JPH03142612A - Pressure pulsation controller for fluid pipeline system - Google Patents

Pressure pulsation controller for fluid pipeline system

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JPH03142612A
JPH03142612A JP28269689A JP28269689A JPH03142612A JP H03142612 A JPH03142612 A JP H03142612A JP 28269689 A JP28269689 A JP 28269689A JP 28269689 A JP28269689 A JP 28269689A JP H03142612 A JPH03142612 A JP H03142612A
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JP
Japan
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pressure
movable wall
fluid
actuator
pipe
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Pending
Application number
JP28269689A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Muto
満 武藤
Hiroaki Tsuchiya
土屋 博明
Shigeki Murayama
茂樹 村山
Hideki Kimichi
秀樹 木通
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To absorb the pressure change over a wide frequency range by displacing a movable wall formed at a part of a pipeline to absorb the pressure change produced by the pulsation of the pipeline. CONSTITUTION:A movable wall 9 made of a rubber diaphragm is attached to a pipe wall 8 of a material pipeline 5 so as to block a cut part 7 of the wall 8. When the pressure change is produced in the pipeline 5 due to the pulsation of the material and a pressure signal 16 is fluctuated, a controller 15 outputs a vibrator drive signal 17 in response to the pressure change. Then an electromagnetic vibrator 11 retreats or protrudes the wall 9 out of or into the pipeline 5 with the rise or the fall of the pressure caused by the pulsation respectively. Thus the pressure change caused by the pulsation of the material is absorbed in the pipeline 5. Thus the pulsation can be attenuated over a wide frequency range.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野J 本発明は流体管路系の圧力脈動制御装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application J] The present invention relates to a pressure pulsation control device for a fluid pipeline system.

[従来の技術] 従来の管路系の脈動減衰手段としては、一般に第9図及
び第1O図に示すようなアキュムレータaが採用されて
いる。
[Prior Art] As a conventional pulsation damping means for a conduit system, an accumulator a as shown in FIGS. 9 and 1O is generally employed.

すなわち、内部をゴム膜すにより気体室Cと液体室dと
に仕切られたアキュムレータaが、配管eの途中に取り
付けられ、該配管eと連通ずる液体室dに該配管e内の
流体の脈動が導かれ、気体室C内に封入された気体の圧
縮性により流体の脈動が吸収されるようになっている。
That is, an accumulator a whose interior is partitioned into a gas chamber C and a liquid chamber d by a rubber film is attached in the middle of a pipe e, and a liquid chamber d communicating with the pipe e receives the pulsations of the fluid in the pipe e. The pulsation of the fluid is absorbed by the compressibility of the gas sealed in the gas chamber C.

なお、図中、fはオリフィスである。In addition, in the figure, f is an orifice.

[発明が解決しようとする課題] しかし、従来の方法ではアキュムレータaが固有の特性
を持つので、広い周波数範囲で脈動を減衰させることが
難かしい。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional method, since the accumulator a has unique characteristics, it is difficult to attenuate pulsations over a wide frequency range.

又、従来のアキュムレータaは流体の脈動によって作動
する受動型であるため脈動減衰量には限界があり、更に
装置か大型になってしまう。
Further, since the conventional accumulator a is a passive type operated by the pulsation of fluid, there is a limit to the amount of pulsation attenuation, and the device becomes larger.

本発明は、流体管路内の流体に脈動が生じた場合に、流
体により作動するのではなく、流体の脈動とは異なる他
の機械的手段の作動により能動的に脈動を吸収するよう
にした能動型の流体管路系の圧力脈動制御装置を提供す
ることを目的としている。
In the present invention, when pulsation occurs in the fluid in the fluid pipe, the pulsation is not activated by the fluid, but is actively absorbed by the activation of another mechanical means different from the pulsation of the fluid. It is an object of the present invention to provide a pressure pulsation control device for an active fluid line system.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明の第1の発明におい
ては、流体管路の管壁に設けた可動壁と、該可動壁に連
結され且つ可動壁を流体管路の径方向へ移動させるアク
チュエータと、前記流体管路の可動壁上流側に設けられ
流体管路内の圧力を検出する圧力センサと、該圧力セン
サにより検出した圧力信号に基づき前記アクチュエータ
の駆動信号を出力するコントローラとからなる構成を有
している。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention includes a movable wall provided on a pipe wall of a fluid pipeline, and a movable wall connected to the movable wall. an actuator that moves in the radial direction of the fluid pipeline; a pressure sensor that is provided on the upstream side of the movable wall of the fluid pipeline and detects the pressure within the fluid pipeline; It has a configuration consisting of a controller that outputs a drive signal.

本発明の第2の発明においては、流体管路の管壁に設け
た可動壁と、該可動壁に連結され且つ可動壁を流体管路
の径方向へ移動させるアクチュエータと、前記流体管路
の可動壁上流側に配設されている回転機械回転部の回転
角を検出する回転角センサと、該回転角センサにより検
出した回転角信号に基づき前記アクチュエータの駆動信
号を出力するコントローラとからなる構成を有している
In a second aspect of the present invention, there is provided a movable wall provided on a pipe wall of a fluid conduit, an actuator connected to the movable wall and configured to move the movable wall in the radial direction of the fluid conduit, and A configuration consisting of a rotation angle sensor that detects the rotation angle of a rotating part of a rotary machine disposed on the upstream side of the movable wall, and a controller that outputs a drive signal for the actuator based on the rotation angle signal detected by the rotation angle sensor. have.

