JPH0468473B2 - - Google Patents
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- JPH0468473B2 JPH0468473B2 JP59092938A JP9293884A JPH0468473B2 JP H0468473 B2 JPH0468473 B2 JP H0468473B2 JP 59092938 A JP59092938 A JP 59092938A JP 9293884 A JP9293884 A JP 9293884A JP H0468473 B2 JPH0468473 B2 JP H0468473B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は差動式往復動注入ポンプにおける注入
量自動制御方式に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic injection volume control system in a differential reciprocating injection pump.
差動式往復動注入ポンプは常に左右行程の吐出
量が一定であり、吐出圧力比も常時一定で然も吸
込弁、吐出弁がそれぞれ1個ですむので、経済的
且つすぐれた注入ポンプである。 Differential reciprocating injection pumps are economical and excellent injection pumps because the discharge amount of the left and right strokes is always constant, the discharge pressure ratio is always constant, and only one suction valve and one discharge valve are required. .
いま、その一例として油圧駆動方式の差動式往
復動注入ポンプを第1図により説明すれば、次の
通りである。 As an example, a hydraulically driven differential reciprocating injection pump will now be described with reference to FIG. 1.
1は電動機で、この電動機1を回転させると、
連結軸2、カツプリング3を通して可変吐出量油
ポンプ4が回転し、油槽5内の作動油はサクシヨ
ンフイルタ6、吸込管7を通り可変吐出量油ポン
プ4に吸入され加圧されて圧油となり、圧油管
8、流量計9、圧油管10を通り、注入ポンプの
駆動側たる油圧シリンダ11の室Aに供給され
る。12はピストンで、油圧シリンダ11の室B
内の作動油は管13を通り、メカニカル四方弁1
4を通り戻り管15から油槽5に還流する。 1 is an electric motor, and when this electric motor 1 is rotated,
The variable discharge oil pump 4 rotates through the connecting shaft 2 and the coupling ring 3, and the hydraulic oil in the oil tank 5 is sucked into the variable discharge oil pump 4 through the suction filter 6 and the suction pipe 7, and is pressurized to become pressurized oil. , a pressure oil pipe 8, a flow meter 9, and a pressure oil pipe 10, and are supplied to the chamber A of the hydraulic cylinder 11, which is the drive side of the injection pump. 12 is a piston, which is located in chamber B of the hydraulic cylinder 11.
The hydraulic oil inside passes through the pipe 13 and is connected to the mechanical four-way valve 1.
4 and returns to the oil tank 5 from the return pipe 15.
16はゲージ管17により圧油管8に接続され
た圧力計、18はレリーフ弁で、該レリーフ弁1
8は管19及び戻り管20によりそれぞれ圧油管
8、戻り管15に連結してある。21は圧油管1
0とメカニカル四方弁14とを連結する分岐管、
22はピストン12のピストンロツド、23は該
ピストンロツド22と一体のカムリング、24,
25は連結棒26の両側に設けたカム部、27は
メカニカル四方弁14及び連結棒26と一体の連
結棒である。 16 is a pressure gauge connected to the pressure oil pipe 8 through a gauge pipe 17; 18 is a relief valve;
8 is connected to the pressure oil pipe 8 and the return pipe 15 through a pipe 19 and a return pipe 20, respectively. 21 is pressure oil pipe 1
a branch pipe connecting 0 and the mechanical four-way valve 14;
22 is a piston rod of the piston 12, 23 is a cam ring integrated with the piston rod 22, 24,
25 is a cam portion provided on both sides of the connecting rod 26, and 27 is a connecting rod that is integrated with the mechanical four-way valve 14 and the connecting rod 26.
また、28は注入ポンプにおける注入側のシリ
ンダ、29はそのピストン、30は該ピストンの
ピストンロツドで、このピストンロツド30はカ
ムリング23と一体になつており、従つてピスト
ン29はピストン12と一体に運動するようにな
つている。31は吸込弁、32は注入すべき溶液
を収容したホツパー、33は該ホツパー32と吸
込弁31を結ぶ吸込管、34は吐出弁、35吐出
管で、ピストン29が右動すると、ホツパー32
内の溶液が吸込管33、吸込弁31を通つてシリ
ンダ28の室C内に吸込まれると共に室D内の溶
液は吐出管35を通つてそれを注入すべき箇所へ
送られ、ピストン29が左動すると、室C内の溶
液は吐出弁34、吐出管35を通つてその半分が
注入すべき箇所へ送られる一方、後の半分はシリ
ンダ28の室D内に吸込まれるようになつてい
る。 Further, 28 is the injection side cylinder of the injection pump, 29 is its piston, and 30 is the piston rod of the piston. This piston rod 30 is integrated with the cam ring 23, so the piston 29 moves together with the piston 12. It's becoming like that. 31 is a suction valve, 32 is a hopper containing a solution to be injected, 33 is a suction pipe connecting the hopper 32 and the suction valve 31, 34 is a discharge valve, and 35 is a discharge pipe. When the piston 29 moves to the right, the hopper 32
The solution in the chamber is sucked into the chamber C of the cylinder 28 through the suction pipe 33 and the suction valve 31, and the solution in the chamber D is sent through the discharge pipe 35 to the point where it is to be injected. When the solution is moved to the left, half of the solution in the chamber C passes through the discharge valve 34 and the discharge pipe 35 to the point to be injected, while the other half is sucked into the chamber D of the cylinder 28. There is.
