JP6619990B2 - Pressure control device - Google Patents
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Description
本発明は、ポンプの吸入側及び吐出側それぞれと所定の対象物との間に設けられた循環路を循環する媒体の圧力を制御する圧力制御装置に関する。 The present invention relates to a pressure control device that controls the pressure of a medium circulating in a circulation path provided between a suction side and a discharge side of a pump and a predetermined object.
プラスチック等の合成樹脂を用いて成型品を射出成形する射出成形機には金型が使用されている。射出成形の金型は、溶融したプラスチックが充填される空間部分であるキャビティ、溶融したプラスチックを冷却固化するための媒体を流す流路を有する。金型の温度を正確に所要の温度に維持することは、成型品の精度を高めるために非常に重要なことである。 A mold is used in an injection molding machine for injection molding a molded product using a synthetic resin such as plastic. An injection mold has a cavity that is a space portion filled with molten plastic, and a flow path for flowing a medium for cooling and solidifying the molten plastic. Maintaining the mold temperature at the required temperature is very important for improving the accuracy of the molded product.
金型の温度を調節する金型温度調節機は、媒体として一般的に水が用いられ、金型の温度を100℃以下で制御するタイプと、100℃以上で制御する高温タイプの2種類に大別される。高温タイプの金型温度調節機では、循環路内の媒体の圧力は、媒体の温度における飽和蒸気圧力以上を維持する必要がある。飽和蒸気圧力以下の圧力では、循環路内で媒体が沸騰し、循環路内に蒸気の領域が発生し、送媒ポンプのカラ運転状態となり送媒ポンプを破損するおそれがある。 There are two types of mold temperature controllers that adjust the temperature of the mold. Water is generally used as a medium, and the temperature of the mold is controlled at 100 ° C. or lower and the high temperature type is controlled at 100 ° C. or higher. Broadly divided. In a high-temperature mold temperature controller, the pressure of the medium in the circulation path needs to be maintained at or above the saturated vapor pressure at the medium temperature. If the pressure is equal to or lower than the saturated steam pressure, the medium boils in the circulation path, a steam region is generated in the circulation path, and there is a possibility that the transmission pump is in a color operation state and the transmission pump is damaged.
そこで、送媒ポンプとは別に、循環路内の媒体の圧力が設定圧力以下になると起動する補助ポンプ(加圧ポンプ)を具備する温度調節機が開示されている(特許文献1参照)。 Therefore, a temperature controller including an auxiliary pump (pressurization pump) that is activated when the pressure of the medium in the circulation path becomes equal to or lower than a set pressure is disclosed (see Patent Document 1).
しかし、特許文献1に記載の温度調節機にあっては、循環路内の媒体の圧力が設定圧力以下になると常に加圧ポンプ(補助ポンプ)を動作させるため、循環路内の媒体の圧力が飽和蒸気圧力より高く、十分であったとしても余分に加圧ポンプを動作させる必要がある。また、加圧ポンプの動作により、一層過剰な圧力を循環路及び金型などに加えることになる。このため、余分な電力消費が発生すること、加圧ポンプの寿命が短くなること、循環路及び金型などの耐圧を大きくする必要があることなどの問題がある。
However, in the temperature controller described in
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、循環路を循環する媒体の圧力を最適な圧力に制御することができる圧力制御装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the pressure control apparatus which can control the pressure of the medium which circulates through a circulation path to an optimal pressure.
本発明に係る圧力制御装置は、ポンプの吸入側及び吐出側それぞれと所定の対象物との間に設けられた循環路を循環する媒体の圧力を制御する圧力制御装置において、前記循環路の媒体の温度を検出する温度検出部と、該温度検出部で検出した温度に基づいて前記循環路の媒体の飽和蒸気圧力を算出する圧力算出部と、前記ポンプの吸入側の媒体の圧力を前記圧力算出部で算出した飽和蒸気圧力以上にすべく制御する圧力制御部とを備えることを特徴とする。 The pressure control device according to the present invention is a pressure control device for controlling the pressure of a medium circulating in a circulation path provided between each of a suction side and a discharge side of a pump and a predetermined object. A temperature detector that detects the temperature of the medium, a pressure calculator that calculates a saturated vapor pressure of the medium in the circulation path based on the temperature detected by the temperature detector, and a pressure of the medium on the suction side of the pump And a pressure control unit that controls the pressure to be equal to or higher than the saturated vapor pressure calculated by the calculation unit.
本発明にあっては、圧力制御装置は、循環路の媒体の温度を検出する温度検出部と、温度検出部で検出した温度に基づいて循環路の媒体の飽和蒸気圧力を算出する圧力算出部と、ポンプの吸入側の媒体の圧力を圧力算出部で算出した飽和蒸気圧力以上にすべく制御する圧力制御部とを備える。 In the present invention, the pressure control device includes a temperature detection unit that detects the temperature of the circulation path medium, and a pressure calculation unit that calculates the saturation vapor pressure of the circulation path medium based on the temperature detected by the temperature detection unit. And a pressure control unit that controls the pressure of the medium on the suction side of the pump to be equal to or higher than the saturated vapor pressure calculated by the pressure calculation unit.
