WO2021245767A1 - 送液装置 - Google Patents
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- F04B23/04—Combinations of two or more pumps
- F04B23/06—Combinations of two or more pumps the pumps being all of reciprocating positive-displacement type
Definitions
- the present invention relates to a positive displacement pump.
- a plunger pump using the reciprocating movement of the plunger is known as a positive displacement pump.
- the plunger pump is a reciprocating pump that alternately sucks the fluid from the suction flow path to the pump chamber and discharges the fluid from the pump chamber to the discharge flow path by the plunger moving back and forth in the pump chamber.
- a pressure sensor that detects the fluid pressure in the pump chamber is generally provided in the pump head of each plunger pump.
- the other plunger pump performs a suction operation while one plunger pump is performing a discharge operation, and after the discharge operation of one plunger pump is completed, the suction operation is performed.
- the other completed plunger pump performs the discharge operation. Since the fluid pressure in the pump chamber of the plunger pump performing the suction operation is lower than the discharge pressure of the plunger pump performing the discharge operation, the other plunger pump performs the discharge operation after the discharge operation of one plunger pump is completed.
- the pressure detected by each pressure sensor is used to control the fluid pressure in the pump chamber of the other plunger pump that has finished suction operation to increase to the discharge pressure of one plunger pump that is performing discharge operation. And suppressed the pulsation.
- the liquid feeder having the above-mentioned two plunger pumps arranged in parallel or in series has the following improvements.
- ⁇ When disassembling the pump head and maintaining the inside, the pressure sensor may be damaged due to the influence of the solvent and need to be replaced.
- ⁇ The dead volume for installing the pressure sensor inside the pump head increases, and the pump head is compressed. Point where the rate decreases ⁇
- the pressure sensor may function like a damper during the discharge operation, so that the fluid pressure in the pump chamber detected by the pressure sensor becomes unstable. As a result, the discharge pressure cannot be directly feedback-controlled, making it difficult to suppress pulsation.
- An object of the present invention is to provide a liquid feeding device having a simple structure and capable of effectively suppressing pulsation.
- a pump having a pump head, a pump chamber formed inside the pump head, and a plunger inserted so as to be reciprocating in the pump chamber, the first pump connected to a discharge flow path and the pump.
- a suction operation in which the plunger doubles the pump chamber and the first pump or the second pump sucks fluid, or the plunger moves forward in the pump chamber and the first pump or the second pump moves.
- a strain sensor that detects the stress received by the plunger from the pump chamber as the fluid pressure in the pump chamber in the discharge operation of discharging the sucked fluid to the discharge flow path.
- a liquid feeding device including a control device having a discharge control unit that increases the fluid pressure in the pump chamber in the discharge operation detected by the strain sensor to control the discharge operation by the other pump.
- the liquid feeding device 1 of the present embodiment includes two plunger pumps connected to a fluid discharge flow path. While one plunger pump is performing a discharge operation, the other plunger pump performs a suction operation, and after the discharge operation of the one plunger pump is completed, the other plunger pump continuously performs a discharge operation.
- the liquid feeding device 1 includes a pump unit 2 (2A, 2B), a drive unit 3 (3A, 3B), and a control unit 4. Further, the liquid feeding device 1 is connected to the tank 22 via the fluid suction flow path 15 (15A, 15B), and is an analysis system 23 for a sample such as a column via the fluid discharge flow path 14 (14A, 14B). Is connected to.
- the pump unit 2 is configured by connecting two pumps 5, which are plunger pumps, to the discharge flow path 14, respectively.
- the first pump 5A and the second pump 5B are connected to the discharge flow path 14A and the discharge flow path 14B, respectively.
- the first pump 5A includes a pump head 6A, a plunger 8A, a strain sensor 10A, a discharge side check valve 12A, and a suction side check valve 13A.
- the pump head 6A is attached to the tip of a main body such as a housing (not shown), or is held in the main body. Inside the pump head 6A, a pump chamber 7A for sucking and storing the fluid is formed. On the tip end side of the pump head 6A, a discharge side connection portion which is a connection portion with the discharge flow path 14A and a suction side connection portion which is a connection portion with the suction flow path 15A are provided. A discharge-side check valve 12A is attached to the discharge-side connection portion, and a suction-side check valve 13A is attached to the suction-side connection portion. By providing a check valve at each connection portion, the backflow of the fluid to the pump chamber 7A is prevented.
- Plunger 8A is a rod-shaped movable member. As shown in FIG. 1, the plunger 8A can reciprocate in the directions of arrows 26 and 27 via the plunger seal 11A provided at the movable side connection portion on the rear end side of the pump chamber 7A. It is inserted in.
- the strain sensor 10A is attached to the base end portion 9A of the plunger 8A as shown in FIG. Further, the strain sensor 10A is connected to the control unit 4.
