JP2002531774A - ダイヤフラムポンプ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フィルタープレスや同様のユーザーユニットへの充填を行うためのダイヤフラムポンプに用いる制御装置において、ポンプ（１８）のための三相式電動駆動モーター（１６）であって、可変周波数変換器（２０）を介して電源へ接続され、前記可変周波数変換器（２０）がアナログ出力部（２２）を有していて、このアナログ出力部（２２）に、モータートルクに対応した信号が現れるごとくしたものと、標準回転数設定点調節器（３０）であって、この調節器（３０）の入力部に実際の信号がインバーター（２８）を介して送られ、また、この調節器（３０）内に、実際信号の値が小さい場合グラフの速度部分が一定の最高値に沿った形となり、実際信号のプリセット値が達成されると速度が徐々に最少値へと傾斜するという具合にモータートルクと速度との相互依存性を生むグラフが記憶されているものと、実際信号のための減衰部材（２３）とを備えているもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１前文記載のダイヤフラムポンプ用制御装置に関する。

【０００２】 ダイヤフラムポンプは各種の用途に使用可能であり、機械的にもしくは水圧、
油圧などの液圧式で操作されて、例えば、フィルタープレスや、同様のユーザー
ユニット（噴霧塔供給装置など）への充填を行う。

【０００３】 フィルタープレス（圧濾器）の場合、充填されると、受容能力が、濾過サイク
ルにおいて濾過ケーキがしだいに増える程度まで低下し、圧力も濾過ケーキの増
加と同じように上昇するので、ポンプの運転中には、この圧力上昇作用に注意を
払わねばならないが、圧力上昇時のダイヤフラムの往復動作を減少させることに
よって、予め設定されている濾過圧に到達した時点での送出量をほぼゼロへ減少
させることは一般に知られている。

【０００４】 更にまた、三相モーターなどの駆動モーターを周波数変換器を介して操作し、
送出量と、測定圧に従うポンプ操作圧とを対応させることも知られており、この
場合、ポンプとフィルタープレスの間のラインには圧力変換器を備え、圧力変換
器からの出力信号が記憶プログラム制御部へ送られる。これに対応した作動信号
が、予め設定されたプログラムに従って、記憶プログラム制御部から周波数変換
器へ送られて、駆動モーターの回転速度を、周波数変換器の出力周波数を変化さ
せることにより、圧力条件に適合させる。このようなモーターの回転速度調節に
必要となる前記の記憶プログラム制御部は比較的高価である。

【０００５】 又、ＤＥ４３３５４０３号公報からも、三相同期モーターと周波数変換器を用
いてプラスチック材料射出成形機を制御することが知られており、この構成の場
合も、射出手段に係る圧を測定し、それを用いて液圧ポンプを調節している。 而して本発明の目的は、最少限度の所要器具で作動するダイヤフラムポンプ用
制御装置を提供する点にある。

【０００６】 本発明の目的は請求項１記載の態様により達成される。 このダイヤフラムポンプは、電動式駆動モーター、特に、三相非同期モーター
により駆動される。また、駆動モーターは可変周波数変換器から給電され、一方
、可変周波数変換器は例えば５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚの電源に接続される。可
変周波数変換器には、例えば個別のモータートルクを示す電流などの信号が出現
するアナログ出力部を設ける。

【０００７】 本発明は更に、標準回転数（ｒ．ｐ．ｍ．）設定点調節器を備える。この標準
回転数設定点調節器は、一定の回転速度を予め設定するものではなく、この調節
器に記憶された設定点グラフをプリセットするものである。設定点グラフには、
まず、一定な最大速度部分を含んでいる。周波数変換器の出力部はインバーター
を介して標準回転数設定点調節器の入力部へ連結されているので、周波数変換器
出力部における小さな信号（モータートルク）が、最終的には、標準回転数設定
点調節器の入力部において大きな信号（モーター回転速度）となる。換言すると
、トルクが比較的小さい場合は、標準回転数設定点調節器が最高速度をプリセッ
トする。この値は例えば５０もしくは６０ヘルツで到達できる速度より明らかに
高い値でも良いし、また、例えば周波数１３０ヘルツに相当する回転速度にプリ
セットすることも出来る。このような速度設定点が、トルクが臨界値に達するま
で操作され、これが、ユーザーユニットの圧がプロセスの定格圧に達する操作位
相に一致する。このポイントから更に、速度設定点は、プリセットされた傾斜状
のグラフ、好ましくは直線に沿って操作される。この傾斜状グラフもしくは直線
による効果は、所望のユーザーユニット圧または所望の圧力形態が得られること
である。この圧は、フィルタープレスなどのユーザーユニットの個々の操作条件
に依存することが知られている。

【０００８】 前記した傾斜状グラフは最低速度に到達して、一定に保たれ、その値で電動モ
ーターが単に回転を続ける。この速度は例えば２．０ｒ．ｐ．ｍ．である。 本発明は更に減衰部材を備える。この減衰部材は、ダイヤフラムポンプ内で必
然的に発生し、処理されるべき信号が得られる程度まで減衰される実際信号の定
期的な変動を可能にする。

【０００９】 本発明装置の利点は、従来の周波数変換器を用いて、これに最小限度の適宜の
スイッチング要素を備えるだけで完成する点にある。外部の制御・調節手段は不
要である。特に、調節を目的とした圧力変換器は全く不要である。実際上、本発
明は、モータートルクを介してフィルタープレス内で次第に増大するスラッジ圧
に対して、容易に比例的に反応することが可能であることが確認されている。

【００１０】 以下本発明の実施例について添付図面により更に詳細に説明する。 図１に示したダイヤフラムポンプ（１８）は三相モーター（１６）により駆動
される。三相モーター（１６）は周波数変換器（２１）を介して電源に接続され
。このモーターの周波数は２ヘルツ（Ｈｚ）〜１３０ヘルツまでの間を可変とし
ている。また、インバーター（２０）（ＤＣからＡＣへの変換インバーター）で
検出されるモーター電流が判定されて、モーター（１６）のトルクの実際の信号
としてアナログ出力部（２２）に現れる。この信号は、０〜２１ミリアンペア（
ｍＡ）の間で変動する電流信号である。電流「０」は、極めて小さなトルクを意
味し、一方、最大電流は、最大トルクを意味する。

【００１１】 ポンプ（１８）が、上昇する圧を発生させるので、これに対応して出力部（２
２）の信号（の値）も上昇する。また、これに合わせて、減衰部材（２３）が実
際の信号を等化させる。実際の信号は、例えば８秒程度の濾過時間定数により減
衰させることが好ましい。また、この定数は、様々なポンプサイズに適合させる
ことが出来る。

【００１２】 実際の信号は出力部（２２）からライン２４を通ってインバーター（２８）の
入力部に送られる。前記インバーター（２８）は標準回転数設定点調節器（３０
）に連結している。

【００１３】 従って、トルクが小さい場合は高い値の信号が標準回転数設定点調節器（３０
）の入力部に出現する。この信号の場合、速度の最高値が標準回転数設定点調節
器（３０）にプリセットされ、図２の符号（９）で示した水平部分に沿った所定
レンジで一定に維持される。ユーザーユニットで圧が上がり、実際の信号での圧
増加によってそれが感知されると、標準回転数設定点調節器（３０）の出力信号
が図２のグラフにおける前記（９）に続く部分（１０）（傾斜状直線部分）に沿
って徐々に、予め設定された最低速度値（例えば２．０ｒ．ｐ．ｍ．）まで低下
させられる。この最低速度はポンプの最少流量に一致するので、（プレススイッ
チオフ圧にまで達している）最大圧力Ｐ_max をほぼ一定に保つ。

【００１４】 更に、周波数変換器（２１）は、それ自体は公知であるが、その内部に調速機
を一体的に設けており、この調速機が速度を速度設定点が決定するレベルに調節
してそれによりポンプが所要の速度で駆動されるようにしているという点にも御
留意頂きたい。この調速機は例えばＰＩＤ調速機（比例・積分・微分動作式調速
機）である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の概略を説明するブロック図である。

【図２】 図１の装置を用いてフィルタープレスに充填を行う場合の圧と速度のグラフで
ある。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルタープレスや同様のユーザーユニットへの充填を行う
   ためのダイヤフラムポンプに用いる制御装置において、 − ポンプ（１８）のための三相式電動駆動モーター（１６）であって、可変周 波数変換器（２０）を介して電源へ接続され、前記可変周波数変換器（２０） がアナログ出力部（２２）を有していて、このアナログ出力部（２２）に、モ ータートルクに対応した信号が現れるごとくしたものと、 − 標準回転数設定点調節器（３０）であって、この調節器（３０）の入力部に 実際の信号がインバーター（２８）を介して送られ、また、この調節器（３０ ）内に、実際信号の値が小さい場合グラフの速度部分が一定の最高値に沿った 形となり、実際信号のプリセット値が達成されると速度が徐々に最少値へと傾 斜するという具合にモータートルクと速度との相互依存性を生むグラフが記憶 されているものと、 − 実際信号のための減衰部材（２３） とを備えているもの。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のダイヤフラムポンプ用制御装置であって、
   グラフの傾斜部分が直線であることを特徴とするもの。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のダイヤフラム用制御装置であって
   、低めの速度値（Ｎ_min ）が標準回転数設定点調節器（３０）に記憶されており
   、低めの速度値（Ｎ_min ）が達成された場合出力信号が一定に維持されることを
   特徴とするもの。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のうち一つに記載のダイヤフラム用制御装置で
   あって、高めの速度値（Ｎ_max ）が、電源周波数より高い周波数変換器（２０）
   の周波数と一致することを特徴とするもの。
5. 【請求項５】請求項１〜４のうち一つに記載のダイヤフラムポンプ用制御装
   置であって、グラフ（１０）はプログラムすることができ、また、ポンプ用のユ
   ーザーユニットへ適合させ得ることを特徴とするもの。