JPS6140469A - 往復動ポンプの制御装置 - Google Patents

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、往復動ポンプの吸込弁の弁体をプッシュロッ
ドで押圧して弁座からリフトさせて、アンロードさせる
往復動ポンプの制御装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の往復動ポンプの制御装置として特公昭４
８−１８１６１号に記載されたものがある。この装置は
、吸込弁の弁体をリフトさせるプッシュロッドを有する
シリンダを切換弁で制！２＋＋　Ｌ、この切換弁を制御
する流体素子の制御を、円盤に等角度間隔に設けられ、
プランジャの数の２倍数の小孔を、往復動ポンプのクラ
ンク軸によって回転されるカムで順次開開して、流体パ
ルスを発生して行ない、アンロードを適正なタイミング
で行なうようにしている。

しかしながら、この従来の往復動ポンプの制御装置では
、プランジャと同数の流体素子、２倍数の小孔、多くの
流体信号通路を要し、構造が複雑になるという欠点があ
る。また、ポンプの高速回転に伴って小孔の遮蔽時間が
短くなり制御信号が不確実になったり、また流体素子を
用いているため、流体内に含まれる異物によって流体素
子が目詰まりして作動不良が生じやすいという欠点があ
る。また、小孔の位置が不変なので、各シリンダ毎の位
相の進みや遅れの調節ができないという欠点がある。

そこで、最近、本発明者らは、円盤等の薇構や流体素子
を用いずに電気的信号処理によって吸込弁の動作にプッ
シュロッドを正確に同期させて作動させることができる
往復動ポンプの制御装置を提案した（特願昭５８−１２
８１１５号）。この往復動ポンプの制御装置は、第３図
に示すようになっている。即ち、往復動ポンプ１は、ポ
ンプハウジング２内のプランジャ至３内に出没自在に駆
動されるプランジャ４により、流体を吸込弁５から吸い
込んで吐出弁６から吐き出すようになってあり、上記ポ
ンプハウジング２の端には、上記吸込弁５を開状態にし
てアンロードせしめるエアシリンダ７を固定している。

上記吸込弁５はバネ座８と弁体９の間にバネ１０をｉｌ
？ｉ装しており、該バネ１０によって上記弁体９を吸込
弁座１１に向けて付勢する。また、吐出弁６は、ポンプ
ハウジング２の内面と弁体１２の間にバネ１３を縮装し
、該バネ１３によって上記弁体１２を吐出弁座１４に向
けて付勢する。

また、上記エアシリンダ７は、片側にプッシュロッド１
５を突設したピストン１６をチューブ１７に嵌合すると
ともに、上記ピストン１６と上記デユープ１７の内面の
間にバネ１８を縮装しており、シリンダ室１９側にボー
ト２０、バネ空側に通気口２１を夫々設けている。そし
て、上記エアシリンダ７は、第３図に示すように、圧縮
空気をシリンダ室１９に供給すると、ピストン１６がバ
ネ１８に抗して後退して、プッシュロッド１５は吸込弁
５の弁体９に当接しない位置まで後退して、往復動ポン
プ１をオンロードする一方、エアシリンダ７のボート２
０を大気に開放すると、ピストン１Ｇがバネ１８の付勢
力で前進して、プッシュロッド１５は矢印Ｘで示すよう
に吸込弁５の弁体９の中央を垂直に押圧して弁８１１か
らリフ１−させるようになっている。上記エアシリンダ
７のボート２０とエア諒２２との間に切換弁としての電
磁弁２３を介設する。一方、上記プランジャ４の行程位
置は、該プランジｔｙ４を連接棒２４を介して駆動する
クランクｌＴｌ１１２５の回転角度から検出装置として
のエンコーダ２６で検出する。上記往復動ポンプ１の吐
出口２７と負荷２８の間にアキュムレータ２９を接続し
、該アキュムレータ２９に蓄積液量を検出するレベル検
出器３０を設けている。上記レベル検出器３０および上
記エンコーダ２６からの出力信号を制御装置３１に入力
して、上記電磁弁２３を後述するタイミングで切換制御
する。即ち、上記制御装置３１は、レベル検出器３０か
らアキュムレータ２９カ液を所定■蓄積したことを示ず
アンロード指令信号を受けるとエンコーダ２６から入力
される信号の表わす回転角度を、アンロードすべき行程
位置に応じて予め設定された角度と比較して、両角度が
一致したとき電磁弁２３をシンボル位置Ｓ２に位置ざぜ
てボート２０を大気に開放するための制御信号を出力し
て、吸込弁５の弁体９のリフト動作に同期して、弁体９
を矢印Ｘ方向にプッシュロッド１５で押圧して、プッシ
ュロッド１５オよび弁体９の摩耗、損傷を防止するよう
にしている。一方、上記制！２１装置３１は、レベル゛
検出器３０からの上記アンロード指令信号の出力が停止
すると、前述と同様にして上記クランク軸２５の回転角
度と上記予め設定された角度が一致したとき、電磁弁２
３への上記制御信号の出力を停止し、プッシュロッド１
５を所望　　　−のタイミングで後退させ、吸込弁５の
弁体９が水流で弁、竪１１に叩ぎ付りられないようにし
ている。

