JPH11324898A - 2連プランジャポンプを用いた液体供給方法と装置 - Google Patents

2連プランジャポンプを用いた液体供給方法と装置

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JPH11324898A
JPH11324898A JP10123047A JP12304798A JPH11324898A JP H11324898 A JPH11324898 A JP H11324898A JP 10123047 A JP10123047 A JP 10123047A JP 12304798 A JP12304798 A JP 12304798A JP H11324898 A JPH11324898 A JP H11324898A
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JP
Japan
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pressure
plunger pump
pumps
dead center
pulsation
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Application number
JP10123047A
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English (en)
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Katsuhiko Koike
克彦 小池
Kazuo Kawamura
和男 川村
Takeo Yamada
健夫 山田
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Nireco Corp
Original Assignee
Nireco Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プランジャポンプの脈動を少くする2連プラ
ンジャポンプを用いた液体供給方法と装置を提供する。 【解決手段】 ピストン上昇時吐出と吸入を行い降下時
吐出を行なう2台のプランジャポンプを、一方が上昇ま
たは降下時他方は待機し、一方が待機時他方は上昇また
は降下する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、2連プランジャポ
ンプを用いて液体を供給する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】糊をノズルに供給し、カートンなどへの
糊付けが行われる。この糊の供給装置としてギヤーポン
プやプランジャポンプが用いられる。ギヤーポンプは、
連続回転により液体の吐出を行なうためほとんど脈動が
ない。しかし、レリーフバルブなしで、1台のポンプか
ら複数のノズルに液体を供給する場合、1台のノズルの
吐出量を変化させると、他のノズルの吐出量も変化して
しまう。また装置のコストが高い。このため低廉なプラ
ンジャポンプがよく用いられる。プランジャポンプは基
本的に定圧制御であるため、ノズルの吐出流量の調整は
複数個あっても独立してでき、他のノズルに影響を与え
ない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プランジャポ
ンプは動作方向反転時、脈動を発生するという問題があ
る。図3はプランジャポンプの脈動を示し、ΔPaは上
死点における変化圧、ΔPbは下死点における変化圧を
示す。このような脈動が発生すると、図4に示すように
ノズルから吐出される糊の塗布幅が、脈動発生位置でく
びれとなって現れる。
【0004】このような脈動が発生する原因を図5に示
すプランジャポンプを用いて説明する。1はポンプ本体
を構成するシリンダで、この内部は、ピストン3を挟ん
で下部を液体吸入室4a、上部を液体吐出室4bに分か
れている。シリンダ1内にはロッド2が挿入され、ロッ
ド2の先端にはピストン3が設けられ、ピストン3はシ
リンダ内面と摺動自在に嵌合している。ロッド2の先端
にはロッド空間5が設けられ、ピストン3に設けられた
入口通路5aで液体吸入室4aと導通し、ロッド空間上
部に設けられた出口5bにより液体吐出室4bと導通し
ている。ロッド空間5内の入口通路5aにはチェクバル
ブ6が設けられている。シリンダ1の下部には吸入口7
が設けられ、液体吸入室4a内の吸入口7にはチェクバ
ルブ8が設けられている。液体吐出室4bの上部は液体
を送り出す吐出路9が設けられている。ロッド2にはエ
アシリンダが接続され、ロッド2を昇降させる。かかる
構成によりロッド3上昇時は吐出と吸引が行われ、降下
時に吐出のみが行われる。
【0005】次に、脈動の発生する理由を説明する。ロ
ッド2反転時ロッド2は、減速、停止、加速する。この
減速、停止、加速の間ノズルへの圧力ネルギーの供給は
