JPH09264261A - Liquid pressurizing device - Google Patents
Liquid pressurizing deviceInfo
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- JPH09264261A JPH09264261A JP8097385A JP9738596A JPH09264261A JP H09264261 A JPH09264261 A JP H09264261A JP 8097385 A JP8097385 A JP 8097385A JP 9738596 A JP9738596 A JP 9738596A JP H09264261 A JPH09264261 A JP H09264261A
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- pressure
- liquid
- plunger
- reciprocating pump
- discharge
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- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、プランジャポン
プなどの往復動ポンプを利用した液体加圧装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid pressurizing device using a reciprocating pump such as a plunger pump.
【0002】[0002]
【従来の技術】材料切断や圧力容器内の加圧などに高圧
液体を利用する場合、液体加圧源としてパスカルの原理
による低圧側を油圧、高圧側を水とした液圧ブースター
方式の高圧ポンプを2台並列に配置したものが利用され
ている。このような並列配置のときには、2台の高圧ポ
ンプを交互に作動させて高圧液体を吐出させるため、定
常的な作動条件であっても、液体吐出が一方のブースタ
ーから他方のブースターに変わるときにほぼ周期的な圧
力変動(脈動)を生じてしまい、このため、特にウォー
タージェット切断の場合には、切断面が均一とならず、
製品の質の低下を招くこともあった。2. Description of the Related Art When a high-pressure liquid is used for cutting a material or pressurizing a pressure vessel, a liquid-pressure booster type high-pressure pump in which the low-pressure side is hydraulic and the high-pressure side is water is used as a liquid pressurizing source. The one in which two units are arranged in parallel is used. In such a parallel arrangement, the two high-pressure pumps are alternately operated to discharge the high-pressure liquid, and therefore, even when the liquid discharge changes from one booster to the other booster even under steady operating conditions. Almost periodic pressure fluctuations (pulsations) occur, which makes the cut surface uneven, especially in the case of water jet cutting.
In some cases, the quality of the product deteriorated.
【0003】従来は、この脈動を低減させるために、圧
力ブースターが前進端に達する直前の位置にリミットス
イッチ等の検出器をそれぞれ設け、一方の圧力ブースタ
ーの検出器により該圧力ブースターの位置検出をしたと
きに、他方の圧力ブースターを作動させて前進させて、
圧力が上回った時点で吐出するブースターを切り換える
方法(事前スタート方式)を採用していた。Conventionally, in order to reduce this pulsation, a detector such as a limit switch is provided at a position immediately before the pressure booster reaches the forward end, and the position of the pressure booster is detected by the detector of one pressure booster. Then, the other pressure booster is activated to move it forward,
A method (pre-start method) was used to switch the booster to discharge when the pressure exceeded.
【0004】圧力変化を示した図6(a)により具体的
に説明する。圧力ブースターとしてAとBとが備わって
おり、圧力の高くなった圧力ブースターを交互に切り換
えながら高圧液体を吐出するので、外部への吐出液体の
圧力は、両者のうちいずれか一方の高圧側の圧力となる
(合成)。A detailed description will be given with reference to FIG. 6A showing the pressure change. Since pressure boosters A and B are provided and the high pressure liquid is discharged by alternately switching the pressure boosters having a high pressure, the pressure of the discharged liquid to the outside is higher than that of either one of them. It becomes pressure (synthesis).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この事
前スタート方式では、脈動の大小はプランジャ速度に影
響されてしまい、プランジャ速度は液圧駆動方式である
限り種々の要因で変動してしまう。例えば、設定圧力や
吐出流量の変更、始動時や一定時間経過後の作動液体の
温度変化、その他高圧部のリークなどにより、プランジ
ャ速度が変動し、脈動が生じる。However, in this pre-start method, the magnitude of pulsation is influenced by the plunger speed, and the plunger speed fluctuates due to various factors as long as it is the hydraulic drive method. For example, the plunger speed fluctuates and pulsation occurs due to changes in the set pressure and discharge flow rate, changes in the temperature of the working liquid at the time of startup or after a certain period of time, and other leaks in the high pressure portion.
【0006】すなわち、従来は作動中のプランジャの位
置のみを検出して他方のプランジャの作動のタイミング
を制御しているため、プランジャ速度の変動は作動のタ
イミングを決める要素になっておらず、検出器を設ける
位置によって脈動が小さくなるプランジャ速度が決まっ
てしまうという不都合がある。That is, conventionally, since only the position of the plunger in operation is detected to control the timing of the operation of the other plunger, the fluctuation of the plunger speed is not a factor for determining the timing of operation, and it is detected. There is an inconvenience that the plunger speed at which the pulsation becomes small is determined by the position where the container is provided.
【0007】例えば、図6(b)のように、圧力ブース
ターAのプランジャ速度が速くなると、前進端に到達す
るまでの時間が通常時よりも短いので、吐出圧力は通常
時よりも早く低下してしまう一方、圧力ブースターBを
作動させるタイミングは位置検出器からの情報に基づい
ており、通常時と変わらないので、結果として圧力ブー
スターBを作動させるタイミングが遅くなってしまい、
脈動が大きくなってしまう。For example, as shown in FIG. 6 (b), when the plunger speed of the pressure booster A becomes faster, the time required to reach the forward end is shorter than usual, so the discharge pressure drops faster than usual. On the other hand, the timing for activating the pressure booster B is based on the information from the position detector, and is the same as the normal time. As a result, the timing for activating the pressure booster B is delayed,
The pulsation increases.
【0008】この事態を回避し、脈動を可能な限り抑え
て安定した高圧液体の噴射を得るために、アキュムレー
タの取付けを工夫して対処する種々の提案が行なわれて
きたが、アキュムレータの使用だけではどうしても全体
の1割程度の脈流が残り、満足する結果が得られなかっ
た。In order to avoid this situation and to suppress pulsation as much as possible and to obtain stable injection of high-pressure liquid, various proposals have been made to deal with the mounting of the accumulator, but only using the accumulator. Then, about 10% of the whole pulsating flow remained, and satisfactory results were not obtained.
【0009】そのほか、このような事態を回避するため
には、オーバーラップ部分を余分にとらなければなら
ず、また制御系としても不安定になってしまう。更に、
作動液の圧力を制御することにより脈動をなくすことも
現に実用化されているものの、液圧サーボ弁や電磁比例
弁などを採用するために複雑な液圧回路を構成する必要
があり、加えて、最適条件を維持することは困難であ
り、それに要するコストも無視できない。Besides, in order to avoid such a situation, it is necessary to take an extra overlap portion, and the control system becomes unstable. Furthermore,
Eliminating pulsation by controlling the pressure of the hydraulic fluid is currently in practical use, but it is necessary to configure a complicated hydraulic circuit to adopt a hydraulic servo valve or solenoid proportional valve. However, it is difficult to maintain the optimum conditions, and the cost required for them cannot be ignored.
