JP2014120096A - Delivery valve unit and pump system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吐出弁ユニット、及びポンプシステムに関するものである。 The present invention relates to a discharge valve unit and a pump system.
従来、浄水場又はダムなど様々な施設で、水などの液体を揚排水するためにポンプシステムが用いられている。ポンプシステムは、モータなどの駆動機によってポンプを駆動し、すなわち機械エネルギを液体の運動エネルギに変換することによって、貯留槽などに貯留された液体を揚排水する。 2. Description of the Related Art Conventionally, pump systems are used in various facilities such as water purification plants or dams to pump and drain liquids such as water. The pump system drives a pump by a driving machine such as a motor, that is, converts mechanical energy into liquid kinetic energy, thereby pumping and draining liquid stored in a storage tank or the like.
ところで、ポンプから吐出される液体の流量を制御する方法としては、ポンプの吐出側の配管に設けた吐出弁の弁開度の制御、ポンプ羽根車の回転速度の制御、又はポンプ羽根車の翼角度の制御などが知られている。これらの制御方法の中で、吐出弁の弁角度による流量制御は設備が簡素となるため、多く使用されている。 By the way, as a method of controlling the flow rate of the liquid discharged from the pump, control of the valve opening degree of the discharge valve provided in the pipe on the discharge side of the pump, control of the rotational speed of the pump impeller, or blades of the pump impeller Angle control is known. Among these control methods, flow rate control based on the valve angle of the discharge valve is often used because the equipment becomes simple.
しかしながら、ポンプ用の吐出弁に使用される仕切弁等では、弁の各開度における損失係数の変化が大きいために、僅かな開度変化に対してポンプの吐出量が大きく変わることがある。このため、目標流量に合わせづらく(すなわち制御しにくく)、流量が安定せずハンチングを起こすおそれがある。 However, in a gate valve or the like used for a pump discharge valve, a change in loss factor at each opening degree of the valve is large, so that the discharge amount of the pump may greatly change with a slight change in opening degree. For this reason, it is difficult to match the target flow rate (that is, it is difficult to control), and the flow rate is not stable and hunting may occur.
その対策として、仕切弁に比べ、流量制御性が良い(開度−損失特性が流量制御に適している)弁として、バタフライ弁やロート弁(コーン弁ともいう。)を用いる場合があるが、制御の安定性には改善の余地があった。 As a countermeasure, a butterfly valve or a funnel valve (also referred to as a cone valve) may be used as a valve having better flow controllability (opening-loss characteristics are suitable for flow control) than a gate valve. There was room for improvement in control stability.
従来技術としては、インバータ制御可能な交流電動機によって弁を開閉することによって、弁の開閉速度を変化させる方法がある。具体的には、弁を回動するための負荷トルクが大きくなる弁開度(弁開度0〜40%の範囲)では弁を遅く開閉し、負荷トルクが小さくなる弁開度(弁開度40〜100%の範囲)では弁を早く開閉する。 As a prior art, there is a method of changing the opening / closing speed of a valve by opening / closing the valve with an AC motor that can be controlled by an inverter. Specifically, when the valve opening degree (the valve opening degree range of 0 to 40%) at which the load torque for rotating the valve becomes large is opened and closed slowly, the valve opening degree (valve opening degree at which the load torque becomes small) In the range of 40 to 100%, the valve is opened and closed quickly.
しかしながら、上記従来技術は、ポンプの緊急停止運転時における問題については考慮していない。 However, the above prior art does not consider the problem during the emergency stop operation of the pump.
ここで、ポンプの緊急停止運転とは、ポンプの動作中に停電などが生じた場合に、吐出弁を全閉にしポンプを緊急停止するまでの運転のことである。 Here, the emergency stop operation of the pump is an operation until the discharge valve is fully closed and the pump is emergency stopped when a power failure or the like occurs during the operation of the pump.
例えば、ポンプ設備に停電などによってポンプトリップが発生した場合、ポンプを緊急停止するために、吐出弁を速やかに閉止することが求められる。その一方で、吐出弁の閉止速度が速すぎると、吐出弁を完全に閉止する際に衝撃などが発生するので好ましくない。 For example, when a pump trip occurs due to a power failure or the like in the pump facility, it is required to quickly close the discharge valve in order to stop the pump in an emergency. On the other hand, if the closing speed of the discharge valve is too fast, an impact or the like is generated when the discharge valve is completely closed, which is not preferable.
この点、従来技術は、弁を所望の設定開閉速度に正確に設定し維持することを目的とするものであるため、ポンプの緊急停止運転時に速やかに吐出弁を閉止する際に吐出弁の閉
止時の衝撃の発生を抑制することについては考慮していない。
In this regard, the prior art is intended to accurately set and maintain the valve at a desired set opening / closing speed. Therefore, when the discharge valve is quickly closed during the emergency stop operation of the pump, the discharge valve is closed. No consideration is given to suppressing the occurrence of impact at the time.
なお、吐出弁の弁開度の制御の他には、ポンプ羽根車の回転速度制御や、ポンプ羽根車の翼角度の制御などがあるが、ポンプ停止時などに液体が逆流するのを防止するための何らかの弁は必要である。これに加えて、回転速度制御のためのインバータ装置や複雑な翼角操作機構が必要となるため、設置費用が高く、維持管理も複雑になるなど、経済性に難がある。 In addition to controlling the valve opening of the discharge valve, there are control of the rotational speed of the pump impeller and control of the blade angle of the pump impeller, etc., but prevent the liquid from flowing backward when the pump is stopped. Some kind of valve is needed. In addition to this, since an inverter device and a complicated blade angle operation mechanism for rotational speed control are required, installation costs are high and maintenance management is complicated, which is difficult in terms of economy.
本願発明の吐出弁ユニットは、上記課題に鑑みなされたもので、液体を揚排液するポンプの吐出側に接続された配管に設けられる弁と、前記弁を可変速に開閉するドライバと、前記ドライバを介して前記弁の開閉を制御することによって、前記ポンプから吐出される液体の流量を制御する制御部と、停電時に前記制御部に電源を供給するバッテリ電源と、を備える。 The discharge valve unit of the present invention is made in view of the above problems, a valve provided on a pipe connected to a discharge side of a pump for pumping and discharging liquid, a driver for opening and closing the valve at a variable speed, A control unit that controls the flow rate of the liquid discharged from the pump by controlling opening and closing of the valve via a driver, and a battery power source that supplies power to the control unit during a power failure.
そして、前記制御部は、前記ポンプが停電による緊急停止信号に応じて緊急停止運転をしているかを判定し、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、第1の弁開度領域に対して第1の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第1の弁開度領域より大きな第2の弁開度領域に対して前記第1の範囲内の弁開閉速度より弁開度が大きい第2の範囲内の弁開閉速度が設定された第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記バッテリ電源を用いて前記弁を閉止制御し、前記弁を逆止弁として機能させる。 Then, the control unit determines whether the pump is in an emergency stop operation in response to an emergency stop signal due to a power failure, and determines that the pump is in an emergency stop operation. A valve opening / closing speed within a first range is set for the degree region, and a valve opening / closing speed within the first range is set for a second valve opening region larger than the first valve opening region. In accordance with a first valve opening / closing speed pattern in which a valve opening / closing speed within a second range having a large opening is set, the valve is controlled to close using the battery power supply, and the valve functions as a check valve.
本願発明によれば、例えばポンプ設備の停電などによってポンプトリップが発生した場合、第2の弁開度領域(大開度領域)においては、第1の弁開度領域(小開度領域)における第1の範囲内の弁開閉速度より大きい第2の範囲内の弁開閉速度によって弁を閉止制御する。これにより、ポンプトリップが発生した場合に、第2の弁開度領域(大開度領域)において急速に弁を閉止制御するとともに、弁が完全に閉止される直前の第2の弁開度領域においては、緩やかに弁を閉止することによって弁体の急閉鎖を防止し、弁体の損傷を防ぐことができる。 According to the present invention, when a pump trip occurs due to, for example, a power failure of the pump facility, the second valve opening area (large opening area) is the first valve opening area (small opening area). The valve is controlled to close by a valve opening / closing speed in a second range that is larger than a valve opening / closing speed in the range of 1. Thus, when a pump trip occurs, the valve is rapidly controlled to close in the second valve opening region (large opening region), and in the second valve opening region immediately before the valve is completely closed. Can prevent the valve body from being suddenly closed by gently closing the valve, thereby preventing damage to the valve body.
また、前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記弁の開度が20°〜40°以下の所定開度未満の第1の弁開度領域に対して第1の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記所定開度以上の第2の弁開度領域に対して前記第1の範囲内の弁開閉速度より大きい第2の範囲内の弁開閉速度が設定された第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御することができる。 Moreover, when the said control part determines with the said pump performing emergency stop driving | operation, with respect to the 1st valve opening area | region whose opening degree of the said valve is less than predetermined opening degree of 20 degrees-40 degrees or less A valve opening / closing speed within a first range is set, and a valve opening / closing within a second range greater than the valve opening / closing speed within the first range with respect to the second valve opening range greater than the predetermined opening degree is set. According to the first valve opening / closing speed pattern in which the speed is set, the opening / closing of the valve can be controlled.
また、前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記第1の弁開度領域に対して0.5°/sec以上4.0°/sec未満の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第1の弁開度領域より弁開度が大きい第2の弁開度領域に対して1.0°/sec以上6.0°/sec未満の範囲内の弁開閉速度が設定された第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御することができる。 Further, when the control unit determines that the pump is in an emergency stop operation, a range of 0.5 ° / sec or more and less than 4.0 ° / sec with respect to the first valve opening range. Within the range of 1.0 ° / sec or more and less than 6.0 ° / sec with respect to the second valve opening range where the valve opening degree is larger than the first valve opening range. According to the first valve opening / closing speed pattern in which the valve opening / closing speed is set, the opening / closing of the valve can be controlled.
また、前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定され、かつ、前記弁の開度が前記第2の弁開度領域にある場合は、前記第2の範囲内の弁開閉速度によって前記弁を閉止制御し、前記弁の開度が前記第1の開度領域まで閉止されたら、前記第1の開度領域まで閉止された時の開度で所定時間弁の閉止制御を停止し、所定時間経過後、前記第1の範囲内の弁開閉速度によって前記弁を閉止制御することができる。 In addition, when it is determined that the pump is in an emergency stop operation, and the opening degree of the valve is in the second valve opening degree region, the control unit determines a valve within the second range. The valve is controlled to close according to the opening / closing speed, and when the valve opening is closed to the first opening region, the valve is controlled to close for a predetermined time with the opening when the valve is closed to the first opening region. The valve can be controlled to be closed by a valve opening / closing speed within the first range after a predetermined time has elapsed.
これによれば、ポンプトリップにより水撃作用が発生して管内の圧力上昇が発生したとしても、弁の開度が第1の開度領域まで閉止されたところで弁の閉止制御を所定時間停止
するので、この間に、ポンプ吐出側の圧力をポンプ吸込側に逃がすることができる。その結果、ポンプ吐出側の圧力上昇を抑制することができるので、送液管の破損を防止することができる。
According to this, even when a water hammer action occurs due to a pump trip and a pressure increase in the pipe occurs, the valve closing control is stopped for a predetermined time when the valve opening is closed to the first opening degree region. Therefore, during this time, the pressure on the pump discharge side can be released to the pump suction side. As a result, an increase in pressure on the pump discharge side can be suppressed, so that damage to the liquid feeding pipe can be prevented.
また、前記制御部は、前記ポンプが停電による緊急停止信号に応じて緊急停止運転をしているか、又は前記ポンプが通常運転をしているかを判定することができる。前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記第1の弁開閉速度パターンにしたがって前記弁の開閉を制御し、前記ポンプが通常運転をしていると判定した場合は、前記弁の単位弁開閉速度あたりの前記液体の流量変化率があらかじめ設定された範囲内になるように、前記弁の開度ごとに前記弁の開閉速度が設定された第2の弁開閉速度パターンにしたがって前記弁の開閉を制御することができる。 In addition, the control unit can determine whether the pump is in an emergency stop operation according to an emergency stop signal due to a power failure, or whether the pump is in a normal operation. When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, the control unit controls opening / closing of the valve according to the first valve opening / closing speed pattern, and determines that the pump is in normal operation. In this case, the second opening / closing speed of the valve is set for each opening of the valve so that the rate of change of the flow rate of the liquid per unit valve opening / closing speed of the valve is within a preset range. The opening / closing of the valve can be controlled according to the valve opening / closing speed pattern.
これによれば、ポンプが通常運転をしている場合は、弁の単位弁開閉速度あたりの液体の流量変化率があらかじめ設定された範囲内になるように弁の開度ごとに弁の開閉速度が設定された第2の弁開閉速度パターンにしたがって、弁の開閉を制御するので、弁の単位弁開閉速度あたりの液体の流量変化率を安定させることができる。その結果、送液管路内の流量のハンチングや急激な圧力変動を抑制し、安定した運用を図ることができる。 According to this, when the pump is operating normally, the opening / closing speed of the valve for each valve opening degree is set so that the rate of change of the liquid flow rate per unit valve opening / closing speed of the valve is within a preset range. Since the opening / closing of the valve is controlled according to the second valve opening / closing speed pattern in which is set, the flow rate change rate of the liquid per unit valve opening / closing speed of the valve can be stabilized. As a result, it is possible to suppress the hunting of the flow rate in the liquid supply pipe line and the rapid pressure fluctuation, thereby achieving stable operation.
また、前記制御部は、前記弁の単位弁開閉速度あたりの前記液体の流量変化率が設備としての許容値内になるように、前記弁の開度ごとに前記弁の開閉速度が設定された第2の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御することができる。 Further, the control unit sets the opening / closing speed of the valve for each opening degree of the valve so that the flow rate change rate of the liquid per unit valve opening / closing speed of the valve is within an allowable value as equipment. According to the second valve opening / closing speed pattern, the opening / closing of the valve can be controlled.
また、前記制御部は、前記ポンプが停電による緊急停止信号に応じて緊急停止運転をしているか、前記ポンプが始動信号に応じて始動運転をしているか、又は前記ポンプが停止信号に応じて停止運転をしているか、を判定することができる。 Further, the control unit may be configured such that the pump is in an emergency stop operation in response to an emergency stop signal due to a power failure, the pump is in a start operation in response to a start signal, or the pump is in response to a stop signal. It can be determined whether the vehicle is stopped.
前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御し、前記ポンプが始動運転又は停止運転をしていると判定した場合は、第3の弁開度領域に対して第3の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第3の弁開度領域より弁開度が大きい第4の弁開度領域に対して前記第3の範囲内の弁開閉速度より小さい第4の範囲内の弁開閉速度が設定された第3の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御することができる。 When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, the control unit controls opening / closing of the valve according to the first valve opening / closing speed pattern, and the pump performs a start operation or a stop operation. If it is determined that the valve opening speed is within the third range for the third valve opening region, the fourth valve opening is larger than the third valve opening region. The opening / closing of the valve can be controlled in accordance with a third valve opening / closing speed pattern in which a valve opening / closing speed in a fourth range smaller than a valve opening / closing speed in the third range is set with respect to the degree region. .
すなわち、ポンプは一般的に、定格仕様で最も効率が良くなるよう設計されており、小水量域(小開度領域)では、キャビテーションの発生など、振動や羽根車の損傷が起こりやすい状態となるため、長寿命化のためには、なるべく小水量域での運転を避けることが好ましい。特に、起動頻度の多いポンプ設備は、ポンプの始動停止運転時の小水量域での運転の累積時間が長くなり、羽根車の損傷等が問題になり得る。これに対して、本願発明によれば、ポンプの始動運転又は停止運転の際には、第3の弁開度領域(小開度領域)における第3の範囲内の弁開閉速度を、第4の弁開度領域(大開度領域)における第4の範囲内の弁開閉速度より大きく設定しているので、小水量域(小開度領域)におけるポンプの運転時間を短縮することができる。その結果、ポンプの始動停止運転時の小水量域での運転の累積時間を短縮することができるので、羽根車の損傷等の発生を抑制することができる。 That is, the pump is generally designed to be most efficient in the rated specification, and in a small water volume region (small opening region), vibration and impeller damage such as cavitation are likely to occur. Therefore, it is preferable to avoid operation in a small water volume region as much as possible in order to extend the life. In particular, in pump facilities that are frequently started up, the accumulated time of operation in a small water amount region during the start / stop operation of the pump becomes long, and damage to the impeller can be a problem. On the other hand, according to the present invention, when the pump is started or stopped, the valve opening / closing speed in the third range in the third valve opening range (small opening range) is set to the fourth range. Since the valve opening / closing speed is set to be larger than the valve opening / closing speed in the fourth range in the valve opening region (large opening region), the pump operation time in the small water amount region (small opening region) can be shortened. As a result, it is possible to shorten the accumulated operation time in the small water amount region during the start / stop operation of the pump, and thus it is possible to suppress the occurrence of damage to the impeller.
また、前記制御部は、前記ポンプが始動運転又は停止運転をしていると判定した場合は、前記弁の開度が20°〜40°の間の所定開度未満の第3の弁開度領域に対して第3の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記所定開度以上の第4の弁開度領域に対して前記第3の範囲内の弁開閉速度より小さい第4の範囲内の弁開閉速度が設定された第3の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御することができる。 Further, when the control unit determines that the pump is performing a start operation or a stop operation, a third valve opening degree in which the opening degree of the valve is less than a predetermined opening degree between 20 ° and 40 °. A valve opening / closing speed within a third range is set for the region, and a fourth valve opening region that is equal to or greater than the predetermined opening is within a fourth range that is less than the valve opening / closing speed within the third range. According to the third valve opening / closing speed pattern in which the valve opening / closing speed is set, the opening / closing of the valve can be controlled.
また、前記制御部は、前記ポンプが始動運転又は停止運転をしていると判定した場合は、前記第3の弁開度領域に対して0.5°/sec以上4.0°/sec未満の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第3の弁開度領域より大きな第4の弁開度領域に対して1.0°/sec以上6.0°/sec未満の範囲内の弁開閉速度が設定された第3の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御することができる。 In addition, when the control unit determines that the pump is in a start operation or a stop operation, the control unit is 0.5 ° / sec or more and less than 4.0 ° / sec with respect to the third valve opening region. A valve opening / closing speed within a range of 1.0 ° / sec to less than 6.0 ° / sec with respect to a fourth valve opening range larger than the third valve opening range. According to the third valve opening / closing speed pattern in which the opening / closing speed is set, the opening / closing of the valve can be controlled.
また、本願発明のポンプシステムは、液体を貯留する液体槽と、前記液体槽に貯留された液体を揚排液するポンプと、前記ポンプを駆動する駆動器と、前記ポンプの吐出側に設けられた上述のいずれかの吐出弁ユニットと、を備えたことを特徴とする。 The pump system according to the present invention is provided on a liquid tank for storing liquid, a pump for pumping and discharging the liquid stored in the liquid tank, a driver for driving the pump, and a discharge side of the pump. And any one of the above-described discharge valve units.
かかる本願発明によれば、ポンプの緊急停止運転時に速やかに吐出弁を閉止するとともに吐出弁の閉止時の衝撃の発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to quickly close the discharge valve during the emergency stop operation of the pump and to suppress the occurrence of an impact when the discharge valve is closed.
以下、本願発明の一実施形態に係る吐出弁ユニット、及びポンプシステムを図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、一例として、浄水場において水槽に貯留されている水を揚排水するポンプシステム、及びポンプシステムに設置された吐出弁ユニットを説明す
るが、これには限られない。その他、液体を揚排水する施設(例えばダムなどの上流水槽からの放流弁)においても本願発明を適用することができる。
Hereinafter, a discharge valve unit and a pump system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Although the following embodiment demonstrates the pump system which pumps up and discharges the water currently stored in the water tank in the water purification plant, and the discharge valve unit installed in the pump system as an example, it is not restricted to this. In addition, the present invention can also be applied to facilities for pumping and draining liquids (for example, discharge valves from upstream water tanks such as dams).
図1は、本実施形態のポンプシステムの全体構成を示す図である。本実施形態のポンプシステム1000は、操作室100と、電気室200と、ポンプ設備300とを備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a pump system according to the present embodiment. The
操作室100には、監視操作卓102、及びサーバ104が設置される。
In the
監視操作卓102は、オペレータがポンプ設備300におけるポンプの揚排水などの状態をモニタするための出力インターフェース(表示器)と、オペレータがポンプの揚排水に対する指令を入力する入力インターフェース(キーボード、タッチパネル等)を備える。 The monitoring console 102 has an output interface (display) for the operator to monitor the pumping / drainage state of the pump facility 300, and an input interface (keyboard, touch panel, etc.) for the operator to input commands for pumping / draining. ).
サーバ104は、監視操作卓102に表示するためのデータ処理を行うとともに、監視操作卓102から入力された指令信号を適宜処理して電気室200へ出力する。
The
電気室200には、無停電電源202と、受配電・操作制御盤210とが設置される。
In the
無停電電源202は、停電時に受配電・操作制御盤210へ電力を供給する電源装置である。受配電・操作制御盤210は、通常時は送電網から変電所を介して供給された電力によって動作し、停電時には無停電電源202から供給された電力によって動作する。
The
受配電・操作制御盤210は、ポンプ設備300に設けられた各種ポンプを制御するポンプ制御部212と、ポンプ設備300に設けられた各種弁の開閉を制御する弁制御部214とを備える。受配電・操作制御盤210は、ポンプ設備300に設けられた各種ポンプ、及び各種弁に加えて、他の補機類に対する各種制御も行う。なお、ポンプ制御部212と弁制御部214の詳細は、後述する。
The power distribution /
ポンプ設備300には、機側操作盤310、吸込水槽320、及び吸込水槽320に貯留された水を揚排水するための各種機器が設けられる。
The pump facility 300 is provided with a machine-
機側操作盤310は、ポンプ場にいるオペレータがポンプの揚排水に対する指令を入力する入力インターフェース(キーボード、タッチパネル等)である。機側操作盤310に対して入力された指令信号は、受配電・操作制御盤210へ出力され、受配電・操作制御盤210において適宜処理される。
The machine-
吸込水槽320は、浄水場で用いられる水を貯留する槽である。
The
吸込水槽320に貯留された水を揚排水するための各種機器は、ポンプ330と電動機332、吐出弁334とモータ336、真空ポンプ340と電動機342、吸気弁344とモータ346を含む。ポンプ設備300には、これらの各種機器による揚排水系統が2系統設けられている。2つの揚排水系統はいずれも同様の構成を有するので、同一の符号を付して一方の説明を省略する。
Various devices for pumping and discharging the water stored in the
まず、ポンプ制御部212と弁制御部214について説明する。ポンプ制御部212は、サーバ104又は機側操作盤310から出力された指令信号に基づいて、ポンプ330の動作を制御するためのポンプ制御信号を電動機332へ出力する。また、ポンプ制御部212は、サーバ104又は機側操作盤310から出力された指令信号に基づいて、真空ポンプ340の動作を制御するための真空ポンプ制御信号を電動機342へ出力する。
First, the
弁制御部214は、サーバ104又は機側操作盤310から出力された指令信号に基づいて、吐出弁334の開閉を制御するための吐出弁制御信号をモータ336へ出力する。また、弁制御部214は、サーバ104又は機側操作盤310から出力された指令信号に基づいて、吸気弁344の開閉を制御するための吸気弁制御信号をモータ346へ出力する。弁制御部214は、モータ336を介して吐出弁334の開閉を制御することによって、ポンプ330の流量を制御する
The
電動機332は、ポンプ制御部212から送信されたポンプ制御信号に基づいて、ポンプ330を駆動する。また、電動機342は、ポンプ制御部212から送信された真空ポンプ制御信号に基づいて、真空ポンプ340を駆動する。
The
ポンプ330の吸込側には、吸込水槽320の内部とポンプ330とを連通する吸水配管331が接続されている。また、ポンプ330の吐出側には、ポンプ330の吐出側と他の図示していない施設とを連通する送水配管333が接続されている。ポンプ330は、電動機332に駆動されることによって、吸水配管331を介して吸込水槽320に貯留された水を汲み上げ、汲み上げた水を、送水配管333を介して他の施設へ移送する。
On the suction side of the
また、ポンプ330には、ポンプ330と真空ポンプ340とを連通する吸気配管341が接続されている。真空ポンプ340は、ポンプ制御部212から送信された真空ポンプ制御信号に基づいて動作する。より具体的には、真空ポンプ340は、ポンプ330の始動運転時において、ポンプ330や吸水配管331の内部の空気を吸引することによって、ポンプ330内部に水を満たす。
In addition, an intake pipe 341 that connects the
吸気配管341には、吸気弁344が設けられている。吸気弁344は、吸気配管341の開閉を行う弁である。また、吸気弁344には、吸気弁344を開閉させるモータ346が設けられる。モータ346は、弁制御部214から送信された吸気弁制御信号に基づいて、吸気弁344の開閉を制御する。
An
送水配管333には、吐出弁334が設けられている。吐出弁334は、例えば、バタフライ弁、仕切弁、コーン(ロート)弁など、送水配管333の開度を調整するための弁である。吐出弁334は、ポンプ330の吐出側に設けられている。
A
また、吐出弁334には、吐出弁334を可変速に開閉させるモータ(ドライバ)336が設けられている。モータ336は、弁制御部214から送信された弁制御信号に基づいて、吐出弁334の開閉を制御する。なお、吐出弁334、モータ336、及び弁制御部214によって、吐出弁ユニット350が構成される。
The
<第1実施形態>
ここで、弁制御部214による制御の第1実施形態について説明するが、その前に、比較例について説明する。図2,3は、比較例における弁開閉速度パターンの一例を示す図である。
<First Embodiment>
Here, the first embodiment of the control by the
図2,3において、横軸は、吐出弁334の弁開度である。また、図2,3において、縦軸は、吐出弁334の弁開閉速度である。
2 and 3, the horizontal axis represents the valve opening degree of the
図2は、グラフ420に示すように、吐出弁334の弁開閉速度を2sec/°、つまり約0.5(°/sec)に固定した場合の弁開閉速度パターンの一例を示すものである。一方、図3は、グラフ430に示すように、吐出弁334の弁開閉速度を0.5sec/°、つまり約2.0(°/sec)に固定した場合の弁開閉速度パターンの一例を示すものである。
FIG. 2 shows an example of the valve opening / closing speed pattern when the valve opening / closing speed of the
図2に示すように吐出弁334の弁開閉速度を比較的遅い速度で固定した場合、ポンプ330の緊急停止時において、速やかに吐出弁334を閉止することが難しい。一方、図3に示すように吐出弁334の弁開閉速度を比較的速い速度で固定した場合、速やかに吐出弁334を閉止することはできるが、吐出弁334を完全に閉止した際に大きな衝撃が発生するおそれがあるので好ましくない。
As shown in FIG. 2, when the valve opening / closing speed of the
一方、図4は、第1実施形態における第1の弁開閉速度パターンの一例を示す図である。図4において、横軸は、吐出弁334の弁開度であり、縦軸は、吐出弁334の弁開閉速度(°/sec)である。
On the other hand, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a first valve opening / closing speed pattern in the first embodiment. In FIG. 4, the horizontal axis is the valve opening degree of the
図4のグラフ510に示すように、吐出弁334の第1の弁開度領域(0°〜約20°)に対しては、約2.0°/secの弁開閉速度が設定されている。また、第1の弁開度領域より大きな吐出弁334の第2の弁開度領域(約20°〜90°)に対しては、第1の弁開度領域における弁開閉速度より大きい約4.67°/secの弁開閉速度が設定されている。
As shown in the
図4に示すようにあらかじめ設定された吐出弁334の開度ごとの弁の開閉速度(グラフ510)は、第1の弁開閉速度パターンを形成する。
As shown in FIG. 4, the valve opening / closing speed (graph 510) for each opening degree of the
弁制御部214は、ポンプ330が停電による緊急停止信号に応じて緊急停止運転をしているかを判定する。そして、弁制御部214は、ポンプ330の緊急停止運転時には、無停電電源202を用いて、第1の弁開閉速度パターンにしたがって、吐出弁334の開閉を制御する。
The
なお、緊急停止運転とは、ポンプ330の動作中に停電などが生じた場合に、吐出弁334を全閉にしポンプ330を緊急停止するまでの運転のことである。また、始動運転とは、ポンプ330が起動し吐出弁334を全閉から全開にするまでの運転のことである。また、停止運転とは、ポンプ330が運転されている状態から吐出弁334を全閉にしポンプ330を停止するまでの運転のことである。一方、通常運転とは、始動運転が終わった後、停止運転が行われるまでの運転のことである。
The emergency stop operation is an operation until the
本実施形態によれば、例えばポンプ設備の停電などによってポンプトリップが発生した場合に、第2の弁開度領域(大開度領域)においては、第1の弁開度領域(小開度領域)における第1の範囲内の弁開閉速度より大きい第2の範囲内の弁開閉速度によって弁を閉止制御する。これにより、ポンプトリップが発生した場合に、第2の弁開度領域(大開度領域)において急速に弁を閉止制御するとともに、弁が完全に閉止される直前の第2の弁開度領域においては、緩やかに弁を閉止することによって衝撃の発生などを抑制することができる。また、本実施形態によれば、ポンプトリップ時に、吐出弁334を全閉にすることにより、吐出弁334を逆止弁として機能させることができる。その結果、従来用いられていた逆止弁を省略することが可能となり、システムの簡素化を図ることができる。
According to the present embodiment, for example, when a pump trip occurs due to a power failure of the pump facility, in the second valve opening region (large opening region), the first valve opening region (small opening region). The valve is controlled to close by a valve opening / closing speed in the second range that is larger than the valve opening / closing speed in the first range. Thus, when a pump trip occurs, the valve is rapidly controlled to close in the second valve opening region (large opening region), and in the second valve opening region immediately before the valve is completely closed. Can suppress the occurrence of impact and the like by gently closing the valve. Further, according to the present embodiment, the
なお、図4の例では、吐出弁334の弁開度が約20°を境に吐出弁334の開閉速度が変わる例を示したが、これには限られない。吐出弁334の開度が0°より大きく20°以下の小開度領域において、吐出弁334の開閉速度を変えることもできる。
In the example of FIG. 4, an example in which the opening / closing speed of the
また、図4では、吐出弁334の第1の弁開度領域(0°〜約20°)に対して弁開閉速度(約2.0°/sec)が固定して設定され、吐出弁334の第2の弁開度領域(約20°〜90°)に対して弁開閉速度(約4.67°/sec)が固定して設定される例を示したが、これには限られない。図5は、第1実施形態における第1の弁開閉速度パタ
ーンの他の例を示す図である。図5のグラフ520に示すように、第1の弁開閉速度パターンは、なめらかに設定することもできる。
In FIG. 4, the valve opening / closing speed (about 2.0 ° / sec) is fixedly set with respect to the first valve opening range (0 ° to about 20 °) of the
吐出弁334の第1の弁開度領域(0°〜約20°)に対して、弁開閉速度は、例えば、1つの値に固定するのではなく、第1の範囲(例えば、約0.5°/sec以上約4.0°/sec未満)内で流動的に設定することができる。
For the first valve opening region (0 ° to about 20 °) of the
また、吐出弁334の第2の弁開度領域(約20°〜90°)に対して、弁開閉速度は、例えば、1つの値に固定するのではなく、第2の範囲(例えば、約1.0°/sec以上約6.0°/sec未満)で流動的に設定することができる。
For the second valve opening range (about 20 ° to 90 °) of the
次に、本実施形態における弁開閉の制御のタイムチャートを説明する。図6は、第1実施形態における弁開閉の制御のタイムチャートの一例を示す図である。 Next, a time chart of valve opening / closing control in this embodiment will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a time chart of valve opening / closing control in the first embodiment.
図6において、横軸は、ポンプ330の緊急停止運転における時間経過(動作時間)であり、縦軸は、吐出弁334の弁開度である。図6は、吐出弁334が90°の開度の場合(第2の開度領域にある場合)に緊急停止指令を受信した場合の、緊急停止運転のタイムチャートである。
In FIG. 6, the horizontal axis represents the elapsed time (operation time) in the emergency stop operation of the
図6のグラフ530に示すように、弁制御部214は、緊急停止指令を受信したら、吐出弁334を第2の範囲内の弁開閉速度(約4.67°/sec)で閉止制御する。ここでは、吐出弁334にリフト動作があるので、リフト動作中には開度は90°のままである。リフト動作が終わったら、吐出弁334の弁開度は90°から約20°まで急速に閉止される。つまり、0秒から20秒までの間は、急速に吐出弁334の閉動作を行うことになる。
As shown in the
続いて、弁制御部214は、吐出弁334の弁開度が約20°(第1の弁開度領域)まで閉止されたら、この約20°(第3の弁開度領域まで閉止された時の開度)で所定時間(図6の例では、20秒間)、吐出弁334の閉止制御を停止する。つまり、20秒から40秒までの間は、吐出弁334の小開度を維持することになる。
Subsequently, when the valve opening of the
そして、弁制御部214は、所定時間経過後、第1の範囲内の弁開閉速度(約2.0°/sec)によって吐出弁334を閉止制御する。つまり、40秒から60秒までの間は、緩やかに吐出弁334の閉動作を行うことになる。なお、ここでは、吐出弁334にシート動作があるので、50秒から60秒までの間は、吐出弁334のシート動作が行われる。
Then, the
本実施形態によれば、ポンプトリップにより水撃作用が発生して送水配管333の圧力上昇が発生したとしても、吐出弁334の開度が第1の弁開度領域まで閉止されたところで吐出弁334の閉止制御を所定時間停止するので、この間に、ポンプ330の吐出側の圧力をポンプ330の吸込側に逃がすことができる。その結果、ポンプ330の吐出側の圧力上昇を抑制することができるので、送水配管333の破損を防止することができる。
According to the present embodiment, even if a water hammer action occurs due to a pump trip and a pressure increase in the
次に、第1実施形態におけるポンプの流量制御の方法について説明する。図7は、第1実施形態におけるポンプの流量制御のフローチャートである。 Next, a method for controlling the flow rate of the pump in the first embodiment will be described. FIG. 7 is a flowchart of the flow rate control of the pump in the first embodiment.
まず、弁制御部214は、ポンプ始動指令を受信する(ステップS101)。すると、弁制御部214は、吸気弁344を「開」に制御する(ステップS102)。具体的には、弁制御部214は、モータ346に対して、吸気弁344を「開」に制御する信号を出力する。モータ346は、制御信号に基づいて、吸気弁344を「開」に駆動する。
First, the
続いて、ポンプ制御部212は、真空ポンプ340を起動する(ステップS103)。具体的には、ポンプ制御部212は、電動機342に対して、真空ポンプ340を起動する信号を出力する。電動機342は、制御信号に基づいて、真空ポンプ340を起動する。
Subsequently, the
このように、吸気弁344が「開」にされた状態で真空ポンプ340を起動することによって、ポンプ330や吸水配管331の内部の空気が徐々に吸引され、ポンプ330が水で満たされる。
Thus, by starting the
続いて、弁制御部214及びポンプ制御部212は、ポンプ330が満水になったか否かを判定する(ステップS104)。弁制御部214及びポンプ制御部212は、ポンプ330が満水になっていないと判定されたら(ステップS104,No)、ステップS104の処理を繰り返す。
Subsequently, the
一方、弁制御部214及びポンプ制御部212は、ポンプ330が満水になったと判定されたら(ステップS104,Yes)、吸気弁344を「閉」に制御するとともに、真空ポンプ340を停止する(ステップS105)。
On the other hand, when it is determined that the
続いて、ポンプ制御部212は、ポンプ330の始動運転を開始する(ステップS106)。具体的には、ポンプ制御部212は、電動機332に対して、ポンプ330を始動運転する信号を出力する。電動機332は、制御信号に基づいて、ポンプ330の始動運転を開始する。
Subsequently, the
ポンプ330の始動運転が開始された後は、ポンプ330の始動運転、ポンプ330の停止運転、又はポンプ330の通常運転などが行われる場合もあるが、ここでは説明を省略する。
After the start operation of the
続いて、弁制御部214は、ポンプ330のいずれかの運転が行われている際に、ポンプトリップによるポンプ緊急停止指令を受信したか否かを判定する(ステップS107)。弁制御部214は、ポンプトリップによるポンプ緊急停止指令を受信していないと判定したら(ステップS107,No)、ポンプ330のいずれかの運転を続行する。
Subsequently, the
一方、弁制御部214は、ポンプ緊急停止指令を受信したと判定したら(ステップS107,Yes)、第1の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御する(ステップS108)。
On the other hand, if it judges with
続いて、弁制御部214は、吐出弁334が全閉されたか否かを判定する(ステップS109)。弁制御部214は、吐出弁334が全閉されていないと判定したら(ステップS109,No)、ステップS108に戻って、第1の弁開閉速度パターンに基づく吐出弁334の開閉制御を行う。
Subsequently, the
一方、弁制御部214は、吐出弁334が全閉されたと判定したら(ステップS109,Yes)、緊急停止運動が終了したとみなして、処理を終了する。
On the other hand, if the
本実施形態によれば、ポンプトリップにより水撃作用が発生し、送水配管333内の圧力上昇が発生するような場合であっても、吐出弁334の全閉付近で緩閉鎖させ、圧力を吸い込み側に逃がすことができるので、送水配管333内の圧力上昇を抑え、送水配管333の破損を防止することが可能である。また、本実施形態のように、可変速で、任意に設定可能な制御機構を用いたことにより、従来の油圧緩閉式逆止弁等の開閉速度設定が難
しい設備に比べ、より確実にシミュレーションによる対策方法(開閉タイミング)を設備の仕様に入れ込むことができ、安全で信頼性の高い設備が構築できる。また、本実施形態によれば、吐出弁334の開閉速度の再設定ができることにより、ポンプ増設、増量等による送水量の変更があった場合でも、シミュレーションに合った再設定(開閉タイミング)が可能となり、安全で信頼性の高い設備を構築することができる。
According to the present embodiment, even when a water hammer action occurs due to a pump trip and a pressure rise in the
<第2実施形態>
第2実施形態は、第1実施形態と同様にポンプ330の緊急停止運転時には、第1の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御することに加えて、ポンプ330が通常運転を行っている際には、第2の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御するものである。第1実施形態と重複する箇所については適宜説明を省略する。
Second Embodiment
In the second embodiment, during the emergency stop operation of the
弁制御部214による制御の第2実施形態について説明する前に、本実施形態で用いるポンプの流量制御特性と、比較例について説明する。図8は、本実施形態で用いるポンプの流量制御特性の一例を示す図である。図9は、比較例における弁開閉速度パターンと単位弁開度速度あたりの流量変化率の一例を示す図である。
Before describing the second embodiment of the control by the
図8において、横軸は、ポンプ330の流量(m3/min)であり、縦軸は、揚程(m)である。グラフ401は、本実施形態で用いるポンプ330のQ−H曲線である。また、グラフ402〜グラフ409はそれぞれ、吐出弁334の弁開度が20°,30°,40°,50°,60°,70°,80°,90°の際の抵抗曲線である。グラフ401と、グラフ402〜グラフ409との交点が、ポンプ330の動作点となる。このような流量制御特性を有するポンプ330において、吐出弁334の弁開閉速度を固定した場合のポンプ330の流量変化率の比較例について、以下説明する。
In FIG. 8, the horizontal axis is the flow rate (m 3 / min) of the
図9において、横軸は、吐出弁334の弁開度である。また、図9において、左側の縦軸は、吐出弁334の単位弁開閉速度あたりのポンプ330の流量変化率であり、グラフ610が対応する。また、図9において、右側の縦軸は、吐出弁334の弁開閉速度であり、グラフ620が対応する。
In FIG. 9, the horizontal axis is the valve opening degree of the
図9は、グラフ620に示すように、吐出弁334の弁開閉速度を3sec/°、つまり約0.33(°/sec)に固定した場合に、ポンプ330の流量変化率(言い換えれば、吐出弁334の単位弁開閉速度あたりの水の流量変化率)をシミュレートしたものである。
FIG. 9 shows the flow rate change rate of the pump 330 (in other words, the discharge rate) when the valve opening / closing speed of the
ここで、吐出弁334の単位弁開閉速度あたりの水の流量変化率について説明する。図10は、吐出弁の開度変化による流量変化量の一例と、流量変化率の一例を示す図である。
Here, the flow rate change rate of water per unit valve opening / closing speed of the
まず、表630は、吐出弁334の弁開度を変化させた場合に、1分間あたりの水の流量がどの程度変化したかを表すものである。例えば、表630に示すように、弁開度を90°から80°へ変化させた場合、1分間あたりの水の流量は0.1(m3/min)変化する。
First, Table 630 shows how much the flow rate of water per minute has changed when the valve opening of the
一方、表640は、例えば弁開度を90°から80°へ変化させた場合の代表開度を85°とするように各弁開度の変化に対する代表開度を決めて、この各代表開度における流量変化量を、弁開閉速度(2sec/°)で割ることにより、流量変化率を求めたものである。例えば、代表開度85°については、流量変化量が0.1(m3/min)であり、弁開閉速度が2(sec/°)であるので、流量変化率は、0.05((m3/min)/(sec/°))となる。なお、流量変化率表640は、吐出弁334の弁開度によ
らず、弁開閉速度を一定の速度(全開〜全閉で3分)にした場合の値である。各代表開度における流量変化率をプロットすることによって、グラフ610が形成される。
On the other hand, Table 640 determines the representative opening for each change in the valve opening so that the representative opening when the valve opening is changed from 90 ° to 80 ° is set to 85 °. The flow rate change rate is obtained by dividing the flow rate change amount in degrees by the valve opening / closing speed (2 sec / °). For example, for a representative opening of 85 °, the flow rate change amount is 0.1 (m 3 / min) and the valve opening / closing speed is 2 (sec / °), so the flow rate change rate is 0.05 (( m 3 / min) / (sec / °)). The flow rate change rate table 640 is a value when the valve opening / closing speed is set to a constant speed (full open to fully closed for 3 minutes) regardless of the opening degree of the
図9に示すように、吐出弁334の弁開閉速度を固定した場合、グラフ610に示すように、ポンプ330の流量変化率は、安定せず、約0〜約2.3((m3/min)/(sec/°))の範囲で大きく値が振れる。
As shown in FIG. 9, when the valve opening / closing speed of the
このように、ポンプ330の流量変化率が不安定になった場合、送水配管333内の流量のハンチングや急激な圧力変動を起こしやすく、ポンプシステムの安定した運用が難しい場合がある。なお、吐出弁334の弁開閉速度を他の値(例えば2sec/°等)にした場合であっても、やはり弁開閉速度が固定されていれば、図9と同様にポンプ330の流量変化率は不安定になる。
Thus, when the flow rate change rate of the
これに対して、図11は、第2実施形態における第2の弁開閉速度パターンと単位弁開度速度あたりの流量変化率の一例を示す図である。 On the other hand, FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a second valve opening / closing speed pattern and a flow rate change rate per unit valve opening speed in the second embodiment.
図11において、横軸は、吐出弁334の弁開度である。また、図11において、左側の縦軸は、吐出弁334の単位弁開閉速度あたりのポンプ330の流量変化率であり、グラフ710が対応する。また、図11において、右側の縦軸は、吐出弁334の弁開閉速度であり、グラフ720が対応する。
In FIG. 11, the horizontal axis is the valve opening degree of the
図11に示すように、第2実施形態では、吐出弁334の弁開閉速度を固定せず、弁開度ごとに異なる値としている。すなわち、第2実施形態では、約20°〜約70°の弁開度の範囲では、弁開閉速度を約0.25(°/sec)未満にし、約70°〜約80°の弁開度の範囲では、弁開閉速度を約0.5(°/sec)にし、約80°〜約90°の弁開度の範囲では、弁開閉速度を約2.0(°/sec)にする。
As shown in FIG. 11, in the second embodiment, the valve opening / closing speed of the
これによって、グラフ710に示すように、吐出弁334の単位弁開閉速度あたりのポンプ330の流量変化率は、約0.8((m3/min)/(sec/°))で安定する。
As a result, as shown in the
言い換えれば、吐出弁334の単位弁開閉速度あたりのポンプ330の流量変化率が、ある値(例えば0.8((m3/min)/(sec/°)))で安定するように、吐出弁334の開度ごとの弁の開閉速度をあらかじめ設定するということである。あらかじめ設定された吐出弁334の開度ごとの弁の開閉速度(グラフ520)は、第2の弁開閉速度パターンを形成する。
In other words, discharge is performed so that the flow rate change rate of the
なお、本実施形態では、ポンプ330の流量変化率が、約0.8((m3/min)/(sec/°))で安定するように、吐出弁334の開度ごとの弁の開閉速度を設定する例を示したが、これには限られない。例えば、吐出弁334から吐出される水の単位時間あたりの流量変化率が、あらかじめ設定された範囲内(例えば、0.2〜2.4((m3/min)/(sec/°)))になるように、吐出弁334の開度ごとに弁の開閉速度を設定することもできる。また、吐出弁334から吐出される水の単位時間あたりの流量の変化率が、0.4〜1.6((m3/min)/(sec/°))になるように、吐出弁334の開度ごとに弁の開閉速度を設定すると、好ましい。
In this embodiment, the
弁制御部214は、ポンプ330が緊急停止運転をしているか、又はポンプ330が通常運転をしているか、を判定する。そして、弁制御部214は、ポンプ330の通常運転時には、第2の弁開閉速度パターンにしたがって吐出弁334の開閉を制御し、ポンプ330の緊急停止運転時には、第1の弁開閉速度パターンにしたがって、吐出弁334の開
閉を制御する。
The
したがって、本実施形態によれば、吐出弁334の単位弁開閉速度あたりの水の流量の変化率を安定させることができる。その結果、送水配管333内の流量のハンチングや急激な圧力変動を抑制することができるので、ポンプシステムの安定した運用を図ることができる。
Therefore, according to this embodiment, the rate of change of the flow rate of water per unit valve opening / closing speed of the
なお、図11の例では、吐出弁334の開度ごとに弁の開閉速度が階段状に異なる第2の弁開閉速度パターンを用いたが、これには限られない。図12は、第2実施形態における第2の弁開閉速度パターンと単位弁開度速度あたりの流量変化率の他の例を示す図である。例えば、図12のグラフ730に示すように、第2の弁開閉速度パターンは、なめらかに変化するよう設定することもできる。また、第2の弁開閉速度パターンは、グラフや表等により記憶させてもよく、近似曲線や関数として記憶させてもよい。
In the example of FIG. 11, the second valve opening / closing speed pattern in which the valve opening / closing speed differs stepwise for each opening degree of the
また、実揚程変動が大きいポンプ設備においては、実揚程により、流量変化率が影響を受ける場合があるので、開閉速度の設定(関数)を、実揚程を変数とした関数として設定することが好ましい。なお、その場合は、吸吐出水位(又は圧力)を計測し、弁制御部214に入力させ、弁制御部214により、水位差(圧力差)より実揚程を算出させ、該当設定値(関数)で制御することができる。
Further, in a pump facility with a large actual head fluctuation, since the flow rate change rate may be affected by the actual head, it is preferable to set the opening / closing speed setting (function) as a function with the actual head as a variable. . In this case, the intake / discharge water level (or pressure) is measured and input to the
次に、第2実施形態におけるポンプの流量制御の方法について説明する。図13は、第1実施形態におけるポンプの流量制御のフローチャートである。 Next, a pump flow rate control method according to the second embodiment will be described. FIG. 13 is a flowchart of the flow rate control of the pump in the first embodiment.
第2実施形態におけるステップS201〜S206は、第1実施形態におけるステップS101〜S106と同様であるので、説明を省略する。 Since steps S201 to S206 in the second embodiment are the same as steps S101 to S106 in the first embodiment, description thereof will be omitted.
ステップS206の後、弁制御部214は、ポンプ330のいずれかの運転が行われている際に、ポンプトリップによるポンプ緊急停止指令を受信したか否かを判定する(ステップS207)。弁制御部214は、ポンプ緊急停止指令を受信したと判定したら(ステップS207,Yes)、第1の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御する(ステップS208)。
After step S206, the
続いて、弁制御部214は、吐出弁334が全閉されたか否かを判定する(ステップS209)。弁制御部214は、吐出弁334が全閉されていないと判定したら(ステップS209,No)、ステップS208に戻って、第1の弁開閉速度パターンに基づく吐出弁334の開閉制御を行う。
Subsequently, the
一方、弁制御部214は、吐出弁334が全閉されたと判定したら(ステップS209,Yes)、緊急停止運動が終了したとみなして、処理を終了する。
On the other hand, if the
ステップS207において、弁制御部214は、ポンプ緊急停止指令を受信していないと判定したら(ステップS207,No)、弁開度又は目標流量の指令を受信したか否かを判定する(ステップS210)。弁制御部214は、弁開度又は目標流量の指令を受信したと判定したら(ステップS210,Yes)、第2の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御する(ステップS211)。
In step S207, when it is determined that the pump emergency stop command has not been received (step S207, No), the
続いて、弁制御部214は、吐出弁334が目標開度に達したか、又はポンプ330の吐出流量(吐出弁334の吐出流量)が目標流量に達したか否かを判定する(ステップS212)。
Subsequently, the
弁制御部214は、吐出弁334が目標開度に達しておらず、かつ、ポンプ330の吐出流量が目標流量に達していないと判定したら(ステップS212,No)、ステップS211に戻って、第2の弁開閉速度パターンに基づく吐出弁334の開閉制御を行う。
When it is determined that the
一方、弁制御部214は、吐出弁334が目標開度に達したか、又はポンプ330の吐出流量が目標流量に達したと判定したら(ステップS212,Yes)、ステップS207に戻って次の指令を待つ。
On the other hand, when the
また、弁制御部214は、ステップS210において、弁制御部214は、弁開度又は目標流量の指令を受信していないと判定したら(ステップS210,No)、ステップS207に戻って次の指令を待つ。
If the
以上、本実施形態によれば、吐出水の単位時間あたりの流量変化率を安定させることができる。すなわち、従来の吐出弁制御の場合、図9に示すように、吐出弁334の各開度で流量変化率が大きく異なってしまい、目標流量に対してフィードバック制御をかけても、なかなか流量が安定しない場合がある。これに対して、本実施形態のように、あらかじめ、流量変化率が略一定になるような第2の弁開閉速度パターンの設定を行っておき、第2の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御することにより、より安定した(流量のハンチングがない)吐出弁制御が可能となる。その結果、送水配管333内の流量のハンチングや急激な圧力変動を抑制することができるので、ポンプシステムの安定した運用を図ることができる。
As mentioned above, according to this embodiment, the flow rate change rate per unit time of discharged water can be stabilized. That is, in the case of conventional discharge valve control, as shown in FIG. 9, the flow rate change rate varies greatly depending on the opening degree of the
さらに、高度処理等に使用するポンプなどでは、吐出流量の急変は、波立ちを含め、吐出側の処理設備に影響を及ぼす等の課題があり、回転速度制御などの高価な設備が必要であったが、本実施形態によれば、簡易に流量変化率を一定に保つことができ、安価な弁制御での対応が可能となる。 Furthermore, in pumps used for advanced processing etc., sudden changes in the discharge flow rate have problems such as undulations, affecting the processing equipment on the discharge side, and expensive equipment such as rotational speed control was required. However, according to the present embodiment, the flow rate change rate can be easily kept constant, and it is possible to cope with inexpensive valve control.
<第3実施形態>
次に、弁制御部214による制御の第3実施形態について説明するが、その前に、比較例について説明する。図14は、比較例における弁開閉速度パターンの一例を示す図である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of control by the
図14において、横軸は、吐出弁334の弁開度である。また、図14において、縦軸は、吐出弁334の弁開閉速度であり、グラフ820が対応する。
In FIG. 14, the horizontal axis represents the valve opening degree of the
図14は、グラフ820に示すように、吐出弁334の弁開閉速度を2sec/°、つまり約0.50(°/sec)に固定した場合の弁開閉速度パターンの一例を示すものである。図14に示すように吐出弁334の弁開閉速度を固定した場合、小水量域でのポンプの運転時間が問題となる。すなわち、ポンプは一般的に、定格仕様で最も効率が良くなるよう設計されており、小水量域(小開度領域)では、キャビテーションの発生など、振動や羽根車の損傷が起こりやすい状態となる。このため、長寿命化のためには、なるべく小水量域での運転を避けることが好ましい。
FIG. 14 shows an example of the valve opening / closing speed pattern when the valve opening / closing speed of the
この点、図14に示すように吐出弁334の弁開閉速度を固定した場合、小水量域(小開度領域)における吐出弁334の弁開閉速度と、大開度領域における吐出弁334の弁開閉速度が等しくなる。このため、小水量域(小開度領域)における吐出弁334の弁開閉速度が比較的遅くなり、ポンプ330の始動停止運転時の小水量域での運転の累積時間が長くなる。なお、単に吐出弁334の弁開閉速度を高い値で固定した場合には、小水量域以外で所望の流量制御を行うことが難しくなる場合があるので、好ましくない。
In this regard, when the valve opening / closing speed of the
一方、図15は、第1実施形態における第1の弁開閉速度パターンの一例を示す図である。図15において、横軸は、吐出弁334の弁開度であり、縦軸は、吐出弁334の弁開閉速度(°/sec)である。
On the other hand, FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a first valve opening / closing speed pattern in the first embodiment. In FIG. 15, the horizontal axis is the valve opening degree of the
図15のグラフ830に示すように、吐出弁334の第1の弁開度領域(0°〜約20°)に対しては、約2.0°/secの弁開閉速度が設定されている。また、第1の弁開度領域より大きな吐出弁334の第2の弁開度領域(約20°〜90°)に対しては、第1の弁開度領域における弁開閉速度より小さい約0.5°/secの弁開閉速度が設定されている。
As shown in a graph 830 of FIG. 15, a valve opening / closing speed of about 2.0 ° / sec is set for the first valve opening range (0 ° to about 20 °) of the
図15にしめすようにあらかじめ設定された吐出弁334の開度ごとの弁の開閉速度(グラフ610)は、第3の弁開閉速度パターンを形成する。
The valve opening / closing speed (graph 610) for each opening degree of the
弁制御部214は、ポンプ330が始動信号に応じて始動運転をしているか、又はポンプ330が停止信号に応じて停止運転をしているかを判定する。そして、弁制御部214は、ポンプ330が始動運転又は停止運転をしていると判定した場合には、第3の弁開閉速度パターンにしたがって、吐出弁334の開閉を制御する。
The
なお、始動運転とは、ポンプ330が停止した状態からポンプ330を起動するために吐出弁334を全開にする運転のことである。また、停止運転とは、ポンプ330が運転されている状態からポンプ330を停止するために吐出弁334を全閉にする運転である。一方、通常運転とは、始動運転が終わった後、停止運転が行われるまでのポンプ330の運転のことである。
The start operation is an operation in which the
本実施形態によれば、小水量域(小開度領域)におけるポンプ330の運転時間を短縮することができ、ポンプ330の始動停止運転時の小水量域での運転の累積時間を短縮することができるので、羽根車の損傷等の発生を抑制することができる。すなわち、ポンプは一般的に、定格仕様で最も効率が良くなるよう設計されており、小水量域(小開度領域)では、キャビテーションの発生など、振動や羽根車の損傷が起こりやすい状態となるため、長寿命化のためには、なるべく小水量域での運転を避けることが好ましい。これに加えて、ポンプの始動時や停止時は、流量の急変(水撃の発生)や、駆動機の馬力オーバ等を防止するため、締切始動、締切停止を行う場合が多く、小水量域での運転が回避できない場合がある。特に、起動頻度の多いポンプ設備は、ポンプの始動停止運転時の小水量域での運転の累積時間が長くなり、羽根車の損傷等が問題になり得る。これに対して、本実施形態では、ポンプ330の始動運転又は停止運転の際には、第3の弁開度領域(小開度領域)における第3の範囲内の弁開閉速度を、第4の弁開度領域(大開度領域)における第4の範囲内の弁開閉速度より大きく設定しているので、小水量域(小開度領域)におけるポンプ330の運転時間を短縮することができる。
According to the present embodiment, the operation time of the
この点についてより詳細に説明する。図16は、ポンプのミニマムフローについて説明するための図である。図16において、横軸は、ポンプ330の流量(m3/h)を示し、縦軸は、全揚程(m)、ポンプ効率(%)、及びポンプが要求する必要NPSH(有効吸込みヘッド)(m)を示している。
This point will be described in more detail. FIG. 16 is a diagram for explaining the minimum flow of the pump. In FIG. 16, the horizontal axis indicates the flow rate (m 3 / h) of the
ポンプ330は、ポンプ330の始動運転時には、(1)→(2)→(3)(定格点)の順に性能曲線920上を移動し、ポンプ330の停止運転時には、(3)(定格点)→(2)→(1)の順に性能曲線920上を移動する。また、ポンプ効率930は、図16に示すように、流量がミニマムフロー940より小さい運転領域では低くなり、ミニマムフローを超えた運転領域では高くなる。さらに、ポンプが要求する必要NPSH950は、定格点960を超えた領域で高くなる。
The
ポンプを弁等で流量制御する場合、連続運転してよいミニマムフローが設定されている。ミニマムフロー以下でポンプを運転するとキャビテーションや騒音・振動の原因となりポンプの寿命を短くする。ミニマムフローは通常、定格流量の40〜60%にあり、ポンプはミニマムフロー以上で運転することが条件となる。なお、キャビテーションとは、流れる液体中で気化により空洞(cavity)を生ずる現象で、ポンプ羽根車の入口部で局部的に静圧が揚液の飽和蒸気圧にまで下がって、蒸気の細かい気泡が多数発生する沸騰現象である。キャビテーションが長く続くと羽根車やケーシングの表面が壊食され、損傷する場合がある。 When the flow rate of the pump is controlled by a valve or the like, a minimum flow that can be continuously operated is set. Operating the pump below the minimum flow causes cavitation, noise and vibration, and shortens the pump life. The minimum flow is usually 40 to 60% of the rated flow rate, and the pump must be operated at a minimum flow or higher. Cavitation is a phenomenon in which cavitation occurs in the flowing liquid due to vaporization. The static pressure is locally reduced to the saturated vapor pressure of the pumped liquid at the inlet of the pump impeller, and fine bubbles of vapor are generated. It is a boiling phenomenon that occurs many times. If cavitation continues for a long time, the surface of the impeller and casing may be eroded and damaged.
本実施形態によれば、ポンプ330の始動運転時の図16(1)→(2)の時間、及びポンプ330の停止運転時の図16(2)→(1)の時間を短くすることができる。したがって、ポンプ330の長寿命化を図ることができる。
According to this embodiment, the time of FIG. 16 (1) → (2) during the start operation of the
また、吐出弁334がコーン弁(ロート弁)である場合、コーン弁の構造上、図15に示すように、全閉及び全開時に、リフト動作やシート動作という弁体の回転動とは異なる上下動がある。この場合、完全な全閉状態(着座状態)になるまでに、ポンプは、一定時間の閉切運転(流量=0)が課せられ、振動やキャビテーションなどによる損傷が問題となる。この点、本実施形態によれば、ポンプ330の始動運転時や停止運転時において、吐出弁334の開度が全閉付近にある場合(小開度領域)の弁の開閉速度が速いため、振動やキャビテーションが発生する時間を短縮することができる。
In addition, when the
なお、図15では、吐出弁334の弁開度が約20°であるところを境に吐出弁334の開閉速度が変わる例を示したが、これには限られない。例えば、吐出弁334の開度が20°〜40°の間の所定開度未満の第3の開度領域(小開度領域)に対して第3の範囲内の弁開閉速度を設定し、所定開度以上の第4の開度領域(大開度領域)に対して第3の範囲内の弁開閉速度より小さい第4の範囲内の弁開閉速度を設定することができる。
Although FIG. 15 shows an example in which the opening / closing speed of the
また、図15では、吐出弁334の第3の開度領域(0°〜約20°)に対して弁開閉速度(約2.0°/sec)が固定して設定される例を示したが、これには限られない。例えば、図17のグラフ970に示すように、第3の範囲(例えば、約0.5°/sec以上約6.0°/sec未満)内で流動的に設定することができる。図17は、第3実施形態における第3の弁開閉速度パターンの他の例を示す図である。また、好ましくは、第3の範囲を、約1.0°/sec以上約4.0°/sec未満とし、弁開閉速度は、この第3の範囲内で流動的に設定することができる。
FIG. 15 shows an example in which the valve opening / closing speed (about 2.0 ° / sec) is fixedly set with respect to the third opening range (0 ° to about 20 °) of the
また、図15では、吐出弁334の第4の開度領域(約20°〜90°)に対して弁開閉速度(約0.5°/sec)が固定して設定される例を示したが、これには限られない。例えば、弁開閉速度は、1つの値に固定するのではなく、第4の範囲内(例えば、約0.1°/sec以上約1.5°/sec未満)で流動的に設定することができる。また、好ましくは、第4の範囲を、約0.2°/sec以上約1.0°/sec未満とし、弁開閉速度は、この第4の範囲内で流動的に設定することができる。
FIG. 15 shows an example in which the valve opening / closing speed (about 0.5 ° / sec) is fixedly set with respect to the fourth opening region (about 20 ° to 90 °) of the
次に、第3実施形態におけるポンプの流量制御の方法について説明する。図15は、第3実施形態におけるポンプの流量制御のフローチャートである。 Next, a pump flow rate control method according to the third embodiment will be described. FIG. 15 is a flowchart of the flow rate control of the pump in the third embodiment.
第3実施形態におけるステップS301〜S306は、第1実施形態におけるステップS101〜S106と同様であるので、説明を省略する。 Since steps S301 to S306 in the third embodiment are the same as steps S101 to S106 in the first embodiment, description thereof will be omitted.
ステップS306の後、弁制御部214は、ポンプトリップによるポンプ緊急停止指令
を受信したか否かを判定する(ステップS307)。弁制御部214は、ポンプ緊急停止指令を受信したと判定したら(ステップS307,Yes)、第1の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御する(ステップS308)。
After step S306, the
続いて、弁制御部214は、吐出弁334が全閉されたか否かを判定する(ステップS309)。弁制御部214は、吐出弁334が全閉されていないと判定したら(ステップS309,No)、ステップS308に戻って、第1の弁開閉速度パターンに基づく吐出弁334の開閉制御を行う。
Subsequently, the
一方、弁制御部214は、吐出弁334が全閉されたと判定したら(ステップS309,Yes)、緊急停止運動が終了したとみなして、処理を終了する。
On the other hand, when it is determined that the
ステップS307において、弁制御部214は、ポンプ緊急停止指令を受信していないと判定したら(ステップS307,No)、ポンプ停止指令を受信したか否かを判定する(ステップS310)。弁制御部214は、ポンプ停止指令を受信したと判定したら(ステップS310,Yes)、第3の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御する(ステップS311)。
In step S307, if it determines with the
続いて、弁制御部214は、吐出弁334が全閉されたか否かを判定する(ステップS312)。弁制御部214は、吐出弁334が全閉されていないと判定したら(ステップS312,No)、ステップS311に戻って、第3の弁開閉速度パターンに基づく吐出弁334の開閉制御を行う。
Subsequently, the
一方、弁制御部214は、吐出弁334が全閉されたと判定したら(ステップS312,Yes)、停止運動が終了したとみなして、処理を終了する。
On the other hand, if the
ステップS310において、弁制御部214は、ポンプ停止指令を受信していないと判定したら(ステップS310,No)、弁開度又は目標流量の指令を受信したか否かを判定する(ステップS313)。弁制御部214は、弁開度又は目標流量の指令を受信したと判定したら(ステップS313,Yes)、第2の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御する(ステップS314)。
In step S310, when it is determined that the pump stop command is not received (step S310, No), the
続いて、弁制御部214は、吐出弁334が目標開度に達したか、又はポンプ330の吐出流量(吐出弁334の吐出流量)が目標流量に達したか否かを判定する(ステップS315)。
Subsequently, the
弁制御部214は、吐出弁334が目標開度に達しておらず、かつ、ポンプ330の吐出流量が目標流量に達していないと判定したら(ステップS315,No)、ステップS314に戻って、第2の弁開閉速度パターンに基づく吐出弁334の開閉制御を行う。
When it is determined that the
一方、弁制御部214は、吐出弁334が目標開度に達したか、又はポンプ330の吐出流量が目標流量に達したと判定したら(ステップS315,Yes)、ステップS307に戻って次の指令を待つ。
On the other hand, if the
ステップS313において、弁制御部214は、弁開度又は目標流量の指令を受信していないと判定したら(ステップS313,No)、始動運転を行っているものとみなして、第1の弁開閉速度パターンに基づいて吐出弁334の開閉を制御する(ステップS316)。
In step S313, if the
続いて、弁制御部214は、吐出弁334が全開されたか否かを判定する(ステップS
317)。弁制御部214は、吐出弁334が全開されていないと判定したら(ステップS317,No)、ステップS316に戻って、第1の弁開閉速度パターンに基づく吐出弁334の開閉制御を行う。
Subsequently, the
317). When it is determined that the
一方、吐出弁334が全開されたと判定したら(ステップS317,Yes)、始動運転が終了したとみなして、ステップS307に戻って次の指令を待つ。
On the other hand, if it is determined that the
本実施形態によれば、吐出弁334の小開度時の開閉速度を速く設定することにより、ポンプの小水量域での運転を短くすることができる。このため、キャビテーションによる損傷を最低限に抑え、ポンプ330の長寿命化を図ることが可能となる。
According to the present embodiment, by setting the opening / closing speed of the
また、本実施形態によれば、ポンプ330の運転状態を判断し、適用用途に応じて吐出弁334の制御モードを分けたことによって、各運転時における最適な吐出弁334の制御を行うことができるので、より操作性・信頼性の高めることができる。
In addition, according to the present embodiment, the operation state of the
202 無停電電源
210 受配電・操作制御盤
214 弁制御部(制御部)
300 ポンプ設備
320 吸込水槽
330 ポンプ
331 吸水配管
332 電動機
333 送水配管
334 吐出弁
336 モータ(ドライバ)
350 吐出弁ユニット
1000 ポンプシステム
202
300
350
Claims (10)
前記弁を可変速に開閉するドライバと、
前記ドライバを介して前記弁の開閉を制御することによって、前記ポンプから吐出される液体の流量を制御する制御部と、
停電時に前記制御部に電源を供給するバッテリ電源と、を備え、
前記制御部は、前記ポンプが停電による緊急停止信号に応じて緊急停止運転をしているかを判定し、
前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、第1の弁開度領域に対して第1の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第1の弁開度領域より弁開度の大きい第2の弁開度領域に対して前記第1の範囲内の弁開閉速度より大きい第2の範囲内の弁開閉速度が設定された第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記バッテリ電源を用いて前記弁を閉止制御し、前記弁を逆止弁として機能させる、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 A valve provided in a pipe connected to the liquid discharge side of a pump for pumping and discharging liquid;
A driver for opening and closing the valve at a variable speed;
A controller that controls the flow rate of the liquid discharged from the pump by controlling the opening and closing of the valve via the driver;
A battery power source for supplying power to the control unit during a power failure,
The control unit determines whether the pump is in an emergency stop operation according to an emergency stop signal due to a power failure,
When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, the valve opening / closing speed within the first range is set for the first valve opening region, and the valve opening is performed from the first valve opening region. The battery according to a first valve opening / closing speed pattern in which a valve opening / closing speed in a second range larger than the valve opening / closing speed in the first range is set for a second valve opening region having a large degree. The valve is closed using a power source, and the valve functions as a check valve.
A discharge valve unit characterized by that.
前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記弁の開度が20°より大きく40°以下の間の所定開度未満の第1の弁開度領域に対して第1の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記所定開度以上の第2の弁開度領域に対して前記第1の範囲内の弁開閉速度より大きい第2の範囲内の弁開閉速度が設定された第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御する、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 The discharge valve unit of claim 1,
When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, the control unit has a first valve opening range in which the valve opening is less than a predetermined opening between 20 ° and 40 ° or less. On the other hand, a valve opening / closing speed within a first range is set, and a valve within a second range that is larger than the valve opening / closing speed within the first range with respect to a second valve opening range greater than the predetermined opening degree. Controlling the opening and closing of the valve according to a first valve opening and closing speed pattern in which the opening and closing speed is set;
A discharge valve unit characterized by that.
前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記第1の弁開度領域に対して0.5°/sec以上4.0°/sec未満の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第1の弁開度領域より大きい第2の弁開度領域に対して1.0°/sec以上6.0°/sec未満の範囲内の弁開閉速度が設定された第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御する、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 The discharge valve unit according to claim 1 or 2,
When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, the control unit is within a range of 0.5 ° / sec or more and less than 4.0 ° / sec with respect to the first valve opening range. A valve opening / closing speed is set, and a valve opening / closing speed within a range of 1.0 ° / sec or more and less than 6.0 ° / sec is set for the second valve opening region larger than the first valve opening region. Controlling the opening and closing of the valve according to the first valve opening and closing speed pattern,
A discharge valve unit characterized by that.
前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定され、かつ、前記弁の開度が前記第2の弁開度領域にある場合は、前記第2の範囲内の弁開閉速度によって前記弁を閉止制御し、前記弁の開度が前記第1の開度領域まで閉止されたら、前記第1の開度領域まで閉止された時の開度で所定時間弁の閉止制御を停止し、所定時間経過後、前記第1の範囲内の弁開閉速度によって前記弁を閉止制御する、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 The discharge valve unit according to any one of claims 1 to 3,
When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, and the opening degree of the valve is in the second valve opening degree region, the control unit determines the valve opening / closing speed within the second range. The valve is controlled to be closed by the valve, and when the valve opening is closed to the first opening region, the valve closing control is stopped for a predetermined time at the opening when the valve is closed to the first opening region. And after a predetermined time has passed, the valve is controlled to close by the valve opening / closing speed within the first range,
A discharge valve unit characterized by that.
前記制御部は、前記ポンプが停電による緊急停止信号に応じて緊急停止運転をしているか、又は前記ポンプが通常運転をしているかを判定し、
前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記第1の弁開閉速度パターンにしたがって前記弁の開閉を制御し、
前記ポンプが通常運転をしていると判定した場合は、前記弁の単位弁開閉速度あたりの前記液体の流量変化率があらかじめ設定された範囲内になるように、前記弁の開度ごとに前記弁の開閉速度が設定された第2の弁開閉速度パターンにしたがって前記弁の開閉を制御する、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 The discharge valve unit according to any one of claims 1 to 4,
The control unit determines whether the pump is in an emergency stop operation in response to an emergency stop signal due to a power failure, or whether the pump is in a normal operation,
When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, the opening and closing of the valve is controlled according to the first valve opening / closing speed pattern,
If it is determined that the pump is in normal operation, the flow rate change rate of the liquid per unit valve opening / closing speed of the valve is within a preset range for each opening degree of the valve. Controlling the opening and closing of the valve according to a second valve opening and closing speed pattern in which the opening and closing speed of the valve is set;
A discharge valve unit characterized by that.
前記制御部は、前記ポンプが停電による緊急停止信号に応じて緊急停止運転をしているか、前記ポンプが始動信号に応じて始動運転をしているか、又は前記ポンプが停止信号に応じて停止運転をしているか、を判定し、
前記制御部は、前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御し、
前記ポンプが始動運転又は停止運転をしていると判定した場合は、第3の弁開度領域に対して第3の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第3の弁開度領域より弁開度が大きい第4の弁開度領域に対して前記第3の範囲内の弁開閉速度より小さい第4の範囲内の弁開閉速度が設定された第3の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御する、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 The discharge valve unit according to any one of claims 1 to 5,
The control unit is configured such that the pump is in an emergency stop operation in response to an emergency stop signal due to a power failure, the pump is in a start operation in response to a start signal, or the pump is in stop operation in response to a stop signal. Whether or not
When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, the control unit controls the opening and closing of the valve according to the first valve opening and closing speed pattern,
When it is determined that the pump is in a start operation or a stop operation, a valve opening / closing speed within a third range is set with respect to the third valve opening region, and the third valve opening region According to a third valve opening / closing speed pattern in which a valve opening / closing speed within a fourth range smaller than the valve opening / closing speed within the third range is set for a fourth valve opening degree region with a large valve opening degree. Controlling the opening and closing of the valve,
A discharge valve unit characterized by that.
前記制御部は、前記ポンプが始動運転又は停止運転をしていると判定した場合は、前記弁の開度が20°〜40°の間の所定開度未満の第3の弁開度領域に対して第3の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記所定開度以上の第4の弁開度領域に対して前記第3の範囲内の弁開閉速度より小さい第4の範囲内の弁開閉速度が設定された第3の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御する、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 The discharge valve unit according to claim 6,
When it is determined that the pump is performing a start operation or a stop operation, the control unit has a third valve opening region in which the valve opening is less than a predetermined opening between 20 ° and 40 °. On the other hand, a valve opening / closing speed within a third range is set, and a valve within a fourth range smaller than the valve opening / closing speed within the third range with respect to a fourth valve opening range greater than the predetermined opening degree. Controlling the opening and closing of the valve according to a third valve opening and closing speed pattern in which the opening and closing speed is set;
A discharge valve unit characterized by that.
前記制御部は、前記ポンプが始動運転又は停止運転をしていると判定した場合は、前記第3の弁開度領域に対して1.0°/sec以上12.0°/sec未満の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第3の弁開度領域より弁開度が大きい第4の弁開度領域に対して0.5°/sec以上6.0°/sec未満の範囲内の弁開閉速度が設定された第3の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御する、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 The discharge valve unit according to claim 6 or 7,
When the control unit determines that the pump is in a start operation or a stop operation, a range of 1.0 ° / sec or more and less than 12.0 ° / sec with respect to the third valve opening range Within the range of 0.5 ° / sec or more and less than 6.0 ° / sec with respect to the fourth valve opening region where the valve opening is larger than the third valve opening region. Controlling the opening and closing of the valve according to a third valve opening and closing speed pattern in which the valve opening and closing speed is set.
A discharge valve unit characterized by that.
前記制御部は、前記ポンプが停電による緊急停止信号に応じて緊急停止運転をしているか、前記ポンプが通常運転をしているか、前記ポンプが始動信号に応じて始動運転をしているか、又は前記ポンプが停止信号に応じて停止運転をしているか、を判定し、
前記ポンプが緊急停止運転をしていると判定した場合は、前記第1の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御し、
前記ポンプが通常運転をしていると判定した場合は、前記弁の単位弁開閉速度あたりの前記液体の流量変化率があらかじめ設定された範囲内になるように、前記弁の開度ごとに前記弁の開閉速度が設定された第2の弁開閉速度パターンにしたがって前記弁の開閉を制御し、
前記ポンプが始動運転又は停止運転をしていると判定した場合は、第3の弁開度領域に対して第3の範囲内の弁開閉速度が設定され、前記第3の弁開度領域より大きな第4の弁開度領域に対して前記第3の範囲内の弁開閉速度より小さい第4の範囲内の弁開閉速度が設定された第3の弁開閉速度パターンにしたがって、前記弁の開閉を制御する、
ことを特徴とする吐出弁ユニット。 The discharge valve unit according to any one of claims 1 to 8,
The control unit, the pump is in an emergency stop operation in response to an emergency stop signal due to a power failure, the pump is in a normal operation, the pump is in a start operation in response to a start signal, or It is determined whether the pump is stopped in response to a stop signal,
When it is determined that the pump is in an emergency stop operation, according to the first valve opening / closing speed pattern, the opening / closing of the valve is controlled,
If it is determined that the pump is in normal operation, the flow rate change rate of the liquid per unit valve opening / closing speed of the valve is within a preset range for each opening degree of the valve. Controlling the opening and closing of the valve according to a second valve opening and closing speed pattern in which the opening and closing speed of the valve is set;
When it is determined that the pump is in a start operation or a stop operation, a valve opening / closing speed within a third range is set with respect to the third valve opening region, and the third valve opening region According to a third valve opening / closing speed pattern in which a valve opening / closing speed within a fourth range smaller than a valve opening / closing speed within the third range is set with respect to a large fourth valve opening range, the valve opening / closing is performed. To control the
A discharge valve unit characterized by that.
前記液体槽に貯留された液体を揚排液するポンプと、
前記ポンプを駆動する駆動機と、
前記ポンプの吐出側に設けられた請求項1乃至9のいずれか1項の吐出弁ユニットと、
を備えたことを特徴とするポンプシステム。 A liquid tank for storing liquid;
A pump for pumping and draining the liquid stored in the liquid tank;
A drive for driving the pump;
The discharge valve unit according to any one of claims 1 to 9, provided on the discharge side of the pump;
A pump system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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