JP4853907B2

JP4853907B2 - 液体定量送り装置の制御方法

Info

Publication number: JP4853907B2
Application number: JP2006193932A
Authority: JP
Inventors: 尚志住友; 竜介中田
Original assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Current assignee: Izumi Food Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-07-14
Also published as: JP2008019823A

Description

本発明は、液体定量送り装置の制御方法に関し、特に、複数の往復動ポンプで吸入した液体を加圧して交互に吐出することにより送液ラインに連続的に送出するようにした液体定量送り装置の制御方法に関するものである。

送液ラインに液体を高圧で連続的に供給する場合、２台の往復動ポンプを用い、これらの往復動ポンプで吸入した液体を加圧して交互に吐出することにより送液ラインに連続的に送出するようにしている。

このような液体定量送り装置においては、２台の往復動ポンプを交互に作動させて高圧液体を吐出させるため、液体吐出が一方のポンプから他方のポンプに切り替わるときにほぼ周期的な脈動を生じてしまう。

このような問題に対処するために、例えば、下記特許文献１に記載されるような液体定量送り装置が提案されている。
この液体定量送り装置は、待機側ポンプの内部圧力を駆動側ポンプよりわずか低く予圧しておき、駆動側ポンプの吐出圧力がこの予圧圧力よりも低くなったときに、待機側ポンプの予圧液体を吐出させるものであり、往復動ポンプの運転中に、常に圧力センサで圧力を検知して圧力フィードバックを行うことにより、吐出液体の圧力を高精度で制御し、無脈動運転を保持するようにしている。

しかしながら、上記従来の液体定量送り装置は、運転中に常に圧力センサで圧力を検知して圧力フィードバックを行うことから、制御演算が複雑になり、演算速度も遅くなるという問題を有している。
特開平９−２６４２６１号公報

本発明は、上記従来の液体定量送り装置が有する問題点に鑑み、運転スタート時にトルク演算による圧力調整を行うことにより、フィードバックにおいて圧力センサを使うことなく簡単な制御で無脈動運転を実施することができる液体定量送り装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液体定量送り装置の制御方法は、複数の往復動ポンプで吸入した液体を加圧して交互に吐出することにより送液ラインに連続的に送出する液体定量送り装置において、運転スタート時に、往復動ポンプで液体を吸入した後に吸込バルブ及び吐出バルブを閉じた状態でピストンによる圧縮を行ったときのポンプ駆動モータのトルクが、送液ラインの圧力に対応するポンプ駆動モータのトルクに達するまでのピストンの移動距離を圧力調整距離として前記複数の往復動ポンプの各々で設定しておき、運転中は、往復動ポンプが往復動ポンプを制御する制御部により吐出までの待機の間にピストンが前記設定した圧力調整距離を移動して往復動ポンプに吸入した液体を圧縮した後、吐出を行うことを繰り返すことにより、液体を送液ラインに連続的に送出することを特徴とする。

本発明の液体定量送り装置の制御方法によれば、運転スタート時にトルク演算による圧力調整を行うことで実用上十分な精度を得ることができ、これにより、フィードバックにおいて圧力センサを使うことなく簡単な制御で無脈動運転を実施することができる。

以下、本発明の液体定量送り装置の制御方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図４に、本発明の液体定量送り装置の制御方法の一実施例を示す。
この液体定量送り装置の制御方法は、１対の往復動ポンプ１で吸入した液体を加圧して交互に吐出することにより送液ライン２に連続的に送出する液体定量送り装置において、運転スタート時に、送液ライン２の圧力に対応するポンプ駆動モータ３のトルクに基づいて、往復動ポンプ１で液体を吸入し、吐出バルブ４１及び吸込バルブ４２を閉じてピストン５による圧縮を行い、該トルクに達するまでピストン５を移動することにより圧力調整距離を求める。
そして、往復動ポンプ１のピストン５により、該圧力調整距離だけ多く液体を吸入するとともに、吐出までの待機の間に該圧力調整距離を移動して圧縮することにより、吐出前に往復動ポンプ１に送液ライン２の圧力とほぼ等しい内部圧力を保持するようにしている。

一方、液体定量送り装置は、図１〜図２に示すように、例えば、サーボモータにより駆動するプランジャポンプ等の１対の往復動ポンプ１と、該往復動ポンプ１が液体を吸入する給液部７と、往復動ポンプ１が液体を送出する送液ライン２と、往復動ポンプ１を制御する制御部８とを備えている。

往復動ポンプ１は液圧回路上では並列配置されており、各往復動ポンプ１は、サーボモータ及びこれらサーボモータによって駆動されるピストン５を有している。
ピストン５は、図示左方向に移動することによりポンプ室６に液体を吸入し、逆に右方向に移動することにより前記吸入工程で吸入した液体を加圧して吐出する。