以上により差動式往復動注入ポンプの一例が構
成されるのであるが、ピストン12の断面積をE
cm2とすると、ピストンロツド22の断面積は1/2
Ecm2になるようにすると共に、ピストン29の断
面積をFcm2とすると、ピストンロツド30の断面
積は1/2Fcm2となるように、それぞれピストンロ
ツドの直径が定められている。このようにする
と、油圧シリンダ11側においては実線矢印行程
方向に運動する場合、管13、メカニカル四方弁
14及び戻り管15内の油圧力損失を零とし、室
A部の油圧力をPKg/cm2とすると、ピストン12
を右方向に動かすために加えられる力WRは、
WR=P×E/2
となり、同様に左行程の場合は第1図から明らか
なように、室A、B部とも作動油圧力PKg/cm2が
作用する。従つて、前述したようにピストン12
に作用する力WLは、
WL=(E−E/2)P=P×E/2
となり、結局、WR=WLであるから、ピストン
12の左右行程に作用する力は全く同じになる。
同様にして、左右行程における所要油量VL、
VRを見ると、行程長をLcmとすれば、
右行程では、VR=(E−E/2)L
=(E×L)/2cm3
左行程では、VL=(E×L)/2cm3
で、左右行程に要する油量は全く同じである。 An example of a differential reciprocating injection pump is constructed as described above, and the cross-sectional area of the piston 12 is E.
If cm 2 , the cross-sectional area of the piston rod 22 is 1/2
The diameter of each piston rod is determined so that if the cross-sectional area of the piston 29 is Fcm2 , then the cross-sectional area of the piston rod 30 is 1/ 2Fcm2 . In this way, when the hydraulic cylinder 11 side moves in the stroke direction of the solid line arrow, the hydraulic pressure loss in the pipe 13, mechanical four-way valve 14, and return pipe 15 is made zero, and the hydraulic pressure in the chamber A section is reduced to PKg/cm. 2 , piston 12
The force WR applied to move the chamber to the right is WR=P×E/2.Similarly, in the case of left stroke, as is clear from Figure 1, the hydraulic oil pressure in both chambers A and B is PKg/cm. 2 comes into play. Therefore, as mentioned above, the piston 12
The force WL acting on the piston 12 becomes WL=(E-E/2)P=P×E/2, and since WR=WL, the forces acting on the left and right strokes of the piston 12 are exactly the same.
Similarly, the required oil amount VL for left and right strokes,
Looking at VR, if the stroke length is Lcm, then for the right stroke, VR=(E-E/2)L=(E×L)/2cm 3 For the left stroke, VL=(E×L)/2cm 3 The amount of oil required for the left and right strokes is exactly the same.
以上から油圧シリンダ11側の往復行程は同じ
力、同じ速度で連続して行われることが明らかで
ある。 From the above, it is clear that the reciprocating stroke on the hydraulic cylinder 11 side is performed continuously with the same force and at the same speed.
同様にして注入側のシリンダ28について見る
と、ピストン29の断面積に対しピストンロツド
30の断面積は1/2であるから、ピストン29の
右行程においては、室D内の溶液は吐出管35を
通り、その先端に接続した注入ホース等により注
入口に注入されるが、この場合室Cは体積が増大
するため低圧となり、吐出弁34は閉じ、吸込弁
31は開いて、ホツパー32内の溶液は吸込管3
3、吸込弁31を通り室C内に吸込まれる。 Similarly, regarding the cylinder 28 on the injection side, the cross-sectional area of the piston rod 30 is 1/2 that of the piston 29, so when the piston 29 moves to the right, the solution in the chamber D flows through the discharge pipe 35. The solution in the hopper 32 is injected into the inlet via an injection hose connected to its tip, but in this case, the volume of the chamber C increases, resulting in low pressure, the discharge valve 34 is closed, the suction valve 31 is opened, and the solution in the hopper 32 is injected into the inlet. is suction pipe 3
3. It passes through the suction valve 31 and is sucked into the chamber C.
また、左行程においては、室C内の圧力が上昇
し、吸込弁31は閉じ吐出弁34は開いて吐出管
35に溶液が吐出される一方、室Dの体積が増加
するため、吐出管35の溶液の半分は室Dに還流
し、残りの半分は吐出管35から注入すべき箇所
へ送られる。 In addition, in the left stroke, the pressure in the chamber C increases, the suction valve 31 closes and the discharge valve 34 opens, and the solution is discharged into the discharge pipe 35. On the other hand, the volume of the chamber D increases, so the discharge pipe 35 Half of the solution is returned to chamber D, and the other half is sent from the discharge pipe 35 to the point where it is to be injected.
前述したように、ピストン29の断面積に対し
てピストンロツド30のそれが1/2となつている
ため、油圧シリンダ11側と同様に、左右行程の
吐出量及び単位面積に対する作用吐出圧力が全く
同じになるので、左右行程に対して同一吐出量、
吐出圧力を保つことが可能となるのである。 As mentioned above, since the cross-sectional area of the piston rod 30 is 1/2 of the cross-sectional area of the piston 29, the discharge amount in the left and right strokes and the working discharge pressure per unit area are exactly the same, as on the hydraulic cylinder 11 side. Therefore, the discharge amount is the same for the left and right strokes,
This makes it possible to maintain the discharge pressure.
而して、室Aに圧油が供給されると、該圧油に
よりピストン12、カムリング23は実線矢印の
方向に運動し、ピストン12が油圧シリンダ11
の行程端に到達する直前にカム部24に衝突し
て、メカニカル四方弁14が切換えられ、圧油は
分岐管21、メカニカル四方弁14、管13を通
り室Bにも供給される。室A側のピストン12に
対する圧油作用面積は、ピストンロツド22の断
面積だけ少ないために、ピストン12、カムリン
グ23は点線矢印方向に運動し、油圧シリンダ1
1のピストン12が行程端に到達する直前にカム
リング23はカム部25に到達し、メカニカル四
方弁14は図示の位置に戻り、ピストン12は再
び実線矢印方向に運動する。即ち、可変吐出量油
ポンプ4から供給される圧油によりピストン1
2,29は連続して往復運動するのである。 When pressure oil is supplied to the chamber A, the piston 12 and the cam ring 23 move in the direction of the solid arrow, and the piston 12 moves toward the hydraulic cylinder 11.
Immediately before reaching the end of the stroke, it collides with the cam portion 24, the mechanical four-way valve 14 is switched, and the pressure oil is also supplied to the chamber B through the branch pipe 21, the mechanical four-way valve 14, and the pipe 13. Since the area of pressure oil acting on the piston 12 on the chamber A side is smaller by the cross-sectional area of the piston rod 22, the piston 12 and the cam ring 23 move in the direction of the dotted arrow, and the hydraulic cylinder 1
Immediately before the first piston 12 reaches the stroke end, the cam ring 23 reaches the cam portion 25, the mechanical four-way valve 14 returns to the illustrated position, and the piston 12 moves again in the direction of the solid line arrow. That is, the piston 1 is moved by the pressure oil supplied from the variable discharge amount oil pump 4.
2 and 29 continuously reciprocate.
従つて、理論的にはピストン12,29の往復
運動により吐出管35から溶液が一定量ずつ注入
すべき箇所に送られることになるのであるが、実
際には理論通りにはならない。 Therefore, although theoretically the reciprocating movement of the pistons 12 and 29 would send a fixed amount of solution from the discharge pipe 35 to the location where it is to be injected, in reality this does not work as theoretically.
[発明が解決しようとする課題]
即ちピストン12の断面積をEcm2、ピストン2
9の断面積をFcm2、油ポンプの吐出量をQ0/
min、注入ポンプ側の吐出量をQ/minとすれ
ば、
Q=Q0×F/E
であり、溶液の比重をγ、毎分の注入溶液の重量
変化をXmKgとすれば、
Xm=Qγ=(Q0×F/E)γ
となるので、溶液の比重が一定であれば、油ポン
プの吐出量Q0の測定値を適宜コントローラに取
込んで、測定値のQ0が常に一定値になるように
油ポンプを制御すれば、良好な制御を行うことが
可能であるかのように考えられるが、この方式は
次の点で好ましくない。[Problem to be solved by the invention] That is, the cross-sectional area of the piston 12 is Ecm 2 , and the piston 2 is
The cross-sectional area of 9 is Fcm 2 , and the discharge amount of the oil pump is Q 0 /
min, and the discharge amount on the injection pump side is Q/min, then Q=Q 0 ×F/E, and if the specific gravity of the solution is γ and the weight change of the injected solution per minute is XmKg, then Xm=Qγ = (Q 0 × F/E) γ Therefore, if the specific gravity of the solution is constant, the measured value of the oil pump discharge amount Q 0 can be taken into the controller as appropriate, and the measured value Q 0 will always be a constant value. It may be possible to achieve good control if the oil pump is controlled so that the following conditions occur; however, this method is unfavorable in the following respects.
即ち、まず、油圧シリンダ側においては、流量
計9の検出誤差やピストン12、メカニカル四方
弁14等の作動油の圧力変化に対する微小〓間か
らの洩れ量の変化などがあり、また、注入シリン
ダ側においては、吸込弁31、吐出弁34、ピス
トン29の摩耗等による効率の変化、注入シリン
ダの吸込速度に対する効率の変化などにより、常
時正確に、
Xm=(Q0×F/E)γ
の関係を保つことが不可能であるからである。 That is, first, on the hydraulic cylinder side, there are detection errors of the flow meter 9 and changes in the amount of leakage from small gaps due to pressure changes in the hydraulic oil of the piston 12, mechanical four-way valve 14, etc. , due to changes in efficiency due to wear of the suction valve 31, discharge valve 34, piston 29, etc., and changes in efficiency with respect to the suction speed of the injection cylinder, the relationship Xm = (Q 0 × F / E) γ is always accurately maintained. This is because it is impossible to maintain
更に、注入シリンダ側について見ると、ピスト
ン29の右行程においては室C内に溶液を吸込む
が、左行程においてはホツパー32内の溶液の吸
込みは全く行われない。 Furthermore, looking at the injection cylinder side, in the right stroke of the piston 29, the solution is sucked into the chamber C, but in the left stroke, the solution in the hopper 32 is not sucked at all.
この注入シリンダ側の吸込行程の状態は第2図
に示す通りであつて、図中、tは注入シリンダ側
の各往復行程の経過時間、Xはホツパー33の重
量を示し、t0は注入シリンダにおけるピストンの
1往復行程に要する時間、X0はこの1往復行程
におけるホツパー33の変化重量、即ち、上記シ
リンダによる1往復行程時間t0における注入ポン
プの吸込量、注入量である。 The state of the suction stroke on the injection cylinder side is as shown in FIG . The time required for one reciprocating stroke of the piston in , X 0 is the change in weight of the hopper 33 during this one reciprocating stroke, that is, the suction amount and injection amount of the injection pump in one reciprocating stroke time t 0 by the cylinder.
