JPH0716994Y2 - 容器のｐｈ測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、化学プラント等における反応槽や攪拌槽等の
容器内の液のPHを測定するに好適なPH測定装置に関す
る。

〈従来の技術〉 従来、化学プラント等における反応槽や攪拌槽等の容器
においては、PH調整や反応状態等の確認などにPHを測定
することが行われている。

この場合、人手を介してPHセンサ（PH電極）を容器内に
挿入して、PHを測定するようにしている。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来のPH測定構造では、つぎ
のような問題点がある。

すなわち、PHセンサは一般にガラス製であって、極めて
破損し易いという状況がある。

このため、上述のようにPHセンサを作業者が手作業で容
器内に挿入する場合には、PHセンサが破損しないように
するため余程の注意が必要である。容器がガラスライニ
ング製であれば、最悪の場合、容器の破損も考えられ
る。

一方、PHがプロセスを左右する場合、より精密な測定が
必要となるが、運転中も液中にPHセンサを浸しておくこ
とは、つぎの点から好ましくない。

すなわち、攪拌容器においては液の攪拌が行われるた
め、この液攪拌の影響を受けてPHセンサの精度が低下し
たり、痛んだり、破損したりし易い。

そこで、本考案は以上のような従来の問題点に鑑み、PH
センサの容器内への挿入及び取り出しの自動化を図ると
共に、PHセンサの取り出し時にその保護や検定を行うこ
とにより、PHセンサの破損を防止し、しかも精密測定を
可能にした容器のPH測定装置を提供することを目的とす
る。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本考案の容器のPH測定装置は、 PHセンサを容器に形成された開口部を介して該容器内に
挿入される位置と容器外部に取り出される位置とに往復
移動可能に支持して該PHセンサを往復移動させる移動手
段と、 前記PHセンサの先端検出部を浸漬させることによってこ
れを保護または検定する液を入れる液保持容器を、容器
外部のPHセンサの移動経路位置と該移動経路位置から外
れた位置との間で回動して移動可能に支持する液保持容
器の支持手段と、 を設け、 前記PHセンサの移動手段を、前記容器の開口部と一端部
が連通するように容器に取り付けられてPHセンサが挿通
可能な管状部材の他端部に取り付けられた環状の下側支
持板と、 前記下側支持板から所定距離の鉛直上方位置に、該下側
支持板と相対向して配設される上側支持板と、 前記上側支持板と下側支持板とを連結する一対のネジ軸
であって、夫々一端部は上側支持板に回転自由に支持さ
れ、他端部は下側支持板に回転自由に支持される一対の
ネジ軸と、各ネジ軸に夫々装備された一対のナットと、
を備え、ネジ軸外周面のネジ溝とナット内周面のネジ溝
とを対向させてできるコイル状の空間にころがり軸受用
の玉が一列に入れられ、ナットの一端のネジ溝から出た
玉がナットの穴を通って再びナットの他端のネジ溝へと
戻される構成であって、一対のネジ軸の回転により、一
対のナットが該ネジ軸に沿ってスライド移動する構成の
ボールネジセットと、 前記一対のナットに固定取付されて該ナットと一体的に
移動するスライド板であって、前記一対のネジ軸同士を
水平方向に結ぶ水平線を通る鉛直線上に沿って配設され
た前記PHセンサの上端部が固定取付されるスライド板
と、 前記一対のネジ軸を回転させる回転手段と、 を含んで構成した。

また、容器の開口部に取り付けられた管状部材に、開弁
時にPHセンサが挿通可能なボール弁を介装して設けて、
PHセンサを容器外部に取り出した時に開口部を閉塞し得
るように構成した。

〈作用〉 かかる構成においては、容器内の液のPH測定時には、最
上位置にあるPHセンサを下降させる。

すなわち、ボール弁を設けた場合には、これを開弁させ
るとともに、液保持容器をPHセンサの移動経路位置から
外れた位置に回動させて移動させておく。

そして、移動手段をPHセンサ下降側に駆動して、PHセン
サを下降させる。

この場合、移動手段における回転手段をPHセンサ下降側
に駆動して両方のネジ軸を回転させる。これにより、一
対のナットが下方向にスライド移動し、PHセンサが下降
される。