【0010】プランジャの駆動源としては、液圧方式の
他に電動方式もある。例えば実開平1−76570号公
報には、電動方式の複動ブースターによる液体加圧装置
として、材料切断等に使用する高圧ウォータージェット
を発生させる一対の往復動増圧機が示されており、さら
に、高圧化による液体の圧縮性に基づいて往復動の切換
り時に生じる脈動を低減するために、サーボモータに内
蔵されている位置制御系のエンコーダによって、液体が
所定圧力に達するまでの間のサーボモータの回転速度を
速めることにより圧縮時間を短縮することも示されてい
るが、どのような場合にも脈動をほとんどなくすには、
この方法にも限界がある。As the drive source of the plunger, there is an electric type in addition to the hydraulic type. For example, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-76570 discloses a pair of reciprocating pressure boosters that generate a high-pressure water jet used for material cutting as a liquid pressurizing device using an electric double-acting booster. In order to reduce the pulsation that occurs when the reciprocating motion is switched based on the compressibility of the liquid due to the increase in pressure, the encoder of the position control system built into the servo motor allows the servo motor to operate until the liquid reaches a predetermined pressure. It has also been shown to shorten the compression time by increasing the rotation speed of, but to eliminate pulsation almost in any case,
This method also has its limits.
【0011】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、吐出液体の圧力を変更した場合
でも脈動を発生させることのない液体加圧装置の提供を
目的とする。また、無脈動を保持するための制御が容易
である液体加圧装置の提供をも目的とする。さらに、無
脈動を保持するための制御が柔軟できめ細かに行うこと
が可能な液体加圧装置の提供をも目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a liquid pressurizing device which does not generate pulsation even when the pressure of the discharged liquid is changed. Another object is to provide a liquid pressurizing device that can be easily controlled to maintain no pulsation. Further, it is another object of the present invention to provide a liquid pressurizing device that can flexibly and finely perform control for maintaining no pulsation.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明では、吸入した液体を加圧して交互に吐出する第一と
第二の往復動ポンプ手段と、この第一と第二の往復動ポ
ンプ手段にそれぞれ設けられ、前記高圧液体の圧力を計
測し信号として出力する第一と第二の圧力計測部と、加
圧している第一の往復動ポンプ手段において、第一の圧
力計測部から予め定められた第一の圧力値の信号を受け
たときに、第一の往復動ポンプ手段の液体を吐出させ、
第二の往復動ポンプ手段において、吸入した液体を、第
一の圧力値よりもわずかに小さく予め定められた第二の
圧力値の信号を第二の圧力計測部から受けるまで加圧さ
せて圧力状態を保持させ、第一の往復動ポンプ手段の吐
出液体の圧力が第二の往復動ポンプ手段の予圧液体より
も低くなったときにこの予圧液体を吐出させる制御手段
とを備える。In the invention described in claim 1, first and second reciprocating pump means for pressurizing the sucked liquid and alternately discharging the liquid, and the first and second reciprocating pump means. First and second pressure measuring units, which are respectively provided in the dynamic pump means and measure the pressure of the high-pressure liquid and output it as a signal, and the first reciprocating pump means for pressurizing, the first pressure measuring unit When receiving a signal of a predetermined first pressure value from, the liquid of the first reciprocating pump means is discharged,
The second reciprocating pump means pressurizes the sucked liquid until the signal of a predetermined second pressure value that is slightly smaller than the first pressure value is received from the second pressure measurement unit. And a control means for maintaining the state and discharging the pre-pressurized liquid when the pressure of the liquid discharged from the first reciprocating pump means becomes lower than the pre-pressurized liquid of the second reciprocating pump means.
【0013】第一の往復動ポンプ手段には第一の圧力計
測部が設けられ、第二の往復動ポンプ手段には第二の圧
力計測部が設けられている。これら第一と第二の圧力計
測部によって、第一と第二の往復動ポンプ手段の加圧液
体の圧力が計測され、信号として制御手段に出力され
る。したがって、制御手段は、この信号に基づいて第一
と第二の往復動ポンプ手段の吸入、加圧および吐出のタ
イミングを制御することができる。The first reciprocating pump means is provided with a first pressure measuring section, and the second reciprocating pump means is provided with a second pressure measuring section. The pressures of the pressurized liquids of the first and second reciprocating pump means are measured by the first and second pressure measuring units, and are output to the control means as signals. Therefore, the control means can control the timing of suction, pressurization and discharge of the first and second reciprocating pump means based on this signal.
【0014】第一の往復動ポンプ手段は、第一の圧力計
測部から第一の圧力値の信号を受けるまで、制御手段に
よる制御に基づいて加圧動作を行う。ここで、第一の圧
力値は、外部へ吐出する高圧液体の圧力値であり、その
信号を受けたときに、制御手段は、第一の往復動ポンプ
手段に高圧液体を吐出させる。したがって、吐出液体の
圧力を高い精度で制御できる。The first reciprocating pump means performs the pressurizing operation under the control of the control means until it receives the signal of the first pressure value from the first pressure measuring section. Here, the first pressure value is the pressure value of the high-pressure liquid to be discharged to the outside, and when receiving the signal, the control means causes the first reciprocating pump means to discharge the high-pressure liquid. Therefore, the pressure of the discharged liquid can be controlled with high accuracy.
【0015】第一の往復動ポンプ手段の吐出工程と平行
して、制御手段は、第二の往復動ポンプ手段に液体を吸
入させた後、第二の圧力計測部から第二の圧力値の信号
を受けるまで加圧させる。そして、この信号を受けたと
きには、第二の往復動ポンプ手段の加圧液体の圧力値が
第二の圧力値を保持するように、第二の往復動ポンプ手
段を制御する。このときの圧力状態は第二の圧力計測部
によって計測され、計測結果は、制御手段へ信号として
出力される。In parallel with the discharge process of the first reciprocating pump means, the control means causes the second reciprocating pump means to suck the liquid, and then the second pressure measuring section measures the second pressure value. Pressurize until signal is received. Then, when receiving this signal, the second reciprocating pump means is controlled so that the pressure value of the pressurized liquid of the second reciprocating pump means holds the second pressure value. The pressure state at this time is measured by the second pressure measuring unit, and the measurement result is output as a signal to the control means.
【0016】このように第二の圧力値は、第一の圧力値
よりもわずかに小さい圧力値であるので、第一の往復動
ポンプ手段の吐出液体が低下し始めてから第二の往復動
ポンプ手段を第一の圧力値まで加圧しても、きわめて短
時間で第一の圧力値まで加圧できる。Since the second pressure value is slightly smaller than the first pressure value as described above, the second reciprocating pump is started after the liquid discharged from the first reciprocating pump means starts to decrease. Even if the means is pressurized to the first pressure value, it can be pressurized to the first pressure value in a very short time.
【0017】第一の往復動ポンプ手段の吐出工程終了時
点においては、吐出している高圧液体の圧力が下がり始
め、第一の圧力計測部から第二の圧力値の信号を受けた
ときには、制御手段は、第二の往復動ポンプ手段を加圧
させて、第二の圧力値に保持された高圧液体を第一の圧
力値にする。そして、第二の圧力計測部から第一の圧力
値の信号を受けたときには、第一の往復動ポンプ手段の
代わりに、第二の往復動ポンプ手段に高圧液体を外部へ
吐出させる。At the end of the discharge process of the first reciprocating pump means, the pressure of the high-pressure liquid being discharged begins to drop, and when the signal of the second pressure value is received from the first pressure measuring unit, the control is performed. The means pressurizes the second reciprocating pump means to bring the high pressure liquid held at the second pressure value to the first pressure value. Then, when the signal of the first pressure value is received from the second pressure measuring unit, the second reciprocating pump means is caused to discharge the high-pressure liquid to the outside instead of the first reciprocating pump means.
