JPS6236510Y2

JPS6236510Y2 -

Info

Publication number: JPS6236510Y2
Application number: JP16370683U
Authority: JP
Priority date: 1983-10-22
Filing date: 1983-10-22
Publication date: 1987-09-17
Also published as: JPS6071337U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、プラスチツク液状成分等の液体に気
体を混入する装置に関する。

互いに反応する少なくとも二種以上のプラスチ
ツク液状成分を衝突混合させ、成形品を製造する
反応射出成形においては、成形品内部の発泡組織
を緻密にし、物性及び外観を良くして商品価値を
高める目的から、プラスチツク液状成分中に空気
を徴細な気泡として混入することが行なわれてい
る。そして、従来においては、プラスチツク液状
成分の流路に、プラスチツク液状成分を循環させ
る液体ポンプと、流路を流れるプラスチツク液状
成分に気体を混合させる気体混入装置と、流路を
流れるプラスチツク液状成分中に含まれる気体の
含有量を測定する気体含有量測定装置とが設けら
れているが、構成が複雑となり、操作が煩雑であ
るという欠点がある。

また、プラスチツク液状成分中にガラス繊維等
のフイラーが入つている場合には、上記液体ポン
プがフイラーのためにすぐに摩耗してしまうの
で、液体ポンプを使用する上記従来の装置におい
ては、フイラー入りのプラスチツク液状成分は使
用できないという欠点があつた。

本考案は、気体が混入された液体を複数個の切
換弁を有する液体流路に流し原液タンクに循環さ
す循環用シリンダと、この循環用シリンダ内の圧
力を測定する圧力検出手段と、上記循環用シリン
ダのピストン位置を検出する位置検出手段と、上
記圧力検出手段の出力と上記位置検出手段の出力
を用いて上記液体内の気体含有量を演算し、その
演算値と設定値とを比較して上記気体混入装置を
制御する制御装置とから成り、上記従来の欠点を
解消したもので、ガラス繊維その他のフイラーが
入つたプラスチツク液状成分（スラリー液）に対
しても使用することができ、耐摩耗性を向上でき
る上に、循環用シリンダに液体循環機能と気体含
有量測定機能を持たせることができ構成および操
作が簡単である液体に気体を混入する装置を提供
することを目的とする。

以下、図面を参照して本考案を具体的に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例を示すもので、図中
符号１は高圧反応成形装置のプラスチツク液状成
分（液体）を収容する原液タンクである。この原
液タンク１には配管よりなる液体流路２の両端２
ａ，２ｂが接続され、また内部にはモータ３によ
つて回転させられる撹拌羽根４が設けられてい
る。上記液体流路２は原液タンク１内の液体を循
環させるものである。そして、原液タンク１は、
常時には開状態の第１切換弁５を介して第１，２
三方式切換弁６，７のα端にそれぞれ連結されて
おり、第１三方式切換弁６のβ端は耐摩耗性の高
い循環用シリンダ８の一端に連結されている。さ
らに、循環用シリンダ８の他端は、上記第２三方
式切換弁７のβ端に連結されていると共に、循環
用シリンダ８内を摺動するピストン９ａがピスト
ンロツド９の一端に設けられている。このピスト
ンロツド９の他端にはアクチユエータ１０内を摺
動するピストン９ｂが設けられており、アクチユ
エータ１０の両端に接続された油圧回路（図示せ
ず）によつて、上記循環用シリンダ８内のピスト
ン９ａは左右に往復移動するように構成されてい
る。上記ピストン９ａが後進端（第１図において
最も左方の位置）に移動したとき、それに連動し
て、上記第１三方式切換弁６は切換えられて、こ
の第１三方式切換弁６のα端とβ端とが連結され
ると同時に、上記第２三方式切換弁７も切換えら
れて、この第２三方式切換弁７のβ端とγ端とが
連結される。また、上記ピストン９ａが前進端
（第１図において最も右方の位置）に移動したと
き、それに連動して、上記第２三方式切換弁７は
切換えられて、この第２三方式切換弁７のα端と
β端とが連結されると同時に、上記第１三方式切
換弁６も切換えられて、この第１三方式切換弁６
のβ端とγ端とが連結されるよう構成されてい
る。そして、上記第２三方式切換弁７のγ端は、
第２切換弁１１を介して、上記第１三方式切換弁
６のγ端及び気体混入装置１２の一端にそれぞれ
連結されており、気体混入装置１２の他端は逆止
弁１３及び常時には開状態の第３切換弁１４を介
して上記原液タンク１に連結されている。

