CN111828298B - 泵装置以及泵的运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制意外地从喷嘴喷射高压液体的泵装置。泵装置具备：具有门(33)的喷射室(31)；配置在喷射室(31)内的喷嘴(27)；与喷嘴(27)连接并喷出液体的泵(13)；驱动泵(13)的电机(16)；检测门(33)关闭的情形的门传感器(34)；以及能够与门传感器(34)通信的控制装置(51)，该控制装置(51)具有仅在门传感器(34)检测到门(33)关闭时向电机(16)供给驱动电力的电机旋转部(52b)。

Description

泵装置以及泵的运转方法
技术领域
本发明涉及一种泵装置以及泵的运转方法。
背景技术
提出了一种机床的方案，该机床具有机架、配置有喷嘴的转塔台、液体加压单元以及具有罐阀和供给阀143的高压换挡阀(日本专利第3065905号公报，以下，专利文献1)。
在专利文献1的机床中，在开始从喷嘴喷射高压液体时，关闭罐阀并打开供给阀。另外，在停止从喷嘴喷射高压液体时，打开罐阀并关闭供给阀。不管喷嘴是否喷射液体，液体加压单元都进行运转。因此，由于高压换挡阀的异常动作，有可能会意外地从喷嘴喷射高压液体。
发明内容
本发明的第一方面是一种泵装置，具备：
具有门的喷射室；
配置在所述喷射室内的喷嘴；
与所述喷嘴连接并喷出液体的泵；
驱动所述泵的电机；
检测所述门关闭的门传感器；以及
能够与所述门传感器通信的控制装置，所述控制装置具有仅在所述门传感器检测到所述门关闭时向所述电机供给驱动电力的电机旋转部。
本发明的第二方面是一种泵的运转方法，包括：
关闭配置有喷嘴的喷射室的门，
在关闭所述门的状态下，使驱动泵的电机旋转，
在关闭所述门的状态下，使所述电机停止，
检测所述泵的转速，
在使所述泵停止的期间，监视所述转速在阈值以下的情形，所述阈值是所述泵的喷出压成为安全压力以下的所述电机的转速，
在所述转速为所述阈值以下的情况下，打开所述门，
在所述转速超过所述阈值的情况下，紧急停止。
本发明例如适用于清洗机或机床。清洗机包括利用高压液体喷流的去飞边机。喷射室例如是清洗室或加工室。喷嘴可以包括机床的刀具。
可以在喷射室配置一个或者多个喷嘴。喷嘴可以配置于切换喷嘴的选择装置。选择装置例如是转塔、喷嘴切换阀或者自动工具更换装置。
电机优选为永磁式同步电机(PMSM)。PMSM在泵的运转周期为10秒～5分钟(包括两个端值)的情况下是特别优选的。电机也可以是感应型电机。
泵例如是活塞泵、齿轮泵、旋涡泵。泵的喷出压例如为5～200MPa。永磁式同步电机或感应型电机可以与任意的泵组合。
转速计例如是编码器或者解析器。转速计可以配置在泵上。转速计也可以内置于电机。例如，可以使用内置有编码器的伺服电机。
电机旋转部例如是逆变器、伺服放大器。
例如，动力切断部切断配置在连接电机和电机旋转部的电力线上的触点。
门例如是自动门、检查门。门例如包括对象物的搬入搬出门。
液体以与泵的喷出压相对应的流体速度和质量流量从喷嘴喷出。安全压力被设定为从喷嘴产生的喷流不会对人体造成危害的压力。优选的是，转速阈值略微大于泵的停止状态的转速。
在泵旋转部仅在喷射时使电机旋转的情况下，泵可以直接连接到喷嘴或者选择装置。即，在泵与喷嘴或者选择装置之间也可以不设置清洗阀以及回流阀。
在泵旋转部仅在喷射时使电机旋转的情况下，优选的是，泵装置还具备供液泵以及供液阀。在使泵旋转之前，预先使供液泵旋转。在使泵停止后，关闭供液阀。
发明效果
根据本发明，能够抑制意外地从喷嘴喷射高压液体的情形。
附图说明
图1是实施方式1的泵装置。
图2是实施方式1的控制装置。
图3是表示实施方式1的泵的运转方法的流程图。
图4是实施方式2的泵装置。
图5是表示实施方式2的泵的运转方法的流程图。
符号说明
10、100 泵装置
12 清洗液
13 泵
16 电机
17 转速计
27 喷嘴
31 清洗室(喷射室)
33 门
34 门传感器
35 对象物
51 控制装置
具体实施方式
(实施方式1)
如图1所示，实施方式1的泵装置10，具有：罐11、清洗室(喷射室)31、门33、门传感器34、清洗阀24、回流阀22、清洗配管19、泵(主泵)13、电机16、喷嘴27以及控制装置51。泵装置10也可以具有：转速计17、移动装置32、转塔(选择装置)25、压力传感器21以及安全阀23。
清洗室31具有多个开口36。各开口36上配置有门33。各个门33上配置有门传感器34。门传感器34也可以是电子锁。门传感器34检测出门33的关闭，并向控制装置51进行通信。
对象物35从开口36向清洗室31内搬入、搬出。对象物35具有一个或者多个清洗对象部位。清洗对象部位是应该被清洗的部位，例如为内螺纹、油孔、水孔、安装面或者销孔。对象物35例如是燃料喷射喷嘴、ABS主体、气缸盖、气缸体、曲轴、壳体传动轴、汽车用阀体。
喷嘴27配置在清洗室31的内部。喷嘴27也可以设置在作为选择装置的转塔25上。一个或者多个喷嘴27配置于清洗室31的内部。在泵装置10具有转塔25的情况下，多个种类的喷嘴27配置于清洗室31内部。喷嘴27例如是直线喷嘴、角度喷嘴或喷枪。
转塔25配置在移动装置32上。转塔25具有入口26、多个出口18、多个选择阀28以及辊从动件29，也可以具有旋转电机30。喷嘴27与选择阀28连接。选择阀28与入口26连接。例如，随着转塔的旋转，通过辊从动件29仅打开与配置在分度(分配)的转塔表面上的喷嘴27对应的选择阀。关闭其它选择阀28。并且，仅转塔25所选择的喷嘴27与入口26连接，其他喷嘴27不与入口26连接。转塔25通过辊从动件29打开以特定相位分度(分配)的一个喷嘴27，从而能够喷射清洗液12。入口26通过清洗配管19与喷出口15连接。旋转电机30使转塔25旋转。转塔25例如日本专利第6147623号、日本专利第5704997号中所示。
移动装置32例如是柱横动机构。移动装置32被数值控制以移动喷嘴27或转塔25。
罐11例如为双槽式的罐。罐11贮存清洗液12。清洗液12例如是碱性清洗液、中性清洗液等水系清洗液。
泵13具有供液口14和喷出口15。供液口14与罐11连接。喷出口15经由清洗配管19、清洗阀24以及转塔25与喷嘴27连接。电机16与泵13连接，使泵13旋转。电机16通过控制装置51运转。通过泵13的旋转产生喷出压P。电机16可以具有转速计17。
清洗配管19具有分支20。分支20配置在清洗阀24与喷出口15之间。分支20与回流阀22连接并且与罐11连接。清洗阀24和回流阀22是双向阀。清洗阀24是常闭的电磁阀。回流阀22是常开的电磁阀。
压力传感器21配置在清洗阀24与喷嘴27之间。压力传感器21检测清洗配管19内的压力，并将检测出的压力发送至控制装置51。
如图2所示，控制装置51具有运算装置52、存储装置53、输入输出端口54、输入部55、输出部56以及总线57。总线57将运算装置52、存储装置53、输入输出端口54、输入部55以及输出部56可通信地连接。
存储装置53也可以具有主存储装置、外部存储装置。存储装置53存储阈值53a。存储装置53也可以存储设定速度53b。设定速度53b是泵或者电机的设定速度。设定速度53b可以按每个喷嘴来决定。设定速度53b例如是转速、加速度、PID参数。
输出输入端口54与门传感器34、压力传感器21、清洗阀24、回流阀22、电机16、移动装置32以及转塔25连接。
输入部55例如是键盘或者指针设备。输入部55也可以是软键盘或者触摸面板。输出部56例如是监视器。
运算装置52具有数值控制部52a、电机旋转部52b、速度监视部52c。运算装置52也可以具有动力切断部(电机动力切断部)52d、锁定部52e以及反馈控制部52f。
数值控制部52a对移动装置32进行数值控制。数值控制部52a按照清洗程序控制泵13、清洗阀24、回流阀22、门传感器34、旋转电机30。
电机旋转部52b具有逆变器、伺服放大器。电机旋转部52b使电机16旋转或者停止。另外，电机旋转部52b决定电机16的转速。电机旋转部52b也可以仅在门传感器34检测到门33关闭时，向电机16供给驱动电力。电机旋转部52b按照设定速度53b使电机16旋转。电机旋转部52b可以内置有速度监视部52c、动力切断部52d以及反馈控制部52f。
速度监视部52c监视泵13的转速是否为阈值以下。在未检测到门33关闭并且泵13超过阈值地旋转的情况下，速度监视部52c使泵装置10紧急停止。速度监视部52c也可以监视泵13是否旋转以代替监视泵13的速度。
动力切断部52d切断电机旋转部52b向电机16的驱动电力的供给。例如，动力切断部52d切断配置在连接电机16和电机旋转部52b的电力线上的触点(未图示)。触点例如是电磁接触器或者电磁开闭器。动力切断部52d在喷嘴27不喷射时切断向电机16的驱动电力。
反馈控制部52f对压力传感器21检测出的压力P进行反馈，以压力P与设定压力的差异接近0的方式控制电机16的转速。例如，反馈控制部52f通过PID控制来控制电机16。此时，反馈控制部52f可以将压力P的移动平均与设定压力进行比较。
锁定部52e通过门传感器34对门33进行锁定或开锁。锁定部52e在向电机16供给驱动电力的期间，通过电子锁将门33锁定。
根据图3，依次说明泵的控制方法。
通过搬送装置(未图示)或者操作者，将对象物35搬入清洗室31。通过控制装置51或者操作者关闭门33(S1)。
门传感器34通过锁定部52e将门33锁定(S2)。
电机旋转部52b使电机16旋转(S3)。
转速计17检测电机16或者泵13的转速(S4)。
数值控制部52a使旋转电机30旋转，并使转塔25旋转。然后，一个喷嘴27被分度(分配)并打开与被分度(分配)的喷嘴27对应的选择阀28(S5)。
数值控制部52a打开清洗阀24，关闭回流阀22(S6)。清洗液12通过清洗阀24、清洗配管19以及转塔25而流向喷嘴27，从喷嘴27喷出喷流。数值控制部52a通过移动装置32使喷嘴27与对象物35相对地移动，使清洗液12的喷流撞击对象物35。
数值控制部52a关闭清洗阀24，打开回流阀22(S7)。清洗液12通过分支20返回罐11。停止从喷嘴27喷射清洗液12。然后，从清洗阀24到喷嘴27的压力降低到大气压附近。
数值控制部52a反复进行步骤S5～S7，直到清洗结束(S8)。
清洗结束后，电机旋转部52b将电机16以能够旋转的状态进行控制停止(S9)。结果，电机16处于停止状态。
速度监视部52c监视转速为阈值以下的情形(S10)。
速度监视部52c在转速超过阈值的情况下，紧急停止泵装置10(S11)。
速度监视部52c确认了转速为阈值以下之后，锁定部52e对门33进行开锁(S12)。
通过控制装置51或者操作者打开门33(S13)。通过机器人或者操作者将对象物35从清洗室31搬出。
动力切断部52d切断电机旋转部52b向电机16供给的驱动电力(S14)。驱动电力的切断例如以电磁接触器的控制电平来进行。
通过控制装置51或者操作者关闭门33(S15)。
在执行步骤S11～S15的期间，继续执行步骤S10。即，在门传感器34未检测到门33关闭的期间，速度监视部52c始终监视转速为阈值以下的情形。
进而，在门传感器34未检测到门33关闭的期间，动力切断部52d切断电机16的驱动电力。
在泵装置10不具有转塔25的情况下，省略步骤S5。在泵装置10不具有动力切断部52d的情况下，省略步骤S14。在泵装置10不具有锁定部52e的情况下，省略步骤S2、S12。
在门33打开的期间，速度监视部52c监视为阈值以下的情形。因此，即使在清洗阀24不能完全密封清洗液12的情况下，也能够抑制高压喷流从喷嘴27的喷出。
进而，在设置了动力切断部52d的情况下，在门33打开的期间，不向电机16供给驱动电力。因此，安全监视级别提高。
(实施方式2)
如图4所示，实施方式2的泵装置100具有供液泵66以及供液阀70，不具有清洗阀24、回流阀22以及分支20。其他与实施方式1的泵装置10实质上相同。
供液泵66例如是旋涡泵。供液泵66具有吸入口67、喷出口68以及电机69。吸入口67与罐11连接。
供液阀70是常闭的双向电磁阀。供液阀70配置在喷出口68与供液口14之间。
喷出口15通过清洗配管19直接连接于喷嘴或者选择装置。
根据图5，说明本实施方式的清洗方法。
在执行步骤S2后，控制装置51使供液泵66运转(S21)。
控制装置51打开供液阀70(S22)。清洗液12被供给到泵13。
执行步骤S5。
数值控制部52a使电机旋转部52b旋转电机16(S23)。泵13旋转，清洗液12通过供液泵66、泵13、清洗阀24、清洗配管19和转塔25从供液泵70、喷嘴27喷出。
执行步骤S3。
数值控制部52a使电机旋转部52b将电机16以能够旋转的状态进行控制停止(S24)。泵13停止。喷嘴27的喷出压力降低到供液泵66的喷出压力。
反复进行步骤S5、S23、S3、S24，直到清洗结束(S25)。
清洗结束后，关闭供液阀70(S26)。喷嘴27停止喷出。
在本实施方式的泵装置100中，由于泵13直接连结到喷嘴27，因此泵13仅在喷嘴27喷射清洗液12的时间内运转。根据本实施方式，由于没有泵13的多余运转时间，因此能够减少电力消耗量。另外，不需要清洗阀24和回流阀22的操作时间。因此，开始喷射时压力的上升时间缩短。
本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形，权利要求书所记载的技术思想所包含的技术事项全部为本发明的对象。上述实施方式示出了优选的例子，但本领域技术人员能够根据本说明书所公开的内容实现各种代替例、修正例、变形例或改良例，这些包含在所附的权利要求书所记载的技术范围内。

Claims (8)

1.一种泵装置，其特征在于，具备：
喷射室(31)，所述喷射室(31)具有门(33)；
喷嘴(27)，所述喷嘴(27)配置在所述喷射室(31)内；
泵(13)，所述泵(13)与所述喷嘴(27)连接并喷出液体；
电机(16)，所述电机(16)驱动所述泵(13)；
门传感器(34)，所述门传感器(34)检测所述门(33)关闭的情形；
控制装置(51)，所述控制装置(51)能够与所述门传感器(34)通信，并且具有电机旋转部(52b)，所述电机旋转部(52b)仅在所述门传感器(34)检测到所述门(33)关闭时向所述电机(16)供给驱动电力；以及
转速计(17)，所述转速计(17)检测所述电机(16)或者所述泵(13)的转速，
所述控制装置(51)具有：
存储装置(53)，所述存储装置(53)存储阈值，所述阈值为所述泵(13)的喷出压成为安全压力以下的所述电机(16)的转速；以及
速度监视部(52c)，所述速度监视部(52c)监视所述转速计(17)检测出的转速为所述阈值以下的情形。
2.根据权利要求1所述的泵装置，其特征在于，
所述电机旋转部(52b)还仅在所述喷嘴(27)进行喷射时向所述电机(16)供给驱动电力。
3.根据权利要求1或2所述的泵装置，其特征在于，
所述控制装置(51)具有动力切断部(52d)，所述动力切断部(52d)在所述喷嘴(27)不喷射时切断向所述电机(16)的驱动电力。
4.根据权利要求1或2所述的泵装置，其特征在于，
还具备电子锁，所述电子锁配置于所述门(33)，
所述控制装置(51)具有在向所述电机(16)供给驱动电力的期间锁定所述电子锁的锁定部(52e)。
5.根据权利要求1或2所述的泵装置，其特征在于，
所述泵(13)是活塞泵，
所述电机(16)是永磁式同步电机。
6.根据权利要求1或2所述的泵装置，其特征在于，还具有：
供液泵(66)，所述供液泵(66)向所述泵(13)供给液体；和
供液阀(70)，所述供液阀(70)配置在所述供液泵(66)与所述泵(13)之间。
7.一种泵的运转方法，其特征在于，包括：
关闭配置有喷嘴(27)的喷射室(31)的门(33)，
在关闭所述门(33)的状态下，在进行清洗的期间，使电机(16)旋转，所述电机(16)驱动与所述喷嘴(27)连接，并以超过安全压力的压力喷出液体的所述泵(13)，
检测所述泵(13)的转速，
在关闭所述门(33)的状态下，在结束清洗时，使所述电机(16)停止，
在所述泵(13)的转速为所述泵(13)的喷出压成为所述安全压力的转速即阈值以下的情况下，打开所述门(33)，
在所述门(33)打开的期间，继续监视所述泵(13)的转速在所述阈值以下的情形，
在所述门(33)打开的期间，在所述泵(13)的转速超过所述阈值的情况下，紧急停止所述泵(13)。
8.根据权利要求7所述的泵的运转方法，其特征在于，
进而在所述门(33)打开的期间，切断所述电机(16)的驱动电力。
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