JP2763128B2 - Powder flow measurement method - Google Patents

Powder flow measurement method

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JP2763128B2
JP2763128B2 JP5267789A JP5267789A JP2763128B2 JP 2763128 B2 JP2763128 B2 JP 2763128B2 JP 5267789 A JP5267789 A JP 5267789A JP 5267789 A JP5267789 A JP 5267789A JP 2763128 B2 JP2763128 B2 JP 2763128B2
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gutter
flow rate
granular material
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strain
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精博 三輪
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茂夫 須長
勇哲 熊木
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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、粉粒体の流量を測定する粉粒体流量測定方
法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring a flow rate of a granular material for measuring a flow rate of a granular material.

[従来の技術] 近年、プロセスの自動化が進み、粉粒体、例えば農業
一次産品である籾、小麦、小豆等の穀物若しくは工鉱業
産品であるプラスチックのチップ、ペレット、コーク
ス、石炭石、砂等を取扱う分野でも、自動化が推進され
ている。この自動化推進のため、これらの粉粒体の流量
を測定するために、種々の方法が知られている。例え
ば、粉粒体がある速度で落下して検出板に当たるときに
発生する衝撃荷重の水平分力を、荷重検出器を用いて検
出することにより測定する方法や(特開昭57-18901
3)、同水平分力をシャピン型ロードセルを用いて検出
することにより測定する方法や(特開昭60-122324)、
同水平分力を検出軸に貼設した歪ゲージを用いて検出す
ることにより測定する方法(特開昭60-164220)が知ら
れている。
[Related Art] In recent years, the automation of the process has been advanced, and powder and granules, for example, grains such as paddy, wheat, and red beans which are primary agricultural products, or plastic chips, pellets, coke, coal stone, sand, etc. which are industrial and mining products Automation is also being promoted in the field dealing with. For this automated propulsion, various methods are known for measuring the flow rate of these powders. For example, a method of measuring the horizontal component force of an impact load generated when a granular material falls at a certain speed and hits a detection plate by detecting the horizontal component force by using a load detector or a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-18901.
3), a method of measuring the horizontal component force by detecting the same using a Shapin type load cell (JP-A-60-122324),
A method of measuring the same by detecting the horizontal component using a strain gauge attached to a detection shaft (Japanese Patent Laid-Open No. 60-164220) is known.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、こうした従来の粉粒体流量測定方法で
は、粉粒体をある速度で落下させ、検出板に衝突させ
て、それによる水平分力を検出し、検出した水平分力
と、予め求められている流量と水平分力との関係から、
粉粒体の流量を測定しているが、検出板に衝突する際に
は、粉粒体と検出板との間に、摩擦力が生じる。また、
粉粒体の流量が増加すると、粉粒体は検出板でバウンド
することなく、流下するようになり、同様に、粉粒体と
検出板との間に、摩擦力が生じる。この摩擦力は、粉粒
体の含水率や、粉粒体の粒度等によって異なり、水平分
力を検出して流量を測定する際に、摩擦力に応じて、検
出する水平分力に誤差を生じ、ひいては、流量の測定に
誤差を生じるという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional method for measuring the flow rate of a granular material, the granular material is dropped at a certain speed, collides with a detecting plate, and the horizontal component force caused by the falling is detected and detected. From the horizontal component and the relationship between the flow rate and the horizontal component that are determined in advance,
Although the flow rate of the granular material is measured, a frictional force is generated between the granular material and the detection plate when colliding with the detection plate. Also,
When the flow rate of the granular material increases, the granular material flows down without bouncing on the detection plate, and similarly, a frictional force is generated between the granular material and the detection plate. This frictional force differs depending on the water content of the granular material, the particle size of the granular material, and the like. When detecting the horizontal component force and measuring the flow rate, an error is detected in the detected horizontal component force according to the frictional force. This causes a problem that an error occurs in the measurement of the flow rate.

この誤差を防ぐためには、粉粒体の含水率や、粉粒体
の粒度等に応じて、それぞれ流量と水平分力との関係を
予め求めていなければならず、そのために大変な労力を
必要とするという問題があった。
In order to prevent this error, the relationship between the flow rate and the horizontal component must be determined in advance in accordance with the water content of the powder and the particle size of the powder, etc., which requires a great deal of labor. There was a problem that.

そこで本発明は上記の課題を解決することを目的と
し、粉粒体の含水率や、粉粒体の粒度等による摩擦力の
変化に影響されることなく正確な粉粒体の流量を測定す
ることができる粉粒体流量測定方法を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to accurately measure the flow rate of a granular material without being affected by a change in frictional force due to the water content of the granular material or the particle size of the granular material. It is an object of the present invention to provide a method for measuring the flow rate of a powdery or granular material.

