JPH05255706A - 超高圧熱間等方圧加圧装置の圧力制御方法 - Google Patents
超高圧熱間等方圧加圧装置の圧力制御方法Info
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- JPH05255706A JPH05255706A JP4051945A JP5194592A JPH05255706A JP H05255706 A JPH05255706 A JP H05255706A JP 4051945 A JP4051945 A JP 4051945A JP 5194592 A JP5194592 A JP 5194592A JP H05255706 A JPH05255706 A JP H05255706A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧力制御の制御精度を保証でき、しかも装置
全体を小型化できる圧力制御方法を提供する。 【構成】 高圧容器1 の開口部3 にピストン4 を挿入
し、この高圧容器1 内に高圧ガスを供給すると共に、加
圧シリンダ5 によってピストン4 を押圧して加圧するこ
とにより、高圧容器1 内部の被処理品を高温超高圧下で
処理する。この場合、高圧域においては高圧容器1 内に
高圧ガスを供給するガス供給手段10をオン・オフ制御
し、超高圧域においては加圧シリンダ5 に供給する圧油
を供給する圧油供給手段22をＰＩＤ制御する。
全体を小型化できる圧力制御方法を提供する。 【構成】 高圧容器1 の開口部3 にピストン4 を挿入
し、この高圧容器1 内に高圧ガスを供給すると共に、加
圧シリンダ5 によってピストン4 を押圧して加圧するこ
とにより、高圧容器1 内部の被処理品を高温超高圧下で
処理する。この場合、高圧域においては高圧容器1 内に
高圧ガスを供給するガス供給手段10をオン・オフ制御
し、超高圧域においては加圧シリンダ5 に供給する圧油
を供給する圧油供給手段22をＰＩＤ制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高圧熱間等方圧加圧
装置の圧力制御方法に関するものである。
装置の圧力制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高圧容器の内部に入れた金属粉末等の被
処理品を高温・高圧の下で処理する熱間等方圧加圧装置
（以下、ＨＩＰ装置という）として、従来、高圧容器の
開口部にピストンを挿入し、この高圧容器内に高圧ガス
を供給すると共に、加圧シリンダによってピストンを押
圧して加圧することにするようにしたものがある。
処理品を高温・高圧の下で処理する熱間等方圧加圧装置
（以下、ＨＩＰ装置という）として、従来、高圧容器の
開口部にピストンを挿入し、この高圧容器内に高圧ガス
を供給すると共に、加圧シリンダによってピストンを押
圧して加圧することにするようにしたものがある。
【０００３】この種のＨＩＰ装置の圧力制御方法は、図
４に示すように圧力保持上限設定圧Ｐ1(例えば2,000kgf
/cm2) に達した時にガス放出弁を開き、約 5kgf/cm2 程
度低い圧力保持下限設定圧Ｐ2 まで下降した時にガス放
出弁を閉じる３位置式のオン・オフ制御となっている。
この場合の実質のガス圧降下量Ｐ1-2 は、上限設定圧が
2000kgf/cm2 の時に20kgf/cm2 程度となっている。
４に示すように圧力保持上限設定圧Ｐ1(例えば2,000kgf
/cm2) に達した時にガス放出弁を開き、約 5kgf/cm2 程
度低い圧力保持下限設定圧Ｐ2 まで下降した時にガス放
出弁を閉じる３位置式のオン・オフ制御となっている。
この場合の実質のガス圧降下量Ｐ1-2 は、上限設定圧が
2000kgf/cm2 の時に20kgf/cm2 程度となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＨＩＰ装置の圧
力保持制御方法で超高圧の10,000kgf/cm2 の圧力保持を
行なうと、図４に示すように瞬時の降下圧が100kgf/cm2
を越えてしまい、容積が小さい超高圧用の場合には制御
精度を保証できない問題がある。一方、加圧シリンダを
使用したＰＩＤ制御を大気圧から10,000kgf/cm2 までの
圧力域で実施すると、加圧シリンダのストロークが長く
必要となり、装置全体が大型化する問題がある。
力保持制御方法で超高圧の10,000kgf/cm2 の圧力保持を
行なうと、図４に示すように瞬時の降下圧が100kgf/cm2
を越えてしまい、容積が小さい超高圧用の場合には制御
精度を保証できない問題がある。一方、加圧シリンダを
使用したＰＩＤ制御を大気圧から10,000kgf/cm2 までの
