JP6952636B2 - 無脈動ポンプ及び無脈動ポンプの制御方法 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照しながら本実施形態の無脈動ポンプ100について説明する。なお、図1〜5、図16、図17において、クロスヘッド28,48の往復動方向をX軸に取る。なお、ポンプ室220,240の加圧方向を正方向とする。さらにX軸に垂直なY軸及びZ軸を取る。X−Y平面が水平面となる。またZ軸が鉛直軸となる。
図7〜図11を参照して、本実施形態に係る無脈動ポンプ100の動作について説明する。なお説明を容易にするために、図7〜図11では、無効ストローク長dを0としている。つまりクロスヘッド28,48の往復動駆動力が、損失の無い形でプランジャ26,46に伝達されるものとする。また、駆動モータ11の駆動は等速回転とする。さらに、図7〜図11では、脈動が生じない理想運転状態における各種波形が例示される。
図14には、本実施形態に係る無脈動ポンプ100における、ストローク調整制御の概要が例示されている。上段にはクロスヘッド28の位置(ストローク)X_XH1の、カム角度に応じた変化が示されている。中段にはプランジャ26の位置(ストローク)X_PG1の、カム角度に応じた変化が示されている。さらに下段には、油圧室22の内圧P_OR1の、カム角度に応じた変化が示されている。なお、クロスヘッド48,プランジャ46、及び油圧室42は図14の各グラフに対して180°の位相差を持つグラフとなる(図示は省略する)。
条件1:無効ストローク長d=0のときの油圧室22,42の圧力P_OR1(d=0),P_OR2(d=0)が、共通吐出配管36に対する最大要求圧力P_Lmaxに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ2,θ5に一致させる。
条件2:最大無効ストローク長d=d_maxのときの油圧室22,42の圧力P_OR1(d=d_max),P_OR2(d=d_max)が、共通吐出配管36に対する最小要求圧力P_Lminに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ2,θ5に一致させる。したがって例えば、共通吐出配管36に対する最小要求圧力P_Lminが0[MPa]に近づくほど、P_OR2(d=d_max)の起点は吐出工程開始点角度θ2,θ5に近づく。
図16には、本実施形態の別例に係る無脈動ポンプ100が例示されている。図1と同一の符号が付された構成については基本的に同一の構造であることから、以下では適宜説明を省略する。
図19には、本実施形態に係る無脈動ポンプ100における、ポンプ室内圧調整制御の概要が例示されている。以下では、ポンプ室内圧調整制御部350aの制御内容について説明する。図19上段にはクロスヘッド28の位置(ストローク)X_XH1の、カム角度に応じた変化が示されている。下段には、油圧室22の内圧P_OR1の、カム角度に応じた変化が示されている。なお、クロスヘッド48,プランジャ46、及び油圧室42は図19の各グラフに対して180°の位相差を持つグラフとなる(図示は省略する)。
条件1:ストローク長d=0のときの油圧室22,42の圧力P_OR1(d=0),P_OR2(d=0)が、共通吐出配管36に対する最大要求圧力P_Lmaxに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ2,θ5に一致させる。
条件2:最大ストローク長d=d_maxのときの油圧室22,42の圧力P_OR1(d=d_max),P_OR2(d=d_max)が、共通吐出配管36に対する最小要求圧力P_Lminに到達する時点を、吐出工程開始点角度θ2,θ5に一致させる。
Claims (6)
- 駆動モータの回転運動を往復運動に変換するカム機構と、
前記カム機構によって所定の位相差で往復動する複数のクロスヘッドと、
を備える駆動機構と、
前記クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動するプランジャと、
前記プランジャの一部が挿入される油圧室と、前記油圧室とダイアフラムで隔てられた流体室とを備え、前記プランジャの往復動に伴って前記油圧室及び前記流体室の内圧が変化するポンプ室と、
共通吸込配管と前記流体室とを接続し、前記流体室側を背圧側とする吸込弁と、
前記流体室と共通吐出配管とを接続し、前記共通吐出配管側を背圧側とする吐出弁と、
を備える複数の往復動ポンプと、
前記クロスヘッドが前記プランジャを往復動させる有効ストローク長を調整するストローク調整機構と、
前記ストローク調整機構の駆動を制御する制御部と、
を備える無脈動ポンプであって、
それぞれの前記往復動ポンプには、前記油圧室の内圧を測定する内圧センサが設けられ、
前記制御部は、
所定の前記往復動ポンプに対して前記カム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧である開始点角度内圧を、当該所定の往復動ポンプに設けられた前記内圧センサから取得し、
複数の前記往復動ポンプのうち、前記所定の往復動ポンプを除く一台の前記往復動ポンプのみが前記共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における、前記一台の往復動ポンプの前記油圧室の内圧である単独吐出時内圧を、前記一台の往復動ポンプに設けられた前記内圧センサから取得し、
前記ストローク調整機構に対して、前記所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧が前記単独吐出時内圧と等しい値に到達する時点が前記吐出工程開始点角度となるように、取得された前記開始点角度内圧と前記単独吐出時内圧との圧力差に基づいて、前記所定の往復動ポンプの前記プランジャに接続された前記クロスヘッドの前記有効ストローク長を調整させる、
無脈動ポンプ。 - 請求項1に記載の無脈動ポンプであって、
前記ストローク調整機構は、前記クロスヘッドの往復動方向に沿った自由往復動が可能となるように前記プランジャを前記クロスヘッドに接続し、
前記自由往復動の幅を調整することで、前記クロスヘッドの前記有効ストローク長が調整される、
無脈動ポンプ。 - 請求項2に記載の無脈動ポンプであって、
前記ストローク調整機構は、前記プランジャの自由往復動の幅を定めるストッパと、前記ストッパを前記クロスヘッドの往復動方向に沿って進退させる調整モータを備え、
前記制御部は、前記開始点角度内圧と前記単独吐出時内圧との圧力差に基づいて、前記調整モータによる前記ストッパの進退幅を定める、
無脈動ポンプ。 - 駆動モータの回転運動を往復運動に変換するカム機構と、
前記カム機構によって所定の位相差で往復動する複数のクロスヘッドと、
を備える駆動機構と、
前記クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動するプランジャと、
前記プランジャの一部が挿入される油圧室と、前記油圧室とダイアフラムで隔てられた流体室とを備え、前記プランジャの往復動に伴って前記油圧室及び前記流体室の内圧が変化するポンプ室と、
共通吸込配管と前記流体室とを接続し、前記流体室側を背圧側とする吸込弁と、
前記流体室と共通吐出配管とを接続し、前記共通吐出配管側を背圧側とする吐出弁と、
前記油圧室の内圧を調整可能な内圧調整機構と、
を備える複数の往復動ポンプと、
前記内圧調整機構を制御する制御部と、
を備える無脈動ポンプであって、
それぞれの前記往復動ポンプには、前記油圧室の内圧を測定する内圧センサが設けられ、
前記制御部は、
所定の前記往復動ポンプに対して前記カム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧である開始点角度内圧を、当該所定の往復動ポンプに設けられた前記内圧センサから取得し、
複数の前記往復動ポンプのうち、前記所定の往復動ポンプを除く一台の前記往復動ポンプのみが前記共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における、前記一台の往復動ポンプの前記油圧室の内圧である単独吐出時内圧を、前記一台の往復動ポンプに設けられた前記内圧センサから取得し、
前記内圧調整機構に対して、前記所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧が前記単独吐出時内圧と等しい値に到達する時点が前記吐出工程開始点角度となるように、取得された前記開始点角度内圧と前記単独吐出時内圧との圧力差に基づいて、前記所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧を調整させる、
無脈動ポンプ。 - 駆動モータの回転運動を往復運動に変換するカム機構と、
前記カム機構によって所定の位相差で往復動する複数のクロスヘッドと、
を備える駆動機構と、
前記クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動するプランジャと、
前記プランジャの一部が挿入される油圧室と、前記油圧室とダイアフラムで隔てられた流体室とを備え、前記プランジャの往復動に伴って前記油圧室及び前記流体室の内圧が変化するポンプ室と、
共通吸込配管と前記流体室とを接続し、前記流体室側を背圧側とする吸込弁と、
前記流体室と共通吐出配管とを接続し、前記共通吐出配管側を背圧側とする吐出弁と、
を備える複数の往復動ポンプと、
前記クロスヘッドが前記プランジャを往復動させる有効ストローク長を調整するストローク調整機構と、
を備える無脈動ポンプの制御方法であって、
それぞれの前記往復動ポンプには、前記油圧室の内圧を測定する内圧センサが設けられ、
所定の前記往復動ポンプに対して前記カム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧である開始点角度内圧を、当該所定の往復動ポンプに設けられた前記内圧センサから取得し、
複数の前記往復動ポンプのうち、前記所定の往復動ポンプを除く一台の前記往復動ポンプのみが前記共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における、前記一台の往復動ポンプの前記油圧室の内圧である単独吐出時内圧を、前記一台の往復動ポンプに設けられた前記内圧センサから取得し、
前記所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧が前記単独吐出時内圧と等しい値に到達する時点が前記吐出工程開始点角度となるように、取得された前記開始点角度内圧と前記単独吐出時内圧との圧力差に基づいて、前記ストローク調整機構が、前記所定の往復動ポンプの前記プランジャに接続された前記クロスヘッドの前記有効ストローク長を調整する、
無脈動ポンプの制御方法。 - 駆動モータの回転運動を往復運動に変換するカム機構と、
前記カム機構によって所定の位相差で往復動する複数のクロスヘッドと、
を備える駆動機構と、
前記クロスヘッドに接続され、当該クロスヘッドの往復動に伴って往復動するプランジャと、
前記プランジャの一部が挿入される油圧室と、前記油圧室とダイアフラムで隔てられた流体室とを備え、前記プランジャの往復動に伴って前記油圧室及び前記流体室の内圧が変化するポンプ室と、
共通吸込配管と前記流体室とを接続し、前記流体室側を背圧側とする吸込弁と、
前記流体室と共通吐出配管とを接続し、前記共通吐出配管側を背圧側とする吐出弁と、
前記油圧室の内圧を調整可能な内圧調整機構と、
を備える複数の往復動ポンプと、
を備える無脈動ポンプの制御方法であって、
それぞれの前記往復動ポンプには、前記油圧室の内圧を測定する内圧センサが設けられ、
所定の前記往復動ポンプに対して前記カム機構のカム角度に対応して定められた吐出工程開始点角度における、当該所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧である開始点角度内圧を、当該所定の往復動ポンプに設けられた前記内圧センサから取得し、
複数の前記往復動ポンプのうち、前記所定の往復動ポンプを除く一台の前記往復動ポンプのみが前記共通吐出配管に流体を吐出する単独吐出工程における、前記一台の往復動ポンプの前記油圧室の内圧である単独吐出時内圧を、前記一台の往復動ポンプに設けられた前記内圧センサから取得し、
前記所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧が前記単独吐出時内圧と等しい値に到達する時点が前記吐出工程開始点角度となるように、取得された前記開始点角度内圧と前記単独吐出時内圧との圧力差に基づいて、前記内圧調整機構が、前記所定の往復動ポンプの前記油圧室の内圧を調整する、
無脈動ポンプの制御方法。
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