JPH0428030Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、粉粒体流量の連続計量装置に関し、
特にロータリフイーダに粉粒体を投入し、排出し
ながらその重量を常時検出する形式の粉粒体流量
の連続計量装置に関する。

［従来の技術］ かかる形式の粉粒体流量の連続計量装置におい
て、ロータリフイーダ内に投入される粉粒体の重
量とロータリバルブの回転数とから粉粒体流量を
計測する計量装置はすでに公知である（特開昭56
−27619号公報参照）。

この従来技術によれば、ロータリフイーダは水
平軸を介して支持機構により回転自在に支えら
れ、該水平軸に直角な方向に設けたロードセルで
平衡を保つように支持されており、またロータリ
バルブの回転数を検出する回転数検出器を備えて
いる。粉粒体の投入による荷重の増加はロードセ
ルにより検出され、これと回転数検出器で検出し
たロータリバルブの回転数とから粉粒体流量が計
測される。

しかしこの従来技術では、ロータリフイーダを
水平軸を介して支持機構により回転自在に支え、
該水平軸に直角な方向に設けたロードセルで平衡
を保つように支持する等の複雑な構成であるた
め、装置が高価なものとなるばかりでなく、装置
の保守、点検に手間取るという問題があつた。

そこで本出願人は、上記従来の装置の欠点を解
消した連続計量装置を提案した。この装置は、ロ
ータリフイーダ、カウンタウエイトの外に更に、
ロータリフイーダの回転数を検出する回転数検出
器、ロータリフイーダとカウンタウエイトが載置
されている基体の変位量から重量を検出する重量
検出器、電気式計算システム等を備えているの
で、ロータリフイーダ内に粉粒体が全く溜つてい
ない状態の重量検出器の検出値Woと、飢餓状態
の検出値Waとから、ロータリフイーダ内に溜つ
ている粉粒体の重量ΔW＝Wa−Woを求め、そし
てロータリフイーダの単位時間当りの回転数Ｒか
ら単位時間当りの粉粒体流量Ｆ＝Ｋ×ΔW×Ｒ
（Ｋ＞０、通常約２）を求めることができ、本考
案の所期の目的が達成されている。

ところで上記提案した粉粒体の連続計量装置に
も、なお改良の余地があることを見出した。すな
わちロータリフイーダは、ケーシングと、ケーシ
ング内で回転駆動される回転羽根とから構成され
ているので、ロータリバルブの羽根と羽根との間
のポケツトに充満される粉粒体の量の大小によつ
て、羽根とケーシングとの間に粉粒体が噛み込ま
れることがあることを見出した。この噛み込み様
子を第３図によつて更に詳しく説明すると、ロー
タリフイーダ１の供給口２から粉粒体が一定量供
給されているとすると、ロータリバルブの回転数
が遅いと、羽根５と羽根５との間のポケツトＰに
は多量の粉粒体が供給されて山状になる。そし
て、羽根が矢印Ａ方向に回転すると、羽根の先端
とケーシング４内壁のＢ点において粉粒体は噛み
込み或いは挟み込まれる。これとは逆に、ロータ
リバルブの回転数が大きくなると、充満率は低下
し、上述した現象は生じないが、回転数が大きく
なると羽根の速度が大となるので、粉粒体はポケ
ツトＰの底部まで充分に落下することができず、
やはり噛み込みが生じる。また回転数が大きいと
羽根５が急激に粉粒体の移動方向を変化させるの
で、その反動として羽根５或いはケーシング４に
衝撃が生じる。上述したような粉粒体の噛み込み
が生じると、衝撃が発生する。すると、これらの
衝撃が重量検出器に伝達されて計量数値のバラツ
キ或いは誤差の原因となることを見出した。

［考案の目的］ したがつて本考案は、従来のロータリフイーダ
形式の粉粒体流量の連続計量装置の前記欠点を解
消し、機構的にきわめてシンプルであり、比較的
安価に製作できると共に、保守、点検に手間取る
ことがなく、しかも粉粒体の噛み込み或いは挟み
込みによる衝撃がなく、それ故誤差の原因が取除
かれた精度の高い粉粒体流量の連続計量を行うこ
とのできる装置を提供することを目的としてなさ
れたものである。

