JP6238044B2 - 製粉用ロール機におけるストックレベル検出器 - Google Patents

Description

本発明は、製粉用ロール機におけるストックレベル検出器に関するものである。

製粉用ロール機におけるストックレベル検出器として特許文献１に開示されたものがある。これを図４及び図５を参照して説明する。製粉用ロール機の生産物を検出するためのセンサ（１０８）は、到来する生産物の重量（Ｆ）を検出するとともに、前記センサ（１０８）のスイッチが入る時点及びスイッチが切れる時点の検出と前記駆動手段（１０７）の制御のために、入口部（１０２）に設けられており、前記センサ（１０８）は、生産物流量を重量で検出するために、生産物の流動方向に対して直角即ち垂直であって、先端を自由端とする片持ち支持の断面円形の唯一のロッド（１１０）を備え、そして、前記センサ（１０８）は、上方にある生産物量に比例する静的の成分と、生産物の特性及び流動特性に依存する動的の成分とを検知できるように構成されたものである。

これにより、センサ（１０８）のスイッチが入る時点及びスイッチが切れる時点が検出され、かつ、同一の保持された信号によって給送調整が行われる。そして、公知の電子工学構造群における増幅手段であれば、生産物流動の唯一の僅かな分力しか必要とせず、かつ、軽量で小型化が可能であり、僅かな抵抗しか生じず、生産物の流動に影響がないという効果もある。

しかしながら、上記特許文献１に記載されたセンサ（１０８）にあっては、水平方向に突出するロッド（１１０）とロードセル（１０８）とをＬ字形状に連結して設けた構造であるから（図５参照）、ロッド（１１０）で受けた荷重がロードセル（１０８）に垂直方向に作用しないため、ロッド（１１０）とロードセル（１０８）との接続部（Ｘ）にねじれ力が生じるおそれがあり、検出精度に悪影響が生じるといった問題があった。

特許第４６９４６５８号公報

上記問題点にかんがみ本発明は、ロッドで受けた荷重がロードセルに垂直方向に作用して検出精度が格段に向上する製粉用ロール機におけるストックレベル検出器を提供することを技術的課題とする。

上記の課題を解決するため請求項１記載の発明は、ストックを貯留するための筒状供給部と、ストックを薄層で供給するために設けられたフィードロールと、該フィードロール近傍に設けられたフィーダーゲート板と、前記フィードロールから排出された薄層のストックを粉砕するためのメインロールとを備えた製粉用ロール機において、
前記筒状供給部の入口部には、ストックレベルを検知するための荷重検知器を配置するとともに、前記筒状供給部の内部にレベル検出用の検知ロッドを垂下させ、当該検知ロッドの一端を前記荷重検知器に直接連結し、検知ロッドで受けた荷重を荷重検知器に垂直方向に作用させる、という技術的手段を講じた。

また、請求項２記載の発明によれば、前記検知ロッドは棒状部材と該棒状部材の先端部に固設した円錐部とから形成するとよい。

さらに、請求項３記載の発明によれば、前記棒状部材の長さ（Ｌ）を、前記筒状供給部の高さを（Ｈ）としたときに、
０．５・Ｈ≦Ｌ<Ｈ
で表す範囲に設定するとよい。

そして、請求項４記載の発明によれば、前記円錐部の底面の径（ｔ）を、前記筒状供給部の横断面の幅を（Ｗ）としたときに、
０．１２５・Ｗ≦ｔ<０．１７・Ｗ
で表す範囲に設定するとよい。

請求項１記載の発明によれば、筒状供給部の入口部にストックレベルを検知するための荷重検知器を配置するとともに、筒状供給部の内部にレベル検出用の検知ロッドを垂下させ、当該検知ロッドの一端を前記荷重検知器に直接連結し、検知ロッドで受けた荷重を荷重検知器に垂直方向に作用させたものであるから、検知ロッドで受けた荷重が荷重検知器に垂直方向に作用して検出精度が格段に向上する。そして、筒状供給部内のストック量に比例して検知ロッドにかかる荷重が変化することを荷重検出器で検知できるので、あらかじめ調べておいた荷重検知器の検出値とストック量との関係により現時点でのストック量（ストックレベル）をオンラインで応答性よく連続的に検知することができる。

請求項２記載のように、前記検知ロッドは棒状部材と該棒状部材の先端部に固設した円錐部とから形成すると、棒状部材単独よりも筒状供給部内で流下するストックの荷重を受けやすくなり、検出精度も向上する。

