JP2008127993A - ポンプの気体混入診断装置及び気体混入診断装置付きポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポンプの出口から液体や粘性流体等の流体を吐出する場合、その吐出される流体中に気体が混入しているときに、そのことを認識できるようにすること。
【解決手段】 例えば粘性流体を入口から流入させて出口から吐出するポンプの気体混入診断装置であって、出口の圧力を検出することができる出口圧力検出部と、ポンプが所定の一定回転速度ＲＣで回転するときに、出口圧力検出部によって検出して得られた測定出口圧力値ＰＸが、予め設定されている第１下限圧力ＰＬよりも小さいか否かを判定する気体混入判定手段（ステップＳ１０４）とを備え、第１下限圧力ＰＬは、出口内の流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの圧力である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えばポンプの吐出口から液体や粘性流体等の流体を連続して吐出して線引きする場合、その吐出される流体中に気体が混入していてシール線が途切れそうになったときや、途切れたときに、そのことを認識できるようにするためのポンプの気体混入診断装置及び気体混入診断装置付きポンプ装置に関する。

従来のポンプ装置の一例を、図９を参照して説明する（例えば、特許文献１参照。）。このポンプ装置１は、同図に示すように、一軸偏心ねじポンプ２を備えており、この一軸偏心ねじポンプ２は、ロータ３とステータ４とを有している。ロータ３は、雄ねじ形状であり、雌ねじ形状の内孔４ａを有するステータ４に嵌挿されている。そして、このロータ３の一端は、オルダム型偏心継手５を介して駆動軸６と連結している。この駆動軸６は、減速機付き電気モータである駆動部７によって回転駆動される。

そして、偏心継手５及び駆動軸６は、ケーシング８及びベース９内に収容されている。また、ステータ４の先端部には、ノズル１１を介してニードルノズル１２が取り付けられている。

この図９に示すポンプ装置１によれば、駆動部７が回転駆動すると、この駆動部７の回転が、駆動軸６及び偏心継手５を介して一軸偏心ねじポンプ２のロータ３に伝達されて、このロータ３を所定方向に回転させることができる。そして、このロータ３の回転によって、例えば粘性流体を入口９ａから流入させてニードルノズル１２から連続して吐出することができる。

このポンプ装置１の使用例として、例えばシール剤をニードルノズル１２から連続して吐出して、機械部品の所定範囲に線引きすることができる。
特開２００４−３６０４６９号公報

しかし、図９に示す従来のポンプ装置１では、ポンプ２内のシール剤に気体が混入している場合があると、機械部品等に線状に塗布されるシール剤が途切れる恐れがある。そして、万一、シール剤が途切れることがあると、その途切れた箇所でシール不良が発生して機械部品の品質の低下を招く。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、例えばポンプの出口から液体や粘性流体等の流体を吐出する場合、その吐出される流体中に気体が混入しているときに、そのことを認識できるようにするためのポンプの気体混入診断装置及び気体混入診断装置付きポンプ装置を提供することを目的としている。

請求項１の発明に係るポンプの気体混入診断装置は、流体を入口から流入させて出口から吐出するポンプの気体混入診断装置であって、前記出口の圧力を検出するための出口圧力検出部と、前記ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、前記出口圧力検出部によって検出して得られた測定出口圧力値が、予め設定されている第１下限圧力よりも小さいか否かを判定する気体混入判定手段とを備え、前記第１下限圧力は、前記出口内の前記流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの圧力であることを特徴とするものである。

請求項１の発明に係るポンプの気体混入診断装置によると、ポンプの出口圧力を出口圧力検出部によって検出することができる。そして、ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、出口圧力検出部によって検出して得られた測定出口圧力値が、第１下限圧力よりも小さいか否かを気体混入判定手段によって判定することができる。ここで、第１下限圧力は、ポンプ出口内の流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの圧力であるので、ポンプ出口内の流体中に許容できない程度の量の気体が混入しているか否かを診断することができる。

請求項２の発明に係るポンプの気体混入診断装置は、流体を入口から流入させて出口から吐出するポンプの気体混入診断装置であって、前記出口の圧力を経時的に検出することができる出口圧力検出部と、前記ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、前記出口圧力検出部によって所定の第１時間内で検出して得られる第１所定数の測定出口圧力値において、それらの圧力降下量が予め設定されている第１圧力降下量よりも大きいか否かを判定する気体混入判定手段とを備え、前記第１圧力降下量は、前記出口内の前記流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときに生じる圧力差であることを特徴とするものである。

請求項２の発明に係るポンプの気体混入診断装置によると、ポンプの出口圧力を出口圧力検出部によって経時的に検出することができる。そして、ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、前記出口圧力検出部によって所定の第１時間内で検出して得られた第１所定数の測定出口圧力値において、それらの圧力降下量が予め設定されている第１圧力降下量よりも大きいか否かを気体混入判定手段によって判定することができる。ここで、第１圧力降下量は、ポンプ出口内の流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときに生じる圧力差であるので、ポンプ出口内の流体中に許容できない程度の量の気体が混入しているか否かを診断することができる。

