JP2004052748A

JP2004052748A - 定量搬送装置

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Publication number: JP2004052748A
Application number: JP2002345066A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kukitome; 久木留　正
Original assignee: Tacmina Corp
Current assignee: Tacmina Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP4531328B2

Abstract

【課題】定量ポンプを用いて、特に調整等を行うことなく、予め定めた吐出流量を長時間維持することが可能な定量搬送装置を提供する。
【解決手段】本発明は、流体を搬送する搬送流路３１上に定量ポンプ１１を備えた定量搬送装置１０であって、前記定量ポンプ１１の下流側の前記搬送流路３１上に吐出量チェッカ１２が設けられ、前記吐出量チェッカ１２の下流側の前記搬送流路３１上に定圧弁１３が設けられており、前記吐出量チェッカ１２の検知信号に基づいて、前記定量ポンプ１１の駆動状態が制御されることを特徴としている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を搬送する搬送流路上に定量ポンプを備えた定量搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学薬品や薬剤等を搬送して種々の化学製品等を製造する化学・薬品等の分野においては、強酸性あるいは強アルカリ性の流体を定量的に搬送させる必要性が高く、かかる定量搬送を実現するために、従来から、種々の定量ポンプが用いられている。
【０００３】
かかる定量ポンプとしては、例えば、ダイヤフラム等を駆動（往復動）させて流体を搬送させる、ダイヤフラム式往復動ポンプ（以下、単に「往復動ポンプ」という。）が知られている。
このようにダイヤフラムを用いて構成された往復動ポンプは、モータ等の駆動手段で得られる回転運動をカムを介して直線往復運動に変換し、この直線往復運動にてダイヤフラムを駆動させるべく構成されている。
【０００４】
上記往復動ポンプは、ダイヤフラムの往復動に基づいて流体の搬送処理を行うわけであるが、その際には、ダイヤフラムが往動することによってポンプヘッド部内の流体が加圧されて押し出され（往動工程）、ダイヤフラムが復動することによってポンプヘッド部内が減圧されて流体が引き込まれる（復動工程）。
【０００５】
そして、従来技術にかかる往復動ポンプは、比較的細かい往動工程と復動工程とを所定時間に所定回数繰り返すことによって、全体として定量搬送を可能としている。すなわち、流体の搬送流路上に上記往復動ポンプを設け、基本的に、この往復動ポンプのみを用いて定量搬送装置を構成して、流体の定量搬送を実現している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にかかる定量搬送装置においては、次のような問題があった。
【０００７】
上述した従来技術にかかる定量ポンプは、基本的に、電源装置等から供給される駆動信号（パルス数等）によって、その吐出流量等が設定されている。つまり、駆動信号（パルス数等）と吐出流量との間には、一定の条件下にて所定の関係が成り立つため、この条件を考慮した上で、吐出流量（パルス数等）が定められている。
【０００８】
しかし、実際に定量ポンプを駆動させる場合においては、その上流側あるいは下流側にて（特に下流側にて）、当初考慮していた「一定の条件」が崩れる可能性もあるため、予め定められていた吐出流量を、長時間維持することが困難であるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、定量ポンプを用いて、特に調整等を行うことなく、予め定めた吐出流量を長時間維持することが可能な定量搬送装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術を解決するためになされたもので、流体を搬送する搬送流路上に定量ポンプを備えた定量搬送装置であって、前記定量ポンプの下流側の前記搬送流路上に吐出量チェッカが設けられ、前記吐出量チェッカの下流側の前記搬送流路上に定圧弁が設けられており、前記吐出量チェッカの検知信号に基づいて、前記定量ポンプの駆動状態が制御されることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、予め定められた設定に基づいて前記定量ポンプが駆動させられ、その駆動時の流体吐出量が前記吐出量チェッカにて検知されて、その検知信号を用いて前記定量ポンプの駆動状態が制御されるため、つまり、前記定量ポンプの設定状態のみに依存するのではなく、前記吐出量チェッカを用いて、前記定量ポンプを適切に制御しているので、予め定めた吐出流量を長時間維持することが可能となる。
さらに、このような構成によれば、前記定量ポンプおよび前記吐出量チェッカの下流側に前記定圧弁が設けられているため、前記定圧弁の下流側（流体使用側）にて流量変動等の条件変化（定圧弁の設定値以下の条件変化）が生じたとしても、前記定圧弁の上流側における前記搬送流路中の流体圧力の変動が抑えられる。したがって、前記定量ポンプおよび前記吐出量チェッカが適切に機能して、所定の吐出流量（吐出圧力）をより高い精度にて維持することができる。
【００１２】
また、本発明は、流体を搬送する搬送流路上に定量ポンプを備えた定量搬送装置であって、前記定量ポンプの下流側に吐出量チェッカが設けられ、前記吐出量チェッカの下流側に定圧弁が設けられており、前記吐出量チェッカの検知信号に基づいて、前記定量ポンプの駆動状態が制御されることを特徴としている。すなわち、本発明においては、これらの構成要素を用いて、定量搬送装置が一体的に構成されていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、搬送流路を介することなく、各要素が一体的に構成されているため、例えば、配管圧損等の影響無しに吐出量チェッカにて正確な吐出量を測定可能である。したがって、定量ポンプにおける実吐出量を、より高精度に制御することが可能となる。
【００１４】
また、本発明にかかる定量搬送装置においては、前記定量ポンプが往復動ポンプであって、その可動部のストローク長が一定に設定されており、前記検知信号に基づいて、前記可動部のストローク回数が制御される構成が好ましい。
【００１５】
この好ましい構成によれば、前記可動部のストローク長が一定（例えば１００％）に設定されているので、定量ポンプにおける吐出条件を安定化させて、その下流側に設けられた吐出量チェッカの測定精度を高めることができる。つまり、この吐出量チェッカの測定精度を高めることによって、より高精度にて、定量搬送装置を用いて搬送される搬送流体の吐出量を調整可能となる。
【００１６】
また、本発明にかかる定量搬送装置においては、前記定量ポンプが往復動ポンプであって、その可動部が、ダイヤフラム、プランジャ、およびベローズの少なくとも一つを用いて構成されている構成が好ましい。
【００１７】
また、本発明にかかる定量搬送装置においては、前記定圧弁が、搬送される流体に接すべく設けられたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを前記流体側に付勢すべく設けられた付勢手段とを用いて構成されていることが好ましい。
【００１８】
この好ましい構成によれば、前記定圧弁がダンパ機能を有することとなるため、前記定量ポンプの吐出時における脈動を軽減することができる。そして、この脈動軽減に起因して、吐出流量を制御する際の制御性も向上する。
【００１９】
また、本発明にかかる定量搬送装置においては、前記定量ポンプにおける吐出量信号に基づき、前記定量ポンプにおける実吐出量を表示する表示手段が設けられている構成が好ましい。
【００２０】
また、本発明にかかる定量搬送装置においては、前記定量ポンプにおける実吐出量および目標吐出量から得られる実偏差値と、予め設定された所定偏差値とに基づき、警報を発する偏差警報手段が設けられている構成が好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態にかかる定量搬送装置の概略図を示したものである。本実施形態にかかる定量搬送装置１０は、図１に示すように、定量ポンプ１１、吐出量チェッカ１２、および定圧弁１３を用いて構成されている。
【００２３】
より具体的には、定量搬送装置１０は、流体の供給源たる貯留タンク２１と、流体の使用箇所に連通する配管部２２との間に設けられた搬送流路３１上に設けられている。そして、定量ポンプ１１の下流側の搬送流路３１上に吐出量チェッカ１２が設けられ、吐出量チェッカ１２の下流側の搬送流路３１上に定圧弁１３が設けられている。
【００２４】
定量搬送装置１０を成す定量ポンプ１１は、予め定められた設定値となるべく、ダイヤフラム等を往復動させて、一定量を吐出すべく構成されている。すなわち、本実施形態にかかる定量ポンプ１１は、予め設定された吐出流量を実現すべく、計算しながら駆動状態（吐出流量に即したストローク回数、ストローク長等）を定めている。したがって、通常の運転状態においては、上記定量ポンプ１１のみを用いて、流体を一定量だけ吐出搬送することが可能である。
【００２５】
しかしながら、このように構成された定量ポンプであっても、運転状態の変化等によって、吐出流量が変動することがある。その要因としては、配管部２２（あるいは配管部２２の下流側における流体使用箇所）の圧力変動、気温差等による運転条件の変動等があげられる。また、定量ポンプにおける電圧変動によっても、吐出流量が変動することがある。
【００２６】
そこで、本実施形態においては、上記のような圧力変動等の影響による定量ポンプ１１の吐出量変動を防止すべく、定量ポンプ１１の下流側に、吐出量チェッカ１２および定圧弁１３を設けて、定量搬送装置１０が構成されている。
【００２７】
図１に示すように、この定量搬送装置１０においては、定量ポンプ１１と、その下流側に設けられた吐出量チェッカ１２とが、制御配線４１を介して電気的に接続されている。
【００２８】
吐出量チェッカ１２は、定量ポンプ１１にて搬送される流体の実吐出量の測定、目標吐出量（設定値）と実測吐出量との比較・演算処理等を行い、この演算処理結果に基づいて、前記定量ポンプ１１のストローク数等を調整すべく構成されている。
より具体的には、本実施形態においては、定量ポンプ１１の運転条件として、ストローク長は一定（例えば、１００％）に定められており、この運転条件にて搬送される流体の吐出量を検知（監視）すべく、吐出量チェッカ１２が設けられている。この際、定量ポンプ１１に対する設定値が、吐出量チェッカ１２においても認識されており、吐出量チェッカ１２は、搬送流体の実測値（検知信号）と設定値とを比較して演算処理し、その演算結果に基づいて、ストローク数を自動補正すべく構成されている。
【００２９】
また、本実施形態にかかる定量搬送装置１０においては、吐出量チェッカ１２のさらに下流側に定圧弁１３が設けられている。つまり、定量ポンプ１１の実際の吐出量を検出している吐出量チェッカ１２の下流側に定圧弁１３が設けられているため、配管部２２等における圧力変動等の影響が抑えられる。
本実施形態にて用いられている定圧弁１３は、例えば、搬送流体と接すべく設けられたダイヤフラムと、このダイヤフラムに所定の圧力を付加すべく設けられた付勢手段（圧縮コイルばね、板ばね等）等とを用いて構成されており、この付勢手段を調整することによって（例えば、圧縮コイルばねの長さ（縮み長さ）等を調整することによって）、定圧弁における規制圧力が定められる。
本実施形態によれば、上記のように、定圧弁がダイヤフラムと付勢手段等とを用いて構成されており、かかる構成に基づいて定圧弁がダンパ機能を有することとなるため、定量ポンプ１１の吐出時における脈動を軽減することが可能となって、この脈動軽減に起因して、吐出流量を制御する際の制御性も向上する。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態においては、定量ポンプ１１の下流側に吐出量チェッカ１２が設けられ、吐出量チェッカ１２の下流側に定圧弁１３が設けられており、吐出量チェッカ１２の検知信号に基づいて、定量ポンプ１１の駆動状態が制御される。つまり、本実施形態にかかる定量搬送装置１０においては、予め設定された吐出量を定量ポンプ１１によって実現すべく、吐出量チェッカ１２を用いて、定量ポンプ１１のストローク回数が制御される。また、吐出量チェッカ１２の下流側に定圧弁１３を設けることによって、配管部２２等およびその下流側における変動条件の影響を抑えて、定量ポンプ１１の吐出条件を安定化させている。
【００３１】
したがって、本実施形態にかかる定量搬送装置１０によれば、定量ポンプ１１の設定状態のみに依存するのではなく、吐出量チェッカ１２を用いて、定量ポンプ１１を適切に制御し、予め定めた吐出流量を長時間維持することが可能となる。また、吐出量チェッカ１２の下流側に定圧弁１３が設けられているため、定圧弁１３の上流側の圧力変動が抑えられ、定量ポンプ１１および吐出量チェッカ１２を適切に機能させ、所定の吐出流量（吐出圧力）をより高い精度にて維持することができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００３３】
例えば、上記実施形態においては、吐出量チェッカ１２が、演算処理等を行って、実質的に定量ポンプ１１を制御する構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて所定の制御装置等を設けて、定量ポンプ１１を制御してもよい。つまり、吐出量チェッカと定量ポンプ１１との間の制御配線４１上に制御装置を設け、吐出量チェッカとしては、単に吐出量の測定のみを行う簡易な構成を有するものを用いてもよい。このような構成によれば、従来から使用されている吐出量チェッカを用いて、本発明にかかる定量搬送装置を容易に得ることができる。
【００３４】
また、上記実施形態においては、定量ポンプ１１の構成については特に説明しなかったが、その可動部が往復動することによって流体を搬送可能であれば（往復動ポンプであれば）、本発明にかかる定量ポンプ１１は何らかの構成に限定されない。したがって、例えば、ダイヤフラム、プランジャ、あるいはベローズ等を可動部として構成された往復動ポンプであれば、いずれであっても本発明にかかる定量搬送装置を構成可能である。
【００３５】
また、上記実施形態においては、定量搬送装置１０が、定量ポンプ１１、吐出量チェッカ１２、および定圧弁１３を用いて構成される場合について説明したが、本発明は、この構成に限定されず、最低限これらの要素を有するものであれば、他の要素をさらに追加して、定量搬送装置を構成してもよい。
したがって、例えば、図２に示すように、外部出力装置１４を追加して、定量搬送装置１０’を構成してもよい。ここで、外部出力装置１４は、例えば、定量ポンプ１１にて吐出されている搬送流体の実吐出量を表示するための表示部（図示省略）、および実吐出量と目標吐出量との「ずれ」が所定値を超えた場合に警報を発する偏差警報部（図示省略）等を有すべく構成されている。
【００３６】
図２に示すような構成においては、制御配線４１を介して得られる吐出力チェッカ１２からの制御信号に基づいて定量ポンプ１１が駆動させられ、この定量ポンプ１１にて測定演算された実吐出量（吐出量信号）が、出力信号配線４２を介して外部出力装置１４に送られる。この外部出力装置１４を成す表示部（本発明の「表示手段」に相当）においては、吐出量信号に基づいて、定量ポンプ１１における実吐出量が表示される。すなわち、ユーザは、この外部出力装置１４の表示部を見知することによって、定量ポンプ１１の実吐出量を容易に把握することができる。
また、本実施形態においては、出力信号配線４２を介して、０−２０ｍＡあるいは４−２０ｍＡの出力信号（アナログ信号）が送られ、この出力信号に基づいて、表示部に実吐出量が表示される。ただし、本実施形態は、この構成に限定されず、必要に応じて、定量ポンプ１１から得られるデジタル信号に基づいて実吐出量が表示される。
【００３７】
さらに、図２に示す実施形態においては、上記のようにして定量ポンプ１１の吐出量を実測している特性を生かし、実吐出量と目標吐出量との「ずれ」が、予め設定した値を超えた場合には、警報を発するべく構成されている。例えば、定量ポンプ１１に目標吐出量および所定偏差値（例えば１〜２０％）を設定し（記憶させ）、定量ポンプ１１内にて、実吐出量と目標吐出量とに基づき実偏差値を演算し、この実偏差値が所定偏差値を超えた場合に、出力信号配線４３を介して、定量ポンプ１１から外部出力装置１４に対して偏差警報信号が送られる。そして、本実施形態においては、この偏差警報信号に基づいて、外部出力装置１４を成す偏差警報部（本発明の「偏差警報手段」に相当）にて、警報が発せられる。なお、偏差警報部としては、例えば、ランプ等の発光手段を用いて構成されたもの、スピーカ等の音響手段を用いて構成されたもの、あるいはこれらの発光手段および音響手段の両方を用いて構成されたもの等があげられる。
【００３８】
なお、この図２においては、吐出量信号と偏差警報信号とが異なる出力信号配線を介して、外部出力装置１４に送信される場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、吐出量信号のみが外部出力装置１４に送信されるような構成でもよい。かかる場合には、外部出力装置１４内に、目標吐出量および所定偏差値等を記憶させ、吐出量信号に基づいて、実偏差値等の演算、および所定偏差値と実偏差値との比較演算等を行い、これらの演算結果に基づき、偏差警報部において警報を発生させる。
【００３９】
また、図２においては、表示部と偏差警報部とが外部出力装置１４に設けられている場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、必要に応じて、それぞれ別体として（すなわち、表示装置、偏差警報装置として）もよい。
【００４０】
さらに、上記各実施形態にかかる定量搬送装置においては、搬送流路３１上に、定量ポンプ１１、吐出量チェッカ１２、および定圧弁１３がそれぞれ別体として設けられる場合について説明したが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、必要に応じて、二つ以上の要素が一体的に構成されてもよい。
【００４１】
したがって、例えば、図３に示すように、全ての要素が一体的に構成されて、定量搬送装置１０”が構成されてもよい。図３に示した定量搬送装置１０”によれば、定量ポンプ１１における搬送流体の吐出口に吐出量チェッカ１２が接続され、吐出量チェッカ１２の下流側に定圧弁１３が接続され、定圧弁１３と対向すべくリリーフ弁１５が設けられている。すなわち、本実施形態においては、一体的に構成された定量搬送装置１０”が、搬送流路３１上に設けられている。
【００４２】
この図３に示すような定量搬送装置１０”によれば、搬送流路を介することなく、各要素が一体的に構成されているため、例えば、配管圧損等の影響無しに吐出量チェッカ１２にて正確な吐出量を測定可能である。したがって、定量ポンプ１１における実吐出量を、より高精度に制御することが可能となる。
【００４３】
また、図４は、図３にて示された定量搬送装置１０”を構成する定圧弁１３の拡大断面図を示したものである。
この図４によれば、本実施形態にかかる定圧弁１３は、搬送流路３１に連通している流路３２，３３に接するダイヤフラム１３１と、このダイヤフラム１３１に付勢力を付加している圧縮コイルばね１３２と、ダイヤフラム１３１と圧縮コイルばね１３２との間に設けられたばねガイド１３３と、圧縮コイルばね１３２をばねガイド１３３側に押さえ付けるばね押さえ１３４等とを用いて構成されている。
本実施形態にかかる定圧弁１３によれば、ばね押さえ１３４にて圧縮コイルばね１３２の縮み量等を調整することによって、定圧弁１３における所定圧力を設定する。そして、所定圧力以上の圧力にて搬送流体が流路３２から流入することによって、ダイヤフラム１３１が矢印Ｘ方向に撓み、適切な流体搬送が実施される。
【００４４】
なお、ここでは、リリーフ弁１５の構造についての詳細な説明は省略したが、リリーフ弁１５としては、例えば、定圧弁１３と同様の構成のものを用いることが可能である。このような場合には、調整ボルトによって、リリーフ弁１５の方の設定圧力を定圧弁１３よりも大きく設定することによって、定圧弁１３の設定圧力以上であってリリーフ弁１５の設定圧力未満の圧力を有する流体であれば、適切に搬送させることが可能となり、リリーフ弁１５の設定圧力以上の圧力を有する流体であれば、リリーフ弁１５に設けられたリリーフ配管（図示省略）を介して、適切に搬送流路３１外に排出することが可能となる。このような構成のリリーフ弁１５を設ければ、設定値以上の圧力の流体が搬送された場合であっても、適切に配管の保護等を行うことができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、流体を搬送する搬送流路上に定量ポンプを備えた定量搬送装置であって、前記定量ポンプの下流側の前記搬送流路上に吐出量チェッカが設けられ、前記吐出量チェッカの下流側の前記搬送流路上に定圧弁が設けられており、前記吐出量チェッカの検知信号に基づいて、前記定量ポンプの駆動状態が制御されるべく構成されている。
したがって、本発明によれば、定圧弁にて下流側の影響を抑えつつ、吐出量チェッカにて定量ポンプを適切に制御可能であるため、特に調整等を行うことなく、自動的に予め定めた吐出流量を長時間維持することが可能な、定量搬送装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる定量搬送装置の概略図を示したものである。
【図２】本発明の他の実施形態にかかる定量搬送装置の概略図を示したものである。
【図３】本発明の他の実施形態にかかる一体的に構成された定量搬送装置の概略図を示したものである。
【図４】図３に示された定量搬送装置を成す定圧弁の拡大断面図を示したものである。
【符号の説明】
１０，１０’，１０”…定量搬送装置
１１…定量ポンプ（往復動ポンプ）
１２…吐出量チェッカ
１３…定圧弁
１４…外部出力装置
１５…リリーフ弁
２１…貯留タンク
２２…配管部
３１…搬送流路
３２，３３…流路
４１…制御配線
４２，４３…出力信号配線
１３１…ダイヤフラム
１３２…圧縮コイルばね
１３３…ばねガイド
１３４…ばね押さえ

Claims

流体を搬送する搬送流路上に定量ポンプを備えた定量搬送装置であって、
前記定量ポンプの下流側の前記搬送流路上に吐出量チェッカが設けられ、前記吐出量チェッカの下流側の前記搬送流路上に定圧弁が設けられており、
前記吐出量チェッカの検知信号に基づいて、前記定量ポンプの駆動状態が制御されることを特徴とする定量搬送装置。
流体を搬送する搬送流路上に定量ポンプを備えた定量搬送装置であって、
前記定量ポンプの下流側に吐出量チェッカが設けられ、前記吐出量チェッカの下流側に定圧弁が設けられており、
前記吐出量チェッカの検知信号に基づいて、前記定量ポンプの駆動状態が制御されることを特徴とする定量搬送装置。
前記定量ポンプが往復動ポンプであって、その可動部のストローク長が一定に設定されており、前記検知信号に基づいて、前記可動部のストローク回数が制御される請求項１または２に記載の定量搬送装置。
前記定量ポンプが往復動ポンプであって、その可動部が、ダイヤフラム、プランジャ、およびベローズの少なくとも一つを用いて構成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の定量搬送装置。
前記定圧弁が、搬送される流体に接すべく設けられたダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを前記流体側に付勢すべく設けられた付勢手段とを用いて構成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の定量搬送装置。
前記定量ポンプにおける吐出量信号に基づき、前記定量ポンプにおける実吐出量を表示する表示手段が設けられている請求項１から５のいずれか１項に記載の定量搬送装置。
前記定量ポンプにおける実吐出量および目標吐出量から得られる実偏差値と、予め設定された所定偏差値とに基づき、警報を発する偏差警報手段が設けられている請求項１から６のいずれか１項に記載の定量搬送装置。