請求項３記載のように、前記棒状部材の長さ（Ｌ）を、前記筒状供給部の高さを（Ｈ）としたときに、
０．５・Ｈ≦Ｌ<Ｈ
で表す範囲に設定すると、ストックレベルの中間的な位置を下回る溜まり量の検知も可能となる。

請求項４記載のように、前記円錐部の底面の径（ｔ）を、前記筒状供給部の横断面の幅を（Ｗ）としたときに、
０．１２５・Ｗ≦ｔ<０．１７・Ｗ
で表す範囲に設定すると、筒状供給部内で流下するストックの流動抵抗を受けやすくなり、荷重を検知する際の検出精度が向上する。

製粉用ロール機の全体構成を示す概略図である。 製粉用ロール機の貯留部及びフィード部の構造を示す概略縦断面図である。 本発明のストックレベル検出器のロッドとロードセルとの取り付け構造を示す斜視図である。 従来の製粉用ロール機の基本要素の図式図である。 従来のセンサの配置を示す図である。

本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の製粉用ロール機の全体を示す概略図であり、図２は本発明の製粉用ロール機の貯留部及びフィード部の構造を示す概略断面図であり、図３はロッドとロードセルとの取り付け構造を示す斜視図である。

図１に示すように、製粉用ロール機１は、１つのフレーム２を中仕切板３などによって中央で仕切り、それぞれ１対のロール４，５、及び一対のロール６，７を対称的に備えたものである。一対のロール４，５及びロール６，７はパックとして一体的に形成されており、ロール４，５に軸受、ハウジング、シール、スプリング、ロール間隙調節装置などを付属してロール交換を速やかに行うことができるものである（例えば、特許第3562541号公報参照。）。

そして、フレーム２の中仕切板３寄りのロール４，６を移動軸受に、フレーム２の中仕切板３の外側寄りのロール５，７を固定軸受でそれぞれ回転可能に軸受し、移動軸受側のロール４，６を低速用ロール、固定軸受側のロール５，７を高速用ロールにそれぞれ形成するとよい。また、一対のロール４，５間、及び一対のロール６，７間には、それぞれロール間隙装置（図示せず）を介設すればよい。

ロール4，５下方のカバー８で囲まれた挽砕室９は、その下部を流出ホッパー１０となし、流出ホッパー１０内には挽砕後のストックを輸送する輸送用パイプ１１を臨ませてある。更に、挽砕室９内には、一対のロール４，５に付着するストックを掻き落とすスクレーパー１２が各々設けてある。該スクレーパー１２は、支持体１３によりロール４，５の表面に当接している。

ロール４，５の傾斜上方側には、前面ドア１４が設けられ、該前面ドア１４と中仕切板３との間に、ストック供給手段１５が設けられている。ストック供給手段１５としては、ストック供給筒１６で形成されるストック供給室１７と、該ストック供給室１７と連絡する供給ホッパー１８と、ストックを粉砕ロールに薄層で供給するために設けられた前後一対のフィードロール１９，２０と、該一対のフィードロール１９，２０のうち、前側フィードロール１９上にあるフィーダーゲート板２１と、前記供給ホッパー１８側方に設けたガイドプレート２２と、前側フィードロール１９から排出された薄層のストックを粉砕用のメインロール４，５に流下させる案内シュート２３とから構成される。つまり、ストックを貯留するための筒状供給部は、前記ストック供給筒１６で形成されるストック供給室１７と、ストック供給筒１６下部の供給ホッパー１８とにより形成されるのである。

前記一対のフィードロール１９，２０として、１番ブレーキ以外のブレーキストック用のフィードロールとする場合、後側フィードロール２０はロールに代わりスクリューコンベアが用いられる。また、前記フィーダーゲート板２１には、前側フィードロール１９への押圧力を調整してストックの流量の調節ができる調節ハンドル（図示せず）を備えている。

前記一対のメインロール４，５の外周は、複数のロールカバーにより覆われている。つまり、メインロール４，５上部カバー２４、外側カバー２５により覆われている。そして、ストック供給筒１６頂部には、製粉用ロール機１の挽砕後のストックを次工程に輸送するニューマ配管２６が配設されている。

図２に示すように、前記製粉用ロール機１には、メインロール４，５及びフィードロール１９，２０などの回転数を可変速制御するための制御手段２７が内装され、ストックレベル制御と連係するように構成されている。すなわち、ストック供給筒１６には、ストックレベルを検知するための荷重検知器（ロードセル）２８が配置されており、該荷重検知器２８には、レベル検出用の検知ロッド２９が前記ストック供給室１７内に垂下するように連結されている。この荷重検出器２８では、ストック供給室１７内のストック量に比例して検知ロッド２９にかかる荷重が変化するので、あらかじめ調べておいた荷重検知器２８の検出値とストック量との関係により現時点でのストック量（ストックレベル）をオンラインで連続的に検知することができる。そして、荷重検知器２８からの電気信号は、信号線３０を介して制御手段２７に接続される。制御手段２７からは、信号線３１を介してフィードロール１９，２０を回転させるために機械的に接続されたギアモータ３２の速度制御部３３に電気的に接続されており、荷重検知器２８の検知レベルに応じてあらかじめ設定されたプログラムによりフィードロール１９，２０の回転数が制御される構成となっている。

さらに、制御手段２７からは、信号線３４を介してメインロール４，５のロール間隙調節用アクチュエータ３５の間隙制御部３６に電気的に接続され、信号線３７を介してメインロール４，５の回転駆動用モータ３８を可変速制御するインバータ３９に電気的に接続されている。すなわち、ストック供給室１７内のストックが無くなり、荷重検知器２８によりストック無と検知されると、ロール間隙調節用アクチュエータ３５がロール間隙を広げる制御を行い、メインロール４，５の粉砕動作を終了するよう回転数が落とされ、フィードロール１９，２０も停止するように制御される。一方で、ストック供給室１７にストックが供給され始めると、荷重検知器２８によりストック有と検知され、ロール間隙調節用アクチュエータ３５が粉砕に適したロール間隙に調節されるとともに、回転数も上げられて粉砕動作に入り、フィードロール１９，２０もストックレベルに応じた回転数で作動するように制御される。以上の制御は、なるべく後工程を乱さないように、増速又は減速の速度変更をすべて徐々に緩やかに行われるが、最終的にはストックレベルが平均的な溜まり量を維持するよう、いわゆるフィードフォワード制御が行われるものである。

次に、図３を参照して本発明のストックレベル検出器の検知ロッド２９と荷重検知器２８との取り付け構造を説明する。図２及び図３に示すように前記荷重検知器２８はストック供給筒１６の上部の入口部１６ａに台座２８ａを介して固定して取り付けられている。そして、図３に示すように、その検知部２８ｂには、検知ロッド２９が垂下するように連結されている。該検知ロッド２９は、棒状部材２９ａと、該棒状部材２９ａ先端部に固設した円錐部２９ｂとから構成される。この円錐部２９ｂを設けることにより、棒状部材２９ａ単独よりもストック供給室１７内で流下するストックの荷重を受けやすくなり、約3000gの制御幅で検出することが可能となり、検出精度も向上するのである。なお、前記棒状部材２９ａは長さが３００ｍｍ〜８００ｍｍであり、円錐部２９ｂは円錐の底面の径が３０〜１００ｍｍとするのが好ましい。この棒状部材２９ａの長さは、図２に示すように、ストック供給筒１６の高さによって相対的に決定されるものである。例えば、ストック供給筒１６及び供給ホッパー１８とを合わせた筒状供給部の高さをＨとすれば、棒状部材２９ａの長さＬは、
０．５・Ｈ≦Ｌ<Ｈ
で表す範囲に設定するのがよい。これにより、ストックレベルの中間的な位置を下回る溜まり量の検知も可能となる。
同様に、円錐部２９ｂの底面の径は、ストック供給筒１６及び供給ホッパー１８とを合わせた筒状供給部の横断面の幅によって相対的に決定されるものである。例えば、ストック供給筒１６及び供給ホッパー１８とを合わせた筒状供給部の横断面の幅をＷとすれば、円錐部２９ｂの底面の径ｔは、
０．１２５・Ｗ≦ｔ<０．１７・Ｗ
（又は１／８・Ｗ≦ｔ<１／６・Ｗ）
で表す範囲に設定するのがよい。これにより、筒状供給部内で流下するストックの流動抵抗を受けやすくなり、荷重を検知する際の検出精度が向上する。
また、前記荷重検知器２８の台座２８ａには、前記検知ロッド２９の棒状部材２９ａが上下方向に摺動できるように開口２８ｃが穿設されている。

次に、上記構成における作用を述べる。ストック供給筒１６から原料を投入していくと、時間の経過に伴いストックレベルが上昇していく。このとき、時間の経過に伴い荷重検知器２８の検出値も比例的に上昇していく。このように、あらかじめストックレベルと荷重検知器２８に加わる荷重とを調べておくと、現時点でのストック量（ストックレベル）をオンラインで連続的に検知することができるのである。そして、ある時間を経過しても荷重検知器２８が目標の検出値を検知しなければ、制御手段２７はストックレベルが基準より大きく下回っていると判断し、フィードロール１９，２０の回転を停止させると共に、フィーダーゲート板２１の間隔を閉鎖させ、同時に一対のメインロール４，５を離間させる制御が行われる。

反対に、ある時間を経過する前に荷重検知器２８が目標の検出値を上回って検知すれば、制御手段２７はストックレベルが基準より大きく上回っていると判断し、フィードロール１９，２０の回転速度を増加させると共に、フィーダーゲート板２１の間隔を広げ、同時に一対のメインロール４，５の回転を増速させる制御が行われる。

以上のように本実施形態によれば、ストック供給筒１６にストックレベルを検知するための荷重検知器２８を配置するとともに、該荷重検知器２８には、レベル検出用の検知ロッド２９が前記ストック供給室１７内に垂下するように連結したものであるから、検知ロッド２９で受けた荷重が荷重検知器２８に垂直方向に作用して検出精度が格段に向上するという極めて顕著な効果を奏する。

そして、ストック供給室１７内のストック量に比例して検知ロッド２９にかかる荷重が変化することを荷重検出器２８で検知できるので、あらかじめ調べておいた荷重検知器２８の検出値とストック量との関係により現時点でのストック量（ストックレベル）をオンラインで応答性よく連続的に検知することができるといった作用・効果もある。

本発明は、ロール式の製粉機などに適用することが可能である。

１ 製粉用ロール機
２ フレーム
３ 中仕切板
４ ロール
５ ロール
６ ロール
７ ロール
８ カバー
９ 挽砕室
１０ 流出ホッパー
１１ 輸送用パイプ
１２ スクレーパー
１３ 支持体
１４ 前面ドア
１５ ストック供給手段
１６ ストック供給筒
１７ ストック供給室
１８ 供給ホッパー
１９ フィードロール
２０ フィードロール
２１ フィーダーゲート板
２２ ガイドプレート
２３ 案内シュート
２４ 上部カバー
２５ 外側カバー
２６ ニューマ配管
２７ 制御手段
２８ 荷重検知器（ロードセル）
２９ 検知ロッド
３０ 信号線
３１ 信号線
３２ ギアモータ
３３ 速度制御部
３４ 信号線
３５ ロール間隙調節用アクチュエータ
３６ 間隙制御部
３７ 信号線
３８ 回転駆動用モータ
３９ インバータ

Claims (4)

1. ストックを貯留するための筒状供給部と、ストックを薄層で供給するために設けられたフィードロールと、該フィードロール近傍に設けられたフィーダーゲート板と、前記フィードロールから排出された薄層のストックを粉砕するためのメインロールとを備えた製粉用ロール機において、
   前記筒状供給部の入口部には、ストックレベルを検知するための荷重検知器を配置するとともに、前記筒状供給部の内部にレベル検出用の検知ロッドを垂下させ、当該検知ロッドの一端を前記荷重検知器に直接連結し、検知ロッドで受けた荷重を荷重検知器に垂直方向に作用させたことを特徴とする製粉用ロール機におけるストックレベル検出器。
2. 前記検知ロッドは、棒状部材と、該棒状部材の先端部に固設した円錐部とから形成される請求項１記載の製粉用ロール機におけるストックレベル検出器。
3. 前記棒状部材の長さ（Ｌ）は、前記筒状供給部の高さを（Ｈ）としたときに、
   ０．５・Ｈ≦Ｌ<Ｈ
   で表す範囲に設定してなる請求項２記載の製粉用ロール機におけるストックレベル検出器。
4. 前記円錐部の底面の径（ｔ）は、前記筒状供給部の横断面の幅を（Ｗ）としたときに、
   ０．１２５・Ｗ≦ｔ<０．１７・Ｗ
   で表す範囲に設定してなる請求項２又は３記載の製粉用ロール機におけるストックレベル検出器。

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