この図から明らかなように、1往復行程t0にお
いて前半のt0/2時間では吸込が行われないた
め、ホツパー重量Xの変化は全くなく、後半の
t0/2時間のみでホツパー重量がX0だけ変化する
が、注入シリンダによる注入は休止することなく
行われている。 As is clear from this figure, in one reciprocating stroke t 0 , suction is not performed in the first half t 0 /2 hours, so there is no change in the hopper weight X, and in the second half
Although the hopper weight changes by X 0 only in t 0 /2 hours, the injection by the injection cylinder continues without interruption.
一般にコントローラのサンプリング周期は0.2
秒程度であるから、注入シリンダにおけるピスト
ンの1往復行程に要する時間t0が極めて長いと
き、例えば数十秒を要するときには、上記X0の
変化を平滑化してもホツパー重量の変化量に基づ
いた駆動シリンダの制御では駆動シリンダを制御
追随させる速度が極めて遅くならざるを得ないた
め、良好な自動制御を行うことは困難である。 Generally, the sampling period of the controller is 0.2
Therefore, if the time t 0 required for one reciprocating stroke of the piston in the injection cylinder is extremely long, for example, several tens of seconds, even if the change in In controlling the drive cylinder, the speed at which the drive cylinder follows the control must be extremely slow, making it difficult to perform good automatic control.
[課題を解決するための手段]
本発明は上記のような従来技術の問題点を解決
することを目的としてなされたもので、その構成
は、差動式往復動注入ポンプにおいて注入シリン
ダの吸込側に注入すべき溶液を収容するホツパー
を重量検出可能に設けると共に該ポンプの油圧シ
リンダによる駆動側に流量検出器又は速度検出器
等を設ける一方、マイクロコンピユータ、タイマ
等を内蔵し前記注入ポンプの1往復行程の時間と
その時間における注入量を、それぞれ基準時間と
基準注入量として設定できるようにしたコントロ
ーラを配し、該コントローラによつて前記注入ポ
ンプの実際の往復行程時、前記基準時間における
前記ホツパーの重量変化量と前記油圧シリンダの
圧油の流量又は油圧シリンダの行程長とを検出
し、該検出流量又は検出行程長と前記ホツパーの
重量変化量から両者の比例割合を単位時間当りの
圧油の流量又は行程長に対する重量変化として求
め、前記注入ポンプの次の1往復行程の前記基準
時間経過時点において検出演算される前記油圧シ
リンダの圧油の単位時間当りの流量又は行程長
に、前記比例割合を乗じて当該注入ポンプの見込
み注入量を演算し、この演算値を前記コントロー
ラに予め設定した注入量と比較して得られる制御
信号により前記注入ポンプの駆動側の圧油の流量
又は油圧シリンダの行程速度を制御して注入ポン
プの注入量を制御することを特徴とするものであ
る。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made for the purpose of solving the problems of the prior art as described above, and has a configuration in which the suction side of the injection cylinder is A hopper containing a solution to be injected into the injection pump is provided so that its weight can be detected, and a flow rate detector or a speed detector is provided on the drive side of the pump by the hydraulic cylinder. A controller is provided that allows the time of the reciprocating stroke and the injection amount at that time to be set as a reference time and the reference injection amount, respectively, and the controller allows the time of the reciprocating stroke and the injection amount at the reference time to be set by the controller. The amount of change in the weight of the hopper and the flow rate of pressure oil in the hydraulic cylinder or the stroke length of the hydraulic cylinder are detected, and the proportional ratio between the two is determined from the detected flow rate or stroke length and the amount of change in the weight of the hopper. The flow rate or stroke length of the pressure oil of the hydraulic cylinder per unit time, which is determined as a weight change with respect to the oil flow rate or stroke length, and is detected and calculated at the time point when the reference time of the next reciprocating stroke of the injection pump has elapsed; The expected injection amount of the injection pump is calculated by multiplying by the proportional ratio, and this calculated value is compared with the injection amount preset in the controller.The flow rate or oil pressure of the pressure oil on the drive side of the injection pump is determined by the control signal obtained. This system is characterized in that the injection amount of the injection pump is controlled by controlling the stroke speed of the cylinder.
[作用]
即ち、本発明は差動式往復動注入ポンプにおけ
る注入シリンダの吸込側に重量検出可能なホツパ
ーを設けると共に、該ポンプを駆動する油圧シリ
ンダ等による駆動側に流量検出器又は速度検出器
等を設ける一方、注入ポンプの一往復行程の基準
時間、その間での基準注入量を設定できるコント
ローラを設け、前記注入ポンプのシリンダが実際
に1往復行程するとき、この行程での基準時間の
経過を検出すると共に、この基準時間におけるホ
ツパーの変化重量と、この間の往復行程における
前記油圧シリンダの圧油の流量又はピストンロツ
ドの平均速度を検出し、前記1往復行程での基準
時間におけるホツパーの重量変化と、油圧シリン
ダ流量又は平均速度との比例割合を演算し、次の
往復行程が上記1往復行程と同じ時間で1往復す
るとし、次の行程での前記基準時間経過時におけ
る油ポンプの流量又はそのピストンの平均速度と
この値に前記比例割合を乗じた数値(見込み注入
量)と、コントローラに予め目標値として設定し
ている基準注入量とに基づいて現行程の油圧シリ
ンダの圧油側を制御し、以下、各行程ごとにこの
制御を行い、前記注入ポンプの各行程での注入量
を一定化しようとするものである。[Function] That is, the present invention provides a differential reciprocating injection pump with a hopper capable of detecting weight on the suction side of the injection cylinder, and a flow rate detector or speed detector on the drive side of the hydraulic cylinder or the like that drives the pump. In addition, a controller is provided that can set the reference time for one reciprocating stroke of the infusion pump and the reference injection amount during that time, and when the cylinder of the infusion pump actually makes one reciprocating stroke, the reference time elapses in this stroke. At the same time, the change in the weight of the hopper during this reference time and the flow rate of the pressure oil of the hydraulic cylinder or the average speed of the piston rod during the reciprocating stroke during this period are detected, and the change in weight of the hopper during the reference time during the one reciprocating stroke is detected. and the hydraulic cylinder flow rate or average speed, and assuming that the next reciprocating stroke takes the same time as the above one reciprocating stroke, the oil pump flow rate or The pressure oil side of the current hydraulic cylinder is calculated based on the average speed of the piston, the value obtained by multiplying this value by the proportional ratio (estimated injection amount), and the standard injection amount that is set in advance as a target value in the controller. This control is then performed for each stroke in order to make the injection amount constant in each stroke of the infusion pump.
[実施例]
次に本発明の実施の一例を前述の油圧駆動方式
の差動式往復動注入ポンプについて説明する。[Example] Next, an example of the implementation of the present invention will be described with respect to the above-mentioned hydraulically driven differential reciprocating injection pump.
第1図において、36は可変吐出量油ポンプ4
に設けた電気油圧サーボ装置、37は流量計9の
検出端、38はホツパー32の重量を計測するロ
ードセル、39は該ロードセル38の検出端、4
0は連結棒27と連結され、メカニカル四方弁1
4の左右切換えによつてON、OFFするスイツ
チ、41はマイクロコンピユータ、タイマ等を内
蔵したコントローラで、流量計9の検出端37か
らの信号は信号ケーブル42により、ロードセル
38の検出端39からの信号は信号ケーブル43
により、また、スイツチ40のON、OFF信号は
信号ケーブル44により、それぞれコントローラ
41に入力されるようになつており、一方、コン
トローラ41から出される出力信号は信号ケーブ
ル45を通つて電気油圧サーボ装置36に入力さ
れるようになつている。 In FIG. 1, 36 is a variable discharge amount oil pump 4.
37 is a detection end of the flow meter 9; 38 is a load cell for measuring the weight of the hopper 32; 39 is a detection end of the load cell 38;
0 is connected to the connecting rod 27, and the mechanical four-way valve 1
A switch 41 is turned on and off by switching left and right at 4. A controller 41 has a built-in microcomputer, a timer, etc. The signal from the detection end 37 of the flowmeter 9 is sent from the detection end 39 of the load cell 38 via a signal cable 42. The signal is signal cable 43
In addition, the ON and OFF signals of the switch 40 are input to the controller 41 through a signal cable 44, while the output signal output from the controller 41 is input to the electro-hydraulic servo device through a signal cable 45. 36.
而して、コントローラ41には前述したよう
に、マイクロコンピユータ、タイマ等が内蔵さ
れ、そのタイマではメカニカル四方弁14の切換
えによるスイツチ40のON、OFF状態を利用し
て、該スイツチ40のONの瞬間から次にOFFに
なり、再度ONになるまでの時間即ち、駆動側の
油圧シリンダ11のピストン12の実際の1往復
行程に要する時間を計測時間tとして計測できる
ようになつている。 As mentioned above, the controller 41 has a built-in microcomputer, a timer, etc., and the timer uses the ON/OFF state of the switch 40 by switching the mechanical four-way valve 14 to turn the switch 40 ON or OFF. The time from the moment when it is turned OFF until it is turned ON again, that is, the time required for one actual reciprocating stroke of the piston 12 of the hydraulic cylinder 11 on the driving side, can be measured as the measurement time t.
また、マイクロコンピユータでは、前記ピスト
ン12の1往復行程の時間計測のため設定した基
準時間t0とその間での注入ポンプの目標注入量を
基準注入量X0として予め設定しておく。そして、
実際の往復行程において計測した往復行程時間t
が設定した基準時間t0より大きいときは、計測す
る時間をt0にし、この時間t0の間におけるホツパ
ー32の重量変化量ΔX0を、ロードセル38の検
出端39から信号ケーブル43を経て来る入力を
積算して演算し、同時に、流量計9の検出端37
から信号ケーブル42を経て来る入力を積算して
上記の計測した時間t0における油ポンプ4の流量
ΔQ0を演算し、上記の計測した時間t0において計
測されたホツパー32の重量変化量ΔX0と油ポン
プ4の流量ΔQ0から、両者の比例割合を定数Kと
して、この行程における定数K=ΔX0/ΔQ0の数
値で求めるようになつている。定数Kは、上記一
の行程での計測した時間t0における油ポンプの流
量に対するホツパーの重量変化を示している。 Further, in the microcomputer, the reference time t 0 set for measuring the time of one reciprocating stroke of the piston 12 and the target injection amount of the injection pump during that period are set in advance as the reference injection amount X 0 . and,
Round trip time t measured in actual round trip
is larger than the set reference time t0 , the measurement time is set to t0 , and the amount of weight change ΔX0 of the hopper 32 during this time t0 is transmitted from the detection end 39 of the load cell 38 via the signal cable 43. The input is integrated and calculated, and at the same time, the detection end 37 of the flowmeter 9
The flow rate ΔQ 0 of the oil pump 4 at the above measured time t 0 is calculated by integrating the inputs coming through the signal cable 42 from the above, and the amount of weight change ΔX 0 of the hopper 32 measured at the above measured time t 0 is calculated. From the flow rate ΔQ 0 of the oil pump 4 and the proportional ratio between the two as a constant K, the constant K=ΔX 0 /ΔQ 0 in this stroke is obtained. The constant K indicates the change in weight of the hopper with respect to the flow rate of the oil pump at time t 0 measured in the above-mentioned one stroke.
従つて、現在往復行程中、行程時間t0が経過し
た時点における油ポンプ4の流出量Δqを、コン
トローラ41において流量計9の検出端37から
の信号ケーブル42の入力を演算することにより
求め、この油ポンプの流量Δqに、上記比例定数
Kを乗じて現行程で見込まれる注入量ΔXを見込
み注入量として演算し、この値ΔXを予め目標値
として設定されたコントローラ41の基準注入量
X0と比較演算し、その演算結果により形成され
る制御出力を信号ケーブル45により電気油圧サ
ーボ装置36に加えて、可変吐出量油ポンプ4の
流量を自動的に制御するのである。 Therefore, during the current reciprocating stroke, the outflow amount Δq of the oil pump 4 at the time when the stroke time t 0 has elapsed is determined by calculating the input of the signal cable 42 from the detection end 37 of the flow meter 9 in the controller 41, The flow rate Δq of this oil pump is multiplied by the proportional constant K to calculate the injection amount ΔX expected at the current level as the expected injection amount, and this value ΔX is the reference injection amount of the controller 41 set in advance as a target value.
A comparison calculation is made with X 0 , and a control output formed from the calculation result is applied to the electro-hydraulic servo device 36 via a signal cable 45 to automatically control the flow rate of the variable discharge oil pump 4 .
即ち、本発明では、現往復行程の行程中に、時
間t0が経過するまでの油ポンプ4の流量を求め、
この値に、その前の往復行程において求められた
ホツパー32の重量変化量と油ポンプ4の流量と
から得られる比例定数Kを乗じて、現往復行程で
の注入ポンプの見込み注入量を演算し、この演算
した見込み注入量をコントローラに目標値として
設定した基準注入量と比較して現往復行程中にお
ける注入ポンプの注入量を制御せんとするもので
ある。 That is, in the present invention, during the current reciprocating stroke, the flow rate of the oil pump 4 until time t 0 elapses is determined,
This value is multiplied by the proportionality constant K obtained from the weight change of the hopper 32 and the flow rate of the oil pump 4 determined in the previous reciprocating stroke to calculate the expected injection amount of the injection pump in the current reciprocating stroke. The calculated expected injection amount is compared with a reference injection amount set as a target value in the controller to control the injection amount of the infusion pump during the current reciprocating stroke.
つまり、本発明では現往復行程においても直前
の往復行程の作動状態が維持されていると仮定し
て、現往復行程中における行程時間t0が経過した
ときの油ポンプ4の流量によつて現行程での注入
ポンプによる注入量がどれくらいになるかの見込
み注入量を算出し、算出された見込み注入量の値
と予め設定した基準注入量の値とが一致しない場
合に油ポンプ4の流量を現往復行程中に自動的に
制御するようにしたものである。 In other words, in the present invention, assuming that the operating state of the previous reciprocating stroke is maintained even in the current reciprocating stroke, the current flow rate of the oil pump 4 when the stroke time t 0 has elapsed during the current reciprocating stroke is Calculate the estimated amount of injection that will be injected by the injection pump at that time, and if the calculated expected amount does not match the preset standard injection amount, adjust the flow rate of the oil pump 4. It is designed to be automatically controlled during the current round trip.
特に、本発明は1往復行程が長い場合、その行
程の終了を待つてその都度注入量を制御するとす
れば、追随速度が遅れるという問題、及び、注入
シリンダ側のホツパー32の重量は1往復行程の
うちの半分の行程では変化しない点、即ち、注入
シリンダ28による溶液の吸込みは注入シリンダ
28の第1図における左行程では行われず、それ
故、現行程中の注入量を現行程中におけるホツパ
ー32の重量変化量からだけでは算出し難いとい
う問題を解消しているのである。 In particular, the present invention solves the problem that when one reciprocating stroke is long, if the injection amount is controlled each time after waiting for the end of that stroke, the follow-up speed will be delayed, and the weight of the hopper 32 on the injection cylinder side will be reduced during one reciprocating stroke. The point that does not change in half of the strokes, i.e., the suction of solution by the injection cylinder 28 does not occur in the left stroke of the injection cylinder 28 in FIG. This solves the problem that it is difficult to calculate only from the weight change amount of 32.
尚、ピストン12の1往復行程の計測時間tが
設定時間t0より小さい場合も上記方法により制御
可能であるが、ここでは、ピストン12の1往復
行程時間tにおけるホツパー32の重量変化量
ΔX0、即ち、ロードセル38の検出端39からの
入力信号から演算した注入量とコントローラ41
に設定した設定注入量X0とをそのまま比較して
その制御出力を信号ケーブル45により電気油圧
サーボ装置36に加えて可変吐出量油ポンプ4の
油吐出量を制御して注入量が常に設定値と一致す
るように制御することができる。 Note that even if the measured time t of one reciprocating stroke of the piston 12 is smaller than the set time t 0 , it can be controlled by the above method, but here, the weight change amount ΔX 0 of the hopper 32 in the one reciprocating stroke time t of the piston 12 , that is, the injection amount calculated from the input signal from the detection end 39 of the load cell 38 and the controller 41
The control output is directly compared with the set injection amount X 0 set to X 0, and the control output is sent to the electro-hydraulic servo device 36 via a signal cable 45 to control the oil discharge amount of the variable discharge oil pump 4 so that the injection amount is always the set value. can be controlled to match.
その理由は、1往復行程速度が速い場合、例え
ば、10秒以内であるときは、コントローラ41に
設定した注入量と比較しつつ前行程と現行程の注
入量の差を演算して制御しても、追随速度も充分
でスムースな制御ができるからである。しかし、
行程速度が遅い場合には、コントローラ41に設
定した注入量と比較しつつ現行程が完了して前行
程の注入量と比べ、その差にもとづく制御をする
と、追随速度も遅くなり、また、制御も円滑にで
きにくくなる。 The reason for this is that when the speed of one reciprocating stroke is fast, for example within 10 seconds, control is performed by calculating the difference between the injection amount between the previous stroke and the current stroke while comparing it with the injection amount set in the controller 41. This is because the following speed is sufficient and smooth control is possible. but,
If the stroke speed is slow, comparing the injection amount set in the controller 41 with the injection amount of the previous step after the current process is completed, and controlling based on the difference, the follow-up speed will also become slower. It also becomes difficult to do it smoothly.
尚、上記実施例においては、駆動源に油ポンプ
4に駆動される油圧シリンダを用い、流量計によ
る検出吐出量を利用して
K=ΔX0/ΔQ0
により比例定数Kを演算に利用するようにした
が、これとは別に、例えば、油圧シリンダや注入
シリンダのピストンロツド22,30の左右行程
の平均速度ΔV0を検出し、これと上記変化量ΔX0
とから得られる単位行程長当りの注入量を示す比
例定数K′を演算に利用するようにしてもよい。
また、油圧駆動方式ではなく、電動機によるクラ
ンク往復動ピストン差動方式ポンプで電動機の回
転速度を可変させる可変吐出量差動方式ピストン
ポンプにおいても、注入シリンダの1往復行程で
のクランクの平均回転速度とホツパー重量の変化
量から単位回転数(角)当りの注入量を示す比例
定数K″演算して前述したように利用することも
可能である。即ち、各駆動方式の往復動差動式ピ
ストンの1行程速度が遅い場合の吸込側重量計測
方式による注入量自動制御方式に有効であること
は論を俟たない。 In the above embodiment, the hydraulic cylinder driven by the oil pump 4 is used as the drive source, and the proportionality constant K is calculated using the discharge amount detected by the flowmeter as K=ΔX 0 /ΔQ 0 . However, apart from this, for example, the average velocity ΔV 0 of the left and right strokes of the piston rods 22 and 30 of the hydraulic cylinder or injection cylinder is detected, and this and the above variation ΔX 0 are detected.
A proportionality constant K' indicating the injection amount per unit stroke length obtained from the above may be used in the calculation.
In addition, even in a variable displacement differential piston pump that uses an electric motor to vary the rotational speed of a crank reciprocating piston differential pump rather than a hydraulic drive system, the average rotational speed of the crank during one reciprocating stroke of the injection cylinder It is also possible to calculate the proportionality constant K'' that indicates the injection amount per unit rotational speed (angle) from the change in hopper weight and use it as described above.In other words, the reciprocating differential piston of each drive method It goes without saying that this method is effective for automatically controlling the injection amount using the suction side weight measurement method when the one-stroke speed is slow.
[発明の効果]
上述のような自動制御方式を採用することによ
り、1往復行程時間の長短にかかわらず、常時ホ
ツパー32の重量変化量を基準として、直前の1
往復行程における比例定数Kを演算し、現行程の
途中で検出される圧油の流量を演算して求める現
行程での油ポンプの総流量に比例定数Kを乗ずる
ことにより得られる現行程で見込まれる注入ポン
プの注入量を、コントローラに予め目標値として
設定されている基準注入量と比較し、この比較結
果によつて油ポンプの制御を行うため、1往復行
程の時間に長短があつても、極めて追随速度の早
い良好且つ正確な注入量の制御が可能となり、従
つて、駆動側の圧力変化に対する圧油リーク量が
変化したり、油温に対するリーク量が変化するこ
と、或は、注入ポンプ側の容積効率が変化するな
ど、注入量を変化させる要因が生じたり、その要
因が変動しても常に正確に対応して注入ポンプに
よる所定の注入量を制御することが可能になる。[Effects of the Invention] By adopting the automatic control method as described above, regardless of the length of one round trip time, the previous one is always adjusted based on the weight change amount of the hopper 32.
Calculate the proportional constant K in the reciprocating stroke, calculate the flow rate of pressure oil detected during the current stroke, and multiply the total flow rate of the oil pump in the current stroke by the proportional constant K. The injection amount of the injection pump is compared with the reference injection amount that is set in advance as a target value in the controller, and the oil pump is controlled based on the comparison result. , it is possible to control the injection amount very accurately and with very fast follow-up speed. Therefore, it is possible to control the amount of pressure oil leakage depending on the pressure change on the drive side, the amount of leakage depending on the oil temperature, or the injection amount. Even if a factor that changes the injection amount occurs, such as a change in the volumetric efficiency of the pump, or the factor fluctuates, it is possible to always accurately respond and control a predetermined injection amount by the injection pump.
従つて、本発明方式は差動式往復動注入ポンプ
における注入量の自動制御方式として好適であ
る。 Therefore, the method of the present invention is suitable as an automatic control method for the injection amount in a differential reciprocating infusion pump.
第1図は本発明方式の一例の系統図、第2図は
注入ポンプ側の吸込行程状態を示す図である。
1……電動機、4……可変吐出量油ポンプ、5
……油槽、7……吸込管、8……圧油管、9……
流量計、11……油圧シリンダ、12……ピスト
ン、14……メカニカル四方弁、16……圧力
計、22……ピストンロツド、23……カムリン
グ、24,25……カム部、26,27……連結
棒、28……注入側シリンダ、29……ピスト
ン、30……ピストンロツド、31……吸込弁、
32……ホツパー、33……吸込管、34……吸
出弁、35……吐出管、36……電気油圧サーボ
装置、37……流量計の検出端、38……ロード
セル、39……ロードセルの検出端、40……ス
イツチ、41……コントローラ、42,43,4
4,45……信号ケーブル。
FIG. 1 is a system diagram of an example of the method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a suction stroke state on the injection pump side. 1...Electric motor, 4...Variable discharge amount oil pump, 5
... Oil tank, 7 ... Suction pipe, 8 ... Pressure oil pipe, 9 ...
Flowmeter, 11... Hydraulic cylinder, 12... Piston, 14... Mechanical four-way valve, 16... Pressure gauge, 22... Piston rod, 23... Cam ring, 24, 25... Cam portion, 26, 27... Connecting rod, 28... Injection side cylinder, 29... Piston, 30... Piston rod, 31... Suction valve,
32...Hopper, 33...Suction pipe, 34...Suction valve, 35...Discharge pipe, 36...Electrohydraulic servo device, 37...Detection end of flow meter, 38...Load cell, 39...Load cell Detection end, 40... Switch, 41... Controller, 42, 43, 4
4,45...signal cable.
Claims (1)
ダの吸込側に注入すべき溶液を収容するホツパー
を重量検出可能に設けると共に該ポンプの油圧シ
リンダによる駆動側に流量検出器を設ける一方、
マイクロコンピユータ、タイマ等を内蔵し前記注
入ポンプの1往復行程の時間とその時間における
注入量を基準行程における基準時間と基準注入量
として設定できるようにしたコントローラを配
し、前記注入ポンプの実際の往復行程時、前記コ
ントローラによつて前記基準時間経過時点におけ
る前記ホツパーの重量変化量と前記油圧シリンダ
の圧油の流量を検出し、該検出流量と前記ホツパ
ーの重量変化量から両者の比例割合を基準時間に
おける前記シリンダの圧油の流量に対する重量変
化として求め、前記注入ポンプの次の1往復行程
の前記基準時間経過時点において検出演算される
前記油圧シリンダの圧油の流量に、前記比例割合
を乗じて当該注入ポンプの見込み注入量を演算
し、この演算値を前記コントローラに予め設定し
た基準注入量と比較して得られる制御信号により
前記注入ポンプの駆動側の圧油の流量を制御して
注入ポンプの注入量を制御することを特徴とする
差動式往復動注入ポンプにおける注入量自動制御
方式。1. In a differential reciprocating injection pump, a hopper containing a solution to be injected is provided on the suction side of the injection cylinder so that its weight can be detected, and a flow rate detector is provided on the drive side of the pump by the hydraulic cylinder,
A controller is installed which has a built-in microcomputer, timer, etc., and is capable of setting the time of one reciprocating stroke of the infusion pump and the injection amount in that time as the reference time and reference injection amount in the reference stroke, During the reciprocating stroke, the controller detects the amount of change in the weight of the hopper and the flow rate of pressure oil in the hydraulic cylinder at the time point when the reference time has elapsed, and calculates the proportional ratio of both from the detected flow rate and the amount of change in the weight of the hopper. The proportional ratio is determined as a weight change with respect to the flow rate of pressure oil in the cylinder at a reference time, and the proportional ratio is calculated to the flow rate of pressure oil in the hydraulic cylinder, which is detected and calculated at the time point when the reference time elapses in the next one reciprocating stroke of the injection pump. The expected injection amount of the injection pump is calculated by multiplying the injection amount, and this calculated value is compared with a reference injection amount set in advance in the controller, and the flow rate of the pressure oil on the drive side of the injection pump is controlled by the control signal obtained. An automatic injection volume control system in a differential reciprocating injection pump characterized by controlling the injection volume of the injection pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092938A JPS60237177A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | System for automatically controlling injection amount in differential type reciprocating injection pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092938A JPS60237177A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | System for automatically controlling injection amount in differential type reciprocating injection pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60237177A JPS60237177A (en) | 1985-11-26 |
| JPH0468473B2 true JPH0468473B2 (en) | 1992-11-02 |
Family
ID=14068417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59092938A Granted JPS60237177A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | System for automatically controlling injection amount in differential type reciprocating injection pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60237177A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5914804Y2 (en) * | 1978-11-16 | 1984-05-01 | 大阪瓦斯株式会社 | Liquid microflow delivery device |
-
1984
- 1984-05-11 JP JP59092938A patent/JPS60237177A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60237177A (en) | 1985-11-26 |
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