JPH0121363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、原液の流量（原液流量）に対して薬
品などの注入液の流量（注入流量）を所定の設定
割合で供給制御する注入量制御装置に関し、特
に、プランジヤポンプのストロークを調整してそ
の回転数の高い範囲で注入量制御を行うようにし
たものである。

従来、この種の注入量制御装置としては、一般
に次のものが用いられている。

(イ) 往復式のプランジヤポンプのストローク（行
程）を所望の設定注入率に応じて調節し、プラ
ンジヤポンプの回転数を原液の流量に比例させ
て制御する注入量制御装置。

(ロ) 比率設定器により設定した注入率と、原液流
量とから演算した注入量に応じてプランジヤポ
ンプの回転数のみを自動的に制御し、一方この
ポンプのストロークの調整は手動で行う注入量
制御装置。

一般に、上述の注入量および原液流量の最大流
量値と最小流量値とを考慮して、ポンプのストロ
ークと回転数のレンジ（使用範囲）が決定される
ので、通常の制御では、低いレンジのところで使
用される。また、このような注入ポンプのよう
に、容量が比較的小さなポンプの回転数を制御す
る場合にはその回転数を下げたときに回転数を下
げた分のエネルギがエネルギ損失分となる。その
ために、上述の(イ)の装置では、通常、ポンプのス
トロークおよび回転数をともにレンジの低いとこ
ろでしか使用しないので、制御精度が悪く、かつ
ポンプの効率も悪いという欠点があつた。また、
上述の(ロ)の装置では、ポンプのストロークを手動
で調整すれば、ポンプの回転数が高い領域におい
ても制御できるが、手動でしか調整できないので
自動化を遂行するための大きな障害となつてい
た。

そこで、本考案の目的は、上述した欠点を除去
し、高精度および高効率で自動化を達成できるよ
うにした注入量制御装置を提供することにある。

すなわち、本考案は原液に注入する注入液の流
量をプランジヤポンプを介して所定の注入率に制
御する注入量制御装置において、注入率を設定
し、設定した注入率と原液の流量から注入量目標
値を得る手段と、プランジヤポンプから検出した
回転数とストロークから注入量検出値を得る手段
と、注入量目標値と注入量検出値との偏差が小さ
くなるように回転数を制御する手段と、プランジ
ヤポンプの回転が所定の回転数範囲で行われるよ
うにストロークを可変制御する手段とを具備した
ことを特徴とするものである。

以下、図面を参照して本考案を詳細に説明す
る。

第１図は本考案注入量制御装置の構成の一例を
示し、ここで１は比率設定器であり、この比率設
定器１により原液の流量Ｆとその原液にプランジ
ヤポンプ２により注入される液体の注入量Ａとの
比率（注入率）をあらかじめ設定し、その設定注
入率に検出器（不図示）から得た原液流量Ｆを掛
けて注入量設定値DSを算出し、その算出値DSを
コントローラ３に供給する。

コントローラ３では、上述の注入量設定値DS
と後述の掛算器４から供給される注入量検出値Ｄ
とを比較演算（例えば、比例積分微分演算）し、
その演算結果である調節値CSを回転数コントロ
ーラ５に供給する。その調節値CSに基づき回転
数コントローラ５により回転数制御値RSを算出
し、これをプランジヤポンプ２を駆動する回転数
制御モータ６に供給し、制御対象であるプランジ
ヤポンプ２の回転数を高速の回転数範囲（領域）
で制御する。

７は回転数検出器であり、回転数制御モータ６
の回転数を回転検出器７で常時検出して、その回
転数検出値TSを回転数コントローラ５と回転数
トランスミツタ８とに供給する。トランスミツタ
８では検出値TSからポンプ２の実際の回転数に
対応する回転数検出値Ｒに変換し、この検出値Ｒ
を掛算器４およびオン・オフコントローラ９およ
び１０とに供給する。一方、比率設定器１を操作
して注入率を変更すると、ポンプ２の回転数が上
昇または下降するが、その際に変動する回転数検
出値Ｒに応じてオン・オフコントローラ９および
１０とをスイツチング動作させ、それにより発生
する駆動信号をストロークドライバユニツト１１
に供給し、ユニツト１１を介してポプ２のストロ
ークを自動調整する。

１２は、ストローク検出器であり、ポンプ５の
ストロークを常時検出してその検出値をストロー
クトランスミツタ１３を介して掛算器４に送出す
る。掛算器４では、トランスミツタ８からの回転
数検出値Ｒとトランスミツタ１３からのストロー
ク検出値Ｚとを掛算して注入量検出値Ｄを算出
し、この検出値Ｄを前述のようにコントローラ３
に送出する。コントローラ３では注入量検出値Ｄ
が目標値である注入量設定値DSと一致するよう
にポンプ２の回転数を追随制御し、これにより実
際の注入率が所定値に保たれる。

いま、原液流量Ｆが増大するか、比率設定器１
の操作により注入率が大きくなるように設定して
目標値の注入量設定値DSを変更すると、上述の
ような動作に基づきポンプ２の回転数が上昇す
る。しかし、このポンプ２の回転数に対応する回
転数検出値Ｒが最大設定値RH以上になると、一
方のオン・オフコントローラ９がオン（閉）とな
つてストローク開信号OPを出力し、ストローク
ドライブユニツト１１を介してポンプ２をストロ
ークが大になる方向に駆動させるので、ポンプ２
のストロークが大きくなる。これに伴い、ストロ
ーク検出値Ｚも大きくなるので、掛算器４から出
力される注入量検出値Ｄも大きくなり、上述の注
入量設定値DSとの偏差が小さくなるので調節値
CSが小さくなり、その結果ポンプ２の回転数が
低下する。次いで回転数検出値Ｒが最大設定値
RHM以下になると、オン・オフコントローラ９
のストローク開信号OPはオフ（開）となり、ス
トロークドライブユニツト１１の動作を停止させ
るので、ポンプ２のストロークは大きな値で保持
されることとなる。

これに対して、原液流量Ｆが減少するか比率設
定器１の操作により注入率を小さく設定して目標
値の注入量設定値DSを変更すると、上述の場合
とは逆にポンプ２の回転数が降下する。しかし、
その回転数に比例する回転数検出値が最小設定値
RL以下になると他方のオン・オフコントローラ
１０がオン（閉）となりストローク閉信号CLを
出力して、ストロークドライバユニツト１１を介
してポンプ２をストロークが小さくなる方向に駆
動させるので、ポンプ２のストロークが小さくな
る。これに伴い、ストローク検出値Ｚも小さくな
り、掛算器４から送出される注入量検出値Ｄも小
さくなつて、注入量検出値Ｄと注入量設定値DS
との偏差が大きくなる。それに伴い、コントロー
ラ３で得られる調節値CSが大となるので、ポン
プ２の回転数が上昇する。次いで、この回転数に
比例する回転数検出値Ｒが最小設定値RL以上に
なると、回転数検出値Ｒによりオン・オフコント
ローラ１０のストローク閉信号CLがオフ（開）
となるので、ストロークドライブユニツト１１の
動作が停止され、ポンプ２のストロークは小さな
値で保持されることとなる。

なお、本例では制御対象の注入液体が１つであ
る注入量制御を例示したが、複数の注入流体を
種々の比率で混合する複数混合量の制御にも適用
できることは勿論である。また、第１図示の比率
設定器１、コントローラ３、掛算器４とオン・オ
フコントローラ９および１０とを１台の一般的な
マイクロコントローラに置き換えることもでき
る。

以上説明したように、本考案によれば、ポンプ
の回転数とポンプのストロークとを所定のレンジ
内で自動調節して、常時その回転数が高い範囲で
ポンプのストロークを制御できるようにしたの
で、高精度の制御の下でポンプエネルギ効率の向
上等を達成できる注入量制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案注入量制御装置の構成の一例を
示すブロツク線図である。 １……比率設定器、２……ポンプ、３……コン
トローラ、４……掛算器、５……回転数コントロ
ーラ、６……回転数制御モータ、７……回転数検
出器、８……回転数トランスミツタ、９，１０…
…オン・オフコントローラ、１１……ストローク
ドライバユニツト、１２……ストローク検出器、
１３……ストロークトランスミツタ、Ａ……注入
量、Ｆ……原液流量、DS……注入量設定値、Ｄ
……注入量検出値、CS……調節値、RS……回転
数制御値、Ｒ……回転数検出値、Ｚ……ストロー
ク検出値。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 原液に注入する注入液の流量をプランジヤポ
   ンプを介して所定の注入率に制御する注入量制
   御装置において、前記注入率を設定し、設定し
   た注入率と前記原液の流量から注入量目標値を
   得る手段と、前記プランジヤポンプから検出し
   た回転数とストロークから注入量検出値を得る
   手段と、前記注入量目標値と前記注入量検出値
   との偏差が小さくなるように前記回転数を制御
   する手段と、前記プランジヤポンプの回転が所
   定の回転数範囲で行われるように前記ストロー
   クを可変制御する手段とを具備したことを特徴
   とする注入量制御装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、前記所定の回転数範囲は高速の領域で
   あることを特徴とする注入量制御装置。