JP2019167244A - コンベアシステム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ラインの物質詰まりの恐れを最小限にし、高い生産能力に向けた調整を可能にする。【解決手段】連続的な搬送ライン１３を形成する複数のパイプを備え、第１の搬送ライン部分と第２の搬送ライン部分の一方に連通し、物質Ｍを流体輸送するコンベアシステム１０で、前記搬送ラインを通って負の空気圧または真空をもたらすシステム圧力センサを備えるコンベア装置１と、物質供給装置２を備える。前記システム圧力センサは、前記コンベア装置内部のシステム圧力レベルを監視し、センサ通信ライン３を介し物質レベル信号１ａａをコントローラ４へと与え、該コントローラから第１の制御信号線５より制御信号を弁６を有する前記物質供給装置へ送信する。前記コントローラは、前記物質供給装置において前記搬送ラインへ注入する空気量制御のため、前記システム圧力レベルセンサ出力に応じ、前記弁および／または質量流量Ｍのそれぞれを制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、流体コンベアシステムに関し、一般的には、真空コンベアシステムに関する。

真空コンベアシステムは、真空コンベアと呼ばれることもあるが、例えば真空などの負圧下の流体によって複数の互いに接続されたパイプにて第１の出発場所と第２の到着場所との間で輸送可能な物質を輸送するために、周知である。典型的な真空コンベアシステムは、輸送可能な物質を空気圧によって運ぶためにパイプラインなどの連続的な搬送ラインへと相互接続されたいくつかのパイプを含む。第１の場所、すなわち出発地、および／または第２の場所、すなわち到着地の種々のコンベア装置が、パイプラインにおいて輸送可能な物質を運ぶためにパイプラインを流れる空気などの搬送流体に作用する力をもたらす。したがって、真空コンベアシステムは、連続的な搬送ラインにおいて負圧下または真空下の輸送流体によって物質を輸送する。多くの場合、これらの真空コンベアシステムにおいては真空が使用され、したがってそれらは単に「真空搬送技術」と呼ばれることもある。

パイプライン、すなわち真空搬送技術を使用するコンベアシステムの搬送ラインを形成するパイプを、直線状のパイプだけでなく、曲がったパイプも含めて、種々の場所間の物質の輸送を可能にする任意のやり方で配置することができる。搬送ラインにおける出発場所と到着場所との間の距離が、きわめて大きくてもよく、物質の輸送速度が、搬送ラインにおいてきわめて高くてもよいことを、理解できるであろう。

さらに、真空コンベアシステムは、典型的には、架橋する粉末から自由に流動する粉末までの多種多様な製品を取り扱う必要がある。

真空コンベアシステムの使用時の課題は、搬送ラインの閉塞の恐れを伴うことなく所望の能力が得られるようにシステム内のすべての機器を調整することである。

真空コンベアシステムを調整するとき、高い信頼性と能力との間のバランスが常に必要とされる。高い能力を達成しようと試みるとき、高密度での搬送が必要とされることがあり、すなわち搬送ラインにより大量の物質が存在する。これが、物質、搬送ラインの長さ、および搬送ラインの経路に応じて、搬送ラインにおける物質の詰まりにつながる可能性がある。

たとえ良好な設定が見つかった場合でも、温度、気圧、および湿度などの周囲の環境における因子が、搬送条件にきわめて大きく影響し、搬送ラインにおいて物質の詰まりが発生するように搬送条件を変化させる可能性がある。

ひとたび物質の詰まりが発生すると、搬送ラインの清掃が時間のかかる作業であり、生産の損失および全体としての能力の低下につながる。

本発明は、一態様によれば、真空コンベアシステムを制御するように構成されたコントローラとして実現されるアルゴリズムベースの制御システムを使用して典型的に実行される非手動制御を使用することによって、典型的にはコントローラによって実行されるアルゴリズムベースの機能による真空コンベアシステムのソフトウェアベースの制御を使用するコントローラにおいて、搬送ラインの物質の詰まりを監視し、防止するように働く制御システムに基づく。コントローラは、システム圧力信号をもたらすシステム圧力センサからの入力に応じて、搬送ラインを輸送される物質の搬送ラインおよび／または質量流量源のそれぞれの入口空気を制御するように構成される。システム圧力信号は、コントローラに伝えられ、制御信号が、コントローラから物質供給装置および／またはパイプ排出ユニットに送信される。