媒体を水とした場合、飽和水蒸気圧力(絶対圧力)と温度(絶対温度)との関係は、種々の式が提示されているが、一例として、いわゆるウェクスラー・ハイランドの式を用いて算出することができる。この算出式から、媒体の温度(℃)と圧力(ゲージ圧=絶対圧力−大気圧)との関係が分かるので、温度検出部で検出した温度に基づいて循環路の媒体の飽和蒸気圧力を算出することができる。 When the medium is water, various formulas have been proposed for the relationship between saturated water vapor pressure (absolute pressure) and temperature (absolute temperature). As an example, calculation is performed using the so-called Wexler Highland formula. be able to. Since the relationship between the temperature (° C) of the medium and the pressure (gauge pressure = absolute pressure-atmospheric pressure) is known from this calculation formula, the saturated vapor pressure of the medium in the circulation path is calculated based on the temperature detected by the temperature detection unit. can do.
圧力算出部は、循環路の媒体の温度が変わった場合でも、媒体の温度に応じた飽和水蒸気圧力を算出し、圧力制御部は、媒体の温度毎に媒体の圧力が当該温度における飽和蒸気圧力以上となるように制御するので、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力に制御することができる。そして、過剰な圧力を循環路及び金型などに加えることを抑制することができ、循環路及び金型などの耐圧を大きくする必要がない。 The pressure calculation unit calculates a saturated water vapor pressure corresponding to the temperature of the medium even when the temperature of the medium in the circulation path changes, and the pressure control unit calculates the saturated vapor pressure at the temperature for each medium temperature. Since it controls so that it may become above, it can always control to a suitable pressure irrespective of the temperature of a medium. And it can suppress applying an excessive pressure to a circulation path, a metal mold | die, etc., and it is not necessary to enlarge the pressure | voltage resistance of a circulation path, a metal mold | die, etc.
本発明に係る圧力制御装置は、給水口に接続され、前記ポンプの吸入側の循環路に連通する給水管と、該給水管の中途に介装された加圧ポンプとを備え、前記圧力制御部は、前記加圧ポンプの加圧により媒体の圧力を飽和蒸気圧力以上にすべく制御することを特徴とする。 The pressure control device according to the present invention comprises a water supply pipe connected to a water supply port and communicating with a circulation path on the suction side of the pump, and a pressure pump interposed in the middle of the water supply pipe, and the pressure control The unit controls the pressure of the pressurizing pump so as to make the pressure of the medium equal to or higher than the saturated vapor pressure.
本発明にあっては、給水口に接続され、ポンプの吸入側の循環路に連通する給水管と、給水管の中途に介装された加圧ポンプとを備える。圧力制御部は、加圧ポンプの加圧により媒体の圧力を飽和蒸気圧力以上にすべく制御する。 The present invention includes a water supply pipe connected to the water supply port and communicating with the circulation path on the suction side of the pump, and a pressurizing pump interposed in the middle of the water supply pipe. The pressure control unit controls the medium pressure to be equal to or higher than the saturated vapor pressure by pressurizing the pressure pump.
すなわち、圧力制御部は、媒体の温度毎に媒体の圧力が当該温度における飽和蒸気圧力以上となるように加圧ポンプが加圧するように制御するので、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力に制御することができる。また、余分に加圧ポンプを動作させる必要がなく、余分な電力消費が発生すること、加圧ポンプの寿命が短くなることを抑制することができる。 That is, the pressure control unit controls the pressurization pump so that the pressure of the medium becomes equal to or higher than the saturated vapor pressure at the temperature for each temperature of the medium, so that the pressure control unit always maintains an appropriate pressure regardless of the temperature of the medium. Can be controlled. Moreover, it is not necessary to operate the pressurizing pump extra, and it is possible to suppress the occurrence of extra power consumption and the shortening of the lifetime of the pressurizing pump.
本発明に係る圧力制御装置は、前記ポンプの吸入側の媒体の圧力を検出する圧力検出部と、該圧力検出部で検出した圧力が所定の下限値以下になった場合、前記加圧ポンプを駆動する駆動部とを備えることを特徴とする。 The pressure control device according to the present invention includes a pressure detection unit that detects the pressure of the medium on the suction side of the pump, and the pressure pump when the pressure detected by the pressure detection unit is equal to or lower than a predetermined lower limit value. And a drive unit for driving.
本発明にあっては、ポンプの吸入側の媒体の圧力を検出する圧力検出部と、圧力検出部で検出した圧力が所定の下限値以下になった場合、加圧ポンプを駆動する駆動部とを備える。下限値は、例えば、圧力算出部で算出した飽和蒸気圧力に対する下限値とすることができる。これにより、媒体の温度毎に飽和蒸気圧力を求めるので、媒体の温度毎に下限値を設けることができ、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力に制御することができる。 In the present invention, a pressure detection unit that detects the pressure of the medium on the suction side of the pump, and a drive unit that drives the pressurization pump when the pressure detected by the pressure detection unit falls below a predetermined lower limit value. Is provided. The lower limit value can be, for example, the lower limit value for the saturated steam pressure calculated by the pressure calculation unit. Thereby, since saturated vapor pressure is calculated | required for every temperature of a medium, a lower limit can be provided for every temperature of a medium, and it can always control to a suitable pressure irrespective of the temperature of a medium.