このように、最近、本発明者らが提案した前）ボの往復
動ポンプの制御＋装置は、アンロード、オンロードに際
してプッシュロッドを吸込弁の動作に正確に同期させて
作動でき、また、それ以前の制御装置に比較して、構造
が簡単で製作も容易であるとともに、電気的制御を行な
うので流体素子による制御に伴って生じる作動不良や高
速稼動時の誤動作もなく、動作が何実なものである。さ
らにこの往復動ポンプの制御装置は、以前では不可能で
めった各プランジャ毎の位相の進みや遅れの調節が容易
にできるため、多連ポンプにおいてアンロード、オンロ
ードをクランク軸の一回転中に適切にでき、各プランジ
ャの負荷の均一性を確保でき、異常振動を防止できもの
である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、本発明者らは上記往復動ポンプの制御２
１＋装置でも次のような不具合があることを発見した。

即ち、エアシリンダのパツキン抵抗、エアの空気圧、エ
アの漏れ、エア管路の抵抗などにより、エアシリンダの
動作時間が必ずしも一定でない。このような原因や故障
による動作不良によって、エアシリンダ７の作動タイミ
ングが遅れると、吸込弁５の閉じる方向に動作している
弁体９とプッシュロッド１５が突出時に激しく衝突した
り、プッシュロッド１５の没入時に吐出行程の液体流で
吸込弁５の弁体９が弁座１１に衝突したりして、これら
が摩耗、変形、１員傷するという欠点がある。

また多連ポンプでは、プッシュロッド１５の動作不良で
ポンプ単体相互間のアンロード、オンロードのタイミン
グがずれると、負荷の均一性が損われ異常振動が生じる
という欠点がある。プッシュロッドが作動しない甚だし
い場合には、アンロードが不能になってアキュムレータ
が破裂する危険がある。

そこで、本発明の目的は、上記往復動ポンプの制御［ｆ
において、吸込弁のアンロード、オンロードが所定のタ
イミングで行なえたか否かを確認して、上記吸込弁体と
プッシュロッドの激しい衝突やポンプの異常振動等を防
止できる往復動ポンプの制御装置を提供することである
。

く問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の構成は、吸込弁の弁
体を弁座からリフトさせるシリンダのプッシュロッドの
作動完了を検出するセンサと、該センサからの検出信号
および上記シリンダの作動タイミングを制御するｉｌ制
御装置からの制御信号が入力され、上記制御装置からの
切換弁を作動すべき制御信号が入力されてから予め定め
た設定時間経過後、上記センサからプッシュロッドの作
動完了を検出する検出信号が入力されないとぎ、作動不
良信号を出力する判別装置と、上記作動不良信号を受け
て警報を発する警報装置とを設けたことを特徴とする。

く作用〉 本発明による往復動ポンプの制御装置において、判別装
置は、制御装置から切換弁を作動すべき制御信号が入力
されてから予め定めた設定時間経過後、センサからプッ
シュロッドの作動完了を検出する検出信号が入力されな
いとぎ、作動不良信号を出力し１、￥ｉ報装ｆ＆は、上
記作動不良信号を受けて警報を光する。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図において、１は往復動ポンプ、２３は切換弁とし
ての電磁弁、２６は往復動ポンプ１のプランジャ４の行
程位置を検出する検出装置としてのエンコーダ、３１は
上記電磁弁２３に制御信号を出力する制御装置、２２は
エア源、２８は負荷、２９はアキュムレータ、３０はレ
ベル検出器であり、これらの構造およびこれらの相互の
接続構造は、第３図に示す往復動ポンプの制御装置と全
く同一である。

上記往復動ポンプ１のハウジング２の端部には、エアシ
リンダ４０のチューブ４１を固定している。上記チュー
ブ４１内にはピストン４２を開動自在に嵌め込み、ビス
１〜ン４２の片側にプッシュロッド４３を突設して、該
プッシュロッド４３の先端で吸込弁５の弁体９の中央を
押圧して弁座１１からリフトさヒる一方、上記ピストン
４２の他側に作動検出ロッド４４をチューブ４１の端部
４９を貫通１−・て突出さμてＣ，Ｘろ。

そして、上記ピストン４２とチューブ４１の端部４９と
の間にコイルスプリング４５を縮装し、シリンダ苗４Ｇ
側にボート４１、バネ蛮側に通気口４８を夫々設ける。

上記作動検出ロッド４４の先端に対向する位置に、セン
サとての近接スイッチ３２を設けて、ブッシュロッド４
３のオンロード位置およびアンロード位置を検出して、
動作完了を表わず検出信号を出力するようにしている。

判別装置３３には、往復動ポンプ１のプランジャ４が吸
込行程に入っている時間、即ちクランクＩｒｌｌ１１２
５の１／２回転に要する時間である許容所要時間が予め
設定してあり、上記センサ３２からの上記検出信号と、
上記制御装置３１から電磁弁２３を励磁または消磁させ
るための制御信号と同じタイミングで今１つの制御信号
とが入力される。しかして、上記判別装置３３は、上記
制御１６号が出力されてから上記検出信号の発生までの
時間と、上記許容所要時間とを比較し、前者の時間が長
い場合、作動不良信号を出力するようになっている。警
報装置３４は、上記作動不良信号を受けて音や光などの
警報を発するようになっている。

上記描成の往復動ポンプの制御装置の作用を第１．２図
を参照しながら述べる。液体が負荷２８側で潤貸されず
アキュムレータ２９内に蓄積され、蓄積された液体が一
定量を越えると、レベル検出器３０は制御装置３１にア
ンロード指令信号を出力する。

上記制御装置３１は、上記アンロード指令信号を受ける
と、エンコーダ２６から入力される信号の表わす回転角
度を、アンロードずべき行程位置に応じて予め設定され
た角度と比較して、山角度が一致したとぎ電磁弁２３お
よび判別装置３３へ制御信号の出力を開始する。そうす
ると、電磁弁５はシンボル位ＷＳ２に切換わり、ボート
４７を大気に開放し、ピストン４２がコイルスプリング
４５の付勢力で前進して、プッシュロッド４３は、弁体
９の中央を矢印Ｘで示す方向に押圧して弁座１１からす
７１〜させる。

そして、弁体９が完全にリフトして往復動ポンプ１が完
全にアンロード状態になると同時に、センサ３２が作動
検出ロッド４４の没入完了を検出して、判別装置３３へ
動作完了を表わす検出信号を出力する。そうすると、上
記判別装置３３は、上記制御信号発生から上記検出信号
発生までの時間と、許容所要時間とを比較し、もし前者
の時間が長い場合には、作動不良信号を警報装置３４に
出力する。該警報装置３４は上記作動不良信号を受けて
警報を発する。また、アンロード状態からオンロード状
態への切換えも同様にして行なわれ、上記判別装置３３
は、上記電磁弁２３をシンボル位置Ｓ１に位置させるた
めの制御信号の発生からオンロード動作完了を表わす検
出信号発生までの時間が、上記許容所要時間よりも長い
場合、同様に作動不良信号を警報装置３４に出力する。