圧力域で実施すると、加圧シリンダのストロークが長く
必要となり、装置全体が大型化する問題がある。
【０００５】本発明は、かかる従来の課題に鑑み、圧力
制御の制御精度を保証でき、しかも装置全体を小型化で
きる圧力制御方法を提供することを目的とする。
制御の制御精度を保証でき、しかも装置全体を小型化で
きる圧力制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、高圧容器1 の
開口部3 にピストン4 を挿入し、この高圧容器1 内に高
圧ガスを供給すると共に、加圧シリンダ5 によってピス
トン4 を押圧して加圧することにより、高圧容器1 内部
の被処理品を高温超高圧下で処理する超高圧熱間等方圧
加圧装置の圧力制御方法において、高圧域においては高
圧容器1 内に高圧ガスを供給するガス供給手段10をオン
・オフ制御し、超高圧域においては加圧シリンダ5 に供
給する圧油を供給する圧油供給手段22をＰＩＤ制御する
ものである。
開口部3 にピストン4 を挿入し、この高圧容器1 内に高
圧ガスを供給すると共に、加圧シリンダ5 によってピス
トン4 を押圧して加圧することにより、高圧容器1 内部
の被処理品を高温超高圧下で処理する超高圧熱間等方圧
加圧装置の圧力制御方法において、高圧域においては高
圧容器1 内に高圧ガスを供給するガス供給手段10をオン
・オフ制御し、超高圧域においては加圧シリンダ5 に供
給する圧油を供給する圧油供給手段22をＰＩＤ制御する
ものである。
【０００７】
【作用】圧力制御に際し、高圧域ではガス供給手段10を
オン・オフ制御しながら、高圧容器1 に供給するガス圧
を制御する。また超高圧域では圧油供給手段22をＰＩＤ
制御し、加圧シリンダ4 に供給する油圧を制御する。
オン・オフ制御しながら、高圧容器1 に供給するガス圧
を制御する。また超高圧域では圧油供給手段22をＰＩＤ
制御し、加圧シリンダ4 に供給する油圧を制御する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
すると、図１において、1 は円筒状の高圧容器で、上開
口部2 は上蓋13により閉塞され、下開口部3 にはピスト
ン4 が嵌脱自在に挿入されている。5 は加圧シリンダ
で、ピストン6 とシリンダ本体7 とを備え、シリンダ本
体7 に圧油を供給した時、ピストン6 によりピストン4
を上方に押圧して加圧するようになっている。8 は倒立
コップ状の断熱層、9は加熱ヒータで、これらは高圧容
器1 内に設けられている。
すると、図１において、1 は円筒状の高圧容器で、上開
口部2 は上蓋13により閉塞され、下開口部3 にはピスト
ン4 が嵌脱自在に挿入されている。5 は加圧シリンダ
で、ピストン6 とシリンダ本体7 とを備え、シリンダ本
体7 に圧油を供給した時、ピストン6 によりピストン4
を上方に押圧して加圧するようになっている。8 は倒立
コップ状の断熱層、9は加熱ヒータで、これらは高圧容
器1 内に設けられている。
【０００９】10は高圧容器1 内に高圧ガスを供給するガ
ス供給手段で、上蓋13側から高圧容器1 の内部に連通す
るガス管路系11に接続されたガスボンベ12、ガス圧縮機
14、ガス操作弁15、ガス放出弁16、超高圧塞止弁17等か
ら成る。ガス操作弁15およびガス放出弁16には電磁弁が
用いられており、また超高圧塞止弁17は油圧シリンダ18
により開閉操作可能である。
ス供給手段で、上蓋13側から高圧容器1 の内部に連通す
るガス管路系11に接続されたガスボンベ12、ガス圧縮機
14、ガス操作弁15、ガス放出弁16、超高圧塞止弁17等か
ら成る。ガス操作弁15およびガス放出弁16には電磁弁が
用いられており、また超高圧塞止弁17は油圧シリンダ18
により開閉操作可能である。
【００１０】19は高圧容器1 の内部を真空引する真空引
手段で、真空ポンプ20、真空引弁21等からなり、ガス放
出弁16と超高圧塞止弁17との間でガス管路系11に接続さ
れている。22は加圧シリンダ5 に圧油を供給する圧油供
給手段で、シリンダ本体7 のボトム側に連通する油管路
系23に接続された加圧ポンプ24、減圧用電磁流量制御弁
25、逆止弁26等から構成されている。加圧ポンプ24はイ
ンバータモータ27により駆動される。
手段で、真空ポンプ20、真空引弁21等からなり、ガス放
出弁16と超高圧塞止弁17との間でガス管路系11に接続さ
れている。22は加圧シリンダ5 に圧油を供給する圧油供
給手段で、シリンダ本体7 のボトム側に連通する油管路
系23に接続された加圧ポンプ24、減圧用電磁流量制御弁
25、逆止弁26等から構成されている。加圧ポンプ24はイ
ンバータモータ27により駆動される。
【００１１】28は高圧容器1 内部のガス圧を検出する圧
