JP4502629B2 - 高圧往復ポンプおよびその制御 - Google Patents
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- 1つの駆動源により同期的に駆動される関連したピストンを有する2つのシリンダと、各シリンダに1つの吐出チェックバルブと、αを角変位とする、少なくとも1つの閉区間[α1,α2]と、を備え、前記2つのシリンダからの吐出流体が一定の吐出圧力でポンピングされる往復ポンプの制御方法において、
(a)前記閉区間[α1,α2]の間を除いて、一定の角速度で往復ポンプを作動させ、
(b)前記閉区間[α1,α2]を通して前記往復ポンプの角速度を変化させて、ポンプ吐出圧力を一定に維持することを特徴とする往復ポンプの制御方法。 - 前記閉区間[α1,α2]は、1つのポンプサイクル内で、
(a)α1は、第1シリンダの吐出チェックバルブが開く時の角変位、
(b)α2は、第2シリンダの吐出チェックバルブが閉じる時の角変位
として定義されることを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。 - 単一のポンプサイクルに、2つの閉区間[α1,α2]および[α3,α4]があり、前記2つの閉区間内では、往復ポンプの角速度を、吐出圧力を一定に維持するように変化させることを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。
- 前記閉区間[α1,α2]における限界値α1およびα2は、
(a)前記ポンプ吐出圧力を測定するステップと、
(b)前記ポンプの角変位αを測定するステップと、
(c)前記ポンプ吐出圧力の一階時間微分を計算するステップと、
(d)前記一階時間微分が急激に増加する際に、前記ポンプの角変位の第1値α1を格納するステップと、
(e)前記一階時間微分が再び急激に増加する際に、前記ポンプの角変位の第2値α2を格納するステップと
によって決定されることを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。 - α1およびα2を決定する間、前記ポンプ角速度は一定に維持されることを特徴とする請求項4記載の往復ポンプの制御方法。
- 前記吐出チェックバルブは、開閉状態を表示するように備えられ、前記閉区間[α1,α2]における限界値α1およびα2は、
(a)2つの吐出チェックバルブからの信号を監視するステップと、
(b)第1チェックバルブが開く際に、ポンプの角変位の第1値α1を格納するステップと、
(c)第2チェックバルブが閉じる際に、ポンプの角変位の第2値α2を格納するステップと
によって決定されることを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。 - 前記ポンプを作動させる角速度である、可変角速度設定値ωspを計算する圧力制御器を更に備え、前記圧力制御器の圧力設定値は、前記角変位αが前記閉区間[α1,α2]でない時に、測定された圧力の値であることを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。
- 前記ポンプを作動させる角速度である、可変角速度設定値ωspを計算する圧力制御器を更に備え、前記圧力制御器の圧力設定値は、前記角移動αが前記閉区間[α5,α6]でない時に、測定された圧力の値であることを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。
- 前記ポンプを作動させる角速度である、可変角速度設定値ωspを計算する圧力制御器を更に備え、前記圧力制御器の圧力設定値は、前記角変位αが前記閉区間[α1,α2]でない時に、測定された複数の圧力値すべての平均であることを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。
- 前記ポンプを作動させる角速度である、可変角速度設定値ωspを計算する圧力制御器を更に備え、前記圧力制御器の圧力設定値は、前記角変位αが前記閉区間[α5,α6]でない時に、測定された複数の圧力値すべての平均であることを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。
- ポンピングシステムは、バルブツリーを更に備え、前記バルブツリーは、2つの3ポートソレノイドバルブを備え、前記ソレノイドバルブは、ポンプに入る3つの溶媒を計量するサイクルにて作動し、前記往復ポンプの制御方法は、
(a)3つの溶媒とポンプとの間で、最大でも1度に1つの経路のみが同時に開くように、前記バルブを構成するステップと、
(b)前記バルブツリー内の前記バルブを、関連するバルブ作動論理制御器とともに、連続的に作動させて、各バルブの作動時間を計り、ポンプに入る前記3つの溶媒のそれぞれを、バルブツリーを通して、連続して計量するステップと、
(c)両方のポンプの入口チェックバルブが閉じている時に、すべてのバルブを同時に停止するステップと
を有することを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。 - 電気的作動および流体経路移動の間の遅延時間を計測することによって修正した時間に、各バルブを連続的に作動させることを特徴とする請求項11記載の往復ポンプの制御方法。
- 前記ポンプのシリンダヘッド内の混合室内で、入口ポートおよび出口ポートを、
(a)前記入口ポートを、ピストンからもっとも遠い終端に向けて配置する一方で、
(b)前記出口ポートを、ピストンのもっとも近くに配置する、
ことによって、溶媒と溶質がポンプに導入される際に、混合を促進することを特徴とする請求項1記載の往復ポンプの制御方法。 - 1つの駆動源により同期的に駆動される関連したピストンを有する2つのシリンダと、各シリンダに1つの吐出チェックバルブと、αを角変位とする、少なくとも1つの閉区間[α1,α2]と、を備え、前記2つのシリンダからの吐出流体が一定の吐出圧力でポンピングされる往復ポンプの制御装置において、
(a)前記閉区間[α1,α2]の間を除いて、一定の角速度で往復ポンプを作動させる手段と、
(b)前記閉区間[α1,α2]を通して一定のポンプ吐出圧力を維持するように、前記往復ポンプの角速度を変化させる手段と
を有することを特徴とする往復ポンプの制御装置。 - 前記閉区間[α1,α2]は、1つのポンプサイクル内で、
(a)α1は、第1シリンダの吐出チェックバルブが開く時の角変位、
(b)α2は、第2シリンダの吐出チェックバルブが閉じる時の角変位、
として定義されることを特徴とする請求項14記載の往復ポンプの制御装置。 - 単一のポンプサイクルに、2つの閉区間[α1,α2]および[α3,α4]があり、前記2つの閉区間内では、前記往復ポンプの角速度を変化させる手段は、一定の吐出圧力を維持する手段を含むことを特徴とする請求項14記載の往復ポンプの制御装置。
- 前記閉区間[α1,α2]における限界値α1およびα2は、
(a)前記ポンプ吐出圧力を測定する圧力センサと、
(b)前記ポンプの角変位αを測定する角変位センサと、
(c)前記ポンプの吐出圧力の一階時間微分を計算する手段と、
(d)前記一階時間微分が急激に増加する際に、前記ポンプの角変位の第1値α1を格納するメモリと、
(e)前記一階時間微分が再び急激に増加する際に、前記ポンプの角変位の第2値α2を格納するメモリと
を用いて決定されることを特徴とする請求項14記載の往復ポンプの制御装置。 - α1およびα2を決定する間、前記ポンプ角速度を一定に維持する手段を更に備えることを特徴とする請求項17記載の往復ポンプの制御装置。
- 前記吐出チェックバルブに、開閉状態を示すセンサを設け、前記閉区間[α1,α2]における限界値α1およびα2は、
(a)2つの吐出チェックバルブからの信号を監視する手段と、
(b)第1チェックバルブが開く際に、ポンプの角変位の第1値α1を格納する手段と、
(c)第2チェックバルブが閉じる際に、ポンプの角変位の第2値α2を格納する手段と
を用いて決定されることを特徴とする請求項14記載の往復ポンプの制御装置。 - 前記ポンプを作動させる角速度である、可変角速度設定値ωspを計算する圧力制御器と、前記角変位αが前記閉区間[α1,α2]でないときに、前記圧力制御器の圧力設定値を測定する圧力センサとを更に備えることを特徴とする請求項14記載の往復ポンプの制御装置。
- 前記ポンプを作動させる角速度である、可変角速度設定値ωspを計算する圧力制御器と、前記角変位αが、前記ポンプ内の第2シリンダに関連する第2閉区間[α5,α6]でないときに、前記圧力制御器の圧力設定値を測定する圧力センサとを更に備えることを特徴とする請求項20記載の往復ポンプの制御装置。
- 前記ポンプを作動させる角速度である、可変角速度設定値ωspを計算する圧力制御器と、前記角変位αが前記閉区間[α1,α2]でないときに、測定された複数の圧力値すべての平均として、前記圧力制御器の圧力設定値を計算する手段とを更に備えることを特徴とする請求項14記載の往復ポンプの制御装置。
- 前記ポンプを作動させる角速度である、可変角速度設定値ωspを計算する圧力制御器と、前記角変位αが、前記ポンプ内の第2シリンダに関連する第2閉区間[α5,α6]でないときに、測定された複数の圧力値すべての平均として、前記圧力制御器の圧力設定値を計算する手段とを更に備えることを特徴とする請求項22記載の往復ポンプの制御装置。
- ポンピングシステムは、バルブツリーを更に備え、前記バルブツリーは、ポンプ内に入る3つの溶媒を計量する2つの3ポートバルブを備え、前記往復ポンプの制御装置は、
(a)3つの溶媒とポンプとの間で、最大でも1度に1つの経路のみが同時に開くように、前記バルブを構成する手段と、
(b)前記バルブツリー内の前記バルブを、関連するバルブ作動論理制御器とともに、連続的に作動させて、各バルブの作動時間を計り、ポンプに入る前記3つの溶媒のそれぞれを、バルブツリーを通して、連続して計量するアクチュエータと、
(c)両方のポンプの入口チェックバルブが閉じているときに、すべてのバルブを同時に停止する手段と、
を有することを特徴とする請求項14記載の往復ポンプの制御装置。 - 電気的作動および流体経路移動の間の遅延時間を計測するクロックを更に備え、各バルブを、前記クロックにより修正した時間で、連続的に作動させることを特徴とする請求項24記載の往復ポンプの制御装置。
- 前記ポンプのシリンダヘッド内の混合室内で、入口ポートおよび出口ポートを、
(a)前記入口ポートを、ピストンからもっとも遠い終端に向けて配置する一方で、
(b)前記出口ポートを、ピストンのもっとも近くに配置する、
ことによって、溶媒と溶質がポンプに導入される際に、混合を促進することを特徴とする請求項14記載の往復ポンプの制御装置。 - 1つの駆動源により同期的に駆動される関連したピストンを有する2つのシリンダと、各シリンダに1つの吐出チェックバルブと、αを角変位とする、少なくとも1つの閉区間[α1,α2]とを備え、前記2つのシリンダからの吐出流体が一定の吐出圧力でポンピングされ、ポンプ吐出圧力を大気圧よりも高い状態として動作する往復ポンプの制御方法において、
(a)前記閉区間[α1,α2]の間を除いて、一定の角速度で往復ポンプを作動させ、
(b)前記閉区間[α1,α2]を通して前記往復ポンプの角速度を減少させ、前記ポンプ吐出圧力を一定に維持することを特徴とする往復ポンプの制御方法。 - 1つの駆動源により同期的に駆動される関連したピストンを有する2つのシリンダと、各シリンダに1つの吐出チェックバルブと、αを角変位とする、少なくとも1つの閉区間[α1,α2]とを備え、前記2つのシリンダからの吐出流体が一定の吐出圧力でポンピングされる液体クロマトグラフィ用高圧往復ポンプの制御方法において、
(a)前記閉区間[α1,α2]の間を除いて、一定の角速度で往復ポンプを作動させ、
(b)前記閉区間[α1,α2]を通して前記往復ポンプの角速度を減少させ、ポンプ吐出圧力を一定に維持することを特徴とする往復ポンプの制御方法。 - 1つの駆動源により同期的に駆動される関連したピストンを有する2つのシリンダと、各シリンダに1つの吐出チェックバルブと、αを角変位とする、少なくとも1つの閉区間[α1,α2]とを備え、前記2つのシリンダからの吐出流体が一定の吐出圧力でポンピングされ、吐出圧力を大気圧よりも高い状態として動作する往復ポンプの制御装置において、
(a)前記閉区間[α1,α2]の間を除いて、一定の角速度で往復ポンプを作動させる手段と、
(b)前記閉区間[α1,α2]を通して前記往復ポンプの角速度を減少させてポンプ吐出圧力を一定に維持する手段と
を有することを特徴とする往復ポンプの制御装置。 - 1つの駆動源により同期的に駆動される関連したピストンを有する2つのシリンダと、各シリンダに1つの吐出チェックバルブと、αを角変位とする、少なくとも1つの閉区間[α1,α2]とを備え、前記2つのシリンダからの吐出流体が一定の吐出圧力でポンピングされる液体クロマトグラフィ用高圧往復ポンプの制御装置において、
(a)前記閉区間[α1,α2]の間を除いて、一定の角速度で往復ポンプを作動させる手段と、
(b)前記閉区間[α1,α2]を通して前記往復ポンプの角速度を減少させてポンプ吐出圧力を一定に維持する手段と
を有することを特徴とする往復ポンプの制御装置。
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