本発明に係る圧力制御装置は、排水口に接続され、前記ポンプの吸入側の循環路に連通する排水管と、該排水管の中途に介装された排水弁と、前記圧力検出部で検出した圧力が所定の上限値以上になった場合、前記排水弁を開にすべく制御する排水弁制御部とを備えることを特徴とする。 The pressure control device according to the present invention is connected to a drain outlet and communicates with a circulation path on the suction side of the pump, a drain valve interposed in the middle of the drain pipe, and detected by the pressure detection unit And a drain valve control unit that controls to open the drain valve when the pressure exceeds a predetermined upper limit value.
本発明にあっては、排水口に接続され、ポンプの吸入側の循環路に連通する排水管と、排水管の中途に介装された排水弁と、圧力検出部で検出した圧力が所定の上限値以上になった場合、排水弁を開にすべく制御する排水弁制御部とを備える。上限値は、例えば、圧力算出部で算出した飽和蒸気圧力に対する上限値とすることができる。 In the present invention, the drain pipe connected to the drain port and communicating with the circulation path on the suction side of the pump, the drain valve interposed in the middle of the drain pipe, and the pressure detected by the pressure detection unit are predetermined. A drain valve control unit that controls to open the drain valve when the upper limit value is exceeded; The upper limit value can be, for example, an upper limit value for the saturated steam pressure calculated by the pressure calculation unit.
すなわち、排水弁制御部は、循環路の媒体の圧力が所定の上限値以上になった場合、排水弁を開にして循環路の圧力を降圧させる。媒体の温度毎に飽和蒸気圧力を求めるので、媒体の温度毎に上限値を設けることができ、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力、すなわち一定の範囲内に制御することができる。 That is, when the pressure of the medium in the circulation path becomes equal to or higher than the predetermined upper limit value, the drain valve control unit opens the drain valve to lower the pressure in the circulation path. Since the saturated vapor pressure is obtained for each temperature of the medium, an upper limit value can be set for each temperature of the medium, and the pressure can always be controlled within an appropriate pressure, that is, within a certain range regardless of the temperature of the medium.
本発明に係る圧力制御装置は、前記駆動部は、前記排水弁制御部が前記排水弁を開にすべく制御する場合、該排水弁が開となる時点以前に前記加圧ポンプを駆動することを特徴とする。 In the pressure control device according to the present invention, when the drain valve control unit controls the drain valve to open, the driving unit drives the pressurizing pump before the drain valve is opened. It is characterized by.
本発明にあっては、駆動部は、排水弁制御部が排水弁を開にすべく制御する場合、排水弁が開となる時点以前に加圧ポンプを駆動する。排水弁を開くと、密閉されていた循環路が排水弁を介して降圧され、循環路の媒体の圧力が飽和蒸気圧力より低下する場合があり得る。そこで、排水弁が開となる時点又は当該時点よりも前の時点で加圧ポンプを駆動することにより、排水弁が開くことにより、循環路内の圧力が降圧する時点以前で循環路内の圧力を加圧することで、媒体の圧力が圧力算出部で算出した飽和蒸気圧力よりも下がることを防止することができる。 In the present invention, when the drain valve control unit performs control to open the drain valve, the drive unit drives the pressurizing pump before the drain valve is opened. When the drain valve is opened, the sealed circulation path is reduced in pressure through the drain valve, and the pressure of the medium in the circulation path may be lower than the saturated steam pressure. Therefore, the pressure in the circulation path before the time when the pressure in the circulation path is reduced by opening the drain valve by driving the pressurizing pump at the time when the drain valve is opened or before that time. Can be prevented from dropping below the saturated vapor pressure calculated by the pressure calculating unit.
本発明に係る圧力制御装置は、前記加圧ポンプは、電磁ポンプであり、前記駆動部は、所要の周期及びデュティー比の直流パルスを用いて前記加圧ポンプを駆動することを特徴とする。 The pressure control device according to the present invention is characterized in that the pressurizing pump is an electromagnetic pump, and the driving unit drives the pressurizing pump using a direct current pulse having a required cycle and duty ratio.
本発明にあっては、加圧ポンプは、電磁ポンプである。すなわち、加圧ポンプのプランジャーのストロークにより媒体を加圧する。駆動部は、所要の周期及びデュティー比の直流パルスを用いて加圧ポンプを駆動する。直流パルスの周期を変えることにより、プランジャーのストローク回数を変えることができ、直流パルスのデュティー比を変えることにより、プランジャーのトルク(押す力)を変えることができるので、必要な圧力をきめ細かく制御することができる。 In the present invention, the pressurizing pump is an electromagnetic pump. That is, the medium is pressurized by the stroke of the plunger of the pressure pump. A drive part drives a pressurization pump using the direct current pulse of a required period and duty ratio. By changing the cycle of the DC pulse, you can change the number of strokes of the plunger, and by changing the duty ratio of the DC pulse, you can change the torque (pushing force) of the plunger. Can be controlled.
本発明によれば、循環路を循環する媒体の圧力を最適な圧力に制御することができる。 According to the present invention, the pressure of the medium circulating in the circulation path can be controlled to an optimum pressure.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は本実施の形態の圧力制御装置としての金型温度調節機100の構成の一例を示す説明図である。本実施の形態では、圧力制御装置として金型温度調節機100を例に挙げて説明するが、圧力制御装置は金型温度調節機に限定されるものではない。金型温度調節機100は、対象物としての金型200へ供給する冷却用の媒体の温度、圧力を調節(制御)する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings illustrating embodiments thereof. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the configuration of a
図1に示すように、金型温度調節機100は、ポンプ31の吐出側(OUT)と金型200の入口側との間に管路11(送媒管路)を接続し、金型200の出口側とポンプ31の吸入側(IN)との間に管路12(返媒管路)を接続し、ポンプ31により媒体(例えば、水)が管路11、12、バイパス管路16内を循環するようになっている。すなわち、ポンプ31は、例えば、ケーシング内でモータの回転により羽根車を高速回転し、媒体に作用する遠心力を利用するので、媒体は管路11、12、バイパス管路16を循環する。なお、管路11、12、バイパス管路16を纏めて循環路とも称する。
As shown in FIG. 1, the
管路11のポンプ31の吐出側付近には圧力センサ62を設けてあり、ポンプ31の吐出側付近の媒体の圧力を計測することができる。管路11の中途にはヒータユニット80を介装してあり、媒体を加熱して媒体の温度を上げることができる。サーモスタット81は、ヒータユニット80が所定の温度を超えた場合にヒータユニット80による加熱を停止する。また、管路11には温度検出部としての温度センサ71を設けてあり、管路11の媒体の温度を検出することができる。
A
管路11は、途中で2系統に分岐してあり、分岐した管路11それぞれが金型200の入口側に接続されている。分岐した管路11それぞれには、送媒バルブ21を介装してあり、分岐した管路11毎の媒体の流量を調整することができる。同様に、管路12も、金型200の出口側で2系統に分岐してあり、途中で分岐した管路12が1つの管路12に統合してある。分岐した管路12それぞれには、返媒バルブ22を介装してあり、分岐した管路12毎の媒体の流量を調整することができる。
The pipeline 11 is branched into two systems in the middle, and each branched pipeline 11 is connected to the inlet side of the
管路12の中途には熱交換器40を介装してあり、熱交換器40の出口側の管路12には冷却電磁弁23を介装してある。また、熱交換器40の入口側の管路12の所要箇所(図1の符号Aで示す箇所、分岐点Aともいう)と、冷却電磁弁23の出口側の管路12の所要箇所(図1の符号Bで示す箇所、分岐点Bともいう)との間には、バイパス管路16を設けている。なお、バイパス管路16は設けなくてもよい。
A
熱交換器40は、一次側には、冷却管路13と連通し、冷却水を流す冷却流路を有し、二次側には、管路12と連通し、媒体を流す媒体流路を有する。熱交換器40は、冷却流路を流れる冷却水と、媒体流路を流れる媒体との間で熱交換を行い、媒体流路を流れる媒体を冷却して温度を調節する。
The
管路12のポンプ31の吸入側付近には、圧力検出部としての圧力センサ63、開放リリーフ弁を設けてある。圧力センサ63は、ポンプ31の吸入側付近の媒体の圧力を計測する。また、熱交換器40の入口側の管路12(分岐点Aより上流側)には、ストレーナを設けている。ストレーナは、媒体に含まれる固形成分を取り除くものである。
In the vicinity of the suction side of the
給水口と管路12の分岐点Bとの間には給水管14を設けてある。すなわち、給水管14は、ポンプ31の吸入側の管路12に連通する。給水管14の給水口側にはストレーナ、圧力センサ61を設けてある。圧力センサ61は、給水圧を計測する。給水管14の途中には逆止弁26を介装してあり、逆止弁26の両側には、加圧ポンプ32を介装した分岐管14aを接続してある。
A
加圧ポンプ32は、例えば、電磁ポンプである。すなわち、加圧ポンプ32のプランジャー(不図示)のストロークにより媒体を加圧する。加圧ポンプ32は、圧力制御部50の制御のもと、管路11、12、バイパス管路16内の媒体(例えば、水)の圧力が飽和蒸気圧より高くなるように加圧する。
The pressurizing
また、管路14の分岐管14aが接続された箇所の上流側には、冷却水を分岐して熱交換器40に流すための冷却管路13を接続してある。冷却管路13は、熱交換器40の入口側で冷却流路の一端に接続してある。熱交換器40の出口側で冷却流路の他端に接続された冷却管路13は排水口に接続してある。排水口に接続される冷却管路13の中途には冷却水電磁弁25を介装してある。
A cooling
また、熱交換器40と冷却電磁弁23との間の管路12bには、排水口に接続された排水管15を接続してある。排水管15の中途には排水弁としての排水電磁弁24を介装してある。
Further, a
また、金型温度調節機100は、圧力制御部50を備え、圧力制御部50は、弁開閉制御部51、圧力算出部52、駆動部53などを備える。圧力制御部50は、温度センサ71で検出した温度を取得することができる。また、圧力制御部50は、圧力センサ61、62、63で検出した圧力を取得することができる。
The
弁開閉制御部51は、冷却電磁弁23、排水電磁弁24、冷却水電磁弁25の開閉を制御する。
The valve opening /
圧力算出部52は、温度センサ71で検出した温度に基づいて管路11の媒体の飽和蒸気圧力を算出する。
The
駆動部53は、圧力センサ63で検出した圧力が所定の下限値以下になった場合、加圧ポンプ32を駆動する。なお、下限値は、飽和蒸気圧力よりも高い圧力値である。
The driving
金型温度調節機100の動作の概要は以下のとおりである。排水電磁弁24、冷却電磁弁23、送媒バルブ21、返媒バルブ22を開にして給水口から媒体としての水を供給すると、管路11、12、バイパス管路16などの循環路内の空気が完全に排出され、その後、排水電磁弁24を閉じることにより、管路11、12、バイパス管路16などの循環路には媒体が充填される。また、管路11、12、バイパス管路16などの循環路内の媒体の圧力は、圧力制御部50の制御動作により媒体の温度に対応する飽和蒸気圧以上に維持される。管路11、12、バイパス管路16などの循環路内の媒体の温度は、ヒータユニット80により加熱され所要の温度になるように昇温される。また、バイパス管路16などの循環路内の媒体の温度は、熱交換器40により所要の温度になるように冷却される。ヒータユニット80による加熱動作及び熱交換器40による冷却動作により、管路11、12、バイパス管路16などの循環路内の媒体の温度、すなわち金型200内の媒体の温度は所要の温度(例えば、180℃であるが、これに限定されるものではなく、150℃などであってもよい)に調節(制御)される。
The outline of the operation of the
以下、金型温度調節機100について詳細に説明する。
Hereinafter, the
前述のとおり、本実施の形態の金型温度調節機100は、管路11、12、バイパス管路16(循環路)の媒体の温度を検出する温度センサ71と、温度センサ71で検出した温度に基づいて循環路の媒体の飽和蒸気圧力を算出する圧力算出部52と、ポンプ31の吸入側の媒体の圧力を、圧力算出部52で算出した飽和蒸気圧力以上にすべく制御する圧力制御部50とを備える。
As described above, the
媒体を水とした場合、飽和水蒸気圧力(絶対圧力)と温度(絶対温度)との関係は、種々の式が提示されているが、一例として、ウェクスラー・ハイランドの式を用いて算出することができる。この算出式から、媒体の温度(℃)と圧力(ゲージ圧力=絶対圧力−大気圧)との関係が分かるので、温度センサ71で検出した温度に基づいて循環路の媒体の飽和蒸気圧力を算出することができる。なお、飽和水蒸気圧力(絶対圧力)と温度(絶対温度)との関係を示す式は、ウェクスラー・ハイランドの式に限定されるものではない。
When water is used as the medium, various formulas have been proposed for the relationship between saturated water vapor pressure (absolute pressure) and temperature (absolute temperature). For example, the equation should be calculated using the Wexler Highland formula. Can do. Since the relationship between the temperature (° C.) of the medium and the pressure (gauge pressure = absolute pressure−atmospheric pressure) can be understood from this calculation formula, the saturated vapor pressure of the medium in the circulation path is calculated based on the temperature detected by the
図2は媒体の温度と絶対圧力及びゲージ圧力との関係を示す説明図である。媒体(水)の温度の単位は℃である。ゲージ圧力は、絶対圧力から大気圧を減算したものである。図2に示すように、媒体の温度が150℃の場合、ゲージ圧力は0.3749MPaであり、媒体の温度が180℃の場合、ゲージ圧力は0.9015MPaである。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature of the medium, the absolute pressure, and the gauge pressure. The unit of temperature of the medium (water) is ° C. The gauge pressure is the absolute pressure minus the atmospheric pressure. As shown in FIG. 2, when the temperature of the medium is 150 ° C., the gauge pressure is 0.3749 MPa, and when the temperature of the medium is 180 ° C., the gauge pressure is 0.9015 MPa.
また、ポンプ31の吸入側の管路12の圧力を、例えば、0.9MPaとすると、ポンプ31により約0.4MPa昇圧されるので、ポンプ31の吐出側の管路11の圧力は約1.3MPaとなる。なお、図2では、簡便のため、温度は10℃毎に例示しているが、実際には温度間隔は、例えば、0.1℃毎のゲージ圧力をテーブルの形式で記憶部(不図示)に記憶しておき、検出した温度に対応する圧力(ゲージ圧力)を参照することにより、圧力を算出することができる。また、図2に示す関係を演算式として圧力算出部52に組み込んでおき、検出した温度に対応する圧力(ゲージ圧力)を算出するようにしてもよい。
Further, if the pressure in the
圧力算出部52は、管路11、12、バイパス管路16の媒体の温度が変わった場合でも、媒体の温度に応じた飽和水蒸気圧力を算出する。圧力制御部50は、媒体の温度毎に媒体の圧力が当該温度における飽和蒸気圧力以上となるように制御するので、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力に制御することができる。そして、過剰な圧力を循環路及び金型などに加えることを抑制することができ、循環路及び金型などの耐圧を大きくする必要がない。
The
また、本実施の形態の金型温度調節機100は、給水口に接続され、ポンプ31の吸入側の管路12に連通する給水管14と、給水管14の中途に介装された加圧ポンプ32とを備える。圧力制御部50は、加圧ポンプ32の加圧により媒体の圧力を飽和蒸気圧力以上にすべく制御する。
Further, the
すなわち、圧力制御部50は、媒体の温度毎に媒体の圧力が当該温度における飽和蒸気圧力以上となるように加圧ポンプ32が加圧するように制御するので、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力に制御することができる。また、余分に加圧ポンプを動作させる必要がなく、余分な電力消費が発生すること、加圧ポンプの寿命が短くなることを抑制することができる。
In other words, the
また、本実施の形態の金型温度調節機100は、ポンプ31の吸入側の媒体の圧力を検出する圧力センサ63と、圧力センサ63で検出した圧力が所定の下限値以下になった場合、加圧ポンプ32を駆動する駆動部53とを備える。
In addition, the
下限値は、例えば、圧力算出部52で算出した飽和蒸気圧力に対する下限値とすることができる。これにより、媒体の温度毎に飽和蒸気圧力を求めるので、媒体の温度毎に下限値を設けることができ、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力に制御することができる。
For example, the lower limit value may be a lower limit value for the saturated steam pressure calculated by the
また、本実施の形態の金型温度調節機100は、排水口に接続され、ポンプ31の吸入側の管路12に連通する排水管15と、排水管15の中途に介装された排水電磁弁24と、圧力算出部52で算出した圧力が所定の上限値以上になった場合、排水電磁弁24を開にすべく制御する排水弁制御部としての弁開閉制御部51を備える。上限値は、例えば、圧力算出部52で算出した飽和蒸気圧力に対する上限値とすることができる。
In addition, the
すなわち、弁開閉制御部51は、管路12の媒体の圧力が所定の上限値以上になった場合、排水電磁弁24を所定時間だけ開にして管路11、12、バイパス管路16の圧力を降圧させる。媒体の温度毎に飽和蒸気圧力を求めるので、媒体の温度毎に上限値を設けることができ、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力、すなわち一定の範囲内に制御することができる。
That is, when the pressure of the medium in the
また、本実施の形態の金型温度調節機100は、駆動部53は、弁開閉制御部51が排水電磁弁24を開にすべく制御する場合、排水電磁弁24が開となる時点以前に加圧ポンプ32を駆動する。
Further, in the
排水電磁弁24を開くと、密閉されていた管路11、12、バイパス管路16が排水電磁弁24を介して降圧され、管路11、12、バイパス管路16の媒体の圧力が飽和蒸気圧力より低下する場合があり得る。そこで、排水電磁弁24が開となる時点又は当該時点よりも前の時点で加圧ポンプ32を駆動することにより、排水電磁弁24が開くことにより、管路11、12、バイパス管路16内の圧力が降圧する時点以前で圧力を加圧することで、媒体の圧力が圧力算出部52で算出した飽和蒸気圧力よりも下がることを防止することができる。
When the drainage
また、本実施の形態の金型温度調節機100は、加圧ポンプ32は、例えば、電磁ポンプである。駆動部53は、所要の周期及びデュティー比の直流パルスを用いて加圧ポンプ32を駆動する。直流パルスの周期を変えることにより、プランジャーのストローク回数を変えることができ、直流パルスのデュティー比を変えることにより、プランジャーのトルク(押す力)を変えることができるので、必要な圧力をきめ細かく制御することができる。
Moreover, as for the
図3は本実施の形態の金型温度調節機100の基本動作の一例を示すタイムチャートである。図3は上段から下段に向かって、順番に媒体の圧力、ポンプ31の動作状態、加圧ポンプ32の動作状態、排水電磁弁24の動作状態を示す。また、図3では、媒体の圧力の上昇時、媒体の圧力の安定時、媒体の圧力の低下時の動作を示す。また、横軸は時間を示す。
FIG. 3 is a time chart showing an example of the basic operation of the
図3の「上昇時」のチャートに示すように、媒体の圧力が上昇して上限値を超えた場合、排水電磁弁24を所定時間だけ開く。これにより、管路11、12、バイパス管路16の圧力を降圧させる。媒体の温度毎に飽和蒸気圧力を求めるので、媒体の温度毎に上限値を設けることができ、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力、すなわち一定の範囲内に制御することができる。また、媒体の圧力が再度上昇した場合には、同様の動作を繰り返す。なお、図3では、排水電磁弁24を開くことにより、媒体の圧力が下限値まで低下した後、上昇するように図示しているが、媒体の圧力は下限値まで低下することなく上昇することもある。