このようにして、警報装置３４の光するｚ１報によって
、運転者は、ポンプの運転を直ちに停止し、エアの圧力
の調整をしたり、エアシリンダ４０のパツキン、バネ等
の機械部品の点検、調整を行なったり、制御装置３１の
角度設定を変更したりして、プッシュロッド４３を吸込
弁５の動作に正確に同期させて所定のタイミングで作動
するようにできる。従って、吸込弁５の摩耗や損傷をも
たらず吸込弁５の弁体９とプッシュロッド４３、吸込弁
８１１との激しい衝突が防止される。

上記実施例では、往復動ポンプは１個のプランジＩ！を
有するものであるが、複数のプランジャを有する多連の
往復動ポンプにも容易に適用できる。

特にこの場合、各プランジャのアンロードをクランク軸
の１回転内に適切に行なわないと、ポンプの異常振動や
吐出圧力の脈動を発生するが、各プランジャのプッシュ
ロッドに前述と同様にセンサを設【プて、作動不良をチ
ェックすることによって、これら弊害を未然に防止する
ことができる。また、けンサ３２は、プッシュロッドの
動作完了を検出できれば、近接スイッチのみに限らず、
例えば光電センサなと種々のものを用いることができる
。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明の往復動ポンプの
制御装置は、プッシュロッドの作動完了を表わす検出信
号をセンサで検出し、その検出信号が制御信号が出力さ
れてから許容時間内に出力されているか否かを判別装置
で判別して、作動タイミングの不良あるいは不完全作動
時に警報装置に作動不良信号を出力して警報を発するよ
うにしているので、アンロード、オンロードのタイミン
グの遅れによって吸込弁の弁体がプッシュロッドや弁座
に衝突して生じる摩耗、損傷や、また多連往復動ポンプ
の各プランジャ単体相互間のアンロ−ド、オンロードの
タイミングのずれによって生じる異常振動などの弊害を
未然に防止することがてぎる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図に示す往復動ポンプの制御１］装置のブロック図、第
３図は最近本発明者らが提案した往復動ポンプの制御装
置を示す断面図。 １・・・往（１ａ＞ポンプ、２・・・ポンプハウジング
、３・・・プランジャ至、４・・・プランジν、５・・
・吸込弁、６・・・吐出弁、９・・・吸込弁体、１１・
・・吸込弁座、２３・・・電磁弁（切換弁）、２６・・
・エンコーダ（検出装置）、３１・・・制御装置、３２
・・・センサ、３３・・・判別装置、３４・・・υ報装
置、４３・・・プッシュロッド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジング内に出没自在に駆動されるプランジャ
   により流体を吸込弁から吸い込んで吐出弁から吐き出す
   往復動ポンプの上記吸込弁の弁体を弁座からリフトさせ
   るプッシュロッドを有するシリンダを切換弁で切換作動
   するようにし、上記往復動ポンプをアンロードすべき所
   望の場合、上記プランジャの行程位置を検出する検出装
   置からの行程位置信号を受ける制御装置によって、上記
   往復動ポンプの吸込み行程時に、上記シリンダのプッシ
   ュロッドが上記吸込弁の弁体をリフトさせるように上記
   切換弁に制御信号を出力して、上記往復動ポンプをアン
   ロードするようにした往復動ポンプの制御装置において
   、 上記プッシュロッドの作動完了を検出するセンサと、該
   センサからの検出信号および上記制御装置からの制御信
   号が入力され、上記制御装置から制御信号が入力されて
   から予め定めた設定時間経過後、上記センサからプッシ
   ュロッドの作動完了を検出する検出信号が入力されない
   とき、作動不良信号を出力する判別装置と、上記作動不
   良信号を受けて警報を発する警報装置とを設けたことを
   特徴とする往復動ポンプの制御装置。