- the strain sensor 10A is a plunger in a suction operation in which the plunger 8A doubles the pump chamber 7A in the direction of the arrow 27 and the first pump 5A sucks the fluid in the tank 22 to the pump chamber 7A via the suction flow path 15A.
- the strain of the plunger 8A caused by the stress received by the 8A from the fluid in the pump chamber 7A is detected as the fluid pressure in the pump chamber 7A.
- the fluid pressure of the pump chamber 7A at this time is taken as the suction pressure.
- the value of the detected fluid pressure is input to the control unit 4.
- the plunger 8A moves the pump chamber 7A to the pump chamber 7A.
- the strain of the plunger 8A caused by the stress received from the fluid inside is detected as the fluid pressure of the pump chamber 7A.
- the fluid pressure in the pump chamber 7A at this time is taken as the discharge pressure.
- the value of the detected fluid pressure is input to the control unit 4.
- the second pump 5B includes a pump head 6B, a plunger 8B, a strain sensor 10B, a discharge side check valve 12B, and a suction side check valve 13B.
- the pump head 6B is attached to the tip of a main body such as a housing (not shown), or is held in the main body. Inside the pump head 6B, a pump chamber 7B for sucking and storing the fluid is formed. On the tip end side of the pump head 6B, a discharge side connection portion which is a connection portion with the discharge flow path 14B and a suction side connection portion which is a connection portion with the suction flow path 15B are provided. A discharge-side check valve 12B is attached to the discharge-side connection portion, and a suction-side check valve 13B is attached to the suction-side connection portion. By providing a check valve at each connection portion, the backflow of the fluid to the pump chamber 7B is prevented.
- Plunger 8B is a rod-shaped movable member. As shown in FIG. 1, the plunger 8B can reciprocate in the directions of arrows 26 and 27 via the plunger seal 11B provided at the movable side connection portion on the rear end side of the pump chamber 7B. It is inserted in.
- the strain sensor 10B is attached to the base end portion 9B of the plunger 8B as shown in FIG. Further, the strain sensor 10B is connected to the control unit 4.
- the strain sensor 10B is a plunger in a suction operation in which the plunger 8B doubles the pump chamber 7B in the direction of the arrow 27 and the second pump 5B sucks the fluid in the tank 22 to the pump chamber 7B via the suction flow path 15B.
- the strain of the plunger 8B caused by the stress received by the 8B from the fluid in the pump chamber 7B is detected as the fluid pressure in the pump chamber 7B.
- the fluid pressure in the pump chamber 7B at this time is taken as the suction pressure.
- the value of the detected fluid pressure is input to the control unit 4.
- the plunger 8B in the discharge operation in which the plunger 8B moves forward in the pump chamber 7B in the direction of the arrow 26 and the second pump 5B discharges the sucked fluid to the discharge flow path 14B, the plunger 8B moves the pump chamber 7B to the pump chamber 7B.
- the strain of the plunger 8B caused by the stress received from the fluid inside is detected as the fluid pressure of the pump chamber 7B.
- the fluid pressure in the pump chamber 7B at this time is taken as the discharge pressure.
- the value of the detected fluid pressure is input to the control unit 4.
- the drive unit 3 is configured to include various drive members for reciprocating the pump chamber 7 in the plunger 8.
- a drive unit 3A and a drive unit 3B are provided in each of the first pump 5A and the second pump 5B, respectively.
- the drive unit 3A includes a drive motor 16A and a ball screw 18A such as a stepping motor connected via a coupling 17A, and a nut 19A that can reciprocate with the rotation of the shaft body of the ball screw 18A. ing. Further, the drive unit 3A is connected to the control unit 4, and each member operates by receiving a control signal from the control unit 4.
- the drive unit 3B includes a drive motor 16B and a ball screw 18B such as a stepping motor connected via a coupling 17B, and a nut 19B that can reciprocate with the rotation of the shaft body of the ball screw 18B. ing. Further, the drive unit 3B is connected to the control unit 4, and each drive member operates by receiving a control signal from the control unit 4.
- the control unit 4 is composed of one or a plurality of computers.
- the control unit 4 includes a control device 20 and a pressure detection unit 21 having a pressure sensor and a pressure gauge.
- the control device 20 composed of a computer includes an arithmetic processing unit configured by a CPU or the like to process and perform various data, and a main storage unit for storing various data such as a main memory. ..
- the control device 20 includes a sensor input value calibration unit 24 and a discharge control unit 25.
- the sensor input value calibration unit 24 has the pressure value input from the pressure sensor of the pressure detection unit 21 and the fluid pressure value of the pump chamber 7A in the discharge operation by the first pump 5A input from the strain sensor 10A of the first pump 5A. And, and calibrate the fluid pressure value of the pump chamber 7A input from the strain sensor 10A.
- the sensor input value calibration unit 24 is input from the pressure sensor of the pressure detection unit 21.