[課題を解決するための手段] かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するた
めの手段としての次の構成を取った。即ち、 連続して流動する粉粒体が傾斜した樋を通過する際
に、粉粒体により前記樋へ作用する前記樋と平行な分力
と、垂直な分力とを検出し、該水平な分力と垂直な分力
とに基づいて、前記粉粒体の流量を測定する粉粒体流量
測定方法がそれである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the object, the present invention has the following configuration as means for solving the problems. That is, when the continuously flowing powder and granular material passes through the inclined gutter, a component force parallel to the gutter and a vertical component force acting on the gutter by the granular material are detected, and the horizontal component is detected. This is a method for measuring the flow rate of the granular material based on the component force and the vertical component force.

[作用] 前記粉粒体流量測定方法は、連続して流動する粉粒体
が傾斜した樋を通過する際に、粉粒体により前記樋へ作
用する前記樋と平行な分力と、垂直な分力とを検出し、
該水平な分力と垂直な分力とに基づいて、前記樋と前記
粉粒体との間に生じる摩擦力をも加味した運動から前記
粉粒体の流量を測定する。従って、粉粒体の含水率や、
粉粒体の粒度等に影響されることなく正確な粉粒体の流
量を測定することができる。
[Operation] The method for measuring the flow rate of a powder material is characterized in that, when a powder material that flows continuously passes through an inclined gutter, a component force parallel to the gutter acting on the gutter by the powder material, Component force and
Based on the horizontal component force and the vertical component force, the flow rate of the granular material is measured from a movement that also considers a frictional force generated between the gutter and the granular material. Therefore, the moisture content of the granular material,
It is possible to accurately measure the flow rate of the granular material without being affected by the particle size of the granular material.

[実施例] 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例である粉粒体流量計の斜視
図、第2図は第1図のAA拡大断面図である。この粉粒体
流量計は、粉粒体としての籾CHが通過する断面口字状の
筒状の樋1を備えている。この樋1は、籾CHが流下可能
な傾斜角θを有して配設されており、例えば、本実施例
では水平面に対して30度の傾斜角θを有して配設されて
いる。また、樋1の上方の一端には、上方に開口したホ
ッパー2が連接されている。尚、樋1は、断面口字状に
限らず、断面U字状のものでも実施可能である。
FIG. 1 is a perspective view of a powder flow meter according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of AA in FIG. This powder flow meter is provided with a tubular gutter 1 having a square cross-section through which chaff CH as a powder material passes. The gutter 1 is disposed with an inclination angle θ at which the chaff CH can flow down. For example, in the present embodiment, the gutter 1 is disposed with an inclination angle θ of 30 degrees with respect to a horizontal plane. A hopper 2 that opens upward is connected to one upper end of the gutter 1. In addition, the gutter 1 is not limited to a square-shaped cross section, but may be a U-shaped cross section.

この樋1の下面には、弾性部材3が配設されており、
この弾性部材3には、一部に切欠き4,6を有する2個の
環状の環状部8,10が切欠き4,6を対抗させて、所定の間
隔で並設されている。この環状部8,10は、その幅が狭
く、またその肉厚も薄く形成されている。更に、切欠き
4,6を除いて、両環状部8,10に架設された上連結部12に
より各環状部8,10の上側約1/4が連結されており、同様
に両環状部8,10に架設された下連結部14により各環状部
8,10の下側約1/4が連結されている。このように、弾性
部材3は、上連結部12及び下連結部14により両環状部8,
10が連結されて切れ目のない連続したループ状に形成さ
れている。
An elastic member 3 is disposed on the lower surface of the gutter 1,
In this elastic member 3, two annular annular portions 8, 10 having notches 4, 6 in part are arranged side by side at predetermined intervals so as to oppose the notches 4, 6. The annular portions 8 and 10 are formed to have a small width and a small thickness. Furthermore, notches
Except for 4,6, about 1/4 of the upper side of each annular part 8,10 is connected by the upper connecting part 12 installed on both annular parts 8,10, and similarly, it is installed on both annular parts 8,10. Each annular part by the lower connecting part 14
About 1/4 of the lower side of 8,10 is connected. As described above, the elastic member 3 includes the upper connecting portion 12 and the lower connecting portion
10 are connected to form a continuous continuous loop.

一方、前記弾性部材3の上連結部12には、2個の
「L」字状の固定部材16の垂直面が、各々取り付けられ
ている。また、この固定部材16の水平面が樋1の下面に
取り付けられており、樋1と弾性部材3とが、一体的に
構成されている。更に、下連結部14にも、2個の「L」
字状の固定部材18の垂直面が、各々取り付けられてい
る。この固定部材18の水平面は、図示しないベース等に
固定される。
On the other hand, two vertical surfaces of two “L” shaped fixing members 16 are attached to the upper connecting portion 12 of the elastic member 3. The horizontal surface of the fixing member 16 is attached to the lower surface of the gutter 1, and the gutter 1 and the elastic member 3 are integrally formed. Further, the lower connecting portion 14 also has two "L"
The vertical surfaces of the letter-shaped fixing members 18 are respectively attached. The horizontal plane of the fixing member 18 is fixed to a base or the like (not shown).

一方、弾性部材3の中央には、下連結部材14の両側面
に、緩衝部材20,22の一端が固着されている。この緩衝
部材20,22の他端は、外側に広がっており、上連結部材1
2を両側から挟むような状態に形成されている。この両
緩衝部材20,22の他端には、各々制動部材24,26の一端が
貼り付けられており、各制動部材24,26の他端は、上連
結部材12の側面に各々圧接している。この制動部材24,2
6の材質として、本実施例においては、スポンジを用い
たが、例えば、フェルトやゴム等でも実施可能である。
On the other hand, at the center of the elastic member 3, one ends of the buffer members 20, 22 are fixed to both side surfaces of the lower connecting member. The other ends of the buffer members 20 and 22 are spread outward, and the upper connecting member 1
2 is formed so as to sandwich it from both sides. One end of each of the braking members 24 and 26 is attached to the other end of each of the buffer members 20 and 22, and the other end of each of the braking members 24 and 26 is pressed against the side surface of the upper connecting member 12 respectively. I have. This braking member 24,2
Although a sponge is used in this embodiment as the material of No. 6, for example, felt, rubber, or the like can be used.

また、両緩衝部材20,22の中央には、各々貫通孔28,30
が穿設されており、この貫通孔28,30に、ボルト32が挿
入されると共に、ボルト32にはナット34が螺入されてい
る。このボルト32及びナット34を締めることにより、両
緩衝部材20,22を介して制動部材24,26と上連結部材12と
の圧接力を調整することができる構成となっている。こ
の緩衝部材20,22,制動部材24,26,ボルト32,ナット34に
よりいわゆる緩衝器を構成している。尚、緩衝器として
は、前記実施例のほかに、いわゆるオイルダンパ形式の
ものを、両上下連結部材12,14の間に設けてもよい。
Also, through holes 28, 30 are provided at the centers of the buffer members 20, 22, respectively.
A bolt 32 is inserted into the through holes 28 and 30, and a nut 34 is screwed into the bolt 32. By tightening the bolt 32 and the nut 34, the pressure contact force between the braking members 24, 26 and the upper connecting member 12 can be adjusted via the buffer members 20, 22. The buffer members 20, 22, the braking members 24, 26, the bolt 32, and the nut 34 constitute a so-called buffer. As the shock absorber, a so-called oil damper type shock absorber may be provided between the upper and lower connecting members 12 and 14 in addition to the above embodiment.

一方、弾性部材3の一方の環状部8には、その外周
で、かつ樋1の傾斜と平行な環状部8の中心を通る線a
上に歪ゲージR1が貼り付けられている。この歪ゲージR1
が貼り付けられた反対側の環状部8の内周にも、歪ゲー
ジR2が貼り付けられている。更に、他方の環状部10に
も、その外周で、かつ線a上に歪ゲージR3が貼り付けら
れている。この歪ゲージR3が貼り付けられた反対側の環
状部10の内周にも、歪ゲージR4が貼り付けられている。
On the other hand, the one annular portion 8 of the elastic member 3 has a line a passing through the center of the annular portion 8 on its outer periphery and parallel to the inclination of the gutter 1.
The strain gauge R1 is stuck on top. This strain gauge R1
The strain gauge R2 is also attached to the inner periphery of the annular portion 8 on the opposite side to which is attached. Further, a strain gauge R3 is also attached to the other annular portion 10 on its outer periphery and on the line a. A strain gauge R4 is also attached to the inner circumference of the annular portion 10 on the opposite side to which the strain gauge R3 is attached.

また、弾性部材3の環状部8,10の外周で、かつ弾性部
材3に垂直荷重を加えたときに、環状部8,10に垂直荷重
による歪が生じない点、いわゆるノード点に、本実施例
では、線aに対して角度α=50.4度の点に各々平行分力
用歪ゲージR5,R6,R7,R8が、第1図に示すように、貼り
付けられている。
Further, the present embodiment is applied to a point on the outer periphery of the annular portions 8 and 10 of the elastic member 3 where no vertical strain is applied to the annular portions 8 and 10 when a vertical load is applied to the elastic member 3, that is, a so-called node point. In the example, parallel component force strain gauges R5, R6, R7, R8 are attached at points at an angle α = 50.4 degrees with respect to the line a, as shown in FIG.

更に、第3図に示すように、歪ゲージR1,R2,R3,R4に
より周知のブリッジ回路が構成されており、定電圧装置
40により、歪ゲージR1,R2及び歪ゲージR3,R4の一端に一
定の電圧を印加する構成となっている。歪ゲージR1,R2
及び歪ゲージR3,R4の他端の電圧の変化を、動歪計42に
より電圧増幅して、ペンレコーダ44の図示しない記録紙
上に記録させることができる構成となっている。尚、本
実施例では、4個の歪ゲージR1,R2,R3,R4を用いたが、
4個に限らず、2個の歪ゲージR1,R2を用い、他はダミ
ーの抵抗を用いても実施可能である。また、ブリッジ回
路を構成しなくても、抵抗の変化を検出することができ
る回路構成であれば実施可能である。
Further, as shown in FIG. 3, a well-known bridge circuit is constituted by the strain gauges R1, R2, R3, and R4.
Due to 40, a constant voltage is applied to one end of the strain gauges R1, R2 and the strain gauges R3, R4. Strain gauge R1, R2
In addition, a change in the voltage at the other end of each of the strain gauges R3 and R4 is amplified by the dynamic strain meter 42 and can be recorded on a recording paper (not shown) of the pen recorder 44. In this embodiment, four strain gauges R1, R2, R3, and R4 are used.
The present invention is not limited to four, and can be implemented by using two strain gauges R1 and R2 and using a dummy resistor for the other. Further, even if a bridge circuit is not configured, any circuit configuration that can detect a change in resistance can be used.

また、平行分力用歪ゲージR5,R6,R7,R8により、第3
図に示す如く、歪ゲージR1,R2,R3,R4と同様のブリッジ
回路を構成し、弾性部材3に加わる純粋な平行分力Fxを
検出できる構成となっている。
In addition, the third strain gauge R5, R6, R7, R8 for parallel component force
As shown in the figure, a bridge circuit similar to the strain gauges R1, R2, R3, R4 is formed, and a pure parallel component Fx applied to the elastic member 3 can be detected.

次に、本実施例の粉粒体流量計の作動について、粉粒
体として籾CHの流量を測定する場合を例として説明す
る。
Next, the operation of the powder flow meter of the present embodiment will be described by taking as an example the case of measuring the flow rate of chaff CH as powder.

まず、ホッパー2に粉粒体としての籾CHが投入される
と、籾CHはホッパー2から樋1に流入し、樋1に流入し
た籾CHは、樋1を流下し、樋1を通過した後、外部に排
出される。このように、籾CHは、樋1を流下する間、樋
1上に滞留している。籾CHが連続して投入されていると
きに、樋1上に滞留している籾CHの重量は、非常にわず
かである。例えば、200kg/hの籾CHが投入されていると
きには、樋1上に滞留している籾CHの重量は、樋1の傾
斜角θによっても異なるが、本実施例のものでは、50g
程度と、非常にわずかである。しかし、環状部8,10は幅
が狭く、肉厚が薄いので、わずかな圧縮力でも、弾性歪
を生じる。
First, when the chaff CH as the granular material is put into the hopper 2, the chaff CH flows from the hopper 2 into the gutter 1, and the chaff CH flowing into the gutter 1 flows down the gutter 1 and passes through the gutter 1. Later, it is discharged outside. As described above, the rice hulls stay on the gutter 1 while flowing down the gutter 1. When the paddy CH is continuously supplied, the weight of the paddy CH staying on the gutter 1 is very small. For example, when 200 kg / h of paddy CH is supplied, the weight of the paddy CH staying on the gutter 1 varies depending on the inclination angle θ of the gutter 1.
To the extent, very slight. However, since the annular portions 8 and 10 have a small width and a small thickness, even a slight compressive force generates elastic strain.

この樋1上に滞留している籾CHの重量により、樋1を
介して重量に応じた線aと直交する方向の垂直分力Fy
が、弾性部材3に作用し、その高さが低くなり、その長
さが長くなる方向に、即ち、環状部8,10が楕円状になる
方向に、線a上の環状部8,10では、その外周が延びる方
向に、その内周は縮む方向に弾性変形する弾性歪を生じ
る。この弾性歪により、弾性歪量に応じて環状部8,10に
貼り付けた歪ゲージR1,R2,R3,R4の抵抗値が変化する。
即ち、樋1上に滞留している籾CHの重量に基づいた垂直
分力Fyに応じて、歪ゲージR1,R2,R3,R4の抵抗値が変化
する。この歪ゲージR1,R2,R3,R4の抵抗値が変化する
と、歪ゲージR1,R2及び歪ゲージR3,R4の他端の電圧が変
化し、動歪計42により電圧増幅されて、ペンレコーダ44
の図示しない記録紙上に記録される。
Due to the weight of the paddy CH staying on the gutter 1, the vertical component Fy in the direction orthogonal to the line a according to the weight via the gutter 1.
Acts on the elastic member 3 so that its height is reduced and its length is increased, that is, in the direction in which the annular portions 8 and 10 become elliptical, An elastic strain is generated that elastically deforms in the direction in which the outer periphery extends and the inner periphery in the contracting direction. Due to this elastic strain, the resistance values of the strain gauges R1, R2, R3, R4 attached to the annular portions 8, 10 change according to the amount of elastic strain.
That is, the resistance values of the strain gauges R1, R2, R3, R4 change according to the vertical component force Fy based on the weight of the paddy CH staying on the gutter 1. When the resistance values of the strain gauges R1, R2, R3, R4 change, the voltages at the other ends of the strain gauges R1, R2 and the strain gauges R3, R4 change, and the voltage is amplified by the dynamic strain meter 42, and the pen recorder 44
Is recorded on a recording paper (not shown).

また、この樋1上に滞留している籾CHの重量により、
樋1を介して重量に応じた線aと平行な方向の平行分力
Fxが、弾性部材3に作用し、弾性部材3に弾性歪を生じ
る。この弾性歪により、弾性歪量に応じて環状部8,10に
貼り付けた平行分力用歪ゲージR5,R6,R7,R8の抵抗値が
変化する。即ち、樋1上に滞留している籾CHの重量に基
づいた平行分力Fxに応じて、平行分力用歪ゲージR5,R6,
R7,R8の抵抗値が変化する。この歪ゲージR5,R6,R7,R8の
抵抗値が変化すると、歪ゲージR5,R6及び歪ゲージR7,R8
の他端の電圧が変化し、動歪計42により電圧増幅され
て、ペンレコーダ44の図示しない記録紙上に記録され
る。
Also, due to the weight of the paddy CH staying on the gutter 1,
Parallel component force in the direction parallel to line a according to weight via gutter 1
Fx acts on the elastic member 3 to generate elastic strain on the elastic member 3. Due to this elastic strain, the resistance value of the parallel component strain gauges R5, R6, R7, R8 attached to the annular portions 8, 10 changes according to the amount of elastic strain. That is, in accordance with the parallel component force Fx based on the weight of the paddy CH staying on the gutter 1, the parallel component strain gauges R5, R6,
The resistance values of R7 and R8 change. When the resistance values of the strain gauges R5, R6, R7, R8 change, the strain gauges R5, R6 and the strain gauges R7, R8
The voltage at the other end changes and the voltage is amplified by the dynamic strain meter 42 and recorded on a recording paper (not shown) of the pen recorder 44.

尚、前記垂直分力Fy,平行分力Fxを検出する際、上連
結部材12には、制動部材24,26が圧接しているので、外
乱等による樋1及び弾性部材3に生じる振動を減衰する
ことができ、弾性歪の値に、前記振動の値が重畳され、
ペンレコーダ44に記録される記録値から垂直分力Fy,平
行分力Fxの値を読み取ることを容易にしている。
When detecting the vertical component force Fy and the parallel component force Fx, since the braking members 24 and 26 are in pressure contact with the upper connecting member 12, the vibration generated in the gutter 1 and the elastic member 3 due to disturbance or the like is attenuated. The value of the vibration is superimposed on the value of the elastic strain,
It is easy to read the values of the vertical component Fy and the parallel component Fx from the recorded values recorded in the pen recorder 44.

次に、前記検出した垂直分力Fy,平行分力Fxに基づい
て、籾CHの流量を算出する方法について説明する。
Next, a method for calculating the flow rate of the paddy CH based on the detected vertical component Fy and parallel component Fx will be described.

ここで、第4図に示す如く、樋1に滞留している籾CH
の質量m、重力加速度g、樋1と籾CHとの動摩擦係数
ν、摩擦力Pとから、樋1に滞留している籾CHによる樋
1に作用する平行分力F2、垂直分力F1は、下記(1)、
(2)式に示す関係がある。
Here, as shown in FIG. 4, paddy CH staying in gutter 1
From the mass m, the gravitational acceleration g, the dynamic friction coefficient ν between the gutter 1 and the chaff CH, and the frictional force P, the parallel component F2 and the vertical component F1 acting on the gutter 1 due to the chaff CH staying in the gutter 1 are: , (1) below,
There is the relationship shown in equation (2).

F2=m・g・sinθ−P =m・g・sinθ−ν・m・g・cosθ =m・g・cosθ・(tanθ−ν) …(1) F1=m・g・cosθ …(2) この(1)、(2)式から、下記(3)式を求めるこ
とができる。
F2 = m · g · sin θ−P = m · g · sin θ−ν · m · g · cos θ = m · g · cos θ · (tan θ−ν) (1) F1 = m · g · cos θ (2) From the equations (1) and (2), the following equation (3) can be obtained.

F2/F1=tanθ−ν …(3) また、樋1に滞留している籾CHの質量mと、籾CHの滞
留時間tと、籾CHの流量Qとの間には、下記(4)式の
関係がある。
F2 / F1 = tan θ−ν (3) Further, between the mass m of the paddy CH staying in the gutter 1, the residence time t of the paddy CH, and the flow rate Q of the paddy CH, the following (4) There is an expression relationship.

Q=m/t …(4) この(4)式と(2)式とから質量mを消去すると、
下記(5)式が求められる。
Q = m / t (4) When the mass m is eliminated from the equations (4) and (2),
The following equation (5) is obtained.

Q=1/t×F1/(g・cosθ) …(5) 次に、長さlの樋1上に籾CHについて、運動方程式を
立てると、下記(6)式の如く、求められる。
Q = 1 / t × F1 / (g · cos θ) (5) Next, when a motion equation is established for the chaff CH on the gutter 1 having a length of l, the equation is obtained as in the following equation (6).

m・d2x/dt2=m・g・cosθ・(tanθ−ν)…(6)
この(6)式を時間tで積分して、下記(7)式が求
められ、更に下記(7)式を時間tで積分して下記
(8)式が求められる。尚、V0は樋1へ流入した籾CHの
初速度である。
m · d 2 x / dt 2 = m · g · cos θ · (tan θ−ν) (6)
The following equation (7) is obtained by integrating this equation (6) with time t, and the following equation (8) is obtained by integrating the following equation (7) with time t. V 0 is the initial velocity of the chaff CH that has flowed into the gutter 1.

V=g・cosθ・(tanθ−ν)・t+V0 …(7) V2−V0 2=2・g・cosθ・l・(tanθ−ν)…(8)
この(7)式から下記(9)式が、また、(8)式か
ら下記(10)式が各々導かれる。
V = g · cosθ · (tanθ -ν) · t + V 0 ... (7) V 2 -V 0 2 = 2 · g · cosθ · l · (tanθ-ν) ... (8)
The following equation (9) is derived from the equation (7), and the following equation (10) is derived from the equation (8).

t=(V−V0)/g・cosθ・(tanθ−ν) …(9) 更に、(9)式に(10)式を代入して下記(11)式が
求められる。
t = (V−V 0 ) / g · cos θ · (tan θ−ν) (9) Further, the following equation (11) is obtained by substituting the equation (10) into the equation (9).

また、この(11)式に(3)式を代入して下記(12)
式が導かれる。
Substituting equation (3) into equation (11), the following equation (12)
An equation is derived.

一方、(12)式を(5)式に代入して下記(13)式が
求められる。
On the other hand, the following equation (13) is obtained by substituting the equation (12) into the equation (5).

ここで、初速度V0を零とすれば、即ち、樋1上に籾CH
が静かに流入し、初速度V0を無視できる場合には、(1
3)式は下記(14)式となる。
Here, if the initial speed V 0 is set to zero, that is, the paddy CH
Flows quietly and the initial velocity V 0 can be ignored, (1
Equation (3) becomes equation (14) below.

よって、籾CHの流量Q0は、平行分力F2と垂直分力F1と
を検出することにより、即ち、平行分力F2は歪ゲージR
1,R2,R3,R4により検出される平行分力Fxに等しく、垂直
分力F1は平行分力用歪ゲージR5,R6,R7,R8により検出さ
れる垂直分力Fyに等しい。従って、平行分力Fxと垂直分
力Fyとを検出することにより、樋1と籾CHとの動摩擦
や、籾CHの含水率の違いによる粘性の違い等の影響を受
けることなく、また、予め籾CHの流量Qと平行分力Fx、
垂直分力Fyとの関係を求める必要がなく、どのような粉
粒体でも、容易に流量Q0を検出することができる。
Therefore, the flow rate Q 0 of the paddy CH is determined by detecting the parallel component F2 and the vertical component F1, that is, the parallel component F2 is equal to the strain gauge R
The vertical component F1 is equal to the parallel component Fx detected by 1, R2, R3, R4, and the vertical component Fy is detected by the parallel component strain gauges R5, R6, R7, R8. Therefore, by detecting the parallel component Fx and the vertical component Fy, the dynamic friction between the gutter 1 and the paddy CH, and the influence of the difference in viscosity due to the difference in the water content of the paddy CH, and the like, Paddy CH flow Q and parallel component Fx,
It is not necessary to determine the relationship between the vertical component force Fy, whatever granular material, it is possible to easily detect the flow rate Q 0.

前述した実施例では、樋1に滞留している籾CHの作用
力に基づいて、籾CHの流量を測定する場合を例とした
が、籾CHが樋1に、第5図に示すように、初速度V0でホ
ッパー2から落下して樋1に衝突し、この衝突により樋
1に作用する作用力をも加味して、流量を測定する場合
について説明する。
In the above-described embodiment, the case where the flow rate of the chaff CH is measured based on the acting force of the chaff CH staying in the gutter 1 has been described as an example. , impinges on the trough 1 to fall from the hopper 2 at an initial speed V 0, in consideration also the acting force that acts on the trough 1 by the collision, the case of measuring the flow rate.

まず、衝突力Fiによる運動量変化について説明する。
衝突力Fiによる樋1に作用する垂直分力Fi1は、下記(1
5)式により求められる。
First, a change in momentum due to the collision force Fi will be described.
The vertical component force Fi1 acting on the gutter 1 due to the collision force Fi is as follows (1
5) It is obtained by the formula.

Fi1=Q・V0y(1+Uy/V0y) …(15) ここで、第6図に示す如く、V0yは初速度V0の樋1に
垂直な方向の成分であり、Uyは樋1に衝突して反発した
後の速度Uの樋1に垂直な成分である。
Fi1 = Q · V 0y (1 + U y / V 0y) ... (15) where, as shown in FIG. 6, V 0y is a component perpendicular to the trough 1 of the initial velocity V 0, U y is the gutter This is a component perpendicular to the gutter 1 at the velocity U after rebounding after colliding with the gutter 1.

また、初速度V0は、籾CHが落下する高さをh、空気抵
抗を考慮した係数k(0<k<1)とすると、下記(1
6)式で表される。
The initial velocity V 0 is given by the following equation (1), where h is the height at which the chaff CH falls, and h is a coefficient k (0 <k <1) in consideration of air resistance.
6) It is expressed by the equation.

前記(15)及び(16)式から下記(17)式が求められ
る。
The following equation (17) is obtained from the above equations (15) and (16).

但し、e=Uy/V0yであり、いわゆる反発係数であ
る。
Here, e = U y / V 0y, which is a so-called restitution coefficient.

また、衝突力Fiによる樋1に作用する平行分力Fi2
は、下記(18)式により求められる。
The parallel component Fi2 acting on the gutter 1 due to the collision force Fi
Is determined by the following equation (18).

但し、β=Ux/V0xであり、籾CHと樋1との摩擦によ
る係数である。
Here, β = U x / V 0x, which is a coefficient due to friction between the chaff CH and the gutter 1.

次に、樋1上での力の釣合について説明する。前述し
た樋1上に滞留している籾CHによる作用力(平行分力F
2、垂直分力F1)、及び衝突力Fiと、歪ゲージR1,R2,R3,
R4により検出される平行分力Fx、及び平行分力用歪ゲー
ジR5,R6,R7,R8により検出される垂直分力Fyとは、下記
(19)及び(20)式の関係がある。
Next, the balance of the force on the gutter 1 will be described. The acting force (parallel component F
2, the vertical component F1), the collision force Fi, and the strain gauges R1, R2, R3,
The parallel component Fx detected by R4 and the vertical component Fy detected by the parallel component strain gauges R5, R6, R7, R8 have a relationship represented by the following equations (19) and (20).

Fy=F1+Fi1 …(19) Fx=F2+Fi2 …(20) 一方、樋1と籾CHとの衝突の際の摩擦が少ないとする
と、βは約1となり、従って、Fi2=0となる。流量Q
は下記(21)式により、Fx,Fyの関係式として求められ
る。
Fy = F1 + Fi1 (19) Fx = F2 + Fi2 (20) On the other hand, if the friction at the time of collision between the gutter 1 and the chaff CH is small, β is about 1, and therefore Fi2 = 0. Flow Q
Is obtained as a relational expression of Fx and Fy by the following expression (21).

Q=f(Fx,Fy) …(21) よって、kは粉粒体の粒子径と真密度により求めら
れ、粒子径、真密度、落下高さh、反発係数eを用い
て、流量Qを測定することができる。
Q = f (Fx, Fy) (21) Therefore, k is obtained from the particle diameter and the true density of the granular material, and the flow rate Q is calculated using the particle diameter, the true density, the drop height h, and the restitution coefficient e. Can be measured.

前述した如く、本実施例の粉粒体流量測定方法は、樋
1に作用する籾CHの作用力に基づく平行分力Fxと、垂直
分力Fyとに基づいて、籾CHの流量Qを測定する。
As described above, the method for measuring the flow rate of the granular material according to the present embodiment measures the flow rate Q of the chaff CH based on the parallel component Fx based on the acting force of the chaff CH acting on the gutter 1 and the vertical component Fy. I do.

従って、本実施例の粉粒体流量測定方法によると、籾
CHの流れを阻害することなく、連続して流量の測定を行
なうことができると共に、籾CHの含水率や、籾CHの粒度
等に影響されることなく正確な粉粒体の流量Qを測定す
ることができる。
Therefore, according to the powder flow measurement method of the present embodiment,
The flow rate can be measured continuously without obstructing the flow of CH, and the accurate flow rate Q of the granular material can be measured without being affected by the water content of the chaff CH or the grain size of the chaff CH. can do.

以上本発明はこの様な実施例に何等限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な
る態様で実施し得る。
As described above, the present invention is not limited to such embodiments at all, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明の粉粒体流量計によると、
粉粒体の流れを阻害することなく、連続して流量の測定
を行なうことができると共に、粉粒体の含水率や、粉粒
体の粒度等に影響されることなく正確な粉粒体の流量を
測定することができるという効果を奏する。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the powder flow meter of the present invention,
The flow rate can be measured continuously without obstructing the flow of the granules, and the flow rate of the granules can be accurately measured without being affected by the water content of the granules or the particle size of the granules. This has the effect that the flow rate can be measured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の方法を応用した一実施例としての粉粒
体流量計の斜視図、第2図は第1図のAA拡大断面図、第
3図は歪ゲージからの信号処理系統図、第4図は本実施
例の滞留により樋に作用する作用力を説明する説明図、
第5図は本実施例の滞留と衝突により樋に作用する作用
力を説明する説明図、第6図は本発明の樋に衝突する際
の速度の変化を説明する説明図である。 1……樋、3……弾性部材 R1,R2,R3,R4……歪ゲージ R5,R6,R7,R8……平行分力用歪ゲージ
FIG. 1 is a perspective view of a powder flow meter as an embodiment to which the method of the present invention is applied, FIG. 2 is an enlarged sectional view of AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a signal processing system diagram from a strain gauge. FIG. 4 is an explanatory view for explaining the acting force acting on the gutter by staying in the present embodiment,
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the acting force acting on the gutter due to the stay and collision of the present embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a change in speed at the time of collision with the gutter of the present invention. 1 ... Gutter, 3 ... Elastic member R1, R2, R3, R4 ... Strain gauge R5, R6, R7, R8 ... Strain gauge for parallel component force

フロントページの続き (72)発明者 友松 弘幸 愛知県名古屋市熱田区三本松町1番1号 日本車輌製造株式会社内 (72)発明者 須長 茂夫 愛知県名古屋市熱田区三本松町1番1号 日本車輌製造株式会社内 (72)発明者 熊木 勇哲 愛知県名古屋市熱田区三本松町1番1号 日本車輌製造株式会社内 (72)発明者 坂野 正和 愛知県名古屋市熱田区三本松町1番1号 日本車輌製造株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−164220(JP,A) 特開 昭60−122324(JP,A) 特開 昭57−189013(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 1/30 G01G 11/00Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyuki Tomomatsu 1-1, Sanbonmatsu-cho, Atsuta-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan (72) Inventor Shigeo Sunaga 1-1-1, Sanbonmatsu-cho, Atsuta-ku, Nagoya, Aichi Japan Inside Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Yutetsu Kumaki 1-1, Sanbonmatsucho, Atsuta-ku, Nagoya, Aichi Prefecture Inside Japan Vehicle Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Masakazu Banno 1-1, Sanbonmatsucho, Atsuta-ku, Nagoya, Aichi Japan (56) References JP-A-60-164220 (JP, A) JP-A-60-122324 (JP, A) JP-A-57-189013 (JP, A) (58) Fields investigated ( Int.Cl. 6 , DB name) G01F 1/30 G01G 11/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】連続して流動する粉粒体が傾斜した樋を通
過する際に、粉粒体により前記樋へ作用する前記樋と平
行な分力と、垂直な分力とを検出し、該検出した水平な
分力と垂直な分力とに基づいて、前記粉粒体の流量を測
定する粉粒体流量測定方法。
When a continuously flowing powder material passes through an inclined gutter, a component force parallel to the gutter and a vertical component force acting on the gutter by the powder material are detected, A method for measuring the flow rate of the granular material based on the detected horizontal component force and the vertical component force.
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