JPS63501973A - 注液回路におけるエラ−の検出および指摘方法 - 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】 注液回路におけるエラーの検出および指摘方法本発明は、ポンプが、注液すべき 場所の近くに位置する少なくとも１つの注液装置へ導管系を通じて液体を汲み出 す注液回路のエラーの検出および指摘方法に関する。この注液装置は、導管系内 の圧力がある制限された時間内に、低圧から高圧に上昇したときに間欠的に所定 量の液体を計量し逆上弁を通じて注液箇所へ排出する。この種の注液装置は、液 体の入口、出口と、この入口に接続されている補液、室と、この出口に接続され ている注液室、および片側には補液室の圧力を受け反対側には注液室の圧力を受 ける可動体との間を連絡する閉鎖可能な通路を含んでいる。この可動体は、導管 系の圧力が前記高圧に上昇するとすぐ、注液室の容積が減り補液室の容積が増え るような方向に移動し、その間は、これら２室間の通路は閉じられているので、 液体は注液室から前記出口と逆止め弁を経て関係する注液箇所へ排出され、かつ 液体は導管系から補液室へと流入していく。導管系の圧力が前記低圧にまで低下 するとすぐ、前記可動体は戻し装置の力によって反対方向へ動き、その結果、補 液室中の液体を前記通路を通じて注液室へ押し出す。入口からの逆流を防ぐため にダ弁が配置されている。

この種の注液回路は多方面に応用されている。注液作業は、作業工程や機械が満 足に作動するために決定的な重要性をもつことが多い。したがって、これらの注 液回路は通常、注液回路のエラー検出用の装置を備えている。

従来公知の注液回路のエラー検出用装置に共通する点は、この装置によっては注 液回路に発生しつるあらゆる種類のエラーに対する信頼のおけるエラー検出は得 られないということである。通常、注液回路の状態は、注液箇所そのものの状態 を表すパラメーターではなくて注液回路の中心部の状態を表すパラメーターによ って検出される。

注液回路のエラーの信頼性ある検出が非常に重要である応用例の一つは、軸受の ような種々の機械要素の潤滑である。もしも軸受の潤滑によって、摩擦とこれに より生ずる熱が低水準に押さえられない場合には、その軸受の耐久性はかなり減 退する。

従来公知の潤滑装置においては、潤滑が満足に行われていることの確認は、のぞ き窓ガラスを通じての検査か、潤滑油タンク中の油面高さの測定か、又は機械要 素に所定量の潤滑油を噴霧か注液によって連続的あるいは間欠的に供給する閉回 路あるいは開回路の潤滑回路中の圧力の測定によってなされる。

スウェーデン特許第７２１４１８６−４号（公報隘３７１８７８）には、その中 でエラーによって直接あるいは間接に生ずる漏洩流によって指摘される潤滑油の 分配装置が示されている。この公知の装置においては、主導管中の潤滑油の全体 の流れは、多数本の支導管を通じ分配される。これらの支導管の各々は、直列接 続の２個の流量調整用挿入物を介して潤滑箇所へ潤滑油を供給する。潤滑回路の エラーは、この挿入物を通る流れに変化を生じさせ、その結果、この変化は挿入 物間の導管の圧力を変化させる。この前記導管中の圧力が所定の圧力範囲にない ときには、弁が開いてエラーを示す漏洩流を主導管から流出させる。

軸受への潤滑油の供給は、軸受中に発生したり熱伝導によって軸受に伝わった熱 を潤滑油が運び去りうるようにその量が定められる。しかし、仮に、軸受が十分 な負荷能力を有する油膜を保つための必要量以上の潤滑油を供給されると、摩擦 損失、したがって、軸受の発熱が増加する。軸受の高回転時には、潤滑油の供給 を油膜の負荷能力を損なわない程度でできるだけ低い水準に保つことが望ましい 。しかしこのことは潤滑油の供給量の許容幅が減ることを意味し、その結果危険 性の増加を生じ、潤滑機能の維持にとって重大なあらゆるエラーの急速かつ信頼 性ある検出が結果的に強く要求されることになる。