As shown in the “rising” chart of FIG. 3, when the pressure of the medium rises and exceeds the upper limit value, the drain
図3の「安定時」のチャートに示すように、媒体の圧力が上限値と下限値との間で安定している場合は、加圧ポンプ32を動作させない。また、排水電磁弁24も動作させる必要はない。
As shown in the “stable” chart of FIG. 3, when the pressure of the medium is stable between the upper limit value and the lower limit value, the pressurizing
図3の「低下時」のチャートに示すように、媒体の圧力が低下して下限値を下回った場合、加圧ポンプ32を所要時間だけ動作させる。これにより、媒体の温度毎に飽和蒸気圧力を求めるので、媒体の温度毎に下限値を設けることができ、媒体の温度に関わらず常に適切な圧力に制御することができる。また、媒体の圧力が再度低下した場合には、同様の動作を繰り返す。
As shown in the “during drop” chart of FIG. 3, when the pressure of the medium falls below the lower limit value, the pressurizing
図4は本実施の形態の金型温度調節機100の圧力上昇時の動作の一例を示すタイムチャートである。図4は上段から下段に向かって、順番に媒体の圧力、加圧ポンプ32の動作状態、排水電磁弁24の動作状態を示す。また、図4では、第1例、第2例、第3例の動作状態を示す。また、横軸は時間を示す。
FIG. 4 is a time chart showing an example of the operation when the pressure of the
第1例は、媒体の圧力が上昇する場合に、加圧ポンプ32を動作させない例を示す。すなわち、媒体の圧力が上限値を超えた場合に、排水電磁弁24を所定時間開くことにより、管路11、12、バイパス管路16の媒体の圧力が下がりすぎて下限値を下回ってしまう状態を示す。
The first example shows an example in which the pressurizing
第2例は、媒体の圧力が上昇する場合に、加圧ポンプ32を動作させる例を示す。すなわち、媒体の圧力が上限値を超えた場合に、排水電磁弁24を所定時間開くとともに、排水電磁弁24が開いた後に加圧ポンプ32を駆動する。この場合には、管路11、12、バイパス管路16の媒体の圧力は、加圧ポンプ32による加圧が有効となるまでの間、下限値を下回ってしまう。
The second example shows an example in which the pressurizing
第3例は、前述の第1例、第2例のように媒体の圧力が下限値を下回ることを防止するための動作を示す。すなわち、排水電磁弁24が開となる時点又は当該時点よりも前の時点で加圧ポンプ32を駆動することにより、排水電磁弁24が開くことにより、管路11、12、バイパス管路16内の圧力が降圧する時点以前で圧力を加圧することで、媒体の圧力が下限値より下がることを防止することができる。すなわち、媒体の圧力が、圧力算出部52で算出した飽和蒸気圧力よりも下がることを防止することができる。
The third example shows an operation for preventing the pressure of the medium from falling below the lower limit as in the first and second examples. That is, when the drainage
図5は本実施の形態の金型温度調節機100の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下の説明では、便宜上、処理の主体を圧力制御部50とする。圧力制御部50は、排水電磁弁24を閉じ(S11)、温度センサ71により媒体の温度を検出する(S12)。圧力制御部50は、検出した温度に基づいて媒体の飽和蒸気圧力を算出する(S13)。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the
圧力制御部50は、圧力センサ63により媒体の圧力を検出し(S14)、検出した媒体の圧力が算出した飽和蒸気圧力に対する下限値以下であるか否かを判定する(S15)。検出した媒体の圧力が下限値以下である場合(S15でYES)、圧力制御部50は、加圧ポンプ32を所要時間だけ駆動する(S16)。検出した媒体の圧力が下限値以下でない場合(S15でNO)、圧力制御部50は、ステップS16の処理を行うことなく、後述のステップS17の処理を行う。
The
圧力制御部50は、検出した媒体の圧力が算出した飽和蒸気圧力に対する上限値以上であるか否かを判定する(S17)。検出した媒体の圧力が上限値以上である場合(S17でYES)、圧力制御部50は、排水電磁弁24を開く時点以前に加圧ポンプ32を所要時間だけ駆動し(S18)、排水電磁弁24を所定時間だけ開く(S19)。検出した媒体の圧力が上限値以上でない場合(S17でNO)、圧力制御部50は、ステップS18、S19の処理を行うことなく、後述のステップS20の処理を行う。
The
圧力制御部50は、処理を終了するか否かを判定し(S20)、処理を終了しない場合(S20でNO)、ステップS12以降の処理を続け、処理を終了する場合(S20でYES)、処理を終了する。
The
上述の実施の形態において、媒体としては水を用いることができるが、水に代えて油を使用することもできる。 In the above-described embodiment, water can be used as the medium, but oil can also be used instead of water.