このPHセンサの先端部は、ボール弁等を介して容器の開
口部から容器内に挿入され、該容器内の液中に突入され
る。

PHの測定が終了すると、今度は移動手段をPHセンサ上昇
側に駆動すると、PHセンサが上昇され、再び、最初の最
上位置にセットされる。

この場合、移動手段における回転手段をPHセンサ上昇側
に駆動して両方のネジ軸を回転させる。これにより、一
対のナットが上方向にスライド移動し、PHセンサが上昇
される。

その後、ボール弁を閉弁させるとともに、液保持容器を
PHセンサの移動経路位置に回動させて移動する。

ついで、移動手段をPHセンサ下降側に駆動し、PHセンサ
を下降して、該PHセンサの先端検出部を液保持容器の液
中に浸漬して、つぎのPH測定に待機する。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

なお、以下に説明する実施例は、本考案を、攪拌容器に
適用した例である。

第１図〜第７図において、１は攪拌容器（以下、単に容
器と言う）、２は攪拌液、３は攪拌機、４は本考案に係
るPH測定装置、５はPHセンサ（PH電極）である。

ここで、前記容器１は円筒状に形成されており、上壁外
面の中央部には前記攪拌機３の駆動部3aが鉛直上方に延
びて立設されている。また、攪拌機３の回転軸3bは容器
１の上壁を貫通して該容器１内を鉛直下方に延びて垂下
されており、先端部には攪拌用の羽根部3cが設けられて
いる。

かかる容器１の上壁外面には、前記PHセンサ５を該容器
１の上壁に形成された開口部６を介して該容器１内に挿
入される位置と容器１外部に取り出される位置とに往復
移動可能に支持して該PHセンサを往復移動させる移動手
段が設けられている。

前記移動手段はつぎのように構成される。

すなわち、容器１の上壁外面には、前記開口部６と連通
し、PHセンサ５が挿通可能な管体（ノズル）７が固着さ
れている。この管体７の反固着側端部のフランジ部7aに
は、開弁時にPHセンサ５が挿通可能で、開口部６の開閉
を行うボール弁８の本体8Aの一端フランジ部8aが連結さ
れている。尚、前記管体７及びボール弁本体8Aは、本考
案の「容器の開口部と一端部が連通するように容器に取
り付けられてPHセンサが挿通可能な管状部材」に相当す
る。ボール弁本体8Aの他端フランジ部8bには、中央部に
ボール状弁体8Bの貫通孔8cと連通する開口部9aを有した
下側支持板９が締結されている。

なお、上記ボール弁８の駆動装置として、ボール状弁体
8Bを回動して貫通孔8cの向きを変えて開弁および閉弁を
行う駆動装置10が設けられている。

前記下側支持板９は、第３図に示すように、前記開口部
9aを有する円形部の両側に略三角形部を備えた形状で、
前記略三角形部にはそれぞれ孔9bが形成されている。

この一対の孔9bには夫々軸受11が装着されている。

前記下側支持板９から所定距離の鉛直上方位置には、該
下側支持板９と同形状の上側支持板12が該下側支持板９
と相対向して配設されている。

この上側支持板12には、下側支持板９と同様に開口部12
aと一対の孔12bとが形成されており、該一対の孔12bに
は夫々軸受13が装着されている。

かかる上側支持板12と下側支持板９とは、後に詳細を説
明するボールネジセット14の内のネジ軸15によって連結
される。このネジ軸15は一対用意され、それぞれ一端部
は上側支持板12の軸受13に軸受され、他端部は下側支持
板９の軸受11に軸受され、それぞれ鉛直方向に延びてい
る。