本発明の第3の発明においては流体管路の管壁に設けた
可動壁と、該可動壁に連結され且つ可動壁を流体管路の
径方向へ移動させるアクチュエータと、前記流体管路の
可動壁上流側に設けられ流体管路内の圧力を検出する圧
力センサと、前記可動壁近傍に設けられ流体管路内の圧
力を検出する圧力センサと、前記アクチュエータの駆動
信号を出力するコントローラとからなり、該コントロー
ラは、前記可動壁上流側の圧力センサが検出した圧力信
号を受けるとともに、前記可動壁近傍の圧力センサが検
出した圧力信号を受け、可動壁上流側の圧力センサの圧
力信号を可動壁近傍の圧力センサの圧力信号によりパラ
メータ修正して前記駆動信号を出力するようになってい
る構成を有している。
In a third aspect of the present invention, there is provided a movable wall provided on a pipe wall of a fluid conduit, an actuator connected to the movable wall and configured to move the movable wall in a radial direction of the fluid conduit, and a movable wall of the fluid conduit. A pressure sensor provided on the upstream side of the wall to detect the pressure in the fluid pipeline, a pressure sensor provided near the movable wall to detect the pressure in the fluid pipeline, and a controller that outputs a drive signal for the actuator. The controller receives the pressure signal detected by the pressure sensor on the upstream side of the movable wall, receives the pressure signal detected by the pressure sensor near the movable wall, and controls the pressure signal of the pressure sensor on the upstream side of the movable wall. It has a configuration in which parameters are corrected based on a pressure signal from a pressure sensor near the wall and the drive signal is output.

本発明の第4の発明においては流体管路の管壁に設けた
可動壁と、該可動壁に連結され且つ可動壁を流体管路の
径方向へ移動させるアクチュエータと、前記流体管路の
可動壁上流側に配設されている回転機械回転部の回転角
を検出する回転角センサと、前記可動壁近傍に設けられ
流体管路内の圧力を検出する圧力センサと、前記回転角
センサが検出した回転角信号に基づき前記アクチュエー
タの駆動信号を求めるとともに前記圧力センサが検出し
た圧力信号に基づきコントローラのパラメータを修正す
ることにより前記アクチュエータの駆動信号を修正し修
正した駆動信号に基づき前記アクチュエータを駆動する
コントローラとからなる構成を有している。
In a fourth aspect of the present invention, there is provided a movable wall provided on a pipe wall of a fluid conduit, an actuator connected to the movable wall and configured to move the movable wall in the radial direction of the fluid conduit, and a movable wall of the fluid conduit. A rotation angle sensor that detects the rotation angle of a rotating part of a rotating machine that is disposed on the upstream side of the wall, a pressure sensor that is provided near the movable wall that detects the pressure in the fluid pipeline, and a rotation angle sensor that detects A drive signal for the actuator is determined based on the rotation angle signal detected by the pressure sensor, and a parameter of a controller is corrected based on the pressure signal detected by the pressure sensor, thereby correcting the drive signal for the actuator, and driving the actuator based on the corrected drive signal. It has a configuration consisting of a controller.

また、本発明の第5の発明は、前記第1、第2、第3、
第4の発明において、可動壁を流体管路外側より覆い且
つ内部に圧力流体を供給可能な圧力バランス室を流体管
路外側に設けた構成を有している。
Moreover, the fifth invention of the present invention is characterized in that the first, second, third,
The fourth aspect of the invention has a configuration in which a pressure balance chamber that covers the movable wall from the outside of the fluid conduit and can supply pressure fluid to the inside thereof is provided on the outside of the fluid conduit.

[作   用] 本発明では、可動壁上流側の圧力変動、もしくは回転機
械回転部の回転角に対応してアクチュエータが作動し、
流体管路内の圧力が上昇したときには可動壁が流体管路
内より後退し、また流体管路内の圧力が低下したときに
は可動壁が流体管路内へ突出して、流体の脈動による圧
力変化が能動的に吸収される。
[Function] In the present invention, the actuator operates in response to pressure fluctuations on the upstream side of the movable wall or the rotation angle of the rotating part of the rotating machine,
When the pressure within the fluid pipeline increases, the movable wall retreats from within the fluid pipeline, and when the pressure within the fluid pipeline decreases, the movable wall protrudes into the fluid pipeline to prevent pressure changes due to fluid pulsation. Actively absorbed.

[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図から第4図は本発明の第1の実施例であり、本発
明の流体管路系の圧力脈動制御装置を抄紙機原料配管系
に適用したものである。
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, in which the pressure pulsation control device for a fluid piping system of the present invention is applied to a paper machine raw material piping system.