空気／物質の混合を決定するために、物質供給地点、典型的には物質供給装置における空気入口弁または通気口が、典型的には物質供給地点においてシステムに注入される空気（入口空気）の量を制御するように構成される。パイプ排出ユニットは、システム圧力センサからの情報を使用して、パイプ排出ユニットのパイプ排出機能、とくにはパイプ排出弁をいつ作動させるべきかを判断するコントローラによって実行されるアルゴリズムベースの機能によって制御される。

システム圧力センサは、典型的には、システム真空圧力などのシステム圧力を監視するように構成され、システム圧力信号をソフトウェアベースのコントローラへと送信し、コントローラから弁を有する物質供給装置へと制御信号を送信するように構成される。

搬送システムの内部、とくにはコンベア装置の内部の真空レベルを監視することによって、典型的には搬送ラインにおいて物質の詰まりがいつ起きようとしているかを予測することが可能である。物質の詰まりの兆候が示されると、コントローラは、搬送ラインへの空気を増やすことによって物質の量を減らし、したがって搬送ラインにおける物質の詰まりを回避するように動作する。空気／物質の混合は、物質供給地点における入口空気によって制御される。

典型的には、閉塞を防止するための第１のステップとして、物質供給地点における空気入口弁は、搬送ライン内の物質の量を減らすように構成される。これが役立たず、システムの内部が臨界のシステム圧力（真空）レベルに達すると、搬送ラインの第２の弁が開かれ、物質の流れを遮断し、搬送ラインを空にする。ひとたび真空レベルが臨界レベルから回復すると、第２の弁が閉じ、搬送ラインにおける物質の輸送を続けることができる。

典型的には、臨界の真空に達し、上記の事象（サイクル）が発生すると、そのサイクルが評価され、それが安全な搬送ではないことが学習され、物質／空気の混合が空気入口弁をより適切な位置へと変更することによって調整され、弁が再び安全でない位置へと戻ることがないように調整範囲が制限される。

本発明の一実施形態によれば、第１の搬送ライン部分と第２の搬送ライン部分との間で輸送可能な物質を輸送するための流体によって輸送可能な物質を輸送するためのコンベアシステムが提供される。搬送ライン部分は、連続的な搬送ラインを形成する複数のパイプを含む。このコンベアシステムは、
前記搬送ラインを通って負の空気圧または真空をもたらすように動作する前記第１または前記第２の搬送ライン部分の一方に連通したコンベア装置と、
物質供給装置と、
パイプ排出ユニットと
を備える。コンベア装置は、少なくとも１つのシステム圧力レベルセンサを備え、この少なくとも１つのシステム圧力レベルセンサは、コンベア装置の内部のシステム圧力レベルを監視し、１つ以上のシステム圧力通信ラインを介してシステム圧力レベル信号をコントローラへと与え、コントローラから第１の制御信号線を介して制御信号を弁を有する物質供給装置へと送信するように構成され、コントローラは、供給装置において搬送ラインへと注入される空気の量を制御するために、少なくとも１つのシステム圧力レベルセンサからの出力に応じて、物質供給装置の弁および／または質量流量（Ｍ）のそれぞれを制御するように構成され、搬送ラインは、搬送ライン内の第２の弁を備え、この第２の弁を、物質の流れを断ち、搬送ラインを空にするために開くことができ、ひとたびシステムの圧力レベルが臨界のシステム圧力レベルから回復すると、第２の弁は、搬送ラインにおける物質の輸送を続けることができるよう、閉じられるように構成されている。

本発明は、種々の実施形態により、搬送ラインにおける物質の詰まりの恐れを最小限にしつつ、より高い能力に向けた調整を可能にすることによって、ユーザに利益をもたらす。これは、信頼できる生産を保証する。