［目的を達成するための手段］ 前述した粉粒体の噛み込み発生のメカニズムの
説明からも明らかなように、ロータリバルブ内に
すなわち羽根と羽根との間のポケツトに適正に粉
粒体を充満させると、噛み込みは生じないことが
解る。そしてロータリバルブ内の粉粒体の充満率
CrはCr＝Ｆ／（AD・Ｌ・Ｒ）で一般に表され
る。ただし Ｆ；単位時間当りの粉粒体重量流量 AD；粉粒体の嵩比重 Ｌ；ロータリバルブ１回転当りの容積 Ｒ；ロータリバルブの単位時間当りの回転数 上式においてAD、Ｌの値はそれぞれ一定であ
るから粉体重量流量ＦとＲの値、すなわちロータ
リバルブの回転数によつて粉粒体の充満率は定ま
る。したがつて本考案はこのＲの値を適切に制御
して充満率を制御し、粉粒体の噛み込みを抑制し
ようとするものである。

［考案の構成］ 本考案によれば、複数枚の羽根よりなるロータ
リバルブを備えたロータリフイーダと、前記ロー
タリバルブを駆動する変速装置付モータの重量も
含んだカウンタウエイトと、前記ロータリフイー
ダとカウンタウエイトとをそれぞれ両端部に揺動
可能に支承している基体と、前記ロータリバルブ
の回転数を検出する回転数検出器と、前記基体の
ロータリフイーダ側と不動部材との間に設けられ
ていて、該基体の不動部材に対する変位量から重
量を検出する重量検出器と、前記回転数検出器と
重量検出器のそれぞれから出力される回転数信号
と重量信号とから単位時間当りの粉粒体流量の重
量を算出する計算システムと、前記ロータリバル
ブの回転数を制御する充満率制御システムとから
成り、該充満率制御システムは、前記計算システ
ムからの重量流量信号と粉粒体の嵩比重信号とロ
ータリバルブの１回転当りの容積信号とロータリ
バルブの単位時間当りの回転数信号とからロータ
リバルブ内の粉粒体充満率を演算する充満率演算
手段と、該手段によつて求められた実充満率と設
定充満率とを比較する比較演算回路と該比較演算
回路からの信号を演算して前記モータへ適正充満
率になる信号を出力する実充満率適正化制御演算
回路とを含んだ充満率制御演算装置とから成つて
いる。

［考案の作用効果］ 本考案は前記のように構成されているので、従
来の装置と同様にして計量されるが、ロータリフ
イーダを支点に支承させた基体の一端に配設して
カウンタウエイトで所要の平衡を保ち、基体のた
わみにより重量検出器で重量を検出するので、従
来のロータリフイーダを水平軸を介して支持機構
により回転自在に支え、該水平軸に直角な方向に
設けた重量検出器で平衡を保つように支持したも
のに比べ構造的に簡単であり、かつ測定結果も優
れ、また装置を安価に提供できるとともに、保守
点検を楽にすることができる。

更に本考案によると、充満率制御システムが設
けられているので、このシステムによつて、ロー
タリバルブ内の粉粒体の充満率が適正値になるよ
うにロータリバルブの回転数が制御される。した
がつて粉粒体は羽根と羽根との間に形成されてい
るポケツトに適正に充満され、羽根の先端とケー
シング内壁との間に噛み込まれる割合が極減す
る。また高速回転による粉粒体との衝突衝撃も少
なくなる。それ故挟み込みによる衝撃がなくな
り、計量精度が向上、或いは計量値のバラツキが
押えられるものである。

［好ましい実施の態様］ 本考案の実施に際し、カウンタウエイトの重量
はロータリフイーダの重量よりロータリフイーダ
内に飢餓状態で溜つた粉粒体の重量ΔWの約10倍
だけ小さく構成するのが好ましい。このようにす
ると、測定精度を向上することができる。更に本
考案の実施に際し、ロータリフイーダの排出能力
（容積量）を粉粒体容積流量より大きくするのが
好ましい。このようにすると、ロータリフイーダ
内に溜る粉粒体の重量を連続的に測定することが
できる。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の実施例を説明す
る。第１図および第２図において、ロータリフイ
ーダ１は粉粒体入口２と出口３を備えたケーシン
グ４を有しており、該ケーシング４内には複数枚
の羽根よりなるロータリバルブ５が設けられてい
る。このロータリフイーダ１は、支点であるベア
リング６に支承された基体であるビーム７の一方
に端部に配設され、ビーム７の他方の端部にはロ
ータリバルブ５を回転させるための減速機付モー
タ９とウエイト１０よりなるカウンタウエイト８
が配設され、またビーム７のロータリフイーダ１
側の端部と不動部材であるベース１１との間に
は、ビーム７のたわみから重量を検出する重量検
出器１２が設けられている。そして前記カウンタ
ウエイト８の重量は、ロータリフイーダ１の重量
よりロータリフイーダ内に飢餓状態で溜つた粉粒
体の重量ΔWの約10倍だけ小さく設定されてい
る。すなわち、重量検出器１２には、当初、ロー
タリフイーダ１内に飢餓状態で溜つた粉粒体の重
量ΔWの約10倍の重量がかかるように、ビーム７
の平衡状態が保たれている。また、ロータリフイ
ーダ１にはロータリバルブの回転数を検出するた
め回転数検出器１３が設けられ、前記重量検出器
１２と共に詳細を後述する単位時間当りの粉粒体
流量を算出する演算装置すなわち、例えば電気式
計算システム１４に接続されている。なお、ロー
タリフイーダ１の入口２と出口３には図示しない
粉粒体供給配管と排出配管が接続されるが、該配
管とロータリフイーダ１とを重量的に絶縁するた
めにこれら配管はフレキシブル配管２０を介して
ロータリフイーダ１の入口２と出口３に接続され
ている。また、第１図中の符号１５は、モータ９
からロータリバルブへ動力を伝達する動力伝達機
構を示す。

詳しくは、次の作動の項で説明するが、例えば
電気式計算システムで算出された粉粒体の流量重
量信号は、他の入力信号と共に次の充満率制御シ
ステム２０に入力され、そしてこのシステムから
の信号によつてロータリバルブ内の粉粒体の充満
率が適正になるよう、ロータリバルブの回転数が
制御される。

次に作動について説明すると、ロータリフイー
ダ１の入口２から粉粒体がロータリフイーダ１内
に落下してくる。ロータリフイーダ１の排出能力
（容積量）は落下してくる粉粒体容積よりも大き
いため、粉粒体はロータリフイーダ１の中に飢餓
状態で溜る。ロータリバルブ５は減速機付モータ
９により回転しており、飢餓状態で溜つた粉粒体
はこのロータリバルブ５により移動して出口３よ
り落下する。

今、ロータリフイーダ１内に粉粒体が全く溜つ
ていない状態で重量検出器１２が受ける重量を予
めビーム７のたわみから測定しておき、その重量
をWoとする。

ロータリフイーダ１内に粉粒体が飢餓状態で溜
つた場合の重量検出器１２が受ける重量を連続し
てビーム７のたわみから測定し、その重量をWa
とする。

重量検出器１２で検出した前記重量Woおよび
重量Waは例えば電気式計算システム１０に入力
され、該電気式計算システム１０でロータリフイ
ーダ１内に溜つている粉粒体の重量ΔWをΔW＝
Wa−Woとして連続して算出する。

ロータリフイーダ１のロータリバルブ５の羽根
は複数枚となつているため、ロータリバルブ５が
回転して粉粒体が移動してもロータリフイーダ１
内に溜つている粉粒体の重量ΔWは粉粒体流量に
比例する。この粉粒体の重量はロータリバルブ５
が１回転する間に排出する粉粒体の重量の１／Ｋ
（ここでＫ＞０で、通常約２）と言い変えること
ができる。

一方、回転数検出器１３はロータリバルブ５の
単位時間当り回転数を連続して検出し、その回転
数Ｒが計算システム１４に入力される。そして計
算システム１４で粉粒体の重量ΔWとロータリフ
イーダの単位時間当り回転数Ｒより単位時間当り
の粉粒体流量ＦがＦ＝Ｋ×ΔW×Ｒ （ここでＫ＞０で、通常約２）として算出され
る。ところで、カウンタウエイト８の重量は、ロ
ータリフイーダ１の重量よりロータリフイーダ１
内に飢餓状態で溜つた粉粒体の重量ΔWの約10倍
だけ小さく設定されているので、従つてWo≒
10ΔWとなり、ΔWのWoに対する比率は約１／
10となる。この結果、測定精度は極めて高い。

このようにして計算システム１４で求められた
計量値信号は、第４図に示すように、他の入力信
号と共に充満率演算手段２１へ入力される。この
演算手段２１は、基本式Cr＝Ｆ／（AD・Ｌ・
Ｒ） （ただし、Cr；ロータリバルブ内の粉粒体充満
率、Ｆ；単位時間当りの粉粒体の重量流量、
AD；粉粒体の嵩比重、Ｌ；ロータリバルブ１回
転当りの容積、Ｒ；ロータリバルブの単位時間当
りの回転数）から充満率を演算するもので、計算
システム１４からの重量信号と共に、定数入力部
２２からのAD、及びＬ信号、回転数検出器１３
からのＲ信号が入力されて、充満率Crを算出す
る。充満率制御演算装置２３は、比較演算回路２
４と実充満率適正化制御回路２５とから成つてい
る。比較演算回路２４は、充満率演算手段２１か
ら出力される充満率Crと、充満率設定入力部２
６からの設定充満率Cr₁〜Cr₃（例えばCr₁＜Cr₂＜
Cr₃）とを比較し、実充満率が設定充満率Cr₁〜
Cr₃の範囲内にあるときは出力しないが、範囲外
となると次の実充満率適正化制御演算回路２５へ
出力する。この回路２５は、適正充満率になるよ
うにロータリバルブの単位時間当りの回転数を変
更する信号を出力する。すなわち充満率が大きい
ときは、モータ９の回転数を上げる信号を、そし
て小さいときは下げる信号を出力する。この出力
信号によつて回転数変速装置付モータ９は変速
し、この変速された回転が伝達機構１５を介して
ロータリバルブへ伝達される。このようにロータ
リバルブの回転数は、閉ループ制御されているの
で、常に適正に充満される。それ故粉粒体が羽根
の先端とケーシング内壁との間で噛み込まれるチ
ヤンスが激減し、衝撃の発生が抑制され、重量検
出器１２の検出値ΔWのバラツキが押えられる。
この様子を第５図ないし第７図によつて更に説明
すると、第５図及び第６図に示すようにロータリ
バルブの回転数が遅くて或いは速くて充満率が不
適性値にあるときは、粉粒体の噛み込みによる衝
撃或いは高速回転による粉粒体と羽根との衝突に
よる衝撃が発生し、重量検出器１２の検出値ΔW
にバラツキが生じ、その結果、粉粒体流量重量Ｆ
＝Ｋ×ΔW×Ｒ（Ｋ＞０、通常約２）にもバラツ
キが生じていることが解る。これに対して第７図
に示されているように、適切な回転数にあるとき
は、充満も適正値に保たれ、従つて衝撃の発生が
なく、検出値ΔW、Ｆは略一定値となつているこ
とが解る。

［まとめ］ 以上詳述したように、本考案によると、揺動自
在の基体の上にロータリフイーダとカウンタとを
載置し、基体のロータリフイーダ側と不動部材と
の間に、重量検出器が設けられているので、従来
の装置に比較して簡単な構造で高い精度の粉粒体
の流量の計量を行うことができる。しかも本考案
によると、ロータリバルブは閉ループ制御されて
適正充満率になるように、ロータリバルブの回転
が制御されているので、粉粒体の噛み込み或いは
衝突による衝撃が極減される。従つて計量値の安
定が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す全体斜視図、
第２図はロータリフイーダ部分の拡大側断面図、
第３図は粉粒体の充満率と噛み込みの関係を示す
ためのロータリフイーダの断面図、第４図は制御
ブロツク図、第５図、第６図および第７図は充満
率の違いによる重量検出器指示の安定性を示す図
であり、第５図は高充満率の場合、第６図は高回
転低充満率の場合、第７図は適正充満率の場合を
示す図である。 １……ロータリフイーダ、５……羽根（ロータ
リバルブ）、６……支点（ベアリング）、７……基
体（ビーム）、８……カウンタウエイト、１２…
…重量検出器、１３……回転数検出器、１４……
計算システム、２０……充満率制御システム。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数枚の羽根よりなるロータリバルブを備えた
   ロータリフイーダと、前記ロータリバルブを駆動
   する変速装置付モータの重量も含んだカウンタウ
   エイトと、前記ロータリフイーダとカウンタウエ
   イトとをそれぞれ両端部に揺動可能に支承してい
   る基体と、前記ロータリバルブの回転数を検出す
   る回転数検出器と、前記基体のロータリフイーダ
   側と不動部材との間に設けられていて、該基体の
   不動部材に対する変位量から重量を検出する重量
   検出器と、前記回転数検出器と重量検出器のそれ
   ぞれから出力される回転数信号と重量信号とから
   単位時間当りの粉粒体流量の重量を算出する計算
   システムと、前記ロータリバルブの回転数を制御
   する充満率制御システムとから成り、該充満率制
   御システムは、前記計算システムからの重量信号
   と粉粒体の嵩比重信号とロータリバルブの１回転
   当りの容積信号とロータリバルブの単位時間当り
   の回転数信号とからロータリバルブ内の粉粒体充
   満率を演算する充満率演算手段と、該手段によつ
   て求められた実充満率と設定充満率とを比較する
   比較演算回路と該比較演算回路からの信号を演算
   して前記モータへ適正充満率になる信号を出力す
   る実充満率適正化制御演算回路とを含んだ充満率
   制御演算装置とから成る粉粒体流量の連続計量装
   置。