式の
循環回路の配管Ｌ　　３／を介して循環してお９、各配
管３，３′はブースサイドに設けられた枝管の輸送配管
４，４′を介して適宜エア駆動レギュレータ５，５′に
接続されている。

そして、該レギュレータ５，５′は配管６，６′を介し
て色替バルブ７に接続されて塗料選択をされる様にされ
ておシ、該色替バルブ７からは端末の作業器としての塗
装ガン８に対して輸送配管９で接続し、該塗装が７８の
前段に市販の適宜粘度検出器１０が介装付設されておＱ
１重粘度検出器１０は回路１１を介して信号制御器１２
に電気的に接続され、検出信号を入力される様にされて
いる○ 該信号制御器１２からは後述制御信号を回路１３゜１３
’ヲ介して前述レギュレータ５，５′に対する吐出圧操
作制御器１４．１４’としての電流空気圧変換器に入力
接続する様にしている。

そして、該電流空気圧変換器１４．１４’はブースに対
しても配設されている工業用エア源１５からのダクト１
６．１６’が接続されており、その制御エアはパイロッ
トエア配管１７．１７’により上記レギュレータ５，５
′に送給されて該レギュレータ５，５′の吐出圧を制御
する様にされている。

而して、第２図に示すグラフは上記レギュレータ５，５
′の吐出圧Ｐと流量Ｑとの塗料Ａ、Ｂの粘度ＶＡ、ＶＢ
（７）温度による変化（ｖＡ／　ｌ　Ｖ＋ｉ’　）に対
する特性曲線であるが、例えば、流量ＱがＱｌで一定と
する場合粘度がＶＡからｖ７に変った場合吐出圧はＰＩ
からＰＦ５に変えられることが圧損補正として必要であ
ることが示されている。

尚、当該圧損は実際はレギュレータ５，５′から塗装ガ
ン８までの輸送配管９に於けるものを考慮すれば充分で
ある。

そして、上記特性曲線は周知の如く、塗装ガン８、ノズ
ル、バルブ、配管等によって決まる係数Ｃｙ、液体の比
重Ｇ１吐出圧Ｐとすると得られる理論式 ％式％ に実測データを近似プロットするか、そのままプロット
するかして得られる。

そして、当該実施例に於ける塗装ブースでの使用温度の
変化は１０℃〜３５℃の範囲程度であるのでこの温度範
囲で粘度は連続的に変化する。

従って、実際には、例えば、塗料液Ａで第２図ｓ、　　
ｓ’間の吐出圧補間が必要である。

これに対処するには反復実験により誤差の少い実測デー
タを得ておき、又、流量が少い場合は、吐出圧−流量の
関係式よシ最大粘度特性曲線と最小粘度曲線との間につ
いて均分して数値データを得ておくことも可能である。

さりながら、流量が多い場合は図から分る様に均分は誤
差が多くなるので実測ｒ−夕を出しておくことが好まし
い。

この様にして予め使用流量ＱがＱ＋に設定されるとレギ
ュレータ５，５′の吐出圧Ｐを粘度変化に対して（一方
の塗料液Ａのみ選択するとすれば）ＰｌからＰＦ５に変
える様にすれば良いことになる。

従って、このためには、第３図に示す様にレギュレータ
５の吐出圧Ｐと操作パイロット圧ＰＰとの間には制御し
易い比例特性がある様にすれば、吐出圧ＰＩからＰＦ５
に対する操作パイロット圧をＰＰｌ７＞”らＰＰＩ’に
変えれば良いことになる。

そこで、第４図に示す様に前記電流空気圧変換器１４に
於ては工業用エア源１６からのエアを操作パイロット圧
ＰＰに変換する電流ｍＡとの関係を制御し易い直線応答
型にし、電流をＡ１からＡｌ１に変えると該操作・ぐイ
ロット圧がＰＰ＋からＰＰ、’に変わる様にする様にす
れば良い。

又、核電流空気圧変換器１４に対する制御電流ｍＡにつ
いては第５図に示す様に前記粘度Ｖの変化に対して制御
し易い直線応答型にして粘度がＶＡからｖ７に変われば
自動的に制御電流？？ＺＡがＡＩからＡＩ’に変わる様
にしておけば良い。

従って、前記信号制御器１２に内蔵されたマイクロコン
ピュータには上述第２図の流計Ｑ吐出圧Ｐの粘度特性の
データを予め記憶させておき、設定流量Ｑを入力させて
おけば、粘度変化に対応する吐出圧変化に必要な制御電
流を第３図の様に出力する様にしておけば良い。

このことは塗料液Ｂについても全く同様に適用される。

そこで、圧送ポンプ２，２′によシ循環配管３゜３′を
塗料Ａ、Ｂをして循環させておき、車種により一方の塗
料Ａのみを用いて塗装する場合は、色替えバルブ７を塗
料Ａ側に切換え、切換え信号は信号制御器１２にも入力
され、ブースに於て塗装ガン８から塗料Ａを吐出する流
量Ｑ＋で吹付けて塗装作業を行っていると、前述の如く
、温度が変化し、輸送配管９中で塗料Ａの粘度がＶＡか
らｖへ′に変化したとする（実際は微少で連続的）。

