(57)【要約】【課題】塗料の色替装置のように、いくつかの容器より液体を供給する時に、これらの容器内残量を的確に把握して補給時の警報や、自動補給制御を行う場合、背圧を利用して残量を自動的に検出する際に、１つの検出装置で個々の残量を検出できるシステムを得る。【解決手段】液体中に挿入して供給する気体の背圧を検出し、その液位を検出する装置の検知チューブを測定する各々の容器中に配置し、これらを開閉弁を介して１つの検知用供給通路と接続、制御装置によって開放された開閉弁に接続された検知チューブにおける背圧を差圧検知器で検出してその残量を検出可能とする。制御装置によって操作弁を順次切り替えることにより各々の容器の残量が検出でき、その出力信号によって警報や補給制御を行うことができる。切り替え時の検出用圧力は不安定のためタイマーにより一定時間検出を停止させて正確な検出を可能にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液体容器内の各々の底面に向けた開口を有する検知パイプをそれぞれ配置し、該検知パイプに背圧検出用気体を供給する手段を接続して微量気体を連続的に供給するとともに、その主供給通路に差圧検知器を接続して前記気体を排出する背圧力を検出し、該背圧力に相当する液体残量を検出する装置において、前記液体容器の個別の供給通路にそれぞれ開閉弁を設け、前記開閉弁のいずれか１つを開口して供給する気体の背圧力を検知し、検出結果を出力する制御装置を備えてなる残量検出システム。
【請求項２】
開閉弁を制御装置により開閉制御し、いずれか開口した開閉弁の検知パイプの検出結果が、それぞれに対応して出力する手段もしくは圧力スイッチを設けた制御装置を含む請求項１の残量検出システム。
【請求項３】
前記開閉弁切り替え時、一定時間検知を停止する手段を制御装置に組込んだ請求項１から請求項２の残量検出システム。
【請求項４】
前記開閉弁の切替えを、一定時間間隔で順次行う制御を組込んだ請求項１から請求項３の残量検出システム。
【請求項５】
自動補給時には補給終了までの間、切替えを保留する制御を組込んだ請求項４の残量検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器に入れられた塗料等の残量を、液中に挿入した検知パイプにより検出する方法を用い、１つの検出装置で複数の容器の残量を検出し、液量の管理が可能なシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】液体を供給する場合に貯留しておく容器の残量を検知して、使用量の管理をしたり、補給のタイミングを把握するための残量検知の方法は多くの方法が知られている。しかし塗料においては色の付着によるレベルの確認不可、多くが揮発性の引火し易い溶剤を含むために電気的な検知装置の使用が難しく、機械的、物理的な方法で種々の提案が成されている。
【０００３】
また電気的な制御を容易にするために防爆使用を施した各種のレベルセンサーを用いた方法の他、質量による変化を計測する方法、フロート等による位置変化をマグネットセンサーによって検知する方法、液中で回転する羽根の負荷抵抗を検知して残量に置き換える方法等々が提案されているが、それぞれに問題点を有している。
【０００４】
すなわち超音波センサー等の液面位置を検出するセンサーを用いた場合は、当然防爆使用の処置が必要で取扱いが面倒である他、高価であるレベル検出装置をそれぞれの容器に設ける必要があり、コスト、精度を維持し安定した検出を継続するためのメンテナンス等に大きな問題がある。
【０００５】
また質量を計測してその代表特性として量を計測する方法、液中で回転する羽根の負荷抵抗を検知して残量に置き換える方法等にしても、前記同様検出装置そのものをそれぞれの容器に設置しなければならない。質量の変化を検出装置は質量そのものを計測する各種の装置、質量を圧力に置き換えて計測しその換算値をもって計測する装置などがあるが、いずれにしても個々の容器毎に液体の実質量の他、容器等の不確定要素までを計測せざるを得ないことで容器によって異なり、また正確さに欠ける問題も有している。
【０００６】