上述の実施の形態では、圧力制御装置の一例として金型温度調節機について説明したが、圧力制御装置は金型温度調節機に限定されるものでなく、媒体の圧力を制御する装置であれば、本実施の形態を適用することができる。 In the above-described embodiment, the mold temperature controller has been described as an example of the pressure control device. However, the pressure control device is not limited to the mold temperature controller, and may be any device that controls the pressure of the medium. The present embodiment can be applied.
なお、前述の実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせることができる。 Note that at least a part of the above-described embodiments can be arbitrarily combined.
11、12 管路
13 冷却管路
14 給水管
14a 分岐管
15 排水管
16 バイパス管路
21 送媒バルブ
22 返媒バルブ
23 冷却電磁弁
24 排水電磁弁(排水弁)
25 冷却水電磁弁
26 逆止弁
31 ポンプ
32 加圧ポンプ
40 熱交換器
50 圧力制御部
51 弁開閉制御部(排水弁制御部)
52 圧力算出部
53 駆動部
61、62、63 圧力センサ
71 温度センサ(温度検出部)
80 ヒータユニット
81 サーモスタット
100 金型温度調節機(圧力制御装置)
200 金型(対象物)
DESCRIPTION OF
25 Cooling
52
80
200 Mold (object)
Claims (6)
前記循環路の媒体の温度を所要の温度に調節する温度調節部と、
前記温度調節部により所要の温度に調節された媒体の温度を検出する温度検出部と、
該温度検出部で検出した温度に基づいて前記循環路の媒体の飽和蒸気圧力を算出する圧力算出部と、
前記温度調節部で前記循環路の媒体の温度を所要の温度に調節しつつ前記ポンプの吸入側の媒体の圧力を前記圧力算出部で算出した飽和蒸気圧力以上にすべく制御する圧力制御部と
を備えることを特徴とする圧力制御装置。 In a pressure control device for controlling the pressure of a medium circulating in a circulation path provided between a suction side and a discharge side of a pump and a predetermined object,
A temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the medium in the circulation path to a required temperature;
A temperature detection unit for detecting the temperature of the medium adjusted to a required temperature by the temperature adjustment unit ;
A pressure calculation unit that calculates a saturated vapor pressure of the medium in the circulation path based on the temperature detected by the temperature detection unit;
A pressure control unit for controlling the pressure of the medium on the suction side of the pump to be equal to or higher than the saturated vapor pressure calculated by the pressure calculating unit while adjusting the temperature of the medium in the circulation path to a required temperature by the temperature adjusting unit; A pressure control device comprising:
該給水管の中途に介装された加圧ポンプと
を備え、
前記圧力制御部は、
前記加圧ポンプの加圧により媒体の圧力を飽和蒸気圧力以上にすべく制御することを特徴とする請求項1に記載の圧力制御装置。 A water supply pipe connected to the water supply port and communicating with the circulation path on the suction side of the pump;
A pressurizing pump interposed in the middle of the water supply pipe,
The pressure controller is
The pressure control apparatus according to claim 1, wherein the pressure of the medium is controlled to be equal to or higher than a saturated vapor pressure by pressurization of the pressure pump.
該圧力検出部で検出した圧力が所定の下限値以下になった場合、前記加圧ポンプを駆動する駆動部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の圧力制御装置。 A pressure detector for detecting the pressure of the medium on the suction side of the pump;
The pressure control device according to claim 2, further comprising: a drive unit that drives the pressurizing pump when the pressure detected by the pressure detection unit is equal to or lower than a predetermined lower limit value.
該排水管の中途に介装された排水弁と、
前記圧力検出部で検出した圧力が所定の上限値以上になった場合、前記排水弁を開にすべく制御する排水弁制御部と
を備えることを特徴とする請求項3に記載の圧力制御装置。 A drain pipe connected to the drain port and communicating with the circulation path on the suction side of the pump;
A drain valve interposed in the middle of the drain pipe;
The pressure control device according to claim 3, further comprising: a drain valve control unit that controls to open the drain valve when the pressure detected by the pressure detection unit exceeds a predetermined upper limit value. .
前記排水弁制御部が前記排水弁を開にすべく制御する場合、該排水弁が開となる時点以前に前記加圧ポンプを駆動することを特徴とする請求項4に記載の圧力制御装置。 The drive unit is
5. The pressure control device according to claim 4, wherein when the drain valve control unit performs control to open the drain valve, the pressure pump is driven before the time when the drain valve is opened.
前記駆動部は、
所要の周期及びデュティー比の直流パルスを用いて前記加圧ポンプを駆動することを特徴とする請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載の圧力制御装置。 The pressurizing pump is an electromagnetic pump,
The drive unit is
The pressure control apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein the pressurizing pump is driven using a direct current pulse having a required cycle and duty ratio.
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