【0018】このような制御を繰り返すことにより、第
一の圧力値と第二の圧力値との間にある高圧液体を、第
一と第二の往復動ポンプ手段から交互に外部へ吐出させ
るものである。By repeating such control, the high pressure liquid between the first pressure value and the second pressure value is alternately discharged from the first and second reciprocating pump means to the outside. Is.
【0019】ここで、第一の圧力値と第二の圧力値との
差はわずかであるので、きわめて短時間の加圧で済み、
また、それぞれの圧力値は、圧力計測部からの信号によ
って制御手段に把握されているので、その差(脈動)が
予め予測でき、使用状況による圧力変動に影響のない脈
動制御量にすることができ、外部への吐出液体の脈動を
なくすことも可能となる。Here, since the difference between the first pressure value and the second pressure value is small, pressurization for an extremely short time is sufficient.
Further, since the respective pressure values are grasped by the control means by the signal from the pressure measuring unit, the difference (pulsation) can be predicted in advance, and the pulsation control amount which does not affect the pressure fluctuation due to the use situation can be obtained. It is possible to eliminate the pulsation of the discharged liquid to the outside.
【0020】なお、第一の圧力計測部は、第一の往復動
ポンプ手段での加圧状態、待機状態および吐出状態にお
ける液体の圧力を計測するものであり、また、第二の圧
力計測部は、第二の往復動ポンプ手段での加圧状態、待
機状態および吐出状態における液体の圧力を計測するも
のであるが、第一と第二の圧力計測部として、圧力計測
器をそれぞれ1個ずつ設ける場合に限られず、複数個設
けてもよい。例えば、第一と第二の圧力計測部のそれぞ
れを、加圧状態および待機状態の圧力を計測する圧力計
測器と、吐出状態の圧力を計測する圧力計測器とで構成
してもよい。さらに、第一の往復動ポンプ手段での吐出
状態の圧力を計測する圧力計測器と、第二の往復動ポン
プ手段での吐出状態の圧力を計測する圧力計測器とを1
つの圧力計測器で構成してもよい。The first pressure measuring section is for measuring the pressure of the liquid in the first reciprocating pump means in the pressurized state, the standby state and the discharged state, and the second pressure measuring section. Is for measuring the pressure of the liquid in the second reciprocating pump means in the pressurized state, the standby state, and the discharged state. One pressure measuring device is used as each of the first and second pressure measuring units. The invention is not limited to the case of providing each one, and a plurality of cases may be provided. For example, each of the first and second pressure measuring units may be composed of a pressure measuring device that measures the pressure in the pressurized state and the standby state and a pressure measuring device that measures the pressure in the discharge state. Further, a pressure measuring device for measuring the pressure in the discharge state by the first reciprocating pump means and a pressure measuring device for measuring the pressure in the discharge state by the second reciprocating pump means are provided.
It may be configured with one pressure measuring device.
【0021】請求項2に記載された発明では、請求項1
に記載の発明において、前記第一と第二の往復動ポンプ
手段がプランジャポンプからなり、その駆動源として前
記制御手段により制御されるサーボモータをそれぞれ有
することを特徴とする。In the invention described in claim 2, claim 1
In the invention described in (1), the first and second reciprocating pump means are plunger pumps, and each of them has a servomotor controlled by the control means as a drive source thereof.
【0022】即ち、この場合はプランジャポンプによっ
て液体を所定の圧力値まで加圧するものであり、プラン
ジャポンプをサーボモータで駆動するので、プランジャ
ポンプのプランジャのストロークをサーボモータ側で制
御可能となる。ここで、吐出状態において第二の圧力値
まで圧力が下がるプランジャの位置(前進端付近の位
置)は予測できるので、その位置をあらかじめ設定して
制御手段に入力しておけば、位置サーボによる吐出圧力
のソフトリミットが可能となる。即ち、待機している側
のプランジャポンプを第一の圧力値まで加圧するタイミ
ングの制御を圧力計測部からの吐出圧力の信号に基づい
て行うのではなく、サーボモータの特性を活用したプラ
ンジャストロークの数値制御など、プランジャの位置に
基づいて行うことができる。従って、装置の構造が簡易
になり、制御手段による制御も容易になって、外部への
高圧液体の吐出が安定化する。That is, in this case, the liquid is pressurized to a predetermined pressure value by the plunger pump, and the plunger pump is driven by the servo motor, so that the stroke of the plunger of the plunger pump can be controlled on the servo motor side. Here, since the position of the plunger (the position near the forward end) at which the pressure drops to the second pressure value in the discharge state can be predicted, if that position is set in advance and input to the control means, the discharge by the position servo is performed. Soft limit of pressure is possible. That is, the timing of pressurizing the plunger pump on the stand-by side to the first pressure value is not controlled based on the signal of the discharge pressure from the pressure measurement unit, but the plunger stroke of the servo motor characteristic is utilized. It can be performed based on the position of the plunger, such as numerical control. Therefore, the structure of the device is simplified, control by the control means is facilitated, and the discharge of the high-pressure liquid to the outside is stabilized.
【0023】請求項3に記載された発明では、請求項2
に記載の発明において、前記制御手段は、前記プランジ
ャポンプの吐出工程では速度制御をし、予圧保持工程で
はトルク制御(電流制御)をすることを特徴とする。In the invention described in claim 3, claim 2
In the invention described in (1), the control means performs speed control in the discharge step of the plunger pump, and torque control (current control) in the preload holding step.
【0024】すなわち、吐出(噴射)する側のプランジ
ャポンプにおいては、プランジャを定速で作動させるこ
とにより、所定の圧力で吐出することができ、また、第
二の圧力値を保持(待機)する側のプランジャポンプに
おいては、必要な圧力に見合ったトルク値を常時発生さ
せることができる。したがって、使用時における状況の
変化に対応できるので、柔軟な制御が可能となり、きめ
細かな要求に対応することができる。That is, in the plunger pump on the discharge (injection) side, by operating the plunger at a constant speed, it is possible to discharge at a predetermined pressure and hold (standby) the second pressure value. The plunger pump on the side can always generate a torque value commensurate with the required pressure. Therefore, since it is possible to respond to changes in the situation during use, flexible control is possible, and it is possible to respond to detailed requests.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る液体加
圧装置の構成を図1に示す。この実施形態に係る液体加
圧装置では、高圧液体噴射による材料切断等のためのノ
ズル装置を示しているが、高圧液体が供給される一定容
積の食品加圧処理用圧力容器内の食品を加圧処理するた
めの装置としても良い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of a liquid pressurizing device according to an embodiment of the present invention. In the liquid pressurizing apparatus according to this embodiment, a nozzle device for material cutting by high pressure liquid injection is shown, but the food in a pressure vessel for pressurizing food of a constant volume to which the high pressure liquid is supplied is added. It may be a device for pressure treatment.
【0026】図1は液圧回路図であり、この液体加圧装
置は、給液部110、第一の往復動ポンプ手段としての
プランジャポンプ120、第二の往復動ポンプ手段とし
てのプランジャポンプ130、制御手段としての制御部
140、および噴射部150から構成されている。FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram. This liquid pressurizing device includes a liquid supply section 110, a plunger pump 120 as a first reciprocating pump means, and a plunger pump 130 as a second reciprocating pump means. , A control unit 140 as a control unit, and an injection unit 150.
【0027】給液部110は、プランジャポンプ120
・130に液体を供給するためのものであり、圧媒タン
ク111、給液ポンプ112、圧力センサ113および
リリーフバルブ114からなる。The liquid supply section 110 is provided with a plunger pump 120.
It is for supplying a liquid to 130, and includes a pressure medium tank 111, a liquid supply pump 112, a pressure sensor 113, and a relief valve 114.
【0028】圧媒タンク111の液体は、プランジャポ
ンプ120・130に送られ、加圧された後、噴射部1
50から外部へ噴射されるものである。従って、液体の
種類は、材料切断に使用される場合や食品の加圧処理に
使用される場合に応じて適宜選択できる。The liquid in the pressure medium tank 111 is sent to the plunger pumps 120 and 130 and pressurized, and then the injection unit 1
It is injected from 50 to the outside. Therefore, the type of liquid can be appropriately selected depending on the case where the liquid is used for material cutting or the pressure treatment of food.
【0029】給液ポンプ112は、この液体を所定の圧
力でプランジャポンプ120・130に送るためのもの
であり、回転式ポンプでも往復動ポンプでも連続して供
給できるものであれば良い。供給される液体の圧力は圧
力センサ113によって把握され、所定圧力以上になっ
たときにはリリーフバルブ114が開かれて過剰の液体
が圧媒タンク111へ放出され、各プランジャポンプ1
20・130にチェック弁を介して供給される液体の供
給圧力がリリーフバルブ114の設定圧以下に保たれ
る。これによって給液部110と各プランジャポンプ1
20・130との間のチェック弁が不用意に開かないよ
うになる。なお、給液ポンプ112を設けないで、プラ
ンジャポンプ120・130に圧媒タンク111内の液
体を自己吸引させることも可能である。The liquid supply pump 112 is for sending this liquid to the plunger pumps 120 and 130 at a predetermined pressure, and may be a rotary pump or a reciprocating pump that can continuously supply the liquid. The pressure of the supplied liquid is grasped by the pressure sensor 113, and when the pressure becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the relief valve 114 is opened and the excess liquid is discharged to the pressure medium tank 111.
The supply pressure of the liquid supplied to the 20/130 via the check valve is maintained below the set pressure of the relief valve 114. As a result, the liquid supply unit 110 and each plunger pump 1
The check valve between 20 and 130 will not open carelessly. It is also possible to allow the plunger pumps 120 and 130 to self-suction the liquid in the pressure medium tank 111 without providing the liquid supply pump 112.
【0030】プランジャポンプ120・130は、液圧
回路上では並列配置されている。また、両者の構成は同
一のものであってよく、サーボモータ121・131、
およびこれらサーボモータによって駆動されるプランジ
ャ122・132を有する。プランジャ122・132
は、図示の矢印A方向に移動することによりポンプ室1
23・133に液体を吸入し(吸入工程)、逆に矢印B
方向に移動することにより前記吸入工程で吸入した液体
を加圧して吐出する(吐出工程)。The plunger pumps 120 and 130 are arranged in parallel on the hydraulic circuit. Also, the configurations of both may be the same, and the servo motors 121, 131,
And the plungers 122 and 132 driven by these servomotors. Plunger 122/132
By moving in the direction of the arrow A shown in the drawing,
Liquid is sucked into 23.133 (inhalation process), and arrow B is reversed.
By moving in the direction, the liquid sucked in the suction step is pressurized and discharged (discharge step).
【0031】ここで、この実施形態では、プランジャポ
ンプとサーボモータを採用しているので、制御が容易に
なる。一方、プランジャポンプ120・130は単動型
を用いているが、代わりに複動型を用いても良く、その
場合には、吐出流量を増大することができる。また、サ
ーボモータ121・131は、直流モータでも交流モー
タでも良いが、直流モータはトルクが大きく、その上、
回転を滑らかに調整できるという点から、直流モータを
採用するのが好ましい。尚、プランジャポンプの駆動源
としてサーボモータ121・131を用いているが、代
わりに油圧モータを用いても良い。Here, in this embodiment, since the plunger pump and the servo motor are adopted, the control becomes easy. On the other hand, although the plunger pumps 120 and 130 are of single-acting type, they may be of double-acting type instead, in which case the discharge flow rate can be increased. Further, the servo motors 121 and 131 may be DC motors or AC motors, but DC motors have a large torque.
A DC motor is preferably used because the rotation can be smoothly adjusted. Although the servomotors 121 and 131 are used as the drive source of the plunger pump, a hydraulic motor may be used instead.
【0032】プランジャポンプ120・130は噴射部
150へ交互に高圧液体を吐出するものであるが、プラ
ンジャ122・132の吸入工程と吐出工程とのタイミ
ングは、サーボモータ121・131を制御する制御部
140によって決定される。その判断は、プランジャポ
ンプ120の吐出圧力を測定する圧力センサ124、プ
ランジャポンプ130の吐出圧力を測定する圧力センサ
134、並びに、後述する噴射部150の噴射圧力を測
定する圧力センサ151からそれぞれ制御部140に入
力される信号に基づいて行われる。The plunger pumps 120 and 130 alternately discharge the high-pressure liquid to the injection unit 150. The timing of the suction process and the discharge process of the plungers 122 and 132 is the control unit that controls the servomotors 121 and 131. Determined by 140. The determination is made from the pressure sensor 124 that measures the discharge pressure of the plunger pump 120, the pressure sensor 134 that measures the discharge pressure of the plunger pump 130, and the pressure sensor 151 that measures the injection pressure of the injection unit 150 described below, respectively. This is performed based on the signal input to 140.
【0033】圧力センサ124は、第一の圧力計測部の
一部を構成するものであり、圧力センサ134は、第二
の圧力計測部の一部を構成するものである。そして、圧
力センサ124・134は、ともに第一の圧力値として
の設定圧力P1 と、第二の圧力値としての設定圧力P2
を監視計測するものである。The pressure sensor 124 constitutes a part of the first pressure measuring section, and the pressure sensor 134 constitutes a part of the second pressure measuring section. The pressure sensors 124 and 134 both set pressure P 1 as the first pressure value and set pressure P 2 as the second pressure value.
To monitor and measure.
【0034】プランジャポンプ120・130につなが
る流路の給液部110側(上流部)には、それぞれチェ
ック弁125・135が設けられており、さらに、噴射
部150側(下流部)には、それぞれチェック弁126
・136が設けられている。チェック弁125・135
は、給液部110からプランジャポンプ120・130
への液体の流入のみを許容し、チェック弁126・13
6は、プランジャポンプ120・130から噴射部15
0への液体の流出のみを許容する。いずれも、下流側か
ら上流側への逆流れを阻止する向きに配置されている。Check valves 125 and 135 are provided on the liquid supply section 110 side (upstream section) of the flow path connected to the plunger pumps 120 and 130, and further, on the injection section 150 side (downstream section), Check valve 126
-136 is provided. Check valve 125/135
Is from the liquid supply unit 110 to the plunger pump 120/130.
Allowing only liquid to flow into the check valve 126.13
6 is the injection unit 15 from the plunger pump 120/130.
Only allow liquid to flow to zero. Both are arranged so as to prevent a reverse flow from the downstream side to the upstream side.
【0035】プランジャポンプ120・130からの高
圧液体は、チェック弁126・136を通って噴射部1
50へ送られる。噴射部150は、圧力センサ151、
フィルタ152、止め弁153およびノズル154から
なる。The high-pressure liquid from the plunger pumps 120 and 130 passes through the check valves 126 and 136, and the injection unit 1
Sent to 50. The injection unit 150 includes a pressure sensor 151,
It is composed of a filter 152, a stop valve 153 and a nozzle 154.
【0036】圧力センサ151は、2つのプランジャポ
ンプ120・130のそれぞれから交互に吐出される高
圧液体の圧力P1 ・P2 を計測するものであり、計測結
果は電気信号として制御部140に入力される。この実
施形態では、圧力センサ151は第一の圧力計測部の一
部を構成するとともに、第二の圧力計測部の一部をも構
成している。The pressure sensor 151 measures the pressures P 1 and P 2 of the high-pressure liquid alternately discharged from the two plunger pumps 120 and 130, and the measurement result is input to the control unit 140 as an electric signal. To be done. In this embodiment, the pressure sensor 151 constitutes a part of the first pressure measuring section and also constitutes a part of the second pressure measuring section.
【0037】フィルタ152は高圧液体中の微細なごみ
などを除去するためのものであり、これによりノズル1
54の目詰まりを防ぐことができる。また、止め弁15
3を開閉することによって、ノズル154から高圧液体
が不用意に噴射されるのを防止できる。The filter 152 is for removing fine dust and the like in the high-pressure liquid, whereby the nozzle 1
The clogging of 54 can be prevented. Also, the stop valve 15
By opening and closing 3, it is possible to prevent the high-pressure liquid from being inadvertently ejected from the nozzle 154.
【0038】次に、制御部140がプランジャポンプ1
20・130をどのように制御するかを説明する。い
ま、噴射部150における噴射圧力の脈動の上限設定値
をP1とし、下限設定値をP1 より僅かに低いP2 とす
る。また、プランジャポンプ120が設定圧力P1 で吐
出工程の最中にあって設定圧力P1 の高圧液体がチェッ
ク弁126から噴出部150へ供給されており、他方の
プランジャポンプ130が吸入工程を終了した状態にあ
るものとする。このとき制御部140は、圧力センサ1
24から入力される信号に基づいてプランジャポンプ1
20のポンプ室123の圧力が設定圧力P1 に達してい
ることを判断し、これを条件にプランジャポンプ120
のポンプ室123内の加圧液体を吐出するためにサーボ
モータ121に信号を送っており、そのプランジャ12
2は矢印B方向に移動している。ポンプ室123から吐
出された高圧液体はチェック弁126を押し開いて噴射
部150へ流出し、開かれている状態のストップバルブ
153を通ってノズル154から噴射される(吐出工
程)。この場合の吐出液体の圧力は、制御部140によ
るサーボモータ121の制御により設定圧力P1 に保持
される。Next, the controller 140 causes the plunger pump 1 to
How to control the 20/130 will be described. Now, it is assumed that the upper limit set value of the pulsation of the injection pressure in the injection unit 150 is P 1 and the lower limit set value is P 2 slightly lower than P 1 . Moreover, from the plunger pump 120 is the set pressure P 1 at the discharge high pressure liquid check valve 126 of the set pressure P 1 In the midst of the process is supplied to the ejection unit 150, ends the other plunger pump 130 is a suction stroke It is assumed that it is in a state where At this time, the control unit 140 controls the pressure sensor 1
Plunger pump 1 based on the signal input from 24
It is judged that the pressure of the pump chamber 123 of 20 has reached the set pressure P 1 , and on this condition, the plunger pump 120
A signal to the servo motor 121 to discharge the pressurized liquid in the pump chamber 123 of the
2 is moving in the direction of arrow B. The high-pressure liquid discharged from the pump chamber 123 pushes the check valve 126 open, flows out to the injection unit 150, and is ejected from the nozzle 154 through the stop valve 153 in the opened state (ejection process). The pressure of the discharged liquid in this case is maintained at the set pressure P 1 by the control of the servo motor 121 by the control unit 140.
【0039】プランジャポンプ120の吐出工程の間
に、制御部140は、プランジャポンプ130のポンプ
室133に吸入された液体を設定圧力P2 の信号が圧力
センサ134から得られるまで加圧するように、プラン
ジャポンプ130に加圧動作を行わせる。圧力センサ1
34から制御部140に入力される圧力計測信号が設定
圧力P2 に達したときには、制御部140は、プランジ
ャポンプ130のポンプ室133内の加圧液体が設定圧
力P2 に保持されるように、サーボモータ131を作動
制御する(待機工程)。During the discharge process of the plunger pump 120, the controller 140 pressurizes the liquid sucked into the pump chamber 133 of the plunger pump 130 until the signal of the set pressure P 2 is obtained from the pressure sensor 134. The plunger pump 130 is caused to perform a pressurizing operation. Pressure sensor 1
When the pressure measurement signal input from 34 to the control unit 140 reaches the set pressure P 2 , the control unit 140 controls the pressurized liquid in the pump chamber 133 of the plunger pump 130 to be kept at the set pressure P 2. , And controls the operation of the servo motor 131 (standby process).
【0040】ここで、一方のプランジャポンプが吐出工
程にあるとき(装置が作動しているとき)には、吸入工
程にある他方のプランジャポンプのプランジャ速度は、
吐出工程のプランジャポンプのプランジャ速度よりも速
くなるように制御する必要がある。これは、吸入工程に
必要な時間と待機工程の時間とを足した時間が吐出工程
の時間未満となるようにするためである。Here, when one of the plunger pumps is in the discharge process (when the device is operating), the plunger speed of the other plunger pump in the suction process is
It is necessary to control so as to be higher than the plunger speed of the plunger pump in the discharge process. This is to ensure that the time obtained by adding the time required for the suction process and the time for the standby process is less than the time for the discharge process.
【0041】この状態を図2により説明する。図2にお
いて、上述の動作時点では、ノズル254から噴出して
いるのはプランジャポンプ220からの圧力P1 の高圧
液体であり、他方のプランジャポンプ230は高圧液体
を吐出していない。即ち、プランジャポンプ230は、
プランジャポンプ220が圧力P1 の高圧液体を吐出し
終える直前まで待機している。なお、チェック弁226
は上流側P1 >下流側P2 であるからポンプ室223か
らの吐出圧力P1 で押し開かれて高圧液体を下流のノズ
ル254へ供給しているが、他方のチェック弁236
は、上流側P2 <下流側P1 であるので閉じており、ポ
ンプ室233内で圧力P2 に保持されている高圧液体は
下流への流れが阻止されている状態にある。This state will be described with reference to FIG. In FIG. 2, at the time of the above-described operation, what is ejected from the nozzle 254 is the high-pressure liquid having the pressure P 1 from the plunger pump 220, and the other plunger pump 230 is not ejecting the high-pressure liquid. That is, the plunger pump 230
The plunger pump 220 waits until just before it finishes discharging the high-pressure liquid of pressure P 1 . The check valve 226
Since the upstream side P 1 > the downstream side P 2, it is pushed open by the discharge pressure P 1 from the pump chamber 223 to supply the high pressure liquid to the downstream nozzle 254, but the other check valve 236.
Is closed because the upstream side P 2 <the downstream side P 1 , and the high pressure liquid held at the pressure P 2 in the pump chamber 233 is in a state in which the downstream flow is blocked.
【0042】ここで、圧力P2 は圧力P1 よりもわずか
に低い圧力値となるように設定されており、例えば、圧
力P1 が100MPaとすると、圧力P2 は98MPa
程度に選ばれるが、これらの設定値P1 ・P2 は、装置
の用途や使用状況に応じて適宜決定すれば良い。[0042] Here, the pressure P 2 is set to be slightly lower pressure value than the pressure P 1, for example, when the pressure P 1 is to 100 MPa, the pressure P 2 is 98MPa
Although it is selected to some extent, these set values P 1 and P 2 may be appropriately determined in accordance with the application and usage situation of the device.
【0043】このように、一方のプランジャポンプ22
0が吐出工程にあるときには、他方のプランジャポンプ
230においてはポンプ室233の液体をあらかじめ吐
出圧力P1 にきわめて近い圧力P2 まで加圧して保持す
るための待機工程の動作が行われている。したがって、
その後に圧力P2 の液体を吐出圧力P1 まで加圧するこ
とは、サーボモータの僅かの動作ストロークできわめて
短時間内に行うことができる。Thus, one plunger pump 22
When 0 is in the discharge step, the operation of the standby step is performed in the other plunger pump 230 in order to pressurize the liquid in the pump chamber 233 to a pressure P 2 which is extremely close to the discharge pressure P 1 and hold it in advance. Therefore,
The subsequent pressurization of the liquid having the pressure P 2 to the discharge pressure P 1 can be performed within a very short time with a small operation stroke of the servo motor.
【0044】プランジャ222が前進端に達するに従っ
てポンプ室223からの吐出量が減少すると吐出圧力が
P1 から次第に低くなっていき、それが圧力P2 になる
と同時にチェック弁226が上流側P2 =下流側P2 と
なるのでクラッキングバネにより閉じ、ポンプ室223
からの高圧液体の供給流れが遮断される。このとき、制
御部140は、圧力センサ251から与えられる計測信
号に基づいて供給圧力がP2 まで低下したことを検知
し、同時にサーボモータに信号を送ってプランジャ23
2を前進させ、これによってポンプ室233の液体をP
2 以上にさらに加圧して直ちに吐出させる。As the amount of discharge from the pump chamber 223 decreases as the plunger 222 reaches the forward end, the discharge pressure gradually decreases from P 1 , and at the same time it becomes the pressure P 2 , the check valve 226 moves the upstream side P 2 = Since it is on the downstream side P 2 , it is closed by a cracking spring, and the pump chamber 223
The supply flow of high-pressure liquid from is cut off. At this time, the control unit 140 detects that the supply pressure has dropped to P 2 based on the measurement signal given from the pressure sensor 251, and at the same time sends a signal to the servo motor to send a signal to the plunger 23.
2 is moved forward, and the liquid in the pump chamber 233 is moved to P
Immediately pressurize to 2 or more and immediately discharge.
【0045】この場合、プランジャポンプ220の吐出
圧力がP2 まで低下したことを圧力センサ224からの
計測信号で検知するようにしても良い。この場合でも、
圧力センサ251によって外部への吐出液体の実際の圧
力の様子が把握でき、脈動の有無や程度を確認すること
ができる。In this case, the fact that the discharge pressure of the plunger pump 220 has dropped to P 2 may be detected by the measurement signal from the pressure sensor 224. Even in this case,
The pressure sensor 251 can grasp the actual state of the pressure of the discharged liquid to the outside, and can confirm the presence or absence and the degree of pulsation.
【0046】また、プランジャ232の前進を開始させ
るタイミングとして、上述のように圧力センサからの信
号に基づくのではなく、吐出工程の終期におけるプラン
ジャポンプのプランジャ位置の検出信号に基づいて制御
するようにしても良い。これは所謂ソフトリミットと呼
ばれる方式であり、サーボモータの位置サーボ制御を利
用して、プランジャの作動ストロークを数値的に設定し
て位置制御することにより吐出圧力を制御することがで
きる。ここに示した実施態様でも直線的に移動するプラ
ンジャを有するプランジャポンプを、位置制御可能なサ
ーボモータによって駆動しているので、個々の加圧装置
においてP1 であった吐出圧力がP2 まで下がるプラン
ジャの位置は固有の位置情報として予め知ることがで
き、したがって、予めその位置を制御部140に数値入
力してサーボモータを位置サーボで数値制御することに
より、制御部140によって待機状態にあるプランジャ
ポンプが吐出工程に入るタイミングを判断し制御するこ
とができる。Further, the timing for starting the advance of the plunger 232 is controlled not based on the signal from the pressure sensor as described above but based on the detection signal of the plunger position of the plunger pump at the end of the discharge process. May be. This is a so-called soft limit system, and the discharge pressure can be controlled by using the position servo control of the servo motor to numerically set the operation stroke of the plunger and position control. Also in the embodiment shown here, the plunger pump having the plunger that moves linearly is driven by the position controllable servomotor, so that the discharge pressure, which was P 1 in each pressurizing device, drops to P 2. The position of the plunger can be known in advance as unique position information. Therefore, by numerically inputting the position into the control unit 140 in advance and numerically controlling the servomotor by the position servo, the plunger in the standby state is controlled by the control unit 140. The timing at which the pump enters the discharge process can be determined and controlled.
【0047】一方のプランジャポンプが吐出工程の終期
に達したのちに他方のプランジャポンプが待機状態から
吐出工程に入った状態を図3に示す。待機状態から吐出
工程に入ったプランジャポンプ330においては、ポン
プ室333の高圧液体が圧力P2 からP1 に上昇し、こ
の高圧液体は、チェック弁336を押し開いてノズル3
54から噴出される。一方、この間に、先に吐出工程を
終えたプランジャポンプ320では、チェック弁325
から圧媒タンクの液体をポンプ室323に吸入する吸入
工程が行われ、吸入終了後すぐに圧力P2 までの加圧工
程が行われ、圧力P2 で待機工程に入る。以下、この制
御を繰り返し、2台のプランジャポンプは交互に同じ動
作を行う。FIG. 3 shows a state where one plunger pump has reached the end of the discharge process and then the other plunger pump has entered the discharge process from the standby state. In the plunger pump 330 that has entered the discharge process from the standby state, the high-pressure liquid in the pump chamber 333 rises from the pressure P 2 to P 1 , and this high-pressure liquid pushes the check valve 336 open to open the nozzle 3
Ejected from 54. On the other hand, in the meantime, in the plunger pump 320 that has completed the discharge process, the check valve 325
From the above, a suction process of sucking the liquid in the pressure medium tank into the pump chamber 323 is performed, a pressurization process up to the pressure P 2 is performed immediately after the suction is completed, and the standby process is started at the pressure P 2 . Hereinafter, this control is repeated, and the two plunger pumps alternately perform the same operation.
【0048】この実施形態によれば、系内の計測圧力に
よって高圧液体の吐出を制御するため、脈流が使用状況
に影響のない程度となるように液体加圧装置を設計する
ことができる。また、この方式によると、圧力降下のタ
イミングが事前に予測できるため、吐出工程中の一方の
プランジャポンプのプランジャが前進端に到達する少し
手前で、待機工程にあるもう一方のプランジャポンプの
サーボモータを作動させてプランジャを前進させること
により、脈動の圧力降下量を一層少なくすることができ
る。このように、実質的に連続した噴射が可能であり、
かつ、脈流はないかあってもきわめて小さいものであ
る。したがって、脈動の殆どない高圧噴射が可能とな
り、例えば、乳化・微粒子製造分野においても均質な製
品の完成等が可能となる。According to this embodiment, since the discharge of the high-pressure liquid is controlled by the measured pressure in the system, the liquid pressurizing device can be designed so that the pulsating flow does not affect the use condition. Also, according to this method, the timing of pressure drop can be predicted in advance, so the servo motor of the other plunger pump in the standby process is slightly before the plunger of one plunger pump in the discharge process reaches the forward end. The pulsation pressure drop amount can be further reduced by activating and moving the plunger forward. In this way, a substantially continuous injection is possible,
Moreover, the pulsating flow is very small, even if it does not exist. Therefore, high-pressure injection with almost no pulsation is possible, and for example, it is possible to complete a homogeneous product in the emulsification / fine particle manufacturing field.
【0049】次に、上述の実施形態の場合における各部
の圧力変化の様子を図5によって説明する。プランジャ
ポンプAが吐出工程にあるときには、噴射圧力はP1 で
ある(時点501・502)。このとき、プランジャポ
ンプBは、給液部から液体を吸入し(時点501)、吸
入し終えたらP2 まで予圧し、待機している(時点50
2)。そして、プランジャポンプAの吐出圧力が降下し
始め(時点503)、それが圧力P2 まで降下したとき
に、プランジャポンプBはそのポンプ室内の液体を圧力
P2 からP1 までほんの僅か加圧し、吐出行程に移る。
以降このような制御を繰り返し、両プランジャポンプが
交互に高圧液体を吐出する。Next, the manner in which the pressure of each part changes in the case of the above embodiment will be described with reference to FIG. When the plunger pump A is in the discharge process, the injection pressure is P 1 (time points 501 and 502). At this time, the plunger pump B sucks the liquid from the liquid supply portion (time point 501), pre-pressurizes to P 2 after the suction, and stands by (time point 50).
2). Then, the discharge pressure of the plunger pump A starts to drop (time point 503), and when it drops to the pressure P 2 , the plunger pump B slightly pressurizes the liquid in the pump chamber from the pressure P 2 to P 1 , Move to the discharge process.
Thereafter, such control is repeated, and both plunger pumps alternately discharge the high-pressure liquid.
【0050】即ち、噴射圧力には時点503から504
までの間で圧力降下(P1 −P2 )を伴う微小な脈動が
生じるが、待機圧力P2 の設定や、待機圧力P2 から吐
出圧力P1 までの加圧の開始タイミングを早めにするこ
とにより、脈動を極めて小さくすることができる。That is, the injection pressure is changed from the time points 503 to 504.
Minute pulsation with pressure drop (P 1 -P 2 ) occurs, but the standby pressure P 2 is set and the pressurization start timing from the standby pressure P 2 to the discharge pressure P 1 is advanced. As a result, the pulsation can be made extremely small.
【0051】次に、この実施形態におけるサーボモータ
の制御系に関する概略構成を図4に示すブロック図によ
り説明する。なお、ここに示す制御部401・411
は、図1における制御部140の一部を構成するもので
ある。また、サーボアンプ403・413とサーボモー
タ404・414は、図1におけるサーボモータ121
・131を構成するものである。Next, the schematic structure of the control system of the servo motor in this embodiment will be described with reference to the block diagram shown in FIG. Note that the control units 401 and 411 shown here
Is a part of the control unit 140 in FIG. Further, the servo amplifiers 403 and 413 and the servo motors 404 and 414 are the servo motor 121 in FIG.
-It constitutes 131.
【0052】(a)は、サーボモータの速度制御を行う
もので、定速でプランジャを前進させる必要のある噴射
側のプランジャポンプに対してなされるものである。プ
ランジャを一定の速度で前進させれば、圧力P1 の高圧
液体を吐出させることができるからである。(A) is for controlling the speed of the servomotor, and is for a plunger pump on the injection side which requires the plunger to move forward at a constant speed. This is because if the plunger is advanced at a constant speed, the high-pressure liquid having the pressure P 1 can be discharged.
【0053】(b)は、サーボモータのトルク制御を行
うもので、圧力P2 に見合ったトルク値を常時発生させ
る必要のある待機側のプランジャポンプに対してなされ
るものである。待機している間は、漏れを零とした場合
に同じ位置にプランジャを保持しておけば、液体の圧力
をP2 に保持させることができるからである。(B) is for controlling the torque of the servomotor, and is for a plunger pump on the standby side which is required to constantly generate a torque value commensurate with the pressure P 2 . This is because the pressure of the liquid can be kept at P 2 by holding the plunger at the same position when the leakage is zero while waiting.
【0054】まず、(a)について説明する。液体加圧
装置の使用に際して設定器401から噴射圧力の設定が
行われると、これが制御部402に信号として与えられ
る。制御部402には、ポンプ405の吐出圧力を計測
する圧力センサ406の計測信号も入力されている。制
御部402では、設定圧力と計測圧力との両者が比較さ
れ、それに基づいてプランジャの必要な速度が算出さ
れ、サーボアンプ403に速度指令が出力される。サー
ボアンプ403は、速度指令に応じてサーボモータ40
4を速度制御し、サーボモータの動作速度はサーボアン
プ403にフィードバックされる。First, (a) will be described. When the injection pressure is set by the setting device 401 when the liquid pressurizing device is used, this is given to the control unit 402 as a signal. A measurement signal of a pressure sensor 406 that measures the discharge pressure of the pump 405 is also input to the control unit 402. The control unit 402 compares both the set pressure and the measured pressure, calculates the required speed of the plunger based on the comparison, and outputs the speed command to the servo amplifier 403. The servo amplifier 403 operates according to the speed command and outputs the servo motor 40.
4 is speed controlled, and the operating speed of the servo motor is fed back to the servo amplifier 403.
【0055】サーボモータ404は、速度指令に基づい
てプランジャポンプ405を作動させ、プランジャを前
進させている。このときの吐出圧力は圧力センサ406
で常に計測され、制御部402に送られて圧力フィード
バックが果たされている。このように、制御部が設定圧
力とフィードバックされた実際の圧力とを常に比較して
サーボアンプに速度指令を行っており、さらに、サーボ
アンプにおいても速度フィードバックがかかっているの
で、速度のマイナーフィードバックを含む圧力制御が高
い精度で実現され、ポンプ405が吐出圧力を設定圧力
に一定に保った吐出動作を行う。The servo motor 404 operates the plunger pump 405 based on the speed command to move the plunger forward. The discharge pressure at this time is determined by the pressure sensor 406.
Is constantly measured and sent to the control unit 402 for pressure feedback. In this way, the control unit constantly compares the set pressure with the actual pressure fed back to give a speed command to the servo amplifier.Furthermore, since speed feedback is also applied to the servo amplifier, minor feedback of speed is performed. Is realized with high accuracy, and the pump 405 performs the discharge operation in which the discharge pressure is kept constant at the set pressure.
【0056】次に、(b)について説明する。この場合
の設定器411は待機圧力を設定するものであり、この
待機圧力の設定値は制御部412に信号として与えられ
る。制御部412には、ポンプ415の吐出圧力を計測
する圧力センサ415の計測信号も与えられている。制
御部412では、これらの信号が比較され、それに基づ
いてサーボモータ414の必要なトルク値が算出され、
サーボアンプ413にトルク指令が出力される。サーボ
アンプ413は、トルク指令に応じてサーボモータ41
4をトルク制御し、サーボモータ414の負荷電流はサ
ーボアンプ413にフィードバックされる。Next, (b) will be described. The setting device 411 in this case sets the standby pressure, and the set value of the standby pressure is given to the control unit 412 as a signal. The control unit 412 is also provided with a measurement signal of the pressure sensor 415 that measures the discharge pressure of the pump 415. The control unit 412 compares these signals, calculates the required torque value of the servo motor 414 based on the signals,
A torque command is output to the servo amplifier 413. The servo amplifier 413 uses the servo motor 41 according to the torque command.
4 is torque-controlled, and the load current of the servo motor 414 is fed back to the servo amplifier 413.
【0057】サーボモータ414は、トルク指令に基づ
いてプランジャポンプ405を作動させ、プランジャを
前後進させている。このときのポンプ室内の待機圧力は
圧力センサ416で常に計測され、制御部412に送ら
れて圧力フィードバックが果たされている。このよう
に、制御部が設定待機圧力とフィードバックされた実際
の待機圧力とを常に比較してサーボアンプにトルク指令
を行っており、さらに、サーボアンプにおいてもトルク
フィードバックがかかっているので、トルクのマイナー
フィードバックを含む圧力制御が高い精度で実現され、
ポンプ415が待機圧力を設定待機圧力に一定に保った
予圧(待機圧力)制御動作を行う。The servomotor 414 operates the plunger pump 405 based on the torque command to move the plunger forward and backward. The standby pressure in the pump chamber at this time is constantly measured by the pressure sensor 416 and sent to the control unit 412 to perform pressure feedback. In this way, the control unit constantly compares the set standby pressure with the actual feedback pressure fed back to issue a torque command to the servo amplifier. Furthermore, since torque feedback is also applied to the servo amplifier, the torque Pressure control including minor feedback is realized with high accuracy,
The pump 415 performs a preload (standby pressure) control operation in which the standby pressure is kept constant at the set standby pressure.
【0058】[0058]
【発明の効果】請求項1に記載された発明によれば、並
列配置された往復動ポンプ手段の切換え時においても、
装置外部へ噴射する高圧液体の圧力変動を抑えることが
できるので、脈動の殆どない安定した高圧液体の噴射を
確保できる。According to the invention described in claim 1, even when the reciprocating pump means arranged in parallel is switched,
Since it is possible to suppress the pressure fluctuation of the high-pressure liquid that is ejected to the outside of the device, it is possible to ensure stable ejection of the high-pressure liquid with almost no pulsation.
【0059】請求項2に記載された発明によれば、構造
が簡易になり、その制御も容易になるので、更なる圧力
の安定化を確保できる。According to the invention described in claim 2, since the structure is simplified and the control thereof is facilitated, further stabilization of the pressure can be secured.
【0060】請求項3に記載された発明によれば、高精
度の制御が可能となるので、本装置の使用時における状
況の変化に対応でき、柔軟な制御が可能となり、きめ細
かな制御を行うことができる。According to the invention described in claim 3, since highly accurate control is possible, it is possible to cope with a change in the situation when the present apparatus is used, and it is possible to perform flexible control and perform fine control. be able to.
【図1】本発明の一実施形態に係る液体加圧装置の構成
を示す模式回路図である。FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a configuration of a liquid pressurizing device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態に係る液体加圧装置の構成
を部分的に示す模式回路図である。FIG. 2 is a schematic circuit diagram partially showing a configuration of a liquid pressurizing device according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態に係る液体加圧装置の構成
を部分的に示す模式回路図である。FIG. 3 is a schematic circuit diagram partially showing a configuration of a liquid pressurizing device according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態におけるサーボモータの制
御系に関する概略構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a servo motor control system according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態に係る液体加圧装置の圧力
状況を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a pressure state of the liquid pressurizing device according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施形態に係る液体加圧装置の圧力
状況を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a pressure state of the liquid pressurizing device according to the embodiment of the present invention.
110・・・・・・給液部 111・・・・・・液媒タンク 112・・・・・・給液ポンプ 113・・・・・・圧力センサ 113・・・・・・リリーフバルブ 120、130・・プランジャポンプ 121、131・・サーボモータ 122、132・・プランジャ 123、133・・ポンプ室 124、134・・圧力センサ 125、135・・チェック弁 126、136・・チェック弁 140・・・・・・制御部 150・・・・・・噴射部 151・・・・・・圧力センサ 152・・・・・・フィルタ 153・・・・・・止め弁 154・・・・・・ノズル 110 ··· Liquid supply unit 111 ··· Liquid medium tank 112 ··· Liquid supply pump 113 ··· Pressure sensor 113 ··· Relief valve 120, 130 ··· Plunger pump 121, 131 · · Servo motor 122, 132 · · Plunger 123, 133 · · Pump chamber 124, 134 · · Pressure sensor 125, 135 · · Check valve 126, 136 · · Check valve 140 ...・ ・ ・ Control unit 150 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Injection unit 151 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pressure sensor 152 ・ ・ ・ ・ Filter 153 ・ ・ ・ ・ Stop valve 154 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Nozzle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉森 正 富山県魚津市本江2410 株式会社スギノマ シン内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tadashi Sugimori 2410 Motoe, Uozu City, Toyama Prefecture Sugino Mashin Co., Ltd.
Claims (3)
第一と第二の往復動ポンプ手段と、 この第一と第二の往復動ポンプ手段にそれぞれ設けら
れ、前記高圧液体の圧力を計測し信号として出力する第
一と第二の圧力計測部と、 加圧している第一の往復動ポンプ手段において、第一の
圧力計測部から予め定められた第一の圧力値の信号を受
けたときに、第一の往復動ポンプ手段の液体を吐出さ
せ、 第二の往復動ポンプ手段において、吸入した液体を、第
一の圧力値よりもわずかに小さく予め定められた第二の
圧力値の信号を第二の圧力計測部から受けるまで加圧さ
せて圧力状態を保持させ、 第一の往復動ポンプ手段の吐出液体の圧力が第二の往復
動ポンプ手段の予圧液体よりも低くなったときにこの予
圧液体を吐出させる制御手段とを備えたことを特徴とす
る液体加圧装置。1. A first and a second reciprocating pump means for pressurizing the sucked liquid and alternately discharging the same, and a first and a second reciprocating pump means respectively provided for controlling the pressure of the high-pressure liquid. The first and second pressure measuring units that measure and output as signals, and the first reciprocating pump means that is pressurizing, receive a signal of a predetermined first pressure value from the first pressure measuring unit. The liquid of the first reciprocating pump means is discharged, and the liquid sucked in the second reciprocating pump means is slightly smaller than the first pressure value and a predetermined second pressure value. The pressure of the liquid discharged from the first reciprocating pump means becomes lower than that of the pre-pressurized liquid of the second reciprocating pump means until the pressure is maintained until the signal is received from the second pressure measuring unit. And a control means for discharging the pre-pressurized liquid. Liquid pressure device, characterized in that.
ランジャポンプからなり、その駆動源として前記制御手
段により制御されるサーボモータをそれぞれ有すること
を特徴とする請求項1に記載の液体加圧装置。2. The liquid according to claim 1, wherein the first and second reciprocating pump means are plunger pumps, and each of them has a servomotor controlled by the control means as a drive source thereof. Pressurizing device.
の吐出工程では速度制御をし、予圧保持工程ではトルク
制御(電流制御)をすることを特徴とする請求項2に記
載の液体加圧装置。3. The liquid pressurizing device according to claim 2, wherein the control means performs speed control in the discharge step of the plunger pump, and torque control (current control) in the preload holding step.
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