更に液体の粘性を利用して液中で回転する羽根の負荷抵抗を検知する場合も、前記と同様、個々の容器中に一部を挿入して粘性を測定する装置を組み込み、回転負荷抵抗の変化を測定することが必要となる。
【０００７】
一方、塗料のように揮発性溶剤を含む液体の残量検知には塗料の引火、爆発の危険性から安全性が第１に考慮されるべきであり、その方法として空気等を用いた制御が望ましい。すなわち液体はその深さに対して液面からの圧力がかかることを利用して液面の検出を行うものとして、液中にチューブを挿入し、その開口部より気体を押し出し続けることで液体の深さに相当する必要な圧力を検出することにより、液体の深さ、すなわち残量を検出する方法が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
工業的に行われる塗装作業においては、塗装機への塗料供給は自動化にとって重要な事項であり、使用される塗料を管理することが必須の条件になる。このため前述の如く種々の提案改善がなされているが、制御し易いとされる電気的な検出方法では前記危険性を排除する必要があるなど、それぞれに改善の余地が残されている。特に殆どの塗装現場では各種の塗料を使い分けることが多く、複数の塗料容器を一元的に管理できる装置が欠かせない状況であり、より簡単に使用でき、信頼性がある装置の実現が必要となる。
【０００９】
工業塗装の分野において安全性が高く、取扱いの簡単な装置で、塗料の色替装置のように、いくつかの容器より液体を供給する場合、それぞれの容器に高いコストをかけずに容器内残量を的確に把握して補給時の警報や、自動補給制御を行って集中的な塗料の残量管理が可能なシステム・装置が望まれる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の課題を解決するために、液体容器内の底面に向けて開口を有する検知パイプを配置し、該検知パイプに背圧検出用気体を供給する手段を接続して微量気体を連続的に供給するとともに、その供給通路に差圧検知器を接続して前記検知パイプより気体を排出する時の背圧力を検出し、該背圧力に相当する液体残量を検出する装置を用い、前記供給通路より分岐し、それぞれ開閉弁を介して複数の液体容器に設置される複数の検知パイプを設け、これらの開閉弁のいずれか１つを開口して供給する気体の背圧力を検知し、検出結果を出力する制御装置を備えたものである。
【００１１】
各容器に設けられた検知パイプは背圧力を検知する共通の差圧検知器に接続され、検知が必要な時にのみ開閉弁を開け検知する。制御装置は検知が必要となったいずれか１つだけの開閉弁を開けるように制御されている。
自動的に制御を行うに適し、汎用的な開閉弁として電磁開閉弁が使用されることで、安全域から検出パイプに検出用空気を送り込み、検出対象容器を制御することも可能となる。
【００１２】
また、いずれか開口した開閉弁の検知パイプの検出結果が、それぞれの表示もしくは制御に対応して出力する手段や圧力スイッチを組み込むことによって、複数の容器の残量を個別に確認したり、上限、下限検出結果により補給等の制御につなげることができる。
【００１３】
更に大きな特徴は、前記開閉弁切り替え時、一定時間検知を停止する手段を制御装置に組込むことで、供給気体が検出パイプより安定した気泡の排出を行い、正しい背圧力を検知するまでの時間をとり、検出制御の信頼性が向上する。
またこれらの複数の検出を順次と一定時間毎に行うことで、１つの差圧検出器により多くの容器の残量が定期的に一括管理することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を実施する上での主な構成を示し、塗料の容器１は開放型の容器で、収容された塗料には大気圧がかかっている。容器１は、大きさ形状材質に限定されず種々の容器に対応できる。図の例では（ａ）、（ｂ）、（ｎ）３つの容器が示されているが、その数には特に限定されない。それぞれの容器１に設けられた残量検出用の検出パイプ２は下端に開口２５を有し、液面の下限Ｅとして設定した容器１の底面に近くに位置して設置される。検出パイプ２には検出のための気体供給路４が接続され、圧縮空気源３よりフィルター５、減圧弁６を介して供給される。各符号に付された添え字ａ，ｂ，ｃは前記各容器の符号を示している。
【００１５】
フィルター５は塗料中に不純物、一般には水分、油分等が送り込まれないように清浄化するために設けられ、扱う液体の要求度合いによってその清浄度が決定される。減圧弁６は検出する液体の比重を加味した最大の背圧より若干高い圧力で安定供給できる調整弁であることが要求される。
【００１６】
供給する圧力は液体の比重が１として開口２５より５０ｃｍの深さが満量であれば約５キロパスカルであり、この背圧に対して検出パイプの開口２５から空気を押し出す圧力が供給できなければならない。減圧弁６からの圧縮空気は絞り弁７で流量を調整されてそれぞれの容器１に対応した電磁弁８を介して接続管１９より検出パイプ２に送られる。絞り弁７は背圧に相当する圧力を供給通路４中に常に満たし、検出パイプ２の開口２５から送り出せる最小量が必要で、通常開口２５から気泡Ｂが断続的にでる程度であれば良い、あまり多すぎると流れになり背圧が正確に計れないことになる。本例の場合気泡の発生は１秒間隔程度としている。
【００１７】
取り扱う液体が揮発性有機溶剤を使用し、引火の危険性がある塗料の場合は、前記した電磁弁８は引火や爆発等の危険区域から離した安全区域に設置する必要があり、電磁弁８と容器１の検出パイプ２とは、それぞれの接続管１９で結ばれる。
【００１８】
検出パイプ２の太さ、材質は特別に限定されるものでないが、検出する液体の粘性等によって安定した気泡の排出が得られる寸法が選ばれる。塗料の場合であれば内面への付着性が少なく、洗浄性の良い材質を使用すると良い。検出パイプ２は限定されるものでないが図２のように適当な固定手段２１によって液体の下限位置に開口２５を決め、容器１の縁２３に対して固定されている。
【００１９】
検出用の気体を送り込む供給通路４には制御装置１０内の差圧計１１が接続されている。この場合の差圧計１１は供給圧力と大気圧との差を検出するものであり、出力信号を取り出すための微差圧スイッチもしくは圧力センサーが使用されている。差圧計１１には、いずれかの開放された電磁弁８に接続された検出パイプ２の圧力に平衡した圧力が入力される。
微差圧スイッチの場合、入力された圧力は微差圧スイッチが作動すると対応した塗料容器の下限検知が行われ、残液が下限になると下限ランプやブザーの信号を出力する。圧力センサーの場合、圧力センサーに働入力された圧力は、その結果が比較演算手段１４により予め設定されたデータと比較演算処理され、必要な出力信号が出力される。１７は制御装置の駆動電源を示す。
【００２０】
比較演算手段１４からの出力信号は、警報を作動させたり、ランプを点灯させる表示手段１５によって残量が下限であることを知らせることができる。また圧力センサーの出力値により演算結果を液体残量として適時表示するようにすることもできる。更に出力値に応じて下限値では補給開始の信号を出力して該当する容器１への液体補給を開始し、上限値で補給を停止するように制御することが可能となる。
【００２１】
これらの制御装置１０は前記電磁弁８と共に、取り扱う液体によって、その危険地域より離れた場所に設置することによって安全を図ることが容易となる。すなわち塗料等の揮発性有機溶剤を扱う場合、溶剤蒸気の引火、爆発の危険性から電気的制御機器の設置は避けるか、完全な防爆仕様を使用しなければならないが、検出する空気圧の測定を配管を通じて危険区域外Ｄに置かれた制御装置で行えば安全性が確保できる。
【００２２】
また制御装置１０は切替制御手段１２により各電磁弁８の開閉制御を行い、検出する容器１の特定ができるように構成される。電磁弁８は本実施例の場合、常時閉の電磁弁が使用されている。また切替制御手段１２により１つだけが開放するように設定され、図１の例では（ｎ）の容器１ｎの電磁弁８ｎが開いていると絞り弁７を通して供給された空気は電磁弁８ｎ、接続管１９ｎ、検出パイプ２ｎを経て開口２５ｎから排出される。
【００２３】
この供給空気は液中に侵入した高さの液圧（背圧）に相当する圧力が検出パイプ２ｎ、供給通路４内に維持され、それ以上の圧力は気泡となって検出パイプ２ｎの開口２５ｎから逃げることになる。供給通路４内は差圧計１１と接続されており、差圧計１１には検出パイプ２ｎの圧力が入力される。