そして、第１時間内で検出して得られた第１所定数の測定出口圧力値を使用して気体混入診断を行うのは、流体中に気体が混入したときに、測定出口圧力値が低下する時間帯における測定出口圧力値を得るためであり、これによって、気体の混入を確実に認識できるようにすることができる。

請求項３の発明に係るポンプの気体混入診断装置は、流体を入口から流入させて出口から吐出するポンプの気体混入診断装置であって、前記出口の圧力を経時的に検出することができる出口圧力検出部と、前記ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、前記出口圧力検出部によって所定の第１時間内で検出して得られる第１所定数の測定出口圧力値のうち、最初に得られた測定出口圧力値、又は最大の測定出口圧力値に前記第１所定数を乗算して乗算値を算出する乗算手段と、前記第１所定数の測定出口圧力値を加算して加算値を算出する加算手段と、前記乗算値から前記加算値を減算して得られた減算値が予め設定されている第１基準値よりも大きいか否かを判定する気体混入判定手段とを備え、前記第１基準値は、前記出口内の前記流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの値であることを特徴とするものである。

請求項３の発明に係るポンプの気体混入診断装置によると、ポンプの出口圧力を出口圧力検出部によって経時的に検出することができる。そして、乗算手段は、ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、出口圧力検出部によって所定の第１時間内で検出して得られた第１所定数の測定出口圧力値のうち、最初に得られた測定出口圧力値、又は最大の測定出口圧力値にその第１所定数を乗算して乗算値を算出することができる。また、加算手段は、第１所定数の測定出口圧力値を加算して加算値を算出することができる。更に、気体混入判定手段は、その乗算値から加算値を減算して得られた減算値が第１基準値よりも大きいか否かを判定することができる。ここで、第１基準値は、ポンプ出口内の流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの値であるので、ポンプ出口内の流体中に許容できない程度の量の気体が混入しているか否かを診断することができる。そして、第１時間内で検出して得られた複数の測定出口圧力値を使用して気体混入診断を行う理由は、請求項２記載発明と同じである。

請求項４の発明に係るポンプの気体混入診断装置は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記気体混入判定手段によって、前記測定出口圧力値が前記第１下限圧力よりも小さいと判定されたとき、前記圧力降下量が前記第１圧力降下量よりも大きいと判定されたとき、又は前記減算値が前記第１基準値よりも大きいと判定されたときに、その旨の信号を生成する判定信号生成手段を備えることを特徴とするものである。

請求項４の発明に係るポンプの気体混入診断装置によると、気体混入判定手段によって、測定出口圧力値が第１下限圧力よりも小さいと判定されたとき、圧力降下量が第１圧力降下量よりも大きいと判定されたとき、又は減算値が第１基準値よりも大きいと判定されたときに、その旨の信号を判定信号生成手段が生成することができる。当該その旨の信号は、例えば注意表示や警報表示をしたり、警報音を発生させるためのものである。

請求項５の発明に係る気体混入診断装置付きポンプ装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載のポンプの気体混入診断装置を備え、前記ポンプは、雄ねじ型ロータが雌ねじ型ステータの内孔に嵌挿する一軸偏心ねじポンプであることを特徴とするものである。

請求項５の発明に係る気体混入診断装置付きポンプ装置によると、上記各発明の診断機能によって管理された状態で流体を吐出することができる。

請求項１〜第４の各発明に係るポンプの気体混入診断装置によると、ポンプ出口内の流体中に許容できない程度の量の気体が混入しているか否かを診断することができる構成としたので、例えばポンプの出口からシール剤を連続して吐出して、シール剤を機械部品の所定範囲に線引きする場合、ポンプ出口内のシール剤に気体が混入してシール線が途切れそうになったときや、途切れたときに、そのことを認識できるようにすることができる。これによって、シール剤の線引き不良を防止できるし、シール剤の線引き不良を確実に発見してその不良を修正することができる。

請求項５の発明に係る気体混入診断装置付きポンプ装置によると、上記各発明の気体混入の診断機能によって管理された状態で流体を吐出することができるので、シール剤の線引き不良を防止できるし、シール剤の線引き不良を確実に発見してその不良を修正することができる状態でポンプを使用できるようにすることができる。

以下、本発明に係るポンプの気体混入診断装置及び気体混入診断装置付きポンプ装置の第１実施形態である気体混入診断装置付きポンプ装置を、図１〜図４を参照して説明する。この気体混入診断装置付きポンプ装置１３は、図１に示す一軸偏心ねじポンプ２に対して、図２及び図３に示すポンプの気体混入診断装置１４を設けたものであり、このポンプの気体混入診断装置１４は、ポンプ２の出口空間１５内の圧力ＰＸが第１下限圧力ＰＬよりも小さくなったときに、その旨の注意表示等をして、例えば吐出されて線引きされる粘性流体が途切れないようにしたり、又は途切れたときに、オペレータに知らせることができるものである。また、この気体混入診断装置付きポンプ装置１３は、低粘度から高粘度までのいずれの流体でも、高流量精度、低脈動で移送したり充填することができるものである。

一軸偏心ねじポンプ２は、図１に示すように、回転容積型ポンプであり、ロータ３とステータ４とを備えている。ロータ３は、雄ねじ形状であり、雌ねじ形状の内孔４ａを有するステータ４に嵌挿されている。そして、このロータ３の一端は、オルダム型偏心継手５を介して駆動軸６と連結している。この駆動軸６は、減速機付き電気モータ等の駆動部７によって回転駆動される。