減少する。一方、ノズルでは液体の吐出が行われるため
にノズルの圧力は低下しようとしている。このためプラ
ンジャポンプの吐出圧変動はロッド反転時に発生する。
【0006】脈動の大きさは、反転時の速さ、ピストン
3を挟んでの液体吐出室4bと液体吸入室4aとの差圧
状態に関係する。反転時の減速、停止、加速が速く行わ
れれば、それだけ脈動の大きさは低下する。この反転の
速さはエアシリンダ空気圧の給排気特性の速さが大きく
支配している。更に上死点前後と下死点前後とでは、反
転時の圧力が異なるため脈動の大きさも異なる。
【0007】上死点前後では、上昇行程から下降行程へ
の反転時で、この時ピストン3の上側のロッド空間5と
液体吐出室4bは吐出圧状態にあるが、下側の液体吸入
室4aは液体の吸引のため大気圧か負圧状態になってい
る。従って、反転後のポンプの仕事は大気圧か負圧を吐
出圧レベルに高めることから始まる。
【0008】下死点前後では、下降行程から上昇行程へ
の反転時で、この時のピストン3の上側のロッド空間5
と液体吐出室4bと下側の液体吸入室4aは吐出状態に
なっているので、反転後のポンプの仕事は、上死点前後
の時と異なり大気圧か負圧を吐出圧に高める仕事は不要
である。従って、上死点前後における脈動の方が下死点
前後の脈動より大きくなり、図3に示すような脈動の状
態になる。
【0009】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、プランジャポンプの脈動を少くする2連プラン
ジャポンプを用いた液体供給方法と装置を提供すること
を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1の発明では、ピストン上昇時吐出と吸入を行い
降下時吐出を行なう2台のプランジャポンプを、一方が
上昇または降下時他方は待機し、一方が待機時他方は上
昇または降下する。
【0011】2台のプランジャポンプを一方が作動時他
方を待機させ、待機後他方を作動させ一方を待機させ
る。待機させることにより、上死点で待機する場合、図
5において待機前は液体吸入室4aは大気圧か負圧であ
るが、待機することにより、液体吐出室4b側の液体の
一部がピストン3とシリンダ1との間隙を通して液体吸
入室4a側に入り、液体吸入室4aの大気圧か負圧を昇
圧させる。これにより、待機からピストン3が降下を開
始する時、液体吸入室4aの圧力は高まっているので、
図3で示した上死点での大きな吐出圧低下を防止するこ
とができる。
【0012】請求項2の発明では、一方が待機に入る所
定ストローク前に他方が上昇または降下を開始し、他方
が待機に入る所定ストローク前に一方が上昇または降下
を開始する。
【0013】一方の作動が上死点または下死点に到達す
る時点より所定ストローク前に待機中のプランジャポン
プを作動させ、この所定ストローク間両ポンプを並行し
て作動させることにより、一方が上死点または下死点に
到達した時に発生する脈動を軽減することができる。
【0014】請求項3の発明では、ピストン上昇時吐出
と吸入を行い降下時吐出を行なう2台のプランジャポン
プと、この各プランジャポンプを駆動する各駆動装置
と、この各駆動装置を制御する制御装置と、を備え、前
記制御装置は、前記プランジャポンプを一方が上昇また
は降下時他方を待機させ、一方が待機時他方を上昇また
は降下させる。
【0015】制御装置で2台のポンプを一方が作動時他
方を待機させ、待機後他方を作動させ一方を待機させ
る。待機させることにより、上死点で待機する場合、図
5において待機前は液体吸入室4aは大気圧か負圧であ
るが、待機することにより、液体吐出室4b側の液体の
一部がピストン3とシリンダ1との間隙を通して液体吸
入室4a側に入り、液体吸入室4aの大気圧か負圧を昇
圧させる。これにより、待機からピストン3が降下を開
始する時、液体吸入室4aの圧力は高まっているので、
図3で示した上死点での大きな吐出圧低下を防止するこ
とができる。
【0016】請求項4の発明では、前記制御装置は、前
記プランジャポンプを、一方が待機に入る所定ストロー
ク前に他方を上昇または降下開始させ、他方が待機に入
る所定ストローク前に一方を上昇または降下開始させ
る。
【0017】一方の作動が上死点または下死点に到達す
る時点より所定ストローク前に待機中のプランジャポン
プを作動させ、この所定ストローク間両ポンプを並行し
て作動させることにより、一方が上死点または下死点に
到達した時に発生する脈動を軽減することができる。
【0018】請求項5の発明では、前記プランジャポン
プの出側に脈動を軽減するダンパを設ける。
【0019】ダンパを設けることにより、プランジャポ
ンプから吐出された脈動のある液体の圧力変動を軽減す
ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の実施形態の2連プラ
ンジャポンプを用いた液体供給装置の構成を示す図であ
る。10は糊で、糊タンク11内で図示しない加熱装置