遠心分離機のような高速回転の機械の軸受にはごく少流量の潤滑油しか要らない ことが多く、したがって、これらの軸受は潤滑油の流量変化に敏感になる。そこ で、潤滑油の通路の目詰まりや潤滑油への空気の混入は、これらの機械の運転上 の重大な危険性を意味する。

本発明の目的は、注液回路のエラーを検出する方法を提供することであり、この 方法によれば、上述の諸問題を排除することができ、注液回路に発生するあらゆ る種類のエラーに対して急速かつ信頼しうるエラーの指摘が行なえる。

もう一つの目的は、少量の液体の注液に際してもエラーを指示しつるエラー指摘 用装置を提供することである。

本発明によれば、前記目的の達成が可能になるような方法が示唆される。これは 、注液箇所の近くに位置し、注液室と、この注液室と逆止ｌ弁との間でこれらに 接続されている通路とによって構成される空間内で圧力が測られることと、注液 サイクル中の選ばれた基準時点から時間が測られることと、同時に測定した圧力 値と時間値の組合わせが、この組合わせ用の所定の限界値内にあるということが 少なくともある特定の機会に点検され、その測定値の組合せが前記限界値内にな いときにはエラーが検出されて信号が発せられるという、以上のような方法によ って可能になる。

この方法によれば、エラーを検出することができ。

そのエラーの原因は、流れ方向で見た注液室の後方ばかりでなく前方においても 発見することができる。

この方法の好ましい実施方法においては、測定された圧力値と時間値の組合せが 所定の範囲内にあるということの点検確認が、１注液サイクル中の何回もの機会 に間欠的に行われる。その回数のうち少なくとも１回は注液室の圧力が上昇する とすぐ行われ、そして少なくとも１回は圧力が減少するとすぐに行われる。間欠 的に行われる点検の開始は、所定の圧力値か所定の時間値のいずれかが測定され たときになされ、そして同時に測定された池のパラメータ（それぞれ時間か圧力 ）が所定の限界値内になければ信号が発せられる。

点検の度数と点検開始の値は、機能に有害なあらゆるエラーが検出され、そして 注液サイクル中の点検の行われる位相が信頼性ある方法で確認できるように選ば れる。圧力は、この圧力に対応する信号を出す圧力検出器、又は所定の圧力値で 電気回路を閉じるか開くかする少なくとも１個の圧力検出器によって測定される ０本方法の別の実施方法では、圧力の時間微分も検出され、そしてこの時間微分 は、注液サイクル中の前記点検が行われる位相の確認用に用いられる。本方法の 更に別のやり方では、エラーに際し発される信号が、どの機会にその点検が行わ れたか、そして、どの機会に測定値の組合せが所定の範囲を超えたかの情報を含 んでいる。この発せられる信号は、このときにも前述のようにして測定された時 間微分についての情報を含み、かつこの時間微分を限定してもよい。もし圧力検 出器が電気回路を開閉する種類のものであれば、その情報は時間微分のしるしだ けを弐わす。最も近い時点の変化を検出する、すなわち開くか閉じるかする圧力 検出器を有するこの電気回路の状態は、微分のしるしを表わす。

潤滑回路に応用された本発明による方法を、添付図面を参照しつつ以下により詳 細に記載する。

第１図は本発明による方法を実施するための装置を備える潤滑回路の概略図であ り、 第２図は２本の限界曲線を有する圧力／時間線図である。

第１図に示す潤滑回路は、所定量の潤滑油を計量して不図示の潤滑箇所へ送り出 す１個以上の注液装置３（１個しか図示しない）を通じて潤滑油タンク２から潤 滑油を汲み出すポンプ装置１を含んでいる。ポンプ装置１からの潤滑油を注液装 置３へ供給する導管４もまた、２個のオーバーフロー弁５．６を介して潤滑油タ ンク２に接続されている。１つのオーバーフロー弁６は、入り口の圧力が比較的 低い値を超えたとき、潤滑油タンク２ヘオーバーフローさせるために開かれるＯ この弁６と導管４との閘の接続は、弁７により開閉される。他のオーバーフロー 弁５は、より高い圧力で開く。導管４の圧力を制限するオーバーフロー弁のいず れを開くかは、弁７を所定の時間間隔で閉じ、かつこれを所定の時間、すなわち 潤滑時間中間じたままに保持するプログラム制御器２２によって制御される。弁 ７が開いているときには、導管４中の圧力は、オーバーフロー弁６がこの圧力で 潤滑油タンク２との接続を開かせるような圧力に制限される。プログラム制御器 が弁７を閉じると、導管４中の圧力は、オーバーフロー弁５がこの圧力で潤滑油 タンク２との接続を開かせるような圧力にまで増加する。

