(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動製品を移送する製品移送管内に残留する製品等の回収や除去を行うために磁石を内蔵して前記製品移送管内を移動するピグと、前記製品移送管に沿って適宜間隔で配置されて前記磁石の接近を検出する複数個の近接センサと、これらの近接センサの出力を監視して前記製品移送管内のピグの位置を検出する信号処理装置とを備え、
前記信号処理装置は、前記近接センサにより検出されたピグ位置の経時に伴う変化から前記製品移送管内におけるピグの移動速度を算出する速度検出機能と、前記ピグの移動速度が理想値となるように前記ピグの圧送に使う圧送流体の圧力や流量を前記移動速度に応じて調整する速度調整機能とを具備したことを特徴とするピグの位置制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動製品を移送する製品移送管内を移動させることによって前記製品移送管内に残留する製品等の回収や除去を行うためのピグの位置制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ピグは、外径が製品移送管の内径に略等しい栓状に合成ゴム等の可撓弾性材料を成形したもので、該ピグを製品移送管内で移動させることで、製品移送管内に残留している製品等の回収や除去を行うピグ・システムが開発されている。
このピグ・システムを利用すると、▲１▼管内残液を製品として回収することができて、製品の歩留りを向上させることができ、また、▲２▼管内残液が少なくなるので、管内の洗浄に使用する洗浄液量を節約できると同時に、洗浄処理に要する時間を短縮することができ、更には、廃液処理設備の負荷を軽減することができる。
【０００３】
この様な効果を有することから、例えば、
（１）高粘度の流体を取り扱い、水押しや圧縮ガスのフラッシングが不向きなプロセス設備、
（２）製品が高価で回収率を高めなければならないプロセス設備、
（３）廃水の処理に費用がかかり、廃水処理設備の負荷を低減するため、洗浄前の残留製品をできる限り回収除去しなければならないプロセス設備、
（４）残留製品の除去により、洗浄液の消費量を低減したいプロセス設備、
（５）重力落下等の方法での製品回収・除去では時間がかかり運転効率が悪くなるプロセス設備、
等に広く普及するようになってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のピグ・システムが、高粘度液体の払い出しに用いられた場合、製品移送管内におけるピグの移動速度が速過ぎると、ピグの外周と管の内壁との間にハイドロリックプレーン現象が生じて、残液の回収効果や除去効果が著しく低下するという問題が発生する。また、移動速度が遅すぎる場合には、無駄に処理を遅延させる結果となる。
そこで、ピグの移動速度を最適値に維持することが重要になる。ピグの移動は加圧流体による圧送によって行っており、移動速度は前記加圧流体の圧力や流量の調整によって行うため、ピグの移動に使用される加圧流体の圧力や流量を適正に管理することが、重要になる。
【０００５】
ところが、加圧流体の圧力や流量を調整してピグの移動速度を最適に保つことは、実際上では、極めて難しい。それは、次のような理由による。
一つは、通常は管内を移動しているピグの位置が視認できず、ピグの移動状況の把握が難しいということ。
また、一つは、管内の残液分布のばらつきや管の傾斜等によってピグに加わる負荷が刻々変化して、ピグの移動速度に影響を与えるため、加圧流体の圧力や流量をピグの実際の移動状況に応じて調整しないと、ピグの移動速度を最適値に維持できないために、例えばピグの移動速度が高すぎることによってピグが激突するトラブルが発生する。この激突によってピグが破損することが頻繁にあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することにあり、簡単な構成でありながら、製品移送管内におけるピグの位置の経時に伴う変化から実際のピグの移動速度を検出することで、ピグの移動速度が最適値となるように、ピグを圧送する加圧流体の圧力や流量を調整して、ピグの移動による残液の回収・除去効果を最大限に引き出すことのできるピグの位置制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、流動製品を移送する製品移送管内に残留する製品等の回収や除去を行うために磁石を内蔵して製品移送管内を移動するピグと、前記製品移送管に沿って適宜間隔で配置されて前記磁石の接近を検出する複数個の近接センサと、これらの近接センサの出力を監視して前記製品移送管内のピグの位置を検出する信号処理装置とを備え、
前記信号処理装置は、前記近接センサにより検出されたピグ位置の経時に伴う変化から前記製品移送管内におけるピグの移動速度を算出する速度検出機能と、前記ピグの移動速度が理想値となるように前記ピグの圧送に使う圧送流体の圧力や流量を前記移動速度に応じて調整する速度調整機能とを具備したことを特徴とするピグの位置制御装置により達成される。
【００１１】
【作用】