なお、ネジ軸15はそれぞれ軸受11,13によってラジアル
方向並びにスラスト方向の荷重を受けるように支持され
る。

前記ボールネジセット14の内のナット16はネジ軸15それ
ぞれに装備されており、該ナット16の両端部にはそれぞ
れフランジ部16aが形成されている。上記上側支持板12
と下側支持板９と同形状で、中央開口部17a,18aと一対
の孔17b,18bとをそれぞれ有する一対のスライド板17,18
が用意されており、上側のスライド板17は前記一対のナ
ット16の上側のネジ軸15外周にその孔17bを挿通した状
態で配設されて、該スライド板17の長手方向の（第１図
で左右の）両端部が上記一対のナット16の上側フランジ
16aに固定取付される。他方のスライド板18は前記ナッ
ト16の下側のネジ軸15外周にその孔18bを挿通した状態
で配設され、該スライド板18の長手方向の（第１図で左
右の）両端部が上記一対のナット16の下側フランジ16a
に固定取付される。

前記PHセンサ５は、先端に検出部5aを備えたロッド部5A
と検出信号を出力する信号出力部5Bとから構成されてお
り、前記両方のネジ軸15同士を水平方向に結ぶ水平線の
中央を通る鉛直線上に沿って配設され、ロッド部5Aを下
側のスライド板18の中央開口部18aを挿通させた状態
で、信号出力部5Bの下端に形成されたフランジ部5bを該
下側のスライド板18の上壁中央部に固定取付してある。

PHセンサ５の信号出力部5Bからは図示しないコントロー
ラ等に出力信号を送信する信号線19が接続されている。

この信号線19は、コイル状に成形されており、その末端
部は、上側支持板12に固定されたリング20（第４図）に
挿通される。信号線19は、コイル状に成形されることに
より、引っ張ることによって略直線状に延びるが、引っ
張り力がなくなれば、再びコイル状に復帰する。

ここで、前記ボールネジセット14の構造について述べ
る。

このボールネジセット14のネジ軸15外周面のネジ溝とナ
ット16内周面のネジ溝とを対向させてできるコイル状の
空間にころがり軸受用の玉21が一列に入れられており、
ナット16の一端から出た玉21はナット16の穴を通って再
びナット16他端のネジ溝へと戻される構成である。

したがって、一対のネジ軸15をそれぞれ回転すると、一
対のナット16が該ネジ軸15に沿ってスライド移動し、ネ
ジ軸15の回転方向に応じてPHセンサが上下に移動するこ
とになる。

上記ネジ軸15は、つぎのような回転手段により回転され
る。

すなわち、ネジ軸15それぞれの上端部にはスプロケット
22が固定取付されている。これらのスプロケット22には
ローラチェーン23が巻き掛けられている。一方のスプロ
ケット22には、電動機24の回転を減速する減速機25の回
転軸25aが連結されている。

したがって、電動機24の回転駆動力が減速機25を介して
一方のスプロケット22に伝達されると、該スプロケット
22の回転がローラチェーン23を介して他方のスプロケッ
ト22に伝達され、両方のネジ軸15が回転することにな
る。

この結果、上述したように、一対のナット16がスライド
移動し、電動機24の回転方向の制御によるネジ軸15の回
転方向にしたがってPHセンサ５が昇降される。

一方、PHセンサ５の先端検出部5aを浸漬させることによ
ってこれを保護や検定する液（蒸留水や緩衝液）26を入
れた液保持容器27が設けられており、該液保持容器27
は、支持手段によって容器１外部のPHセンサ５の移動経
路位置と該移動経路位置から外れた位置との間で回動し
て移動可能に支持される。

すなわち、液保持容器27は上面開放の円筒形状に形成さ
れ、該液保持容器27の周壁の上下に離間する２位置に
は、湾曲した形状の一対の揺動アーム28の一端がそれぞ
れ固定取付されている（第３図）。この揺動アーム28の
他端は鉛直方向に延びる回動軸29外周に挿通されて固定
取付される。この回動軸29の下端部は前記下側支持板９
の一方の略三角形状部に固定取付された支持板30に回動
自由に支承される。

この実施例においては、上記回動軸29に液保持容器27の
移動装置として駆動装置31が設けられており、この回動
軸29の駆動装置31は、回動軸29を所定角度回動して、液
保持容器27を、下側支持板９の開口部9a上方位置と、該
開口部9a上方以外の位置（例えば一方のネジ軸15近傍位
置）とに選択的に移動させる。

つぎに、かかる構成の作用について説明する。

容器１内の液のPH測定時には、第４図に示すように、最
上位置にあるPHセンサを下降させる。

すなわち、まず、ボール弁８を開弁させるとともに、液
保持容器27を下側支持板９の開口部9a上方以外の一方の
ネジ軸15近傍位置に回動させて移動させておく。

そして、電動機24をPHセンサ５下降側に駆動すると、そ
の回転駆動力が減速機25を介して一方のスプロケット22
に伝達され、該スプロケット22の回転がローラチェーン
23を介して他方のスプロケット22に伝達されて両方のネ
ジ軸15が回転する。この結果、一対のナット16が下方向
にスライド移動し、PHセンサ５が下降される。

このPHセンサ５の先端部は、下側支持板９の開口部9a、
ボール弁８の弁体8Bの貫通孔8cおよび管体７内側を通っ
て、開口部６から容器１内に挿入され、該容器１内の液
２の中に突入される（第５図参照）。

この場合、下側のスライド板18が下側支持板９上面に当
接支持される。

PHの測定が終了すると、今度は電動機24をPHセンサ５上
昇側に駆動すると、一対のナット16が上方向にスライド
移動し、PHセンサ５が上昇され、再び、第４図の最上位
置にセットされる。

その後、ボール弁８を閉弁させるとともに、液保持容器
27を下側支持板９の開口部9a上方位置に回動させて移動
する。ついで、電動機24をPHセンサ５下降側に駆動し、
PHセンサ５を下降して、該PHセンサ５の先端検出部5aを
液保持容器27の液26の中に浸漬して、つぎのPH測定に待
機する（第６図および第７図参照）。

PHセンサ５の先端検出部5aを液保持容器27の液28中に浸
漬することによって、該液28が保護液であれば、容器１
内の液２中に突入されたままにしないので、液の攪拌の
影響を受けてPHセンサ５の精度が低下したり、痛んだ
り、破損したりすることがなく保護される。また、上記
液28が検定液であれば、PHセンサ５の検出部5aの狂いを
直す、検定（補正）が行われる。

なお、上記の作用において、容器１の運転時にボール弁
８を閉弁状態とすることにより、容器１内の圧力が保持
される。

以上の構成のPH測定装置４によると、PHセンサ５を自動
的に容器１内に出し入れする構成としたことによって、
PHセンサ５、容器１の破損という事態を防止することが
でき、慎重を要する手作業によるPHセンサの挿入作業等
を廃止できるので、作業性の向上も図れる。

特に、PHセンサ５に昇降のみの単純な動作を行わせるだ
けであるから、精密機器であるPHセンサ５の保護性をよ
り向上することができる。

また、本実施例においては、PHセンサ５を昇降する移動
手段を、電動機24、減速機25、スプロケット22、ローラ
チェン23の他、特にボールネジセット14を利用して構成
したから、PHセンサ５にソフトな動作を付与することが
でき、PHセンサ５の保護性をさらに向上することができ
る。

この場合、前記ボールネジセット14において、ネジ軸15
外周面のネジ溝とナット16内周面のネジ溝とを対向させ
てできるコイル状の空間にころがり軸受用の玉が一列に
入れられ、ネジ軸15の回転時には、ナット16の一端のネ
ジ溝から出た玉がナット16の穴を通って再びナット16の
他端のネジ溝へと戻され、ナット16がネジ軸15に沿って
スライド移動するから、シリンダ装置等を用いたスライ
ド機構のものと比較して、ナット16のスライド移動がガ
タ付くことなくソフトに行われ、PHセンサ５に衝撃等が
付与されず、PHセンサ５をスムーズに移動させることが
できる。