- the fluid pressure value of the pump chamber 7A input from the strain sensor 10A is calibrated so as to be the same as the pressure value.
- the sensor input value calibration unit 24 uses the pressure value input from the pressure sensor of the pressure detection unit 21 and the fluid in the pump chamber 7B in the discharge operation by the second pump 5B input from the strain sensor 10B of the second pump 5B. The pressure value is compared with the pressure value, and the fluid pressure value of the pump chamber 7B input from the strain sensor 10B is calibrated.
- the sensor input value calibration unit 24 is input from the pressure sensor of the pressure detection unit 21.
- the fluid pressure value of the pump chamber 7B input from the strain sensor 10B is calibrated so as to be the same as the pressure value.
- the discharge control unit 25 determines the fluid pressure in the pump chamber 7B, which is the suction pressure in the suction operation detected by the strain sensor 10B of the second pump 5B.
- the fluid pressure in the pump chamber 7A which is the discharge pressure in the discharge operation detected by the strain sensor 10A of the pump 5A, is increased to the pressure of the fluid pressure value calibrated by the sensor input value calibration unit 24.
- the second pump 5B is controlled so as to discharge the fluid at a pressure increased to the fluid pressure of the pump chamber 7A.
- the discharge control unit 25 is the discharge pressure of the pump chamber 7A acquired from the strain sensor 10A, the pressure of the fluid pressure value calibrated by the sensor input value calibration unit 24, and the pressure of the fluid pressure value acquired from the strain sensor 10B.
- each member operates so that the fluid pressure in the pump chamber 7B of the second pump 5B increases to the discharge pressure in the pump chamber 7A of the first pump 5A based on the calculation result output from the control device 20. do.
- the discharge control unit 25 determines the fluid pressure in the pump chamber 7A, which is the suction pressure in the suction operation detected by the strain sensor 10A of the first pump 5A, immediately before the discharge operation by the second pump 5B ends.
- the fluid pressure in the pump chamber 7B which is the discharge pressure in the discharge operation detected by the strain sensor 10B of the second pump 5B, is increased to the pressure of the fluid pressure value calibrated by the sensor input value calibration unit 24.
- the first pump 5A is controlled to discharge the fluid at a pressure increased to the fluid pressure of the pump chamber 7B.
- the discharge control unit 25 is the discharge pressure of the pump chamber 7B acquired from the strain sensor 10B, the pressure of the fluid pressure value calibrated by the sensor input value calibration unit 24, and the pressure of the fluid pressure value acquired from the strain sensor 10A.
- the rotation amount of the drive motor 16A and the movement amount of the ball screw 18A and the nut 19A required for the first pump 5A to discharge the fluid at the discharge pressure of the pump chamber 7B are determined. It is calculated and the calculation result is output to the drive unit 3A.
- each member operates so that the fluid pressure in the pump chamber 7A of the first pump 5A increases to the discharge pressure in the pump chamber 7B of the second pump 5B based on the calculation result output from the control device 20. do.
- FIG. 2 shows the measurement result of the discharge pressure by the liquid feeding device 1 of the present embodiment.
- the pulsation is suppressed when the discharge operation and the suction operation are switched.
- a strain sensor is provided in the plunger to detect the strain of the plunger caused by the stress received from the fluid in the pump chamber as the fluid pressure in the pump chamber. Therefore, according to the present embodiment, the pressure state in the pump chamber is quickly grasped, the discharge pressure of the plunger pump is controlled to be constant, and the pulsation is performed, as compared with the conventional liquid feeding device in which the pressure sensor is installed in the pump chamber. Can be effectively suppressed.
