JP2503804B2 - 液体ポンプ - Google Patents
液体ポンプInfo
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 10
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- Reciprocating Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体クロマトグラフで移
動相を送液する場合などに用いられる液体ポンプに関
し、特にピストンが往復動する型式の液体ポンプに関す
るものである。
動相を送液する場合などに用いられる液体ポンプに関
し、特にピストンが往復動する型式の液体ポンプに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ピストンが往復動する液体ポンプで吐出
圧力の変動を少なくして送液を行なうためには一定速度
での吐出の後、高速での吸引と高速での吐出を行ない、
その後ピストンの速度を通常の速度に戻す。高速吸引の
後の高速吐出により吸引時に降下した圧力が速やかにも
とに復帰するため、圧力変動が小さくなる。吸引後の高
速吐出から一定速度の吐出に戻すために、ポンプの吐出
側流路に設けた圧力検出器からの吐出圧力をモニタして
おき、吐出圧力が予め定められたレベルに戻った時点で
高速吸引・高速吐出終了の信号を発生させ、その信号に
基づいて吐出速度を高速から一定速度に戻している。
圧力の変動を少なくして送液を行なうためには一定速度
での吐出の後、高速での吸引と高速での吐出を行ない、
その後ピストンの速度を通常の速度に戻す。高速吸引の
後の高速吐出により吸引時に降下した圧力が速やかにも
とに復帰するため、圧力変動が小さくなる。吸引後の高
速吐出から一定速度の吐出に戻すために、ポンプの吐出
側流路に設けた圧力検出器からの吐出圧力をモニタして
おき、吐出圧力が予め定められたレベルに戻った時点で
高速吸引・高速吐出終了の信号を発生させ、その信号に
基づいて吐出速度を高速から一定速度に戻している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高速吸引・高速吐出終
了の信号を発生させるために、吐出圧力をモニタし、吸
引開始時のレベルと比較し、高速吸引・高速吐出終了の
信号を発生させる検出装置が必要になり、ポンプのコス
ト上昇を招く。本発明は高速吸引・高速吐出終了の信号
を発生させる検出装置を用いずに従来と同様に圧力変動
を小さくするようにポンプヘッドを制御する液体ポンプ
を提供することを目的とするものである。
了の信号を発生させるために、吐出圧力をモニタし、吸
引開始時のレベルと比較し、高速吸引・高速吐出終了の
信号を発生させる検出装置が必要になり、ポンプのコス
ト上昇を招く。本発明は高速吸引・高速吐出終了の信号
を発生させる検出装置を用いずに従来と同様に圧力変動
を小さくするようにポンプヘッドを制御する液体ポンプ
を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】図１により本発明を示
す。２は入口弁と出口弁をもつチャンバ内でピストンが
往復動するポンプヘッド、４はポンプヘッド２のピスト
ンを往復動させる駆動装置であり、ポンプ出口側流路に
設けられた圧力検出器６とその信号から圧力を検出する
圧力検出回路８により圧力検出手段を構成している。１
０はポンプヘッド２の吸引行程の開始時点を検出する検
知手段、１２は検知手段１０からの信号を基にして駆動
装置４を介して吸引行程と吐出行程でのピストンの速度
を制御する制御部であり、制御部１２は一定のピストン
速度での吐出行程の後、検知手段１０から吸引開始の信
号を得ると、一定のピストン速度での吐出行程の吐出流
量により定まるピストンのモータの回転数ｆ、一定のピ
ストン速度での吐出行程の吐出圧力Ｐ及び溶媒の圧縮率
αを変数とする次式、 Ｗ＝Ａ（ｆ0−ｆ）2＋（α＋Ｂ）Ｐ＋Ｃ ……（１） で定まる時間Ｗだけピストンの速度を大きくして吸引と
吐出を行なった後、再びもとの一定スピードの吐出行程
に戻るように制御する。ここで、ｆ0は高速吸引時のピ
ストンのモータの回転数であり、Ａ，Ｂ，Ｃは圧力変動
が最少になるように実験的に定められた係数である。
す。２は入口弁と出口弁をもつチャンバ内でピストンが
往復動するポンプヘッド、４はポンプヘッド２のピスト
ンを往復動させる駆動装置であり、ポンプ出口側流路に
設けられた圧力検出器６とその信号から圧力を検出する
圧力検出回路８により圧力検出手段を構成している。１
０はポンプヘッド２の吸引行程の開始時点を検出する検
知手段、１２は検知手段１０からの信号を基にして駆動
装置４を介して吸引行程と吐出行程でのピストンの速度
を制御する制御部であり、制御部１２は一定のピストン
速度での吐出行程の後、検知手段１０から吸引開始の信
号を得ると、一定のピストン速度での吐出行程の吐出流
量により定まるピストンのモータの回転数ｆ、一定のピ
ストン速度での吐出行程の吐出圧力Ｐ及び溶媒の圧縮率
αを変数とする次式、 Ｗ＝Ａ（ｆ0−ｆ）2＋（α＋Ｂ）Ｐ＋Ｃ ……（１） で定まる時間Ｗだけピストンの速度を大きくして吸引と
吐出を行なった後、再びもとの一定スピードの吐出行程
に戻るように制御する。ここで、ｆ0は高速吸引時のピ
ストンのモータの回転数であり、Ａ，Ｂ，Ｃは圧力変動
が最少になるように実験的に定められた係数である。
【０００５】
【作用】高速吸引・高速吐出中の挙動に機体差はほとん
どない。そのため、予め定めた上記の関数（１）により
決まる時間Ｗによって高速吸引・高速吐出を終了させて
も、従来のように吐出圧力をモニタして検出装置により
圧力フィードバック法で高速吸引・高速吐出の終了点を
決定するのと同じ作用を行なう。
どない。そのため、予め定めた上記の関数（１）により
決まる時間Ｗによって高速吸引・高速吐出を終了させて
も、従来のように吐出圧力をモニタして検出装置により
圧力フィードバック法で高速吸引・高速吐出の終了点を
決定するのと同じ作用を行なう。
【０００６】図２に動作を示す。（Ａ）はピストンを往
復動させるモータの回転角と回転速度の関係を表わした
ものであり、（Ｂ）は時間に対する吐出圧力の変動を表
わしたものである。（Ａ）に示されるように、吐出行程
においては設定流量に対応する一定速度でモータが駆動
され、吸引行程と圧縮行程では高速で駆動される。圧縮
行程は高速吐出行程である。吸引行程が始まるとモータ
のスピードが徐々に加速され、その後定速で高速駆動さ
れる。一定の高速で吸引と圧縮が行なわれる時間Ｗは
（１）式で圧力変動が最小になるように実験的に係数が
定められて式が決定され、その式に変数のｆ，α，Ｐが
代入されて決定された時間である。この加速区間Ｗは次
のようにして導かれたものである。ピストン往復動型の
ポンプにおいては、吐出行程の初めに、溶媒の圧縮性の
影響で、ポンプ室内の溶媒が圧縮されて室外の圧力より
も高い圧力になるまでは吐出が行なわれない非吐出区間
が生じ、これが圧力変動の原因になる。この圧力変動を
抑えるために、通常、吐出区間の初めにモータスピード
を大きくして高速で溶媒を圧縮し、圧縮が完了したらモ
ータスピードを元に戻している。この圧縮区間の終点の
決定を従来は圧力センサからの信号をモニタすることに
よって行なっているが、圧縮区間の幅は機体差があまり
ないことから、予め決めた近似式によって決めておくこ
とができる。 図２に示されるように、加速区間Ｗを吸引
区間Ｗ 1 と圧縮区間Ｗ 2 に分けることができる。 Ｗ＝Ｗ 1 ＋Ｗ 2 （２） Ｗ 1 はカムの吸引区間（一定であり、Ｃ 1 とする）からモ
ータの立上りａの区間を引いたものであるので、次のよ
うに表わすことができる。 Ｗ 1 ＝Ｃ 1 −Ｃ 2 (ｆ 0 −ｆ) 2 （３） Ｃ 2 は定数である。 Ｗ 2 は実験により、溶媒の圧力Ｐと圧
縮率αにより、次のように近似できることがわかった。 Ｗ 2 ＝（α＋Ｃ 3 )Ｐ＋Ｃ 4 （４） Ｃ 3 、Ｃ 4 は定数である。 （２),(３),(４）より Ｗ＝−Ｃ 2 (ｆ 0 −ｆ) 2 ＋（α＋Ｃ 3 )Ｐ＋（Ｃ 1 ＋Ｃ 4 ） となり、−Ｃ 2 →Ａ、Ｃ 3 →Ｂ、（Ｃ 1 ＋Ｃ 4 ）→Ｃとすれ
ば、 Ｗ＝Ａ(ｆ 0 −ｆ) 2 ＋（α＋Ｂ)Ｐ＋Ｃ となって、（１）式が導出される。
復動させるモータの回転角と回転速度の関係を表わした
ものであり、（Ｂ）は時間に対する吐出圧力の変動を表
わしたものである。（Ａ）に示されるように、吐出行程
においては設定流量に対応する一定速度でモータが駆動
され、吸引行程と圧縮行程では高速で駆動される。圧縮
行程は高速吐出行程である。吸引行程が始まるとモータ
のスピードが徐々に加速され、その後定速で高速駆動さ
れる。一定の高速で吸引と圧縮が行なわれる時間Ｗは
（１）式で圧力変動が最小になるように実験的に係数が
定められて式が決定され、その式に変数のｆ，α，Ｐが
代入されて決定された時間である。この加速区間Ｗは次
のようにして導かれたものである。ピストン往復動型の
ポンプにおいては、吐出行程の初めに、溶媒の圧縮性の
影響で、ポンプ室内の溶媒が圧縮されて室外の圧力より
も高い圧力になるまでは吐出が行なわれない非吐出区間
が生じ、これが圧力変動の原因になる。この圧力変動を
抑えるために、通常、吐出区間の初めにモータスピード
を大きくして高速で溶媒を圧縮し、圧縮が完了したらモ
ータスピードを元に戻している。この圧縮区間の終点の
決定を従来は圧力センサからの信号をモニタすることに
よって行なっているが、圧縮区間の幅は機体差があまり
ないことから、予め決めた近似式によって決めておくこ
とができる。 図２に示されるように、加速区間Ｗを吸引
区間Ｗ 1 と圧縮区間Ｗ 2 に分けることができる。 Ｗ＝Ｗ 1 ＋Ｗ 2 （２） Ｗ 1 はカムの吸引区間（一定であり、Ｃ 1 とする）からモ
ータの立上りａの区間を引いたものであるので、次のよ
うに表わすことができる。 Ｗ 1 ＝Ｃ 1 −Ｃ 2 (ｆ 0 −ｆ) 2 （３） Ｃ 2 は定数である。 Ｗ 2 は実験により、溶媒の圧力Ｐと圧
縮率αにより、次のように近似できることがわかった。 Ｗ 2 ＝（α＋Ｃ 3 )Ｐ＋Ｃ 4 （４） Ｃ 3 、Ｃ 4 は定数である。 （２),(３),(４）より Ｗ＝−Ｃ 2 (ｆ 0 −ｆ) 2 ＋（α＋Ｃ 3 )Ｐ＋（Ｃ 1 ＋Ｃ 4 ） となり、−Ｃ 2 →Ａ、Ｃ 3 →Ｂ、（Ｃ 1 ＋Ｃ 4 ）→Ｃとすれ
ば、 Ｗ＝Ａ(ｆ 0 −ｆ) 2 ＋（α＋Ｂ)Ｐ＋Ｃ となって、（１）式が導出される。
【０００７】高速動作時間Ｗが決定された後の動作は図
３に示されているように行なう。すなわち、一定速度で
の吐出動作の後、吸引開始点にくると高速での吸引行程
に入り、その後求められた高速駆動時間Ｗが経過するま
で高速での吐出を行ない、再び一定速度での吐出動作に
戻る。この動作を停止信号が入力されるまで続ける。
３に示されているように行なう。すなわち、一定速度で
の吐出動作の後、吸引開始点にくると高速での吸引行程
に入り、その後求められた高速駆動時間Ｗが経過するま
で高速での吐出を行ない、再び一定速度での吐出動作に
戻る。この動作を停止信号が入力されるまで続ける。
【０００８】
【実施例】図４にシングルピストン往復駆動型ポンプに
おける実施例を示す。ポンプヘッド２は入口弁２０と出
口弁２２をもち、チャンバ内でピストン２４が往復方向
に移動する。ピストン２４の基端部はカム２６に当接し
ている。カム２６はモータ２８により回転される。３０
はモータ駆動回路である。カム２６、モータ２８及びモ
ータ駆動回路３０は図１の駆動装置４に対応している。
カム２６の回転の原点を検出するために光センサ３２が
設けられており、光センサ３２の検出出力から回転角検
出回路３４で回転角が検出される。光センサ３２と回転
角検出回路３４は図１の検知手段１０に対応している。
ポンプヘッド２の吐出側流路は液体クロマトグラフの分
析流路へ導かれており、そのポンプヘッドの吐出側流路
には圧力検出器６が設けられ、圧力検出器６の検出信号
は圧力検出回路８へ導かれて吐出圧力が検出される。制
御部１２は回転角検出回路３４からの回転角信号と、圧
力検出回路８からの吐出圧力を取り込み、吸引行程と圧
縮行程での時間Ｗを決定して吐出と吸引の動作をモータ
駆動回路３０を介して制御する。
おける実施例を示す。ポンプヘッド２は入口弁２０と出
口弁２２をもち、チャンバ内でピストン２４が往復方向
に移動する。ピストン２４の基端部はカム２６に当接し
ている。カム２６はモータ２８により回転される。３０
はモータ駆動回路である。カム２６、モータ２８及びモ
ータ駆動回路３０は図１の駆動装置４に対応している。
カム２６の回転の原点を検出するために光センサ３２が
設けられており、光センサ３２の検出出力から回転角検
出回路３４で回転角が検出される。光センサ３２と回転
角検出回路３４は図１の検知手段１０に対応している。
ポンプヘッド２の吐出側流路は液体クロマトグラフの分
析流路へ導かれており、そのポンプヘッドの吐出側流路
には圧力検出器６が設けられ、圧力検出器６の検出信号
は圧力検出回路８へ導かれて吐出圧力が検出される。制
御部１２は回転角検出回路３４からの回転角信号と、圧
力検出回路８からの吐出圧力を取り込み、吸引行程と圧
縮行程での時間Ｗを決定して吐出と吸引の動作をモータ
駆動回路３０を介して制御する。
【０００９】このように、吐出流量（または吐出流量に
より定まるピストンのモータの回転数）、吐出圧力及び
液体の圧縮率により最適な時間だけ高速吸引・高速吐出
を行なうことにより、吸引によって降下した圧力が速や
かに吸引前のレベルに復帰して圧力変動の少ない送液動
作を行なうことができる。
より定まるピストンのモータの回転数）、吐出圧力及び
液体の圧縮率により最適な時間だけ高速吸引・高速吐出
を行なうことにより、吸引によって降下した圧力が速や
かに吸引前のレベルに復帰して圧力変動の少ない送液動
作を行なうことができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明では吐出圧力の変動を少なくする
ための高速吸引・高速吐出の時間を算出し、その算出値
によりポンプヘッドの駆動を制御するようにしたので、
従来のように吐出圧力をモニタし、吸引開始時の圧力と
比較して高速吸引・高速吐出終了の信号を発生させる検
出装置を用いたものに比べると、同様の動作を簡単な構
造で実現することができ、コスト低下に寄与する。
ための高速吸引・高速吐出の時間を算出し、その算出値
によりポンプヘッドの駆動を制御するようにしたので、
従来のように吐出圧力をモニタし、吸引開始時の圧力と
比較して高速吸引・高速吐出終了の信号を発生させる検
出装置を用いたものに比べると、同様の動作を簡単な構
造で実現することができ、コスト低下に寄与する。
【図１】本発明を示すブロック図である。
【図２】本発明の動作を示す図であり、（Ａ）はモータ
の回転角度と回転速度の関係を示す図、（Ｂ）は吐出側
流路の圧力を示す図である。
の回転角度と回転速度の関係を示す図、（Ｂ）は吐出側
流路の圧力を示す図である。
【図３】動作を説明するフローチャート図である。
【図４】一実施例を示すブロック図である。
２ ポンプヘッド ４ 駆動装置 ６ 圧力検出器 ８ 圧力検出回路 １０ 検知手段 １２ 制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 入口弁と出口弁をもつチャンバ内でピス
トンが往復動するポンプヘッドと、前記ピストンを往復
動させる駆動装置と、ポンプ出口側流路に設けられた圧
力検出器を含む圧力検出手段と、前記ポンプヘッドの吸
引行程の開始時点を検出する検知手段と、前記検知手段
からの信号を基にして前記駆動装置を介して吸引行程と
吐出行程での前記ピストンの速度を制御する制御部とを
備え、この制御部は一定のピストン速度での吐出行程の
後、前記検知手段から吸引開始の信号を得ると、一定の
ピストン速度での吐出行程の吐出流量により定まるピス
トンのモータの回転数ｆ、一定のピストン速度での吐出
行程の吐出圧力Ｐ及び溶媒の圧縮率αを変数とする次
式、 Ｗ＝Ａ（ｆ0−ｆ）2＋（α＋Ｂ）Ｐ＋Ｃ で定まる時間Ｗだけピストンの速度を大きくして吸引と
吐出を行なった後、再びもとの一定スピードの吐出行程
に戻るように制御するものである液体ポンプ。ここで、
ｆ0は高速吸引時のピストンのモータの回転数であり、
Ａ，Ｂ，Ｃは圧力変動が最小になるように実験的に定め
られた係数である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12839091A JP2503804B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 液体ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12839091A JP2503804B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 液体ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329355A JPH04329355A (ja) | 1992-11-18 |
| JP2503804B2 true JP2503804B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=14983629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12839091A Expired - Fee Related JP2503804B2 (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 液体ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503804B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261461A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Lewa Gmbh | 容積形ポンプにおける搬送流量の均一化方法及び装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3995227B2 (ja) * | 1999-01-21 | 2007-10-24 | 株式会社スギノマシン | 液体加圧装置 |
| CN107304758B (zh) * | 2016-04-25 | 2019-06-07 | 上海汽车集团股份有限公司 | 高压油输出装置及其控制方法 |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP12839091A patent/JP2503804B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261461A (ja) * | 2009-05-08 | 2010-11-18 | Lewa Gmbh | 容積形ポンプにおける搬送流量の均一化方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04329355A (ja) | 1992-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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