JPH02147953A

JPH02147953A - 送液装置

Info

Publication number: JPH02147953A
Application number: JP30350088A
Authority: JP
Inventors: Tamizo Matsuura; 松浦　民三; Takatomo Matsumoto; 恭知松本; Tamotsu Inomata; 猪俣　保; Yumi Aso; 麻生　由美
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-06

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、高速液体クロマトグラフ装置に用いて好適な
送液装置に関する。

（従来の技術）次に図面を用いて従来例を説明する。第８図は従来の送
液装置を示す構成図である。図において、１は例えば溶
離液が貯留されたタンク、２は例えば溶離液等の排出液
を収容するタンク、１０はりンク１から液体を吸引、吐
出して送液するポンプ、１１はプランジャ、１２はプラ
ンジャ１１に復元力を与えるばね、１３はプランジャ１
１に連設されたピストン、１４はピストン１３の反プラ
ンジャ側端面に設けられた車輪、１５は車輪１４、ピス
トン１３を介してプランジャ１１．を駆動する第１のカ
ム、１６はプランジャ１１が出入りして液体の吐出／吸
入が成されるシリンダ、１７はシリンダ１６をシールす
るシール材、１８はシリンダ１６に液体を吸入する場合
に開く吸入弁、１９はシリンダ１６から液体が吐出する
場合に開く吐出弁である。

２０はポンプ１０の吸引時に吸引していた液体を吐出し
て無脈流送液を行うダンパ、２１はプランジャ、２２は
プランジャ２１に復元力を与えるばね、２３はプランジ
ャ２１に連設されたピストン、２４はピストン２３の反
プランジャ側端面に設けられた車輪、２５は第１のカム
１５が設けられたカムシャフト３０に設けられ、車輪２
４、ピストン２３を介してプランジャ２１．を駆動する
第２のカム、２６はプランジャ２１が出入りして液体の
吐出／吸入が成されるシリンダ、２７はシリンダ２６を
シールするシール材である。

３１は第１のカム１５、第２のカム２５が設けられたカ
ムシャフト３０を回転駆動するパルスモータ、３２はカ
ムシャフト３０上に設けられ、原点検出用の切欠が設け
られた原点検出ディスクである。

４０は液体クロマ゛トゲラフ装置、４１は試料を一定量
採取するインジェクタ、４２は試料中の測定成分をクロ
マトグラフィツクに分離するカラム、４３はカラム４２
で分離された測定成分の検出を行うディテクタである。

５０はポンプ１０及びダンパ２０の運転状態に応じてモ
ータ３１を制御するモータ制御部、５１は例えば光を用
いて原点検出ディスク３２の切欠を検出する原点検出手
段、５２はダンパ２０から送液される液体の圧力を検出
する圧力検出手段、５３は圧力検出手段５２と原点検出
手段５１との信号を取込んで基準区間（例えば吐出弁１
９の閉じる前の圧力が安定する区間）の圧力を記憶する
記憶手段、５４は記憶手段５３に記憶されている基準区
間の圧力と現在の圧力を比較する比較手段である。

次に、上記構成の作動を説明する。例えば、パルスモー
タ３１がパルス間隔Ｔ’　　（μｓｅｃ　）で駆動され
て一定速度で回転していると、理想的には、ダンパ２０
から平滑な圧カバターンの所謂無脈流の液体が吐出され
るはずである。しかし、現実には液体の圧縮や吸入弁】
−８、吐出弁１９からの液体の洩れ等により、例えば、
第１０図に示すような負のピークである圧力デイツプが
生じる。この様な圧力デイツプを回避するために、基準
区間の圧力Ｐ。（第１０図においてＡ区間の圧力）と他
の区間の圧力を比較手段５４で比較し、検出された圧力
が圧力Ｐ。よりも低くなったら、モータ制御手段５０は
パルスモータ３１増速し、圧力デイツプを回避するよう
にしていた。

（発明が解決しようとする課題）上記構成の従来例において、液体クロマトグラフ装置４
０のカラム４２のスイッチングによる背圧の急激な変化
等、別の理由による大きな圧力変化にも反応し、かえっ
て脈動の増加や流量変動を起こし、更にこの場合パルス
モータ３１にも過度な負担がかかるという問題点がある
。

また、圧力検出手段５２で得られる圧力信号はノイズが
含まれているため、圧力の減少／増加を判断するために
はノイズレベルよりも大きなレベルで判断しなければな
らない。また、圧力の変化を検出した後に、実際に増速
が始まるまで、また、増速が停止するまでには時間遅れ
が発生する。そのため、第１１図に示すような鋭い圧力
変動が発生する問題点がある。

更に、第１のカム１５、第２のカム２５が別部材であり
キーやピンを用いてカムシャフト３０の取付けられてい
るので、第１のカム１５、第２のカム２５の原点（０″
の位置）がずれる恐れがある。この２つのカムのずれに
よってダンパ２０から吐出される液体の圧力変動が発生
する問題点もある。

また、原点検出ディスク５１もキーやビンでカムシャフ
ト３０に取付けられているので、取付けにずれが生じる
と基準区間の圧力Ｐ。の値が不正確になり、適切な圧力
制御ができないという問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、いかなる背圧や流量のもとでも確実に無脈流送液が
行え、更に、いかなる背圧変化や流量変化のもとでも無
脈送液ができる送液装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決する本発明は、第１のカム部、第２のカ
ム部及び原点検出ディスク部からなる一体形成されたカ
ムシャフトと、前記第１のカム部によって駆動され、液
体の吸入及び吐出を行うポンプと、前記第２のカム部に
よって駆動され、前記ポンプから吐出された液体を一部
吸引し前記ポンプが液体を吐出しないときに吸引した液
体を吐出するダンパと、前記カムシャフトを回転駆動す
る駆動部と、前記原点検出ディスク部の原点検出を行う
原点検出部と、前記ダンパがら吐出された液体の圧力を
検出する圧力検出手段と、前記原点検出部と前記圧力検
出部からの信号を取込んで基準区間の圧力を出力するゲ
ート手段と、基準区間の圧力と増速終了角度との関係、
増速係数、増速パターン、及び増速開始角度が記憶され
た記憶手段と、前記ゲート手段からの信号と前記記憶手
段のデータとを取込んで、増速終了角度を演算する演算
手段と、該演算手段がらの信号を取込んで、前記駆動部
を制御する制御手段とを有するとともに、前記第１のカ
ム部と前記第２のカム部を回転角度が一定の区間前記ポ
ンプと前記ダンパの合計吐出量が常時一定に保たれる形
状にしたものである。

（作用）本発明の送液装置において、第１のカム部、第２のカム
部及び原点検出ディスク部からなる一体形成されたカム
シャフトは駆動部によって、回転駆動される。回転角度
が一定の区間前記ポンプとダンパの合計吐出量が常時一
定に保たれる形状に形成された第１のカム部、第２のカ
ム部によって、液体の吸入及び吐出を行うポンプと、ポ
ンプから吐出された液体を一部吸引しポンプが液体を吐
出しないときに吸引した液体を吐出するダンパはそれぞ
れ駆動される。ゲート手段は原点検出ディスク部の原点
検出を行う原点検出部と、ダンパから吐出された液体の
圧力を検出する圧力検出手段からの信号を取込んで基準
区間の圧力を出力する。

演算手段は基準区間の圧力と増速終了角度との関係、増
速係数、増速パターン、及び増速開始角度が記憶された
記憶手段のデータと、ゲート手段からの信号とを取込ん
で、増速終了角度を演算する。

制御手段は演算手段からの信号を取込んで駆動部を制御
する。

（実施例）次に図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図におけるカムシャフトの構成図、第３図は第１図にお
けるポンプとダンパの吐出流量の関係を示す図、第４図
及び第５図は増速開始速度を求める場合の説明図、第６
図は第３図における拡大図、第７図は第６図においてス
テッピングモータに加えられるパルスのタイムインター
バルを説明する図である。

先ず第１１図及び第２図において、９ｏは第１のカム部
７５．第２のカム部８５及び原点検出部９２が一体的に
形成されたカムシャフトである。６１は例えば溶離液が
貯留されたタンク、６２は例えば溶離液等の排出液を収
容するタンク、７ｏはタンク６１から液体を吸引、吐出
して送液するポンプ、７１はプランジャ、７２はプラン
ジャ７１に復元力を与えるばね、７３はプランジャ７１
に連設されたピストン、７４はピストン７３の環プラン
ジャ側端面に設けられた車輪、７６はプランジャ７１が
出入りして液体の吐出／吸入が成されるシリンダ、７７
はシリンダ７６をシールするシール材、７８はシリンダ
７６に液体を吸入する場合に開く吸入弁、７９はシリン
ダ７６がら液体が吐出する場合に開く吐出弁である。

８０はポンプ７０の吸引時に吸引していた液体を吐出し
て無脈流送液を行うダンパ、８１はプランジャ、８２は
プランジャ８１−に復元力を与えるばね、８３はプラン
ジャ８１に連設されたピストン、８４はピストン８３の
反プランジャ側端面に設けられた車輪、８６はプランジ
ャ８１が出入りして液体の吐出／吸入が成されるシリン
ダ、８７はシリンダ８６をシールするシール材である。

９１はカムシャフト９０を回転駆動するパルスモータで
ある。更に、カムシャフト９０の原点検出ディスク部９
２には原点検出用の切欠が設けられている。

そして、第３図に示すように第１のカム部７５と第２の
カム部８５とのカム形状は、カムシャフト９０回転角度
が一定の区間、ポンプ７０の吐出流量とダンパ８０の吐
出流量との合計吐出量が常時一定となるような形状とな
っている。本図において、Ａが第１カム部７５によって
駆動されるポンプ７０の吐出流量、Ｂは第２のカム部８
５によって駆動されるダンパ８０の吐出流量を示してい
る。角度α、と角度α４との間はポンプ７０側とダンパ
８０側の両方から液体が吐出される部分であり、圧縮率
補償領域と呼ばれる。

１、００は液体クロマトグラフ装置、１０１は試料を一
定量採取するインジェクタ、１０２は試料中の測定成分
をクロマトグラフィツクに分離するカラム、１０３はカ
ラム１０２で分離された測定成分の検出を行うディテク
タである。

１１０はポンプ７０及びダンパ８０の運転状部に応じて
モータ９１のを制御する制御手段、１１１は例えば光を
用いて原点検出ディスク９２の切欠を検出する原点検出
手段、１１２はダンパ８０から送液される液体の圧力を
検出する圧力検出手段、１１３は原点検出手段１１１と
圧力検出手段１１２からの信号を取込んで、基準区間の
圧力を出力するゲート手段である。１１４は、基準区間
の圧力と増速終了角度との関係、増速係数、増速パター
ン、及び増速開始角度が記憶された記憶手段、１１５は
ゲート手段１１３からの信号と記憶手段１１４のデータ
とを取込んで、増速終了角度を演算し、制御手段１１０
に演算結果を出力する演算手段である。

次に、上記構成の作動を説明する。最初に、増速開始角
度の設定を行う。先ず、パルスモータ９１を一定回転で
駆動し、送液装置を動かす。この時の基準圧力を圧力検
出手段１１２で検出する。

この時の記憶手段１１４に記憶されている増速開始角度
、増速期間を求める。このデータを基に送液装置を動か
し、圧力検出手段１１２で圧力をモニタする。

（１）−周期の圧力が第４図に示すような場合は、増速
開始角度が早すぎるので増速開角度を遅らせる。

（２）−周期の圧力が第５図に示すような場合は、増速
角度が遅すぎるので増速角度を速める。

尚、（１）（２）の場合とも増速期間は基準圧力によっ
て一定なので同一の値で良い。すなわち、０°に近いほ
うの圧力変動が解消できれば、後の圧力変動も取ること
ができる。そして、増速開始角度は各送液装置固有の値
であり、−度決めてしまえば、溶媒、圧力等に影響を受
けない。従って、−この増速開始角度の設定は組立て時
に必要に応じて行い、通常は行わない。

ところで、第６図に示すように、本実施例のカムシャフ
ト９０が一定速度で回転した時、カムシャフト９０の回
転角α１とα２との間（基準区間の後）のポンプ７０側
の吐出流ｆｆ１Ｅ　（斜線部）は液体が圧縮されたり、
吐出弁７９などから液体が逆流したりしてポンプ７０の
吐出速度の立上がりが遅れたため、送液装置から吐出さ
れない部分である。そのため、送液装置から吐出される
流量はＣ（−点鎖線で示す）のようになる。そこで、こ
の流量のドロップを補償するため、本実施例においては
次のような作動を行う。

■制御手段１１０はパルスモータ９１を一定速度で駆動
する。

■基準区間の圧力Ｐｘを圧力検出手段１１２及びゲート
手段１１３を用いて演算手段１１５に取込む。

■演算手段１１５は記憶手段に記憶しである基準区間の
圧力と増速終了角度との関係を取込み、実際の基準区間
の圧力Ｐｘを用いて増速終了角度α２を算出する。

■そして、第７図に示すように、制御手段１１０は記憶
手段１１４に記憶しである増速開始角度α１から■で求
めた増速終了角度α２まで、記憶手段１１４に記憶され
ている増速パターンに従い、パルスモータ９１を増速し
くタイムインターバルをＴΦＴ−ｂ／ａ；ｂ／ａは増速
係数）、流量のドロップを補償する。

この様な構成によれば、制御するのは増速終了角度だけ
であり、増速スピードであるタイムインターバルは固定
されているので、急激な圧力変動があってもパルスモー
タ９１にも過度な負担がかかることがない。

また、本実施例の制御では圧力変化を捕らえて制御する
のではないので、従来のような圧力の減少／増加を判断
するためにはノイズレベルよりも大きなレベルで判断し
なければならないとか、圧力の変化を検出した後に、実
際に増速か始まるまで、また、増速が停止するまでには
時間遅れが発生するような問題点がない。

更に、第１のカム部７５及び第２のカム部８５が一体形
成されているので、これらの位置ずれによって発生する
送液の圧力変動の恐れもない。

また、原点検出ディスク９２も第１のカム部７５及び第
２のカム部８５と一体形成されているので、基準区間の
圧力の値が正確になり、適切な圧力制御ができる。

（発明の効果）以上述べたように本発明によれば、いかなる背圧や流量
のもとでも確実に無脈流送液が行え、更に、いかなる背
圧変化や流量変化のもとでも無脈送液ができる送液装置
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図におけるカムシャフトの構成図、第３図は第１図にお
けるポンプとダンパの吐出流量の関係を示す図、第４図
及び第５図は増速開始速度を求める場合の説明図、第６
図は第３図における拡大図、第７図は第６図においてス
テッピングモタに加えられるパルスのタイムインターバ
ルを説明する図、第８図は従来の送液装置の構成図、第
９図及び第１０図は第８図における制御を説明する図、
第１１図は第８図における問題点を説明する図である。これらの図において、１０．７０・・・ポンプ　　　１５・・・第１のカム２
０、８０・・・ダンパ　　　２５・・・第２のカム３１
．９１・・・パルスモータ４０．１．００・・・液体クロマトグラフ装置５０・・
・モータ制御手段５１．１１１・・・原点検出手段５２、ｉ、１．２・・・圧力検出手段５３．１１４・・・記憶手段５４・・・比較手段　　　　　７５・・・第１のカム部
８５・・・第２のカム部　　　９０・・・カムシャフト
６２・・・原点検出ディスク部１１０・・・モータ制御手段　　１１３・・・ゲート手
段１１５・・・演算手段０湾量第２図拘弓４図珂転角度（度）第５図第６図第７図久１久１回転角良度）第９区第１０図第１１図回転角度０宜）

Claims

【特許請求の範囲】第１のカム部、第２のカム部及び原点検出ディスク部か
らなる一体形成されたカムシャフトと、前記第１のカム
部によって駆動され、液体の吸入及び吐出を行うポンプ
と、前記第２のカム部によって駆動され、前記ポンプから吐
出された液体を一部吸引し前記ポンプが液体を吐出しな
いときに吸引した液体を吐出するダンパと、前記カムシャフトを回転駆動する駆動部と、前記原点検
出ディスク部の原点検出を行う原点検出部と、前記ダンパから吐出された液体の圧力を検出する圧力検
出手段と、前記原点検出部と前記圧力検出部からの信号を取込んで
基準区間の圧力を出力するゲート手段と、基準区間の圧
力と増速終了角度との関係、増速係数、増速パターン、
及び増速開始角度が記憶された記憶手段と、前記ゲート手段からの信号と前記記憶手段のデータとを
取込んで、増速終了角度を演算する演算手段と、該演算手段からの信号を取込んで、前記駆動部を制御す
る制御手段とを有するとともに、前記第１のカム部と前記第２のカム部を回転角度が一定
の区間、前記ポンプと前記ダンパの合計吐出量が常時一
定に保たれる形状にしたことを特徴とする送液装置。