注液装置３は、入り口８、出口９、前記入り口８に通ずる補液室１０、前記出口 ９に通ずる注液室１１、この両室を連通ずる閉鎖可能の通路１２、及び可動体１ ３を備えている。この可動体は、片側には補液室１ｏの圧力を、そして反対側に は注液室１１の圧力と戻し装置１４の力を受ける。注液装置の入り口と出口には 、それぞれ逆上弁１５．１６が配置されている。逆上弁１６は、この弁の入り口 側の圧力が所定値を超えると、注液装置の出口の所でこの出口と図示しない潤滑 箇所の間の接続を開かせる。１例として図示される閉鎖可能な通路１２は、一部 はばね１７により、一部は制御導管１８を介する導管４の圧力によって閉じる方 向に影響を受け、制御導管１９を介する補給室１ｏの圧力によって開く方向に影 響を受ける。

図示の潤滑回路には、潤滑機能の制御と点検のために、装置２０が設けられてい る。

図の装置２０は、注液室１１の圧力を測る圧力検出装置２１（例えばアナログ的 作用の圧電式検出器又はディジタル的に作用する圧力検出断続器）と、前述した ように弁７を制御するプログラム制御器２２と、計時装置２３と、同時計測の圧 力値と時間値を処理し、これらを入力とする操作ユニット２４と、潤滑機能が間 違いなく維持される圧力値と時間値の組合せの所定限界値を設定する限界値用ユ ニット２５と、記憶装置２６及び指摘手段２７から成り立っている。この装置２ ０に含まれているユニット２２〜２７は一体に構成するのが好都合であるが、以 下の説明では分かり易いように別々のものとして取扱うことにする。

本発明による方法を実行する場合、図示の潤滑回路とこれに接続される装置は以 下のように動作する。

ポンプｌは潤滑油タンク２から潤滑油を導管４へ汲み上げる。導管４中の圧力は 、所定のプログラムに従って弁７を開閉するプログラム制御器２２によって制御 される。導管４中の圧力は、この代わりに、例えば温度のような、潤滑の必要の 有無を示す測定されるパラメータによって制御されてもよい。弁７が開（と、導 管４中の圧力は比較的低い値すなわち低圧に保たれる。このときオーバーフロー 弁６は、導管４と潤滑油タンク２との低圧レベルでの接続を開き、この水準の圧 力を保つ。導管４中に低圧が行き渡っていくと、この低圧は補液室１ｏにも行き 渡っていく。このとき可動体１３は、補液室ｌｏ中の低圧によって結果的に可動 体に生ずる力よりも強いカを可動体１３に加える戻し装置１４によって、入り口 ８に最も近い終点位置方向に押圧される。

このとき通路１２は、２本の制御導管１８．１９の圧力が等しいために、ばね１ ７によって閉じられたままになっている。このとき注液室１１中の圧力も低水準 にあり、そのため逆止ｌ弁１６は出口９を閉じている。

注液装置３が潤滑箇所に所定量の潤滑油を計量して排出しようとするとき、この 動作は弁７を閉じるプログラム制御器２２によって始動される。この弁７の閉鎖 によって、導管４中の圧力は、オーバーフロー弁５が開いて潤滑油タンクへの還 流を生ずる程度の圧力、すなわち高圧にまで増加する。これと同時に、可動体１ ３に作用する補液室１０中の圧力も増加する。この過程中、通路１２は依然閉鎖 されたままである。可動体１３に働く補液室１０中の圧力によって生ずるカが、 戻し装置１４の力及び注液室１１内の圧力によるカより大きくなると、可動体１ ３は注液室の容積が減るように動き始める。すると、注液室１１の圧力は、注液 室１１中の潤滑油が潤滑箇所へと流出しつるように出口９にある圧力制御の逆止 ｌ弁１６が開くような値にまで上昇する。可動体１３は、所定量の潤滑油を排出 しながら、終点に到達するまで動いて行く。可動体１３が終点に達すると、注液 室１１の圧力は逆止φ弁１６が閉まる圧力にまで低下する。

プログラム制御器２２は、可動体１３が確かに終点に達して注液室１１にある潤 滑油の全量を排出し終わるのに要する所定の時間、すなわち潤滑時間の間だけ弁 ７を閉じさせておく。その後、プログラム制御器２２は再び弁７を開く。そうす ると導管４の圧力は、オーバーフロー弁６に作用することになり、この弁は開い て導管４から潤滑油タンク２への流れを生じさせる。

その結果、導管４の圧力したがって補液室１ｏの圧力も、オーバーフロー弁６が 再び閉じるような圧力すなわち低圧にまで低下する。

補液室１０の圧力がある値以下に下がると、可動体１３は戻し装置１４によって 入り口８の方向へ押される。そのとき、逆止ｌ弁１５は補液室ｌｏ内にある潤滑 油が導管４へ流出することを防ぎ始めており、それにつれて高まりつつある補液 室１０と制御導管１９の圧力は、導管４に行き渡っている圧力を急速に越え、殆 んど即座に通路１２がこの圧力によって開きつるようになる。通路１２の開く理 由は、補液室１ｏの圧力が、ばね１７の力と導管４中の圧力（制御導管１８経由 ）によって生ずる力の合計を超える力で通路１２の切り替え部に作用する（制御 導管１９経由）からである。箱液室ｌＯ中の潤滑油は、可動体１３が移動中に通 路１２を通じて注液室１１へと圧送される。プログラム制御器２２は、弁７を所 定の時間中開かせておくが、その後、再び弁７を閉じて注液サイクルは繰り返さ れる。その際、注液サイクル間の休止時間は、問題の潤滑箇所の潤滑を確保する のに必要な所定量の潤滑油をまかなうのに十分な単位時間当たり回数の注液が行 われるように稠整される。

上記の潤滑手順は装置２０によって制御されかつ点検される。この装置２０内の 圧力検出装置すなわち装置２１と計時装置２３とが、それぞれのパラメーターに 対応する信号を操作ユニット２４へ送出する。

その時間は１注液サイクル中の選ばれた基準時点から直接的にあるいは逐次的に 測定される。この場合、プログラム制御器２２が弁７を閉じる時点か、または弁 ７が閉じられ、注液室１１内の圧力の僅かな所定量の増加が圧力検出装置２１に よって測定可能になった時点を基準時点に選ぶのが望ましい。

操作ユニット２４には限界値用ユニット２５が接続されておりこの限界値ユニッ ト２５には、問題の潤滑回路が正常に動作しつる圧力／時間の組合せの所定限界 値を設定することができる。もし、圧力の増加が測定される時点を基準時点とし て用いるならば、その増加が圧力検出装置２１によって測定されなければならな い最長時間を限界値として限界値用ユニット２５に設定することが適当である。

この操作ユニット２４は、測定値の組合わせを、限界値用ユニット２５に設定さ れている圧力／時間の組合せの限界値と比較し、測定値の組合せがこの限に値内 に入っていないときには直ちに信号を送出する。このようにして送出される信号 は、潤滑回路中にエラーがあること、あるいは、このようなエラーを生じさせる 恐れのある擾乱源が近くに存在することを示す。この操作ユニットに信号を発生 させるような潤滑回路中のエラーを容易に発見できるように、この発生する信号 には、注液サイクル中エラーを生じたときの位相に関する情報と、限界値の上か 下へのはみ出しが起こったその限界値に関する情報とを含んでいる。この情報は 指摘手段２７で続み取ることができる。

注液室１１内の圧力が時間と共に変化して限界値の上か下にはみ出し、エラーが ないのに信号が発せられるということがしばしば起こりうる。しかし、もし連続 する２サイクル以上の注液サイクル中に同様な信号が出るならば、エラーが存在 する恐れが大きい。指摘手段２７が偶発的な変化にたいしてエラーの指摘をする ことがないように、先行した最終の注液サイクル中に、操作ユニット２４によっ て与えられた信号を記憶するため、装置２０に記憶装置２６が設けられている。

この装置２０が、潤滑回路中のエラーを連続的および／または間欠的に検出して 指示するように設計することも勿論可能である。この観点からの設計の選択は、 潤滑回路の動作様式と、注液サイクル中に生ずる注液室内の圧力変化、゛及び潤 滑の完壁さに対する要求度によって決められる。１注液サイクルの間に注液室１ １内の圧力がどのように変化しつるかの１例が、注液室内の圧力を時間の関数と して表した２本の限界曲線を示す第２図で図解されている。これらの曲線は、特 定の潤滑回路に対して実験的にめることができる。圧力がこの限界曲線内に保た れていれば、その潤滑回路は正常に動作する。そのとき、この限界曲線は、好む と好まないとにかかわらずこの潤滑回路の特性を左右する。第２図が示すように 、逆止め弁１６が閉じるときには圧力の増加がみられるが、この増加は潤滑回路 にとって必要ではなく、また害にもならない。点検が間欠的に行われる場合には 、その点検の開始時点は、注液サイクル中の所定のいくつかの時点であってもよ く、または所定のいくつかの圧力値が測定された時点のいずれであってもよい。

制御が所定の時点で開始される場合は、その時点において測定された圧力が問題 のその時点に該当する所定の限界値内にあるかどうがが点検される。所定の圧力 値が測定された時点で点検が開始される場合には、同時に測定された時間値が、 この点検時点に適用しつる所定の限界値内にあるかどうかが点検される。

点検を開始するパラメータと点検を行う時点の選択は、注液室の圧力変化によっ て決められる。ごく短い時間内に圧力が増減して１注液サイクル中にほんの微量 の潤滑油しか排出されない場合がよくある。このような場合の点検では、特定の 圧力値が測定されたときに点検が開始されるようにすると、点検がより信頼性あ るものになる。その理由は、これによって、比較的信頼性の高い他のパラメータ すなわち時間の限界が限定しつるということである。多くの場合、１回の注液サ イクル中で圧力の上昇中に２回、下降中に２回の計４回の点検を行わせることで 十分であり、その場合、所定の圧力値で電気回路を開開する種類の圧力検知装置 ２個を備えれば十分である。点検が注液サイクル中の所定のいくつかの時点で間 欠的に行われる場合には、注液サイクル全体にわたって限界値を規定する必要は なく、これらの所定時点に適応される限界値だけを規定すればよい。

この方法で注液回路中のエラーを検出指摘することによって、エラーの発生は、 少量の液体が注液されるとすぐ、急速かつ信頼性よく発見されつる。

注液場所にごく近い、限られた小さい容積しか有しない室内の圧力を測ることに よって、その注液場所の条件を表すパラメータであり、しかもとりわけこの装置 の融通性を損なうようなことのないパラメータを得ることができる。

上述の方法は、以下の請求の範囲記載の範囲において変更を加え、そして例えば 温度測定のような別のエラー検出の測定法を備えて完成させることができる。

五９．．ｉ Ｆｉｇλ 国際調査報告 Ｉｎ＋ｅ＋ｐ＋＋ｉａｎ＋ｌ＾部ｍ＋ｌ□ａＩｌｓｏ、ＰＣＴ／ＳＥε６１００ ５７０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポンプ装置（１）が、注液箇所の近くに位置する少なくとも１つの注液装置 （３）へ導管系（４）を通じて液体を汲み出し、導管系（４）の圧力がある制限 された時間内に低圧から高圧に上昇したとき、所定量の液体を間欠的に計量して 圧力制御の逆止弁を通じて注液箇所へ排出し、液体の入口と出口（それぞれ８， ９）と、前記入口（８）に接続されている補液室（１０）と、前記出口（９）に 接続されている注液室（１１）と、前記補液室（１０）と注液室と可動体（１３ ）とを連絡する閉鎖可能な通路（１２）と、前記入口からの流出を防ぐために配 置されている弁（１５）とを有し、前記可動体（１３）は、片側には補液室（１ ０）の圧力を受け、反対側には注液室（１１）の圧力を受け、導管系（４）の圧 力が前記高圧にまで上昇するとすぐ、注液室（１１）の容積が減り補液室（１０ ）の容積が増えるように移動し、その間は両室（１０，１１）の間の通路（１２ ）は閉じられており、それによつて液体が注液室（１１）から前記出口（９）お よび逆止弁（１６）を経て問題としている注液箇所へと排出され、導管系（４） から補液室（１０）へ液が流入し、導管系（４）の圧力が前記低圧にまで低下す るとすぐ、前記可動体（１３）は戻し装置（１４）の力によつて反対方向へ移動 して、それによつて補液室（１０）内の液体を前記通路（１２）を経て注液室（ １１）に押し出す注液回路におけるエラーの検出および指摘方法において、注液 量（１１）およびこの注液室（１１）とこれに接続された逆止弁（１６）との間 の通路の圧力を測定することと、 少なくとも注液の実施中に、１注液サイクル中の選ばれた基準時点、好ましくは 液体の圧力の上昇が始まつた時点からの時間を測定することと、同時に測定した 圧力値と時間値の組合せが、この組合せに対する所定の限界値内に保たれている ことを少なくともある時点において点検すること、および 測定値の前記組合せが前記限界値内に保たれていないときには信号を発生するこ とによつて注液回路のエラーが検出および指摘されることを特徴とする、注液回 路におけるエラーの検出および指摘方法。 ２．前記点検が間欠的に行われる、請求の範囲第１項に記載の注液回路のエラー の検出および指摘方法。 ３．前記点検が１注液サイクル中に間欠的に何回も行われ、その各回のうち、少 なくとも１回は注液室（１１）の圧力が上昇するとすぐに行われ、そして少なく とも１回はこの圧力が低下するとすぐに行われる、請求の範囲前記各項のいずれ か１項に記載の注液回路のエラーの検出および指摘方法。 ４．所定の圧力値が測定されたときに前記点検が開始され、同時に測定された時 間値が所定の限界値内になければ信号が発生させられる、請求の範囲第２項また は第３項に記載の注液回路のエラーの検出および指摘方法。 ５．所定の時間値か測定されたときに前記点検か開始され、同時に測定された圧 力値が所定の限界値内になければ信号が発せられる、請求の範囲第１項、第２項 または第３項のいずれか１項に記載の注液回路におけるエラーの検出および指摘 方法。 ６．圧力の時間微分が検出され、この検出された時間微分が、注液サイクル中の 前記点検が行われる位相の確認用に用いられる、請求の範囲前各項のいずれか１ 項に記載の注液回路におけるエラーの検出および指摘方法。 ７．圧力の時間微分が検出され、その検出された時間微分が、前記の発生された 信号によつて指摘される、請求の範囲前記各項のいずれかに記載の注液回路にお けるエラーの検出および指摘方法。 ８．前記点検の実施中であるということと、測定された値の組合せが所定の限界 値を越えているということが前記信号によつて指摘される、請求の範囲前各項の いずれか１項に記載の注液回路におけるエラーの検出および指摘方法。 ９．前記信号が何回かの注液サイクルの間中に貯えられ、連続する少なくとも２ 回の注液サイクルの間この信号が発生されるまでエラーは指摘されない、請求の 範囲第８項に記載の注液回路におけるエラーの検出および指摘方法。 １０．エラーが潤滑回路の中で検出され指摘される、請求の範囲前記各項のいず れか１項に記載の注液回路におけるエラーの検出および指摘方法。 １１．遠心分離器のような回転機械の軸受潤滑用の潤滑回路中でエラーが検出さ れ指摘される、請求の範囲前記各項のいずれか１項に記載の注液回路におけるエ ラーの検出および指摘方法。