本発明の上記構成によれば、製品移送管に沿って適宜間隔で近接センサを配置する一方で、磁石を内蔵したピグを使用するという簡単な構成でありながら、製品移送管内におけるピグの位置を逐次検出して、製品移送管内におけるピグの移動状況を把握することができる。
そして、製品移送管内におけるピグの位置の経時に伴う変化から実際のピグの移動速度を検出することで、現在の移動速度の是非を判定することが可能になり、ピグの移動速度が最適値となるように、ピグを圧送する加圧流体の圧力や流量を調整することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施形態により、本発明を説明する。
図１及び図２は本発明の一実施形態を示したもので、図１は本発明の一実施形態のピグの位置制御装置を装備したプロセス設備の概略構成図、図２は本発明の一実施形態で使用するピグの拡大図である。
図示のプロセス設備１は、第１のタンク２に貯留している液状の製品３を、製品移送管５によって第２のタンク７に移送する。
【００１３】
ここに、第１のタンク２は、２重シール構造の３方弁９、開閉弁１１、Ｔ字管１３を介して製品移送管５の一端に接続されている。また、第２のタンク７は、２重シール構造の３方弁１５、ピグ受取ステーション１７を介して製品移送管５の他端に接続されている。
第１のタンク２に接続された３方弁９の残りのポートには、前記製品移送管５の一端に洗浄液を送り込む洗浄液供給管１９が、２重シール構造の３方弁２１を介して接続されている。また、３方弁２１の残りのポートに接続された配管２３は、余った洗浄液を回収する洗浄液回収容器２５に接続されている。
第２のタンク７に接続された３方弁１５の残りのポートには、製品移送管５の一端側から供給された洗浄液を前記３方弁１５を通して洗浄液回収容器２７に導く洗浄液回収管２９が接続され、この洗浄液回収管２９は開閉弁３１によって開閉可能にされている。
【００１４】
以上の構成をなすプロセス設備１には、製品移送管５内の残液の回収・除去を目的として、本発明を適用したピグ・システム３３が装備されている。
このピグ・システム３３は、前記製品移送管５内を移動させるためのピグ３５と、前記Ｔ字管１３を介して前記製品移送管５の一端に分岐接続されてピグ３５を製品移送管５に出入り可能に収容保持する略円筒状のピグ射出ステーション３７と、前記製品移送管５の他端に接続されてピグ３５を製品移送管５に出入り可能に収容保持する略円筒状のピグ受取ステーション１７と、前記製品移送管５に沿って適宜間隔で配置されて磁石の接近を検出する複数個の近接センサＳ１〜Ｓ７と、これらの各近接センサＳ１〜Ｓ７の出力を監視して製品移送管５内のピグ３５の位置を検出する信号処理装置３９とを備えた構成をなしている。
【００１５】
前記ピグ３５は、図２に示すように、外径が前記製品移送管５の内径よりも僅かに大きい栓状に成形された可撓弾性体４１と、該可撓弾性体４１に埋め込まれた磁石４２とを具備した構成をなしている。可撓弾性体４１は、例えば、シリコンゴム等を所定の形状（両端外周に丸みを持たせた鼓形）に成形したもので、外周を弾性変形させた状態で製品移送管５内を移動する。
【００１６】
前記ピグ射出ステーション３７は、前記Ｔ字管１３の直管部に連なる円筒体で、内径が前記製品移送管５及びＴ字管１３の直管部と同一にされている。
このピグ射出ステーション３７の端部には、該ピグ射出ステーション３７よりも大きな内径を有した円筒形の洗浄室４４が装備されている。また、洗浄室４４を介してピグ射出ステーション３７の端部に連通する管路４６には、前記ピグ射出ステーション３７内のピグ３５の位置を規制する押し棒４８と、前記ピグ射出ステーション３７内のピグ３５を製品移送管５内に圧送する加圧流体を供給する射出用流体供給管５０と、圧送時に製品移送管５内に溜まった加圧流体を抜くための流体抜き管５２と、前記洗浄室４４内の洗浄液を抜くための洗浄液排出管５４とが装備されている。
【００１７】
また、前記射出用流体供給管５０、流体抜き管５２、洗浄液排出管５４には、これらの管路を開閉する開閉弁５６，５７，５８が装備されている。
前記押し棒４８は、前記ピグ３５の端部に当接することによって、前記ピグ３５の動きを規制するもので、前記ピグ射出ステーション３７及び洗浄室４４の中心軸線上を進退することができ、図示のように、ピグ３５が洗浄室４４側に入ることを防止するストッパとして機能するだけでなく、ピグ射出ステーション３７と洗浄室４４との間でピグ３５を往来させるピグ移動機構として機能する。
【００１８】
前記ピグ受取ステーション１７は、内径が前記製品移送管５と同一の円筒状をなしており、内部にはピグ３５を受け止めるストッパ５９が立設されている。
そして、前記ピグ受取ステーション１７上でストッパ５９よりも３方弁１５寄りの位置には、該ピグ受取ステーション１７に到達したピグ３５をピグ射出ステーション３７に返送する加圧流体を供給する返送用流体供給管６１が、２重シール構造の３方弁６３、開閉弁６４を介して接続されている。また、３方弁６３の残りのポートには、製品移送管５の一端側から送給された洗浄液の一部を洗浄液回収容器６６に回収する配管６７が装備されている。