上記気体混入装置１２は配管１５を介して気体
逆止弁１６に連結されており、この気体逆止弁１
６は配管１７を介し気体電磁弁１８に連結されて
いる。そして、気体電磁弁１８は配管１９を介し
て気体流量計２０に連結されており、この気体流
量計２０は配管２１を介して絞り弁２２に連結さ
れている。また、絞り弁２２は配管２３を介して
気体圧力計２４及び気体圧力制御弁２５にそれぞ
れ連結されており、気体圧力制御弁２５は配管２
６を介して気体供給源２７に連結されている。

また、上記ピストンロツド９には鉤状の測定子
２８が設けられており、この測定子２８の一側面
に形成されたラツク２８ａには、上記ピストン９
ａの位置を測定するためのエンコーダ（位置検出
手段）２９のピニオン２９ａが噛み合わされてい
る。さらに、循環用シリンダ８には内部の圧力を
検出する圧力センサ（圧力検出手段）３０が設け
られており、エンコーダ２９と圧力センサ３０と
は制御装置３１に接続されている。そして、制御
装置３１は、エンコーダ２９と圧力センサ３０に
接続され、かつ液体流路２を流れる液体内に含有
されている気体の量を算出する演算部３２と、こ
の演算部３２により算出された気体含有量の実測
値とあらかじめ記憶部３３に記憶された気体含有
量の設定値とを比較する比較部３４と、上記気体
電磁弁１８に接続され、かつ実測値が設定値より
小である場合に気体電磁弁１８を開かせ、等しい
か大である場合に気体電磁弁１８を閉じさせる指
令部３５を備えている。

さらに、上記原液タンク１には、周知のように
計量シリンダ３６とミキシングヘツド３７が連結
され、原液タンク１から供給されたプラスチツク
液状成分をミキシングヘツド３７に送つて、図示
されていない他の計量シリンダ等から送られてき
た他のプラスチツク液状成分と混合し、両液状成
分の反応により成形品を得るように構成されてい
る。

次に、上記のように構成された液体に気体を混
入する装置の作用について説明する。

まず、液体流路２内の液体を循環させる場合
に、循環用シリンダ８内のピストン９ａが後退し
て、第１図において最も左方の位置に移動する
と、それと連動して、第１三方式切換弁６が切換
わり第１三方式切換弁６のα端とβ端とが連通さ
れると共に、第２三方式切換弁７が切換わり第２
三方式切換弁７のβ端とγ端とが連通され、かつ
第１，２，３切換弁５，１１，１４はそれぞれ開
状態にされる。そして、図示していない油圧回路
を作動させて、アクチユエータ１０内のピストン
９ｂを第１図において右方に前進させると、それ
と連動して循環用シリンダ８のピストン９ａが右
方に移動されるので、循環用シリンダ８内の液体
は循環用シリンダ８の他端から第２三方式切換弁
７のβ，γ端、第２切換弁１１を通つて液体流路
２内に流出されると共に、循環用シリンダ８内に
は第１三方式切換弁６のα，β端を通つて液体が
循環用シリンダ８の一端から流入される。従つ
て、液体流路２内の液体は、第１図の矢印に示す
ように、循環用シリンダ８、第２三方式切換弁
７、第２切換弁１１、気体混入装置１２、逆止弁
１３、第３切換弁１４、原液タンク１の順に圧送
されて、さらに原液タンク１、第１切換弁５、第
１三方式切換弁６の順に循環用シリンダ８に吸入
されて、循環される。次いで、循環用シリンダ８
内のピストン９ａが第１図において最も右方の位
置に移動すると、それに連動して第１三方式切換
弁６が切換わり第１三方式切換弁６のβ端とγ端
とが連通されると共に、第２三方式切換弁７が切
換わり第２三方式切換弁７のα端とβ端とが連通
される。そして、油圧回路（図示せず）を切換え
てアクチユエータ１０内のピストン９ｂを第１図
において左方に後退させると、それと連動して循
環用シリンダ８内のピストン９ａが左方に移動さ
れるので、循環用シリンダ８内の液体は循環用シ
リンダ８の一端から第１三方式切換弁６のβ，γ
端を通つて液体流路２内に流出されると共に、循
環用シリンダ８内には、第２三方式切換弁７の
α，β端を通つて液体が循環用シリンダ８の他端
から流入される。従つて、液体流路２内の液体
は、第１図の矢印に示すように、循環用シリンダ
８、第１三方式切換弁６、気体混入装置１２、逆
止弁１３、第３切換弁１４、原液タンク１の順に
圧送されて、さらに原液タンク１、第１切換弁
５、第２三方式切換弁７の順に循環用シリンダ８
に吸入されて、循環される。