第3図及び第4図は抄紙機原料配管系を示し、lは調成
されたスラリー状の紙原料(以下、単に原料と呼称する
)を貯留する原料タンク、2は前記原料タンクlより原
料を送り出すファンポンプ、3は原料中の異物を除去す
るスクリーン、4は抄紙機、5は前記ファンポンプ2が
らスクリーン3を経て抄紙機4へ原料を導く原料配管、
6は原料配管5に設けた本発明の゛流体管路系の圧力脈
動制御装置である。
3 and 4 show the paper machine raw material piping system, l is a raw material tank that stores prepared slurry-like paper raw material (hereinafter simply referred to as raw material), and 2 is a raw material from the raw material tank L. 3 is a screen for removing foreign matter in the raw material; 4 is a paper machine; 5 is a raw material pipe that guides the raw material from the fan pump 2 through the screen 3 to the paper machine 4;
Reference numeral 6 denotes a pressure pulsation control device for a fluid pipe system according to the present invention, which is provided in the raw material pipe 5.

ファンポンプ2によって原料タンクlより送り出された
原料は、スクリーン3、圧力脈動制御装置f8を経て抄
紙am4のテーパヘッダ4aからヘッドボックス4b内
に流入し、更にスライス4Cによりワイヤ4d上に均等
な厚さになるように導かれる。
The raw material sent out from the raw material tank 1 by the fan pump 2 passes through the screen 3 and the pressure pulsation control device f8, flows into the head box 4b from the tapered header 4a of the paper making am4, and is further sliced 4C onto the wire 4d to an even thickness. be guided to become

第1図は前記圧力脈動制御装置6の詳細を示し、7は原
料配管5の管壁8の一部を切欠いた切欠き部、9は前記
切欠き部7を閉塞するように管壁8に取り付けたゴム製
ダイヤフラムよりなる可動壁、lOは前記可動壁9を原
料配管5の外周側より覆い包むように管壁8に固着した
圧力バランス室、llは前記圧力バランス室1Gの外部
に設けた電磁加振機、12は前記圧力バランス室10を
貫通して原料流通方向(矢印A方向)と直交する方向に
延びる電磁加振機11の振動軸、13は前記可動壁9の
略中央部に固着されnつ振動軸12の先端部に連結した
振動板、14は前記可動壁9の原料流通方向上流側に設
けた原料配管5内の原料の圧力を検出する圧力センサ、
15は前記圧力センサ14が出力する圧力信号1Bに基
づき電磁加振機11を駆動するための加振機駆動信号1
7を演算して出力するコントローラ、1Bは前記圧力バ
ランス室lOに接続した空気供給管である。
FIG. 1 shows details of the pressure pulsation control device 6, in which 7 is a notch in which a part of the pipe wall 8 of the raw material pipe 5 is cut out, and 9 is a cutout in the pipe wall 8 so as to close the notch 7. A movable wall made of an attached rubber diaphragm, IO is a pressure balance chamber fixed to the pipe wall 8 so as to cover the movable wall 9 from the outer circumferential side of the raw material pipe 5, and LL is an electromagnetic chamber provided outside the pressure balance chamber 1G. A vibration exciter 12 is a vibration shaft of an electromagnetic vibrator 11 that extends through the pressure balance chamber 10 in a direction perpendicular to the raw material flow direction (direction of arrow A); and 13 is fixed to the approximate center of the movable wall 9; 14 is a pressure sensor for detecting the pressure of the raw material in the raw material pipe 5 provided on the upstream side of the movable wall 9 in the raw material distribution direction;
15 is a vibrator drive signal 1 for driving the electromagnetic vibrator 11 based on the pressure signal 1B output from the pressure sensor 14;
A controller 1B is an air supply pipe connected to the pressure balance chamber IO.

以下、本発明の第1の実施例の作動について述べる。The operation of the first embodiment of the present invention will be described below.

第3図及び第4図に示す抄紙機4の稼働時には、圧力セ
ンサ14が出力する圧力信号16がコントローラ15へ
連続的に入力されている。
When the paper machine 4 shown in FIGS. 3 and 4 is in operation, a pressure signal 16 output from the pressure sensor 14 is continuously input to the controller 15.

このとき、圧力バランス室10の内圧と、原料配管5内
の静圧とがバランスするように、空気供給管18により
空気圧を圧力バランス室10に付与しておく。
At this time, air pressure is applied to the pressure balance chamber 10 through the air supply pipe 18 so that the internal pressure of the pressure balance chamber 10 and the static pressure within the raw material pipe 5 are balanced.

原料配管5内に原料の脈動による圧力変化が生じて圧力
信号16が変動すると、コントローラ15は圧力変化に
対応して加振機駆動信号17を出力し、電磁加振機11
により可動壁9が、脈動により圧力が上昇したとぎには
原料配管5内より後退するように、また脈動により圧力
が低下したときには原料配管5内へ突出するように変位
して原料配管5内の原料の脈動による圧力変化を吸収す
る。
When a pressure change occurs in the raw material pipe 5 due to the pulsation of the raw material and the pressure signal 16 fluctuates, the controller 15 outputs the vibrator drive signal 17 in response to the pressure change, and the electromagnetic vibrator 11
This causes the movable wall 9 to move backward from the inside of the raw material pipe 5 when the pressure increases due to pulsation, and to protrude into the raw material pipe 5 when the pressure decreases due to pulsation. Absorbs pressure changes due to raw material pulsation.

