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JP5779372B2 - Diaphragm pump, control method of diaphragm pump, and sterilizer - Google Patents

Diaphragm pump, control method of diaphragm pump, and sterilizer Download PDF

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JP5779372B2
JP5779372B2 JP2011066582A JP2011066582A JP5779372B2 JP 5779372 B2 JP5779372 B2 JP 5779372B2 JP 2011066582 A JP2011066582 A JP 2011066582A JP 2011066582 A JP2011066582 A JP 2011066582A JP 5779372 B2 JP5779372 B2 JP 5779372B2
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哲則 坂谷
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修平 山崎
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典幸 高田
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Description

本発明は、ダイヤフラムポンプ、ダイヤフラムポンプの制御方法、及び除菌器に関する。   The present invention relates to a diaphragm pump, a diaphragm pump control method, and a sterilizer.

井戸水を生活用水や飲用水として利用する際には、井戸水に含まれる鉄マンガンイオンなどをろ過槽により除去するとともに除菌を行っている。   When using well water as domestic water or drinking water, ferromanganese ions and the like contained in well water are removed by a filtration tank and sterilized.

ろ過槽は内部にセラミック製ろ過砂や、その表面に二酸化マンガンをコーティングした除マンガン用ろ過材などを充填している。また、ろ過槽1次側には、除菌・酸化剤としての次亜塩素酸ナトリウムを注入する除菌器が設置されている。   The filter tank is filled with ceramic filter sand or a filter material for removing manganese with the surface coated with manganese dioxide. A sterilizer for injecting sodium hypochlorite as a sterilizing / oxidizing agent is installed on the primary side of the filtration tank.

除菌器は、次亜塩素酸ナトリウムを貯留しておく薬液槽と、ろ過流量を検出するための磁石付き回転翼を有する流量比例注入用流量検出部を備えている。さらに、除菌器は、ろ過流量に比例した一定量の次亜塩素酸ナトリウムを注入するダイヤフラムポンプと、井戸水が通過する連結管及び薬液注入部を備えている。   The sterilizer includes a chemical tank for storing sodium hypochlorite and a flow rate detection unit for proportional flow rate injection having a rotor blade with a magnet for detecting the filtration flow rate. Furthermore, the sterilizer includes a diaphragm pump that injects a certain amount of sodium hypochlorite proportional to the filtration flow rate, a connecting pipe through which well water passes, and a chemical solution injection unit.

除菌器に使用されるダイヤフラムポンプは、小型で装置内に組込み易く、そのポンプ特性は精密注入に適している。また、ダイヤフラムポンプでは、ダイヤフラムを駆動するために往復動作が必要なので、アクチュエータとして、安価で構造が簡単な電磁ソレノイドが多用されている。   The diaphragm pump used in the sterilizer is small and easy to incorporate in the apparatus, and its pump characteristics are suitable for precision injection. Further, since diaphragm pumps require a reciprocating operation to drive the diaphragm, electromagnetic solenoids that are inexpensive and simple in structure are often used as actuators.

ソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプは、薬液を吐出する時には、ソレノイドコイルに電流を流してプランジャを注入圧力に抗して押し出す。この押し出し完了時には、金属製のプランジャが金属製の固定鉄心に衝突し、不快な衝突騒音を発生する。この衝突音は周囲の環境によって大きく左右される。例えば大型ポンプなどが設置された機械室内、また使用流量が多く時間当たりのストローク回数が多い場合には、衝突音の大きさや回数が増し、不快感を与えるものとなる。   The solenoid-driven diaphragm pump pushes the plunger against the injection pressure by supplying a current to the solenoid coil when discharging the chemical solution. When this extrusion is completed, the metal plunger collides with the metal fixed iron core, generating unpleasant collision noise. This collision sound is greatly affected by the surrounding environment. For example, in a machine room in which a large pump or the like is installed, or when the flow rate used is large and the number of strokes per hour is large, the magnitude and number of collision sounds increase, resulting in discomfort.

一方、ダイヤフラムポンプの製品仕様には、注入可能な最高圧力があり、この最高圧力にダイヤフラムの受圧面積を乗じた力に、戻しばねの最大圧縮力とダイヤフラムが押し出されたときの弾性力を加算した推力を発生する電流をソレノイドに流す必要がある。また、ソレノイドコイル抵抗値の製品ばらつきや温度上昇による抵抗値上昇、電源電圧の変動も考慮し、余裕のある通電電流と通電時間を設定しなければならない。このため、プランジャが固定鉄心に衝突する直前の移動速度は過大になり、大きな衝突音を発生する原因となる。   On the other hand, the product specification of the diaphragm pump has the maximum pressure that can be injected, and the maximum compression force of the return spring and the elastic force when the diaphragm is pushed out are added to the maximum pressure multiplied by the pressure receiving area of the diaphragm. It is necessary to flow a current that generates the thrust to the solenoid. In addition, it is necessary to set a sufficient energizing current and energizing time in consideration of product variations in solenoid coil resistance value, resistance value increase due to temperature rise, and power supply voltage fluctuation. For this reason, the moving speed immediately before the plunger collides with the fixed iron core becomes excessive, which causes a loud collision sound.

ソレノイドの特性として、一定の電圧を印加した場合、プランジャが移動を始めて固定鉄心との距離が短くなると、ストローク距離に反比例して推力が増大する。加えてインダクタンスの低下により電流値が増大し、推力がさらに増大し、固定鉄心への衝突音が極めて大きくなる。   As a characteristic of the solenoid, when a constant voltage is applied, the thrust increases in inverse proportion to the stroke distance when the plunger starts to move and the distance from the fixed iron core decreases. In addition, the current value increases due to the decrease in inductance, the thrust further increases, and the impact sound on the fixed iron core becomes extremely loud.

固定鉄心への衝突音を緩和するために、消音ソレノイドと称して固定鉄心とプランジャの間にゴム等の弾性体(=緩衝材)を挟みこんだ製品も製造されているが、弾性体を介しても金属製のプランジャと固定鉄心が衝突する衝突音を無くすことは出来ない。また、ソレノイドの特性として、プランジャが固定鉄心から最も遠い「押し出し直前」の位置が最も発生推力が小さいため、弾性体の厚みを厚くしすぎると、ストローク距離を加えた押し出し直前の位置がさらに遠くなり、推力低下、所要電流増加、及び温度上昇を招き、弾性体の永久歪みも大きくなるため弾性体の変形によるストローク距離が変動してしまう。   In order to mitigate the impact sound on the fixed iron core, a product called rubber silencer, which has an elastic body (= shock absorbing material) sandwiched between the fixed iron core and the plunger, is also manufactured. However, it is not possible to eliminate the collision sound that the metal plunger and the fixed iron core collide. In addition, as a characteristic of the solenoid, since the generated thrust is the smallest when the plunger is farthest from the fixed iron core, the position just before extrusion including the stroke distance is further increased. Thus, the thrust is reduced, the required current is increased, and the temperature is increased, and the permanent set of the elastic body is increased, so that the stroke distance due to the deformation of the elastic body varies.

特開2007−177691号公報JP 2007-177691 A

上述した技術では以下のような問題がある。ソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプは例えば温度、配管圧力等の周辺環境や装置のばらつき等の各種条件によって適切な通電電流が変化するが、上記技術では、ソレノイドコイルの温度上昇を考慮して大きな推力を発生するソレノイドを選択し、さらに温度上昇による抵抗アップ及び電流低下を見込んで、定格通電電流を高く設定している。したがって、ソレノイド自体のコストアップは逃れず、寒冷時や低ストローク運転時にも高い通電電流をソレノイドコイルに与えているため、無駄な電力を消費しており、固定鉄心の衝突時の騒音も大きくなる傾向にある。   The above-described technique has the following problems. The solenoid-driven diaphragm pump changes the appropriate energization current depending on various conditions such as temperature, piping pressure, and other surrounding environments and equipment variations. However, the above technology generates a large thrust in consideration of the temperature rise of the solenoid coil. The solenoid to be used is selected, and the rated energization current is set to be high in anticipation of resistance increase and current decrease due to temperature rise. Therefore, the cost of the solenoid itself cannot be avoided, and since a high energization current is applied to the solenoid coil even during cold weather or low stroke operation, wasteful power is consumed and the noise at the time of collision of the fixed core increases. There is a tendency.

そこで本発明は、個々の装置の条件に対応した適切な通電電流を設定できるダイヤフラムポンプ、ダイヤフラムポンプの制御方法、及び除菌器を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a diaphragm pump, a diaphragm pump control method, and a sterilizer that can set an appropriate energization current corresponding to the conditions of each device.

本発明の一形態にかかるダイヤフラムポンプの制御方法は、液体を注入するソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプの制御方法であって、前記ダイヤフラムポンプの通電電流が、通電開始時から増加し、最初の極大点の後、減少に転じて、再度増加に転じる変曲点が発生した時点の通電開始からの経過時間である変曲点発生時間を検出し、前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上長い場合には基準電圧値よりも印加電圧を増加することにより通電電流を増加し、前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上短い場合には基準電圧値よりも印加電圧を減少することにより通電電流を減少することを特徴とする。 A control method for a diaphragm pump according to an aspect of the present invention is a control method for a solenoid-driven diaphragm pump that injects a liquid, and the energization current of the diaphragm pump increases from the start of energization, and the first local maximum point After that, the inflection point occurrence time which is the elapsed time from the start of energization at the time when the inflection point which starts to decrease and then increases again is detected, and the detected inflection point occurrence time is the reference inflection point. If the applied time is longer than the reference voltage value by increasing the applied voltage, the energizing current is increased, and the detected inflection point occurrence time is shorter than the reference inflection point occurrence time by a certain value or more. In this case, the energizing current is reduced by reducing the applied voltage with respect to the reference voltage value.

本発明の他の一形態にかかるダイヤフラムポンプは、液体を注入するソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプであって、前記ダイヤフラムポンプの通電電流が、通電開始時から増加し、最初の極大点の後、減少に転じて、再度増加に転じる変曲点が発生した時点の通電開始からの経過時間である変曲点発生時間を検出し、前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上長い場合には基準電圧値よりも印加電圧を増加することにより通電電流を増加し、前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上短い場合には基準電圧値よりも印加電圧を減少することにより通電電流を減少することを特徴とする。 A diaphragm pump according to another aspect of the present invention is a solenoid-driven diaphragm pump for injecting a liquid, and the energization current of the diaphragm pump increases from the start of energization and decreases after the first maximum point. The inflection point occurrence time that is the elapsed time from the start of energization when the inflection point that starts to increase again occurs is detected, and the detected inflection point occurrence time is longer than the reference inflection point occurrence time. When it is longer than a certain value, the applied current is increased by increasing the applied voltage above the reference voltage value. When the detected inflection point occurrence time is shorter than the reference inflection point occurrence time, it is the reference The energizing current is reduced by reducing the applied voltage rather than the voltage value .

本発明の他の一形態にかかる除菌器は、前記ダイヤフラムポンプを備えたことを特徴とする。   A sterilizer according to another aspect of the present invention includes the diaphragm pump.

本発明によれば、個々の装置の条件に対応した適切な通電電流を設定できる。   According to the present invention, it is possible to set an appropriate energization current corresponding to the condition of each device.

本発明の一実施形態にかかるダイヤフラムポンプを示す説明図。Explanatory drawing which shows the diaphragm pump concerning one Embodiment of this invention. 同ダイヤフラムポンプを示す説明図。Explanatory drawing which shows the same diaphragm pump. 同ダイヤフラムポンプの制御装置の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the control apparatus of the diaphragm pump. 同ダイヤフラムポンプの制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of the same diaphragm pump. 同ダイヤフラムポンプの電流波形を説明するグラフ。The graph explaining the current waveform of the same diaphragm pump. 同ダイヤフラムポンプの第1の状態における電流波形を示すグラフ。The graph which shows the current waveform in the 1st state of the same diaphragm pump. 同ダイヤフラムポンプの第2の状態における電流波形を示すグラフ。The graph which shows the current waveform in the 2nd state of the same diaphragm pump. 同ダイヤフラムポンプの第3の状態における電流波形を示すグラフ。The graph which shows the current waveform in the 3rd state of the same diaphragm pump.

以下、本発明の一実施形態にかかるソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプについて、図1乃至図4を参照して説明する。   Hereinafter, a solenoid-driven diaphragm pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

図1及び図2に、ダイヤフラムポンプ10を示す。図1は、ダイヤフラム18が後退している状態であり、図2は、ダイヤフラム18が前進している状態である。   The diaphragm pump 10 is shown in FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 shows a state where the diaphragm 18 is moving backward, and FIG. 2 shows a state where the diaphragm 18 is moving forward.

ダイヤフラムポンプ10は、ケース本体12と、筒形コイルであるソレノイドコイル14と、プランジャ16と、ダイヤフラム18と、裏蓋20と、裏蓋20にねじ込まれた調整ねじ22と、ポンプ本体24などから構成されている。以下基本的に、ソレノイドコイル14側から見て、ポンプ本体24側を前方とし、その逆を後方として説明する。   The diaphragm pump 10 includes a case body 12, a solenoid coil 14 that is a cylindrical coil, a plunger 16, a diaphragm 18, a back cover 20, an adjustment screw 22 screwed into the back cover 20, a pump body 24, and the like. It is configured. In the following description, the pump body 24 side is assumed to be the front and the reverse is assumed to be the rear as viewed from the solenoid coil 14 side.

ケース本体12は、円筒状で、金属材料、あるいは樹脂材などから形成されている。ケース本体12の内部には、ソレノイドコイル14がねじ26により固定されている。ケース本体12の後方には、裏蓋20がねじ28により固定されている。ケース本体12の前方には、ポンプ本体24が、ねじ30等により液密に取り付けられている。   The case body 12 has a cylindrical shape and is formed of a metal material or a resin material. The solenoid coil 14 is fixed inside the case main body 12 with screws 26. A back cover 20 is fixed to the back of the case body 12 with screws 28. A pump main body 24 is liquid-tightly attached to the front of the case main body 12 with screws 30 or the like.

ソレノイドコイル14は円筒状のコイルで、中心にはプランジャ16が前後方向に沿って移動自在に設けられている。ソレノイドコイル14の入力端子には、制御装置60からの電力線86が接続されている。   The solenoid coil 14 is a cylindrical coil, and a plunger 16 is provided at the center so as to be movable in the front-rear direction. A power line 86 from the control device 60 is connected to the input terminal of the solenoid coil 14.

プランジャ16は、軸部32と、軸部32に取り付けられた可動鉄心34と、軸部32の後方に設けられた補助磁極板36などから構成されている。軸部32は、ソレノイドコイル14の中心に設けられた孔15内に、軸受17を介して摺動自在に設けられている。可動鉄心34は、軸部32に一体に固定してあり、ソレノイドコイル14の後方に形成された凹部40内に摺動自在に収納されている。可動鉄心34は、プランジャ16が所定位置まで前進すると、ソレノイドコイル14の後面46に当接し、プランジャ16の前進を停止させる。   The plunger 16 includes a shaft portion 32, a movable iron core 34 attached to the shaft portion 32, an auxiliary magnetic pole plate 36 provided behind the shaft portion 32, and the like. The shaft portion 32 is slidably provided through a bearing 17 in a hole 15 provided in the center of the solenoid coil 14. The movable iron core 34 is integrally fixed to the shaft portion 32 and is slidably accommodated in a recess 40 formed behind the solenoid coil 14. When the plunger 16 advances to a predetermined position, the movable iron core 34 contacts the rear surface 46 of the solenoid coil 14 and stops the advance of the plunger 16.

可動鉄心34とソレノイドコイル14の間には、戻しばね44が設けられている。戻しばね44は、コイルばねで、プランジャ16を所定のばね力で後方に付勢している。   A return spring 44 is provided between the movable iron core 34 and the solenoid coil 14. The return spring 44 is a coil spring and urges the plunger 16 rearward with a predetermined spring force.

補助磁極板36は、金属板で、軸部32に一体に取り付けられている。補助磁極板36は、プランジャ16を前進させるときに磁気回路を形成し、プランジャ16の推力を増加させる。補助磁極板36は、プランジャ16が後退すると、調整ねじ22の前端部52に当接し、プランジャ16の後退を停止させる。調整ねじ22は、裏蓋20にねじで組み付けられており、調整ねじ22を裏蓋20に対して左右に回すことにより、前端部52を任意の位置に設定できる。   The auxiliary magnetic pole plate 36 is a metal plate and is integrally attached to the shaft portion 32. The auxiliary magnetic pole plate 36 forms a magnetic circuit when the plunger 16 is advanced, and increases the thrust of the plunger 16. When the plunger 16 moves backward, the auxiliary magnetic pole plate 36 contacts the front end portion 52 of the adjustment screw 22 and stops the plunger 16 from moving backward. The adjustment screw 22 is assembled to the back cover 20 with a screw, and the front end portion 52 can be set at an arbitrary position by turning the adjustment screw 22 left and right with respect to the back cover 20.

ダイヤフラム18は、板状で、弾性材料からなり、ポンプ本体24に形成された圧送室54に臨ませて取り付けられている。ダイヤフラム18は、中心部分が軸部32の先端に組み付けられ、外周部分がケース本体12の前端縁とポンプ本体24との間に液密に固定されている。ダイヤフラム18の形状、材質は特に問わない。   The diaphragm 18 is plate-shaped and made of an elastic material, and is attached so as to face a pumping chamber 54 formed in the pump body 24. The center portion of the diaphragm 18 is assembled to the tip end of the shaft portion 32, and the outer peripheral portion is liquid-tightly fixed between the front end edge of the case body 12 and the pump body 24. The shape and material of the diaphragm 18 are not particularly limited.

ポンプ本体24には、上述した圧送室54がほぼ中央に形成してあり、図の下方に流入口96が、図の上方に流出口98が設けられている。圧送室54の流入口96側には流入用一方向ボール弁56が、また流出口98側には流出用一方向ボール弁58がそれぞれ設けられている。ポンプ本体24の流入口96には、貯留槽100(図3参照)からの送液管102がソケット104により連結している。またポンプ本体24の流出口98には、送液管106がソケット108により連結している。   The pump main body 24 is formed with the above-described pressure feeding chamber 54 substantially at the center, and an inflow port 96 is provided in the lower part of the drawing, and an outflow port 98 is provided in the upper part of the drawing. An inflow one-way ball valve 56 is provided on the inlet 96 side of the pumping chamber 54, and an outflow one-way ball valve 58 is provided on the outlet 98 side. A liquid feed pipe 102 from the storage tank 100 (see FIG. 3) is connected to the inlet 96 of the pump body 24 by a socket 104. A liquid supply pipe 106 is connected to the outlet 98 of the pump body 24 by a socket 108.

送液管106の他端は、通水管110(図3参照)の混入部に延びている。混入部は、送液管106から送られた液体、例えば除菌剤を、通水管110内を流れる流体、例えば井戸水内に流出させ、除菌剤を井戸水に混入させる。混入部の下流側の通水管110は、例えばろ過装置などを介して家庭用の蛇口などに接続されている。またダイヤフラムポンプ10には、図3に示す制御装置60が接続されている。   The other end of the liquid feeding pipe 106 extends to the mixing portion of the water flow pipe 110 (see FIG. 3). The mixing unit causes a liquid, for example, a sterilizing agent sent from the liquid feeding pipe 106 to flow out into a fluid flowing in the water passage 110, for example, well water, and mix the sterilizing agent into the well water. The water flow pipe 110 on the downstream side of the mixing section is connected to a household faucet or the like via a filtration device or the like, for example. The diaphragm pump 10 is connected to a control device 60 shown in FIG.

制御装置60は、図3に示すように電源装置62と、記憶装置64と、入力装置66と、表示装置68と、コントロール部70と、制御部72などから構成されている。   As shown in FIG. 3, the control device 60 includes a power supply device 62, a storage device 64, an input device 66, a display device 68, a control unit 70, a control unit 72, and the like.

電源装置62は、整流・平滑回路74と、可変直流電圧生成部76と、制御電源部78などから構成されている。電源装置62には、商用電源200が接続されている。ダイヤフラムポンプ10のメインスイッチがオンされると、商用電源200から整流・平滑回路74に電力が送られる。   The power supply device 62 includes a rectification / smoothing circuit 74, a variable DC voltage generation unit 76, a control power supply unit 78, and the like. A commercial power supply 200 is connected to the power supply device 62. When the main switch of the diaphragm pump 10 is turned on, power is sent from the commercial power source 200 to the rectifying / smoothing circuit 74.

整流・平滑回路74は、例えばダイオードブリッジとコンデンサなどからなり、商用電源200からの電力を整流し、かつ平滑にする。整流・平滑回路74は、電力線90で可変直流電圧生成部76と、また電力線92で制御電源部78に接続し、整流・平滑回路74で、整流、平滑された電力は、電力線90を通って可変直流電圧生成部76に、また電力線92を通って制御電源部78に送り出される。   The rectification / smoothing circuit 74 includes, for example, a diode bridge and a capacitor, and rectifies and smoothes the power from the commercial power source 200. The rectifying / smoothing circuit 74 is connected to the variable DC voltage generating unit 76 through the power line 90 and the control power supply unit 78 through the power line 92, and the power rectified and smoothed by the rectifying / smoothing circuit 74 passes through the power line 90. The voltage is sent to the variable DC voltage generator 76 and to the control power source 78 through the power line 92.

可変直流電圧生成部76は、例えばFETスイッチング回路であり、電力線94でコントロール部70に、また信号線130で制御部72に接続している。可変直流電圧生成部76は、整流・平滑回路74で整流された電力を受けると、制御部72からの指示に従い、所定の電圧の直流電圧を生成する。生成された電圧は、コントロール部70に印加される。   The variable DC voltage generation unit 76 is, for example, an FET switching circuit, and is connected to the control unit 70 through the power line 94 and to the control unit 72 through the signal line 130. When receiving the power rectified by the rectifying / smoothing circuit 74, the variable DC voltage generating unit 76 generates a DC voltage having a predetermined voltage in accordance with an instruction from the control unit 72. The generated voltage is applied to the control unit 70.

制御電源部78は、電力線132で制御部72に接続しており、整流・平滑回路74からの電力を制御部72に必要な電圧に変換し、安定した電力を制御部72に供給する。   The control power supply unit 78 is connected to the control unit 72 via the power line 132, converts the power from the rectification / smoothing circuit 74 into a voltage necessary for the control unit 72, and supplies stable power to the control unit 72.

制御部72には、制御電源部78からの電力線132の他、信号線65で記憶装置64と、信号線67で入力装置66と、信号線69で表示装置68と接続している。   In addition to the power line 132 from the control power supply unit 78, the control unit 72 is connected to the storage device 64 through the signal line 65, the input device 66 through the signal line 67, and the display device 68 through the signal line 69.

また制御部72には、貯留槽100の水位センサ112、通水管110に設けられた流量センサ114からの信号線120、122が接続されている。   The control unit 72 is connected to signal lines 120 and 122 from a water level sensor 112 of the storage tank 100 and a flow rate sensor 114 provided in the water conduit 110.

水位センサ112は、貯留槽100に貯留されている薬剤の量を計測し、その値を制御部72に送り出す。流量センサ114は、通水管110内を流れる流体の単位時間当たりの流量を計測し、その値を制御部72に送り出す。   The water level sensor 112 measures the amount of medicine stored in the storage tank 100 and sends the value to the control unit 72. The flow sensor 114 measures the flow rate per unit time of the fluid flowing through the water conduit 110 and sends the value to the control unit 72.

記憶装置64には、予め各種設定条件や閾値、設定値テーブルなどが記憶されている。また記憶装置64は、制御部72からの指示に従い各種情報を記憶するとともに、制御部72からの要求に従い各種情報を読み出し送出する。記憶装置64は、磁気装置であっても、固体メモリであっても、その他の手段を用いたものでもよく、種類は特に限定しない。   The storage device 64 stores various setting conditions, threshold values, setting value tables, and the like in advance. The storage device 64 stores various types of information in accordance with instructions from the control unit 72, and reads out and transmits various types of information in accordance with requests from the control unit 72. The storage device 64 may be a magnetic device, a solid-state memory, or a device using other means, and the type is not particularly limited.

入力装置66は、例えばタッチパネル式の入力装置であり、作業者が例えば薬液の設定濃度や圧力値、圧力・注入比率、口径など各種の情報を入力する。入力装置66は、入力された各種の情報を制御部72に送出する。   The input device 66 is, for example, a touch panel type input device, and an operator inputs various kinds of information such as a set concentration of chemical liquid, a pressure value, a pressure / injection ratio, and a diameter. The input device 66 sends various input information to the control unit 72.

表示装置68は、例えば液晶パネルなどであり、ダイヤフラムポンプ10の運転状態や、通水管110内の通水状況、薬液の圧力・注入比率、入力された各種設定条件などを、制御部72からの指示に従い表示する。   The display device 68 is, for example, a liquid crystal panel. The display device 68 displays the operation state of the diaphragm pump 10, the water flow status in the water flow pipe 110, the pressure / injection ratio of the chemical, various input setting conditions, and the like from the control unit 72. Display according to instructions.

更に制御部72は、コントロール部70と、各信号線を介して接続されている。コントロール部70は、電圧計測部80と、電流計測部82と、ON/OFFスイッチング部84などから構成されている。制御部72と電圧計測部80は信号線81で、電流計測部82とは信号線83で、ON/OFFスイッチング部84とは信号線85で接続されている。   Further, the control unit 72 is connected to the control unit 70 via each signal line. The control unit 70 includes a voltage measurement unit 80, a current measurement unit 82, an ON / OFF switching unit 84, and the like. The control unit 72 and the voltage measurement unit 80 are connected by a signal line 81, the current measurement unit 82 is connected by a signal line 83, and the ON / OFF switching unit 84 is connected by a signal line 85.

電圧計測部80は、可変直流電圧生成部76からソレノイドコイル14に印加されている電圧の値を計測し、その値を制御部72に送り出す。電流計測部82は、ソレノイドコイル14を流れている電流の値を計測し、その値を制御部72に送り出す。   The voltage measurement unit 80 measures the value of the voltage applied to the solenoid coil 14 from the variable DC voltage generation unit 76 and sends the value to the control unit 72. The current measuring unit 82 measures the value of the current flowing through the solenoid coil 14 and sends the value to the control unit 72.

ON/OFFスイッチング部84は、電力線86を介してダイヤフラムポンプ10のソレノイドコイル14に接続し、制御部72からの指示に従い、可変直流電圧生成部76からの通電をオンオフ操作し、所定電圧の直流電圧をソレノイドコイル14に印加する。   The ON / OFF switching unit 84 is connected to the solenoid coil 14 of the diaphragm pump 10 through the power line 86, and according to an instruction from the control unit 72, the energization from the variable DC voltage generation unit 76 is turned on / off, and the DC of a predetermined voltage is applied. A voltage is applied to the solenoid coil 14.

ソレノイドコイル14には、入力端子が設けられている。入力端子には、上述したようにコントロール部70(ON/OFFスイッチング部84)から延びる電力線86が接続してあり、電力線86を介して電力が供給されるとソレノイドコイル14が励磁される。   The solenoid coil 14 is provided with an input terminal. As described above, the power line 86 extending from the control unit 70 (ON / OFF switching unit 84) is connected to the input terminal. When power is supplied through the power line 86, the solenoid coil 14 is excited.

以上のように構成されたダイヤフラムポンプは、例えばろ過槽の一次側に設置されて除菌・酸化剤としての次亜塩素酸ナトリウムを注入する除菌器に用いられる。除菌器は、上記ダイヤフラムポンプのほか、次亜塩素酸ナトリウムを貯留しておく薬液槽と、ろ過流量を検出するための磁石付き回転翼を有する流量比例注入用流量検出部と、井戸水が通過する連結管及び薬液注入部などを備えて構成される。   The diaphragm pump configured as described above is used, for example, in a sterilizer that is installed on the primary side of a filtration tank and injects sodium hypochlorite as a sterilizing / oxidizing agent. In addition to the diaphragm pump described above, the sterilizer has a chemical tank for storing sodium hypochlorite, a flow rate detection unit for flow rate proportional injection having a rotor blade with a magnet for detecting the filtration flow rate, and well water passes. The connecting pipe and the chemical solution injection part are configured.

以下、本実施形態に係るソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプの制御方法及びダイヤフラムの動作について図4乃至図7を参照して説明する。図4は、調整電圧V2を決定するまでの制御手順を示すフローチャートである。制御部72は、電源がONにされると(ST1)、まずダイヤフラム18を作動させるに要する基準電圧V1を求める(ST2)。基準電圧V1は、例えば入力装置66にて手動で入力された設定値を検出してこの設定値に基づいて求めても良いし、予め制御部72の記憶装置64に記憶されている値を用いてもよい。基準電圧V1は、例えばダイヤフラムポンプの製品使用に注入可能な最高圧力にダイヤフラムの受圧面積を乗じた力に、戻しばねの最大圧縮力とダイヤフラムが押し出されたときの弾性力を加算した推力に基づいて決定される。   Hereinafter, a method for controlling the solenoid-driven diaphragm pump and the operation of the diaphragm according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure until the adjustment voltage V2 is determined. When the power is turned on (ST1), the control unit 72 first obtains a reference voltage V1 required to operate the diaphragm 18 (ST2). The reference voltage V1 may be obtained, for example, by detecting a setting value manually input by the input device 66 and using the value stored in the storage device 64 of the control unit 72 in advance. May be. The reference voltage V1 is based on the thrust obtained by adding the maximum compression force of the return spring and the elastic force when the diaphragm is pushed to the force obtained by multiplying the maximum pressure that can be injected into the product use of the diaphragm pump by the pressure receiving area of the diaphragm, for example. Determined.

次に、制御部72は、この基準電圧V1を用いて実際に印加する電圧値の調整を行う。図5は正常状態におけるソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプの動作、通電電流、電圧値を示すグラフである。縦軸は、印加電圧(V)、通電電流(mA)、移動距離(mm)、及び騒音(dB(A))を示している。横軸は経過時間(ms)を示している。運転の条件としては注入圧力30m、配管圧力30mに設定した。   Next, the control part 72 adjusts the voltage value actually applied using this reference voltage V1. FIG. 5 is a graph showing the operation, energization current, and voltage value of the solenoid-driven diaphragm pump in a normal state. The vertical axis represents applied voltage (V), energization current (mA), travel distance (mm), and noise (dB (A)). The horizontal axis represents elapsed time (ms). As operating conditions, an injection pressure of 30 m and a piping pressure of 30 m were set.

上述したように、ソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプは、薬液を吐出するときに、その発生推力により、プランジャを注入圧力に抗して押し出している。ソレノイドは、プランジャが動くとその自己インダクタンスが変化する可変インダクタであり、自己インダクタンスは移動途中で最大となり、固定鉄心に接触して移動が終了するとゼロになる。   As described above, the solenoid-driven diaphragm pump pushes the plunger against the injection pressure by the generated thrust when discharging the chemical liquid. The solenoid is a variable inductor whose self-inductance changes when the plunger moves. The self-inductance becomes the maximum during the movement, and becomes zero when the movement is finished by contacting the fixed iron core.

ソレノイドの通電電流は、コイルインダクタンスと直流抵抗によって決定され、通電初期は、インダクタの充電時定数(=インダクタンス/コイル抵抗)に応じて電流値が増加していくが、通電途中で、プランジャの移動によりインダクタンス分が増加し、急激に電流値が減少する。さらに、プランジャが移動するとインダクタンスが減少し、再度通電が終了するまで電流値が増加する。   The energization current of the solenoid is determined by the coil inductance and DC resistance. At the beginning of energization, the current value increases according to the charging time constant (= inductance / coil resistance) of the inductor. As a result, the inductance component increases and the current value decreases rapidly. Further, when the plunger moves, the inductance decreases, and the current value increases until energization is completed again.

なお、通電時間が長い場合は静止したソレノイドは抵抗成分のみのため、印加電圧を直流抵抗で割った電流が流れるが、ダイヤフラムポンプの通電時間は100ms以下の短時間であるため、通電終了時に上記の電流値まで到達することは無い。   When the energization time is long, the stationary solenoid has only a resistance component, so a current obtained by dividing the applied voltage by the DC resistance flows. However, the energization time of the diaphragm pump is a short time of 100 ms or less. The current value is never reached.

プランジャの移動速度(移動距離/所要時間)は、ソレノイドがダイヤフラムポンプのケーシング内の薬液圧力に抗してプランジャを押し出す推力により決定されるため、正常に薬液が注入されている場合、通電電流値の変化状況を示す通電電流波形は最初の極大点の次に変曲点(ΔIが正→負→正または0)を持った形状となる。   The plunger moving speed (movement distance / required time) is determined by the thrust that the solenoid pushes the plunger against the chemical pressure in the casing of the diaphragm pump. The energization current waveform indicating the change state of the curve has a shape having an inflection point (ΔI is positive → negative → positive or 0) after the first maximum point.

すなわち、ソレノイドの通電電流のΔIは通電開始時より正→負に変化して、急激に減少し、その後、変曲点(ΔIが負→0→正)以降は再度増加に転じている。また、ソレノイドの電流波形や変曲点発生時間は、ソレノイドコイル抵抗の変動やダイヤフラム移動距離の組み立て誤差など、ダイヤフラムポンプに起因する要因や、配管圧力や気温などの環境要因の影響を受ける。このため本実施形態ではこの電流の変化状況を示す電流波形や変曲点発生時間に基づいて印加電圧を調整する。   That is, ΔI of the energization current of the solenoid changes from positive to negative from the start of energization and rapidly decreases, and then starts to increase again after the inflection point (ΔI is negative → 0 → positive). In addition, the current waveform and inflection point generation time of the solenoid are affected by factors caused by the diaphragm pump, such as fluctuations in the solenoid coil resistance and assembly errors of the diaphragm movement distance, and environmental factors such as piping pressure and temperature. Therefore, in the present embodiment, the applied voltage is adjusted based on the current waveform indicating the current change state and the inflection point occurrence time.

図6は第1の状態として通常状態の電流波形を示すグラフである。本実施形態にかかる制御方法では、例えば予め試運転調整する初期運転時に、通常状態における基準変曲点発生時間T0(図6の場合T0=50ms)を検出して記憶しておく。あるいは、基準となる通常状態において変曲点発生時間を複数回、例えば20回検出し、複数の変曲点発生時間を平均化して基準変曲点発生時間T0を決定してもよい。   FIG. 6 is a graph showing a current waveform in the normal state as the first state. In the control method according to the present embodiment, the reference inflection point generation time T0 (T0 = 50 ms in the case of FIG. 6) in the normal state is detected and stored, for example, in the initial operation for trial operation adjustment in advance. Alternatively, the inflection point occurrence time may be detected a plurality of times, for example, 20 times in the reference normal state, and the plurality of inflection point occurrence times may be averaged to determine the reference inflection point occurrence time T0.

図7は第2の状態として通常状態よりも配管圧力が高い状態の電流波形を示すグラフである。縦軸は、印加電圧(V)、通電電流(mA)、及び騒音(dB(A))を示し、横軸は経過時間(ms)を示している。例えば図7に示すように、設定された注入圧力値に比べて実際の配管圧力が高くなった場合(例:注入圧力=30m、配管圧力=40m)には、推力に対抗する薬液圧力が高くなるため、プランジャがインダクタンス最大となる位置に到達するまでの時間が遅延して、電流波形の変曲点は通電停止側に移動することになる。   FIG. 7 is a graph showing a current waveform when the pipe pressure is higher than the normal state as the second state. The vertical axis represents applied voltage (V), energizing current (mA), and noise (dB (A)), and the horizontal axis represents elapsed time (ms). For example, as shown in FIG. 7, when the actual pipe pressure is higher than the set injection pressure value (eg, injection pressure = 30 m, pipe pressure = 40 m), the chemical pressure against the thrust is high. Therefore, the time until the plunger reaches the position where the inductance is maximum is delayed, and the inflection point of the current waveform moves to the energization stop side.

本実施形態では、注入圧力の不足が一定値以上の状態を検出し調整することとした。なお、注入圧力の差が一定値以下の場合は推力不足に伴う注入量の低下は軽微であるため一定値を基準に判定することとした。   In the present embodiment, the state where the shortage of the injection pressure is a certain value or more is detected and adjusted. Note that when the difference in injection pressure is less than or equal to a certain value, the decrease in the injection amount due to insufficient thrust is negligible, so the determination was made based on the constant value.

例えばここでは、図4に示すように、設定圧力等の入力設定によって予め決定された基準電圧V1にて試運転を行い(ST3)、この試運転における通電電流を検出する(ST4)。そして予め決定され制御部72の記憶装置64に記憶されている前記の基準変曲点発生時間T0を検出し(ST5)、通電電流値の変曲点発生時間Tと基準変曲点発生時間T0を比較する(ST6)。例えば基準電圧V1は通常状態に最適な値として設定され、基準変曲点発生時間T0に対応した値となっている。このため、試運転の結果得られた値Tが基準となる値T0より一定時間t1以上長い場合には(ST6のyes)、ソレノイドに印加する電圧を増加することにより通電電流すなわち推力を増加する(ST7)。   For example, as shown in FIG. 4, a test operation is performed at a reference voltage V1 determined in advance by an input setting such as a set pressure (ST3), and an energization current in this test operation is detected (ST4). Then, the reference inflection point occurrence time T0 previously determined and stored in the storage device 64 of the control unit 72 is detected (ST5), and the inflection point occurrence time T of the energized current value and the reference inflection point occurrence time T0 are detected. Are compared (ST6). For example, the reference voltage V1 is set as an optimum value for the normal state and has a value corresponding to the reference inflection point occurrence time T0. For this reason, when the value T obtained as a result of the trial run is longer than the reference value T0 by a certain time t1 or more (yes in ST6), the energization current, that is, the thrust is increased by increasing the voltage applied to the solenoid ( ST7).

例えば、図7に示す例では、通電電流値の変曲点発生時間T=約60msが、前記の基準変曲点発生時間T0=50msより一定時間t1(例6ms)以上長いため、ソレノイドに印加する電圧を増加することにより通電電流すなわち推力を増加する。   For example, in the example shown in FIG. 7, the inflection point generation time T = about 60 ms of the energized current value is longer than the reference inflection point generation time T0 = 50 ms by a certain time t1 (eg, 6 ms), and is applied to the solenoid. The energizing current, that is, the thrust is increased by increasing the voltage to be applied.

増加幅や全通電時間との比率は、例えば実験等により予め設定される。ここでは、変曲点発生時間の変動幅を圧力10mアップに対して8ms程度とし、全通電時間(例:80ms)との比率を、5〜10%長い場合(7.5%=6ms)とする。また、初期印加電圧(例:30V)の適正な増加幅は、圧力10mアップに対して2.0V程度とし、印加電圧の増加幅と初期通電電圧との比率を5〜10%(例:1.5〜3.0V)とする。なお、これらの設定値は一例であって、これに限られるものではない。   The ratio of the increase width and the total energization time is set in advance by, for example, experiments. Here, the fluctuation range of the inflection point generation time is about 8 ms with respect to the pressure increase of 10 m, and the ratio to the total energization time (eg, 80 ms) is 5 to 10% longer (7.5% = 6 ms). To do. In addition, an appropriate increase width of the initial applied voltage (example: 30 V) is about 2.0 V with respect to a pressure increase of 10 m, and a ratio between the increase width of the applied voltage and the initial conduction voltage is 5 to 10% (example: 1). .5 to 3.0 V). Note that these set values are merely examples, and the present invention is not limited to these.

図8は第3の状態として通常状態よりも配管圧力が低い状態の電流波形を示すグラフである。縦軸は、印加電圧(V)、通電電流(mA)、及び騒音(dB(A))を示し、横軸は経過時間(ms)を示している。図8に示すように、設定された注入圧力値に比べて実際の配管圧力が低くなった場合(例:注入圧力=30m、配管圧力=20m)は、推力に対抗する薬液圧力が低いため、プランジャがインダクタンス最大となる位置に到達するまでの時間が短縮され、電流波形の変曲点は通電初期側に移動することになる。   FIG. 8 is a graph showing a current waveform in a state where the pipe pressure is lower than that in the normal state as the third state. The vertical axis represents applied voltage (V), energizing current (mA), and noise (dB (A)), and the horizontal axis represents elapsed time (ms). As shown in FIG. 8, when the actual pipe pressure is lower than the set injection pressure value (eg, injection pressure = 30 m, pipe pressure = 20 m), the chemical liquid pressure against the thrust is low. The time until the plunger reaches the position where the inductance is maximum is shortened, and the inflection point of the current waveform moves to the energization initial side.

そこで、図4に示すように本実施形態のST8では、試運転の結果得られた通電電流値の変曲点発生時間Tが、前記の基準変曲点発生時間T0より、一定時間t2以上短いか否かを判定し、短い場合には(ST8のyes)ソレノイドに印加する電圧を減少して通電電流すなわち推力を減少する(ST9)。   Therefore, as shown in FIG. 4, in ST8 of the present embodiment, is the inflection point occurrence time T of the energized current value obtained as a result of the trial operation shorter than the reference inflection point occurrence time T0 by a predetermined time t2 or more? If it is short (Yes in ST8), the voltage applied to the solenoid is decreased to reduce the energization current, ie, the thrust (ST9).

例えば、図8の例では、通電電流値の変曲点発生時間T=40msが、前記の基準変曲点発生時間T0=50msより、一定時間t2=6ms以上短いため(10ms=50−40)、ソレノイドに印加する電圧を減少して(例:2.0V)、通電電流=推力を減少している。ここでは一定時間t2は、全通電時間(例:80ms)との比率の5〜10%であり、ここでは7.5%=6msとして決定した。   For example, in the example of FIG. 8, the inflection point occurrence time T = 40 ms of the energized current value is shorter than the reference inflection point occurrence time T0 = 50 ms by a certain time t2 = 6 ms or more (10 ms = 50-40). The voltage applied to the solenoid is reduced (example: 2.0 V), and the conduction current is reduced. Here, the fixed time t2 is 5 to 10% of the ratio to the total energization time (for example, 80 ms), and is determined here as 7.5% = 6 ms.

これらの数値は、例えば実験結果より決定される。ここでは、一例として初期印加電圧(例:30V)の適正な減少幅は、圧力10msダウンに対して2.0V程度とし、印加電圧の増加幅と初期通電電圧との比率を5〜10%(1.5〜3.0V)とした。   These numerical values are determined from experimental results, for example. Here, as an example, the appropriate decrease width of the initial applied voltage (e.g., 30 V) is about 2.0 V with respect to the pressure 10 ms down, and the ratio between the increase width of the applied voltage and the initial energization voltage is 5 to 10% ( 1.5 to 3.0 V).

以上ST3乃至ST9における印加電圧の調整により、ソレノイド式のダイヤフラムポンプにて、センサレスで注入圧力に適した推力を発生することが可能になる。このため、配管圧力が大きく変動するような現場においても、注入不良(配管圧力高)や騒音増大(配管圧力低)を招くことが無い。   As described above, by adjusting the applied voltage in ST3 to ST9, it is possible to generate a thrust suitable for the injection pressure without using a sensor with a solenoid diaphragm pump. For this reason, even in a site where the pipe pressure fluctuates greatly, there is no possibility of poor injection (high pipe pressure) or increased noise (low pipe pressure).

さらに、制御部72は、電装部の操作部にて手動設定した注入圧力範囲Trに対応した印加電圧内に収まるかどうかを判定し(ST10)、注入圧力範囲外であった場合には(ST10のNo)、注入圧力範囲内となるように印加電圧を調整する(ST11)。例えば注入圧力範囲Trは、ダイヤフラムポンプ10の最高仕様圧力や最低必要圧力に基づいて設定される。これにより上記の推力補正が誤動作した場合も必要な印加電圧(通電電流)及び推力を発生するため、注入不足などの可能性を無くすことが出来る。   Further, the control unit 72 determines whether or not the voltage falls within the applied voltage corresponding to the injection pressure range Tr manually set by the operation unit of the electrical equipment unit (ST10), and when it is out of the injection pressure range (ST10). No), the applied voltage is adjusted to be within the injection pressure range (ST11). For example, the injection pressure range Tr is set based on the maximum specification pressure or the minimum required pressure of the diaphragm pump 10. As a result, even when the thrust correction described above malfunctions, the necessary applied voltage (energization current) and thrust are generated, so that the possibility of insufficient injection or the like can be eliminated.

以上の調整を行い、実際に印加する調整電圧V2の値を決定する(ST12)。   The above adjustment is performed, and the value of the adjustment voltage V2 actually applied is determined (ST12).

制御部72は、求められた調整電圧V2に基づき、指示信号を可変直流電圧生成部76に送り出す。求められた調整電圧V2の値は、ダイヤフラムポンプ10から薬剤を通水管110内に注入するに十分な圧力、つまり始動時必要推力が形成される値である。   The control unit 72 sends an instruction signal to the variable DC voltage generation unit 76 based on the obtained adjustment voltage V2. The value of the obtained adjustment voltage V2 is a pressure sufficient to inject the medicine from the diaphragm pump 10 into the water pipe 110, that is, a value that forms a necessary thrust at start-up.

また制御部72は、入力装置66から所望の注入比率が入力されると、流量センサ114から送られてきた通水管110内の流量に基づき、単位時間当たりに注入する薬剤の注入量を算出し、オン信号を送出する基本時間間隔を算出する(ST13)。尚、オン状態の長さは、設定された調整電圧V2でダイヤフラム18が規定量移動する時間から設定する。   In addition, when a desired injection ratio is input from the input device 66, the control unit 72 calculates the injection amount of the medicine to be injected per unit time based on the flow rate in the water conduit 110 sent from the flow rate sensor 114. The basic time interval for sending the ON signal is calculated (ST13). Note that the length of the on-state is set based on the time required for the diaphragm 18 to move by a specified amount with the set adjustment voltage V2.

このようにして、設定された各種条件に基づき、制御部72は各部にそれぞれの指示信号を送出する。可変直流電圧生成部76は、制御部72からの指示に従い所定の電圧の直流電圧をコントロール部70に印加する。   In this way, based on the various conditions set, the control unit 72 sends each instruction signal to each unit. The variable DC voltage generator 76 applies a predetermined DC voltage to the controller 70 in accordance with an instruction from the controller 72.

制御部72からON/OFFスイッチング部84には、所定の時間間隔で電圧をオンさせる指示が送り出される。ON/OFFスイッチング部84は、制御部72からの指示に従い、可変直流電圧生成部76からの電圧を所定時間オンし、オン状態が終了して所定時間経過した後再びオンにする。ON/OFFスイッチング部84がオン状態となることにより、ダイヤフラムポンプ10に所定の電圧が印加される。   An instruction to turn on the voltage at a predetermined time interval is sent from the control unit 72 to the ON / OFF switching unit 84. The ON / OFF switching unit 84 turns on the voltage from the variable DC voltage generation unit 76 for a predetermined time in accordance with an instruction from the control unit 72, and turns it on again after a predetermined time elapses after the ON state ends. When the ON / OFF switching unit 84 is turned on, a predetermined voltage is applied to the diaphragm pump 10.

ダイヤフラムポンプ10は、所定の電圧が印加されると、ソレノイドコイル14に電流が流れ、磁力が発生し、プランジャ16が吸引される。プランジャ16が吸引されると、ダイヤフラム18が図2に示すように圧送室54内で前進する。すると流入用一方向ボール弁56が閉じ、流出用一方向ボール弁58が開き、所定量の薬剤が所定の圧力でダイヤフラムポンプ10から流出される。   When a predetermined voltage is applied to the diaphragm pump 10, a current flows through the solenoid coil 14, a magnetic force is generated, and the plunger 16 is attracted. When the plunger 16 is sucked, the diaphragm 18 moves forward in the pressure feeding chamber 54 as shown in FIG. Then, the inflow one-way ball valve 56 is closed, the outflow one-way ball valve 58 is opened, and a predetermined amount of medicine is discharged from the diaphragm pump 10 at a predetermined pressure.

ダイヤフラムポンプ10から流出した薬剤は、送液管106を通り、通水管110の混入部に送られ、通水管110内を通過する流体(例えば井戸水のろ過水)に混入される。また可変直流電圧生成部76から印加された電圧と、ダイヤフラムポンプ10を流れる電流は、それぞれ電圧計測部80および電流計測部82で計測され、計測された値は制御部72に送り出される。   The medicine that has flowed out of the diaphragm pump 10 passes through the liquid feeding pipe 106, is sent to the mixing portion of the water pipe 110, and is mixed into the fluid (for example, filtered water of well water) that passes through the water pipe 110. The voltage applied from the variable DC voltage generator 76 and the current flowing through the diaphragm pump 10 are measured by the voltage measuring unit 80 and the current measuring unit 82, and the measured values are sent to the control unit 72.

一方ON/OFFスイッチング部84で通電が停止されると、ソレノイドコイル14での磁力が消失し、プランジャ16が戻しばね44のばね力で後方に移動する。プランジャ16は、補助磁極板36が調整ねじ22に当接するまで後退する。プランジャ16が後退することにより、ダイヤフラム18が圧送室54内で後退し、流入用一方向ボール弁56が開き、流出用一方向ボール弁58が閉じ、所定量の薬剤が貯留槽100からダイヤフラムポンプ10内に流入される。   On the other hand, when energization is stopped by the ON / OFF switching unit 84, the magnetic force in the solenoid coil 14 disappears, and the plunger 16 moves backward by the spring force of the return spring 44. The plunger 16 moves backward until the auxiliary magnetic pole plate 36 contacts the adjustment screw 22. When the plunger 16 is retracted, the diaphragm 18 is retracted in the pumping chamber 54, the inflow one-way ball valve 56 is opened, the outflow one-way ball valve 58 is closed, and a predetermined amount of medicine is transferred from the storage tank 100 to the diaphragm pump. 10 is flowed into.

ダイヤフラムポンプ10は、コントロール部70からの電圧の印加に従って作動し、上記したダイヤフラム18の進退が繰り返される毎に所定量の薬剤をその都度通水管110のろ過水に混入させる。またソレノイドコイル14を流れる電流は、電流計測部82で計測され、制御部72に送り出される。   The diaphragm pump 10 operates in accordance with the application of voltage from the control unit 70, and mixes a predetermined amount of medicine into the filtered water of the water pipe 110 each time the above-described advancement / retraction of the diaphragm 18 is repeated. The current flowing through the solenoid coil 14 is measured by the current measuring unit 82 and sent to the control unit 72.

本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。すなわち、通常、ソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプでは、ソレノイドコイル抵抗値の製品ばらつきや温度上昇による抵抗値上昇、電源電圧の変動も考慮し、余裕の通電電流と通電時間を設定しなければならないが、上記実施形態によれば実際に試運転して得られるダイヤフラムポンプの通電電流の波形に基づいて通電電流値と通電時間を設定できるため、製品仕様やばらつき及び使用状況を考慮した適切な電圧を設定できる。このため、印加電圧の過不足を防ぎ常に適切な数値を設定することが可能となるとともに、固定鉄心の衝突時の騒音も抑制できる。   According to this embodiment, the following effects can be obtained. That is, normally, in a solenoid-driven diaphragm pump, it is necessary to set a surplus energizing current and energizing time in consideration of product variation of the solenoid coil resistance value, resistance value increase due to temperature rise, power supply voltage fluctuation, According to the above embodiment, since the energization current value and the energization time can be set based on the waveform of the energization current of the diaphragm pump actually obtained by trial operation, an appropriate voltage can be set in consideration of product specifications, variation, and usage conditions. . For this reason, it is possible to prevent an excess or deficiency of the applied voltage and always set an appropriate numerical value, and to suppress noise at the time of collision of the fixed iron core.

ダイヤフラムポンプの通電電流の変曲点発生時間に基づいて印加電圧を調整することにより、容易に調整を行うことが可能となる。センサレスで注入圧力に適した推力を発生することが可能になるため、圧力センサ等の検出機構を省略することが可能となり構成を簡素化できる。   By adjusting the applied voltage based on the inflection point generation time of the energization current of the diaphragm pump, the adjustment can be easily performed. Since it becomes possible to generate a thrust suitable for the injection pressure without a sensor, a detection mechanism such as a pressure sensor can be omitted, and the configuration can be simplified.

また、検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上長い場合には前本電圧値よりも印加電圧を増加して、一定値以上短い場合には前記基準電圧値よりも印加電圧を減少することとしたため、必要性の低い場合には調整しないようにした。さらに一定値を5〜10%としたことにより、不要な調整を行わず、必要な場合にのみ調整をすることが可能となる。   In addition, when the detected inflection point occurrence time is longer than the reference inflection point occurrence time by a certain value or more, the applied voltage is increased from the previous voltage value. Also, since the applied voltage was reduced, it was not adjusted when the necessity was low. Further, by setting the constant value to 5 to 10%, unnecessary adjustment is not performed, and adjustment can be performed only when necessary.

さらに、ダイヤフラムポンプの仕様で決定される圧力に対応する基準範囲内になるように調整電圧の二次調整を行うことで、個々の製品により適した値を設定できる。   Furthermore, by performing secondary adjustment of the adjustment voltage so as to be within the reference range corresponding to the pressure determined by the specification of the diaphragm pump, a value more suitable for each product can be set.

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。また、各部の具体的構成や、各工程における具体的な制御手順等は、上記実施形態に例示したものに限られるものではなく適宜変功可能である。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. In addition, the specific configuration of each part, the specific control procedure in each process, and the like are not limited to those exemplified in the above embodiment, and can be appropriately modified.

上記実施形態においては一例として、配管圧力の高い場合と低い場合に電流波形を用いて調整を行うことを例示したが、配管圧力のみに限らず、ソレノイドコイル抵抗値の製品ばらつき、温度上昇による抵抗値上昇、電源電圧の変動などを含めた各種条件の変動によっても同様に電流波形(電流値の変化状況)が変化するので、このような場合にも本発明を適用可能であり、上記と同様に電流波形を用いて調整を行うことで印加電圧を最適化することが可能である。   In the above embodiment, as an example, the adjustment is performed using the current waveform when the pipe pressure is high and low. However, not only the pipe pressure but also the product variation of the solenoid coil resistance value, the resistance due to temperature rise Since the current waveform (current value change state) changes in the same manner due to changes in various conditions including a rise in value and fluctuations in the power supply voltage, the present invention can be applied to such a case as well, as described above. It is possible to optimize the applied voltage by adjusting using the current waveform.

さらに、上記実施形態の構成要件のうち一部を省略しても本発明を実現可能である。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
液体を注入するソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプの制御方法であって、
前記ダイヤフラムポンプの運転時における電流値の変化状況に基づいてソレノイドコイルに印加する印加電圧または通電電流を調整することを特徴とするソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプの制御方法。
[2]
前記ダイヤフラムポンプの通電電流の変曲点発生時間に基づいて印加電圧または通電電流を調整することを特徴とする請求項1記載のソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプの制御方法。
[3]
前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上長い場合には基準電圧値よりも印加電圧を増加して印加電圧を調整し、
前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上短い場合には基準電圧値よりも印加電圧を減少して印加電圧を調整することを特徴とする[2]記載のソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプの制御方法。
[4]
前記一定値は、全通電時間の5〜10%であり、
前記調整により増加または減少する調整電圧は、初期印加電圧の5〜10%であることを特徴とする[3]記載のソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプの制御方法。
[5]
前記調整により増加または減少する調整電圧が、前記ダイヤフラムポンプの仕様で決定される圧力に対応する基準範囲内になるように調整電圧の二次調整をさらに行うことを特徴とする[1]乃至[4]のいずれか記載のソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプの制御方法。
[6]
液体を注入するソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプであって、
前記ダイヤフラムポンプの運転時における電流値の変化状況に基づいてソレノイドコイルに印加する印加電圧または通電電流を調整する制御部を備えたことを特徴とするダイヤフラムポンプ。
[7]
前記制御部は、前記ダイヤフラムポンプの通電電流の変曲点発生時間に基づいて印加電圧または通電電流を調整することを特徴とする[6]記載のソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ。
[8]
ケース本体と、
前記ケース本体の一方側に取り付けられるポンプ本体と、
前記ケース本体の内部に固定されるとともに筒形コイルで構成されるソレノイドと、
前記ソレノイドの中心に設けられた孔に摺動可能に設けられた軸部と、前記軸部に取り付けられた可動鉄心と、前記軸部の他方側に設けられた補助磁極板と、を有するプランジャと、
その中心部分が前記プランジャの前記軸部の先端に組み付けられるとともに、その外周部分が前記ケース本体の前端縁と前記ポンプ本体との間に液密に固定されたダイヤフラムと、を備え、
前記可動鉄心は、前記プランジャが所定位置まで前進すると、前記ソレノイドの前記他方側の面に当接し、前記プランジャの移動を停止させることを特徴とする[6]または[7]記載のソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ。
[9]
[6]乃至[8]のいずれか記載のダイヤフラムポンプを備えたことを特徴とする除菌器。
Furthermore, the present invention can be realized even if some of the constituent features of the above-described embodiment are omitted. Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
[1]
A method for controlling a solenoid-driven diaphragm pump for injecting liquid,
A method for controlling a solenoid-driven diaphragm pump, wherein an applied voltage or an energizing current applied to the solenoid coil is adjusted based on a change state of a current value during operation of the diaphragm pump.
[2]
2. The method for controlling a solenoid-driven diaphragm pump according to claim 1, wherein the applied voltage or the energizing current is adjusted based on an inflection point generation time of the energizing current of the diaphragm pump.
[3]
When the detected inflection point occurrence time is longer than a reference inflection point occurrence time by a certain value or more, the applied voltage is adjusted by increasing the applied voltage above the reference voltage value,
The applied voltage is adjusted by decreasing the applied voltage below the reference voltage value when the detected inflection point occurrence time is shorter than the reference inflection point occurrence time by a certain value or more. Control method of solenoid-driven diaphragm pump.
[4]
The constant value is 5 to 10% of the total energization time,
The method for controlling a solenoid-driven diaphragm pump according to [3], wherein the adjustment voltage that increases or decreases by the adjustment is 5 to 10% of the initial applied voltage.
[5]
A secondary adjustment of the adjustment voltage is further performed so that the adjustment voltage that increases or decreases by the adjustment falls within a reference range corresponding to the pressure determined by the specification of the diaphragm pump. [4] The method for controlling a solenoid-driven diaphragm pump according to any one of [4].
[6]
A solenoid-driven diaphragm pump for injecting liquid,
A diaphragm pump comprising: a control unit that adjusts an applied voltage or an energization current applied to the solenoid coil based on a change state of a current value during operation of the diaphragm pump.
[7]
The solenoid-driven diaphragm pump according to [6], wherein the control unit adjusts the applied voltage or the energized current based on an inflection point generation time of the energized current of the diaphragm pump.
[8]
The case body,
A pump body attached to one side of the case body;
A solenoid that is fixed to the inside of the case body and is formed of a cylindrical coil;
Plunger having a shaft portion slidably provided in a hole provided at the center of the solenoid, a movable iron core attached to the shaft portion, and an auxiliary magnetic pole plate provided on the other side of the shaft portion When,
The center portion is assembled to the tip of the shaft portion of the plunger, and the outer peripheral portion includes a diaphragm fixed in a liquid-tight manner between the front end edge of the case body and the pump body,
The movable iron core contacts the other surface of the solenoid when the plunger moves forward to a predetermined position, and stops the movement of the plunger. The solenoid-driven type according to [6] or [7] Diaphragm pump.
[9]
A sterilizer comprising the diaphragm pump according to any one of [6] to [8].

10…ダイヤフラムポンプ、12…ケース本体、14…ソレノイド、15…孔、
16…プランジャ、17…軸受、18…ダイヤフラム、20…裏蓋、24…ポンプ本体、32…軸部、34…可動鉄心、36…補助磁極板。
10 ... Diaphragm pump, 12 ... Case body, 14 ... Solenoid, 15 ... Hole,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Plunger, 17 ... Bearing, 18 ... Diaphragm, 20 ... Back cover, 24 ... Pump main body, 32 ... Shaft part, 34 ... Moving iron core, 36 ... Auxiliary magnetic pole plate.

Claims (6)

液体を注入するソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプの制御方法であって、
前記ダイヤフラムポンプの通電電流が、通電開始時から増加し、最初の極大点の後、減少に転じて、再度増加に転じる変曲点が発生した時点の通電開始からの経過時間である変曲点発生時間を検出し、
前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上長い場合には基準電圧値よりも印加電圧を増加することにより通電電流を増加し、
前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上短い場合には基準電圧値よりも印加電圧を減少することにより通電電流を減少することを特徴とするソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプの制御方法。
A method for controlling a solenoid-driven diaphragm pump for injecting liquid,
An inflection point that is an elapsed time from the start of energization when an inflection point where the energization current of the diaphragm pump increases from the start of energization, starts to decrease after the first maximum point, and then starts increasing again is generated. Detect the occurrence time,
When the detected inflection point occurrence time is longer than a reference inflection point occurrence time by a certain value or more, the energizing current is increased by increasing the applied voltage above the reference voltage value,
A solenoid-driven diaphragm characterized in that when the detected inflection point occurrence time is shorter than a reference inflection point occurrence time by a certain value or more, the energization current is reduced by reducing the applied voltage below the reference voltage value. How to control the pump.
前記一定値は、全通電時間の5〜10%であり、
前記増加または減少する調整電圧は、初期印加電圧の5〜10%であることを特徴とする請求項記載のソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプの制御方法。
The constant value is 5 to 10% of the total energization time,
The increase or decrease for adjusting voltage control method according to claim 1, wherein the solenoid driven diaphragm pump, characterized in that 5 to 10% of the initial applied voltage.
前記増加または減少する調整電圧が、前記ダイヤフラムポンプの仕様で決定される圧力に対応する基準範囲内になるように調整電圧の二次調整をさらに行うことを特徴とする請求項1または2記載のソレノイド駆動式ダイヤフラムポンプの制御方法。 3. The secondary adjustment of the adjustment voltage is further performed so that the increase or decrease of the adjustment voltage falls within a reference range corresponding to a pressure determined by a specification of the diaphragm pump. Control method of solenoid-driven diaphragm pump. 液体を注入するソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプであって、
前記ダイヤフラムポンプの通電電流が、通電開始時から増加し、最初の極大点の後、減少に転じて、再度増加に転じる変曲点が発生した時点の通電開始からの経過時間である変曲点発生時間を検出し、
前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上長い場合には基準電圧値よりも印加電圧を増加することにより通電電流を増加し、
前記検出した変曲点発生時間が基準変曲点発生時間よりも一定値以上短い場合には基準電圧値よりも印加電圧を減少することにより通電電流を減少することを特徴とするソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ
A solenoid-driven diaphragm pump for injecting liquid,
An inflection point that is an elapsed time from the start of energization when an inflection point where the energization current of the diaphragm pump increases from the start of energization, starts to decrease after the first maximum point, and then starts increasing again is generated. Detect the occurrence time,
When the detected inflection point occurrence time is longer than a reference inflection point occurrence time by a certain value or more, the energizing current is increased by increasing the applied voltage above the reference voltage value,
When the detected inflection point occurrence time is shorter than the reference inflection point occurrence time by a certain value or more, the energization current is reduced by reducing the applied voltage below the reference voltage value . Diaphragm pump .
ケース本体と、
前記ケース本体の一方側に取り付けられるポンプ本体と、
前記ケース本体の内部に固定されるとともに筒形コイルで構成されるソレノイドと、
前記ソレノイドの中心に設けられた孔に摺動可能に設けられた軸部と、前記軸部に取り付けられた可動鉄心と、前記軸部の他方側に設けられた補助磁極板と、を有するプランジャと、
その中心部分が前記プランジャの前記軸部の先端に組み付けられるとともに、その外周部分が前記ケース本体の前端縁と前記ポンプ本体との間に液密に固定されたダイヤフラムと、を備え、
前記可動鉄心は、前記プランジャが所定位置まで前進すると、前記ソレノイドの前記他方側の面に当接し、前記プランジャの移動を停止させることを特徴とする請求項記載のソレノイド駆動式のダイヤフラムポンプ。
The case body,
A pump body attached to one side of the case body;
A solenoid that is fixed to the inside of the case body and is formed of a cylindrical coil;
Plunger having a shaft portion slidably provided in a hole provided at the center of the solenoid, a movable iron core attached to the shaft portion, and an auxiliary magnetic pole plate provided on the other side of the shaft portion When,
The center portion is assembled to the tip of the shaft portion of the plunger, and the outer peripheral portion includes a diaphragm fixed in a liquid-tight manner between the front end edge of the case body and the pump body,
5. The solenoid-driven diaphragm pump according to claim 4 , wherein when the plunger moves forward to a predetermined position, the movable iron core contacts the other surface of the solenoid to stop the movement of the plunger.
請求項4または5記載のダイヤフラムポンプを備えたことを特徴とする除菌器。 A sterilizer comprising the diaphragm pump according to claim 4 or 5 .
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