力計で、ガス管路系11に接続されている。29は加圧シリ
ンダ5 の油圧を検出する圧力計で、油管路系23に接続さ
れている。図２は制御装置の構成を示し、30,31 は圧力
増幅部、32, 33は切換スイッチである。34はプログラム
制御用の制御手段で、高圧用圧力調節部35と超高圧用圧
力調節部36とを有する。圧力調節部35,36 は、圧力計2
8,29 で検出した検出圧力と、圧力設定部37で設定され
た設定圧力とを比較し、高圧容器1 内のガス圧力が所定
の圧力パターンとなるように、ガス供給手段10および圧
油供給手段13を制御すべく構成されている。
力計で、ガス管路系11に接続されている。29は加圧シリ
ンダ5 の油圧を検出する圧力計で、油管路系23に接続さ
れている。図２は制御装置の構成を示し、30,31 は圧力
増幅部、32, 33は切換スイッチである。34はプログラム
制御用の制御手段で、高圧用圧力調節部35と超高圧用圧
力調節部36とを有する。圧力調節部35,36 は、圧力計2
8,29 で検出した検出圧力と、圧力設定部37で設定され
た設定圧力とを比較し、高圧容器1 内のガス圧力が所定
の圧力パターンとなるように、ガス供給手段10および圧
油供給手段13を制御すべく構成されている。
【００１２】特に、高圧用圧力調節部35は 1,000〜5,00
0kgf/cm2未満の高圧域の制御を司るものであって、検出
圧力と設定圧力とを比較し、高圧域での所定の圧力パタ
ーンに従ってガス操作弁15、ガス放出弁16およびガス圧
縮機14をオン・オフ制御するようになっている。また、
超高圧用圧力調節部36は 1,000〜5,000kgf/cm2以上の超
高圧域の制御を司るものであって、検出圧力と設定圧力
とを比較し、超高圧域での所定の圧力パターンに従って
加圧ポンプ24用のインバータモータ27および減圧用電磁
流量制御弁25をＰＩＤ制御するようになっている。
0kgf/cm2未満の高圧域の制御を司るものであって、検出
圧力と設定圧力とを比較し、高圧域での所定の圧力パタ
ーンに従ってガス操作弁15、ガス放出弁16およびガス圧
縮機14をオン・オフ制御するようになっている。また、
超高圧用圧力調節部36は 1,000〜5,000kgf/cm2以上の超
高圧域の制御を司るものであって、検出圧力と設定圧力
とを比較し、超高圧域での所定の圧力パターンに従って
加圧ポンプ24用のインバータモータ27および減圧用電磁
流量制御弁25をＰＩＤ制御するようになっている。
【００１３】上記構成の超高圧ＨＩＰ装置を用いて被処
理品を例えば10,000kgf/cm2 程度の高温・超高圧下で処
理するに際しては、図３に示すような圧力・温度の設定
パターンに従って制御を行なう。先ず超高圧塞止弁17を
開け、ガス操作弁15およびガス放出弁16を閉じた状態で
真空引手段19の真空引弁21を開け、真空引ポンプ20によ
り高圧容器1 内の真空引を行なう。
理品を例えば10,000kgf/cm2 程度の高温・超高圧下で処
理するに際しては、図３に示すような圧力・温度の設定
パターンに従って制御を行なう。先ず超高圧塞止弁17を
開け、ガス操作弁15およびガス放出弁16を閉じた状態で
真空引手段19の真空引弁21を開け、真空引ポンプ20によ
り高圧容器1 内の真空引を行なう。
【００１４】次に真空引弁21を閉じ、ガス操作弁15を開
けてガスボンベ12から高圧容器1 内にガスを送気する。
この時、ガス圧縮機14は使用しない。そして、高圧容器
1 内のガス圧が或る圧力まで上昇すると、ガス操作弁15
を閉じ、ガス放出弁16を開けて高圧容器1 内のガスを放
出する。これを数回繰返すことによって高圧容器1 内の
ガス置換を行なう。
けてガスボンベ12から高圧容器1 内にガスを送気する。
この時、ガス圧縮機14は使用しない。そして、高圧容器
1 内のガス圧が或る圧力まで上昇すると、ガス操作弁15
を閉じ、ガス放出弁16を開けて高圧容器1 内のガスを放
出する。これを数回繰返すことによって高圧容器1 内の
ガス置換を行なう。
【００１５】ガス置換が完了すれば、ガス放出弁16を閉
じ、ガス操作弁15を開けて、ガスボンベ12よりガスを送
気すると共に、その途中から加熱ヒータ9 により高圧容
器1の内部を加熱する。この時の送気は、ガスボンベ12
内の圧力と高圧容器1 内の圧力とが略等しくなるまで行
なう。そして、両圧力が略等しくなれば、ガス圧縮機1
4、ガス操作弁15およびガス放出弁16をオン・オフ制御
しながら、所定の圧力パターンに従って高圧容器1 内の
ガス圧力を例えば2,000kgf/cm2程度まで昇圧して行く。
この時、圧力計28で高圧容器1 内の圧力を検出し、高圧
用圧力調節部35で検出圧力と設定圧力とを比較し、高圧