すると、介装粘度検出器１０がその変化を検出して検出
信号を信号変換器１２に入力し、入力信号は記憶された
前記データと比較演算し、レギュレータ５の吐出圧ＰＩ
からＰＩ′への変化を制御する制御信号を第５図に示す
様にＡＩからＡＩ’に変えて電流空気圧変換器１４に送
信する。

そこで、該電流空気圧変換器１４は第４図の様に図示し
ない電磁バルブを制御し、工業用エア源１５からの圧縮
エアを操作・やイロツト圧としてＰＰ＋からＰＰ、’に
変えてレギュレータに圧送する。

そのため、該レギュレータ５に於ては第３図に示す様に
該操作・Ｈロット圧ＰＰ、’により減圧量をＰｌからＰ
ｌ′に制御されて結果的に第２図に吐出流量Ｑｌを一定
に維持することになり塗装は安定して行われることにな
る。

このことは他方の４利Ｂに色替えされた場合も全く同様
である。

尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るもの
でないことは勿論であり、例えば、レギュレータをエア
駆動型で々〈機械制御式、電気制御式にして適宜吐出圧
操作機構に１１■作制御器を接続はせる等種々の態様が
採用可能である。

又、液種は２種以上でも良く、対象液も塗料に限らない
ことも勿論である。

上述の如く、この発明によれば、貯液タンクから端末作
業器に接続された輸送配管に設けた粘度検出器により流
過液体の粘度を検出し、その検出信号を制御信号に変え
て圧送ポンプ後段設置のレギュレータの吐出量を制御す
る様にしたことにより、基本的にプラント稼動中に温度
変化等により粘度が変化し、輸送配管中の圧損が変化し
、端末吐出流量が変化しても、直ちにレギュレータの吐
出圧を変えて設定流量に維持することが出来るため、安
定１−だ液体処理作業が出来、製品精度を保つことが出
来る優れた効果が奏される。

そして、処理液体の種類を変えても粘度検出で流量一定
が保証出来るので稼動中でも単に液種切換えするだけで
何ら調整を要せず、作業が極めて能率良く行える効果も
奏される。

更に、使用液体の計画処理量が決められ、無駄を無くす
ことが出来るのでコスト的にも安くすることが出来るメ
リットもある。

加えて、複雑な圧損検出や補正機構を必要とせず、装置
も簡単で操作管理もし易い利点がある。

而して、装置は端末作業器に近接して介装した粘度検出
器を信号制御器に電気的に接続させ、該信号制御器をレ
ギュレータに接続させた吐出圧操作制御器に接続したこ
とによシ、該信号制御器に対し予め粘度変化による吐出
圧と吐出流量の関係を入力記憶させておき、制御信号を
変換器を介して比例発信させるだけでレギュレータの吐
出圧が設定流量一定にする様に制御出来る優れた効果が
奏される。

そして、信号制御器には当該プラントの粘度変化による
流量吐出圧データを理論及び実験によってインプット出
来、それに応じて演算させて比例制御信号を出す様に出
来るので液種が変っても記憶量を変えるだけで容易に制
御出来る効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の実施例の説り」図であり、第１
図はシステム全体概略説明図、第２図は粘度変化による
吐出圧流量特性曲線説明図、第３図はレギュレータのノ
４イロット圧と二次吐出圧との比例関係説明図、第４図
は吐出圧操作制御器の制御電流と指令・やイロット圧の
比例関係説明図、第５図は信号制御器の粘度検出信号と
指令信号電流の比例関係説明図である。 １．１′・・・貯液タンク、　　８・・・作業器、Ａ、
　　Ｂ・・・液体、２．２’・・・圧送ポンプ、５．５
′・・・レギュレータ、ｐ、、ｐ１’・・・吐出圧、９
・・・輸送配管、 １２・・・操作制御装置（信号制御装置）、１・・・流
量制御装置、　　１０・・・粘度検出器、１４．１４’
・・・吐出圧操作制御器 出願人　　　トヨタ自動車工業株式会社代理人　　富　
　１）　幸　　春

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯液タンクから端末作業器に液体を輸送する過程
   で該作業器の前段で圧損な少くとも間接的に検出して補
   正制御して流量一定にする液体の流量制御方法において
   、上記検出を流過流体の粘度検出として行い検出信号を
   制御信号に変換して圧送ポンプ後段のレギュレータの吐
   出圧を制御し上記作業器からの吐出流量を定量に維持し
   得る様にしたことを特徴とする液、体の流量制御方法。
2. （２）貯液タンクから端末作業器に接続した輸送配管に
   圧送ポンプとレギュレータを直列介装し該レギュレータ
   に操作制御装置を併設接続した液体の流量制御装置にお
   いて、該レギュレータの後段に設けた粘度検出器が電気
   的に信号制御器に接続され、而して該信号制御器が上記
   レギュレータに接続される吐出圧操作制御器に接続され
   ていることを特徴とする液体の流量制御装置。