JP2013185835A - Powder-particle body flow rate measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉粒体流量計測装置に関し、より詳細には、粉体が堆積及び積層することを防止できる粉粒体流量計測装置に関する。 The present invention relates to a granular material flow rate measuring device, and more particularly, to a granular material flow rate measuring device capable of preventing powder from being deposited and stacked.
従来、ホッパー等から投入され、落下する粉粒体を受板等で受け、粉粒体の流量を計測する粉粒体流量計測装置がある(例えば、特許文献1図4を参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a granular material flow rate measuring device that receives a granular material that is input from a hopper or the like and falls with a receiving plate or the like and measures the flow rate of the granular material (see, for example,
従来の粒体流量計測装置を用いて、粒体よりも細かい粉体を計測しようとすると、粉体の種類によっては受板の上に粉体が堆積及び積層してしまい、これによって、粉体の正確な流量を計測できなくなるという問題があった。 When trying to measure a finer powder than a granule using a conventional granule flow rate measuring device, the powder accumulates and is laminated on the receiving plate depending on the type of the powder. There was a problem that it was impossible to measure the exact flow rate.
この問題を解決するために受板を摩擦係数の小さいポリテトラフルオロエチレン等の材料で被覆することを試みたが、やはり、粉体が受板に堆積及び積層してしまい、粉体の流量を正確には測定できなかった。 In order to solve this problem, an attempt was made to coat the backing plate with a material such as polytetrafluoroethylene having a small friction coefficient. However, the powder was deposited and laminated on the backing plate, and the flow rate of the powder was reduced. It was not possible to measure accurately.
そこで、本発明は、粉体を測定する際に、粉体が堆積及び積層を防止することができ、その流量を正確に測定することが可能な粉粒体流量計測装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has an object to provide a granular material flow rate measuring device capable of preventing powder accumulation and stacking and measuring the flow rate accurately when measuring powder. And
本発明は、上流側配管に接続される投入管と、下流側配管に接続される排出管と、該投入管と該排出管との間に傾斜して設けられ、該上流側配管、該投入管、該排出管及び該下流側配管と共に粉粒体の流路を形成する検出管と、該検出管と該投入管及び該排出管との非接触状態を保持するように該検出管を支持し、該検出管に掛かる荷重を検出する荷重検出器と、該荷重検出器を所定位置に固定すると共に該投入管及び/又は該排出管に固定する固定部とを備え、該荷重検出器が検出した値に基づいて該粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体流量計測装置である。 The present invention is provided with an input pipe connected to the upstream side pipe, a discharge pipe connected to the downstream side pipe, and an inclination between the input pipe and the discharge pipe, and the upstream side pipe, the input pipe A detection tube that forms a flow path of the granular material together with the tube, the discharge tube, and the downstream pipe; and the detection tube is supported so as to maintain a non-contact state between the detection tube, the input tube, and the discharge tube A load detector for detecting a load applied to the detection pipe, and a fixing portion for fixing the load detector at a predetermined position and fixing the load detector to the input pipe and / or the discharge pipe. The granular material flow rate measuring device is characterized in that the flow rate of the granular material is measured based on the detected value.
又、本発明は、上流側配管と下流側配管との間に傾斜して設けられ、該上流側配管及び該下流側配管と共に粉粒体の流路を形成する検出管と、該検出管と該上流側配管及び該下流側配管との非接触状態を保持するように該検出管を支持し、該検出管に掛かる荷重を検出する荷重検出器と、該荷重検出器を所定位置に固定すると共に該上流側配管及び/又は該下流側配管に固定する固定部とを備え、該荷重検出器が検出した値に基づいて該粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体流量計測装置である。 In addition, the present invention is provided with an inclination between the upstream side pipe and the downstream side pipe, and a detection tube that forms a flow path of the granular material together with the upstream side piping and the downstream side piping, and the detection tube, A load detector that supports the detection pipe so as to maintain a non-contact state between the upstream pipe and the downstream pipe, detects a load applied to the detection pipe, and fixes the load detector at a predetermined position. And a fixed part fixed to the upstream pipe and / or the downstream pipe, and the flow rate of the granular material is measured based on the value detected by the load detector. It is a measuring device.
更に、本発明は、前記荷重検出器はロードセルであることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。本発明は、前記検出管は、その内壁に荷重方向に分力を発生させる様に粉粒体の流路に対して抵抗となる抵抗突起を有することを特徴とする粉粒体流量計測装置である。本発明は、前記抵抗突起の形状は平面視菱形又は凧形であることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。本発明は、前記投入管又は前記排出管は、直管、曲管又は異径管であることを特徴とする粉粒体流量計測装置である。 Furthermore, the present invention is the granular material flow rate measuring device, wherein the load detector is a load cell. The present invention provides the granular material flow rate measuring device, wherein the detection tube has a resistance projection which becomes a resistance against the flow path of the granular material so as to generate a component force in the load direction on the inner wall thereof. is there. The present invention is the particulate flow rate measuring device, wherein the shape of the resistance protrusion is a rhombus or a bowl shape in a plan view. The present invention is the particulate flow rate measuring device, wherein the input pipe or the discharge pipe is a straight pipe, a curved pipe or a different diameter pipe.
本発明は、粉粒体の流路を形成する配管の一部をその前後の配管に対して非接触状態で保持される検出管とし、検出管に掛かる荷重を荷重検出器で検出することによって、粉粒体の流量を計測できるようにしたため、従来の装置のような受板等が必要なく、計測対象が粉体であっても、堆積及び積層すること防止することができ、その流量を正確に計測することができる。 In the present invention, a part of the pipe forming the flow path of the granular material is used as a detection pipe that is held in a non-contact state with respect to the pipes before and after the pipe, and the load applied to the detection pipe is detected by a load detector. Since the flow rate of the granular material can be measured, there is no need for a receiving plate or the like as in the conventional apparatus, and even if the measurement target is powder, it can be prevented from being deposited and stacked, and the flow rate can be reduced. Accurate measurement is possible.
又、本発明は、投入管及び排出管を備えることで、検出管の前後の配管の傾斜角や管径を調整することができるので、様々な配管に検出管を管路して接続することができ、又、検出管に抵抗突起を形成することで検出管に掛かる荷重の検出感度を高めることができる。 In addition, since the present invention can adjust the inclination angle and the pipe diameter of the pipe before and after the detection pipe by providing the input pipe and the discharge pipe, the detection pipe is connected to various pipes by connecting them. Moreover, the detection sensitivity of the load applied to the detection tube can be increased by forming the resistance protrusion on the detection tube.
本発明の第1実施形態を図1及び2に基づいて説明する。先ず、粉粒体流量計測装置1の構成について説明する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the configuration of the granular material flow
粉粒体流量計測装置1は新設又は既設の上流側配管2と下流側配管3との間に設けられ、検出管4、投入管8、排出管9、固定部5、荷重検出器としてのロードセル6及び表示器7等を備えている。
The granular material flow
投入管8は検出管4を管路として上流側配管2に接続するために上流側配管2の先端2aに接続され、又、排出管9は検出管4を管路として下流側配管3に接続するために下流側配管3の基端3aに接続される。尚、投入管8及び排出管9の形状は上流側配管2、検出管4や下流側配管3の形状に合わせて適宜選択することができるが、例えば、上流側配管2や下流側配管3の管径と検出管4の管径とが相違する場合は異径管としたり、上流側配管2や下流側配管3の設置角が検出管4の傾斜角θと相違する場合は曲管としたりすることができる。
The
検出管4はテーパーが付けられた先細の管体であり、その基端4aの内径ID1が投入管8の先端8aの外径ED2より大きく且つその先端4bの外径ED1が排出管9の基端9aの内径ID2よりも小さくなるように形成される(つまり、ID1>ED2、ED1<ID2である)。
そして、検出管4は、その基端4aに投入管8の先端8aが挿入され、又、その先端4bが排出管9の基端9aに挿入されることで、上流側配管2、投入管8、排出管9及び下流側配管3と共に粉粒体Pの流路を形成する(以下、検出管4と投入管8との接続箇所を挿入部10と、検出管4と排出管9との接続箇所を挿入部11という)。
The
更に、後述するように粉粒体Pによる検出管4に掛かる荷重Wを検出するために(詳細については、段落[0023]を参照)、検出管4は、投入管8及び排出管9と非接触状態で保持され、水平面Hに対して傾斜した状態で投入管8及び排出管9に管路として接続される。尚、検出管4の傾斜角θは、計測対象の粒度やその他性質によって適宜設定することができ、粒体の場合は約35°、粉体の場合は約60°に設定される。
Furthermore, in order to detect the load W applied to the
本実施形態において、検出管4と投入管8又は排出管9との間の間隙(図示せず)から粉粒体Pが漏れることを防止するために挿入部10及び11は接続チューブ12又は13によって覆われており、接続チューブ12及び13はバンド14によって検出管4と投入管8又は排出管9に固定される。つまり、該間隙は接続チューブ12又は13によって外部との間が遮断されていることとなるため粉粒体Pの漏れを防止することができる。
In this embodiment, in order to prevent the granular material P from leaking from a gap (not shown) between the
ロードセル6は、その検出部6aを介して、検出管4と投入管8及び排出管9とを非接触状態及び検出管4の傾斜角θを保持するように支持し、その様に支持される検出管4に掛かる荷重Wを検出するためものである。そして、その検出結果を、ロードセル6と接続された表示器7に出力する。又、本実施形態においては、ロードセル6の検出部6aは、検出管4の下面4cの略中心部に取り付けられている。つまり、検出管4はロードセル6の検出部6aによってその下方より支持されていることとなる。
The
固定部5は、ロードセル6を所定位置に固定すると共に投入管8及び排出管9に固定するために設けられる。本実施形態において固定部5は、略コ字状の固定金具であり、投入管8及び排出管9との間に、検出管6を跨ぐ様に架設され、両端に設けられたクランプによって固定されている。
The fixing
尚、上流側配管2や下流側配管3の設置角、管径によっては、検出管4を上流側配管2又は下流側配管3に直接管路として接続することもできる。この場合において、検出管4は、その基端4aの内径ID1が上流側配管2の先端2aの外径ED3より大きく、且つその先端4bの外径ED1が下流側配管3の基端3aの内径ID3よりも小さくなるように形成される(つまり、ID1>ED3、ED1<ID3である)。又、固定部5は、上流側配管2及び下流側配管3との間に、検出管6を跨ぐ様に架設される。
Depending on the installation angle and the pipe diameter of the
次に、粉粒体流量計測装置1の動作について説明する。粉粒体Pが上流側配管2から投入管8を経て検出管4に投入されると、その投入量に応じて検出管4に掛かる荷重Wが動的に変化する。そして、この荷重Wの変化に応じてロードセル6の検出部6aが変位し、ロードセル6は該変位量に応じた検出値を表示器7に出力する。表示器7は該検出値を基に流量値(単位時間当たりの粉粒体の重量)や積算値(流れた粉粒体の総重量)等を計算すると共にその結果を表示する。
Next, operation | movement of the granular material flow
又、本実施形態では検出管4の上流に設けられ、粉粒体Pを上流側配管2に排出するスクリューコンベア(例えば、テスト装置15のスクリューコンベア16)等の排出機等と表示器7とを連動させるようにすれば、該計測結果を基に粉粒体Pの排出量を制御し、流量自動制御を行うようにすることも可能である。
In the present embodiment, a discharger such as a screw conveyor (for example, screw
本発明の第2実施形態を図4及び5に基づいて説明する。第1実施形態との相違は検出管4に抵抗突起19を設けたことである。尚、他の構成については、第1実施形態と同様であるので説明は割愛する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The difference from the first embodiment is that a
抵抗突起19は平面視略菱形又は略凧形の突起であり、検出管4の下面4c側にその一方の対角線を粉粒体Pの流下する方向に沿わせる様に設けられる。つまり、抵抗突起19は粉粒体Pが検出管4に投入され、検出管4内を流下する際に抵抗となるものである。
The
本実施形態では、粉粒体Pが上流側配管2から投入管8を経て検出管4に投入され、そして、粉粒体Pが抵抗突起19まで検出管4内を流下すると、抵抗突起19が抵抗となり、粉粒体Pの流路Cが流路C1及びC2に分割される。その際、粉粒体Pの投入量に応じ垂直下方に働く抵抗力fが生じる。つまり、本実施形態では、粉粒体Pの流量を計測する際に、検出管4に掛かる荷重W及び抵抗力fの総和(W+f)の変化に応じてロードセル6の検出部6aが変位し、ロードセル6は該変位量に応じた検出値を表示器7に出力することとなる。
In the present embodiment, the granular material P is introduced from the
従って、本実施形態では第1実施形態よりも抵抗力fが生じる分、より高感度で粉粒体Pの流量を計測することができる。 Therefore, in the present embodiment, the flow rate of the granular material P can be measured with higher sensitivity because the resistance force f is generated than in the first embodiment.