次に、本開示および本開示のさらなる利点のより完全な理解のために、以下の詳細な説明を図面と併せて参照する。

システム圧力センサを有するコンベア装置と、パイプ排出ユニットを備えた搬送ラインとを含む真空コンベアシステムを示している。

ここで添付の図面を参照するが、それらは提示される発明の種々の関連の特徴の説明を少なくとも助けるように意図されている。この点に関し、以下の説明は、例示および説明の目的で提示されている。さらに、この説明は、本発明について開示される実施形態を本明細書に開示される形態に限定しようとするものではない。したがって、以下の教示ならびに関連技術の技能および知識に見合った変形および修正は、提示される発明の範囲に包含される。

ここで図１を参照すると、本発明による真空コンベアシステム１０の一実施形態が示されている。真空コンベアシステム１０は、輸送可能な物質Ｍを第１の搬送ライン部分１１と第２の搬送ライン部分１２（搬送ライン部分１１、１２を概略的に示すように意図された分割線を参照）との間で（典型的には、第１の搬送ライン部分１１から）搬送するために、ここでは真空である負圧を有する圧縮空気などの流体によって真空コンベアシステム１０において輸送可能な物質Ｍ（図示せず）を運ぶための少なくとも１つのコンベア装置１を備える。搬送ライン部分１１、１２は、搬送ライン１３（一例として、これに限られるわけではないが、円形の断面であってよい）を形成する複数の相互接続されたパイプ（図示せず）を含み、搬送ライン１３のパイプは、例えばステンレス鋼で製作でき、あるいは物質Ｍを輸送するための搬送ライン１３を形成する用途に応じた任意の他の適切な材料で製作できる。この実施形態による真空コンベアシステム１０は、第２の搬送ライン部分１２に接続された１つのコンベア装置１と、第１の搬送ライン部分１１に接続された物質供給装置２とを備える。

コンベア装置１は、典型的には輸送可能な物質Ｍを搬送（輸送）するためのパイプラインである搬送ライン１３を流れる空気などの流体に作用する力（矢印によって示されている搬送ライン１３における流れの方向を参照）をもたらす。したがって、搬送ライン１３は、典型的には真空である負の流体圧力の下で物質Ｍを輸送する。ここで、真空は、コンベア装置１によってもたらされる。

本明細書において、用語「第１の部分」は、出発場所を含み、用語「第２の部分」は、到着場所を含む。

搬送ライン部分１１、１２は、コンベア装置１への連続的な搬送ライン１３を形成する複数のパイプを含む。コンベア装置１は、第１または第２の搬送ライン部分１１、１２の一方に接続され、連続的な搬送ライン１３を通って流体圧力、典型的には負の空気圧、または真空をもたらすように動作する空気源などの流体源を備える。

ここで、本開示において、用語「コンベア装置」は、流体駆動エジェクタポンプ、電動真空ポンプ、真空コンベア装置のうちの少なくとも１つを含む。コンベア装置１は、例えば、本出願の出願人であるＰｉａｂ ＡＢ、Ｓｗｅｄｅｎによって製造および販売されている従来からの真空コンベアユニットであってよい。

ここで、本開示において、用語「輸送可能な物質」は、架橋する粉末から自由に流動する粉末までを含む空気などの流体によって輸送することができる任意の物質である。

ここで、本開示において、用語「流体」は、空気やチッ素を含むが、これらの流体に限定されない。

ここで、本開示において、用語「流体源」は、エジェクタポンプ、電気真空ポンプ、およびフィードホッパに含まれ、あるいはこれらに接続されるが、これらに限定されるわけではなく、流体が空気である場合には「空気源」と呼ばれる。

この特定の実施形態によれば、コンベア装置１は、コンベア装置１に設けられた１つのシステム圧力センサ１ａを有する。

システム圧力センサ１ａは、システム圧力信号１ａａをソフトウェアベースのコントローラ４へと与えるように構成されたコンベア装置１の内部の物質のレベルを監視するように構成されている。センサ１ａは、これに限られるわけではないが、搬送ライン１３内の供給装置２において空気／物質を混合するためのできる限り最良の設定を発見するための情報を収集するために使用される。