さらに、容器１の運転中には、PHセンサ５の検出部5aを
液26中に浸漬しておくようにしたから、容器１内の液２
中に突入されたままにしないので、液２の攪拌の影響を
受けてPHセンサ５の精度が低下したり、痛んだり、破損
したりすることがなく保護することができ、さらに、PH
センサ５の検出部5aの検定（補正）を行うことができ、
ひいてはより精密な測定が可能となる。

また、かかる構成によると、液保持容器27を容器２外部
のPHセンサ５の移動経路位置と該移動経路位置から外れ
た位置との間で回動して移動可能に支持する構成とした
から、液保持容器17の駆動手段を設ける場合、その支持
手段である揺動アーム28を回動する回動軸29の駆動装置
31を設ければよく、この駆動装置31はそれ自体は移動す
る部分がなく、設置場所を広くとる必要がなく、例え
ば、容器１の上部側の構造をコンパクトに抑えることが
できる。

かかる利点は、液保持容器17を複数設けるようにした場
合に、多大な効果を奏する。

即ち、液保持容器17を複数設け、保護液や検定液等をそ
れぞれの液保持容器17に個々に入れるようとしてもよい
が、この場合、図に示す回動軸29外周に新たな別の液保
持容器の揺動アームを固定取付するなどして一つの支持
手段に複数の液保持容器を取り付ければよい。

したがって、液保持容器17を複数設けても、単一の駆動
装置31を設けるだけでよく、設置場所が広くとられるこ
とがない。

なお、新たな液保持容器の支持手段を別に（例えば、下
側支持板９の他方の略三角形状部に）設けてもよく、こ
の場合、駆動装置31も追加する必要があるが、上記のよ
うに、駆動装置31はそれ自体は移動する部分がなく、さ
ほど設置場所を広くとる必要がない。

これに対して、液保持容器27を容器２外部のPHセンサ５
の移動経路位置と該移動経路位置から外れた位置との間
に直線的に移動する構成とした場合には、液保持容器27
を直線的に移動させる構成として、例えば、シリンダ装
置等のスライド式駆動装置を設ける必要があり、このス
ライド式駆動装置はそれ自体に移動する部分があるた
め、設置場所を広くとる必要があり、容器１の周囲の構
造をコンパクトに抑えることができず、複数の液保持容
器17を設けるようとした場合には、この液保持容器17の
数にあわせて複数のスライド式駆動装置を設ける必要が
あるため、設置場所がかなり広くとられ、複数の液保持
容器17の設置が困難である。

さらに、この実施例では、上述したように、液保持容器
27を駆動装置31により自動的に移動する構成としたか
ら、液保持容器27を人手で動作させる煩わしさがなく、
作業性の向上を図れる。

また、容器１に形成された開口部６と支持装置との間に
PHセンサ５が挿通可能な管体７を連結し、該管体７に開
弁時にPHセンサ５が挿通可能なボール弁８を介装して、
PHセンサ５を容器１外部に取り出した時に開口部６を閉
塞し得るように構成したから、PHセンサ５による検出を
行わない容器１の運転時には容器１内の気密保持を確実
に行え、容器１内の圧力保持等に有効である。

なお、本実施例では液保持容器27の支持手段の他に該液
保持容器27の移動装置として駆動装置31を設けたが、該
駆動装置31を省略し、手動で液保持容器27を回動させて
も良い。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案に係る容器のPH測定装置に
よれば、PHセンサを容器の開口部を介して自動的に容器
内に出し入れする構成としたことによって、PHセンサ、
容器等の破損防止、作業性の向上を図れ、精密機器であ
るPHセンサの保護性をより向上することができる。

また、PHセンサの非使用時には検出部を液中に浸漬して
おくことができるようにしたから、PHセンサの精度が低
下したり、痛んだり、破損したりすることがなく保護す
ることができ、またPHセンサの検出部の検定（補正）を
行うことができ、ひいては、より精密な測定が可能とな
る。

特に、本考案によると、PHセンサの移動手段を、ボール
ネジセットを利用した構成としたから、PHセンサのスラ
イド移動がガタ付くことなくソフトに行われ、PHセンサ
に衝撃等が付与されず、PHセンサをスムーズに移動させ
ることができると言う利点がある。

又、液保持容器を容器外部のPHセンサの移動経路位置と
該移動経路位置から外れた位置との間で回動して移動可
能に支持する構成としたから、例えば液保持容器を自動
的に回動させる回動手段を設ける場合、この回動手段は
それ自体は移動する部分がないため、設置場所を広くと
る必要がなく、容器周りの構造をコンパクトに抑えるこ
とができ、特に、液保持容器を複数設けるようにした場
合に、より効果的である。

また、本考案によると、PHセンサを容器外部に取り出し
た時に開口部を閉塞し得るように構成したから、PHセン
サによる検出を行わない容器の運転時には容器内の気密
保持を確実に行え、容器内の圧力保持等に有効であると
いう利点を有する等実用的効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る容器のPH測定装置の一実施例を適
用した容器の正面図、第２図は同上実施例におけるPH測
定装置の拡大断面図、第３図は同上実施例における液保
持容器の平面図、第４図〜第７図はそれぞれ同上実施例
の作用を説明する図である。 １……攪拌容器、２……攪拌液、４……PH測定装置、５
……PHセンサ、６……開口部、８……ボール弁、９……
下側支持板、10……駆動装置、12……上側支持板、14…
…ボールネジセット、15……ネジ軸、16……ナット、1
7,18……スライド板、22……スプロケット、23……ロー
ラチェーン、24……電動機、25……減速機、26……液、
27……液保持容器、28……揺動アーム、29……回動軸、
31……駆動装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】PHセンサを容器に形成された開口部を介し
   て該容器内に挿入される位置と容器外部に取り出される
   位置とに往復移動可能に支持して該PHセンサを往復移動
   させる移動手段と、 前記PHセンサの先端検出部を浸漬させることによってこ
   れを保護または検定する液を入れる液保持容器を、容器
   外部のPHセンサの移動経路位置と該移動経路位置から外
   れた位置との間で回動して移動可能に支持する液保持容
   器の支持手段と、 を設け、 前記PHセンサの移動手段は、前記容器の開口部と一端部
   が連通するように容器に取り付けられてPHセンサが挿通
   可能な管状部材の他端部に取り付けられた環状の下側支
   持板と、 前記下側支持板から所定距離の鉛直上方位置に、該下側
   支持板と相対向して配設される上側支持板と、 前記上側支持板と下側支持板とを連結する一対のネジ軸
   であって、夫々一端部は上側支持板に回転自由に支持さ
   れ、他端部は下側支持板に回転自由に支持される一対の
   ネジ軸と、各ネジ軸に夫々装備された一対のナットと、
   を備え、ネジ軸外周面のネジ溝とナット内周面のネジ溝
   とを対向させてできるコイル状の空間にころがり軸受用
   の玉が一列に入れられ、ナットの一端のネジ溝から出た
   玉がナットの穴を通って再びナットの他端のネジ溝へと
   戻される構成であって、一対のネジ軸の回転により、一
   対のナットが該ネジ軸に沿ってスライド移動する構成の
   ボールネジセットと、 前記一対のナットに固定取付されて該ナットと一体的に
   移動するスライド板であって、前記一対のネジ軸同士を
   水平方向に結ぶ水平線を通る鉛直線上に沿って配設され
   た前記PHセンサの上端部が固定取付されるスライド板
   と、 前記一対のネジ軸を回転させる回転手段と、 を含んで構成された ことを特徴とする容器のPH測定装置。
2. 【請求項２】容器の開口部に取り付けられた管状部材
   に、開弁時にPHセンサが挿通可能なボール弁を介装して
   設け、PHセンサを容器外部に取り出した時に開口部を閉
   塞し得るように構成したことを特徴とする請求項１記載
   の容器のPH測定装置。