JP2010264442A - 流体を混合する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経済的で、確実な混合結果が得られる流体の混合方法、装置を提供する。
【解決手段】少なくとも２つの流体１，２がポンプ圧により吸込管８，９を経て吸い込まれ、ポンプの送りストロークにより、１つの搬送管５に送られると、流体１，２が１台の容積形ポンプ６のポンプヘッドで混合され、ポンプの駆動装置７が、混合される流体１，２の割合に従い、駆動装置７の吸込ストロークを分割する。吸込ストロークの間、流体１，２は、吸込管８，９を経て次々にポンプヘッドに吸い込まれ、ポンプヘッドで混合された流体１，２は、その後のポンプ送りストローク中に搬送管５に排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプ力により１つの吸込管を経て吸い込まれ、ポンプ送りストロークにより搬送管に送られる、少なくとも２つの流体を混合する方法に関する。

本発明は、また、上記流体混合方法を実施する装置に関する。

前記流体は気体及び／又は液体で、しばしば一の流体を他の流体と確実に混合することが必要とされる。

このため、操作は、通常、２つの流体をポンプ圧によって１つの吸込管を経て吸い込み、ポンプ送りストロークによって搬送管に排出するように行われる。

各流体には１つの吸込管を経て関係する流体に吸込側で接続される専用のポンプが割り当てられ、各ポンプの吐出管は１つの共通する搬送管に接続される。

公知の方法では、流体は、ポンプの吐出側において、即ち、ポンプ吐出管が共通する搬送管に開口するとき、しかるべく混合される。

流体を混合するこの種の公知の方法においては、確かに搬送管内で満足できる混合結果が得られるが、それにもかかわらず、構造上の経費がかさむという不都合があり、特に２以上の流体を混合する場合に問題となる。これは各流体についても専用の吐出ポンプが必要になるからである。

したがって、本発明は、上記の不都合を解消するため、より経済的に実施することができ、且つ、より確実な混合結果を得ることができるタイプの方法を提供することを目的とする。

さらに、この方法を実施する、低コストの装置を提供することを目的とする。

これらの目的は、請求項１に記載の発明によって達成される。請求項１の有利な実施態様は、請求項２以下に記載する。

本発明が提供する装置の特徴は、請求項７に記載する。この装置の有利な実施態様は、請求項８以下に記載する。

本発明による方法は、１台の容積形ポンプ（ａ ｓｉｎｇｌｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｅｎｔ ｐｕｍｐ）のポンプヘッドにおいて流体を混合する考え方、即ち、混合される流体の割合に応じて、前記ポンプの吸込ストローク又はポンプ駆動装置の回転角がそれぞれのセクションに分割され、前記吸込ストローク中流体はそれぞれの吸込管を経てポンプヘッドに吸込され、ポンプヘッドで混合された流体はその後のポンプ送りストローク中に搬送管に排出されるように、ポンプ駆動装置が制御される、という構想に基づいている。

この手順によれば、流体の確実な混合が用意された容積形ポンプのポンプヘッドにおいて生じ、さらに十分に混合された流体をポンプの送りストロークによって搬送管に排出することが驚くほど単純な方法で確実に行われる。

ポンプ駆動装置の制御装置に関する1つの改良点は、ポンプ吸込ストロークを開始する際、最初の流体の吸込管の弁は開かれ、流体はポンプヘッドに吸い込こまれ、その後、ポンプ駆動装置が所定の回転角に達したとき、最初の吸込管の弁が閉じられ、他の少なくとも１つの吸込管の弁が開かれ、且つ、他の少なくとも１つの流体が吸込ストロークの最後までポンプヘッドに吸い込まれるように、ポンプ駆動装置の制御装置が前記吸込管に設けられた弁に作用することである。

本発明の更なる改良点は、流体の混合割合に従って計算されるポンプ駆動装置の回転角を分割することである。その結果、駆動制御装置を介して流体の混合割合を設定することが単純な方法によって可能になる。

各回転角に達したとき、ポンプ駆動装置は、吸込管の弁の切り替えのために停止する。

流体の混合割合の設定に関して、その操作は駆動制御装置により行われる。

最後に、流体混合の流量を駆動速度によって設定されることは本発明の範囲内にある。

記載された方法を実施するために本発明によって提供される装置は、混合される少なくとも２つの流体の吸込管がそれぞれ弁を有しており、その吸込管が容積形ポンプのポンプヘッドに接続され、その駆動制御装置が弁を切り替えることを特徴とする。

前記容積形ポンプの駆動装置が非常に強力である場合、特別な効果をもたらす。これはサーボモータ、より正確には、永久励起の三相同期サーボモータである。

同様の効果は、本発明に従い、前記容積形ポンプがダイアフラムポンプである場合にもたらされる。

本発明の実施例に係る混合装置を概略的に示す図。

図１に示すように、容器３，４に別個に収容された２つの流体１，２は、後に説明するポンプ内で混合され、その後、共通の搬送管５に搬送される。

そのポンプは、例えばダイアフラムポンプである容積形ポンプ６であり、このダイアフラムポンプは、制御装置を含む非常に強力な駆動装置７を備える。駆動装置７は３６０度の回転角を有する。駆動装置７の回転角は、ポンプ吸込ストローク中の部分と、ポンプ送りストローク中の部分とからなる。

混合された流体１，２を受け入れる搬送管５は、ポンプ６の吐出側に接続されている。他方、流体１，２に接続され、弁１０，１１によって開閉される吸込管８，９は、ポンプ６の吸込側に接続されている。弁１０，１１は、ポンプ６の駆動装置７又はその制御装置に接続された制御装置１２，１３を備える。

駆動装置７又はその制御装置は、混合される流体１，２の割合に従って、ポンプ６の吸込ストロークが個々のセクションに分割、すなわち対応して分割された駆動装置７の回転角により分割され、前記吸込ストローク中流体１，２が吸込管８，９を経て順次ポンプヘッドに吸い込まれるように、弁１０，１１を正確に切り替える。ポンプヘッドで混合された流体１，２は、ポンプ６のその後の送りストローク中に搬送管５に排出される。

したがって、駆動装置７の制御装置は、混合される流体１，２の吸込管８，９の弁１０，１１に対して、ポンプの吸込ストロークの初めに第１の流体１の吸込管８の弁１０を開き、その後、所定の回転角に達したとき、第１の吸込管８の弁１０を閉じ、第２の吸込管９の弁１１を開き、吸込ストロークの終了まで第２の流体２がポンプヘッドに吸い込まれるように作用する。ポンプ駆動装置７の回転角は、適正な計算による流体１，２の混合割合に従って分割される。

各回転角のセクションに達したとき、駆動装置７は、吸込管８，９の弁１０，１１を切り替えるように停止する。

したがって、説明した方法及び／又は装置によって、容積形ポンプのポンプヘッドにおいて２以上の流体を単純な方法で混合することが可能になる。このため、２つの流体１，２の割合に従って、ポンプ６の吸込ストロークは分割、すなわち対応して分割されたポンプ駆動装置７の回転角により分割される。ここで、流体１の弁１０は、ポンプ６の吸込ストロークの前死点において開口され、その結果、流体１は吸込管８を経てポンプヘッドに吸い込まれる。計算された回転角に達したとき、駆動装置７が停止し、弁１０，１１が切り替えられる。即ち、弁１０が閉じて、弁１１が開く。次いで、ポンプ６は、吸込ストロークの第２のセクション中開口された吸込管９を経て流体２をポンプヘッドに吸い込む。その後、ポンプ６の吸込ストロークの後死点において、弁１１は閉じる。駆動装置７が再スタートした後、ポンプ６は混合した流体を搬送管５に排出する。

１，２ 流体
３，４ 容器
５ 搬送管
６ ポンプ
７ ポンプの駆動装置
８，９ 吸込管
１０，１１ 弁
１２，１３ 弁の制御装置

Claims (9)

1. ポンプ力により１つの吸込管を経て吸い込まれ、ポンプ送りストロークにより搬送管（５）に送られる少なくとも２つの流体（１，２）を混合する方法であって、前記流体（１，２）は容積形ポンプのポンプヘッドで混合され、
   ポンプ駆動装置（７）は、混合される流体（１，２）の割合に従って、前記吸込ストローク中前記ポンプ駆動装置（７）の回転角が個々のセクションに分割され、前記吸込ストローク中前記流体（１，２）が前記吸込管（８，９）を経て次々に前記ポンプヘッドに吸い込まれるように制御され、前記ポンプヘッドで混合された流体（１，２）はその後のポンプ送りストローク中に搬送管に排出される、流体混合方法。
2. 前記ポンプ駆動装置（７）の制御装置は、ポンプ吸込ストロークの開始時に第１の流体（１）の吸込管（８）に設けられた弁（１０）を開き、前記流体（１）がポンプヘッドに吸い込まれ、その後、所定の回転角に達したとき、第１吸込管（８）の弁（１０）を閉じ、少なくとも１つの他の吸込管（９）の弁（１１）を開き、少なくとも１つの他の流体（２）が吸込ストロークの終了までポンヘッド中に吸い込まれるように、混合される流体（１，２）の前記吸込管（８，９）に設けられた弁（１０，１１）に作用する、請求項１に記載の流体混合方法。
3. 前記ポンプ駆動装置（７）の回転角の分割は流体（１，２）の混合割合に従って計算される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 各回転角のセクションに到達したとき、前記ポンプ駆動装置（７）は吸込管（８，９）の弁（１０，１１）を切り替えるように停止する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の流体混合方法。
5. 前記流体（１，２）の混合割合が前記駆動制御装置を経て設定される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の流体混合方法。
6. 流体混合の流量が駆動速度によって設定される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の流体混合方法。
7. 混合される少なくとも２つの流体（１，２）の吸込管（８，９）が弁（１０，１１）を備え、該吸込管が容積形ポンプ（６）のポンプヘッドに接続され、前記容積形ポンプの駆動制御装置が前記弁（１０，１１）を切り替える、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法を行うための流体混合装置。
8. 前記容積形ポンプ（６）の駆動装置（７）は永久励起三相同期サーボモータである、請求項７に記載の流体混合装置。
9. 前記容積形ポンプ（６）はダイアフラムポンプである、請求項７又は８に記載の流体混合装置。

Images