このようにして、油圧回路（図示せず）を切換
えてアクチユエータ１０内のピストン９ｂを左右
に往復移動させることにより、循環用シリンダ８
内のピストン９ａが左右に往復移動されて液体流
路２内の液体は循環される。

次に、液体流路２内の液体の気体含有量を測定
する場合には、第２三方式切換弁７のα端とβ端
を連通させ、かつ第２切換弁１１を閉じた状態
で、循環用シリンダ８内のピストン９ａを右方か
ら左方に移動させて、循環用シリンダ８内に循環
用シリンダ８の他端から液体を吸入する（第２図
イ参照）。次いで、液体の内圧を減圧するため
に、第２三方式切換弁７のβ端とγ端を連通さ
せ、α端から液体が流入しないようにした状態
で、循環用シリンダ８内のピストン９ａをさらに
左方に移動させる（第２図ロ参照）。次いで、循
環用シリンダ８内のピストン９ａを右方に移動さ
せて圧縮に移る。そして圧力センサ３０により、
制御装置３１であらかじめ設定した第１圧力（低
圧）P₁に到達したのを検出して、その時点のピス
トンストロークl₀をエンコーダ２９によつて読み
取る（第２図ハ参照）。さらに、制御装置３１で
あらかじめ設定した第２圧力（高圧）P₂に到達し
たのを圧力センサ３０により検出して、その時点
のピストンストロークl₂をエンコーダ２９によつ
て読み取る。これらの測定データP₁，P₂，l₀，l₂
は制御装置３１の演算部３２に送られ、気体含有
率（実測値）Xaが算出される。その算出方法は
第２図ハ、第３図に基づいて、以下に述べるが、
計算は次の二点を条件としている。

(1) 気体状態式（PV＝一定）が液体に対する混
入状態においても成立する。

(2) 液体は非圧縮性である。

そして、Pa：大気圧（1.033Kg／cm²） P₁：第１圧力条件Kg／cm²（絶対圧） P₂：第２圧力条件Kg／cm²（絶対圧） Vm：液体の体積cm³ Va：大気圧Pa下の混入気体の体積cm³ V₁：第１圧力条件P₁下の混入気体の
体積cm³ V₂：第２圧力条件P₂下の混入気体の
体積cm³ V₀：循環用シリンダ８の容積cm³ Vf：第１圧力条件P₁下の循環用シリ
ンダ８内の液体と気体の合計容積
cm³ Vs：第２圧力条件P₂下の循環用シリ
ンダ８内の液体と気体の合計容積
cm³ Vp：パイプ内容積cm³ l₀：エンコーダ２９原点ａから圧力が
第１圧力条件P₁下になつた点ｂま
での距離cm ｌ：圧力が第１圧力条件P₁になつた点
ｂから圧力が第２圧力条件P₂にな
つた点ｃまでの距離cm（ｌ＝l₂−
l₀）Ｄ：循環用シリンダ８の直径cm Xa：大気圧下における液体と気体量
の体積割合（気体含有率）とすると、気体状態式PV＝一定より。

1.033×Va＝P₁V₁＝P₂V₂ 従つて V₁＝1.033Va／P₁ …(1) V₂＝1.033Va／P₂ …(2) V₁−V₂＝1.033Va（１／P₁−１／P₂）
…(3) また Vf＋Vp＝V₁＋Vm …(4) さらに Vf＝V₀−πD²l₀／４ …(5) (4)式に(1)，(5)式を代入して Vm＝Vf＋Vp−V₁ ＝V₀−πD²l₀／４＋Vp −1.033Va／P₁ …(6) 循環用シリンダ８の状態より V₁−V₂＝πD²l／４ …(7) −(3)，(7)式より 1.033Va（１／P₁−１／P₂）＝πD²l／４故に Va＝πD²lP₁P₂／｛４×1.033（P₂−P₁）｝ …(8) 気体含有率XaはXa＝Va／（Vm＋Va）で求めら
れるので、この式に(6)，(8)式を代入して Xa＝Va／（V₀＋Vp−πD²l₀／４ −1.033Va／P₁＋Va）＝πD²lP₁P₂／Ni ただし N₁＝（V₀＋Vp−πD²l₀／４）×４ ×1.033（P₂−P₁）＋πD²lP₂（P₁−1.033）故に Xa＝πD²lP₁P₂／N₂ ただし N₂＝4.132（V₀＋Vp−πD²l₀／４）（P₂−P₁）＋πD²lP₂（P₁−1.033）となる。