以下に、本実施形態に対応する実施例について説明する。先ず、使用したテスト装置15について図3に基づいて説明する。テスト装置15はインバータ駆動のバケットエレベーター17、ホッパー18、インバータ駆動のスクリューコンベア16、粉粒体流量計測装置1から構成される。テスト装置15において、先ず、粉粒体Pはバケットエレベーター17の下部で、バケットエレベーター17内のバケット(図示せず)に入れられ、バケットエレベーター17の上部に向かって垂直輸送される。そして、粉粒体Pはバケットエレベーター17の上部でバケットからホッパー18へと排出される。
Hereinafter, examples corresponding to the present embodiment will be described. First, the used
バケットエレベーター17から排出された粉粒体Pはホッパー18を介してスクリューコンベア16に供給され、更に、該粉粒体Pはスクリューコンベア16から上流側配管2へと供給され、粉粒体流量計測装置1及び下流側配管3へと流れていくようになっている。尚、テスト装置15は、下流側配管3の先端がバケットエレベーター17の下部に接続されており、粉粒体Pがテスト装置15内を循環できるようになっている。
The granular material P discharged from the
尚、各実施例の計測結果のグラフ(図6乃至8)は、粉体Pの供給量(スクリューコンベア42の回転数(Hz))の変化に対する、繰り返し計測した計測時間30sにおける積算値の平均値との関係を表したものである。仮に、粉体が検出管10内に堆積するとするならば、積算値の誤差は粉体の供給量の増加に応じて大きくなる。そのため、該グラフは、粉体の堆積量が少ないほどより直線性を示すこととなる。
In addition, the graph (FIGS. 6 to 8) of the measurement results of each example shows the average of the integrated values in the measurement time 30 s repeatedly measured with respect to the change in the supply amount of the powder P (the rotation speed (Hz) of the screw conveyor 42). It represents the relationship with the value. If the powder accumulates in the
・粉体:上新粉(粒度≒300 μm)
・検出管4の傾斜角:θ=57°
・スクリューコンベア16の回転数:28 Hz(排出量≒0.75 kg/s)、24 Hz(排出量≒0.60 kg/s)、18 Hz(排出量≒0.49 kg/s)、12 Hz(排出量≒0.33 kg/s)
・ Powder: New powder (particle size ≒ 300 μm)
・ Inclination angle of detection tube 4: θ = 57 °
・ Rotation speed of screw conveyor 16: 28 Hz (discharge amount ≒ 0.75 kg / s), 24 Hz (discharge amount ≒ 0.60 kg / s), 18 Hz (discharge amount ≒ 0.49 kg / s), 12 Hz (discharge amount ≒ 0.33 kg / s)
本発明の実施例1について図6に基づき説明する。本実施例は上新粉(粒度≒300 μm)を流し、積算値を計測した場合の例である。平均積算値は粉体の供給量に対して直線性を示した。この結果は、検出管4内を上新粉が堆積することなく流れ、上新粉の流量に応じた積算値が得られていることを示している。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This example is an example in the case where a super fresh powder (particle size≈300 μm) is passed and the integrated value is measured. The average integrated value showed linearity with respect to the amount of powder supplied. This result shows that the upper fresh powder flows in the
・粉体:小麦粉(薄力2等粉)
・検出管4の傾斜角:θ=60°
・スクリューコンベア16の回転数:24 Hz(排出量≒0.44 kg/s)、18 Hz(排出量≒0.34 kg/s)、12 Hz(排出量≒0.23 kg/s)、6 Hz(排出量≒0.14 kg/s)
・ Powder: Wheat flour (thin 2nd flour)
・ Inclination angle of detector tube 4: θ = 60 °
・ Rotation speed of screw conveyor 16: 24 Hz (discharge amount ≈ 0.44 kg / s), 18 Hz (discharge amount ≈ 0.34 kg / s), 12 Hz (discharge amount ≈ 0.23 kg / s), 6 Hz (discharge amount ≒ 0.14 kg / s)
本発明の実施例2について図7に基づき説明する。第1実施例との相違は粉体として上新粉よりも細かい小麦粉(薄力2等粉)を用いたことである。この場合においても、上新粉の場合と同様にグラフは直線性を示し、小麦粉であっても検出管4内に堆積することなく、その流量に応じた積算値が得られた。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is that wheat flour (thin flour second grade) finer than upper fresh flour was used as the powder. Also in this case, the graph showed linearity as in the case of the upper fresh flour, and even if it was wheat flour, an integrated value corresponding to the flow rate was obtained without accumulating in the
・粉体:小麦粉(薄力2等粉)
・検出管4の傾斜角:θ=60°
・スクリューコンベア16の回転数:24 Hz(排出量≒0.44 kg/s)、18 Hz(排出量≒0.34 kg/s)、12 Hz(排出量≒0.23 kg/s)、6 Hz(排出量≒0.14 kg/s)
・ Powder: Wheat flour (thin 2nd flour)
・ Inclination angle of detector tube 4: θ = 60 °
・ Rotation speed of screw conveyor 16: 24 Hz (discharge amount ≈ 0.44 kg / s), 18 Hz (discharge amount ≈ 0.34 kg / s), 12 Hz (discharge amount ≈ 0.23 kg / s), 6 Hz (discharge amount ≒ 0.14 kg / s)
本発明の実施例3について図8に基づき説明する。実施例2との相違は平面視略菱形の抵抗突起19を検出管4に設けたことである。この場合においても、実施例2と同様に平均積算値は粉体の供給量に対して直線性を示した。そして、実施例3の各平均積算値は対応する実施例2の平均積算値の約2倍であった。この結果は、検出管4に抵抗突起19を設けたとしても小麦粉(薄力2等粉)が堆積することなく流れ、抵抗突起19を設けたことによって、その感度を約2倍にすることができることを示している。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference from the second embodiment is that a
以上説明したように、本発明は投入管8及び排出管9又は上流側配管2及び下流側配管3との間に傾斜させつつ、それらとは非接触状態で保持された検出管4を設け、そのような状態の検出管4に掛かる荷重を動的にロードセル6で検出することによって、粉体を流しても、粉体の堆積等を防止することができ、その流量を正確に計測することが可能である。そして、当然に、粉体よりも粒度の粗く、元々堆積し難い粒体の流量についても正確に計測することができる。
As described above, the present invention is provided with the
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。ロードセル6の検出部6aを検出管4の上面4d側に取り付け、検出管4を検出部6aで吊り下げる様にロードセル6で支持しても良く、ロードセル6の取り付け位置に応じて固定部5の位置も適宜変更することができる。更に、固定部5はロードセル6を所定位置に保持できればよく、その一端のみを上流用配管2又は下流用配管3の一方に固定するようにしてもよいし、又、その形状は適宜変更可能である。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The detection portion 6a of the
1 粉粒体流量計測装置 2 上流側配管
2a 先端 3 下流側配管
3a 基端 4 検出管
4a 基端 4b 先端
4c 下面 4d 上面
5 固定部 6 ロードセル
6a 検出部 7 表示器
8 投入管 8a 先端
9 排出管 9a 基端
10 挿入部 11 挿入部
12 接続チューブ 13 接続チューブ
14 バンド 15 テスト装置
16 スクリューコンベア 17 バケットエレベーター
18 ホッパー 19 抵抗突起
θ 傾斜角 H 水平面
ID 内径 ED 外径
C 粉粒体流路 P 粉粒体
f 抵抗力 W 荷重
DESCRIPTION OF
Claims (6)
下流側配管に接続される排出管と、
該投入管と該排出管との間に傾斜して設けられ、該上流側配管、該投入管、該排出管及び該下流側配管と共に粉粒体の流路を形成する検出管と、
該検出管と該投入管及び該排出管との非接触状態を保持するように該検出管を支持し、該検出管に掛かる荷重を検出する荷重検出器と、
該荷重検出器を所定位置に固定すると共に該投入管及び/又は該排出管に固定する固定部とを備え、
該荷重検出器が検出した値に基づいて該粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体流量計測装置。 An input pipe connected to the upstream pipe;
A discharge pipe connected to the downstream pipe;
A detection tube that is provided between the input pipe and the discharge pipe and is inclined to form a flow path of the granular material together with the upstream pipe, the input pipe, the discharge pipe, and the downstream pipe;
A load detector for supporting the detection tube so as to maintain a non-contact state between the detection tube and the input tube and the discharge tube, and detecting a load applied to the detection tube;
A fixing portion for fixing the load detector at a predetermined position and fixing the load detector to the input pipe and / or the discharge pipe;
A granular material flow rate measuring apparatus that measures the flow rate of the granular material based on a value detected by the load detector.
該検出管と該上流側配管及び該下流側配管との非接触状態を保持するように該検出管を支持し、該検出管に掛かる荷重を検出する荷重検出器と、
該荷重検出器を所定位置に固定すると共に該上流側配管及び/又は該下流側配管に固定する固定部とを備え、
該荷重検出器が検出した値に基づいて該粉粒体の流量を計測することを特徴とする粉粒体流量計測装置。 A detection pipe that is provided between the upstream pipe and the downstream pipe, and that forms a flow path of the granular material together with the upstream pipe and the downstream pipe;
A load detector for supporting the detection pipe so as to maintain a non-contact state between the detection pipe and the upstream pipe and the downstream pipe, and detecting a load applied to the detection pipe;
A fixing portion for fixing the load detector at a predetermined position and fixing the load detector to the upstream pipe and / or the downstream pipe;
A granular material flow rate measuring apparatus that measures the flow rate of the granular material based on a value detected by the load detector.
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