により加熱され液状になっている。糊タンク11内には
2個のプランジャポンプ12a,12bが設けられ、そ
れぞれエアシリンダ13a,13bにより昇降する。な
お、プランジャポンプ12a,12bの構造は図5に示
したものと同一である。ポンプ12a,12bの吐出圧
の脈動を減少させるためのダンパ14が、両ポンプ12
a,12bの吐出側に接続された吐出管15に接続さ
れ、この吐出管15の出側には、糊をカートンなどの糊
付け対象物に塗布するノズル16が接続されている。ダ
ンパ14はバネ式が示されているが、アキュムレータで
もよい。
【0021】各エアシリンダ13a,13bには方向切
換弁17a,17bが接続されエアシリンダ13a,1
3bの上昇、下降の切換を行なう。方向切換弁17a,
17bは減圧弁18a,18bを介して空気源19に接
続されている。制御装置20は両ポンプ12a,12b
の動作を制御する。方向切換弁17a,17bはソレノ
イドで駆動される。各エアシリンダ13a,13bの上
部と下部にはリミットスイッチ21a,21b,22
a,22bが設けられ、エアシリンダ13a,13bの
ピストンの位置を検出する。制御装置20は各エアシリ
ンダ13a,13bのピストン位置を検出し、ソレノイ
ドを励磁または消磁して方向切換弁17a,17bを制
御する。
【0022】次に動作について説明する。図2は動作タ
イムチャートである。横軸は時間を表す。21a,21
b,22a,22bはリミットスイッチを示す。各リミ
ットスイッチはエアシリンダ13a,13bのピストン
が上死点または下死点に到達する少し前(図2でΔ時間
前)に作動する。ピストンの移動速度を一定とすれば、
一定ストローク前となる。具体例としてピストンのスト
ロークを50mmとすると3〜5mm程度である。
【0023】17a,17bは方向切換弁を示し、ソレ
ノイドの励磁でピストンを押上げ状態にし、非励磁でバ
ネにより押下げ状態にする。12a,12bはプランジ
ャポンプを示し、ポンプのピストンの上昇、下降、上死
点、下死点での待機を示す。最下段はノズル16の吐出
圧を示し、図3を参照して、ΔPa1はポンプ12aの
上死点での脈動、ΔPa2はポンプ12aの下死点での
脈動、ΔPb1はポンプ12bの上死点での脈動、ΔP
b2はポンプ12bの下死点での脈動を表す。Pmはノ
ズル16の吐出圧である。
【0024】制御装置20は2個のポンプ12a,12
bを、方向切換弁17a,17bを切換えることにより
交互に動作させる。各ポンプ12a,12bは、上昇、
待機、降下、待機のサイクルを繰り返す。両ポンプ12
a,12bは、180°の位相で運転される。両ポンプ
12a,12bは、上死点、下死点の前後Δ時間は共に
動作するが、それ以外では、一方の動作中は、他方は待
機している。
【0025】エアシリンダ13aのピストンが下死点に
近づき、リミットスイッチ21bがONすると、方向切
換弁17bが消磁され、ポンプ12bは上死点での待機
より下降を開始する。この下降開始によりノズル吐出圧
に脈動ΔPb1が発生する。ポンプ12bの降下ととも
に、エアシリンダ13bのピストンが下死点に近づき、
リミットスイッチ22bがONすると、方向切換弁17
aが励磁されポンプ12aは下死点での待機より上昇を
開始する。この上昇開始によりノズル吐出圧に脈動ΔP
a2が発生する。ポンプ12aの上昇により、エアシリ
ンダ13aのピストンが上死点に近づき、リミットスイ
ッチ21aがONすると、方向切換弁17bが励磁され
ポンプ12bは下死点での待機より上昇を開始する。こ
の上昇開始によりノズル吐出圧に脈動ΔPb2が発生す
る。ポンプ12bの上昇により、エアシリンダ13bの
ピストンが上死点に近づき、リミットスイッチ22aが
ONすると、方向切換弁17aが励磁されポンプ12a
は上死点での待機より下降を開始する。この下降開始に
よりノズル吐出圧に脈動ΔPa1が発生する。
【0026】上記のような動作をすることにより、図3
に示した脈動が減少することを説明する。 2台のポンプを交互に運転することにより待機状態
が生じる。この待機状態が生じると、図5のプランジャ
ポンプの構造を参照して、チェクバルブ8は自重により
閉じられ、液体吸入室4aの圧力は、ピストン3とシリ
ンダ1間よりリークした液体により大気圧もしくは負圧
状態から吐出圧状態になる。この状態でさらに待機状態
を維持する。従って、反転動作時にノズル16に供給さ
れる圧力は、既に吐出圧レベルに高められており、反転
動作とともに吐出圧レベルで圧力を供給することができ
る。つまり、上死点前後の反転は従来技術と異なり、下
死点前後の反転と同じ圧力状態となる。このためノズル
16への必要な圧力エネルギーの供給が速まることにな
り、脈動が減少する。
【0027】 待機中のプランジャポンプが動作を開
始する時にエアシリンダの空気圧は反転するが、減速は
なく、停止、加速の動作だけである。この間、推力は所
定のレベルに達していないが、他のポンプがΔ期間は並
行して動作しているので、ノズル16に供給される両ポ
ンプからの合成吐出圧を一定圧に保持することができ
る。
【0028】次にプランジャポンプ1台の従来例と図1
の本発明の脈動の具体例について説明する。ノズル吐出
量Q=40〜50g/min(圧力レベル50kg/c
2)の場合、従来技術での脈動はノズル圧で15〜2
0%(圧力レベル比)の脈動を生じる。このような大き
な脈動を生じると、ノズルからの液体吐出量の減少が塗
布された糊の形状に、図4で示したくびれとなって現れ
る。ノズルに対して移動する被塗布物の移動速度が速い
場合、特に顕著になる。また、多条ノズル、スパイラル
ノズルによる塗布の場合には、吐出方向が変化し塗布状
況が悪くなる。
【0029】これに対し、本発明では、脈動は±3%以
内に収まる。この程度に収まれば、実用上の弊害はな
く、ギヤーポンプと同等の性能を有することになる。な
お、プランジャポンプの場合、液体圧は定圧制御される
ことになるから複数のノズルを接続するシステムであっ
ても、レリーフバルブなどを設けることなく、個々のノ
ズルの吐出量を他のノズルの吐出流量に影響を与えるこ
ともなく、容易に調整することができる。従って、本発
明の液体供給装置は、ギヤーポンプ、従来のプランジャ
ポンプ両者のメリットを兼ね備えたものとなる。
【0030】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、2台のプランジャポンプを待機期間を設けて交互に
作動することにより脈動を減少することができる。両ポ
ンプの動作開始と終了期間をラップさせることにより脈
動をさらに減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図2】本発明の動作を示すタイムチャートである。
【図3】従来のポンプ吐出圧の脈動を示す図である。
【図4】脈動による塗布糊のくびれを示す図である。
【図5】プランジャポンプの構造を示す図である。
【符号の説明】
1 シリンダ 2 ロッド 3 ピストン 4a 液体吸入室 4b 液体吐出室 5 ロッド空間 5a 入口通路 5b 出口 6 チェックバルブ 7 吸入口 8 チェックバルブ 9 吐出路 10 糊 11 糊タンク 12a,12b プランジャポンプ 13a,13b エアシリンダ 14 ダンパ 15 吐出管 16 ノズル 17a,17b 方向切換弁 18a,18b 減圧弁 19 空気源 20 制御装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストン上昇時吐出と吸入を行い降下時
    吐出を行なう2台のプランジャポンプを、一方が上昇ま
    たは降下時他方は待機し、一方が待機時他方は上昇また
    は降下すること特徴とする2連プランジャポンプを用い
    た液体供給方法。
  2. 【請求項2】 一方が待機に入る所定ストローク前に他
    方が上昇または降下を開始し、他方が待機に入る所定ス
    トローク前に一方が上昇または降下を開始することを特
    徴とする請求項1記載の2連プランジャポンプを用いた
    液体供給方法。
  3. 【請求項3】 ピストン上昇時吐出と吸入を行い降下時
    吐出を行なう2台のプランジャポンプと、この各プラン
    ジャポンプを駆動する各駆動装置と、この各駆動装置を
    制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記プ
    ランジャポンプを一方が上昇または降下時他方を待機さ
    せ、一方が待機時他方を上昇または降下させること特徴
    とする2連プランジャポンプを用いた液体供給装置。
  4. 【請求項4】 前記制御装置は、前記プランジャポンプ
    を、一方が待機に入る所定ストローク前に他方を上昇ま
    たは降下開始させ、他方が待機に入る所定ストローク前
    に一方を上昇または降下開始させることを特徴とする請
    求項3記載の2連プランジャポンプを用いた液体供給装
    置。
  5. 【請求項5】 前記プランジャポンプの出側に脈動を軽
    減するダンパを設けたことを特徴とする請求項3または
    4記載の2連プランジャポンプを用いた液体供給装置。
JP10123047A 1998-05-06 1998-05-06 2連プランジャポンプを用いた液体供給方法と装置 Pending JPH11324898A (ja)

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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6181584A (ja) * 1984-09-28 1986-04-25 Shimadzu Corp 送液ポンプ
JPH08170584A (ja) * 1994-12-19 1996-07-02 Azuma Giken:Kk 定量吐出装置
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