なお、通常、ピグ３５を製品移送管５内に射出したり返送する加圧流体としては、殺菌エアーが利用される。その場合、前記開閉弁５６は、エア抜き弁である。
【００１９】
前記信号処理装置３９は、いわゆる制御用コンピュータで、プロセス設備１内の全ての弁の開閉を制御することができ、製品移送管５を介しての製品３の移送、ピグ３５による製品移送管５内の残液の回収、回収処理後のピグ３５の返送、洗浄液供給管１９から供給される洗浄液による製品移送管５内の洗浄、同じく洗浄液供給管１９から供給される洗浄液を洗浄室４４に供給するピグ３５の洗浄等の諸動作を実現する。
また、信号処理装置３９には、各近接センサＳ１〜Ｓ７の出力から検出されたピグ３５位置の経時に伴う変化から製品移送管５内におけるピグ３５の移動速度を逆算する速度検出機能と、製品移送管５内のピグ３５の移動速度が理想値となるように前記ピグ３５の圧送に使う圧送流体の圧力や流量を前記速度検出機能によって算出した移動速度に応じて調整する速度調整機能が装備されている。
【００２０】
以上のピグ・システム３３の動作を以下に説明する。
製品３の移送の際には、洗浄液供給管１９，洗浄液回収管２９，開閉弁５６，５７，５８，６４，は全て閉じられた状態とされ、また、ピグ３５はピグ射出ステーション３７に収容保持された状態に維持される。
そして、３方弁９，開閉弁１１を介して第１のタンク２が製品移送管５に連通する一方、ピグ受取ステーション１７および３方弁１５を介して製品移送管５の他端が第２のタンク７に連通した状態とされて、第１のタンク２内の製品３が第２のタンク７に移送される。
【００２１】
製品３の移送後には、前記開閉弁１１を閉じると共に、前記開閉弁５７を開いて、射出用流体供給管５０から基準圧の殺菌エアをピグ射出ステーション３７に送り込むことで、ピグ３５を製品移送管５内に発射して、製品移送管５内の残液を第２のタンク７におくる。
ピグ３５がピグ受取ステーション１７に到達して、残液の回収が終了したら、第２のタンク７に接続されている３方弁１５や射出用流体供給管５０の開閉弁５７を閉じる一方、開閉弁５６，６４を開き、また、３方弁６３を開いて、返送用流体供給管６１から殺菌エアーをピグ受取ステーション１７に送り込んで、ピグ３５をピグ射出ステーション３７に戻す。
【００２２】
ピグ３５の射出時や返送時には、製品移送管５内におけるピグ３５の移動に伴って各近接センサＳ１〜Ｓ７の出力が順に変化するため、製品移送管５内におけるピグ３５の位置を逐次検出して、製品移送管５内におけるピグ３５の移動状況を把握することができる。
そして、製品移送管５内におけるピグ３５の位置の経時に伴う変化から実際のピグ３５の移動速度を検出することで、現在の移動速度の是非を判定することが可能になり、ピグ３５の移動速度が最適値となるように、ピグ３５を圧送する加圧流体の圧力や流量を調整して、ピグ３５の移動による残液の回収・除去効果を最大限に引き出すことが可能になる。
【００２３】
なお、本発明を利用するに応用するに際して、ピグ射出ステーション３７やピグ受取ステーション１７の具体的な構造や、これらのステーション１７，３７への加圧流体を供給するための構造、更には、ピグ３５の可撓弾性体４１の外郭形状等は、いずれも一実施形態の構造に限るものではない。
また、近接センサの装備数、装備する位置も、上記の一実施形態のものに限らない。ただし、少なくとも、それぞれのステーション、製品移送管５の折曲部、負荷が変る傾斜部等には、近接センサを装備した方が好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のピグの位置制御装置によれば、製品移送管に沿って適宜間隔で近接センサを配置する一方で、磁石を内蔵したピグを使用するという簡単な構成でありながら、製品移送管内におけるピグの位置を逐次検出して、製品移送管内におけるピグの移動状況を把握することができる。そして、製品移送管内におけるピグの位置の経時に伴う変化から実際のピグの移動速度を検出することで、現在の移動速度の是非を判定することが可能になり、ピグの移動速度が最適値となるように、ピグを圧送する加圧流体の圧力や流量を調整して、ピグの移動による残液の回収・除去効果を最大限に引き出すことが可能になる。また、ピグの移動速度を最適値に制御できるので、ピグの移動速度が高すぎることによるピグ激突によりピグの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のピグの位置制御装置を使用したプロセス設備の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態で使用するピグの拡大図である。
【符号の説明】
２  第１のタンク
５  製品移送管
７  第２のタンク
１３  Ｔ字管
１７  ピグ受取ステーション
３３  ピグ・システム
３５  ピグ
３９  信号処理装置
４１  可撓弾性体
４２  磁石
４４  洗浄室
４８  押し棒
５６，５７，５８  開閉弁
５９  ストッパ
【図１】
0003600342.tif 000002
【図２】
0003600342.tif 000003