上式の演算は制御装置３１の演算部３２におい
て、測定データP₁，P₂，ｌ，l₀に基づいて行なわ
れ、その演算結果は記憶部３３にあらかじめ記憶
されている気体の混入設定値と、比較部３４にお
いて比較される。そして、演算値と設定値が等し
い場合には、気体電磁弁１８を閉じた状態で、切
換弁６，７，１１を切換え、循環用シリンダ８の
ピストン９ａを往復移動することによつて上述し
たように液体流路２内の液体を循環させる。ま
た、演算値が設定値より小さい時は、指令部３５
から出される指令により気体電磁弁１８が開かれ
て、気体供給源２７から送られた気体が気体混入
装置１２によつて液体流路２内の液体に混入され
ると共に、循環用シリンダ８と切換弁６，７，１
１によつて該液体が液体流路２内を循環される。
さらに、演算値が設定値より大きい時は、気体電
磁弁１８は閉じられたままの状態を保ち、循環用
シリンダ８と切換弁６，７，１１を作動させて液
体流路２内の液体を循環させると共に、必要なら
ば気体が混入されていない液体を原液タンク１に
補充する。

なお、循環用シリンダ８内のピストン９ａの位
置を検出しているエンコーダ２９は本実施例に限
られるものではなく、ピストン９ａの位置検出が
できれば、どのような取付構造や検出器の構造で
もよい。また、液体シリンダ８内の圧力を検出す
る手段は本実施例に説明した圧力センサ３０に限
られるものではないことは言うまでもない。

以上説明したように、本考案は、気体を混入し
た液体を液体流路に循環させる循環用シリンダ内
の圧力を測定する圧力検出手段と上記循環用シリ
ンダのピストンの位置を検出する位置検出手段と
により、上記液体内の気体含有率を演算し、その
結果に応じて気体混入装置を制御する制御装置が
設けられているから、循環用シリンダで液体循環
機能と気体含有量測定機能を兼用できる。従つ
て、液体流路内に液体循環用のポンプと気体含有
量測定装置とを設けている従来装置に比べて、構
成および操作が簡単である。また、液体循環用に
シリンダを設けているので、ガラス繊維等のフイ
ラーが入つたプラスチツク液状成分（液体）を循
環させても摩耗することが少なく、装置の寿命を
大幅に延ばすことができるという優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略構成図、
第２図イ，ロ，ハは気体含有量を測定する際の手
順を示す説明図、第３図は循環用シリンダ８内の
液体及び気体の状態を示すもので、第３図イは大
気圧Paの状態を示す説明図、第３図ロは第１圧
力条件P₁下の状態を示す説明図、第３図ハは第２
圧力条件P₂下の状態を示す説明図である。２……液体流路、６……第１三方式切換弁、７
……第２三方式切換弁、８……循環用シリンダ、
１１……第２切換弁、１２……気体混入装置、２
９……エンコーダ（位置検出手段）、３０……圧
力センサ（圧力検出手段）、３１……制御装置、
９ａ……ピストン。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

原液タンクに複数個の切換弁を有する液体流路
を介して接続されてあり、ピストンの往復動と、
これに連動する切換弁の切換動作によつて、上記
液体流路に設けられた気体混入装置により気体を
混入された液体を吸入、吐出させて、上記液体流
路を経て、上記原液タンクに循環さす循環用シリ
ンダと、この循環用シリンダ内の圧力を測定する
圧力検出手段と、上記循環用シリンダのピストン
の位置を検出する位置検出手段と、上記圧力検出
手段の出力と上記位置検出手段の出力とを用い
て、上記液体内の気体含有量を演算し、その演算
値とあらかじめ決められた設定値とを比較して、
その結果により上記気体混入装置を制御する制御
装置とから成ることを特徴とする液体に気体を混
入する装置。