コントローラ４は、物質供給装置２の入口空気（空気以外の別の流体でもよい）および／または搬送ライン１３における物質の質量流量を制御することによって、輸送可能な物質の輸送において物質の量を減らすことを可能にする制御信号５を生成する。このようにして、本質的に制御可能な物質の質量流量を、搬送ライン１３において得ることができる。

コントローラ４を、異なる種類のさらなる物質供給制御信号Ｓ_{ｍａｓｓ ｆｌｏｗ}を生成するようにさらに構成することができ、空気／物質Ｍの混合物を物質供給地点においてさらに制御することができる。

コントローラ４は、システム圧力信号１ａａをもたらすシステム圧力センサ１ａからの入力に応じて、搬送ライン１３を輸送される物質の搬送ライン１３および／または質量流量源１のそれぞれの入口空気を制御するように構成される。システム圧力センサ１ａは、典型的には、システム真空圧力などのシステム圧力レベルを監視するように構成され、システム圧力信号をソフトウェアベースのコントローラ４に送信するように構成されている。

システム圧力信号１ａａは、コントローラ４に送信され、制御信号が、コントローラ４から第１の制御信号線５を介して物質供給装置２へと送信され、さらには／あるいは別の信号線７を介してパイプ排出ユニット３０へと送信される。

別の実施形態（図１には示されていない）においては、システム圧力を監視できる限りにおいて、２つ以上のシステム圧力センサをコンベア装置１内またはシステム１０の別の場所に設けることができる。典型的には、コンベア装置１が少なくとも２つのシステム圧力センサを備える場合、コンベア装置１に設けられた少なくとも１つのセンサ１ａが、システム圧力信号１ａａを与えるように構成され、コントローラ４が、第１の制御信号線５を介して制御信号５ａを生成するように構成される。

コントローラ４は、単一のユニット（図示せず）に組み合わせられてもよいデジタルプロセッサおよびメモリを含むことができる。コントローラ４を、１つ以上のプログラム可能なデジタルコンピュータとして構成することができる。コントローラ４に、１つ以上のユーザインタフェース（図示せず）が接続可能であってよく、システムのユーザ（図示せず）は、この１つ以上のユーザインタフェースを介して、システム１０の動作を監視し、さらには／あるいはシステム１０の動作を制御するための１つ以上のコマンドを手動で入力することができる。

図１に関連して上述したコントローラ４は、システム１０内の弁６などの構成要素の物理的な動きをもたらす１つ以上の電気的および／または電気機械的な構成要素を含むことができる。

さらに、センサ１ａを、情報を収集してセンサ通信ライン３を介してコントローラ４へと転送するように構成することができ、コントローラ４を、センサからの情報を使用して、物質供給地点において空気／物質を混合するためのできる限り最良の設定を見つけるように構成することができる。

空気／物質の混合物を決定するために、物質供給地点に位置する弁６が、物質供給装置２においてシステム１０へと注入される空気の量を制御するように構成される。典型的には、弁６は、物質供給装置２に大気圧の入口空気を供給するように動作することができる。弁の６つの位置を、開度０％から１００％までに設定することができる。物質供給装置２は、例えば輸送される物質による搬送ライン１３の詰まりを防止するために、コントローラ４の制御にて調整されるように構成され、搬送ライン１３における物質Ｍの質量流量を希釈するように配置された制御可能なアクチュエータ５_１を備え、あるいはそのようなアクチュエータ５_１と通信するように構成され、そのようなアクチュエータ５_１と通信することができる。制御可能なアクチュエータ５_１は、例えばいわゆる「比例アクチュエータ」であるように電子的に調整することが可能であり、搬送ライン１３に連通した１つ以上の弁６を制御するように構成されてよい。弁６は、アクチュエータ５_１とは別体であってよく、あるいはアクチュエータ５_１に組み合わせられてもよい。あるいは、弁６を、アクチュエータ５_１を介さずに直接制御することも可能である。弁６（通気口であってもよい）は、正の圧力を大気へと逃がし、あるいは周囲空気を供給するように構成される（この特定の実施形態に関連して図示および説明されるように、真空システムとして具現化される場合）。

本発明は、種々の実施形態に従い、コントローラ４によって、例えばアルゴリズム、ならびにプロセッサ、メモリ、およびコンピュータプログラムコードを有し、（明示的には示されていない）アルゴリズムを実行するコンピューティング機器により、例えば弁６の位置をどのように設定するかを決定するように構成される。

弁６を、空気入口弁を備えた供給ホッパによってもたらしてもよい。チッ素が使用される場合、供給ホッパは蓋を備える。

パイプ排出ユニット３０は、システム圧力センサからの情報を使用して、パイプ排出ユニット３０のパイプ排出機能、とくにはパイプ排出弁をいつ作動させるべきかを判断するコントローラ４によって実行されるアルゴリズムベースの機能によって制御される。

典型的には、コンベア装置１の内部のシステム圧力レベル、典型的には真空レベルを監視することによって、典型的には搬送ライン１３の閉塞がいつ起きようとしているかを予測することが可能である。典型的には搬送ライン１３の閉塞の兆候が示されると、コントローラ４は、搬送ライン１３内の物質の量を減らすために搬送ライン１３への空気を増やすことが必要である旨の信号を、信号線５を介して物質供給装置２の弁６へと送ることによって動作する。空気／物質の混合は、供給装置２の空気入口弁６によって制御される。

典型的には、閉塞を防止するための第１のステップとして、物質供給地点における空気入口弁６は、搬送ライン１３内の物質の量を減らすように構成される。これが役立たず、ここではコンベア装置１であるシステムの内部が臨界のシステム圧力（真空）レベルに達すると、搬送ライン１３の第２の弁が開かれ、物質の流れを遮断し、搬送ラインを空にする。ひとたび真空レベルが臨界レベルから回復すると、第２の弁が閉じ、搬送ライン１３における物質の輸送を続けることができる。

臨界の真空に達し、上記の事象（サイクル）が発生すると、そのサイクルが評価され、それが安全な搬送ではないことが学習され、物質／空気の混合が空気入口弁６をより適切な位置へと変更することによって調整され、弁が再び安全でない位置へと戻ることがないように調整範囲が制限される。

典型的には、コントローラ４は、システム圧力センサ１ａからの情報を記憶するように構成され、典型的には各サイクルの真空情報を記憶し、それを使用して安全でないサイクルにつながると考えられる不適切な設定を回避する。

この実施形態の利点は、供給ホッパ２を介して真空搬送ライン１３へと過度に大量の物質が供給されることによる問題を、その特定の真空コンベアシステムの輸送能力および輸送される物質に関して、搬送ライン１３における物質Ｍの詰まりが回避されるように解決することである。

パイプ排出機能：
ここで図１を参照すると、パイプ排出機能を有するパイプ排出ユニット３０を含む真空コンベアシステム１０が示されている。

パイプ排出機能は、大きな揚程を有するコンベアシステム１０においてしばしば使用される。パイプ排出ユニット３０は、通常は、リフト部３１（ライン１３がこのリフト部で断たれることによって示されている）の直前に配置され、パイプライン１３を空にするために各サイクルの終わりにおいて作動する。通常は、チャージ時間が設定され、パイプ排出ユニット３０は、チャージ時間の終わりにおいて規定の時間の間、コントローラ４からパイプ排出ユニット３０へのパイプ排出信号１ｃｃによって作動する。

典型的には、閉塞を防止するための第１のステップとして、物質供給装置２における空気入口弁６が、搬送ライン１３内の物質の量を減らすために開かれる。これが役立たず、システムの内部が臨界のシステム圧力（真空）レベルに達すると、搬送ライン１３のパイプ排出ユニット３０の第２の弁３１が開かれ、物質の流れを遮断し、搬送ライン１３を空にする。ひとたび真空レベルが臨界レベルから回復すると、第２の弁３１が閉じ、搬送ライン１３における物質の輸送を続けることができる。

典型的には、臨界の真空に達し、上記の事象（サイクル）が発生すると、そのサイクルが評価され、それが安全な搬送ではないことが学習され、物質／空気の混合が、典型的には物質供給装置２である物質供給地点の空気入口弁６をより適切な位置へと変更することによって調整され、弁６が再び安全でない位置へと戻ることがないように調整範囲が制限される。

提示された発明の以上の説明は、例示および説明の目的で提示されている。さらに、この説明は、本発明を本明細書に開示された形態に限定しようとするものではない。したがって、上記の教示ならびに関連技術の技能および知識に見合った変形および修正は、提示された発明の範囲に包含される。本明細書において上述した実施形態は、本発明の実施について知られた態様を説明するとともに、本発明を、そのような実施形態および他の実施形態にて、提示された発明の個々の用途および使用によって必要とされる種々の変更を伴って利用することを、当業者にとって可能にするように、さらに意図されている。

Claims (9)

1. 第１の搬送ライン部分と第２の搬送ライン部分との間で輸送可能な物質を輸送するための流体によって該輸送可能な物質を輸送するためのコンベアシステムであって、
   前記第１および第２の搬送ライン部分は、連続的な搬送ラインを形成する複数のパイプを備え、
   当該コンベアシステムは、
   前記第１または前記第２の搬送ライン部分の一方に連通し、前記搬送ラインを通って負の空気圧または真空をもたらすように動作するコンベア装置と、
   物質供給装置と
   を備えており、
   前記コンベア装置は、少なくとも１つのシステム圧力センサを備え、
   前記少なくとも１つのシステム圧力センサは、前記コンベア装置の内部の１つ以上のシステム圧力レベルを監視し、センサ通信ラインを介して少なくとも１つの物質レベル信号をコントローラへと与え、該コントローラから第１の制御信号線を介して制御信号を弁を有する前記物質供給装置へと送信するように構成され、
   前記コントローラは、前記物質供給装置において前記搬送ラインへと注入される空気の量を制御するために、前記少なくとも１つのシステム圧力レベルセンサからの出力に応じて、前記物質供給装置の前記弁および／または質量流量のそれぞれを制御するように構成されている、ことを特徴とするコンベアシステム。
2. 前記コンベア装置は、システム圧力信号を与えるように構成された該コンベア装置に設けられた１つのシステム圧力センサを備え、前記コントローラは、前記第１の制御信号線を介して前記制御信号を生成するように構成されている、請求項１に記載のコンベアシステム。
3. 前記コンベア装置は、少なくとも２つのシステム圧力センサを備え、少なくとも１つのセンサは、前記コンベア装置に設けられ、システム圧力信号を与えるように構成され、前記コントローラは、前記第１の制御信号線を介して前記制御信号を生成するように構成されている、請求項１に記載のコンベアシステム。
4. 前記コントローラは、前記少なくとも１つのシステム圧力センサからの情報を記憶するように構成されている、請求項１に記載のコンベアシステム。
5. 前記コントローラは、異なる種類のさらなる物質供給制御信号を生成するようにさらに構成され、空気／物質の混合を物質供給地点においてさらに制御することができる、請求項１または２に記載のコンベアシステム。
6. 前記弁は、大気の入口空気を前記物質供給装置へともたらすように動作する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンベアシステム。
7. 前記弁は、通気口である、請求項６に記載のコンベアシステム。
8. 前記通気口は、比例アクチュエータを備える、請求項７に記載のコンベアシステム。
9. 前記コントローラは、臨界の真空に達し、パイプの閉塞が生じようとしていると考えられるときに、サイクルを評価し、サイクルが安全な搬送でなく、前記弁が安全でない位置にあると学習し、前記弁をより適切な位置へと変更することによって物質／空気の混合を調整し、前記弁が再び安全でない位置となることがないように調整範囲を制限する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコンベアシステム。