JPH0459473B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液体を無脈流で送液する送液装置に係
り、特に高速液体クロマトグラフ等に用いて好適
な流路抵抗が大きくても変動のない一定の流速で
液体を送るように改良された送液装置に関する。

（従来の技術） 第７図は、特開昭50−107507号公報等で公知の
複数のプランジヤ式ポンプである。図において、
１は溶離液等の液体が収容されたタンク、１０は
タンク１０より液体を吸引、吐出するポンプ、２
０はポンプ１０より吐出された液体一部吸引する
ダンパで、ポンプ１０吸引時に吸引した液体を吐
出して無脈流送液を行う。

構成を詳細に説明すると次の如くである。１１
はプランジヤ、１２はプランジヤ１１に復元力を
与えるばね、１３はプランジヤ１１を変位させる
カム、１４はカム１３の変位を円滑にプランジヤ
１１に与える車輪、１５はプランジヤ１１をシー
ルするシール材、１６はプランジヤ１１による流
体の吸入、吐出の際に通路となる室、１７は室１
６に流体を吸入する際に開く吸入弁、１８は室１
６から流体を吐出す際に開く吐出弁である。

２１はプランジヤ、２２はプランジヤ２１に復
元力を与えるばね、２３はプランジヤ２１を変位
させるカム、２４はカム２３の変位を円滑にプラ
ンジヤ２１に伝えるベヤリング、２５はプランジ
ヤ２１をシールするシール材、２６はプランジャ
２１の変位によつてダンパ作用を行うための室で
ある。

第８図はカム１３，２３の具体例を示す構成図
で、カム１３，２３は同期して１：１の割合で回
転するから中心Ｏを重ねて表わしている。

第９図はカム１３，２３に対応するプランジヤ
１１，２１の線速度を示したもので、カム１３，
２３の等速回転運動を前提とする。図中の状態
でプランジヤ１１は吐出しを行い、一部はで示
す如くプランジヤ２１によつて吸引される。この
プランジヤ２１の吸引速度はとが相殺してプ
ランジヤ２１による吐出過程と同一流量になる
ように選定され、カム１３，２３の形状が設計さ
れている。尚の状態でプランジヤ１１はタンク
１より吸引を行う。従つて、設計上は無脈流送液
が実現される。

（発明が解決しようとする問題点） 第１０図は第７図の装置の動作を確認するため
の実験例で、(A)は室２６から吐出される流体の圧
力変動、(B)はカム１３，２３を駆動するモータの
回転周期（パルスモータを使用する場合はパルス
の発生周期）をカム回転角を横軸にして示してい
る。

カムを等速回転運動させると、圧力変動が生じ
脈流となる。この原因には、流体の圧縮性、弁１
７，１８開閉時に生ずる逆流、シール材１５の変
形、室１６容量変化が考えられる。この傾向は、
背圧が高い程大きくなる。

この対策として、特開昭50−107507号ではプラ
ンジヤ１１のストローク長を調節して吐出開始以
前に予め圧縮する方法を提案しているが、この長
さの調節量は運転条件によつて異なり操作が複雑
になる。

また特開昭59−652号ではダンパ２０を用いず
ポンプ１０を複数並列にして順次切替える場合に
おいて、この切替え時にモータを増速する方法を
提案しているが、ポンプ１０の特性を完全に等し
くすることは著しく困難であり、また一方のポン
プが泡を吸引した場合に脱泡が困難であるという
原理上の問題点がある。

さらに特開昭58−148958号ではポンプ１０を一
台にしてプランジヤの速度制御する方法を提案し
ているが、液の吸引時には、吐出しない為原理的
に脈流送液となり、たとえブルドン管等のダンパ
ーを付加しても低流量域でしか無脈流送液ができ
ない問題点があつた。

本発明は上記の問題点を解決したもので、無脈
流で背圧による流量低下のない送液の行える送液
装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） このような目的を達成する本発明は、吸入弁を
開閉して液体を吸入し、吐出弁を開閉して吸入し
た液体を吐出すポンプと、このポンプから吐出さ
れた液体を一部吸引し、前記ポンプが液体を吐出
さない時に吸引された液体を吐出すダンパとを備
え定流量で管路に送液する装置において、前記管
路に送られた液体の圧力を検出する圧力検出手段
と、前記ポンプの吸入弁若しくは吐出弁の動作直
前の区間（基準区間）における前記圧力検出手段
の圧力信号を記憶する記憶手段と、この記憶信号
と前記圧力検出手段の圧力信号とを比較する比較
手段と、前記ポンプ及びダンパを同期して駆動す
るモータの前記基準区間の運転速度を基準にし
て、前記基準区間外の運転速度を前記比較手段の
信号によつて増減して記憶された圧力信号と一致
するように前記圧力検出手段の圧力信号を制御す
るモータ制御手段とを設けたことを特徴とするも
のである。

（作用） 圧力検出手段は脈流が生じたか検知するための
圧力信号を検出する。記憶手段はポンプの弁開閉
動作のない安定した状態の基準区間における圧力
を記憶する。比較手段基準区間と比較して圧力変
動したか検出し、モータ制御手段によつてこの圧
力変動を打消す側にモータの運転速度を制御す
る。

（実施例） 以下図面を用いて本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロツク
図で、液体クロマトグラフ装置に接続して使用す
る場合を例示する。尚第１図において前記第７図
と同一作用をするものには同一符号をつけ説明を
省略し、また第９図を適宜参照する。

図において、３０はポンプ１０及びダンパ２０
を駆動するモータで、カム１３とカム２３を同期
して回転させる。４０は液体クロマトグラフ装
置、５０はポンプ１０及びダンパ２０の運転状態
に応じてモータ３０を制御するモータ制御部、６
０はダンパ２０と液体クロマトグラフ装置４０と
を接続する管路内の液体の圧力を検出する圧力検
出手段で、例えば半導体圧力センサなどの応答性
の良いものを使用する。

４１はインジエクタ、４２は分離を行うカラ
ム、４３はカラム４２で分離された成分を検出す
るデイテクタ、２は液体クロマトグラフ装置４０
から排出された液体を収容するタンクである。

５１はカム１３，２３と同期して回転するデイ
スクで、切欠きを有する。５２は光等を用いてデ
イスク５１の切欠きを検出する検出手段で、この
切欠きを基準にポンプの吐出動作中で吐出弁閉鎖
動作開始前（図中の区間で、カム回転角で例え
ば30度くらいの範囲）を基準区間を設定する。
尚、吸入弁の閉鎖動作開始前（図中で示す区
間）を基準区間としてもよい。５３は検出手段５
２で切欠きを検出し基準区間まで回転したとき、
圧力検出手段６０の圧力信号を記憶する記憶手段
である。５４は記憶手段５３で記憶している値
と、基準区間外での圧力検出手段６０の圧力信号
とを比較する比較手段である。５５はモータ３０
の基準区間における運転速度を基準にして、基準
区間外で圧力が低下していれば運転速度を増し、
圧力が上昇していれば運転速度を減少させるモー
タ制御手段で、モータ３０の運転状態を制御して
液体クロマトグラフ装置４０に送る液体の圧力を
一定に保つ。尚、この制御は比例制御でもよく、
また室１６，２６に起因する遅れ時間を考慮した
フイードフオワード制御でもよい。また基準時間
はポンプ１０の弁１７，１８の開閉動作による過
渡的な区間をさけた定常状態を選定している。

このように構成された装置の動作を次に説明す
る。第２図は第１図の装置の実験例で、(A)は圧力
検出手段６０の圧力信号、(B)はモータ３０の回転
周期をカム回転角を横軸にして示している。

図中で示す位置で記憶手段５３が管路の圧力
信号を記憶する。図中で示す位置でモータ３０
の回転周期が短くなり、この結果プランジヤ１
１，１２の動作が速くなり吐出流体圧力が一定に
保持される。この結果、流量のデイツプもなくな
る。

第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、
カムの形状を変化させてプランジヤ１１，２１の
速度をかえたものである。図中プランジヤ１１の
吐出過程′と、プランジヤ２１の吸引過程′と
の同期をずらせて、に示す如くプランジヤ１１
の吐出開始時に流量が増加するようにしたもので
ある。

第４図は第１図のプランジヤ１１，２１の速度
を制御したもので、ここではプランジヤ１１，２
１の速度を遅くしている。定速度で運転したもの
を比較のため第５図に示しているが、図中で示
す位置で第３図に対応するデイツプが生じてい
る。第４図ではデイツプが存在しない。

第６図は背圧の流量への影響を示した説明図
で、(A)は実験装置の概略、(B)はプランジヤ１１，
２１の速度制御をした場合と定速度で運転した場
合とを比較した測定例で、縦軸に設定流量と実流
量との偏差、横軸に背圧をとつている。

図中、定速度でポンプを運転した場合は、背圧
が増加するにつれ流量が低下しているが、本発明
に係る速度制御をした場合は流量が一定で所定の
設定値に大略一致している。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば次の効果が
ある。

管路に吐出される液体の圧力によつてポンプ
１０及びダンパ２０の運転速度を制御している
ので無脈流送液ができる。

背圧や液体の圧縮率及び弁の開閉時の逆流等
に起因する流量変動が生じない。

【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ブロツク
図、第２図は第１図の装置の実験結果を示す図、
第３図は本発明の第２の実施例を示すプランジヤ
の速度図、第４図は第３図の装置の実験図、第５
図は第４図との比較図、第６図は背圧の流量への
影響を実験した説明図である。第７図は従来装置
の構成図、第８図はカムの形状図、第９図はプラ
ンジヤの速度図、第１０図は第７図の装置の実験
結果を示す図である。 １０……ポンプ、２０……ダンパ、３０……モ
ータ、５３……記憶手段、５４……比較手段、５
５……モータ制御手段、６０……圧力検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸入弁を開閉して液体を吸入し、吐出弁を開
   閉して吸入した液体を吐出すポンプと、 この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さない時に吸引された液
   体を吐出すダンパ とを備え定流量で管路に送液する装置において、 前記管路に送られた液体の圧力を検出する圧力
   検出手段と、 前記ポンプの吸入弁若しくは吐出弁の動作直前
   の区間（基準区間）における前記圧力検出手段の
   圧力信号を記憶する記憶手段と、 この記憶信号と前記圧力検出手段の圧力信号と
   を比較する比較手段と、 前記ポンプ及びダンパを同期して駆動するモー
   タの前記基準区間の運転速度を基準にして、前記
   基準区間外の運転速度を前記比較手段の信号によ
   つて増減して記憶された圧力信号と一致するよう
   に前記圧力検出手段の圧力信号を制御するモータ
   制御手段 とを設けたことを特徴とする送液装置。