容器1 内の圧力が所定の圧力パターンに沿って昇圧する
ように、ガス圧縮機14、ガス操作弁15およびガス放出弁
16をオン・オフする。
じ、ガス操作弁15を開けて、ガスボンベ12よりガスを送
気すると共に、その途中から加熱ヒータ9 により高圧容
器1の内部を加熱する。この時の送気は、ガスボンベ12
内の圧力と高圧容器1 内の圧力とが略等しくなるまで行
なう。そして、両圧力が略等しくなれば、ガス圧縮機1
4、ガス操作弁15およびガス放出弁16をオン・オフ制御
しながら、所定の圧力パターンに従って高圧容器1 内の
ガス圧力を例えば2,000kgf/cm2程度まで昇圧して行く。
この時、圧力計28で高圧容器1 内の圧力を検出し、高圧
用圧力調節部35で検出圧力と設定圧力とを比較し、高圧
容器1 内の圧力が所定の圧力パターンに沿って昇圧する
ように、ガス圧縮機14、ガス操作弁15およびガス放出弁
16をオン・オフする。
【００１６】高圧容器1 内の圧力が2,000kgf/cm2未満の
高圧域を超えて超高圧域に入ると、超高圧塞止弁17を閉
じた後、加圧ポンプ24用のインバータモータ27および減
圧用電磁流量制御弁25をＰＩＤ制御し、加圧ポンプ24の
吐出量制御と減圧用電磁流量制御弁25の開度制御によ
り、高圧容器1 内の圧力を所定の設定パターンに従って
制御する。
高圧域を超えて超高圧域に入ると、超高圧塞止弁17を閉
じた後、加圧ポンプ24用のインバータモータ27および減
圧用電磁流量制御弁25をＰＩＤ制御し、加圧ポンプ24の
吐出量制御と減圧用電磁流量制御弁25の開度制御によ
り、高圧容器1 内の圧力を所定の設定パターンに従って
制御する。
【００１７】即ち、加圧シリンダ5 内の油圧を圧力計29
で検出し、この検出圧力と設定圧力とを超高圧用圧力調
節部36で比較する。そして、圧力調節部36の出力偏差に
応じて加圧ポンプ24の吐出量と減圧用電磁流量制御弁25
の開度を夫々制御する。これによって加圧シリンダ5 に
供給される油圧が変化するので、そのピストン6 でピス
トン4 を押圧し加圧して行く。
で検出し、この検出圧力と設定圧力とを超高圧用圧力調
節部36で比較する。そして、圧力調節部36の出力偏差に
応じて加圧ポンプ24の吐出量と減圧用電磁流量制御弁25
の開度を夫々制御する。これによって加圧シリンダ5 に
供給される油圧が変化するので、そのピストン6 でピス
トン4 を押圧し加圧して行く。
【００１８】この制御は、超高圧域であれば、昇圧時に
限らず、圧力保持および降圧時の各工程においても行な
う。このようにして1,000 〜5,000kgf/cm2以上の超高圧
域ではＰＩＤ制御に切換え、圧力調節部36の出力偏差に
応じて加圧ポンプ24用インバータモータ27および減圧用
電磁流量制御弁25を動作させることによって、昇圧・圧
力保持・降圧の各工程にわたる圧力制御の変動幅をオン
・オフ制御方式に比較して小さく抑えることができる。
例えば、圧力保持工程であれば、その保持精度を0.1 ％
／スパン以内にすることが可能である。
限らず、圧力保持および降圧時の各工程においても行な
う。このようにして1,000 〜5,000kgf/cm2以上の超高圧
域ではＰＩＤ制御に切換え、圧力調節部36の出力偏差に
応じて加圧ポンプ24用インバータモータ27および減圧用
電磁流量制御弁25を動作させることによって、昇圧・圧
力保持・降圧の各工程にわたる圧力制御の変動幅をオン
・オフ制御方式に比較して小さく抑えることができる。
例えば、圧力保持工程であれば、その保持精度を0.1 ％
／スパン以内にすることが可能である。
【００１９】また、1,000 〜5,000kgf/cm2未満の高圧域
での圧力制御は、従来通りのオン・オフ制御によるガス
圧制御を採っているため、加圧シリンダ5 のストローク
は最大圧縮比の所を有効に使用できることになり、必要
最小限度の寸法に抑えることができる。因に、1,000kgf
/cm2未満の圧力域で加圧シリンダ5 の油圧ＰＩＤ制御を
行なうと、加圧シリンダ5 のストロークが増長し、装置
が大がかりなものとなってコストアップとなる。
での圧力制御は、従来通りのオン・オフ制御によるガス
圧制御を採っているため、加圧シリンダ5 のストローク
は最大圧縮比の所を有効に使用できることになり、必要
最小限度の寸法に抑えることができる。因に、1,000kgf
/cm2未満の圧力域で加圧シリンダ5 の油圧ＰＩＤ制御を
行なうと、加圧シリンダ5 のストロークが増長し、装置
が大がかりなものとなってコストアップとなる。
【００２０】逆に5,000kgf/cm2以上の圧力域でオン・オ
フ制御を行なうと、10,000kgf/cm2までの昇圧時間が長
くなり、加熱ヒータ9 の印加電力および使用ガス量の面
でランニングコストのアップとなる。
フ制御を行なうと、10,000kgf/cm2までの昇圧時間が長
くなり、加熱ヒータ9 の印加電力および使用ガス量の面
でランニングコストのアップとなる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、高圧域においては高圧
容器1 内に高圧ガスを供給するガス供給手段10をオン・
オフ制御し、超高圧域においては加圧シリンダ5 に供給
する圧油を供給する圧油供給手段22をＰＩＤ制御するの
で、高圧容器1 の容積が小さい場合であっても、圧力制
御の精度を保証でき、しかも装置全体を小型化できる利
点がある。
容器1 内に高圧ガスを供給するガス供給手段10をオン・
オフ制御し、超高圧域においては加圧シリンダ5 に供給
する圧油を供給する圧油供給手段22をＰＩＤ制御するの
で、高圧容器1 の容積が小さい場合であっても、圧力制
御の精度を保証でき、しかも装置全体を小型化できる利
点がある。
【図１】本発明の実施例を示す装置全体の構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例を示す制御系のブロック図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例を示す設定パターンの図であ
る。
る。
【図４】従来例を示す設定パターンの図である。
１ 高圧容器 ４ ピストン ５ 加圧シリンダ 10 ガス供給手段 11 ガス管路系 14 ガス圧縮機 15 ガス操作弁 16 ガス放出弁 22 圧油供給手段 23 油管路系 24 加圧ポンプ 25 減圧用電磁流量制御弁 35 高圧用圧力調節部 36 超高圧用圧力調節部
Claims (1)
- 【請求項１】 高圧容器(1) の開口部(3) にピストン
(4) を挿入し、この高圧容器(1) 内に高圧ガスを供給す
ると共に、加圧シリンダ(5) によってピストン(4) を押
圧して加圧することにより、高圧容器(1) 内部の被処理
品を高温超高圧下で処理する超高圧熱間等方圧加圧装置
の圧力制御方法において、高圧域においては高圧容器
(1) 内に高圧ガスを供給するガス供給手段(10)をオン・
オフ制御し、超高圧域においては加圧シリンダ(5) に供
給する圧油を供給する圧油供給手段(22)をＰＩＤ制御す
ることを特徴とする超高圧熱間等方圧加圧装置の圧力制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051945A JPH05255706A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 超高圧熱間等方圧加圧装置の圧力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4051945A JPH05255706A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 超高圧熱間等方圧加圧装置の圧力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05255706A true JPH05255706A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=12901015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4051945A Pending JPH05255706A (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 超高圧熱間等方圧加圧装置の圧力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05255706A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100443294C (zh) * | 2006-12-21 | 2008-12-17 | 武汉科技大学 | 用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统 |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP4051945A patent/JPH05255706A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100443294C (zh) * | 2006-12-21 | 2008-12-17 | 武汉科技大学 | 用于粉末精密成型液压机的比例控制液压系统 |
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