そして、偏心継手５及び駆動軸６は、ケーシング８及びベース９内に収容されている。また、ステータ４の先端部には、ノズル１１が取り付けられ、このノズル１１にニードルノズル１２がナット１６で取り付けられている。なお、図１に示す１７は、可撓性シールカバーである。この可撓性シールカバー１７は、略短筒形に形成され、偏心継手５を包囲するように取り付けられており、偏心継手５の摺動部分に粘性流体等の流体が接触しないようにするためのものである。

この図１に示すポンプ装置１３によれば、駆動部７が回転駆動すると、この駆動部７の回転が、駆動軸６及び偏心継手５を介して一軸偏心ねじポンプ２のロータ３に伝達されて、このロータ３を所定方向に回転させることができる。そして、ロータ３の回転によって、例えば粘性流体を入口９ａから流入させてニードルノズル１２から吐出することができる。

この入口９ａは、ベース９に設けられ、この入口９ａには、供給管（図示せず）を介して流体供給装置（図示せず）が接続している。この流体供給装置は、例えばポンプ２がニードルノズル１２から粘性流体を吐出するとき、その吐出のタイミングと同期してその吐出された粘性流体の量と同量の粘性流体を入口９ａに供給するように構成されている。

ポンプの気体混入診断装置１４は、図２に示すように、入口圧力検出部１８及び出口圧力検出部１９を備えている。この入口圧力検出部１８及び出口圧力検出部１９は、制御部２０と電気的に接続し、制御部２０には、キースイッチ等の入力操作部２１、表示部２２、スピーカ２３、ポンプ２の駆動部７、及び記憶部２４が電気的に接続している。

出口圧力検出部１９は、図１に示すように、ノズル１１に取り付けられており、ノズル１１内の出口空間１５の出口圧力を検出して出口圧力信号ＰＸを生成し、この信号を制御部２０に出力するものである。この出口圧力信号ＰＸは、制御部２０で測定出口圧力値ＰＸとして処理される。

入口圧力検出部１８は、図１に示すように、ケーシング８に取り付けられており、ケーシング８内の入口空間２５の圧力を検出して入口圧力信号ＰＹを生成し、この信号を制御部２０に出力するものである。この入口圧力信号ＰＹは、制御部２０で測定入口圧力値ＰＹとして処理され、例えば粘性流体が流体供給装置からポンプ２の入口９ａに所定の供給圧力で供給されていることを監視するために使用される。

入力操作部２１は、各種データや設定値等を入力したり、この気体混入診断装置付きポンプ装置１３を操作することができるものである。

表示部２２は、例えばディスプレーや表示灯等であり、制御部２０から出力された信号によって所定の注意表示や警報表示をしたり、点灯及び消灯するものである。スピーカ２３は、制御部２０から出力された信号によって所定の注意音や警報音等を発生するものである。

駆動部７は、制御部２０から出力された信号に基づいて、ロータ３を自動的に所定の回転速度で回転させたり、減速や増速等の速度変更をすることができる例えばサーボモータである。

図２に示す制御部２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）によって構成されており、記憶部２４等に記憶されているプログラムに従って作動して、図３等に示す各種診断処理等を行うものである。図３は、ポンプ２の気体混入診断処理の手順を示すフローチャートであり、この診断処理は、ポンプ回転速度判定部、気体混入判定部、及び判定信号生成部によって行われる。

ポンプ回転速度判定部（図３に示すステップＳ１００）は、ポンプ２の回転速度ＲＸが、気体混入の判定を行うときの回転速度ＲＣであるか否か（駆動部７が回転速度ＲＣで回転するように設定されているか否か）を判定するものである。つまり、この気体混入診断装置１４は、ポンプ２が回転速度ＲＣで回転する状態で気体混入の診断処理を行うようにしているので、ポンプ２の回転速度がＲＣであるか否かを判定するようにしている。

気体混入判定部（ステップＳ１０４）は、ポンプが所定の一定回転速度ＲＣで回転するときに、出口圧力検出部１９によって検出して得られた測定出口圧力値ＰＸが、予め設定されている第１下限圧力ＰＬよりも小さいか否かを判定するものである。この第１下限圧力ＰＬは、出口空間１５内の粘性流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの圧力である。

つまり、出口空間１５内の粘性流体中に空気等の気体が混入していると、ロータが規定の回転速度ＲＣで回転していても、ニードルノズル１２から吐出されるシール剤等の粘性流体に気体が含まれることとなり、シール剤等の流量が減少したり、規定流量だけ吐出されない状態となる。そしてこのとき、出口空間１５から比較的高圧の気体が吐出されるので、図４のＫで示すように、出口空間１５内の圧力が急激に低下することとなる。図４は、出口空間１５内の圧力ＰＸの時間的変化を示す図である。

従って、出口空間１５内の圧力を出口圧力検出部１９によって測定することによって、ニードルノズル１２から吐出されるシール剤等の粘性流体の流量を監視することができる。なお、図４において、時間Ｔ１からＴ２までの間は、ロータ３が加速されている。そして、時間Ｔ２以降の所定時間までの間は、ロータ３が所定の一定回転速度ＲＣで回転しており、シール剤等による線引き作業が行われている。

判定信号生成部（ステップＳ１０６、Ｓ１０８）は、気体混入判定部（ステップＳ１０４）によって、測定出口圧力値ＰＸが第１下限圧力ＰＬよりも小さいか否かの判定がされたとき、その旨の信号を生成するものである。

次に、上記のように構成された図１及び図２に示す気体混入診断装置付きポンプ装置１３を使用しているときに、ポンプ出口空間１５内の粘性流体中に気体が混入しているか否かの診断処理を行う手順を、図３及び図４を参照して説明する。図３は、気体混入診断処理の手順を示すフローチャートである。

今、気体混入診断装置付きポンプ装置１３を使用して、例えばシール剤をニードルノズル１２から連続して吐出して、機械部品の所定範囲に線引き作業をしているとする。まず、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが、気体混入の判定を行うときの回転速度ＲＣであるか否か（駆動部７が回転速度ＲＣで回転するように設定されているか否か）を判定する（ステップＳ１００）。そして、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが所定の回転速度ＲＣでありＹＥＳと判定されたときは、出口圧力検出部１９によって測定して得られた出口空間１５の測定出口圧力値ＰＸを順次制御部２０が読み取る（ステップＳ１０２）。次に、この読み取った測定出口圧力値ＰＸが、予め設定されている第１下限圧力ＰＬよりも小さいか否かを気体混入判定部が判定する（ステップＳ１０４）。

そして、気体混入判定部によって、測定出口圧力値ＰＸが第１下限圧力ＰＬよりも小さくＹＥＳと判定されたときは、ポンプ出口空間１５内のシール剤に気体が混入しており、線引きされるシール線が途切れそうになったり、又は途切れた状態となっていると判定する。よって、このときには、判定信号生成部は、その旨の信号を生成して（ステップＳ１０６）、例えば表示部２２のディスプレーに注意表示や警報表示をしたり、表示灯を点灯させることができ、更に、スピーカ２３で注意音や警報音を発生させることができる。これによって、上記の状態をオペレータに知らせることができるので、機械部品等のシール剤の線引き不良を防止できるし、シール剤の線引き不良を確実に発見してその不良を修正することができる。

ただし、ステップＳ１００において、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが回転速度ＲＣではなくＮＯと判定されたときは、この気体混入の診断処理を行なわず、ステップＳ１００に戻って、図３に示す上記と同様の処理を行う。

そして、ステップＳ１０４において、気体混入判定部によって、測定出口圧力値ＰＸが第１下限圧力ＰＬと同一又はそれよりも大きくＮＯと判定されたときは、例えば表示部２２のディスプレーに、シール剤等の線引き作業は正常に行われていることを表す表示等をする（ステップＳ１０８）。そして、ステップＳ１００に戻って、図３に示す上記と同様の処理を行う。

次に、本発明に係るポンプの気体混入診断装置、及びそれを備える気体混入診断装置付きポンプ装置の第２実施形態の気体混入診断装置付きポンプ装置２７を説明する。この気体混入診断装置付きポンプ装置２７は、第１実施形態と同様に、図１に示す一軸偏心ねじポンプ２に対して、図２及び図５に示すポンプの気体混入診断装置２８を設けたものである。このポンプの気体混入診断装置２８は、第１時間ＴＮ内で得られた測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最大測定出口圧力値ＰＸＨから最小測定出口圧力値ＰＸＬを減算して、この減算値（圧力降下量）が第１圧力降下量ＰＫよりも大きくなったときに、その旨の注意表示等をして、第１実施形態と同様に、例えば吐出されて線引きされる粘性流体が途切れないようにしたり、又は途切れたときに、オペレータに知らせることができるものである。

この第２実施形態と第１実施形態とが相違しているところは、制御部２０及び記憶部２４に記憶されているプログラムの内容が相違しているところである。つまり、第２実施形態の制御部２０等は、ポンプ回転速度判定部、測定値記憶部、気体混入判定部、及び判定信号生成部を備えており、これらによってポンプ２の気体混入診断処理を行うことができる。これ以外は、第１実施形態と同等であるので、同等部分の詳細な説明を省略する。

ポンプ回転速度判定部（図５に示すステップＳ２００）は、第１実施形態のものと同等のものであり、ポンプ２の回転速度ＲＸが、気体混入の判定を行うときの回転速度ＲＣであるか否か（駆動部７が回転速度ＲＣで回転するように設定されているか否か）を判定するものである。つまり、この気体混入診断装置２８は、ポンプ２が回転速度ＲＣで回転する状態で気体混入の診断処理を行うようにしているので、ポンプ２の回転速度がＲＣであるか否かを判定するようにしている。

測定値記憶部（ステップＳ２０４）は、出口圧力検出部１９によって所定の第１時間ＴＮ内で得られた第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮを記憶部２４に記憶するものである（図６参照）。つまり、記憶部２４には、第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮが記憶され、例えば新しい測定出口圧力値ＰＸ（Ｎ＋１）、ＰＸ（Ｎ＋２）、・・・が順次測定されたときは、測定出口圧力値ＰＸ１、ＰＸ２，・・・が記憶部２４から順次削除されて、記憶部２４には、第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ２〜ＰＸ（Ｎ＋１）等が記憶されるようになっている。

このように、順次測定して得られた新しい測定出口圧力値ＰＸを記憶部２４に記憶すると共に、その都度、記憶部２４に記憶されている測定出口圧力値ＰＸのうち最も古いものを削除して、記憶部２４には、最も新しい第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮが記憶されるようになっている。

そして、第１時間ＴＮ内で検出して得られた第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮを使用して気体混入診断を行うのは、粘性流体中に気体が混入したときに、測定出口圧力値ＰＸが低下する時間帯における測定出口圧力値ＰＸを得るためであり、これによって、気体の混入を確実に認識できるようにすることができる。よって、例えばこの第１所定数Ｎの測定出口圧力値ＰＸを検出する第１時間ＴＮの長さは、気体の混入が原因してその測定出口圧力値ＰＸが低下する時間の長さに応じて決定することができる。

気体混入判定部（ステップＳ２０６）は、上記のように、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最大測定出口圧力値ＰＸＨから最小測定出口圧力値ＰＸＬを減算して、その減算して得られた減算値が第１圧力降下量ＰＫよりも大きいか否かを判定するものである。この第１圧力降下量ＰＫは、出口空間１５内の粘性流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときに生じる圧力差である。そして、最大測定出口圧力値ＰＸＨは、最小測定出口圧力値ＰＸＬよりも前に記憶部２４に記憶されたものを使用するようになっており、これによって、圧力降下量を求めるようになっている。

つまり、第１実施形態と同様に、出口空間１５内の粘性流体中に空気等の気体が混入していると、図６のＫで示すように、出口空間１５内の圧力が急激に低下することとなる。図６は、出口空間１５内の圧力ＰＸの時間的変化を示す図である。

従って、順次得られるＮ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮを使用して、出口空間１５内の圧力降下量（ＰＸＨ−ＰＸＬ）を演算することによって、ニードルノズル１２から吐出されるシール剤等の粘性流体の流量減少量を監視することができる。なお、図６において、時間Ｔ１からＴ２までの間は、ロータ３が加速されている。そして、時間Ｔ２以降の所定時間までの間は、ロータ３が所定の一定回転速度ＲＣで回転しており、シール剤等による線引き作業が行われている。

判定信号生成部（ステップＳ２０８、Ｓ２１０）は、気体混入判定部（ステップＳ２０６）によって、出口空間１５内の圧力降下量（ＰＸＨ−ＰＸＬ）が第１圧力降下量ＰＫよりも大きいか否かの判定がされたとき、その旨の信号を生成するものである。

次に、上記のように構成された図１及び図２に示す気体混入診断装置付きポンプ装置２７を使用しているときに、ポンプ出口空間１５内の粘性流体中に気体が混入しているか否かの診断処理を行う手順を、図５及び図６を参照して説明する。図５は、気体混入診断処理の手順を示すフローチャートである。

今、第１実施形態と同様に、気体混入診断装置付きポンプ装置２７を使用して、例えばシール剤をニードルノズル１２から連続して吐出して、機械部品の所定範囲に線引き作業をしているとする。まず、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが、気体混入の判定を行うときの回転速度ＲＣであるか否か（駆動部７が回転速度ＲＣで回転するように設定されているか否か）を判定する（ステップＳ２００）。そして、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが所定の回転速度ＲＣでありＹＥＳと判定されたときは、出口圧力検出部１９によって測定して得られた出口空間１５の測定出口圧力値ＰＸを順次制御部２０が読み取る（ステップＳ２０２）。

次に、測定値記憶部は、出口圧力検出部１９によって所定の第１時間ＴＮ内で得られる第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮを順次記憶部２４に記憶する（ステップＳ２０４）。そして、気体混入判定部が、測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最大測定出口圧力値ＰＸＨから最小測定出口圧力値ＰＸＬを減算して、その減算して得られた減算値が第１圧力降下量ＰＫよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

そして、気体混入判定部によって、出口空間１５内の圧力降下量（ＰＸＨ−ＰＸＬ）が第１圧力降下量ＰＫよりも大きくＹＥＳと判定されたときは、ポンプ出口空間１５内のシール剤に気体が混入しているために、線引きされるシール線が途切れそうになったり、又は途切れた状態となっていると判定する。よって、このときには、判定信号生成部は、その旨の信号を生成して（ステップＳ２０８）、例えば表示部２２のディスプレーに注意表示や警報表示をしたり、表示灯を点灯させることができ、更に、スピーカ２３で注意音や警報音を発生させることができる。これによって、上記の状態をオペレータに知らせることができるので、機械部品等のシール剤の線引き不良を防止できるし、シール剤の線引き不良を確実に発見してその不良を修正することができる。

ただし、ステップＳ２００において、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが回転速度ＲＣではなくＮＯと判定されたときは、この気体混入の診断処理を行なわず、ステップＳ２００に戻って、図５に示す上記と同様の処理を行う。

そして、ステップＳ２０６において、気体混入判定部によって、出口空間１５内の圧力降下量（ＰＸＨ−ＰＸＬ）が第１圧力降下量ＰＫと同一又はそれよりも小さくＮＯと判定されたときは、例えば表示部２２のディスプレーに、シール剤等の線引き作業は正常に行われていることを表す表示等をする（ステップＳ２１０）。そして、ステップＳ２００に戻って、図５に示す上記と同様の処理を行う。

次に、本発明に係るポンプの気体混入診断装置、及びそれを備える気体混入診断装置付きポンプ装置の第３実施形態の気体混入診断装置付きポンプ装置２９を説明する。この気体混入診断装置付きポンプ装置２９は、第１実施形態と同様に、図１に示す一軸偏心ねじポンプ２に対して、図２及び図７に示すポンプの気体混入診断装置３０を設けたものである。このポンプの気体混入診断装置３０は、第１時間ＴＮ内で得られた第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮを使用して、ニードルノズル１２から吐出された気体の体積と対応する値（ＰＸ１・Ｎ−ＰＸＧ）を演算して、その気体の体積と対応する値が第１基準値ＰＪよりも大きくなったときに、その旨の注意表示等をして、第１実施形態と同様に、例えば吐出される粘性流体が途切れないようにしたり、又は途切れたときに、オペレータに知らせることができるものである。

この第３実施形態と第１実施形態とが相違しているところは、制御部２０及び記憶部２４に記憶されているプログラムの内容が相違しているところである。つまり、第３実施形態の制御部２０等は、ポンプ回転速度判定部、測定値記憶部、乗算部、加算部、気体混入判定部、及び判定信号生成部を備えており、これらによってポンプ２の気体混入診断処理を行うことができる。これ以外は、第１実施形態と同等であるので、同等部分の詳細な説明を省略する。

ポンプ回転速度判定部（図７に示すステップＳ３００）は、第１実施形態のものと同等のものであり、ポンプ２の回転速度ＲＸが、気体混入の判定を行うときの回転速度ＲＣであるか否か（駆動部７が回転速度ＲＣで回転するように設定されているか否か）を判定するものである。つまり、この気体混入診断装置３０は、ポンプ２が回転速度ＲＣで回転する状態で気体混入の診断処理を行うようにしているので、ポンプ２の回転速度がＲＣであるか否かを判定するようにしている。

測定値記憶部（ステップＳ３０４）は、第２実施形態のものと同等のものであり、出口圧力検出部１９によって所定の第１時間ＴＮ内で得られた第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮを記憶部２４に記憶するものである（図８参照）。つまり、記憶部２４には、第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮが記憶され、例えば新しい測定出口圧力値ＰＸ（Ｎ＋１）、ＰＸ（Ｎ＋２）、・・・が順次測定されたときは、測定出口圧力値ＰＸ１、ＰＸ２、・・・が記憶部２４から順次削除されて、記憶部２４には、第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ２〜ＰＸ（Ｎ＋１）等が記憶されるようになっている。

乗算部（ステップＳ３０６）は、上記のように、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最初に得られた測定出口圧力値ＰＸ１に第１所定数Ｎを乗算して乗算値ＰＸ１・Ｎを算出するものである。この乗算値ＰＸ１・Ｎは、図８に示す面積Ａと面積Ｂとの和の面積（Ａ+Ｂ）と対応している。

加算部（ステップＳ３０８）は、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮの加算値ＰＸＧを算出するものである。この加算値ＰＸＧは、図８に示す面積Ｂと対応している。

気体混入判定部（ステップＳ３１０）は、上記のようにして得られた乗算値ＰＸ１・Ｎ（面積Ａ+Ｂ）から加算値ＰＸＧ（面積Ｂ）を減算して、その減算して得られた減算値（ＰＸ１・Ｎ−ＰＸＧ）（面積Ａ）が予め設定されている第１基準値ＰＪよりも大きいか否かを判定するものである。この第１基準値ＰＪは、出口空間１５内の粘性流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの値である。

つまり、第１実施形態と同様に、出口空間１５内の粘性流体中に空気等の気体が混入していると、図８のＫで示すように、出口空間１５内の圧力が急激に低下することとなる。図８は、出口空間１５内の圧力ＰＸの時間的変化を示す図である。

従って、順次得られる出口空間１５内の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮを使用して、減算値（ＰＸ１・Ｎ−ＰＸＧ）を演算することによって、ニードルノズル１２から吐出される空気等の気体の流量を監視することができ、これによって、シール剤等の粘性流体の流量減少量を監視することができる。なお、図８において、Ｔ２までの間は、ロータ３が加速されている。そして、時間Ｔ２以降の所定時間までの間は、ロータ３が所定の一定回転速度ＲＣで回転しており、シール剤等による線引き作業が行われている。

判定信号生成部（ステップＳ３１２、Ｓ３１４）は、気体混入判定部（ステップＳ３１０）によって、減算値（ＰＸ１・Ｎ−ＰＸＧ）が第１基準値ＰＪよりも大きいか否かの判定がされたとき、その旨の信号を生成するものである。

次に、上記のように構成された図１及び図２に示す気体混入診断装置付きポンプ装置２９を使用しているときに、ポンプ出口空間１５内の粘性流体中に気体が混入しているか否かの診断処理を行う手順を、図７及び図８を参照して説明する。図７は、気体混入診断処理の手順を示すフローチャートである。

今、第１実施形態と同様に、気体混入診断装置付きポンプ装置２９を使用して、例えばシール剤をニードルノズル１２から連続して吐出して、機械部品の所定範囲に線引き作業をしているとする。まず、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが、気体混入の判定を行うときの回転速度ＲＣであるか否か（駆動部７が回転速度ＲＣで回転するように設定されているか否か）を判定する（ステップＳ３００）。そして、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが所定の回転速度ＲＣでありＹＥＳと判定されたときは、出口圧力検出部１９によって測定して得られた出口空間１５の測定出口圧力値ＰＸを順次制御部２０が読み取る（ステップＳ３０２）。

次に、測定値記憶部は、出口圧力検出部１９によって所定の第１時間ＴＮ内で得られる第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮを順次記憶部２４に記憶する（ステップＳ３０４）。そして、乗算部は、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最初に得られた測定出口圧力値ＰＸ１に第１所定数Ｎを乗算して乗算値ＰＸ１・Ｎを算出する（ステップＳ３０６）。この乗算値ＰＸ１・Ｎは、図８に示す面積（Ａ+Ｂ）と対応している。また、加算部は、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮの加算値ＰＸＧを算出する（ステップＳ３０８）。この加算値ＰＸＧは、図８に示す面積Ｂと対応している。

そして、気体混入判定部が、上記のようにして得られた乗算値ＰＸ１・Ｎ（面積Ａ+Ｂ）から加算値ＰＸＧ（面積Ｂ）を減算して、その減算して得られた減算値（ＰＸ１・Ｎ−ＰＸＧ）（面積Ａ）が予め設定されている第１基準値ＰＪよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３１０）。

そして、気体混入判定部によって、減算値（ＰＸ１・Ｎ−ＰＸＧ）（面積Ａ）が第１基準値ＰＪよりも大きくＹＥＳと判定されたときは、ポンプ出口空間１５内のシール剤に気体が混入しているために、線引きされるシール線が途切れそうになったり、又は途切れた状態となっていると判定する。よって、このときには、判定信号生成部は、その旨の信号を生成して（ステップＳ３１２）、例えば表示部２２のディスプレーに注意表示や警報表示をしたり、表示灯を点灯させることができ、更に、スピーカ２３で注意音や警報音を発生させることができる。これによって、上記の状態をオペレータに知らせることができるので、機械部品等のシール剤の線引き不良を防止できるし、シール剤の線引き不良を確実に発見してその不良を修正することができる。

このように、上記各実施形態の気体混入診断装置付きポンプ装置１３、２７、２９によると、ポンプの気体混入診断装置１４、２８、３０によって、気体混入の有無を診断して管理された状態で流体を吐出することができるので、シール剤の線引き不良を防止できるし、シール剤の線引き不良を確実に発見してその不良を修正することができ、このような状態でポンプを使用することができる。

なお、ステップＳ３００において、ポンプ回転速度判定部によって、ポンプ２の回転速度ＲＸが回転速度ＲＣではなくＮＯと判定されたときは、この気体混入の診断処理を行なわず、ステップＳ３００に戻って、図７に示す上記と同様の処理を行う。

そして、ステップＳ３１０において、気体混入判定部によって、減算値（ＰＸ１・Ｎ−ＰＸＧ）（面積Ａ）が第１基準値ＰＪと同一又はそれよりも小さくＮＯと判定されたときは、例えば表示部２２のディスプレーに、シール剤等の線引き作業は正常に行われていることを表す表示等をする（ステップＳ３１４）。そして、ステップＳ３００に戻って、図７に示す上記と同様の処理を行う。

ただし、上記第２実施形態では、図５に示す気体混入判定部（ステップＳ２０６）は、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最大測定出口圧力値ＰＸＨから最小測定出口圧力値ＰＸＬを減算して、その減算して得られた減算値（ＰＸＨ−ＰＸＬ）が第１圧力降下量ＰＫよりも大きいか否かを判定するようにしたが、これに代えて以下のようにしてもよい。

つまり、図５に示す気体混入判定部（ステップＳ２０６）は、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最初に得られた測定出口圧力値ＰＸ１から最後に得られた測定出口圧力値ＰＸＮを減算して、その減算して得られた減算値（ＰＸ１−ＰＸＮ）が第１圧力降下量ＰＫよりも大きいか否かを判定するようにしてもよい。

そして、上記第３実施形態では、図７に示す乗算部（ステップＳ３０６）は、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最初に得られた測定出口圧力値ＰＸ１に第１所定数Ｎを乗算して乗算値ＰＸ１・Ｎを算出し、気体混入判定部（ステップＳ３１０）は、この乗算値ＰＸ１・Ｎ（面積Ａ+Ｂ）から加算値ＰＸＧ（面積Ｂ）を減算して、その減算して得られた減算値（ＰＸ１・Ｎ−ＰＸＧ）が予め設定されている第１基準値ＰＪよりも大きいか否かを判定したが、これに代えて以下のようにしてもよい。

つまり、図７に示す乗算部（ステップＳ３０６）は、記憶部２４に記憶されている第１所定数Ｎ個の測定出口圧力値ＰＸ１〜ＰＸＮのうち、最大測定出口圧力値ＰＸＨに第１所定数Ｎを乗算して乗算値ＰＸＨ・Ｎを算出し、気体混入判定部（ステップＳ３１０）は、この乗算値ＰＸＨ・Ｎ（面積Ａ+Ｂ）から加算値ＰＸＧ（面積Ｂ）を減算して、その減算して得られた減算値（ＰＸＨ・Ｎ−ＰＸＧ）が予め設定されている第１基準値ＰＪよりも大きいか否かを判定するようにしてもよい。

以上のように、本発明に係るポンプの気体混入診断装置及び気体混入診断装置付きポンプ装置は、ポンプの出口から液体や粘性流体等の流体を吐出する場合、その吐出される流体中に気体が混入しているときに、そのことを認識できるようにする優れた効果を有し、このようなポンプの気体混入診断装置及び気体混入診断装置付きポンプ装置に適用するのに適している。

この発明の第１実施形態に係る気体混入診断装置付きポンプ装置を示す縦断面図である。 同第１実施形態に係る気体混入診断装置付きポンプ装置が備える気体混入診断装置のブロック図である。 同第１実施形態に係る気体混入診断装置付きポンプ装置の診断手順を示すフローチャートである。 同第１実施形態に係る気体混入診断装置付きポンプ装置の診断手順を説明するための図である。 同発明の第２実施形態に係る気体混入診断装置付きポンプ装置の診断手順を示すフローチャートである。 同第２実施形態に係る気体混入診断装置付きポンプ装置の診断手順を説明するための図である。 同発明の第３実施形態に係る気体混入診断装置付きポンプ装置の診断手順を示すフローチャートである。 同第３実施形態に係る気体混入診断装置付きポンプ装置の診断手順を説明するための図である。 従来の一軸偏心ねじポンプを示す縦断面図である。

符号の説明

１ ポンプ装置
２ 一軸偏心ねじポンプ
３ ロータ
４ ステータ
４ａ 内孔
５ 偏心継手
６ 駆動軸
７ 駆動部
８ ケーシング
９ ベース
９ａ 入口
１１ ノズル
１２ ニードルノズル
１３、２７、２９ 気体混入診断装置付きポンプ装置
１４、２８、３０ ポンプの気体混入診断装置
１５ 出口空間
１６ ナット
１７ 可撓性シールカバー
１８ 入口圧力検出部
１９ 出口圧力検出部
２０ 制御部
２１ 入力操作部
２２ 表示部
２３ スピーカ
２４ 記憶部
２５ 入口空間

Claims (5)

1. 流体を入口から流入させて出口から吐出するポンプの気体混入診断装置であって、
   前記出口の圧力を検出するための出口圧力検出部と、
   前記ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、前記出口圧力検出部によって検出して得られた測定出口圧力値が、予め設定されている第１下限圧力よりも小さいか否かを判定する気体混入判定手段とを備え、
   前記第１下限圧力は、前記出口内の前記流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの圧力であることを特徴とするポンプの気体混入診断装置。
2. 流体を入口から流入させて出口から吐出するポンプの気体混入診断装置であって、
   前記出口の圧力を経時的に検出することができる出口圧力検出部と、
   前記ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、前記出口圧力検出部によって所定の第１時間内で検出して得られる第１所定数の測定出口圧力値において、それらの圧力降下量が予め設定されている第１圧力降下量よりも大きいか否かを判定する気体混入判定手段とを備え、
   前記第１圧力降下量は、前記出口内の前記流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときに生じる圧力差であることを特徴とするポンプの気体混入診断装置。
3. 流体を入口から流入させて出口から吐出するポンプの気体混入診断装置であって、
   前記出口の圧力を経時的に検出することができる出口圧力検出部と、
   前記ポンプが所定の一定回転速度で回転するときに、前記出口圧力検出部によって所定の第１時間内で検出して得られる第１所定数の測定出口圧力値のうち、最初に得られた測定出口圧力値、又は最大の測定出口圧力値に前記第１所定数を乗算して乗算値を算出する乗算手段と、
   前記第１所定数の測定出口圧力値を加算して加算値を算出する加算手段と、
   前記乗算値から前記加算値を減算して得られた減算値が予め設定されている第１基準値よりも大きいか否かを判定する気体混入判定手段とを備え、
   前記第１基準値は、前記出口内の前記流体に許容できる最大量、又はそれに近い量の気体が混入しているときの値であることを特徴とするポンプの気体混入診断装置。
4. 前記気体混入判定手段によって、前記測定出口圧力値が前記第１下限圧力よりも小さいと判定されたとき、前記圧力降下量が前記第１圧力降下量よりも大きいと判定されたとき、又は前記減算値が前記第１基準値よりも大きいと判定されたときに、その旨の信号を生成する判定信号生成手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のポンプの気体混入診断装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のポンプの気体混入診断装置を備え、前記ポンプは、雄ねじ型ロータが雌ねじ型ステータの内孔に嵌挿する一軸偏心ねじポンプであることを特徴とする気体混入診断装置付きポンプ装置。

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