第2図は、コントローラ15の制御ブロック図であり、
原料配管系の伝達関数cpと、圧力脈動制御装置[コン
トローラ15及びアクチュエータ(′ts磁加振機11
) ]系の伝達関数GC−Gaとが完全に一致すると、
第1図に示す圧力センサ14部の圧力Prに対応して、
可動壁9が前述した如く変位するような加振機駆動信号
17がコントローラ15より出力され、可動壁9部にお
ける変動圧Pdを吸収する。
FIG. 2 is a control block diagram of the controller 15,
The transfer function cp of the raw material piping system, the pressure pulsation control device [controller 15 and actuator ('ts magnetic exciter 11
)] When the transfer function GC-Ga of the system completely matches,
Corresponding to the pressure Pr of the pressure sensor 14 shown in FIG.
A vibrator drive signal 17 is outputted from the controller 15 so that the movable wall 9 is displaced as described above, and the fluctuating pressure Pd at the movable wall 9 is absorbed.

よって、コントローラ15の伝達関数Gcは;前述した
伝達関数Gp−Gaを実験的に求めることにより、 GpIlllGC−Ga を満たすようにすればよい。
Therefore, the transfer function Gc of the controller 15 may be made to satisfy GpIllGC-Ga by experimentally determining the transfer function Gp-Ga described above.

上記式が成立すれば、第2図に示す可動壁部圧力Pdは
、 Pd −Gp @Pf’ −Gc ・Ga ・Pf’−
(Gp −Gc −Ga ) Pf’−〇 となる。
If the above formula holds true, the movable wall pressure Pd shown in FIG. 2 is: Pd −Gp @Pf' −Gc ・Ga ・Pf'−
(Gp-Gc-Ga) Pf'-〇.

アクチュエータ11の入力(移動量)をUとすると、 U諺cp @pr と示すことができ、前述したGcと圧カセンサ部圧力P
「からアクチュエータの動きが決定され、脈動による圧
力変化を吸収することができる。
If the input (travel amount) of the actuator 11 is U, it can be expressed as U cp @pr, and the above-mentioned Gc and pressure sensor pressure P
The movement of the actuator is determined by this, and pressure changes due to pulsation can be absorbed.

具体的にはコントローラ15ではFIR(有限インパル
ス応答)フィルタと呼ばれるディジタル演算が下記のよ
うに行われる。
Specifically, the controller 15 performs a digital operation called an FIR (finite impulse response) filter as described below.

u(k)=Gc  (Z−’ )  ・P(’(k)=
 (Cg +C1Z−’ +・−+Cn Z″rI)P
 「(k)= CoP r(k)+ C+ P 「(k
−1) + −十Cn P r(k−n) または、 ここで、 K :圧力センサ14のサンプリング時刻Z−1:遅れ
演算子(Z −1−P r(k) −P f’(k−1
))上述した如く、本発明の流体管路系の圧力脈動制御
装置を抄紙機原料配管系に用いれば、原料配管5内の原
料の脈動による圧力変化を吸収するので、製品である紙
の流れ方向のむら(坪量変動)を防止することができる
u(k)=Gc(Z-') ・P('(k)=
(Cg +C1Z-' +・-+Cn Z″rI)P
``(k) = CoP r(k) + C+ P ``(k
-1) + -1CnP r(k-n) Or, where, K: Sampling time of pressure sensor 14 Z-1: Delay operator (Z -1-P r(k) -P f'(k -1
)) As described above, if the pressure pulsation control device for a fluid piping system of the present invention is used in the raw material piping system of a paper machine, pressure changes due to pulsation of the raw material in the raw material piping 5 are absorbed, so that the flow of paper as a product is reduced. It is possible to prevent directional unevenness (basic weight fluctuation).

また、空気供給管18により圧力バランス室IOへ原料
配管5内の原料の静圧とバランスするように空気圧を付
与しているので、電磁加振機11を小型化することがで
きる。
Further, since air pressure is applied to the pressure balance chamber IO through the air supply pipe 18 so as to balance the static pressure of the raw material in the raw material pipe 5, the electromagnetic vibrator 11 can be downsized.

第5図は本発明の第2の実施例であり、第1図に示す圧
力センサ14及びコントローラ15に替えて、スクリー
ン3の回転羽根(図示せず)の変位に対応して回転角信
号19を出力する回転角センサ20を設け、前記回転角
信号19に基づき電磁加振機11を駆動するための加振
機駆動信号17を演算して出力するコントローラ21を
設ける。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which the pressure sensor 14 and controller 15 shown in FIG. A controller 21 is provided which calculates and outputs an exciter drive signal 17 for driving the electromagnetic exciter 11 based on the rotation angle signal 19.

本発明の第2の実施例は、原料配管5内の原料脈動が、
スクリーン3の回転数及び羽根枚数に関連して生じるこ
とに着目したものであり、回転角センサ20はスクリー
ン3の回転羽根か回転角上の特定のポイント、すなわち
実験的に求めた脈動が生じる回転羽根の回転角度に位置
したときに、回転角信号19を出力するようになってお
り、コントローラ21においては、前述した第1の実施
例におけるP「に替えて回転角信号19を用いて演算が
行われ、前述した第1の実施例と同様に原料配管5内の
脈動を吸収して、製品である紙の流れ方向のむらを防止
することができる。
In the second embodiment of the present invention, the raw material pulsation in the raw material pipe 5 is
The rotation angle sensor 20 focuses on the rotation speed of the screen 3 and the number of blades, and the rotation angle sensor 20 detects the rotation angle of the rotation blade of the screen 3 at a specific point on the rotation angle, that is, the rotation at which pulsation occurs, which has been determined experimentally. When the blade is located at the rotation angle, the rotation angle signal 19 is output, and the controller 21 performs calculations using the rotation angle signal 19 instead of P in the first embodiment. As in the first embodiment described above, it is possible to absorb pulsations in the raw material pipe 5 and prevent unevenness in the flow direction of the paper product.

なお、回転角センサ20は、第5図において、スクリー
ン3の回転羽根の回転角を検出するようになっているが
、第3図に示すファンポンプ2の回転羽根(図示せず)
の回転角を検出するようにしたり、またスクリーン3、
ファンポンプ2双方の回転角を検出するようにしてもよ
い。
Note that the rotation angle sensor 20 is designed to detect the rotation angle of the rotary blade of the screen 3 in FIG.
to detect the rotation angle of screen 3,
The rotation angles of both fan pumps 2 may be detected.

第6図及び第7図は本発明の第3の実施例であり、図中
第1図と同一の符号を付した部分は同一物を表わしてい
る。
6 and 7 show a third embodiment of the present invention, and the parts in the figures with the same reference numerals as in FIG. 1 represent the same parts.

第6図中、22は原料管路5に可動壁9の近傍に設けた
圧力センサ、23は圧力センサ・22の出力する圧力信
号、24は圧力信号16.23に基づいて加振機駆動信
号17を演算して出力するコントローラである。
In FIG. 6, 22 is a pressure sensor installed near the movable wall 9 in the raw material pipe line 5, 23 is a pressure signal output from the pressure sensor 22, and 24 is a vibration exciter drive signal based on the pressure signal 16.23. This is a controller that calculates and outputs 17.

以下、本発明の第3の実施例の作動について述べる。The operation of the third embodiment of the present invention will be described below.

抄紙機の稼働時には、圧力センサ14.22が出力する
圧力信号16.23がコントローラ24へ連続的に人力
されている。
When the paper machine is in operation, a pressure signal 16.23 output by the pressure sensor 14.22 is continuously input manually to the controller 24.

このとき圧力バランス室lOの内圧と原料配管5内の静
圧とがバランスするように、空気供給管18により空気
圧を圧力バランス室IOに付与しておく。
At this time, air pressure is applied to the pressure balance chamber IO through the air supply pipe 18 so that the internal pressure of the pressure balance chamber IO and the static pressure within the raw material pipe 5 are balanced.

原料配管5に原料の脈動による圧力変化が生じて圧力信
号16が変動すると、コントローラ24は圧力変化に対
応して加振機駆動信号17を出力し、電磁加振機Uによ
り可動壁9が、脈動により圧力が上昇したときには原料
配管5内より後退するように、また脈動により圧力が低
下したときには原料配管5内へ突出するように変位して
原料配管5内の原料の脈動による圧力変化を吸収する。
When a pressure change occurs in the raw material pipe 5 due to the pulsation of the raw material and the pressure signal 16 fluctuates, the controller 24 outputs the vibrator drive signal 17 in response to the pressure change, and the movable wall 9 is moved by the electromagnetic vibrator U. When the pressure increases due to pulsation, it retreats from inside the raw material pipe 5, and when the pressure decreases due to pulsation, it moves to protrude into the raw material pipe 5 to absorb pressure changes due to the pulsation of the raw material inside the raw material pipe 5. do.

一方、抄紙機原料配管系の特性が何らかの原因で変化し
ていたとすると、圧力信号16の変動にだけ対応して可
動壁9を変位させても、圧力変化を充分に吸収すること
ができなくなり、可動壁9近傍でも圧力変化が生じる。
On the other hand, if the characteristics of the paper machine raw material piping system change for some reason, even if the movable wall 9 is displaced only in response to fluctuations in the pressure signal 16, it will not be able to sufficiently absorb the pressure change. Pressure changes also occur near the movable wall 9.

この圧力変化は、圧力センサ22によって検出され、圧
力信号23に基づいてコントローラ24は、パラメータ
値調整を行い、圧力センサ22によって検出される圧力
変化がなくなるような加振機駆動信号17を出力して可
動壁9を変位させ、原料の脈動による圧力変化を吸収す
る。
This pressure change is detected by the pressure sensor 22, and the controller 24 adjusts the parameter value based on the pressure signal 23, and outputs the vibrator drive signal 17 such that the pressure change detected by the pressure sensor 22 disappears. The movable wall 9 is displaced to absorb pressure changes due to pulsation of the raw material.

コントローラ24では、第7図に示すようにFIR(有
限インパルス応答)フィルタと呼ばれるディジタル演算
が行われ前述したような加振機入力が決定される。
In the controller 24, as shown in FIG. 7, a digital operation called a FIR (finite impulse response) filter is performed to determine the above-mentioned vibrator input.

このFIRフィルタの係数は、たとえばLMS(最小2
乗平均)アルゴリズムを用いることにより、第3図に示
す抄紙機原料配管系の稼働中に何らかの原因で配管系の
特性、すなわち前記第1の実施例において述べた伝達関
数Gpが変化してもコントローラ24のパラメータ値を
自動的に調整し、原料配管5内の原料の脈動による圧力
変化を吸収するようになっている。
The coefficients of this FIR filter are, for example, LMS (minimum 2
By using the root mean mean) algorithm, even if the characteristics of the piping system, that is, the transfer function Gp described in the first embodiment, change for some reason during the operation of the paper machine raw material piping system shown in FIG. The parameter values of 24 are automatically adjusted to absorb pressure changes due to pulsation of the raw material in the raw material pipe 5.

LMSアルゴリズムではFIRフィルタの係数θ(k)
を、 θ(k)l−θ(k−1)十μP d(k) P 「(
k)  ・・・(1)というパラメータ調整剤で更新し
ていく。
In the LMS algorithm, the coefficient θ(k) of the FIR filter
, θ(k) l−θ(k−1) 1μP d(k) P ``(
k) ...(1) is updated using the parameter adjustment agent.

ここで、 k  :圧力センサ22のサンプリング時刻θ(k):
現在のFIRフィルタのパラメータベクトルで θ(k−1)  :更新前のパラメータベクトルμ:定
係数 Pd(k):現時刻の可動壁に作用する脈動圧力Pf’
(k):現時刻からn時刻前までの圧力センサ22部の
圧力ベクトルで である。
Here, k: sampling time θ(k) of the pressure sensor 22:
Current FIR filter parameter vector θ(k-1): Parameter vector before update μ: Constant coefficient Pd(k): Pulsating pressure acting on the movable wall at the current time Pf'
(k): Pressure vector of the pressure sensor 22 from the current time to n time ago.

このとき、 = CoP +(k) 十C+ P r(k−1)+−
・・+Cn  PI’(k−n) という演算でアクチュエータ11の人力(移動は)を求
める。
At this time, = CoP + (k) 1C+ P r (k-1) +-
...+Cn PI'(k-n) The human power (movement) of the actuator 11 is determined by the calculation.

ここで、 (Co。here, (Co.

1 Cn) 一部1 であってθはGcのパラメータベクトルを示する。1 Cn) Part 1 where θ represents the parameter vector of Gc.

上述した如く、本発明の第3の実施例においては、前記
第1の実施例のように、予めコントローラ24のパラメ
ータ値を求める必要がなく、原料配管系及びアクチュエ
ータ系の伝達関数cp、caを実験的に把握しておかな
くても、原料配管5内の原料脈動による圧力変化を吸収
することができる。
As described above, in the third embodiment of the present invention, unlike the first embodiment, it is not necessary to obtain the parameter values of the controller 24 in advance, and the transfer functions cp and ca of the raw material piping system and the actuator system can be calculated. It is possible to absorb pressure changes due to raw material pulsation in the raw material piping 5 even if this is not known experimentally.

第8図は本発明の第4の実施例であり、図中、第5図及
び第6図と同一の符号を付した部分は同一物を表わして
いる。
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention, and in the figure, parts given the same reference numerals as in FIGS. 5 and 6 represent the same parts.

第8図中、25は回転角信号19及び圧力信号23に基
づき加振機駆動信号17を演算して出力するコントロー
ラであり、前述した第3の実施例のコントローラ24と
同様に自動的にパラメータ値を調整するようになってい
る。
In FIG. 8, 25 is a controller that calculates and outputs the vibration exciter drive signal 17 based on the rotation angle signal 19 and the pressure signal 23, and similarly to the controller 24 of the third embodiment described above, the controller 25 automatically calculates the parameters. The value can be adjusted.

本発明の第4の実施例は前述した第2の実施例と同様に
、原料配管5内の原料の脈動による圧力変化が、スクリ
ーン3の回転羽根の回転数及び羽根枚数に関連して生じ
ることに着目したものであり、第2の実施例と同様に回
転角信号19に対応して可動壁9を変位させるとともに
、第3の実施例と同様に検出圧力信号23に基づき自動
的にコントローラ25のパラメータ値調整を行い、原料
配管5内の原料の脈動による圧力変化を吸収する。
The fourth embodiment of the present invention is similar to the second embodiment described above, in that the pressure change due to the pulsation of the raw material in the raw material pipe 5 occurs in relation to the rotation speed and the number of blades of the rotating blades of the screen 3. The movable wall 9 is displaced in response to the rotation angle signal 19 as in the second embodiment, and the controller 25 is automatically displaced based on the detected pressure signal 23 as in the third embodiment. The parameter values are adjusted to absorb pressure changes due to pulsation of the raw material in the raw material pipe 5.

なお、本発明の流体管路系の圧力脈動制御装置は、上述
の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは
勿論である。
It should be noted that the pressure pulsation control device for a fluid pipeline system of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の流体管路系の圧力脈動制
御装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得
る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the pressure pulsation control device for a fluid pipeline system of the present invention, various excellent effects as described below can be achieved.

(1)原料配管の一部に形成した可動壁を変位させるこ
とにより、原料配管中の脈動により生じる圧力変化を吸
収する能動型の圧力脈動制御装置であるので、従来の受
動型の装置の如く、装置の特性に左右されることなく、
広い周波数範囲の脈動による圧力変化を吸収することが
でき、また装置の小型化を図ることができる。
(1) This is an active pressure pulsation control device that absorbs pressure changes caused by pulsations in the raw material piping by displacing a movable wall formed in a part of the raw material piping, so it does not work like a conventional passive type device. , regardless of the characteristics of the device.
It is possible to absorb pressure changes due to pulsations over a wide frequency range, and it is also possible to downsize the device.

(2)可動壁上流側の圧力、もしくは回転機械回転部の
回転角に基づいて可動壁を変位させ脈動による圧力変化
を吸収するフィードフォワード方式であるので、原理的
には脈動を完全に打ち消すことができ、脈動吸収効果が
大きい。
(2) This is a feedforward method that absorbs pressure changes due to pulsation by displacing the movable wall based on the pressure on the upstream side of the movable wall or the rotation angle of the rotating part of a rotating machine, so in principle it is possible to completely cancel out pulsation. It has a great pulsation absorption effect.

(3)  圧力バランス室を設け、可動壁に脈動を吸収
しようとする流体の静圧とバランスするように前記圧力
バランス室に圧力を付与することにより、アクチュエー
タの小型化を図ることが可能となり、更に装置全体をコ
ンパクトにまとめることができる。
(3) By providing a pressure balance chamber and applying pressure to the pressure balance chamber so as to balance the static pressure of the fluid whose pulsations are to be absorbed by the movable wall, it is possible to downsize the actuator; Furthermore, the entire device can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例の詳細図、第2図は本発
明の第1の実施例のコントローラの制御ブロック図、第
3図は抄紙機原料配管系の系統図、!J4図は第3図の
IV−IV矢視図、第5図は本発明の第2の実施例の詳
細図、第6図は本発明の第3の実施例の詳細図、第7図
は本発明の第3の実施例のコントローラのディジタル演
算方式の説明図、第8図は本発明の第4の実施例の詳細
図、第9図は従来装置の概念図、第1O図は従来装置の
詳細図である。 図中、2はファンポンプ(回転機械〉、3はスクリーン
(回転機械)、4は抄紙機、5は原料配管(流体管路)
、6は圧力脈動制御装置、7は切欠き部、8は管壁、9
は可動壁、lOは圧力バランス室、11は電磁加振機(
アクチュエータ) 、14.22は圧力センサ、15.
21.24.25はコントローラ、16.23は圧力信
号、17は加振機駆動信号 (アクチュエータ駆動信号) 18は空気 供給管、 19は回転角信号、 20は回転角センサを 示す。 特 許 出 願 人 石川島播磨重工業株式会社
Fig. 1 is a detailed diagram of the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a control block diagram of the controller of the first embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a system diagram of the paper machine raw material piping system. Fig. J4 is a view taken along the line IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 is a detailed view of the second embodiment of the present invention, Fig. 6 is a detailed view of the third embodiment of the present invention, and Fig. 7 is a detailed view of the third embodiment of the present invention. An explanatory diagram of the digital calculation method of the controller according to the third embodiment of the present invention, FIG. 8 is a detailed diagram of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 9 is a conceptual diagram of the conventional device, and FIG. 1O is the conventional device FIG. In the figure, 2 is a fan pump (rotating machine), 3 is a screen (rotating machine), 4 is a paper machine, and 5 is a raw material pipe (fluid pipe).
, 6 is a pressure pulsation control device, 7 is a notch, 8 is a pipe wall, 9
is a movable wall, lO is a pressure balance chamber, and 11 is an electromagnetic exciter (
actuator), 14.22 is a pressure sensor, 15.
21, 24, and 25 are controllers, 16, 23 are pressure signals, 17 is an exciter drive signal (actuator drive signal), 18 is an air supply pipe, 19 is a rotation angle signal, and 20 is a rotation angle sensor. Patent applicant Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)流体管路の管壁に設けた可動壁と、該可動壁に連結
され且つ可動壁を流体管路の径方向へ移動させるアクチ
ュエータと、前記流体管路の可動壁上流側に設けられ流
体管路内の圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサ
により検出した圧力信号に基づき前記アクチュエータの
駆動信号を出力するコントローラとからなることを特徴
とする流体管路系の圧力脈動制御装置。 2)流体管路の管壁に設けた可動壁と、該可動壁に連結
され且つ可動壁を流体管路の径方向へ移動させるアクチ
ュエータと、前記流体管路の可動壁上流側に配設されて
いる回転機械回転部の回転角を検出する回転角センサと
、該回転角センサにより検出した回転角信号に基づき前
記アクチュエータの駆動信号を出力するコントローラと
からなることを特徴とする流体管路系の圧力脈動制御装
置。 3)流体管路の管壁に設けた可動壁と、該可動壁に連結
され且つ可動壁を流体管路の径方向へ移動させるアクチ
ュエータと、前記流体管路の可動壁上流側に設けられ流
体管路内の圧力を検出する圧力センサと、前記可動壁近
傍に設けられ流体管路内の圧力を検出する圧力センサと
、前記アクチュエータの駆動信号を出力するコントロー
ラとからなり、該コントローラは、前記可動壁上流側の
圧力センサが検出した圧力信号を受けるとともに、前記
可動壁近傍の圧力センサが検出した圧力信号を受け、可
動壁上流側の圧力センサの圧力信号を可動壁近傍の圧力
センサの圧力信号によりパラメータ修正して前記駆動信
号を出力するようになっていることを特徴とする流体管
路系の圧力脈動制御装置。 4)流体管路の管壁に設けた可動壁と、該可動壁に連結
され且つ可動壁を流体管路の径方向へ移動させるアクチ
ュエータと、前記流体管路の可動壁上流側に配設されて
いる回転機械回転部の回転角を検出する回転角センサと
、前記可動壁近傍に設けられ流体管路内の圧力を検出す
る圧力センサと、前記回転角センサが検出した回転角信
号に基づき前記アクチュエータの駆動信号を求めるとと
もに前記圧力センサが検出した圧力信号に基づきコント
ローラのパラメータを修正することにより前記アクチュ
エータの駆動信号を修正し修正した駆動信号に基づき前
記アクチュエータを駆動するコントローラとからなるこ
とを特徴とする流体管路系の圧力脈動制御装置。 5)可動壁を流体管路外側より覆い且つ内部に圧力流体
を供給可能な圧力バランス室を流体管路外側に設けたこ
とを特徴とする請求項1、2、3、又は4記載の流体管
路系の圧力脈動制御装置。
[Scope of Claims] 1) A movable wall provided on a pipe wall of a fluid conduit, an actuator connected to the movable wall and configured to move the movable wall in the radial direction of the fluid conduit, and a movable wall of the fluid conduit. A fluid pipeline system comprising: a pressure sensor provided on the upstream side to detect the pressure within the fluid pipeline; and a controller that outputs a drive signal for the actuator based on the pressure signal detected by the pressure sensor. Pressure pulsation control device. 2) a movable wall provided on a pipe wall of a fluid conduit, an actuator connected to the movable wall and configured to move the movable wall in the radial direction of the fluid conduit, and an actuator disposed upstream of the movable wall of the fluid conduit; A fluid piping system comprising: a rotation angle sensor that detects a rotation angle of a rotating part of a rotating machine; and a controller that outputs a drive signal for the actuator based on a rotation angle signal detected by the rotation angle sensor. pressure pulsation control device. 3) A movable wall provided on the pipe wall of the fluid pipe, an actuator connected to the movable wall and moving the movable wall in the radial direction of the fluid pipe, and an actuator provided on the upstream side of the movable wall of the fluid pipe to move the movable wall. The controller includes a pressure sensor that detects the pressure in the fluid pipeline, a pressure sensor that is provided near the movable wall and detects the pressure in the fluid pipeline, and a controller that outputs a drive signal for the actuator. In addition to receiving the pressure signal detected by the pressure sensor on the upstream side of the movable wall, the pressure sensor near the movable wall receives the pressure signal detected by the pressure sensor on the upstream side of the movable wall, and converts the pressure signal of the pressure sensor on the upstream side of the movable wall into the pressure signal of the pressure sensor near the movable wall. A pressure pulsation control device for a fluid pipeline system, characterized in that the drive signal is output after modifying parameters based on the signal. 4) a movable wall provided on a pipe wall of a fluid conduit, an actuator connected to the movable wall and configured to move the movable wall in the radial direction of the fluid conduit, and an actuator disposed upstream of the movable wall of the fluid conduit; a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the rotating part of the rotary machine that is connected to the movable wall; a pressure sensor that is installed near the movable wall and detects the pressure in the fluid pipeline; a controller that determines a drive signal for the actuator, corrects the drive signal for the actuator by correcting parameters of the controller based on the pressure signal detected by the pressure sensor, and drives the actuator based on the corrected drive signal. Features: Pressure pulsation control device for fluid piping system. 5) The fluid pipe according to claim 1, 2, 3, or 4, characterized in that a pressure balance chamber is provided on the outside of the fluid pipe that covers the movable wall from the outside of the fluid pipe and can supply pressure fluid to the inside. Road system pressure pulsation control device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012529050A (en) * 2009-06-05 2012-11-15 エックスワイ,エルエルシー Continuously regulated precision pressure fluid delivery system
CN110015392A (en) * 2019-04-03 2019-07-16 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 A kind of control method and system of Central cooler of ship heat exchange tube vibration

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