DE19503360B4

DE19503360B4 - Pumpe und Verfahren zur Steuerung einer Pumpe

Info

Publication number: DE19503360B4
Application number: DE19503360A
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Takahashi; Hironori Hitachinaka Kaji; Kaoru Hitachi Hagiya
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-02-03
Filing date: 1995-02-02
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2015-02-03
Also published as: DE19503360A1; JP3111790B2; US5664937A; JPH07218489A

Abstract

Pumpe, aufweisend:
einen Antriebsmotor (4),
eine Druckmesseinrichtung (3) zur Messung des Drucks des von der Pumpe geförderten Mediums, und
eine Steuereinheit (8, 9, 11), die in der Lage ist, die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors (4) auf einem vorbestimmten Wert konstant zu halten oder die Drehgeschwindigkeit so zu steuern, daß der von der Druckmesseinrichtung gemessene Druck konstant gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinheit (8, 9, 11), abhängig von der Betriebsstellung der zyklisch arbeitenden Pumpe innerhalb ihres Arbeitszyklus, für ein erstes Zeitintervall innerhalb des Arbeitszyklus die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors (4) auf einem vorbestimmten Wert konstant hält und für ein zweites Zeitintervall desselben Arbeitszyklus die Drehgeschwindigkeit so steuert, daß der von der Druckmesseinrichtung (3) gemessene Druck auf einem Wert konstant gehalten wird, der von der Druckmesseinrichtung (3) im ersten Zeitintervall gemessen wurde.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit präziser Steuerung der Förderrate, wie sie in Analyseinstrumenten zum Pumpen einer Flüssigkeitsprobe mit stabiler Förderrate verwendet wird, und insbesondere betrifft sie eine Pumpe für ein Flüssigkeitschromatographie-Gerät. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Pumpe.
Bei den meisten in Flüssigkeitschromatographie-Geräten verwendeten Pumpen wird das Volumen innerhalb eines Zylinders durch das Hin- und Herbewegen eines Kolbens im Zylinder verändert. Eine Flüssigkeit kann dadurch relativ gleichmäßig gefördert werden, daß zwei Pumpen in Reihe oder parallel geschaltet werden und die Kolben derselben mit einer bestimmten Phasenverzögerung zueinander bewegt werden. Die Pumpen weisen eine solche Struktur auf, daß eine Flüssigkeit an einem Auslaßstutzen auf eine solche Weise ausgegeben wird, daß ein im Saugstutzen am Zylinder vorhandenes Rückschlagventil öffnet, wenn sich der Kolben in der Richtung zum Erhöhen des Volumens innerhalb des Zylinders bewegt, während sich das im Saugstutzen am Zylinder angebrachte Rückschlagventil schließt und sich ein im. Auslaßstutzen vorhandenes Rück schlagventil öffnet, wenn sich der Kolben in der Richtung zum Verringern des Volumens innerhalb des Zylinders bewegt.
Bei derartigen Pumpen beeinflussen die Drehzahlregulierung zum Betreiben der Zylinder und die geometrische Genauigkeit der Nocken, die die Drehbewegung eines Motors in die Hin- und Herbewegung der Kolben umsetzen, stark die Konstanz der Ausgabeströmungsrate der Flüssigkeit. Instabilitäten werden hauptsächlich durch Blasen in der Flüssigkeit oder durch Ansprechverzögerungen der Rückschlagventile hervorgerufen.

Um Fehlfunktionen zu verringern, schlägt der Stand der Technik vor, pulsierende Strömung dadurch zu kompensieren, daß eine Druckänderung der ausgegebenen Flüssigkeit erfaßt wird. Hierzu wird auf folgende Offenlegungen japanischer Patentanmeldungen verwiesen: 55-128678 (1980), 63-105285 (1988), 60-11690 (1985) und 58-105028 (1983).

US-4,137,011, von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, offenbart eine Pumpe für einen Flüssigkeitschromatographen mit einer Steuereinheit, die in der Lage ist, den Antriebsmotor der Pumpe entweder mit konstanter Drehgeschwindigkeit oder mit einer solchermaßen geregelten Drehgeschwindigkeit, daß der Druck der Eluierlösung am Pumpenausgang konstant bleibt, zu betreiben. Während des eigentlichen Eluiervorgangs wird der Antriebsmotor jedoch anders nämlich nach einem vorab gespeicherten Drehgeschwindigkeitsmusters angesteuert. Daher führen Instabilitäten wie die bereits angesprochenen Blasen in der Eluierlösung oder Ansprechverzögerungen der Ventile weiterhin zu unerwünschten Schwankungen der Strömungsrate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Pumpe mit verringerten Schwankungen der Strömungsrate des geförderten Mediums zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der in Anspruch 1 angegebenen Pumpe und dem in Anspruch 9 angegebenen Verfahren. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben.
1 und 2 sind schematische Diagramme, die die Hardware bzw. die Software eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Pumpe mit präziser Strömungsregulierung zeigt;
3 ist ein Diagramm, das eine beim Ausführungsbeispiel verwendete Task-Steuerung veranschaulicht;
4 ist ein Flußdiagramm, das einen Task für Steuerung mit Drehzahlpriorität veranschaulicht;
5 ist ein erstes Flußdiagramm, das einen Task für Standarddruckmessung zeigt;
6 ist ein Flußdiagramm, das einen Task für Steuerung mit Druckpriorität veranschaulicht;
7 ist ein zweites Flußdiagramm, das einen Task für Standarddruckmessung veranschaulicht;
8 ist ein drittes Flußdiagramm, das einen Task für Standarddruckmessung veranschaulicht; und
9 und 10 sind ein erstes bzw. zweites Flußdiagramm, die jeweils einen Task für die Steuerung einer Ventilbetätigung veranschaulichen.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel enthält eine erste Regulierungseinrichtung. Während eines Zyklus der Pumpe liegt eine bestimmte Zeitspanne vor, in der der sich lastabhängig ändernde Druck der ausgegebenen Flüssigkeit gemessen werden kann, wobei dann die Regulierung auf Grundlage des während dieser Periode gemessenen Drucks als Standarddruck für den Ausgabedruck erfolgt, um in der restlichen Zeit der Periode immer den Standarddruck zu halten. Die Beziehung zwischen der Strömungsrate F der Flüssigkeit, dem Ausgabedruck P der Flüssigkeit und dem Widerstand R des Flüssigkeitsströmungskanals ist F ∝ P/R. Eine Zykluszeit der Pumpe ist ausreichend klein im Vergleich zur Änderungszeit des Widerstands des Flüssigkeitsströmungskanals. Daher wird die Steuerung der Pumpe von der ersten Regulierungseinrichtung abwechselnd unter Verwendung einer Regulierungseinrichtung mit Druckpriorität zum Ändern der Drehzahl des Antriebsmotors für die Pumpe und mit einer Regulierungseinrichtung für Drehzahlpriorität während des Betriebs eines Zyklus der Pumpe ausgeführt, um Schwankungen im Ausgabedruck aufzufangen, wie sie von ungenügender Einstellgenauigkeit, vom Vorliegen von Blasen und von Ansprechverzögerungen von Rückschlagventilen herrühren könnten.
Als zweite Regulierungseinrichtung ist eine solche vorhanden, die eine Zeitspanne, in der ein Standarddruck, gemessen wird, automatisch verschiebt, wenn während der Zeitspanne des Messens des Standarddrucks eine kurzzeitige Druckschwankung aufgrund des Vorhandenseins von Blasen auftritt, wodurch ein fehlerhafter Standarddruck gemessen würde.
Als dritte Regulierungseinrichtung ist eine solche vorhanden, die die Unmöglichkeit des Messens eines korrekten Standarddrucks automatisch erkennt, wenn eine Langzeit-Druckschwankung auftritt, z. B. wegen einer Änderung des Strömungskanals während der Meßzeitspanne für den Standarddruck, um eine andere Regulierung als eine solche mit Druckpriorität vorzunehmen.
Aus Versuchen hat es sich gezeigt, daß es möglich ist, den Zeitpunkt vorherzusagen, zu dem ein Ventil in der Pumpe während eines Zyklus öffnet/schließt, und daß der Öffnungs-/Schließvorgang des Ventils schnell und korrekt wird, wenn zu diesem Zeitpunkt die Strömung der Flüssigkeit momentan verändert wird. Daher ist als vierte Regulierungseinrichtung eine solche zum momentanen Ändern der Drehzahl des Antriebsmotors der Pumpe zu diesem Zeitpunkt vorhanden.
Im Auslaßdruck der Pumpe tritt eine Änderung auf, wenn ein Ventil nicht richtig arbeitet. Da es sich, wie bereits genannt, gezeigt hat, daß der Öffnungs-/Schließvorgang eines Ventils während eines Zyklus der Pumpe vorhergesagt werden kann, ist ferner eine fünfte Regulierungseinrichtung vorhanden, die die Drehzahl des Antriebsmotors für die Pumpe momentan ändert, wenn während der Betriebsperiode eines Ventils eine Schwankung im Auslaßdruck auftritt.
Die Drehzahl, mit der sich der Pumpenantriebsmotor drehen sollte, um Flüssigkeit mit der erforderlichen Strömungsrate auszugeben, ist als Konstruktionswert der Pumpe festgelegt. Die Regulierungseinrichtung mit Priorität für die Drehzahl reguliert so, daß dem Antrieb des Motors mit der durch den Konstruktionswert festgelegten Drehzahl höhere Priorität verliehen wird und die Drehzahl selbst dann nicht verändert wird, wenn eine Druckschwankung innerhalb eines vorgegebenen Druckbereichs auftritt. Wenn eine große Druckschwankung, die den vorgegebenen Druckbereich überschreitet, auftritt, wird die Drehzahl des Motors auf z. B. das Doppelte erhöht oder die Hälfte erniedrigt.
Die Regulierungseinrichtung für Druckpriorität arbeitet so, daß der Auslaßdruck immer einem Standarddruck entspricht, und zwar durch eine Regulierung zum Erhöhen der Drehzahl des Pumpenantriebsmotors, bis der Auslaßdruck auf den als Standarddruck vorgegebenen Wert ansteigt, oder durch eine Regu lierung zum Verringern der Drehzahl des Motors, bis der Auslaßdruck auf den Standarddruck abgefallen ist, wobei die Drehzahl des Motors unverändert aufrechterhalten wird, wenn der Auslaßdruck dem Standarddruck entspricht.
Die Betriebsweise der Standarddruck-Meßeinrichtung hängt von ihrem Aufbau ab. Im Fall der vorstehend genannten ersten Regulierungseinrichtung arbeitet die Standarddruck-Meßeinrichtung so, daß sie den Auslaßdruck während einer vorgegebenen Periode ausliest und ihn als Standarddruck an die Regulierungseinrichtung mit Druckpriorität überträgt.
Zusammen mit der vorstehend beschriebenen zweiten Regulierungs-Einrichtung arbeitet die Standarddruck-Meßeinrichtung als Überwachungseinrichtung für die Meßperiode, um eine Änderung der Drehzahl des Pumpenantriebsmotors während einer vorgegebenen Periode zu erkennen, mit einer Meßperiode-Verschiebeeinrichtung zum Verschieben der Meßperiode abhängig von Anweisungen von der Meßperiode-Überwachungseinrichtung, und mit einer Signalmittelungseinrichtung zum Ausführen einer Mittelungsverarbeitung von Druckdaten, wie sie während der Meßperiode ausgelesen wurde, und zum Übertragen des Mittelswerts als Standarddruck an die Regulierungseinrichtung mit Druckpriorität.
Zusammen mit der vorstehend beschriebenen dritten Regulierungs-Einrichtung arbeitet die Standarddruck-Meßeinrichtung als Regulierungsverfahren-Umschalteinrichtung um die Regulierung mit Druckpriorität abhängig von einer Anweisung von der Meßperiode-Überwachungseinrichtung zu sperren.
Die Funktionsweise der Regulierungseinrichtung zur Korrektur des Ventilbetriebs in der vierten Regulierungseinrichtung unterscheidet sich von derjenigen in der fünften Regulie rungseinrichtung.
Zusammen mit der vierten Regulierungseinrichtung arbeitet die Regulierungseinrichtung zum Korrigieren des Ventilbetriebs als Regulierungseinrichtung für den Ventilbetrieb, die eine momentane Änderung der Motordrehzahl vornimmt, wenn der Kolben des Motors in die Position für den Öffnungs-/Schließvorgang des Ventils kommt.
Zusammen mit der obengenannten fünften Regulierungseinrichtung arbeitet die Regulierungseinrichtung zum Korrigieren des Ventilbetriebs als Ventilbetrieb-Regulierungseinrichtung zum Ausführen einer momentanen Änderung der Motordrehzahl, wenn gleichzeitig die beiden Bedingungen erfüllt sind, daß der Kolben der Pumpe in der Position des Öffnungs-/Schließvorgangs des Ventils steht und eine Druckschwankung auftritt.
Es wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Dieses besteht aus der durch 1 veranschaulichten Hardware und der durch die 2 bis 10 veranschaulichten Software.
Wie in 1 dargestellt, verfügt die Hardware über folgendes: zwei Zylinder 7; zwei Kolben 5, zwei Nocken 6 zum Hin- und Herbewegen jedes der Kolben in jedem der Zylinder; einen Antriebsmotor für die Pumpe zum rotierenden Antreiben der zwei Nocken; ein Saugventil 14, das sich nur öffnen soll, wenn Flüssigkeit von einem Ansaugstutzen 1 in das Innere eines Zylinders gesaugt wird; ein Auslaßventil 15, das sich nur öffnen soll, wenn Flüssigkeit vom Zylinder 7a in den Zylinder 7b ausgegeben wird; eine Chopperplatte 8, die während der Zeitspanne ab dem Zeitpunkt, zu dem der Nocken 6 in die Position zum Starten des Ansaugens von Flüssigkeit aus dem Ansaugstutzen 1 der Pumpe in, den Zylinder 7a bis zum Zeitpunkt des Abschließens des Saugvorgangs Signale an einen Nockenpositionsdetektor 9 gibt. Ein Drucksensor 3, der in einem Auslaßstutzen 2 der Pumpe angebracht ist, gibt immer ein Analogsignal 17 an, das den Auslaßdruck der Flüssigkeit anzeigt. Bei der Pumpe mit dem vorstehend genannten Aufbau verringert sich die Auslaßströmungsrate, wenn die Drehzahl abnimmt. Die Beziehung zwischen dem Widerstand R des mit dem Auslaßstutzen der Pumpe verbundenen Flüssigkeitsströmungskanals, dem Auslaßdruck P der Flüssigkeit und der Strömungsrate F der Flüssigkeit ist F ∝ P/R.
Ein A/D-Umsetzer 10 empfängt das analoge Drucksignal 17, setzt es in ein digitales Drucksignal 18 um und überträgt es an eine Steuerungs-CPU 11 zum Steuern des Betriebs der Pumpe. Die Steuerungs-CPU 11 empfängt über eine Tastatur 12 Solldaten 19 zum Einstellen der Strömungsrate sowie ein Saugperiodesignal 16, das die Betriebsperiode der Pumpe ab dem Beginn bis zum Ende des Saugvorgangs angibt, wie vom Nockenpositionsdetektor 9 mitgeteilt.
Durch Eingeben der Daten und Signale steuert die Steuerungs-CPU 11 die Strömungsrate der Flüssigkeit durch Bearbeiten der Daten zum Bestimmen der Motordrehzahl.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 10 der Regulierungsbetrieb bei einem Ausführungsbeispiel für die Steuerungs-CPU 11 beschrieben.
2 zeigt einen Taskcontroller und eine Datenschnittstelleneinheit zum Steuern des Betriebs jedes Regulierungstasks bzw. zum Bilden einer Schnittstelle zwischen den Tasks für Daten und Zeitsteuersignale. Tasks 1 bis 8 werden durch den Taskcontroller so gesteuert, daß die Taskprogramme der Reihe nach Schritt für Schritt ausgeführt werden, wie durch 3 veranschaulicht.
Es sei angenommen, daß die Zeit zum Ausführen eines Schritts in jedem Programm 100 ns beträgt; dann wird jedes Programm eines Schritts alle 800 ns ausgeführt. Selbst wenn die Drehzahl des Pumpenantriebsmotors im Maximum 10 U/s (eine Umdrehung in 100 ms) beträgt, können während einer Umdrehung des Motors 125.000 Schritte des Programms ausgeführt werden. Ferner kann, da die Anzahl von Schritten, die einen Task aufbauen, im Maximum kleiner als 100 Schritte ist, ein Task während einer Umdrehung des Motors 1250 Mal ausgeführt werden. Dies ermöglicht Regulierung mit schnellem Ansprechverhalten.
Nachfolgend wird die Betriebsweise jedes Tasks beschrieben. Der Task zum Regulieren der Motortreiberschaltung empfängt einen Solldatenwert für die Motordrehzahl von einem anderen Task, wandelt diesen in einen Solldatenwert 20 für die Motordrehzahl um, durch den eine Motortreiberschaltung die Motordrehzahl festlegt, und überträgt ihn an die Motortreiberschaltung 13. Der Task für die Leseverarbeitung des Solldatenwert für die Strömungsrate setzt diesen Datenwert, wie er über die Tastatur 12 zum Festlegen der Strömungsrate eingegeben wird, in einen Strömungsrate-Auslesedatenwert um, und zwar abhängig von der Art und der Reihenfolge der in der Tastatur betätigten Tasten, und überträgt ihn an die Datenschnittstelleneinheit. Der Task für die Leseverarbeitung von Druckdaten liest den vom A/D-Umsetzer 10 ausgegebenen Druckdatenwert 18 und überträgt ihn an die Datenschnittstelleneinheit. Der Task für die Leseverarbeitung des die Saugperiode anzeigenden Signals überträgt Signale, die anzeigen, daß die Pumpe mit dem Ansaugvorgang beginnt und daß die Pumpe Flüssigkeit ansaugt, an die Datenschnittstelleneinheit.
Die Betriebsweisen der Tasks 1 bis 4, wie durch die 4 bis 10 veranschaulicht, werden nachfolgend beschrieben.
Der Task für Regulierung mit Drehzahlpriorität, wie er im Flußdiagramm von 4 dargestellt ist, arbeitet dann, wenn in einem Schritt 101 erkannt wird, daß sich die Pumpe in der Saugperiode befindet, oder wenn in einem Schritt 110 erkannt wird, daß der Task für Regulierung mit Druckpriorität nicht aktiv ist. Der Task legt die Drehzahl RSET fest, wie sie durch den Solldatenwert für die Strömungsrate vom Task für die Leseverarbeitung des Strömungsrate-Solldatenwerts im Schritt 102 gelesen wird. Jedoch wird, wie durch Schritte 103 bis 109 veranschaulicht, die Motordrehzahl nur dann für eine bestimmte Periode erhöht, wenn das Ausmaß der Schwankung in den Druckdaten einen bestimmten Wert überschreitet. Dies dient dazu, momentane Schwankungen der Strömungsrate aufgrund des Vorliegens von Blasen oder einer Ansprechverzögerung eines Ventils zu korrigieren.
Der Task für die Standarddruckmessung, wie er im Flußdiagramm von 5 veranschaulicht ist, arbeitet dann, wenn in einem Schritt 201 erkannt wird, daß sich die Pumpe in der Saugperiode befindet. In einem Schritt 202 wird der Druckdatenwert ausgelesen und über die Datenschnittstelleneinheit als Standarddruck P_STD an den Task für Regulierung mit Druckpriorität übertragen.
Der Task für Regulierung mit Druckpriorität, wie er durch das Fußdiagramm von 6 veranschaulicht ist, arbeitet dann, wenn in Schritten 301 und 302 erkannt wird, daß sich die Pumpe nicht in der Saugperiode befindet und daß kein Flag zum Verhindern der Funktion dieses Tasks gesetzt ist. Die Funktion dieses Tasks besteht darin, die Motordrehzahl in Schritten 303 bis 307 auf solche Weise zu ändern, daß der Druckdatenwert immer mit dem Standarddruck P_STD übereinstimmt, wie er vom Task für Standarddruckmessung geliefert wird.
Der Task für die Regulierung des Ventilbetriebs, wie er im Flußdiagramm von 9 veranschaulicht ist, arbeitet dann, wenn in einem Schritt 401 erkannt wird, daß sich der Pumpzyklus dem Zeitpunkt des Beginns der Saugperiode nähert, und in einem Schritt 402 wird die Drehzahl des Motors momentan erhöht, um das Öffnen des Ansaugventils und das Schließen des Auslaßventils in der Pumpe zu beschleunigen. Wie vorstehend beschrieben, arbeiten die Tasks 1 bis 4 in jedem Zyklus der Pumpe.
Die Flußdiagramme der 7 und 8 zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele für Tasks zur Standarddruckmessung. Der Task 2a zur Standarddruckmessung, wie er in 7 dargestellt ist, überwacht in Schritten 2a02 bis 2a05, ob sich die Motordrehzahl während der Messung des Standarddrucks ändert, und er verschiebt die Meßperiode, wenn sich die Motordrehzahl ändert. In einem Schritt 2a09 wird eine weitere Berechnung ausgeführt, um den Mittelwert der Druckdaten zu erhalten, wie sie während der Standarddruck-Meßperiode erhalten werden, wobei der Mittelwert als Standarddruck vorgegeben wird.
Der in 8 dargestellte Task zur Standarddruckmessung arbeitet mit Schritten 2b02 bis 2b05, wenn der Standarddruck gemessen wird und die Meßperiode wegen einer Änderung der Motordrehzahl verschoben wird, und er erkennt in Schritten 2b07 und 2b10, daß die Messung selbst mit Abschluß des Saugvorgangs der Pumpe nicht abgeschlossen ist, und er setzt ein Flag, das den Betrieb des Tasks zur Regulierung mit Druckpriorität sperrt. Wenn sich im Schritt 2b14 ergibt, daß die Messung abgeschlossen ist, wird das Flag, das den Betrieb des Tasks für Regulierung mit Druckpriorität sperrt, rückgesetzt.
10 ist ein Flußdiagramm, das ein anderes Ausführungsbeispiel eines Tasks zur Regulierung des Ventilbetriebs zeigt, der eine Verarbeitung zur Betriebskorrektur für Ventile in Schritten 4a02 bis 4a05 nur dann ausführt, wenn zum Zeitpunkt der Ventilbetätigung eine Druckänderung auftritt.
Gemäß dem in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, eine Schwankung der Strömungsrate aus einer Druckschwankung zu erkennen und eine schnelle Regulierung vorzunehmen, um die Schwankung der Strömungsrate zu korrigieren. Dabei kann die Amplitudenschwankung auf ein Zehntel der Druckschwankung bei der herkömmlichen Technologie verringert werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 7 ist es möglich, die Auswirkung einer Störung zu beseitigen, die momentan während der Messung des Standarddrucks auftritt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 8 ist es möglich, einen Regulierungsfehler bei der Strömungsrateregulierung wegen einer Störung zu beseitigen, die während des Messens des Standarddrucks auftritt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 10 ist es möglich, momentane, kleine Welligkeiten durch die Regulierung zur Korrektur des Ventilbetriebs zu beseitigen, wie sie sonst selbst dann auftreten, wenn die Ventile normal arbeiten.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine wesentliche Verringerung von Strömungsrateschwankungen zu erzielen wie von Schwankungen aufgrund der begrenzten Genauigkeit der Nocken der Pumpe, aufgrund einer Ansprechverzögerung der Pumpenventile oder aufgrund des Vorliegens von in die Pumpe eintretenden oder in dieser erzeugten Blasen.

Claims

Pumpe, aufweisend: einen Antriebsmotor (4), eine Druckmesseinrichtung (3) zur Messung des Drucks des von der Pumpe geförderten Mediums, und eine Steuereinheit (8, 9, 11), die in der Lage ist, die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors (4) auf einem vorbestimmten Wert konstant zu halten oder die Drehgeschwindigkeit so zu steuern, daß der von der Druckmesseinrichtung gemessene Druck konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (8, 9, 11), abhängig von der Betriebsstellung der zyklisch arbeitenden Pumpe innerhalb ihres Arbeitszyklus, für ein erstes Zeitintervall innerhalb des Arbeitszyklus die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors (4) auf einem vorbestimmten Wert konstant hält und für ein zweites Zeitintervall desselben Arbeitszyklus die Drehgeschwindigkeit so steuert, daß der von der Druckmesseinrichtung (3) gemessene Druck auf einem Wert konstant gehalten wird, der von der Druckmesseinrichtung (3) im ersten Zeitintervall gemessen wurde.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (8, 9, 11) die genannte vorbestimmte Drehgeschwindigkeit für das erste Zeitintervall wechselt, wenn der von der Druckmessein richtung (3) gemessene Druck nicht innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, mit: einer Einrichtung (11) zur Überwachung, ob die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors innerhalb einer bestimmten Zeitspanne des ersten Zeitintervalls konstant bleibt, einer Einrichtung (11) zum Verschieben der Zeitspanne, wenn die Drehgeschwindigkeit nicht konstant geblieben ist, und einer Einrichtung (11) zum Mitteln von innerhalb der genannten Zeitspanne von der Druckmesseinrichtung (3) gemessenen Druckwerten, um den genannten im ersten Intervall gemessenen Druck des Mediums zu erhalten.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Einrichtung (11) zur Überwachung, ob innerhalb des ersten Zeitintervalls eine Zeitspanne, in der sich der Antriebsmotor (4) mit konstanter Drehzahl dreht, eine vorgegebene Dauer hat, einer Einrichtung (11) zum Verschieben der Zeitspanne, wenn diese die vorgegebene Dauer nicht erreicht hat, und einer Einrichtung (11) zum Mitteln von innerhalb der genannten Zeitspanne von der Druckmesseinrichtung (3) gemessenen Druckwerte, um den genannten im ersten Zeitintervall gemessenen Druck des Mediums zu erhalten.
Pumpe nach Anspruch 3 oder 4 mit einer Einrichtung (11) zum Sperren der Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors im zweiten Zeitintervall auf der Grundlage des im ersten Zeitintervall gemessenen Drucks, wenn die Zeitspannen-Verschiebungseinrichtung (11) keine Zeitspanne im ersten Zeitintervall bestimmen kann, die zur Druckmessung geeignet wäre.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Einrichtung (8, 9, 11) zur Bestimmung von Öffnungs- und Schließzeitpunkten von Ventilen (14, 15) der Pumpe und zur Änderung der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors, um in die Ventilbetätigung korrigierend einzugreifen.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Einrichtung (8, 9, 11) zur Vorhersage von Betätigungszeitpunkten von Ventilen (14, 15) aus der Betriebsstellung der Pumpe und zur Änderung der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors (4), um in die Betätigung der Ventile korrigierend einzugreifen.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Einrichtung (8, 9, 11) zur Vorhersage von Betätigungszeitpunkten von Ventilen (14, 15) aus der Betriebsstellung der Pumpe und zur Änderung der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors, wenn zu den vorhergesagten Betätigungszeitpunkten eine Schwankung des Drucks des Mediums auftritt.
Verfahren zur Steuerung einer zyklisch arbeitenden Pumpe mit einem Antriebsmotor (4) und einer Druckmesseinrichtung (3) zur Messung des Drucks des von der Pumpe geförderten Mediums, mit folgenden Schritten: während eines ersten Zeitintervalls innerhalb eines Arbeitszyklus der Pumpe: Betreiben des Antriebsmotors (4) mit einer konstanten, vorbestimmten Drehgeschwindigkeit und Messen des Drucks des von der Pumpe geförderten Mediums, und während eines zweiten Zeitintervalls desselben Arbeitszyklus: Festsetzen eines im ersten Zeitintervall gemessenen Drucks des Mediums als Drucksollwert und Steuern der Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors (4), so daß der von der Druckmesseinrichtung (3) gemessene Druck konstant auf dem Sollwert gehalten wird.