JPH01247769A - 往復動型送液ポンプ - Google Patents

往復動型送液ポンプ

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JPH01247769A
JPH01247769A JP63077585A JP7758588A JPH01247769A JP H01247769 A JPH01247769 A JP H01247769A JP 63077585 A JP63077585 A JP 63077585A JP 7758588 A JP7758588 A JP 7758588A JP H01247769 A JPH01247769 A JP H01247769A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は２個のプランジャが往復移動して送液を行なう
比較的小型の送液ポンプ、所謂小プランジヤ往復動型送
液ポンプに関するものである。
このような小プランジヤ往復動型送液ポンプは、例えば
液体クロマトグラフにおいて移動相を送液するために使
用される。
（従来の技術） 小プランジヤ往復動型送液ポンプは駆動用モータ、２個
のポンプヘッドをそれぞれ駆動するプランジャ、及び駆
動用モータの回転運動をプランジャの往復運動に変換す
る変換機構を備えている。
第４図に２個のポンプヘッドを備えた従来の小プランジ
ヤ往復動型送液ポンプの角度θに対するプランジャ速度
特性を示す。
１は第１のポンプヘッドのプランジャ速度特性、２は第
２のポンプヘッドのプランジャ速度特性である。駆動用
モータの回転をプランジャの往復運動に変換する変換機
構としてカムが使用されているが、ｒはそのカムの回転
中心からの距離であり。
縦軸のｄ　ｒ　／　ｄθは駆動用モータが等速回転して
いるときのプランジャ速度である。横軸より上側は吐出
側、下側は吸引側である。
カムの形状はｄ　ｒ　／　ｄθが台形状になるように形
成されている。
送液される液体の吐出流量が吐出側プランジャ速度に比
例する理想的な液体の場合には、２台のポンプヘッドの
吐出流量の和である送液量は、駆動用モータを等速で回
転させたときに第４図に記号３で示されるようにカムの
全角度を通じて一定になる。
しかしながら、実際には台形状の送液を行なう始めの部
分（吐出開始区間）では、液体の圧縮性や逆止弁の応答
遅れなどによって高圧力になると送液できなくなり、第
５図に示されるように吐出流量及び圧力に欠損部分４，
５が生じる。これが周期的に生ずる脈流となり、高感度
で検出を行なうときのノイズの原因になる。
この脈流を小さくするために、圧力が欠損する吐出開始
区間では駆動用モータの回転速度を通常時よりも速く回
転させることが行なわれている。
第６図（Ａ）は高い圧力で送液する場合の脈流の補正で
あり、（Ｂ）は低い圧力で送液する場合の脈流の補正で
ある。ａはカムの回転°速度を一定にした場合の脈流、
ｂは脈流を補正するためのカムの回転速度、Ｃは補正さ
れた脈流である。
高い圧力での送液はど圧力の欠損が大きいので、高い圧
力になるほど駆動用モータの回転速度を上げる必要があ
る。
（発明が解決しようとする課題） 脈流を駆動用モータの回転速度を変えることにより小さ
くする方法では、圧力が高くなるほど駆動用モータの回
転速度を速くして補正しないとならないので、駆動用モ
ータの負担が大きくなり、出力の大きい駆動用モータが
必要となる。
本発明は吐出開始区間における液の圧縮性などに基づく
脈流を駆動用モータに負荷のかからない状態で補正する
ことのできる往復動型送液ポンプを提供することを目的
とするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は駆動用モータ、２個のポンプヘッドをそれぞれ
駆動するプランジャ、及び駆動用モータの回転運動をプ
ランジャの往復運動に変換する変換機構を備えた往復動
型送液ポンプであり、変換機構のカム形状をいずれのプ
ランジャの吐出開始区間においても駆動用モータの等速
回転時の送液量が他の区間の送液量より過剰になる形状
に設定し、その過剰送液区間では必要に応じて駆動用モ
ータの回転速度を減速する。
（作用） 送液される液体がプランジャの吐出側速度に比例するよ
うな理想的な状態では、駆動用モータを等速で回転させ
るとプランジャの吐出開始区間では送液量が過剰になる
。通常の液体の場合は液の圧縮性などにより吐出開始区
間では高圧で送液するときは送液量の欠損が起こるので
、その欠損をカムの形状に基づく過剰分で相殺する。
圧力が低い状態で送液する場合は、駆動用モータを等速
で回転させるとカムの形状による送液過剰分がそのまま
残って過剰送液となるので、その過剰送液区間ではカム
の回転速度を減速して送液量が一定になるようにする。
（実施例） 第２図に本発明が適用される小プランジヤ往復動型送液
ポンプを示す。
ｌＯは駆動用ステッピングモータ、１１はカム軸である
。カム軸１１には小プーリ１２、ベルト１３及びカム軸
１１の大プーリ１４を介してステッピングモータ１０の
回転が伝達される。
カム軸１１には２個のポンプヘッドを駆動するために２
個のカム１５．１６が固定されている。
カム軸１１にはまた、円板１７が取りつけられ、円板１
７には孔１８があけられ、フォトカプラ１９によって孔
１８を検出することによりカム１５゜１６の回転角度の
ホームポジションが検出される。
カム１５にはクロスヘツド２０の基端部が接触して往復
運動し、クロスヘツド２０の他端には第１のポンプヘッ
ド２４のプランジャ２１が取りつけられている。他方の
カム１６にもクロスヘツド２２の基端部が接触して往復
運動し、クロスヘツド２２には第２のポンプヘッド２５
のプランジャ２３が取りつけられている。
カム１５．１６は後で詳述され、また第１図に示される
ような角度−プランジャ速度特性を示す形状に設計され
ている。
第１のポンプヘッド２４ではプランジャ２１の往復運動
によって液２６をサクションフィルタ２９、入口ブロッ
ク２７を経て圧力センサ２８の流路へ送液する。第２の
ポンプヘッド２５でもプランジャ２３の往復運動によっ
て液２６をサクションフィルタ２９．入口ブロック２７
を経て圧力センサ２８の流路へ送液する。ポンプヘッド
２４゜２５において、ａは入口逆止弁、ｂは出口逆止弁
、Ｃはシール部材である。
圧力センサ２８の流路で第１のポンプヘッド２４から送
り出された液と第２のポンプヘッド２５から送り出され
た液が合流し、ポンプ出口３０からカラムにつながる流
路に送り出される。３１はドレイン流路、３２は廃液ビ
ンである。
３３はＣＰＵである。ＣＰＵ３３には圧力センサ２８の
圧力信号とフォトカプラ１９からのホームポジション検
出信号が送られ、ＣＰＵ３３はステッピングモータ１０
の回転速度を制御する。
カム１５．１６の形状は、カム回転角θに対するｄ　ｒ
　／　ｄθ（等速回転時のプランジャ速度）特性が第１
図に示されるものになるように、決定する。第１図で、
ｌａは第１のポンプヘッドに関するもの、２ａは第２の
ポンプヘッドに関するものである。
以下に、第１図のｄ　ｒ　／　ｄθ特性のカム形状を示
す・ ０〈θ≦１Ｏｒ＝１５．５＋０．０７５０”　／２９４
．１４０６２１０＜θ≦２５　　ｒ＝１５．５＋（１，
５８−７，５）／２９４．１４０６２２５〈θ≦７Ｏｒ
＝１５．５＋（７θ”　／１８０−４０／９＋６０５／
３６）／２９４．１４０６２７０＜θ≦２０５　　ｒ＝
１５．５＋（５θ−１７３，７５）／２９４．１４０６
２２０５＜θ≦２２Ｏｒ＝１５．５ ＋（−８θ”　／９０＋３７３θバー１４０７３５／３
６）／２９４．１４０６２２２０＜θ≦２５Ｏｒ＝１５
．５ ＋（−７０”　／１８０＋１７５０／９−５３６１５／
３６）／２９４．１１１０６２宸くθ≦３０Ｏｒ＝１５
．５ ＋（−０，１２５５０”　＋６２．７５０−６９０２．
５）／２９４．１４０６２３００＜θ≦３４Ｏｒ＝１５
．５＋（−１２，５５０＋４３９２．５）／２９４．１
４０６２３４０＜θ≦３６Ｏｒ＝１５．５ ＋（０，３１３７５８”　−２２５，９０＋４０６６．
２）／２９４．１４０６２第１図に示されるように、一
方のプランジャが吐出を開始する区間では、駆動用モー
タを等速回転させるとすれば両プランジャの速度の和が
他の区間よりも大きくなり、もし液体が吐出側プランジ
ャ速度に正確に追従するとすれば、送液量３ａは吐出開
始区間で記号Ａで示されるように過剰になる。
第３図は本実施例における圧力と駆動用モータの回転速
度の関係を表わしたものである。
（Ａ）はほとんど圧力がない状態で送液される場合の脈
流補正を示している。駆動用モータを等速で回転させれ
ばａで示されるように吐出開始区間では送液量に過剰分
Ａが発生する。そこでｂに示されるようにカムの回転速
度がその吐出開始区間で減速されるように駆動用モータ
を減速すると、Ｃに示されるように送液量が一定となる
。
（Ｂ）は低い圧力で送液される場合の脈流補正を示して
いる。駆動用モータを等速で回転させると、ａに示され
るように、過剰送液するようにカムを修正した区間で時
間的に後の部分に送液量過剰分Ａ′が現われる。そこで
その区間を補正するために、ｂに示されるようにモータ
の回転速度を減速すると、Ｃのように送液量が一定とな
る。
（Ｃ）は高い圧力で送液される場合の脈流補正を示して
いる。この場合は高い圧力による送液量の欠損分とカム
の修正による送液量過剰分とが相殺されて、駆動用モー
タが等速回転したときの送液量ａが一定となり、駆動用
モータの回転速度すを補正する必要がない。
圧力と最適補正の量（駆動用モータの減速区間）の関係
は流体によって異なるので、予め設定を行なうか又は圧
力をモニタしながら自動的に求めるようにしてもよい。
また、駆動用モータを減速させることによる補正は脈流
を小さくする必要性が高い低流量域で行なう。流量が大
きくなり、高周波で送液される流量域では、脈流が小さ
くなり駆動用モータの回転速度を減速させる補正は必要
ではなくなり、カムは等速で回転させればよい。
（発明の効果） 本発明ではプランジャを往復動させるカム形状を改良し
て、いずれのプランジャの吐出開始区間においても駆動
用モータの等速回転時の送液量が他の区間の送液量より
過剰になるようにしたので、駆動用モータの回転速度を
補正するとしても低い圧力で送液するときに回転速度を
減速し、高い圧力下では等速回転を行なわせる。そのた
め、従来のように高い圧力下で回転速度を大きくするよ
うな補正に比べて、駆動用モータの負担が軽くなり、よ
り低出力の駆動用モータを用いることができるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は一実施例のプランジャ速度特性と等速回転時の
送液量の関係を示す図、第２図は一実施例の構成を示す
図、第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ圧力が異
なる状態での一実施例の動作を示す図、第４図は従来の
送液ポンプのプランジャ速度特性と等速回転時の送液量
の関係を示す図、第５図は従来の送液ポンプの吐出流量
と圧力の関係を示す図、第６図（Ａ）、（Ｂ）は異なる
圧力下での従来の送液ポンプの脈流補正を示す図である
。 ｌａ、２ａ・・・・・・プランジャ速度特性。 １０・・・・・・ステッピングモータ。 １５．１６・・・・・・カム、 ２１．２３・・・・・・プランジャ、 ２４．２５・・・・・・ポンプヘッド、３３・・・・・
・Ｃ：ＰＵ。 特許出願人　株式会社島津製作所

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）駆動用モータ、２個のポンプヘッドをそれぞれ駆
    動するプランジャ、及び前記駆動用モータの回転運動を
    前記プランジャの往復運動に変換する変換機構を備えた
    送液ポンプにおいて、前記変換機構のカム形状は、いず
    れのプランジャの吐出開始区間においても駆動用モータ
    の等速回転時の送液量が他の区間の送液量より過剰にな
    る形状に設定され、その過剰送液区間では必要に応じて
    駆動用モータの回転速度を減速することを特徴とする往
    復動型送液ポンプ。
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