CN102859196A - 用于控制和/或调节计量泵的方法 - Google Patents
用于控制和/或调节计量泵的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102859196A CN102859196A CN2011800151627A CN201180015162A CN102859196A CN 102859196 A CN102859196 A CN 102859196A CN 2011800151627 A CN2011800151627 A CN 2011800151627A CN 201180015162 A CN201180015162 A CN 201180015162A CN 102859196 A CN102859196 A CN 102859196A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- motor
- actual
- parameter
- stroke
- comparison signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/06—Control using electricity
- F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2210/00—Working fluid
- F05B2210/10—Kind or type
- F05B2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S417/00—Pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于控制和/或调节计量泵的方法,该计量泵包括驱动马达和设置在计量头内的排挤构件,该驱动马达具有由马达驱动的轴,其中,轴的转动转化成排挤构件的往复运动,其中,排挤构件以交替的顺序与出口阀和入口阀相互作用,并产生泵送行程(压缩行程)和吸入行程并由此运送待计量的介质。为了给出一种用于控制和/或调节计量泵的方法,该方法原则上在推杆上没有位置传感器的情况下运行并且能高度精确地确定泵的计量特性,根据本发明,测量至少一个马达工作参数,较佳地测量马达电压U或马达电流I,由所测量的马达工作参数和可选地其它已知的马达特性计算出至少一个控制参数,且将至少一个控制参数与预定的参考参数比较,并根据比较结果输出比较信号,并且该比较信号能用作状态、致动和/或调节信号。
Description
本发明涉及一种用于控制和/或调节计量泵的方法。计量泵一般具有驱动马达和设置在计量头内的排挤构件,该驱动马达具有由马达驱动的轴。在此情况下,轴的转动转化成排挤构件的往复运动,因而,以交替的顺序与出口阀和进口阀相互作用的排挤构件产生泵送行程(压缩行程)和进入行程(吸入行程),并由此输送待计量的介质。
那些计量泵基于容积式原理运行,即,借助排挤构件对闭合腔室进行排挤来实施计量操作。每个行程的计量容积由排挤构件的有效表面积和行程的乘积来决定。
在这种计量泵内,通过传动单元将驱动马达的一般连续的转动转化成排挤构件的往复运动。排挤构件的驱动可以仅在压缩行程时强制引导地或者可以在一侧以形状配合的方式进行。在后一种情况下,必须规定使排挤构件再运动回来的措施。这可以例如通过合适的复位弹簧来实现。
传统的计量泵一般输送能力较大,并具有适于大多数应用场合的计量特性。
在最简单的情况下,驱动马达为了持续计量而连续地接通,或者为了对于给定时间实施各个计量行程而接通。马达转速由电源电压或马达致动系统的电气频率来决定,并因此限定每个行程的持续时间连同对应的传动装置减速比和例如在偏心传动装置的情况下为正弦曲线的传动装置特征。在连续运行时,由负载条件下的有效马达转速和传动装置减速比计算出每个行程的持续时间。当接通或切断驱动马达以执行各个行程或部分行程时,必须考虑到对应的起动和制动时间,这些时间相应地延长了每个行程的持续时间。行程长度可以例如通过调节偏心传动装置的偏心度或使用可调节的邻接部来调节,该邻接部可以在到达偏心传动装置的后死点之前例如限制吸入行程中排挤构件的运动。这预先决定了行程运动的起点,而终点由排挤构件的完全实施的偏移运动来产生。
排挤构件的运动由诸如传动装置之类的机械部件的相互作用来产生。在向前运动过程(压缩行程)中,驱动件抵抗通过排挤构件(和可能存在的复位弹簧)作用于推杆的力来进行操作。
存在所谓的隔膜计量泵的实施例,这些隔膜计量泵使用至少部分挠性的隔膜来作为排挤构件。隔膜能在压缩行程和吸入行程的过程中变形。在行程运动的不用于计量过程的第一部分内建立的变形量使有效执行的行程运动受到损失,并造成计量量随着工作压力的增大而减小。因此,对于这些泵来说有必要执行合适的标定测量。然而,在完成标定之后,仅可以在一定的工作压力范围下可靠地应用这些泵。如果工作压力发生改变,则必须重新进行标定。如果不进行标定,例如由于未观察到工作压力的波动,则会产生计量误差。
为了更好地调节计量过程并增大计量精度,在EP 1 754 891中已提出,将排挤构件连接到参考元件,该参考元件的位置由位置传感器来感测,其中,该位置传感器将发出实际信号,该信号与参考元件及由此排挤构件的位置固定地相关,并且借助该信号可获知排挤构件的运动过程,因而,计量泵的电子控制可以响应于计量回路和泵的运行状况。
在所述现有技术的背景下,因此,本发明的目的是提出一种控制和/或调节计量泵的方法,该方法原则上不靠推杆上的位置传感器来管理,并能以高精度来确定泵的计量性能。
根据本发明,该目的通过用于控制和/或调节计量泵的方法来实现,该计量泵包括驱动马达和设置在计量头内的排挤构件,该驱动马达具有由马达驱动的轴,其中,轴的转动转化成排挤构件的往复运动,而排挤构件以交替的顺序与出口阀和入口阀相互作用,并产生泵送行程(压缩行程)和进入行程(吸入行程)并由此运送待计量的介质,其中,测量至少一个马达工作参数,较佳的是马达电压U或马达电流I,由至少一个测量的马达工作参数以及由可选的其它已知的马达特性计算出至少一个调节参数,将至少一个调节参数与预定的参考参数进行比较,以及输出基于比较结果的比较信号,并且比较信号能用作状态、致动和/或调节信号。
例如可以计算马达、较佳的是异步电机的实际扭矩M实际和可选的实际磁通量Φ实际作为调节参数,并且可以将其与预定的参考参数,即,马达的参考扭矩和参考磁通量进行比较。可以基于比较的结果输出比较信号。比较信号可例如用作状态信号,即,信号标示是否满足给定的条件。然后,状态信号可例如用作警告信号或针对给定措施的触发手段。
还可以将比较信号用作致动信号,即,借助该信号来控制例如马达工作参数之类的参数。替代地,信号还可用作调节信号。
根据对应的调节信号,不仅诸如马达电压和马达电流之类的马达工作参数用于计算,而且诸如增速或减速传动比之类的传动装置或马达的特性特征也用于计算。
在另一较佳的实施例中,较佳的是,在马达回转时多次、特别较佳地是至少五次测量作为调节参数的实际马达转速,或者由马达工作参数、较佳地由马达的实际扭矩M实际和实际磁通量Φ实际来计算出实际马达转速,且实际马达转速和预定的参考马达转速之间的差值作为比较信号输出,并且比较信号用作用于适应马达电流I和/或马达电压U的调节信号,以使实际马达转速适应于参考马达转速。
在最简单的情况下,借助转角传感器来完成对实际马达转速的测量。然而,还可以完全非接触方式由马达工作参数来计算出实际马达转速。
根据传动装置的构造,马达负载基于当前偏心位置作变化。因此,马达的功率输出必须设计成它即便在最不利的偏心位置也能应用期望的转速。如果马达的功率太小,则会造成在许多偏心位置达不到期望的转速,即,行程持续时间延长。通过规定的措施可以更好地充分利用马达的功率,这是因为转速在最大偏心件偏移量的区域内(在此区域内力传递最不利)容易减小,而通过在有利的力传递区域内增大转速来补偿由此产生的行程持续时间的延长。
在另一较佳实施例中可规定,在马达回转过程中由实际扭矩M实际和可选地由其它已知的马达特征较佳地多次、特别较佳地至少五次计算实际马达磁化量作为调节参数,并且选择预定的参考马达磁化量作为参考参数,且参考参数和调节参数之间的差值作为比较信号输出,并且将比较信号用作用于适应马达电流I和/或马达电压U的调节信号,以使实际马达磁化量适应于参考马达磁化量,较佳地,参考马达磁化量是周期函数,该周期函数具有对应于排挤构件的周期持续时间的周期持续时间
较佳地,设置有压力元件,该压力元件沿偏心件方向挤压接触面,因而,当轴转动时,压力元件可至少分部段地保持接触面与偏心件接触,并可进行吸入行程。该压力元件例如可以是弹簧。
在另一较佳实施例中,计算马达、较佳是异步电机的实际扭矩M实际和可选的实际磁通量Φ实际作为调节参数,并且在至少一个周期持续时间内大致连续地确定实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际,将如此计算出的关于时间的、马达的实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际与至少一个作为参考参数的预定的标准函数比较。比较信号代表调节参数与参考参数之间的相似度,并且如果相似度处于预定的值范围,将该比较信号用作状态信号。例如,能响应于该状态信号启动例如呈过压关闭形式的过载保护功能。
通常,计量泵随时间显示有磨损现象。这可以例如涉及轴承损坏、翘曲的齿轮或损坏的偏心件。这种现象意味着由马达施加的力发生改变。因此,根据本发明,规定一定的磨损现象属于特征干扰样本或样本函数。如果例如齿轮缺齿,则所缺的齿的影响将在力实施的周期性干扰中显现。如果现在大致连续地计算出实际扭矩,并且例如通过形成对应的交叉关联函数将由此计算出的信号与样本函数进行比较,可以在非常早的阶段识别出计量泵存在磨损现象,并且可选地可以仅基于所涉及的力来确定哪个部件具有磨损现象并且必须专门进行更换。
还会发生空气进入计量头,这会造成尽管排挤构件的机械运动仍在进行,但整个计量操作已失效。在此情况下,可以通过分析实际扭矩来分析压缩过程,即,力升高,并且如果压缩过程的变化提示:计量头存在空气,例如,可以产生对应的信息,或者可以自动地启动应对措施,诸如对计量头进行自动排气。
在又一实施例中可规定,计量泵具有带有至少部分弹性隔膜的排挤构件,其中,在考虑到其它马达特性的情况下由马达的实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际计算出计量量作为调节参数,其中,考虑由于弹性隔膜的挠曲对计量量造成预计的影响,并且将实际计量量和预定的参考计量量之间的比较信号作为比较信号输出,并且将比较信号用作适应马达电流I和/或马达电压U的调节信号,以使计量量适应于实际计量量。
借助该措施,可以在不同工作压力的较宽范围内使用计量泵,而不产生值得一提的计量误差。如果更具体地存在未预计的工作压力变化,则由于排挤构件的隔膜的挠曲,根据本发明的方法通过计算实际扭矩允许可靠识别和校正计量误差。
此外,在较佳的实施例中可规定,由马达的实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际计算出排挤构件的实际行程长度作为调节参数,且实际行程长度与预定的参考行程长度之间的差值作为比较信号输出。该比较信号可以用作状态信号来使泵停下,或者它可以用作用于适应马达电流I和/或马达电压U的调节信号,以使实际行程长度适应于参考行程长度。借助该措施,行程长度可以适于连续操作,只要这对于应用场合是需要的。
本发明还涉及具有用于实施上述方法的控制和/或调节装置的计量泵。上述方法意味着计量泵还可用于摆动行程模式,即,马达转动方向在至多一个泵送行程和一个吸入行程之后发生倒转。
其它的优点、特征和可能的用途将从较佳实施例的下述说明及相关的附图中清楚地显现出来,附图中:
图1示出剖过计量泵的立体纵向剖视图,
图2示出电动泵的示意图,
图3a示出在全部行程的循环过程中排挤运动和马达扭矩的示意图,
图3b示出在部分行程的循环过程中排挤运动和马达扭矩的示意图,
图4a示出在带有不完全的吸入行程的全部行程的循环过程中排挤运动和马达扭矩的示意图,
图4b示出在带有不完全的吸入行程的部分行程的循环过程中排挤运动和马达扭矩的示意图,
图5示出对于已知马达(实线)和根据较佳实施例来调节的马达(虚线)的、关于时间的转速和扭矩的示意图。
图1示出计量泵的结构。计量泵主要包括三个部件,即,具有传动单元的驱动马达2、位于偏心件外壳1内的偏心驱动件和电子器件外壳29,该电子器件外壳具有包含于其内的电子控制系统和在此使用的电子部件和组件。电子器件外壳29在底面上具有带有固定孔的底板,而装到电子器件外壳29上并与其固定连接的偏心件外壳1承载具有传动单元的驱动马达2,该驱动马达例如借助螺纹件连接到偏心件外壳。
在由偏心件外壳1和电子器件外壳29所形成的外壳处,偏心驱动件的各部件固定到上部内。偏心驱动件的各部件支承于偏心支架22内,该偏心支架确保各个部件彼此位置匹配并固定在偏心件外壳3内。三相异步电机2与实施成圆锥齿轮传动装置的减速传动装置11一起作为结构单元从外部凸缘连接到偏心件外壳1并用螺纹件连接。传动马达的输出轴相对于马达轴的轴线成直角,并且直接构成偏心驱动件的驱动轴或如所示实施例中那样藉由联接件以同轴的方式与驱动轴连接。偏心驱动件的驱动轴,即偏心件轴17可转动地支承于偏心支架22内,并承载作为与其固定连接的部件的偏心件。偏心件轴连同偏心件穿过对应的切出推力环20。当马达2被致动时,偏心件轴17借助轴联接件由马达/传动单元来驱动转动,并且该偏心件轴在推力环的切出开口的内表面处驱动推力环20,即,与偏心件的外表面接触的运行接触面。推力环20驱动例如是注塑模制的推杆19,该推杆固定地连接到该推力环。由推力环20和推杆19构成的单元沿纵向可滑动地支承于两个滑动衬套内。偏心件轴17的轴线和推力环20和推杆19的纵向轴线18分别设置在水平平面内,并且彼此成直角。两个衬套26中的用于推杆19的一个衬套支承于支承盘24内,该支承盘在压力头侧固定到偏心支架22。另一衬套27装在行程调节销8内,该衬套27容纳推力环20的远离计量头侧的轴颈。与推杆19的纵向轴线18同轴地将用于调节行程调节销8的、手动致动的调节构件7螺纹连接到偏心支架22的螺纹内;螺纹限制推力环20在计量泵的吸入阶段和由此行程时的轴向运动。
此外,外壳在其闭合空间内的下部内、在电子器件外壳29内包含电子控制系统。
在与控制管路10相反的那侧,与推杆的纵向轴线18同轴地设置有计量头12,例如由塑料材料制成的隔膜13在该计量头内作为排挤构件来工作,该隔膜在其周缘处被牢固地夹持。计量头12还承载入口阀14和出口阀15,以将计量头12和隔膜13之间的、经由入口阀14吸入计量室16内的计量介质经由出口阀15压出到计量管路内。计量泵根据容积式原理来运行,即,在每个行程内,一方面预定容积被吸入,而另一方面经由出口阀15来排出。隔膜13借助偏心驱动件来以平移运动进行排挤,该偏心驱动使推杆19沿纵向往复运动。在推力环20与支承盘24的肩部之间设置有压缩弹簧23,例如是卷簧,该压缩弹簧使推力环20在任何时刻都形状配合地抵靠偏心件。在偏心运动的前进阶段,即,在推杆朝向计量头运动时,推力环连同推杆一起朝向压缩弹簧运动,同时,隔膜13被压入计量室16内,这会造成在计量室内压力增大,出口阀15打开,而待计量的介质被压入计量管路内。在偏心运动的返回阶段,即,在推杆远离计量头运动时,推力环20借助被压缩的压缩弹簧23跟随偏心运动沿相反方向朝向行程调节销8运动,该压缩弹簧例如可以呈卷簧的形式,这造成与隔膜13连接的推杆19带动隔膜运动,由此,在计量室16内压力减小,这使入口阀14打开以使待计量的介质又被吸入计量室内。
图2示出计量泵的示意图。在所示实施例中,由马达电流I和马达电压U和已知马达特征(即已知的传动结构)来计算出施加于排挤构件的力。
图3a示意地示出在行程周期内扭矩(上)和排挤元件的运动(下)的随时间的变化。
排挤元件的运动大致为正弦曲线。在压缩行程hD过程中,排挤装置从最小偏移量S最小运动到最大偏移量S最大。在随后进行的吸入行程中,排挤装置从最大偏移量S最大运动回到最小偏移量S最小。总行程周期H由压缩行程hD和吸入行程hS构成。如果考虑到图3a上方的扭矩,将看到扭矩在基本扭矩M0和峰值扭矩M1之间波动。仅在压缩行程hD阶段,扭矩与基本扭矩M0不同。在压缩行程之外,马达不必将任何力施加到待输送的介质,因而,由于摩擦损失,基本上仅需要基本扭矩M0。排挤装置通过弹性元件运动回到其初始位置。
压缩行程hD过程中的扭矩变化在此也是大致正弦曲线形,并取决于传动装置的特性。在压缩行程hD的开始和结束时,待施加的力借助传动增速比变得非常小。在此之间,扭矩上升到最大值M1。
图3b示意地示出在行程周期内排挤元件的运动(下)和扭矩(上)随时间的变化,其中,在此所示的情况是仅执行部分行程。
如果排挤元件不再能运动回到最小偏移量S最小,这是由于可调节邻接部限制了行程长度或由于行程长度因其它不可预计的原因而受限制,则仅执行部分行程。将由在图3b的下部所示的排挤运动的示意图可看出,现在偏移量在偏移量SA和最大偏移量S最大之间。因此,压缩行程hD和吸入行程hS与图3a中的压力和吸入行程相比明显减小。
在图3b的上部可看出扭矩随时间的变化与图3中所示的情况明显不同。因此,可以由扭矩变化得到关于实际执行的行程长度的结论,因此,可以将该行程长度与预定的参考行程长度进行比较。如果实际行程长度与参考行程长度不相等,则在较佳实施例中,可以通过改变马达电流和/或马达电压来使实际行程长度适应于参考行程长度。然而,即便是不要求或者无法适应于参考行程长度,也可以由根据本发明的方法来确定实际行程长度,由此可以计算出计量容积,并且可以将计量容积与参考计量容积进行比较。如有可能,必须增大马达转速来补偿每行程减小的计量容积。
还可以进行阻塞检测。在已知的实施方式中,位置传感器必须检测排挤构件的位置,由此可以推断出在一些情况下出现的阻塞,而根据本发明的实施方式规定如果由马达施加的扭矩超过预定限值,则切断泵。因此,根据本发明的阻塞切断可以在一些情况下防止对马达的损害。
将理解到,阻塞检测还可以这样进行,即,在给定时刻或长于预定时间段的时间段内超过预定限值,则假定为阻塞状态。还可以从偏心位置来推断出预定限值,即,预定限值可以设计成随时间变化。
能以相同方式来确定不完全的吸入行程。图4a示意地示出扭矩(上)和排挤运动(下)随时间的变化。实线对应于图3a中所示的构造。如果现在由于任何原因在吸入行程中没有足够的待输送介质流入输送室内,则排挤构件将不能跟随偏心件,而是与偏心件脱离。在图4a中用虚线示出这种情况。代替跟随偏心运动,仅逐步充注计量室,使偏心件在计量室被充满之前已经又沿其最大偏移量的方向运动。如图4a中所示,这造成压缩行程hD缩短了。因此,如以虚线所示的那样,扭矩变化也改变。
图4b示出在部分行程状况下的相同情况。由时移tV可以推导出已发生的不完全的吸入行程,并且可以选择性地采取合适的措施来仍保持计量效果或者可以输出对应的误差信号。
根据本发明的方法还允许在行程运行时进行打滑检测,并可选地还在行程周期内进行直接的稳定控制。尽管转速通常借助测量行程来确定且转速可选地适应于整个行程,但在较佳实施例中可规定,扭矩在压力和吸入行程内随着打滑的增大而被适应。
为了说明的目的,图5示出已知的马达(实线)和根据本发明的方法来调节的马达(虚线)的关于时间的转速。已知的马达内的转速在周期持续时间内由于增大的负荷而周期性地下降,而借助本发明的调节使转速保持恒定。为了实现这点,马达扭矩必须在行程内的适当时刻变化。
通过措施规定使压缩行程的长度缩短,并且将行程时间的长度调节到其理想值,而压缩行程和行程周期(Hubperiode)的长度将由于转速的减小而增大。
因此,根据本发明的方法可以即便是在高负荷下也保持计量输出恒定,否则就将造成转速减小。
因此,根据本发明的方法可以由扭矩推断出液压力,即,工作压力。因此,可以例如确定由马达产生的扭矩并将该扭矩与参考扭矩比较,当实际扭矩与参考扭矩的偏差例如大于30%,则使泵停止运行,以防止过载,并因此保护驱动件免于自行破坏。
如已述的那样,排挤隔膜在压缩行程和吸入行程时会挠曲,因而,计量容积取决于工作压力。
如果根据本发明的方法允许工作压力由马达核心参数来确定,则计量误差可根据确定的工作压力来校正。根据本发明的方法的另一优点是,原则上可以设定排挤构件的任何运动曲线。因此,例如计量和吸入能通过以下方式以恒定、减小的速度来实现,即,通过基于偏心件的偏移角度来补偿的速度变化,由此进行均匀地计量,且马达的必要峰值功率(输出)降低。此外,如果例如马达在摆动行程模式下运行并且在吸入时执行完全行程长度,则可以在第一次充注吸入管路和计量头(起动)时实现电子辅助吸入。
此外,由于偏心件而使扭矩上升是已知的,所以,通过沿行程长度预先适应马达致动参数,可以根据需要在任何时刻致动马达。这样,马达能以更节省能量的方式来运行。
已知会发生空穴作用,这导致不完全的吸入,并且增加例如阀内的材料磨损。力和/或运动变化的所述分析使得可以检测吸入行程中的空穴作用,并且可以立即采取应对措施,诸如减小吸入速度。
标记列表
1 偏心件外壳
2 驱动马达
4 底板
7 调节构件
8 行程调节销
10 控制管路
11 降速传动装置
12 计量头
13 隔膜
14 入口阀
15 出口阀
16 计量室
17 偏心件轴
18 纵向轴线
19 推杆
20 推力环
22 偏心支架
23 压缩弹簧
24 支承盘
27 滑动衬套
29 电子器件外壳
Claims (14)
1.一种用于控制和/或调节计量泵的方法,所述计量泵包括驱动马达和设置在计量头内的排挤构件,所述驱动马达具有由马达驱动的轴,其中,所述轴的转动转化成所述排挤构件的往复运动,而所述排挤构件以交替的顺序与出口阀和入口阀相互作用,并产生泵送行程(压缩行程)和吸入行程并由此运送待计量的介质,
其特征在于,
测量至少一个马达工作参数,较佳的是马达电压U或马达电流I,
由测量的马达工作参数以及由可选的其它已知的马达特性计算出至少一个调节参数,
将至少一个调节参数与预定的参考参数进行比较,以及
输出基于比较结果的比较信号,并且所述比较信号能用作状态、致动和/或调节信号。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,计算所述马达、较佳的是异步电机的所述实际扭矩M实际和可选的实际磁通量Φ实际作为调节参数。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,将参考扭矩M限制用作参考参数,并如果所述调节参数与所述参考参数偏差大于预定的扭矩差,则输出状态和/或致动信号,较佳地,参考参数随时间变化。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在马达回转时多次、特别较佳地是至少五次测量作为所述调节参数的所述实际马达转速,或者由马达工作参数、较佳地由所述马达的实际扭矩M实际和实际磁通量Φ实际来计算出所述实际马达转速,且所述实际马达转速和预定的参考马达转速之间的差值作为比较信号输出,并且所述比较信号用作用于适应马达电流I和/或马达电压U的调节信号,以使所述实际马达转速适应于所述参考马达转速。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,控制和/或调节具有用于将转动转化成平移运动的传动装置的所述计量泵,所述传动装置将所述马达的所述驱动轴连接到所述排挤构件,所述传动装置较佳地具有偏心件,所述偏心件在与所述排挤构件连接的接触元件上运行,因而,通过所述偏心件的所述轴的转动,所述排挤构件沿所述计量头方向运动,并由此能执行泵送行程。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,预定的参考马达速度用作参考参数,所述参考马达转速是周期函数,所述周期函数具有对应于所述排挤构件的周期持续时间的周期持续时间。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,在考虑到所述传动装置特性的情况下如此确定所述参考马达转速,即,基本上以恒定速度来进行平移运动。
8.如权利要求5至7中任一项所述的方法,其特征在于,在马达回转过程中由实际扭矩M实际和可选地由其它马达工作参数和/或已知的马达特性较佳地多次、特别较佳地至少五次计算实际马达磁化量作为调节参数,并且选择预定的参考马达磁化量作为参考参数,且所述参考参数和所述调节参数之间的差值作为比较信号输出,并且将所述比较信号用作用于适应马达电流I和/或马达电压U的调节信号,以使所述实际马达磁化量适应于参考马达磁化量,较佳地,所述参考马达磁化量是周期函数,所述周期函数具有对应于所述排挤构件的所述周期持续时间的周期持续时间。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,计算所述马达、较佳是异步电机的所述实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际作为调节参数,并且在至少一个周期持续时间内大致连续地确定所述实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际,将如此计算出的关于时间的、所述马达的所述实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际与至少一个作为参考参数的预定的标准函数比较,并且所述比较信号代表所述调节参数与参考参数之间的相似度,并且当所述相似度处于预定的值范围时,将所述比较信号用作状态信号。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法,其特征在于,所述计量泵具有带有至少部分弹性隔膜的排挤构件,在考虑到其它马达特性的情况下由所述马达的实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际计算出计量量作为调节参数,考虑由于弹性隔膜的挠曲对所述计量量造成预计的影响,并且将实际计量量和预定的参考计量量之间的比较信号作为比较信号输出,并且用作适应马达电流I和/或马达电压U的调节信号,以使所述实际计量量适应于参考计量量。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,由实际扭矩M实际和可选地实际磁通量Φ实际计算出所述排挤构件的实际行程长度作为调节参数,且所述实际行程长度与预定的参考行程长度之间的差值作为比较信号输出,较佳地,将所述比较信号用作适应马达电流I和/或马达电压U的调节信号,以使所述实际行程长度适应于所述参考行程长度。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法,其特征在于,由所测得的马达工作参数和可选的其它已知的马达特性来计算出推杆位置作为调节参数。
13.一种计量泵,所述计量泵包括驱动马达和设置在计量头内的排挤构件,所述驱动马达具有由马达驱动的轴,其中,所述轴的转动通过传动装置转化成所述排挤构件的往复运动,其中,所述排挤构件以交替的顺序与出口阀和入口阀相互作用,并产生泵送行程(压缩行程)和吸入行程并由此运送待计量的介质,其特征在于,所述计量泵具有用于实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法的控制和/或调节装置。
14.如权利要求13所述的计量泵,其特征在于,所述计量泵适应成使它能够在摆动行程的运行模式下运行,即,所述马达的转动方向能为了结束吸入行程或泵送行程而倒转。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010003218.2 | 2010-03-24 | ||
DE102010003218A DE102010003218A1 (de) | 2010-03-24 | 2010-03-24 | Verfahren zum Steuern und/oder Regeln einer Dosierpumpe |
PCT/EP2011/054264 WO2011117199A1 (de) | 2010-03-24 | 2011-03-21 | Verfahren zum steuern und/oder regeln einer dosierpumpe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102859196A true CN102859196A (zh) | 2013-01-02 |
CN102859196B CN102859196B (zh) | 2016-05-04 |
Family
ID=43929198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201180015162.7A Active CN102859196B (zh) | 2010-03-24 | 2011-03-21 | 用于控制和/或调节计量泵的方法 |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130101439A1 (zh) |
EP (1) | EP2550454B1 (zh) |
JP (1) | JP5827309B2 (zh) |
KR (1) | KR20130064051A (zh) |
CN (1) | CN102859196B (zh) |
AU (1) | AU2011231775B2 (zh) |
BR (1) | BR112012023927A2 (zh) |
CA (1) | CA2792841C (zh) |
DE (1) | DE102010003218A1 (zh) |
ES (1) | ES2661222T3 (zh) |
RU (1) | RU2558172C2 (zh) |
WO (1) | WO2011117199A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105443339A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-30 | 苏州巧泰精密机械有限公司 | 计量泵往复驱动回位装置 |
CN109310230A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-02-05 | 雀巢产品技术援助有限公司 | 具有受控泵的饮料制备机器 |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010032182B4 (de) | 2010-07-23 | 2016-09-29 | Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh | Spülleitung, medizintechnische Funktionseinrichtung, medizintechnische Behandlungsvorrichtung sowie Verfahren |
DE102013113576A1 (de) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Prominent Gmbh | Sensorlose Störungserkennung bei Dosierpumpen mit Schrittmotor |
US10344652B2 (en) * | 2015-12-10 | 2019-07-09 | Cummins Emission Solutions Inc. | Electronic pressure relief in pumps |
RU2623195C1 (ru) * | 2016-03-29 | 2017-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Способ для определения давления насоса с электродвигателем |
DE102016005945A1 (de) * | 2016-05-17 | 2017-11-23 | Dürr Systems Ag | Beschichtungsmittelpumpe |
CA3040627A1 (en) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | Mike JAWORSKI | Displacement pump and control system |
DE102016123261A1 (de) | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Beckhoff Automation Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Maschine, elektrische Maschine und Computerprogramm |
RU2705728C1 (ru) * | 2018-10-30 | 2019-11-11 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Устройство для регулирования хода рабочего органа |
DE102018133213A1 (de) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Lutz-Jesco Gmbh | Fördereinheit und Verfahren zum Dosieren hochviskoser oder unter Umgebungsbedingungen ausgasender oder kritischer Medien |
DE102019106895A1 (de) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zur Ansteuerung einer Hydraulikpumpe sowie Verfahren zum Betätigen einer Kupplungs- und/oder Getriebeeinrichtung |
DE102020101610A1 (de) | 2020-01-23 | 2021-07-29 | Prominent Gmbh | Verfahren zum Mischen wässriger Lösungen |
CN112983774A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-06-18 | 济南尚海流体控制设备有限公司 | 一种智能数字化调节流量的计量泵及其应用 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19738064A1 (de) * | 1997-09-01 | 1999-03-04 | Abel Gmbh & Co | Regelvorrichtung für eine Membranpumpe |
US6344722B1 (en) * | 1998-12-09 | 2002-02-05 | Abel Gmbh & Co. Kg | Control device for a membrane pump |
CN2524265Y (zh) * | 2001-12-26 | 2002-12-04 | 中国石化集团齐鲁石油化工公司 | 微量液体输送自控装置 |
US20040234377A1 (en) * | 2001-12-20 | 2004-11-25 | Erwin Bolt | Dosing pump |
DE202005013090U1 (de) * | 2005-08-19 | 2007-01-04 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Motordosierpumpe |
US20070014673A1 (en) * | 2003-05-21 | 2007-01-18 | Ecolab Inc. | Method for controlling a pump means |
US20070041845A1 (en) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Motor-driven metering pump |
CN101482108A (zh) * | 2008-01-08 | 2009-07-15 | 中国有色集团沈阳冶金机械有限公司 | 隔膜泵压力检测系统及其检测方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3756456A (en) * | 1972-05-22 | 1973-09-04 | Graco Inc | Apparatus and method for a metering system |
SU562672A1 (ru) * | 1975-02-18 | 1977-06-25 | Объемный дозировочный насос | |
DE2937066A1 (de) * | 1979-09-13 | 1981-03-26 | Clinicon International Gmbh, 6800 Mannheim | Dosiervorrichtung |
US5074756A (en) * | 1988-05-17 | 1991-12-24 | Patient Solutions, Inc. | Infusion device with disposable elements |
EP0536113B1 (de) * | 1989-06-01 | 1995-04-26 | Papst Licensing GmbH | Motor oder lagemelder |
US20040062658A1 (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-01 | Beck Thomas L. | Control system for progressing cavity pumps |
SE529328C2 (sv) * | 2005-11-15 | 2007-07-10 | Johan Stenberg | Styrsystem samt metod för styrning av elektromagnetiskt drivna pumpar |
RU78516U1 (ru) * | 2008-06-02 | 2008-11-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Система автоматического регулирования подачи жидких химических реагентов в продуктопровод |
-
2010
- 2010-03-24 DE DE102010003218A patent/DE102010003218A1/de not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-03-21 EP EP11710736.7A patent/EP2550454B1/de active Active
- 2011-03-21 US US13/636,744 patent/US20130101439A1/en not_active Abandoned
- 2011-03-21 AU AU2011231775A patent/AU2011231775B2/en not_active Ceased
- 2011-03-21 ES ES11710736.7T patent/ES2661222T3/es active Active
- 2011-03-21 BR BR112012023927A patent/BR112012023927A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2011-03-21 RU RU2012145077/06A patent/RU2558172C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-03-21 KR KR1020127027744A patent/KR20130064051A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-03-21 JP JP2013500456A patent/JP5827309B2/ja active Active
- 2011-03-21 WO PCT/EP2011/054264 patent/WO2011117199A1/de active Application Filing
- 2011-03-21 CN CN201180015162.7A patent/CN102859196B/zh active Active
- 2011-03-21 CA CA2792841A patent/CA2792841C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19738064A1 (de) * | 1997-09-01 | 1999-03-04 | Abel Gmbh & Co | Regelvorrichtung für eine Membranpumpe |
US6344722B1 (en) * | 1998-12-09 | 2002-02-05 | Abel Gmbh & Co. Kg | Control device for a membrane pump |
US20040234377A1 (en) * | 2001-12-20 | 2004-11-25 | Erwin Bolt | Dosing pump |
CN2524265Y (zh) * | 2001-12-26 | 2002-12-04 | 中国石化集团齐鲁石油化工公司 | 微量液体输送自控装置 |
US20070014673A1 (en) * | 2003-05-21 | 2007-01-18 | Ecolab Inc. | Method for controlling a pump means |
DE202005013090U1 (de) * | 2005-08-19 | 2007-01-04 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Motordosierpumpe |
US20070041845A1 (en) * | 2005-08-19 | 2007-02-22 | Prominent Dosiertechnik Gmbh | Motor-driven metering pump |
CN101482108A (zh) * | 2008-01-08 | 2009-07-15 | 中国有色集团沈阳冶金机械有限公司 | 隔膜泵压力检测系统及其检测方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105443339A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-03-30 | 苏州巧泰精密机械有限公司 | 计量泵往复驱动回位装置 |
CN109310230A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-02-05 | 雀巢产品技术援助有限公司 | 具有受控泵的饮料制备机器 |
CN109310230B (zh) * | 2016-06-30 | 2022-06-21 | 雀巢产品有限公司 | 具有受控泵的饮料制备机器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20130064051A (ko) | 2013-06-17 |
RU2012145077A (ru) | 2014-04-27 |
AU2011231775B2 (en) | 2014-05-08 |
JP2013522537A (ja) | 2013-06-13 |
CN102859196B (zh) | 2016-05-04 |
EP2550454A1 (de) | 2013-01-30 |
CA2792841A1 (en) | 2011-09-29 |
DE102010003218A1 (de) | 2011-09-29 |
EP2550454B1 (de) | 2018-01-24 |
US20130101439A1 (en) | 2013-04-25 |
WO2011117199A1 (de) | 2011-09-29 |
ES2661222T3 (es) | 2018-03-28 |
CA2792841C (en) | 2017-02-07 |
JP5827309B2 (ja) | 2015-12-02 |
AU2011231775A1 (en) | 2012-10-11 |
BR112012023927A2 (pt) | 2016-08-02 |
RU2558172C2 (ru) | 2015-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102859196A (zh) | 用于控制和/或调节计量泵的方法 | |
US11118577B2 (en) | Metering pump and method for controlling a metering pump | |
JP2011012683A (ja) | 電子的にモニタされた空気バルブ及びピストンを有する往復ポンプ | |
CN102211390B (zh) | 用于注射成型机的液压驱动单元和注射成型机 | |
CN103063418B (zh) | 油量计量单元特性测量装置 | |
WO2014093452A1 (en) | Dielectric sensor arrangement and method for swashplate angular position detection | |
US20220412334A1 (en) | Monitoring method for monitoring the operation of a dosing pump and dosing pump system | |
CN111050928A (zh) | 用于流体应用的活塞极限感测 | |
TWI608172B (zh) | 油壓驅動器 | |
US20220372968A1 (en) | Variable displacement metering pump system with multivariate feedback | |
EP2598749B1 (en) | Axial piston machine | |
CN100366823C (zh) | 标线喷涂机的传感器和显示器系统 | |
CN100580251C (zh) | 活塞机中的冲程测定 | |
CN102713286A (zh) | 可变容量型压缩机的容量检测装置及具备该容量检测装置的可变容量型压缩机 | |
CN109195711B (zh) | 涂层剂泵 | |
TW201502415A (zh) | 用於泵運一流體潤滑劑的泵總成 | |
CN112771458A (zh) | 用于机电接合系统的状态分析的方法和执行该方法的机电接合系统 | |
US9989048B2 (en) | End of stroke detection for plunger velocity correction | |
KR101766509B1 (ko) | 가변 용량형 사판식 압축기 | |
EP3211276B1 (en) | Hydraulic machine with diagnosis system, renewable-energy type power generating apparatus and method for diagnosing hydraulic machine | |
EA029288B1 (ru) | Устройство и система контроля насоса с пневматическим приведением в действие с возвратно-поступательным линейным перемещением | |
CN111197690A (zh) | 齿轮式机油泵、发动机以及车辆 | |
KR101886725B1 (ko) | 가변 용량형 사판식 압축기 | |
TWI611102B (zh) | 電液壓單元 | |
KR101877259B1 (ko) | 가변 용량형 사판식 압축기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: Heidelberg Applicant after: Excellence Co., Ltd. Address before: Heidelberg Applicant before: Excellence Dose Technology Co., Ltd. |
|
COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: EXCELLENCE DOSE TECHNOLOGY CO., LTD. TO: EXCELLENCE CO., LTD. |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |