JP2001254684A - Liquid feeder - Google Patents

Liquid feeder

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JP2001254684A
JP2001254684A JP2000067862A JP2000067862A JP2001254684A JP 2001254684 A JP2001254684 A JP 2001254684A JP 2000067862 A JP2000067862 A JP 2000067862A JP 2000067862 A JP2000067862 A JP 2000067862A JP 2001254684 A JP2001254684 A JP 2001254684A
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JP
Japan
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plunger
pump
pressure
liquid
load sensor
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Application number
JP2000067862A
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Japanese (ja)
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Shiyousei Shu
小靖 周
Takeshi Yamada
剛 山田
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GL Science Inc
Original Assignee
GL Science Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To extremely precisely and stably feed liquid, in a liquid feeder for liquid chromatography. SOLUTION: In a device alternately and continuously feeding liquid to a receiver side by two plunger pumps, a load sensor is connectedly arranged in the plunger of each pump. The frictional force between the plunger and a plunger seal is transmitted to a control part by a signal transmission line. The drive part of the plunger is controlled via the control part so as to control the operation of the plunger. Pre-pressurization and discharge between the two pumps are controlled by the control part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、送液装置に関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid feeding device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体クロマトグラフィーにおいて、溶剤
を連続的に送給するポンプが提案されている。例えば、
米国特許第4347131号は、組成の異なる各溶剤に
単一シリンダーポンプを使用したものを示している。こ
れは、シリンダーの作動が始動、停止という断続モード
である故、作動中の液圧容量の変動が起き、システム圧
力を溶剤の粘度の変化に対応しないと液体流量を一定に
維持できない点がある。
2. Description of the Related Art In liquid chromatography, a pump for continuously feeding a solvent has been proposed. For example,
U.S. Pat. No. 4,347,131 shows the use of a single cylinder pump for each solvent of different composition. This is an intermittent mode in which the operation of the cylinder is started and stopped, so that the hydraulic pressure capacity fluctuates during operation, and the liquid flow rate cannot be maintained constant unless the system pressure corresponds to the change in the viscosity of the solvent. .

【0003】又、米国特許第4919595号や米国特
許第4980059号は液流の不足を補い、流れの断絶
を防止する装置が提案されているが、何れにしても修正
が行われる前にシステム内の流れやシステム圧力に乱れ
が出るのを防ぐことはできていない。
Also, US Pat. No. 4,919,595 and US Pat. No. 4,985,0059 propose an apparatus for compensating for the shortage of liquid flow and preventing the flow from being interrupted. It has not been possible to prevent turbulence in airflow and system pressure.

【0004】これらを解決するものとして、特開平7−
72130が提案されている。これは、二つのポンプユ
ニットを独立して作動させる連続ポンプ送り装置で、各
ポンプユニット内に圧力センサーが設けられている。該
圧力センサーはオフライン状態で再充填されたシリンダ
ーの内容物の圧縮を、オンライン状態での操作を乱すこ
となく実施でき、更に圧縮が完了し、システムへの流体
の送給開始時期の判定を可能にするものである。
To solve these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No.
72130 has been proposed. This is a continuous pumping device that operates two pump units independently, and a pressure sensor is provided in each pump unit. The pressure sensor can compress the contents of the cylinder refilled off-line without disturbing the operation in the on-line state, and when the compression is completed, it is possible to determine when to start feeding the fluid to the system It is to be.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ダブルプランジャーポ
ンプは、安定な連続送液装置として広く使用されてい
る。連続送液できるように、両方のプランジャーが交互
に突出・吸引を行い、合成した流量が一定になる。しか
し、このような発想は、高圧の条件では成り立たないの
で、結局安定な連続送液が得られない。それは、通常突
出側のポンプが大気圧で始動し、溶媒の圧縮率・ポンプ
チャンバーの変形・弾力性のあるポリマー製のプランジ
ャーシールの変形(高圧時圧縮され、シールが縮小する
こと)などにより突出工程の初期段階(圧縮工程)での
流体圧力がシステム圧力まで上昇する時間が必要なため
である。圧縮工程では、ポンプがシステムへ送液しない
ので、連続送液が実質的に行われていない。特に、ダブ
ルプランジャーポンプで、1つのモーターを使用した場
合に、このような欠点を克服することは不可能である。
The double plunger pump is widely used as a stable continuous liquid feeding device. Both plungers project and suck alternately so that liquid can be continuously fed, and the combined flow rate becomes constant. However, such an idea does not hold under high pressure conditions, and as a result, stable continuous liquid sending cannot be obtained. Usually, the pump on the protruding side is started at atmospheric pressure, and the compression ratio of the solvent, deformation of the pump chamber, deformation of the elastic polymer plunger seal (compression at high pressure, the seal shrinks), etc. This is because a time is required for the fluid pressure in the initial stage (compression process) of the protruding process to rise to the system pressure. In the compression step, continuous pumping is substantially not performed because the pump does not pump into the system. In particular, it is impossible to overcome such disadvantages when using one motor with a double plunger pump.

【0006】独立した駆動部を有するダブルプランジャ
ーポンプは、上述した欠点を克服するために開発された
ものである。一方プランジャーが突出する前に溶媒を圧
縮し、適宜な予備加圧を行い、もう一方のプランジャー
が突出を終えた瞬間に適当な圧力で突出する。適当な圧
力といった情報が「学習機能」に基づき、若しくはポンプ
チャンバー内に流体連通圧力センサーから得る。前者の
場合、暫く送液しないと「適当な圧力」といった情報は得
られない。つまり、突出する前に予加圧がオーバーし、
システム圧力を撹乱してしまうことから次の予加圧をオ
ーバーしないように修正し、徐々に「適当な圧力」に収束
していく。しかし、漸く「適当な圧力」を見つけても、外
部条件に多少の変動があった場合に、直ちに応答して追
従していくことが不可能である。特に、微小流量の場合
には、プランジャーの1ストロークはかなりの時間がか
かるので、このような事後の「学習機能」が実用上に問題
がある。
A double plunger pump having an independent drive has been developed to overcome the above-mentioned disadvantages. On the other hand, the solvent is compressed before the plunger protrudes, an appropriate preliminary pressurization is performed, and the other plunger protrudes with an appropriate pressure at the moment when the plunger finishes protruding. Information such as the appropriate pressure is obtained from a pressure sensor in fluid communication based on a "learning function" or in the pump chamber. In the former case, information such as "appropriate pressure" cannot be obtained unless the liquid is sent for a while. In other words, pre-pressurization is over before projecting,
Since the system pressure is disturbed, correction is made so as not to exceed the next pre-pressurization and gradually converges to “appropriate pressure”. However, even if the “appropriate pressure” is finally found, it is impossible to immediately respond and follow up if there is some fluctuation in the external conditions. In particular, in the case of a very small flow rate, one stroke of the plunger takes a considerable amount of time, and such a post-learning function has a practical problem.

【0007】ポンプチャンバーに流体連通させた圧力セ
ンサーにより、ポンプチャンバー内の圧力をリアルタイ
ムでモニタリングし、待機側のプランジャーが吐出の前
に吐出中のプランジャーの圧力(或いはシステム圧力)
を基準としてポンプチャンバー内の圧力を予備加圧す
る。予備加圧が完了したプランジャーは、吐出指令を受
けて吐出する際に、理論上では吐出の遅れ時間がなくな
る。しかし、ポンプチャンバーに流体連通させた圧力セ
ンサーの内蔵により、ポンプチャンバーのデットボリュ
ームの増大といった問題点がある。又、溶媒を変えた際
に、置換時間が長く、エア発生した場合にもエアが抜け
なくなり、予備加圧機能が付いても目標圧力まで加圧し
きれないことがある。又、ポンプチャンバーに流体連通
させた圧力センサーは、ポンプチャンバー内の圧力を検
知することができるが、プランジャーシールの使用状
態、プランジャーシールとプランジャーの間の摩擦力を
常時モニタリングすることができない。
The pressure in the pump chamber is monitored in real time by a pressure sensor which is in fluid communication with the pump chamber, and the plunger on the standby side discharges the pressure (or system pressure) of the plunger before discharging before discharging.
The pressure in the pump chamber is pre-pressurized on the basis of. The plunger for which the pre-pressurization has been completed theoretically has no discharge delay time when discharging in response to the discharge command. However, there is a problem that the dead volume of the pump chamber is increased due to the built-in pressure sensor which is in fluid communication with the pump chamber. Further, when the solvent is changed, the replacement time is long, and even when air is generated, the air does not escape, and even if the pre-pressurizing function is provided, it may not be possible to fully pressurize to the target pressure. A pressure sensor in fluid communication with the pump chamber can detect the pressure in the pump chamber, but can constantly monitor the usage state of the plunger seal and the frictional force between the plunger seal and the plunger. Can not.

【0008】圧力が掛かった送液条件では、ポンプヘッ
ド内の圧力が常時に変動する。圧縮工程では、プランジ
ャーが大気圧での液を吸引した直後に前進し始め、液体
を圧縮し、プランジャーの前進につれてポンプヘッド内
の圧力が上昇する。その時に、プランジャーの前進に抵
抗する力から二つあり、一つはプランジャーとプランジ
ャーシールの間の摩擦力であり、もう一つはポンプヘッ
ドの内部圧力の抵抗である。圧縮工程では、弾力性のあ
るポリマー性のプランジャーシールが圧力の上昇につれ
て圧縮され、ある閾値を超えると、一部のシールが背面
の隙間に逃げてしまう現象が生じる。この場合に、プラ
ンジャーの前進によりポンプヘッドの容量が減少してい
るにもかかわらず、プランジャーシールのちぢみや逃げ
などによりポンプヘッドの内部容量が一時的に変化しな
く、又は変化が殆ど停止し、又は上昇が緩やかになる
(以下、圧力上昇遅れ段階と云う)。又、圧力が上昇し
続けると、プランジャーとプランジャーシールの間の摩
擦力が略定数になり、その時のプランジャーとプランジ
ャーシールの間の摩擦力とポンプヘッドの内部圧力の抵
抗)がポンプチャンバー内の圧力関数になる。しかし、
その時の圧力が通常の液体クロマトグラフィーでは使用
されていない。
[0008] Under the pressure of the liquid feeding condition, the pressure in the pump head fluctuates constantly. In the compression step, the plunger begins to advance immediately after drawing the liquid at atmospheric pressure, compresses the liquid and the pressure in the pump head increases as the plunger advances. At that time, there are two of the forces that resist plunger advancement, one is the frictional force between the plunger and the plunger seal, and the other is the resistance to the internal pressure of the pump head. In the compression process, a resilient polymeric plunger seal is compressed as pressure increases, and above a certain threshold, some seals escape into the backside gap. In this case, despite the fact that the capacity of the pump head is reduced due to the advance of the plunger, the internal capacity of the pump head does not change temporarily or almost stops changing due to the insertion or clearance of the plunger seal. Or a gradual rise (hereinafter referred to as a pressure rise delay stage). If the pressure continues to increase, the frictional force between the plunger and the plunger seal becomes substantially constant, and the frictional force between the plunger and the plunger seal at that time and the resistance of the internal pressure of the pump head are reduced. It becomes a pressure function in the chamber. But,
The pressure at that time is not used in ordinary liquid chromatography.

【0009】マルチポンプシステムの場合に、吐出して
いるプランジャー側の圧力を目指して、吐出交代すると
き、圧力の変動をなくすために、予め加圧する方法があ
る。各ポンプチャンバー内に流体連通させた圧力センサ
ーにより、ポンプチャンバー内の圧力をモニタリング
し、予加圧工程を正確に制御することである。しかし、
圧力センサーは、個体差が存在し、センサーの間で構成
しても液温変化などの影響でまたずれてしまう。特に、
予加圧が「圧力上昇遅れ段階」に入って完了しており、し
かも、該ポンプチャンはー内の圧力がシステム圧力より
若干低い場合に、吐出工程するときにはプランジャーが
前進しても実質の吐出が得られないので、システム圧力
の大幅な低下が避けられなくなり、安定な送液ができな
い。
In the case of a multi-pump system, there is a method of pre-pressurizing in order to eliminate the fluctuation of the pressure when the discharge is alternated with the aim of the pressure on the side of the discharging plunger. A pressure sensor in fluid communication with each pump chamber monitors the pressure in the pump chamber and accurately controls the pre-pressurization process. But,
The pressure sensor has individual differences, and even if it is configured between the sensors, the pressure sensor is shifted again due to an influence of a liquid temperature change or the like. In particular,
If the pre-pressurization has been completed in the “pressure rise delay phase” and the pressure in the pump is slightly lower than the system pressure, the pump plunger moves forward during the discharge process even if the plunger advances. Since discharge cannot be obtained, a significant decrease in system pressure cannot be avoided, and stable liquid feeding cannot be performed.

【0010】接液部がノンメタル化するニーズがかなり
多いが、ポンプチャンバーに流体連通させた圧力センサ
ーの受圧部のノンメタル化が非常に困難である。圧力セ
ンサーの受圧部をフッ素樹脂などでコーティングするこ
とが出来るが、コーティングしたフッ素樹脂膜などが機
械的な強度に弱いので、取付け時に剥がれてしまう。
又、受け圧部にポリマー製のパッキンで被せると、圧力
センサーの応答がかなり鈍くなるので、予加圧の正確な
制御が不可能となる。
[0010] There are quite a lot of needs to make the liquid contact part non-metallic, but it is very difficult to make the pressure receiving part of the pressure sensor that is in fluid communication with the pump chamber nonmetallic. The pressure-receiving part of the pressure sensor can be coated with fluororesin or the like, but the coated fluororesin film or the like is weak in mechanical strength and will be peeled off during installation.
Further, if the receiving pressure portion is covered with a packing made of polymer, the response of the pressure sensor becomes considerably slow, so that accurate control of pre-pressurization becomes impossible.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、荷重セ
ンサーを用いることにより、予加圧の終了段階が丁度
「圧力上昇遅れ段階」に重なった場合には、プランジャー
シールの逃げによりプランジャーとプランジャーシール
の間の摩擦力が増加するので、感度の高い応答信号が得
られ、予加圧工程をより精密的に制御することが出来る
ようにする。又、一部のプランジャーシールが背面の隙
間に逃げてしまう現象は圧力の高い段階で生じるが、プ
ランジャーが吸引工程に入ると、ポンプヘッドの内部圧
力が大気圧になり、背面の隙間に逃げた部分のシールが
又部分的にもとの位置に戻る。その時、ポンプヘッドの
内部圧力が0になっているにもかかわらず、荷重センサ
ーのゼロポイントがプランジャーとプランジャーシール
の間の摩擦力によりシフトしてしまう場合を考慮して、
同一ポンプヘッドに取付けられている圧力センサーの値
を参考しながら荷重センサーのゼロポイントが自動的に
調整出来るようにしたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention uses a load sensor to prevent a plunger seal from escaping when the end stage of pre-pressurization exactly coincides with the "pressure rise delay stage". Since the frictional force between the piston and the plunger seal is increased, a highly sensitive response signal is obtained, and the pre-pressing process can be controlled more precisely. Also, the phenomenon that some plunger seals escape into the gap on the back surface occurs at a high pressure stage, but when the plunger enters the suction process, the internal pressure of the pump head becomes atmospheric pressure and The escaped seal also partially returns to its original position. At that time, in consideration of the case where the zero point of the load sensor shifts due to the frictional force between the plunger and the plunger seal even though the internal pressure of the pump head is 0,
The zero point of the load sensor can be automatically adjusted while referring to the value of the pressure sensor attached to the same pump head.

【0012】即ち、本発明では、ポンプチャンバー内の
圧力上昇遅れ段階に入っても、圧力変化を示す信号の変
化の捕捉が容易であり、これに追随して直ちに制御部、
モーターを介してプランジャー作動ができ、システム圧
力の低下が回避でき、安定な送液が確保できるようにし
たもので、第1に駆動部により駆動されるプランジャー
をポンプのチャンバーに出入自在とすると共に、プラン
ジャー後部に荷重センサーを設け、該荷重センサーに信
号伝達ラインを設け、制御部を介してモーター等の駆動
部に連結させる二つ以上のポンプより成り、各信号伝達
ラインを前記制御部に連結させたことを特徴し、第2に
駆動部により駆動されるプランジャーをポンプのチャン
バーに出入自在とすると共に、プランジャー後部に荷重
センサーを設け、該荷重センサーに信号伝達ラインを設
ける一方、チャンバーに流体連通させた圧力センサーを
設け、両センサーからの信号により各プランジャー作動
を制御することを特徴とする。
That is, according to the present invention, even when the pressure rise in the pump chamber is delayed, it is easy to capture the change in the signal indicating the pressure change.
The plunger can be operated via the motor, avoiding a decrease in system pressure and ensuring stable liquid supply. First, the plunger driven by the drive unit can freely enter and exit the pump chamber. In addition, a load sensor is provided at the rear of the plunger, a signal transmission line is provided on the load sensor, and two or more pumps are connected to a drive unit such as a motor via a control unit. The second feature is that the plunger driven by the drive unit can freely enter and exit the chamber of the pump, a load sensor is provided at the rear of the plunger, and a signal transmission line is provided to the load sensor. On the other hand, a pressure sensor that is in fluid communication with the chamber is provided, and the operation of each plunger is controlled by signals from both sensors. And butterflies.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明は、所望のプランジャーポ
ンプを連結して使用するものである。図1に示すもの
は、プランジャーポンプを2個連続して直列型に接続し
たものを示している。ここでプランジャーポンプとは、
一つのシリンダーとそれに関連し設けられたピストン、
ピストンシール、ピストン作動器を包含するものの意味
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is to connect and use a desired plunger pump. FIG. 1 shows a structure in which two plunger pumps are connected in series and connected in series. Here is the plunger pump
One cylinder and associated piston,
It means a piston seal and a piston actuator.

【0014】以下、図に示す実施例により本発明を詳細
に説明する。1はポンプヘッドで、その中央に穿設した
チャンバー7にはプランジャー8が出入り自在に挿通し
てある。該チャンバー7に連通して通孔71を穿設し、
該通孔71にはインレットチェックバルブ4とアウトレ
ットバルブ5を夫々設け、一端にインレット導管3を介
して溶媒槽2を連通し、他方にはアウトレット導管6を
介して他のポンプ、供給先等に連通してある。ポンプヘ
ッド1としてあるのは、シリンダーとし、プランジャー
8としてあるのはピストンとしても同意である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Reference numeral 1 denotes a pump head, and a plunger 8 is inserted freely into and out of a chamber 7 formed in the center thereof. A through hole 71 is formed in communication with the chamber 7,
An inlet check valve 4 and an outlet valve 5 are provided in the through hole 71, respectively. One end communicates with the solvent tank 2 via the inlet conduit 3, and the other communicates with another pump, supply destination, etc. via the outlet conduit 6. They are communicating. The pump head 1 is a cylinder, and the plunger 8 is a piston.

【0015】ポンプヘッド1の後端にはチャンバー7に
連通して空処34を設け、その壁面をテーパー状に形成
してある。30はシール装着部で、その側面をテーパー
状に形成して前記空処34に装着自在としてある。この
際、側面を空処34に当たるように先端径を大にしたり
テーパー度を形成させることは推奨される。9はプラン
ジャーシールで、プランジャーシールスプリング又はポ
リマー製のOリング33を有する。該プランジャーシー
ル9は、シール装着部30に接し、その後部はプランジ
ャー8に挿通したバックアップリング10に接してい
る。該バックアップリング10はプランジャーシール9
の材料より硬く、ステンレススチールより軟らかいポリ
マー製のものが推奨される。該バックアップリング10
によりプランジャーシール9を押さえる力を与え、プラ
ンジャー8の耐圧性を高め、該プランジャー8の保護ガ
イドとして作動する。そして、ポンプヘッド1はバック
アップリング10等を介してネジ31により、ポンプヘ
ッド取付ブロック16により固定され、且つシール摩擦
力を調整自在としてある。
An empty space 34 is provided at the rear end of the pump head 1 so as to communicate with the chamber 7, and the wall surface thereof is formed in a tapered shape. Reference numeral 30 denotes a seal mounting portion, the side surface of which is formed in a tapered shape, which can be mounted on the empty space 34. At this time, it is recommended that the tip diameter be increased or the degree of taper be formed so that the side surface hits the cavity 34. Reference numeral 9 denotes a plunger seal having a plunger seal spring or an O-ring 33 made of polymer. The plunger seal 9 is in contact with a seal mounting portion 30, and a rear portion thereof is in contact with a backup ring 10 inserted through the plunger 8. The backup ring 10 is a plunger seal 9
It is recommended to use a polymer that is harder than the material and softer than stainless steel. The backup ring 10
As a result, a force for holding down the plunger seal 9 is given, the pressure resistance of the plunger 8 is increased, and the plunger 8 operates as a protection guide. The pump head 1 is fixed to the pump head mounting block 16 by screws 31 via the backup ring 10 and the like, and the seal friction force is adjustable.

【0016】適正な硬さのポリマー製のバックアップリ
ング10を使用することにより、プランジャー8がポン
プヘッド取付ブロック16と接触しないように隙間32
を若干大きくしても、その隙間32がバックアップリン
グ10によりカバーされるので、プランジャーシール9
が高圧時に変形して低圧側へ逃げ、耐圧性が悪くなるこ
とが防げる。又、バックアップリング10の使用によ
り、プランジャー8とプランジャーシール9の間の最適
摩擦力を得るために、ポンプヘッド1をポンプヘッド取
付ブロック16へ取付ける際にネジ31のトルクの調整
が簡単になる。
By using a backup ring 10 made of a polymer having an appropriate hardness, a gap 32 is provided so that the plunger 8 does not come into contact with the pump head mounting block 16.
Is slightly enlarged, the gap 32 is covered by the backup ring 10, so that the plunger seal 9
Can be prevented from deforming at high pressure and escaping to the low pressure side, thereby deteriorating the pressure resistance. Further, by using the backup ring 10, the torque of the screw 31 can be easily adjusted when the pump head 1 is mounted on the pump head mounting block 16 in order to obtain the optimum frictional force between the plunger 8 and the plunger seal 9. Become.

【0017】11はスプライン軸で、その先端はポンプ
ヘッド取付ブロック16に形成される円筒形スペース1
61に挿通自在とし、中央部はスプライン外筒固定部1
8に設けられたスプライン外筒17により支承されてい
る。より詳しくはスプライン外筒17の中に支承したボ
ール171がスプライン軸11に精密に研削された転動
溝に押圧転動する如くしてある。スプライン軸11の先
端に設けた空処111にはプランジャー基部81が収納
され、先端に設けたバネ押え12に支持されるバネ13
により後方へ弾圧されている。14は荷重センサー又は
ロードセンサー(以下荷重センサーで代表させる。)
で、プランジャー基部81後部に接して前記バネ13に
より弾圧して設けられている。該荷重センサー14には
信号伝達ライン15が設けられ、制御部26に連通して
ある。バネ13により生じたプランジャー動作中でも一
定の値になるので、電気的ゼロ調整により無視できる。
制御部26はポンプ本体27の後端に設けたモータ24
に連通してある。スプライン軸11の他端には、連結ユ
ニット19を介してボールネジ20のナット21を連結
してあり、該ナット21に螺通したボールネジ20は、
該ボールネジ20の径より大で、プランジャー8の最長
ストロークより長く形成した円筒状のスペース25に出
入り自在としてある。
Reference numeral 11 denotes a spline shaft, the tip of which is a cylindrical space 1 formed in a pump head mounting block 16.
61 can be inserted freely, and the center part is the spline outer cylinder fixing part 1
8 is supported by a splined outer cylinder 17. More specifically, the ball 171 supported in the spline outer cylinder 17 is pressed and rolled into a rolling groove precisely ground on the spline shaft 11. A plunger base 81 is housed in an empty space 111 provided at the tip of the spline shaft 11, and a spring 13 supported by a spring retainer 12 provided at the tip is provided.
It is suppressed by the rear. Reference numeral 14 denotes a load sensor or a load sensor (hereinafter, represented by a load sensor).
The spring 13 is provided in contact with the rear portion of the plunger base 81 so as to be resiliently provided. The load sensor 14 is provided with a signal transmission line 15 and communicates with a control unit 26. Since the value is constant even during the plunger operation caused by the spring 13, it can be ignored by the electrical zero adjustment.
The control unit 26 includes a motor 24 provided at the rear end of the pump body 27.
Is in communication with A nut 21 of a ball screw 20 is connected to the other end of the spline shaft 11 via a connecting unit 19, and the ball screw 20 threaded through the nut 21 is
It is larger than the diameter of the ball screw 20 and freely enters and exits a cylindrical space 25 formed longer than the longest stroke of the plunger 8.

【0018】プランジャー8が往復運動をする時に、プ
ランジャー8が対プランジャーシール9の中心振れ及び
プランジャー8の回転運動を防ぐために、ボールスプラ
インを採用することは推奨される。該ボールスプライン
は、スプライン外筒17に組み込まれたボールが、精密
研削されたスプライン軸11の転動溝を滑らかな直線運
動をしながらトルク転達ができる直動システムである。
又、プランジャー8は、前記スプライン外筒17で与圧
を与えることにより、外部の振動、衝撃等を殆ど受け
ず、位置決めの高精度化構造の簡単化が実現できる。ポ
ンプ本体27に設けたモータ24の回転運動がカプリン
グ23を介してボールネジ20に伝わり、ボールネジ2
0のナット21がスプライン軸11を駆動し、プランジ
ャー8の往復直線運動を実現させる。
As the plunger 8 reciprocates, it is recommended to employ a ball spline to prevent the plunger 8 from oscillating against the plunger seal 9 and rotating the plunger 8. The ball spline is a linear motion system in which a ball incorporated in a spline outer cylinder 17 can transfer torque while performing a smooth linear motion in a rolling groove of a precisely ground spline shaft 11.
Further, the plunger 8 is hardly subjected to external vibrations, shocks, and the like by applying a pressurized force by the spline outer cylinder 17, and a highly accurate positioning structure can be simplified. The rotational motion of the motor 24 provided on the pump body 27 is transmitted to the ball screw 20 via the coupling 23, and the ball screw 2
The zero nut 21 drives the spline shaft 11 to realize the reciprocating linear movement of the plunger 8.

【0019】スプライン軸11の前後進により、プラン
ジャー8がポンプチャンバー7に進入、後退し、進入時
には液を押出しアウトレット導管6へ送出すことにな
る。この際、プランジャー8の前進により液より受ける
圧力をプランジャー基部81を介して荷重センサー14
に伝達し、その信号は、信号伝達ライン25を経て制御
部26に送られる。制御部26からの信号はモータ24
に送られ、モータ24の回転を制御する。
When the spline shaft 11 moves forward and backward, the plunger 8 moves into and out of the pump chamber 7, and at the time of the movement, the liquid is pushed out and sent to the outlet conduit 6. At this time, the pressure received from the liquid by the advance of the plunger 8 is applied via the plunger base 81 to the load sensor 14.
, And the signal is sent to the control unit 26 via the signal transmission line 25. The signal from the control unit 26 is
To control the rotation of the motor 24.

【0020】図1において、27のポンプ27A、27
Bは直列に接続している。これを詳述すると、ポンプ2
7Aとポンプ27Bとは、連結管60により、そのポン
プチャンバー7,7が連結されている。ポンプ27Aに
はインレット導管3を介して溶媒槽2が、ポンプ27B
には、アウトレット導管6が夫々連結されている。この
二つのポンプ27Aとポンプ27Bにおいて、夫々のプ
ランジャー8A,8Bのストローク長または径は、両ポ
ンプ27Aとポンプ27Bの夫々のプランジャー8A,
8Bの径が同じ場合には、ポンプ27Aのプランジャー
8Aのストローク長をポンプ27Bのプランジャー8B
の2倍に形成し、プランジャー8Aのプランジャー往復
運動の平均速度もプランジャー8Bのそれの2倍とす
る。また、プランジャー8Aの径がプランジャー8Bの
径の2倍に形成する場合に、プランジャー8Aの往復運
動の平均速度及びプランジャー8Aのストローク長はプ
ランジャー8Bのそれらと同じになる。
In FIG. 1, 27 pumps 27A, 27
B is connected in series. To explain this in detail, pump 2
The pump chambers 7, 7 are connected to the pump chamber 7A by a connecting pipe 60. The solvent tank 2 is connected to the pump 27A via the inlet conduit 3 and the pump 27B
Are connected to outlet conduits 6, respectively. In the two pumps 27A and 27B, the stroke length or diameter of each plunger 8A, 8B is determined by the respective plungers 8A, 8A, 8B of both pumps 27A and 27B.
8B, the stroke length of the plunger 8A of the pump 27A is
And the average speed of the reciprocating movement of the plunger 8A is twice that of the plunger 8B. When the diameter of the plunger 8A is twice as large as the diameter of the plunger 8B, the average speed of the reciprocating motion of the plunger 8A and the stroke length of the plunger 8A are the same as those of the plunger 8B.

【0021】夫々のポンプ27Aとポンプ27Bは制御
部26により、夫々モータ24により交互にプランジャ
ー8A,プランジャー8Bが作動せしめられる。一つの
プランジャー8Aにより、その作動を説明すれば、モー
タ24の回動により、カプリング23を介してボールネ
ジ20が回動される。ボールネジ20に螺合するボール
ネジナット21、これを固定する連結ユニット19によ
り、スプライン軸11が前後進せしめられる。該スプラ
イン軸11の前後進に際して、スプライン外筒17に内
蔵されるボールにより精度よく前後進が行われる。スプ
ライン軸11の前進に際しては、荷重センサー14を介
してプランジャー基部81を介してプランジャー8Aは
プランジャー固定用バネ13を弾圧しつつ前進する。
The plungers 8A and 8B of the respective pumps 27A and 27B are alternately operated by the control unit 26 by the motor 24. Explaining the operation of one plunger 8A, the rotation of the motor 24 causes the ball screw 20 to rotate via the coupling 23. The spline shaft 11 is moved forward and backward by the ball screw nut 21 screwed to the ball screw 20 and the connection unit 19 for fixing the nut. When the spline shaft 11 moves forward and backward, the ball is built in the spline outer cylinder 17 to move forward and backward with high accuracy. When the spline shaft 11 moves forward, the plunger 8A moves forward while pressing the plunger fixing spring 13 via the load sensor 14 and the plunger base 81.

【0022】この際、送液準備としてのポンプ27Aは
溶媒槽2から溶媒を吸引しておき、吸引された溶媒はプ
ランジャー8Aによりアウトレットチェックバルブ5よ
り連結管60を経てポンプ27Bのポンプヘッドのイン
レットチェックバルブ4を介してチャンバー7を通過し
て送液開始指令と同時に設定された流量で送られる。送
られた溶媒の半分は、丁度そのときに始まるポンプ27
Bの吸引動作、即ちプランジャー8Bの後進動作に吸引
される。ポンプ27Aのプランジャー8Aが吐出を終え
て吸引に入る時点から、ポンプ27Bのプランジャー8
Bが突出し始める。従って、送液中、ポンプ27Aのプ
ランジャー8Aのポンプヘッド、即ちチャンバー7内の
圧力が、吸引、吐出などの工程で変化するが、ポンプ2
7Bのプランジャー8Bのポンプヘッド、即ちチャンバ
ー7内の圧力はアウトレット導管6を介してシステムの
圧力と同じになり、各工程での圧力変動はない。
At this time, the pump 27A as a preparation for sending the liquid sucks the solvent from the solvent tank 2, and the sucked solvent is connected to the pump head of the pump 27B via the connecting pipe 60 from the outlet check valve 5 by the plunger 8A. The liquid passes through the chamber 7 via the inlet check valve 4 and is sent at the set flow rate at the same time as the liquid sending start command. Half of the solvent sent is pump 27, which just starts
It is sucked by the suction operation of B, that is, the backward movement of the plunger 8B. From the point in time when the plunger 8A of the pump 27A finishes discharging and enters suction, the plunger 8 of the pump 27B
B begins to protrude. Therefore, during the liquid feeding, the pressure in the pump head of the plunger 8A of the pump 27A, that is, the pressure in the chamber 7 changes in the steps such as suction and discharge.
The pressure in the pump head of 7B plunger 8B, i.e., chamber 7, is the same as the system pressure via outlet conduit 6, and there is no pressure fluctuation in each step.

【0023】図2に示す実施例は、並列型ダブルポンプ
配列を示したものである。該実施例においては、溶媒槽
2は夫々のインレット導管3,3を介して夫々のポンプ
27A,27Bのポンプヘッドに連通してあり、又、夫
々アウトレット導管6に連通してある。この場合、二つ
のポンプ27A,27Bは夫々交互にプランジャー8
A,8Bを作動させ、交互に突出、吸引を行う。勿論、
プランジャー径やストローク長も全く同じである。ここ
においても二つのポンプの作動工程は変わらない。
The embodiment shown in FIG. 2 shows a parallel double pump arrangement. In this embodiment, the solvent tank 2 communicates with the pump heads of the respective pumps 27A and 27B via the respective inlet conduits 3 and 3 and also communicates with the outlet conduit 6 respectively. In this case, the two pumps 27A and 27B are alternately turned on the plunger 8 respectively.
A and 8B are operated to alternately protrude and suck. Of course,
The plunger diameter and stroke length are exactly the same. Here, the operation steps of the two pumps remain unchanged.

【0024】即ち、送液準備として、各々プランジャー
ポンプは溶媒を吸引しておく。送液開始指令と同時に一
つのプランジャーポンプは設定された流量で送液を開始
する。同時に次に送液する予定のプランジャーポンプ
は、送液中のプランジャーポンプの圧力になるように予
圧動作を開始する。送液中のプランジャーポンプがフル
ストロークの送液を終了した時点で吸引動作に入り、同
時に予圧動作中のプランジャーポンプが送液を開始す
る。次に送液する予定のプランジャーポンプは、予圧動
作を開始する。以上を繰り返すことで連続送液を行う。
That is, each plunger pump sucks the solvent in preparation for liquid sending. At the same time as the liquid sending start command, one plunger pump starts liquid feeding at the set flow rate. At the same time, the next plunger pump to be fed next starts a pre-pressure operation to reach the pressure of the plunger pump during feeding. The suction operation starts when the plunger pump during liquid feeding completes the full stroke liquid feeding, and at the same time, the plunger pump during pre-pressure operation starts liquid feeding. Next, the plunger pump to be fed next starts the preload operation. By repeating the above, continuous liquid feeding is performed.

【0025】図3に示す実施例について説明すれば、チ
ャンバー7に連通して圧力センサー28を設け、信号伝
達ライン29により制御部26に連結してある。その他
の構成は図2の実施例と同じである。従って、該圧力セ
ンサー28によりポンプヘッド内部の圧力をモニタリン
グすることが出来る。この圧力を制御部26に伝達し、
モーター24を所望の如く制御する。又、一方荷重セン
サー14において、ゼロポイントがプランジャーとプラ
ンジャーシールの間の摩擦力が増加にシフトするのが圧
力センサー28のモニタリング値を参照して荷重センサ
ーのゼロポイントが自動的に調整される。この両者の互
いの補正により、ポンプの予加圧がより正確に行われ、
精密な送液が達成される。
Referring to the embodiment shown in FIG. 3, a pressure sensor 28 is provided in communication with the chamber 7 and connected to the control unit 26 by a signal transmission line 29. Other configurations are the same as the embodiment of FIG. Therefore, the pressure inside the pump head can be monitored by the pressure sensor 28. This pressure is transmitted to the control unit 26,
Control the motor 24 as desired. On the other hand, in the load sensor 14, when the zero point shifts to an increase in the frictional force between the plunger and the plunger seal, the zero point of the load sensor is automatically adjusted with reference to the monitoring value of the pressure sensor 28. You. By the mutual correction of the two, the pre-pressurization of the pump is performed more accurately,
Precise liquid delivery is achieved.

【0026】[0026]

【発明の効果】 以上述べたように本発明の請求項1に
よれば、駆動部により駆動されるプランジャーをポンプ
のチャンバーに出入自在とすると共に、プランジャー後
部に荷重センサーを設け、該荷重センサーに信号伝達ラ
インを設け、制御部を介してモーター等の駆動部に連結
させる二つ以上のポンプより成り、各信号伝達ラインを
前記制御部に連結させたので、荷重センサーを用いるこ
とにより、予加圧の終了段階が丁度「圧力上昇遅れ段階」
に重なった場合には、プランジャーシールの逃げにより
プランジャーとプランジャーシールの間の摩擦力が増加
するので、感度の高い応答信号が得られ、予加圧工程を
より精密的に制御することが出来る。従って、従来装置
による圧力上昇遅れ段階を克服し、最後の加圧工程が正
確に行われ、吐出工程が正確で、且つ指定目標値に合致
させた送液が行われる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the plunger driven by the driving unit can freely enter and exit the chamber of the pump, and the load sensor is provided at the rear part of the plunger. By providing a signal transmission line to the sensor, comprising two or more pumps connected to a drive unit such as a motor via a control unit, since each signal transmission line is connected to the control unit, by using a load sensor, The end stage of pre-pressurization is just "pressure rise delay stage"
In the case of overlap, the escape of the plunger seal increases the frictional force between the plunger and the plunger seal, resulting in a highly sensitive response signal and more precise control of the pre-pressurization process. Can be done. Therefore, the pressure rise delay stage of the conventional apparatus is overcome, the final pressurization step is performed accurately, the discharge step is performed accurately, and the liquid is supplied in accordance with the specified target value.

【0027】又、請求項2によれば、駆動部により駆動
されるプランジャーをポンプのチャンバーに出入自在と
すると共に、プランジャー後部に荷重センサーを設け、
該荷重センサーに信号伝達ラインを設ける一方、チャン
バーに流体連通させた圧力センサーを設け、両センサー
からの信号により各プランジャー作動を制御するので、
荷重センサーの吸引工程に入るときの荷重センサーのゼ
ロポイントがプランジャーとプランジャーシールの間の
摩擦力の増加にシフトしてしまう欠点を改良して、圧力
センサーの値が参照でき、信号ラインを通して荷重セン
サーのゼロポイントが自動的に調整でき、又、ポンプチ
ャンバー内の圧力が直接モニタリングでき、予加圧工程
をより正確に行える。従って正確な連続送液が達成でき
る。
According to the second aspect of the present invention, the plunger driven by the driving unit can freely enter and exit the chamber of the pump, and a load sensor is provided at the rear of the plunger.
Since a signal transmission line is provided for the load sensor, a pressure sensor is provided in fluid communication with the chamber, and the operation of each plunger is controlled by signals from both sensors.
Improving the disadvantage that the zero point of the load sensor when entering the load sensor suction process shifts to an increase in the frictional force between the plunger and the plunger seal, the value of the pressure sensor can be referred to, through the signal line The zero point of the load sensor can be automatically adjusted, and the pressure in the pump chamber can be monitored directly, so that the pre-pressurization process can be performed more accurately. Therefore, accurate continuous liquid feeding can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明一実施例概略説明図FIG. 1 is a schematic explanatory view of one embodiment of the present invention.

【図2】本発明他実施例概略説明図FIG. 2 is a schematic explanatory view of another embodiment of the present invention.

【図3】本発明他実施例概略説明図FIG. 3 is a schematic explanatory view of another embodiment of the present invention.

【図4】センサー二種の実施例比較図FIG. 4 is a comparison diagram of two examples of sensors.

【図5】本発明一実施例要部拡大縦断説明図FIG. 5 is an enlarged vertical cross-sectional explanatory view of an essential part of one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプヘッド部 7 ポンプチャンバー 8 プランジャー 9 プランジャーシール 10 バックアップリング 11 スプライン軸 17 スプライン外筒 30 プランジャーシール装着部 31 調整螺子 33 スプリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump head part 7 Pump chamber 8 Plunger 9 Plunger seal 10 Backup ring 11 Spline shaft 17 Spline outer cylinder 30 Plunger seal mounting part 31 Adjustment screw 33 Spring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H045 AA03 AA09 AA14 AA22 AA37 BA19 CA03 DA42 EA13 EA42 3H069 AA01 AA09 BB03 CC03 DD14 EE32  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H045 AA03 AA09 AA14 AA22 AA37 BA19 CA03 DA42 EA13 EA42 3H069 AA01 AA09 BB03 CC03 DD14 EE32

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動部により駆動されるプランジャーをポ
ンプのチャンバーに出入自在とすると共に、プランジャ
ー後部に荷重センサーを設け、該荷重センサーに信号伝
達ラインを設け、制御部を介してモーター等の駆動部に
連結させる二つ以上のポンプより成り、各信号伝達ライ
ンを前記制御部に連結させたことを特徴とする送液装
置。
1. A plunger driven by a driving unit can be freely moved into and out of a chamber of a pump, a load sensor is provided at a rear portion of the plunger, a signal transmission line is provided at the load sensor, and a motor or the like is provided via a control unit. A liquid transmission device comprising two or more pumps connected to the drive unit, and each signal transmission line connected to the control unit.
【請求項2】駆動部により駆動されるプランジャーをポ
ンプのチャンバーに出入自在とすると共に、プランジャ
ー後部に荷重センサーを設け、該荷重センサーに信号伝
達ラインを設ける一方、チャンバーに流体連通させた圧
力センサーを設け、両センサーからの信号により各プラ
ンジャー作動を制御することを特徴とする送液装置。
2. A plunger driven by a driving unit is freely movable into and out of a chamber of a pump, a load sensor is provided at a rear portion of the plunger, a signal transmission line is provided to the load sensor, and fluid communication is performed with the chamber. A liquid feeding device comprising a pressure sensor and controlling the operation of each plunger according to signals from both sensors.
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