これらの往復動ポンプ１の切替は、運転中は制御部８のタイマー等によりタイミングを合わせるとともに、多少のずれに関しては、図４に矢印で示す区間Ｂの長さを調整することにより補正する公知の方法で行われる。
この場合、待機側の往復動ポンプは、同図に示すように、前記圧力調整距離だけ多く移動して液体を吸入するとともに、吐出までの待機の間にこの圧力調整距離を移動して吸入した液体を圧縮し、吐出前に該往復動ポンプ１に送液ライン２内の圧力とほぼ等しい内部圧力を保持する。
そして、往復動ポンプ１の切替時に、この予圧した内部圧力をポンプ室６の液体とともに吐出することにより、送液ライン２の脈動をなくすようにしている。

図４において、上半の＋側が吐出工程、下半の−側が吸込工程であり、＋側の吐出工程に突起状に現れる動作Ａで予圧縮し、ポンプ室６を送液ライン２内の圧力とほぼ等しい内部圧力に調整している。
具体的には、吐出工程で吐出バルブ４１を開く前に、吸込・吐出の両バルブ４１、４２を閉じた状態で、ほんの少しの距離である圧力調整距離だけピストン５を押し、ポンプ室６の内部圧力を送液ライン２の内部圧力に合うように高める。
つまり、吸込側圧力より吐出側圧力が高いため、ポンプ室６を締め切った状態でピストン５を押すことにより、吸込側と吐出側の圧力差分だけポンプ室６内の圧力を高めて、吐出バルブ４１を開ける。
これが、圧力調整の動作であるが、この圧力調整に必要な圧力調整距離は、送出する液体の粘度等の運転条件で異なるため、前記ポンプ駆動モータ３のトルクを利用し、運転スタート時に求めるようにする。

かくして、本実施例の液体定量送り装置の制御方法は、複数の往復動ポンプ１で吸入した液体を加圧して交互に吐出することにより送液ライン２に連続的に送出する液体定量送り装置において、送液ライン２の圧力から対応するポンプ駆動モータ３のトルクを求めるとともに、往復動ポンプ１で液体を吸入し、吐出バルブ４１及び吸込バルブ４２を閉じてピストン５による圧縮を行い、該トルクに達するまでピストン５を移動することにより圧力調整距離を求め、ピストン５が該圧力調整距離だけ多く液体を吸入し、吐出までの待機の間に該圧力調整距離を移動して圧縮することにより、吐出前に往復動ポンプ１に送液ライン２の圧力とほぼ等しい内部圧力を保持することから、運転スタート時にトルク演算による圧力調整を行うことで実用上十分な精度を得ることができ、これにより、フィードバックにおいて圧力センサを使うことなく簡単な制御で無脈動運転を実施することができる。

本実施例の液体定量送り装置の制御方法では、運転スタート時に、調圧距離測定モードで圧力調整距離を一度求めれば、一度の設定で運転が可能である。
また、圧力センサを用いることなく、内部制御回路のみで設定が可能であるため、得られた圧力調整距離の値を制御回路に入力するか、記憶による自動入力が可能であり、極めて簡単に操作設定をすることができる。

以上、本発明の液体定量送り装置の制御方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の液体定量送り装置の制御方法は、運転スタート時にトルク演算による圧力調整を行うことにより、フィードバックにおいて圧力センサを使うことなく簡単な制御で無脈動運転を実施するという特性を有していることから、例えば、食品工業、医薬、化学工業（混合により反応が起こる場合など）等の液体定量送り装置の用途に好適に用いることができる。

本発明で制御する液体定量送り装置の一実施例を示す回路図である。同液体定量送り装置の要部の立体斜視図である。同液体定量送り装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。同液体定量送り装置の往復動ポンプにおけるピストンの運動速度波形図である。

１往復動ポンプ
２送液ライン
３ポンプ駆動モータ
４１吐出バルブ
４２吸込バルブ
５ピストン
６ポンプ室
７給液部
８制御部

Claims

複数の往復動ポンプで吸入した液体を加圧して交互に吐出することにより送液ラインに連続的に送出する液体定量送り装置において、運転スタート時に、往復動ポンプで液体を吸入した後に吸込バルブ及び吐出バルブを閉じた状態でピストンによる圧縮を行ったときのポンプ駆動モータのトルクが、送液ラインの圧力に対応するポンプ駆動モータのトルクに達するまでのピストンの移動距離を圧力調整距離として前記複数の往復動ポンプの各々で設定しておき、運転中は、往復動ポンプが往復動ポンプを制御する制御部により吐出までの待機の間にピストンが前記設定した圧力調整距離を移動して往復動ポンプに吸入した液体を圧縮した後、吐出を行うことを繰り返すことにより、液体を送液ラインに連続的に送出することを特徴とする液体定量送り装置の制御方法。