この時他の電磁弁８ａ，８ｂは閉じており、出力される信号は、切替制御手段１２により開放した電磁弁に相当する（ｎ）の容器の出力信号として警報、ランプを作動させることになる。切替制御手段１２により電磁弁８ｎを閉じ、電磁弁８ａを開放すれば、容器１ａの検出が可能となる。
【００２４】
すなわち電磁弁８ｎが閉じた時点で供給通路４内の圧力は減圧弁６から送り込まれる圧力になり差圧計の圧力もその圧力になるが、次に電磁弁８ａが開放すると供給空気は検出パイプ２ａに送られ、下端の開口２５ａより気泡となって流出する。したがって供給通路４内の圧力は検出パイプ２ａ内の背圧に等しくなり、差圧計１１は検出パイプ２ａの圧力として検出される。この様に差圧計１１が検知する圧力は配管内の圧力が均衡した時に正しい値を示すため、より正確には安定した後に検出するのが望ましい。この時間は実用的には殆ど問題ない場合もあるが、配管の径や長さ、計測する流体の粘性等によって異なることから一定時間計測を停止することで、常時正確な表示が可能となる。
【００２５】
特に検出結果によって警報や他の制御信号を出力する場合等で、一時的に誤った出力がされては問題がある場合には、制御装置によって切替後の一定時間検知を停止するようにすることで、正確な検知を行うことが出来る。
【００２６】
本実施例では電磁弁により検出パイプへの気体供給を選択したが、手動の切替弁によって検出する容器への供給を選択し、その結果を該当する容器の残量として表示しても良い。又選択した容器に接続される切替弁と各容器毎に設けた表示手段とを制御装置によって連動させることによって各々の容器の残量を適切に表示することができる。
【００２７】
また電磁弁を開放して検出する制御は、切替スイッチによる方法や、自動的に一定の間隔で順番を繰り返す方法によって順次と各容器を検出し、残量の管理が容易に可能となる。但し下限、上限の管理により前述の如く補給を行う制御を加えた場合には、補給時間中は他の容器の検出に切替が行われないように制御されなければならない。その他別の制御プログラムと連動させる方法等、既存技術の利用により塗料の残量管理として利用の幅を広げることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明は測定に要する気体を、必要な容器に設けた検出パイプに個別に設けたバルブを介して供給出来るようにし、その背圧を１つの検出装置により個別に検出するために、個々の容器に対しては気体を排出するパイプ、チューブを設ければ良く、従来のように個々の容器に高価な検出機器を装備しておく必要も無く、複数の容器の残量検出・管理が経済的にでき、塗料等を扱う場合においても安全で取扱いが簡単な残量検出が可能となる。
【００２９】
また開閉バルブを制御装置と共に危険区域外に設置した電磁弁によって開閉制御することにより、自動的に容器毎の確認管理が容易になり、表示や他の制御信号の出力を検出中の容器に対して行わせることも容易に可能となる。
【００３０】
更に各容器の検出切替にあたっては、電気的信号に比べ、検出用気体の通路内の安定に遅れがあるが、表示や外部への信号の出力に対しては、タイマー等の手段により切替時に検出を一時停止することで確実な検出を行うことができ、残量検出器としての信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明における検出パイプの取付状態の１実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１、    容器
２ａ、２ｂ，２ｃ    検出パイプ
４    供給通路
５    フィルター
６    減圧弁
７    絞り弁
８ａ、８ｂ，８ｃ    電磁弁
１０    制御装置
１１    差圧計
１２    開閉制御手段
１４    比較演算処理
１５    警報器
１６    外部出力信号
１９ａ、１９ｂ，１９ｃ    接続管
２１    固定手段
２５ａ、２５ｂ，２５ｃ    開口
【図１】
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【図２】
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