JPS6371586A - 送液装置 - 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
複数のプランジャ式ポンプである。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、２０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吹の如くである。ＩＩはプラン
ジャ、１２はプランジャ１１に復元力を与えるばね、１
３はプランジャ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ャ１１に伝える車輪、１５はプ
ランジャ１１をシールするシール材、１６はプランジャ
１１による流体の吸入、吐出の際に通路となる室、１７
は室１６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はプランジャ、２２はプランジャ２１に復元力を与
えるばね、２３はプランジャ２１を変位させるカム、２
４はカム２３の変位を円滑にプランジャ２】に伝えるベ
ヤリング、２５はプランジャ２１をシールするシール材
、２６はプランジャ２１の変位によってダンパ作用を行
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
０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ャ１１．２
１の線速度を示したもので、カム１３゜２３の等速回転
運動を曲提とする。図中■の状態でプランジャ１１は吐
出しを行い、一部は◎で示す如くプランジャ２１によっ
て吸引される。このプランジャ２１の吸引速度はのと＠
が相殺してプランジャ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■の状態でプランジャ１１めり１より吸引
を行う。従って、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１７．１８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
ンジャ１１のストローク長を調節して吐出開始以的に予
め圧縮する方法を提案しているが、この長さの調節量は
運転条件によって異なり操作が蝮雑になる。

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鑓
であり、また一方のポンプが泡を吸引した場合に脱泡が
困蕪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
台にしてプランジャ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った。

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、ｌＩ′ｉＩ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、ｍＪ記基準区間外の運
転速度を前記比較手段の信号によって増減して記憶され
た圧力信号と一致するように１１１１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
手段によっ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ック図で、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ｍＩ記第７図図において、３０は
ポンプ１０及びダンパ２０を駆動するモータで、カム１
３どカム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ＩＯ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σ１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はインジェクタ、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ィテクタ、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ィスクで、
切欠きを有する。５２は光等を用いてディスク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１１ｉ１（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５２で切欠ぎ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、基準区間外で圧ツノ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ィードフォワード制御で
もよい。また基準時間はポンプ１０の弁１７．１８の開
閉動作による過濃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吹に説明する。第２
図は第１図の装置の実験例で、（Ａ）は圧力検出手段６
０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［Ｆ］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、この結果プランジャ１１゜】２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
量のディップもなくなる。

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ャ１１．２１の速度をかえたも
のである。図中プランジャ１１の吐出過程■′と、プラ
ンジャ２１の吸引過程◎γの同期をずらせて、■に示す
如くプランジャ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図のプランジャ１１．２１の速度を制御し
たもので、ここではプランジャＩ＋、　２＋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
るディップが生じている。

第４図ではディップが存在しない。

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）はプランジャ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、市軸に設定流量と実流量との偏差、横軸に背
圧をとっている。

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ってポンプ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ック図、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ャの速度図、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図はプランジャの速度図、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、５５・
・・モータ制御手段、６０・・・圧力検出手段。 剣冑−ｊ四−ソ（茸載 区　　　　　　　　　　区 ｒ″）　　　　　　　　　　　　　　　＋苺　　　　　
　　　　　賠 区 硝 進

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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っ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。