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Abstract
簡易な構成で、かつ、脈動を効果的に抑制できる送液装置を提供すること。 ポンプヘッドと、ポンプヘッドの内部に形成されているポンプ室と、ポンプ室を往復移動可能に挿入されたプランジャと、を有するポンプであって、吐出流路に接続された第一ポンプ及び第二ポンプと、プランジャがポンプ室を複動して第一ポンプ又は第二ポンプが流体を吸引する吸引動作、又はプランジャがポンプ室を往動して第一ポンプ又は第二ポンプが吸引した流体を吐出流路に吐出する吐出動作において、プランジャがポンプ室から受ける応力をポンプ室の流体圧力として検出する歪みセンサと、一方のポンプによる吐出動作が終了する直前に、他方のポンプの歪みセンサが検出した吸引動作でのポンプ室の流体圧力を、一方のポンプの歪みセンサが検出した吐出動作でのポンプ室の流体圧力まで高めて他方のポンプによる吐出動作を制御する吐出制御部を有する制御装置と、を備える送液装置。
Description
この発明は、容積形ポンプに関する。
従来、容積形ポンプとしてプランジャの往復移動を利用したプランジャポンプが知られている。プランジャポンプは、プランジャがポンプ室内を往復移動することによる吸引流路からポンプ室内への流体の吸引動作とポンプ室内から吐出流路への流体の吐出動作を交互に行う往復ポンプである。
プランジャポンプ単体では、流体の吸引動作が行われている間は吐出流路への流体の吐出動作が行われないため、吸引動作及び吐出動作交互の切り替わり時は間欠吐出となる。精密送液を要する用途においてはプランジャポンプ２台を、流体の流れに対応させて並列配置または直列配置させた構成のダブルプランジャ式ポンプが採用され、交互に吸引吐出動作を行うことにより連続送液を行っている。しかしながらそのようなダブルプランジャ式ポンプにおいても、しばしば交互の吐出切り替わり時に脈動が発生する。これはポンプ吐出系における圧力と、吸引動作から吐出動作に切り替わるプランジャポンプのポンプ室内圧力との差圧により生じるものであり、脈動なく交互の吐出動作を切り替えるためには、吐出動作へ転ずるプランジャポンプのポンプ室内圧力を交互の吐出切替時において、ポンプ吐出系の圧力と一致させる必要がる。
この脈動の発生を抑制するため、一般的に各プランジャポンプのポンプヘッド内にポンプ室内の流体圧力を検出する圧力センサが設けられている。並列配置で構成されたダブルプランジャ式ポンプの場合、一方のプランジャポンプが吐出動作を行っている間は他方のプランジャポンプが吸引動作を行い、一方のプランジャポンプの吐出動作の終了後に、吸引動作を完了した他方のプランジャポンプが吐出動作を行う。吸引動作を行っているプランジャポンプのポンプ室内の流体圧力は、吐出動作を行っているプランジャポンプの吐出圧力よりも低いので、一方のプランジャポンプの吐出動作の終了後に他方のプランジャポンプが吐出動作を行う際に、各圧力センサが検出した圧力を利用して、吸引動作が終了した他方のプランジャポンプのポンプ室内の流体圧力を、吐出動作を行っている一方のプランジャポンプの吐出圧力まで高めるよう制御して脈動を抑制していた。
上述した二つのプランジャポンプを並列配置又は直列配置した構成の送液装置について、以下の改善点がある。
・ポンプヘッドを分解し、内部をメンテナンスする際に溶剤の影響により圧力センサが損傷し、交換を要する場合がある点
・ポンプヘッド内に圧力センサを設けるためのデッドボリュームが増え、ポンプヘッドの圧縮率が低下する点
・吐出動作を行っている間、圧力センサがダンパのように機能する場合があり、そのため、圧力センサが検出するポンプ室内の流体圧力が不安定になる。その結果、吐出圧力をダイレクトにフィードバック制御することができず、脈動の抑制が困難となっている点
・ポンプヘッドを分解し、内部をメンテナンスする際に溶剤の影響により圧力センサが損傷し、交換を要する場合がある点
・ポンプヘッド内に圧力センサを設けるためのデッドボリュームが増え、ポンプヘッドの圧縮率が低下する点
・吐出動作を行っている間、圧力センサがダンパのように機能する場合があり、そのため、圧力センサが検出するポンプ室内の流体圧力が不安定になる。その結果、吐出圧力をダイレクトにフィードバック制御することができず、脈動の抑制が困難となっている点
この発明は、簡易な構成で、かつ、脈動を効果的に抑制できる送液装置を提供することを目的とする。
［１］
ポンプヘッドと、前記ポンプヘッドの内部に形成されているポンプ室と、当該ポンプ室を往復移動可能に挿入されたプランジャと、を有するポンプであって、吐出流路に接続された第一ポンプ及び第二ポンプと、
前記プランジャが前記ポンプ室を複動して前記第一ポンプ又は前記第二ポンプが流体を吸引する吸引動作、又は前記プランジャが前記ポンプ室を往動して前記第一ポンプ又は前記第二ポンプが前記吸引した流体を前記吐出流路に吐出する吐出動作において、前記プランジャが前記ポンプ室から受ける応力を前記ポンプ室の流体圧力として検出する歪みセンサと、
前記第一ポンプ又は前記第二ポンプの一方のポンプによる前記吐出動作が終了する直前に、他方のポンプの前記歪みセンサが検出した前記吸引動作での前記ポンプ室の流体圧力を、前記一方のポンプの前記歪みセンサが検出した前記吐出動作での前記ポンプ室の流体圧力まで高めて前記他方のポンプによる前記吐出動作を制御する吐出制御部を有する制御装置と、を備える
送液装置。
ポンプヘッドと、前記ポンプヘッドの内部に形成されているポンプ室と、当該ポンプ室を往復移動可能に挿入されたプランジャと、を有するポンプであって、吐出流路に接続された第一ポンプ及び第二ポンプと、
前記プランジャが前記ポンプ室を複動して前記第一ポンプ又は前記第二ポンプが流体を吸引する吸引動作、又は前記プランジャが前記ポンプ室を往動して前記第一ポンプ又は前記第二ポンプが前記吸引した流体を前記吐出流路に吐出する吐出動作において、前記プランジャが前記ポンプ室から受ける応力を前記ポンプ室の流体圧力として検出する歪みセンサと、
前記第一ポンプ又は前記第二ポンプの一方のポンプによる前記吐出動作が終了する直前に、他方のポンプの前記歪みセンサが検出した前記吸引動作での前記ポンプ室の流体圧力を、前記一方のポンプの前記歪みセンサが検出した前記吐出動作での前記ポンプ室の流体圧力まで高めて前記他方のポンプによる前記吐出動作を制御する吐出制御部を有する制御装置と、を備える
送液装置。
この発明によれば、簡易な構成で、かつ、脈動を抑制できる送液装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。本実施形態の送液装置１は、流体の吐出流路に接続された二つのプランジャポンプを備えている。一方のプランジャポンプが吐出動作を行っている間は他方のプランジャポンプが吸引動作を行い、前記一方のプランジャポンプの吐出動作の終了後に引き続き前記他方のプランジャポンプが吐出動作を行う。
図１に示すように、送液装置１は、ポンプ部２（２Ａ、２Ｂ）と、駆動部３（３Ａ、３Ｂ）と、制御部４と、を備えている。また、送液装置１は、流体の吸引流路１５（１５Ａ、１５Ｂ）を介してタンク２２と接続され、流体の吐出流路１４（１４Ａ、１４Ｂ）を介してカラム等の試料の分析系２３と接続されている。
ポンプ部２は、プランジャポンプである二つのポンプ５がそれぞれ吐出流路１４に接続されて構成されている。本実施形態では、図１に示すように、第一ポンプ５Ａ及び第二ポンプ５Ｂがそれぞれ吐出流路１４Ａ及び吐出流路１４Ｂに接続されている。
第一ポンプ５Ａは、図１に示すように、ポンプヘッド６Ａと、プランジャ８Ａと、歪みセンサ１０Ａと、吐出側逆止弁１２Ａと、吸引側逆止弁１３Ａと、を備えている。
ポンプヘッド６Ａは、図示していないハウジングといった本体の先端部に取り付けられている、又は前記本体内に保持されている。ポンプヘッド６Ａの内部には、流体を吸引して貯留するためのポンプ室７Ａが形成されている。ポンプヘッド６Ａの先端側には、吐出流路１４Ａとの接続部である吐出側接続部と、吸引流路１５Ａとの接続部である吸引側接続部が設けられている。前記吐出側接続部に吐出側逆止弁１２Ａが取り付けられ、前記吸引側接続部に吸引側逆止弁１３Ａが取り付けられている。各接続部に逆止弁が設けられていることにより、ポンプ室７Ａへの流体の逆流が防止される。
プランジャ８Ａはロッド状の可動部材である。図１に示すように、プランジャ８Ａは、ポンプ室７Ａの後端側の可動側接続部に配備されているプランジャシール１１Ａを介して、矢印２６及び矢印２７の方向へ往復移動可能にポンプ室７Ａに挿入されている。
歪みセンサ１０Ａは、図１に示すようにプランジャ８Ａの基端部９Ａに取り付けられている。また、歪みセンサ１０Ａは制御部４に接続されている。
歪みセンサ１０Ａは、プランジャ８Ａがポンプ室７Ａを矢印２７の方向へ複動して第一ポンプ５Ａが吸引流路１５Ａを介してタンク２２内の流体をポンプ室７Ａへ吸引する吸引動作において、プランジャ８Ａがポンプ室７Ａ内の流体から受ける応力によって生じるプランジャ８Ａの歪みをポンプ室７Ａの流体圧力として検出する。このときのポンプ室７Ａの流体圧力を吸引時圧力とする。検出された流体圧力の値は、制御部４へと入力される。
また、歪みセンサ１０Ａは、プランジャ８Ａがポンプ室７Ａを矢印２６の方向へ往動して第一ポンプ５Ａが前記吸引した流体を吐出流路１４Ａに吐出する吐出動作において、プランジャ８Ａがポンプ室７Ａ内の流体から受ける応力によって生じるプランジャ８Ａの歪みをポンプ室７Ａの流体圧力として検出する。このときのポンプ室７Ａの流体圧力を吐出圧力とする。検出された流体圧力の値は、制御部４へと入力される。
第二ポンプ５Ｂは、図１に示すように、ポンプヘッド６Ｂと、プランジャ８Ｂと、歪みセンサ１０Ｂと、吐出側逆止弁１２Ｂと、吸引側逆止弁１３Ｂと、を備えている。
ポンプヘッド６Ｂは、図示していないハウジングといった本体の先端部に取り付けられている、又は前記本体内に保持されている。ポンプヘッド６Ｂの内部には、流体を吸引して貯留するためのポンプ室７Ｂが形成されている。ポンプヘッド６Ｂの先端側には、吐出流路１４Ｂとの接続部である吐出側接続部と、吸引流路１５Ｂとの接続部である吸引側接続部が設けられている。前記吐出側接続部に吐出側逆止弁１２Ｂが取り付けられ、前記吸引側接続部に吸引側逆止弁１３Ｂが取り付けられている。各接続部に逆止弁が設けられていることにより、ポンプ室７Ｂへの流体の逆流が防止される。
プランジャ８Ｂはロッド状の可動部材である。図１に示すように、プランジャ８Ｂは、ポンプ室７Ｂの後端側の可動側接続部に配備されているプランジャシール１１Ｂを介して、矢印２６及び矢印２７の方向へ往復移動可能にポンプ室７Ｂに挿入されている。
歪みセンサ１０Ｂは、図１に示すようにプランジャ８Ｂの基端部９Ｂに取り付けられている。また、歪みセンサ１０Ｂは制御部４に接続されている。
歪みセンサ１０Ｂは、プランジャ８Ｂがポンプ室７Ｂを矢印２７の方向へ複動して第二ポンプ５Ｂが吸引流路１５Ｂを介してタンク２２内の流体をポンプ室７Ｂへ吸引する吸引動作において、プランジャ８Ｂがポンプ室７Ｂ内の流体から受ける応力によって生じるプランジャ８Ｂの歪みをポンプ室７Ｂの流体圧力として検出する。このときのポンプ室７Ｂの流体圧力を吸引時圧力とする。検出された流体圧力の値は、制御部４へと入力される。
また、歪みセンサ１０Ｂは、プランジャ８Ｂがポンプ室７Ｂを矢印２６の方向へ往動して第二ポンプ５Ｂが前記吸引した流体を吐出流路１４Ｂに吐出する吐出動作において、プランジャ８Ｂがポンプ室７Ｂ内の流体から受ける応力によって生じるプランジャ８Ｂの歪みをポンプ室７Ｂの流体圧力として検出する。このときのポンプ室７Ｂの流体圧力を吐出圧力とする。検出された流体圧力の値は、制御部４へと入力される。
駆動部３は、プランジャ８にポンプ室７を往復移動させる各種の駆動部材を備えて構成されている。本実施形態では、図１に示すように第一ポンプ５Ａ及び第二ポンプ５Ｂそれぞれに駆動部３Ａ及び駆動部３Ｂが配備されている。
駆動部３Ａは、カップリング１７Ａを介して接続されたステッピングモータ、等の駆動用モータ１６Ａ及びボールねじ１８Ａと、ボールねじ１８Ａの軸体の回転に伴って往復移動可能なナット１９Ａと、を備えている。また、駆動部３Ａは制御部４と接続され、制御部４から制御信号を受けて各部材が作動する。
駆動部３Ｂは、カップリング１７Ｂを介して接続されたステッピングモータ、等の駆動用モータ１６Ｂ及びボールねじ１８Ｂと、ボールねじ１８Ｂの軸体の回転に伴って往復移動可能なナット１９Ｂと、を備えている。また、駆動部３Ｂは制御部４と接続され、制御部４から制御信号を受けて各駆動部材が作動する。
制御部４は、一又は複数のコンピュータで構成されている。本実施形態では、制御部４は、図１に示すように、制御装置２０と、圧力センサ及び圧力計を有する圧力検出部２１と、を備えている。図示していないが、コンピュータからなる制御装置２０は、ＣＰＵ等により構成され各種データの処理、演算を行う演算処理部と、メインメモリ等の各種データを記憶する主記憶部と、を備えている。
制御装置２０は、センサ入力値校正部２４、吐出制御部２５を備えている。センサ入力値校正部２４は、圧力検出部２１の圧力センサから入力された圧力値と、第一ポンプ５Ａの歪みセンサ１０Ａから入力された第一ポンプ５Ａによる吐出動作におけるポンプ室７Ａの流体圧力値とを比較し、歪みセンサ１０Ａから入力されたポンプ室７Ａの流体圧力値の校正を行う。
歪みセンサ１０Ａから入力されたポンプ室７Ａの流体圧力値には、プランジャ８Ａの摺動抵抗による固有の負荷が重畳するので、センサ入力値校正部２４は、圧力検出部２１の圧力センサから入力された圧力値と同一となるように歪みセンサ１０Ａから入力されたポンプ室７Ａの流体圧力値を校正する。
また、センサ入力値校正部２４は、圧力検出部２１の圧力センサから入力された圧力値と、第二ポンプ５Ｂの歪みセンサ１０Ｂから入力された第二ポンプ５Ｂによる吐出動作におけるポンプ室７Ｂの流体圧力値とを比較し、歪みセンサ１０Ｂから入力されたポンプ室７Ｂの流体圧力値の校正を行う。
歪みセンサ１０Ｂから入力されたポンプ室７Ｂの流体圧力値には、プランジャ８Ｂの摺動抵抗による固有の負荷が重畳するので、センサ入力値校正部２４は、圧力検出部２１の圧力センサから入力された圧力値と同一となるように歪みセンサ１０Ｂから入力されたポンプ室７Ｂの流体圧力値を校正する。
吐出制御部２５は、第一ポンプ５Ａによる前記吐出動作が終了する直前に、第二ポンプ５Ｂの歪みセンサ１０Ｂが検出した前記吸引動作での吸引時圧力であるポンプ室７Ｂの流体圧力を、第一ポンプ５Ａの歪みセンサ１０Ａが検出した前記吐出動作での吐出圧力であるポンプ室７Ａの流体圧力であって、センサ入力値校正部２４に校正された流体圧力値の圧力まで高めて、第一ポンプ５Ａによる前記吐出動作の完了後に引き続き、ポンプ室７Ａの流体圧力まで高めた圧力で流体を吐出するよう第二ポンプ５Ｂを制御する。
本実施形態では、吐出制御部２５は、歪みセンサ１０Ａから取得したポンプ室７Ａの吐出圧力であって、センサ入力値校正部２４に校正された流体圧力値の圧力と、歪みセンサ１０Ｂから取得したポンプ室７Ｂの吸引時圧力とに基づいて、第二ポンプ５Ｂがポンプ室７Ａの吐出圧力で流体を吐出するのに必要な駆動用モータ１６Ｂの回転量、ボールねじ１８Ｂ及びナット１９Ｂの移動量を算出し、算出結果を駆動部３Ｂに出力する。駆動部３Ｂでは、制御装置２０からの出力された算出結果に基づいて、第二ポンプ５Ｂのポンプ室７Ｂの流体圧力が第一ポンプ５Ａのポンプ室７Ａの吐出圧力まで高まるように各部材が作動する。
また、吐出制御部２５は、第二ポンプ５Ｂによる前記吐出動作が終了する直前に、第一ポンプ５Ａの歪みセンサ１０Ａが検出した前記吸引動作での吸引時圧力であるポンプ室７Ａの流体圧力を、第二ポンプ５Ｂの歪みセンサ１０Ｂが検出した前記吐出動作での吐出圧力であるポンプ室７Ｂの流体圧力であって、センサ入力値校正部２４に校正された流体圧力値の圧力まで高めて、第二ポンプ５Ｂによる前記吐出動作の完了後に引き続き、ポンプ室７Ｂの流体圧力まで高めた圧力で流体を吐出するよう第一ポンプ５Ａを制御する。
本実施形態では、吐出制御部２５は、歪みセンサ１０Ｂから取得したポンプ室７Ｂの吐出圧力であって、センサ入力値校正部２４に校正された流体圧力値の圧力と、歪みセンサ１０Ａから取得したポンプ室７Ａの吸引時圧力とに基づいて、第一ポンプ５Ａがポンプ室７Ｂの吐出圧力で流体を吐出するのに必要な駆動用モータ１６Ａの回転量、ボールねじ１８Ａ及びナット１９Ａの移動量を算出し、算出結果を駆動部３Ａに出力する。駆動部３Ａでは、制御装置２０からの出力された算出結果に基づいて、第一ポンプ５Ａのポンプ室７Ａの流体圧力が第二ポンプ５Ｂのポンプ室７Ｂの吐出圧力まで高まるように各部材が作動する。
図２は、本実施形態の送液装置１による吐出圧力の測定結果を表す。図２が示すように、第一ポンプ５Ａ又は第二ポンプ５Ｂにおいて、吐出動作と吸引動作の切り替わり時に脈動が抑制されている。
このように、本実施形態では、プランジャポンプにおいて、歪みセンサをプランジャに配備してプランジャがポンプ室内の流体から受ける応力によって生じるプランジャの歪みをポンプ室の流体圧として検出する。そのため、本実施形態によれば、従来のポンプ室内に圧力センサが配備された送液装置に比べて、ポンプ室内の圧力状態を速やかに把握してプランジャポンプの吐出圧力を一定に制御し、脈動を効果的に抑制することができる。
１ 送液装置
２（２Ａ、２Ｂ） ポンプ部
３（３Ａ、３Ｂ） 駆動部
４ 制御部
５（５Ａ、５Ｂ） ポンプ
６（６Ａ、６Ｂ） ポンプヘッド
７（７Ａ、７Ｂ） ポンプ室
８（８Ａ、８Ｂ） プランジャ
９（９Ａ、９Ｂ） 基端部
１０（１０Ａ、１０Ｂ） 歪みセンサ
１１（１１Ａ、１１Ｂ） プランジャシール
１２（１２Ａ、１２Ｂ） 吐出側逆止弁
１３（１３Ａ、１３Ｂ） 吸引側逆止弁
１４（１４Ａ、１４Ｂ） 吐出流路
１５（１５Ａ、１５Ｂ） 吸引流路
１６（１６Ａ、１６Ｂ） 駆動用モータ
１７（１７Ａ、１７Ｂ） カップリング
１８（１８Ａ、１８Ｂ） ボールねじ
１９（１９Ａ、１９Ｂ） ナット
２０ 制御装置
２１ 圧力検出部
２２ タンク
２３ 分析系
２４ センサ入力値校正部
２５ 吐出制御部
２（２Ａ、２Ｂ） ポンプ部
３（３Ａ、３Ｂ） 駆動部
４ 制御部
５（５Ａ、５Ｂ） ポンプ
６（６Ａ、６Ｂ） ポンプヘッド
７（７Ａ、７Ｂ） ポンプ室
８（８Ａ、８Ｂ） プランジャ
９（９Ａ、９Ｂ） 基端部
１０（１０Ａ、１０Ｂ） 歪みセンサ
１１（１１Ａ、１１Ｂ） プランジャシール
１２（１２Ａ、１２Ｂ） 吐出側逆止弁
１３（１３Ａ、１３Ｂ） 吸引側逆止弁
１４（１４Ａ、１４Ｂ） 吐出流路
１５（１５Ａ、１５Ｂ） 吸引流路
１６（１６Ａ、１６Ｂ） 駆動用モータ
１７（１７Ａ、１７Ｂ） カップリング
１８（１８Ａ、１８Ｂ） ボールねじ
１９（１９Ａ、１９Ｂ） ナット
２０ 制御装置
２１ 圧力検出部
２２ タンク
２３ 分析系
２４ センサ入力値校正部
２５ 吐出制御部
Claims (2)
- ポンプヘッドと、前記ポンプヘッドの内部に形成されているポンプ室と、当該ポンプ室を往復移動可能に挿入されたプランジャと、を有するポンプであって、吐出流路に接続された第一ポンプ及び第二ポンプと、
前記プランジャが前記ポンプ室を複動して前記第一ポンプ又は前記第二ポンプが流体を吸引する吸引動作、又は前記プランジャが前記ポンプ室を往動して前記第一ポンプ又は前記第二ポンプが前記吸引した流体を前記吐出流路に吐出する吐出動作において、前記プランジャが前記ポンプ室から受ける応力を前記ポンプ室の流体圧力として検出する歪みセンサと、
前記第一ポンプ又は前記第二ポンプの一方のポンプによる前記吐出動作が終了する直前に、他方のポンプの前記歪みセンサが検出した前記吸引動作での前記ポンプ室の流体圧力を、前記一方のポンプの前記歪みセンサが検出した前記吐出動作での前記ポンプ室の流体圧力まで高めて前記他方のポンプによる前記吐出動作を制御する吐出制御部を有する制御装置と、を備える
送液装置。 - 前記制御装置は、
吐出流路内の流体圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部で検出された前記吐出流路内の流体圧力と、一方のポンプの前記歪みセンサが検出した前記吐出動作における前記ポンプ室の流体圧力とを比較し、前記一方のポンプの前記歪みセンサが検出した前記吐出動作における前記ポンプ室の流体圧力の値を校正するセンサ入力値校正部と、をさらに備える
請求項１記載の送液装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020537673A JPWO2021245767A1 (ja) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | |
| PCT/JP2020/021690 WO2021245767A1 (ja) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 送液装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/021690 WO2021245767A1 (ja) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 送液装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021245767A1 true WO2021245767A1 (ja) | 2021-12-09 |
Family
ID=78830203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2020/021690 WO2021245767A1 (ja) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 送液装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2021245767A1 (ja) |
| WO (1) | WO2021245767A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001254684A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Gl Sciences Inc | 送液装置 |
| JP2005090410A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Hitachi Ltd | ポンプ、液体クロマトグラフ用ポンプ、および液体クロマトグラフ装置 |
| JP2009180617A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Hitachi High-Technologies Corp | 送液装置及びそれを有する分析装置 |
| JP2012031817A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Shimadzu Corp | 送液ポンプ及び送液装置 |
-
2020
- 2020-06-02 WO PCT/JP2020/021690 patent/WO2021245767A1/ja active Application Filing
- 2020-06-02 JP JP2020537673A patent/JPWO2021245767A1/ja active Pending
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2001254684A (ja) * | 2000-03-10 | 2001-09-21 | Gl Sciences Inc | 送液装置 |
| JP2005090410A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Hitachi Ltd | ポンプ、液体クロマトグラフ用ポンプ、および液体クロマトグラフ装置 |
| JP2009180617A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Hitachi High-Technologies Corp | 送液装置及びそれを有する分析装置 |
| JP2012031817A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Shimadzu Corp | 送液ポンプ及び送液装置 |
Also Published As
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|---|---|
| JPWO2021245767A1 (ja) | 2021-12-09 |
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Legal Events
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20938901 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |