JPH04503867A - 製品の流れを検出する装置、方法およびこの方法の利用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 製品の流れを検出する装置、方法 およびこの方法の利用 技術分野 この発明は、例えば製粉装置中で望ましない流れ挙動の製品を有する製品の流れ を検出する装置および方法に関する。

従来技術 既に高度に自動化している製品設備、例えば試料製粉装置のような製粉装置では 、初期には、既存の測定技術手段で経費に見合った品質の向上が行えないか、あ るいは経費をかけてのみ定性的なパラメータを可能にする目標への葛藤が生じる 。品質に対して高い要求が変わらない場合、常時より多く装填量を加えることは 、特に品質を一定にすることは、製品の流れを更に正確に制御したり管理するこ とを要求する。各瞬時の装填量のような処理量を常時秤量装置の精度で検出する 必要がある。

しかし、正確な秤量は、政府の専門家に適した秤によって正確に計って計量し、 製品を間欠的に引き渡すことになる限り、秤で品物を入れて、測定し、秤で品物 を空にする繰り返しを意味する。この難点を取り除くため、余分な中間バランス 貯蔵部を使用する必要があり、このことは余計な経費を必要とする。例えば、穀 物の粉、混合粉末、粗びきの穀粒、麩等のような望ましない流動特性を存する材 料の場合、大量にしかも絶え間な（製品の流れを測定し、連続的に製品を引き渡 すするためには、目下のところ殆どベルト秤量が利用されている。ベルト秤量に は、秤量する品物の流動特性の問題に殆ど影響されないと言う大きな難点がある 。品物を連続的に秤量ベルトに導き、秤量し、どうように連続的に再び放出する 。しかし、この解決策には二つの点で難点がある。ベルト秤量は、伝統的な容器 秤より不正確である。後者が簡単に＋／−１〜２゜１００の許容誤差範囲で動作 するのに、この値はベルト秤量の場合＋／−２°７００〜１％になる。他の難点 はベルト秤量の経費、特に保守、清掃、監視等に対する運転経費にある。ベルト 秤量器は高価であるから、化学物質のような非常に高価な品物の処理にのみ使用 されている。食品工場や飼料工場では、上記の理由から、そしてまた、ベルト秤 量がかなり大きな水平寸法を必要とするため、特に多くのベルト秤量器に出くわ さない。この数年、全く異なった測定系を用いて製品の流れを監視するため、多 くの努力が行われたが、大きな成果を得ていない。

他の重大な問題点は、今日製粉作業で規則正しく１時間当たり１トンよりはるか に多くなっている装填負荷にある。通常の値は、測定すべき製品の流れに対して １時間当たり　１０　、　、　、２０．　、　、５０や更に多くのトンである。

発明の説明 この発明の課題は、装填量を秤の精度で測定し、ベルト秤量器の場合のように完 全に連続的に製品を受け渡すことができ、特に難流動性の品物に対して確実にし かも秤の精度で動作する、大量の製品の流れでも測定する新しい測定系を開発す ることにある。

この発明による解決策は、垂直の秤量容器と、この秤量容器にほぼ水平に向いた 供給部を有する回転数に応じて制御できる供給コンベヤと、秤量容器から供給コ ンベヤに至る移行部と、差動秤量部材とを育することによって特徴付けられる。

この発明の核心は、制御可能な供給コンベヤと共に製品を強制的に供給する垂直 な秤量容器を使用する点にある。重量はそれ自体公知の方法で垂直な秤量容器に よって連続的に差動秤量によって測定される。はぼ水平な供給は、垂直な重量信 号に影響を与えない。従って、差動秤量の構想によって、製品の流れが秤量装置 の精度で測定され、回転数によって制御される供給コンベヤを用いて常時管理さ れ、こうして、完全に連続的な製品の受け渡しが保証される。秤量容器、特異円 管状の秤量容器（管種量器）を−貫して充填することによって、しかも垂直な秤 量容器から水平な供給コンベヤへの移行部（これ等の三つは一緒にして一種のニ ルボウ曲管を形成する）によって、自然な一定の製品の流れが生じる。この場合 、秤量容器は重力によって常時室になる滞留室のように働き、水平な供給のみが 機械的に強制的に行われる。この場合、水平の秤量容器、移行部、一方の側に供 給する供給コンベヤおよび反対側に供給する制御可能な駆動モータが、秤量ユニ ットを形成し、このユニットが、例えば三本の湾曲棒に懸垂されている。

秤量容器から供給コンベヤまでの移行部の断面を一定に、少なくともほぼ断面を 一定に形成すると有利である。この場合、秤量容器が丸い断面形状であると、移 行部が丸から長方形の形状を育する。従って、秤量ユニット全体の中で、好まし い一様な製品の流れが生じる。この製品の流れは、秤量制御の適当なプログラム によって、流入量を制御できる場合、高度な一定性を有する。流入量に影響のな い場合、流入量の変動が短時間であると、製品の供給量は流入量より一様性が大 きい。こうして、正確に測定される。つまり、製品の流れが一定に維持されるか 、あるいは鎮静化させることができる。更に、各中断の前に、あるいは製品を切 り換えるために、秤量系をアイドリングさせるとおちできる。その外、全体の秤 量ユニットをプラットホーム構造体に懸垂および／または支持させることができ る。純正に関して特に強い要望がある場合には、秤量ユニットの下部に、取出レ ールを設けることができる。このレールの上に供給コンベヤが純化のため駆動モ ータで水平に迫り出すことができる。

流入を止めることができない全ての応用例で、円管柱の上に制御可能な床扉を付 けた滞留貯蔵庫を配設することが提唱される。この場合、前貯蔵庫は好ましくは 円管柱の３０％〜９０％を検出する。その場合、サイクル時間が数秒から３０秒 の範囲にある。

この発明は、更にある方法にも関し、製品の流れが短時間間欠的に垂直な差動秤 量容器に導入され、この容器から、回転数で制御される供給コンベヤを介して製 品がほぼ水平に供給されることによって特徴付けられる。差動秤量時間が再充填 時間より５倍まで長くなると特に有利である。

従って、驚くべきことに、差動秤量の非常に価値のある考えが計量技術から製品 の監視に移行することが専門分野の利点に反して成功している。負荷が多い場合 に差動測定系がその魅力の多くを失うと、今まで想定さていたにもかかわらず。

これには種々の理由がある。大きな負荷は、再充填時間を短くするため、大規模 なホッパーと容器を要求し、それぞれの計量を容量で動作させる必要がある。再 充填装置と共に場所の問題も生じる。負荷が大きい場合、差動計量には場所の要 請がベルト形容の場合よりも更に深刻になる状況である。一般に、差動計量を動 作時間の１％よりも大きくないで容量的に動作させる、つまり、負荷が大きい場 合、再充填装置を非常に大きく設計する必要があると考えられる。

更に、最後に、装填量が一時間当たり１〜２トン以上になる場合、差動計量の精 度に疑問がある。

この新しい発明を用いると、数時間の時間間隔の最小時間遅延で製品を正確な秤 量によって連続的に次の処理過程に導入できる。全く意識して非常に短いサイク ル時間を使用し、統計的な方法で評価を計算するので、結果がもっと正確である 。

この発明の考えを更に発展させると、流入を止めている間に秤量容器中で差動重 量値が測定され、単位時間当たりの瞬時供給量および／または製品の流れの総合 装填量を選択できる時間にわたって計算するため、それに応じて供給コンベヤの 回転数が設定される。

しかし、特に有利なことは、常時供給される秤量容器の中で、製品が絶えず移動 しているので、食品あるいは飼料の製粉の稼働で生じるように、流動性の悪いた いていの製品を装填に関して新しい解決策で測定できる点にある。秤の中では、 正常の運転状態で製品の滞留が生じないので、秤量容器内の運動摩擦の静止摩擦 を監視する問題を避けることができる。流入の停止は、使用形式に応じて流入の 制御によって行えるか、あるいは小さな前保管場所を形成して達成される。例え ば、制御できる床シャッタによって閉めることができる前保管場所では、製品の 短時間の滞留を数分間我慢する。しかし、前保管場所では、秤量部品が問題にな らないので、ここでは、必要な場合、供給を支援する単純な機械的移動手段を簡 単に使用でき、測定精度を損なうことなく、そこで滞留も防止される。

製品の流れの装填量は、秤量容器からの連続的な容量的な供給に基づき、差動重 量値によって周期的に容量値を補正して測定される。この場合、差動秤量によっ て確認された計量供給コンベヤあるいは通路の装填量と回転数の比が設定され、 記憶され、そして同じないしは類似な製品に対する容量計量負荷の後での基準が 予め設定される。

製品の流れにそれ自体直接影響を与えない大きな変動があるなら、あるいは製品 の流れが大きな限゛界値内でのみ既知であるなら、選択可能な第一時間間隔にわ たって一定の時間間隔の一つまたはそれ以上の充填周期を予め指定すると有利で ある。この場合、差動秤量は一定の遅延でもって始まり、第一時間間隔の間、製 品は所定の容量目標値で供給される。

各差動秤量の初めで重量差により、次の時間間隔の充填周期と時間を変えると、 有利である。製品の流れを製粉機で製粉する前、あるいはその後に差動秤量によ って測定し、収量の測定や、製粉の制御に対する他のパラメータを設定するため 、その値を使用すると、特に有利である。

この新しい発明により、処理過程から生じる永続的に僅かに変動する製品の流れ の場合、初めてこの製品の流れを秤の精度で測定し、例えば初期の穀類の粉に対 して他の成分を、つまりこの初期の穀類の粉の定量的な変化に対して他の特異な 穀類の粉を連続的な製品の流れに混合させることもできる。この処理は、二つま たはそれ以上の製品の流れを混合するために、生仲を決め、この生仲の周期で、 他の差動秤量を所定の回転数と目標値を用いて始め、次いで他の各差動秤量の添 加量の制御を生仲の秤量値の実測値に応じて実行して行われる。

この新しい発明が、配管網の前および／または製粉機の装填量としての処理過程 の制御および／または管理のため、および／または製粉過程での管理、および／ または周期的で容量重量測定による多重秤量のため製粉機の製品の流れを検出す る方式で使用すると、非常に有利である。

以下に、この発明を多くの実施例を用いて更に詳細“に説明する。ここで、 第１図、この発明による流量測定装置、第２図、差動秤量期間中の第１図の測定 装置、第３図、容量による供給期間中の類似な測定装置、第４図、差動・計量供 給秤量の典型的なグラフ、第５図、時間に関する秤量容器内の重量値の経過、第 ６図、製粉系統図でのこの新しい発明の応用、が示しである。

以下には、先ず第１図を参照する。製品の流れＰｌは流量測定装置１に垂直に上 から入り、この測定装置を下に向けてＰ２として離れる。この流量測定装置には 、供給ヘッド２がある。このヘッドはプラットホーム３にコンソール４を介して 連結され、床５に支持されている。流入円管６は排出円管７と同じように固定さ れている。秤量部分８は供給ヘッド２と排出円管７に対してそれぞれ可撓性のゴ ムカラー９で塵封止して連結されている。秤量部分８は、垂直な秤量容器１０で 構成されている。この秤量容器の下端には緩やかな円錐状の先細り部分１０′が ある。秤量容器１０と円錐状の先細り部分１０′は、丸い円管形状に形成されて いる。秤量容器ｌＯと供給コンベヤ１１の間には、移行部１２が配設されている 。この移行部は秤量容器１０の垂直円管形状を供給コンベヤ１１の水平円管形状 に移行を製品の流れに関して最適に確保している。

第１図では、この移行部１２は上から下に向けて大体一定の断面を有し、この実 施例の場合、丸から長方形に移行する形状を有する。秤量部分８は、周囲に向け て、例えばプラットホーム３の三つの重量測定検出器１３に懸垂されている。非 常に面白いのは、駆動モータ１４も含めて全秤量部分８が懸垂されているため、 駆動モータ１４と供給コンベヤ１１がそれぞれ逆方向に秤量部分８の上に突き出 ていて、中心軸１５に関しである大きさで互いに釣り合いを保っている。流入円 管６の直ぐ近くには、前貯蔵庫がある。この前貯蔵庫は、空気シリンダ１７と床 フラップ１８によって、電子制御部１９、もしくは空圧信号成形部２０を介して 選択可能なプログラムに応じて制御できる。この場合、製品の供給に対する目標 値は外部電算機２１によって、また実測値の重量信号は重量測定値検出器１３に よって獲得される。

前貯蔵庫は秤量容器１０の最大収納能力の５０％以下、好ましくは約３０％〜９ ０％を有する。従って、差動秤量の通常の応用からここでも完全に離れているこ とが判る。何故なら、秤量容器を満たすために、一部のみ予め収納できるからで ある。従って、流入も秤量技術で同じように検出できる。このことは、流入に対 して付加的な制御装置を我慢しない場合、製品の流れを検出するのに重要である 。

秤量容器は、その直径の二倍の高さを育する。この場合、直径は０．３〜０．６ ｍになる。これに対して、円管コンベヤは０．１００〜０．２５０　ｍの直径を 育する。その結果、円管コンベヤの断面に対する秤量容器の断面の平均比率は約 １：１０になる。

第１図には、特に注目すべき他の構成の構想が示してあり、駆動モータ１４がフ ランジ組込の供給コンベヤの回転軸２２を用いであるいは用いることなく、引出 ２３を介して引出式に供給コンベヤ１１の軸２４の方向に引き出せる。このこと によって、何時でも短時間にこの装置をそれに応じて待機させるため、製品の流 れの製品通路を清潔する特に高度な要求が可能になる。

垂直の秤量容器１０には製品が常時垂直方向に降下し、移行部１２によって直接 供給コンベヤの回転軸２２の導入部に案内され、秤量容器１０から水平に供給さ れ、再び排出円管２７を経由して垂直に測定技術的に新たに管理して常時排出す る。

第２図は、第１図と同じような装置が示しであるが、重量計測による秤量部の区 間では閉じた床シャッター１８を使用する。ここでは、製品の供給期間に差動秤 量が行われるか、あるいは常時供給する品物が秤量容器ｌＯで重量の減少によっ て測定される。

第３図は、第２図に似た装置が示しであるが、前容器を備えてない。ここでは、 容量計測による供給量計測が行われる。

第４図には、差動秤量のそれ自体典型的な経過が示しである。これは非常に短い 充填時間と非常に長い重量計測による秤量に特徴があり、結局これは差動計量の 考えになる。

次に、この発明による二つの秤量サイクルを示す第５図を考察する。Ａは多少規 則的に製品を流入させる差動柱での充填の開始である。Ｂでは、製品の流入を止 め、同時に差動秤量部を存する前記柱から製品の供給を始める。このことは、特 に以下の点にある。つまり、流入によって最早乱されない秤で単位時間当たりに 減少した重さを確認する。点Ａ′は差動秤量の終わりである。ＢからＡ′の流入 領域で堰き止められる製品は点Ｃまで差動柱に排出される。ＣからＤまで短時間 に規則正しい製品の流入が短時間行われ、点りで製品の案内が再び中断する。Ｄ からＡ′まで、第二差動秤量が行われる。

両方の場合、 一影響のある流入量がない場合、差動柱からの供給量が変わること、あるいは、 一所望の供給目標値の場合、流入量が変わること、の制御に決定的なことは、少 なくとも二つの秤量サイクルに対して、一定の時間（サイクル時間）を選択して いる点にある。これから、流入秤量と計量添加の間の差が生じ、これは影響を及 ぼす。

ｔｌ：　重量計測による秤量時間 ｔ２：　再充填時間 ｔ３：　制御の時間 ｔ　サイクル時間 を意味する。

この場合、制御は以下の規則に従って行われる。

第６図には、全体の製粉機が模式的に示しである。

この場合、左上のブロックである製粉装置３０．直立と製粉処理部３１が大切で ある。右上には、製粉サイロ３２．左下には水平移動部と粗引機械を備えた製粉 機３３が、そして右下には製粉混合機３４が示しである。この発明の応用は、図 面にそれぞれ丸でマークされている。製粉機では、管理通路、例えば篩いで止め たものと、Ｂ１の後篩いを通過したものの比にＢが、また製品の流れを連続的に 監視する細挽き通路でそれに応じた配分通路にＣが付けである。

要　約　書 この発明は、好ましくない流動特性を有する、製粉製品のような製品で、例えば 毎時間歯たり１〜５０トンの大量の製品の流れを測定する新規な装置と方法を提 唱している。この場合、製品の流れは短時間間欠的に垂直秤量容器１０に導入さ れ、そこから回転数制御され、はぼ水平に強制的に供給される。製品の流れは周 期的に容積的におよび重量的に差動秤量部によって監視される。

この発明は、更に方法の応用にも関し、制御部、例えば配管網の前の動作プロセ スの管理、例えば製粉の導入作業として、例えば製粉プロセスの管理のため、例 えば穀粉に対して差動秤量によって製粉装置の製品の流れを測定することを提唱 している。

国際調査報告 国際調査報告 ＣＨ９１０００２５ ＳＡ　４３７６４

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．例えば製粉機の中で望ましない流動特性の製品と一緒に製品の流れを検出す る装置において、この装置に、垂直秤量容器、この秤量容器からほぼ水平に向か う供給部を備えた回転数で制御される供給コンベヤ、および秤量容器から供給コ ンベヤヘの移行部と差動秤量部材があることを特徴とする装置。
2. ２．前記移行部は秤量容器の下に向けた連続部であることを特徴とする請求の範 囲第１項に記載の装置。
3. ３．秤量容器、移行部および供給コンベヤは屈曲部を形成し、駆動モータが、バ ランスを保つため、供給コンベヤに対して反対方向に突き出ていることを特徴と する請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。
4. ４．差動秤は、円管状の断面と、その下部に固定されたコンベヤ供給計測部を備 えた円管秤として形成されていることを特徴とする請求の範囲第１〜３項の何れ か１項に記載の装置。
5. ５．垂直に配設された第一の円管形状から水平のコンベヤ供給計測部への移行部 は丸から長方形にほぼ同じ断面積で形成されていることを特徴とする請求の範囲 第１項に記載の装置。
6. ６．円管状の秤部分と、制御可能な駆動モータを備えたコンベヤ供給計測部は、 湾曲棒に懸垂された秤量ユニットを形成することを特徴とする請求の範囲第１〜 ５項の何れか１項に記載の装置。
7. ７．円管秤の上に、制御可能な床シャッターを備えた滞留貯蔵庫が配設してあり 、この滞留貯蔵庫が秤量技術的に秤量容器から分離されていることを特徴とする 請求の範囲第１〜６項の何れか１項に記載の装置。
8. ８．前貯蔵庫は円管秤の３０％〜９０％を有し、前貯蔵庫への自由な流入部は、 好ましくは、供給コンベヤの自由排出断面に対して、特に好ましくは秤量容器の 水平断面に対する供給コンベヤの供給断面が１：８〜１：１２，好ましくは約１ ：１０であることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。
9. ９．例えば製粉機の中で望ましない流動特性の製品と一緒に製品の流れを検出す る方法において、製品の流れを短時間間欠的に垂直秤量容器に導き、この容器か ら連続的に回転数で制御される供給コンベヤを介して製品がほぼ水平に供給され ることを特徴とする方法。
10. １０．秤量容器中で流入を止めている間に、差動重量値を測定し、単位時間の瞬 間的な供給量および／またはある選択可能な時間にわたって製品の流れの全装填 量を計算するため、それに応じて供給コンベヤの回転数を設定することを特徴と する請求の範囲第９項に記載の方法。
11. １１．連続的に容量計測した秤量容器からの供給量に基づき、製品の流れの装填 量を差動秤量値による容量測定値を周期適に補正して測定することを特徴とする 請求の範囲第９項または第１０項に記載の方法。
12. １２．差動秤量によって確認された、計量供給コンベヤまたは供給部の装填量対 回転数の比を求め、記憶し、同じまたは類似な製品に対する容量導入量を後での 基準にするため予め与えることを特徴とする請求の範囲第１０項または第１１項 に記載の方法。
13. １３．選択可能な第一時間間隔にわたって、一定期間の一つまたはそれ以上の充 填サイクルを予め与え、一定の遅延を与えて差動秤量を始め、第一時間間隔の間 に製品を所定の容量目標値で供給することを特徴とする請求の範囲第９〜１２項 の何れか１項に記載の方法。
14. １４．重量の差に基づき、各差動秤量の初めに、以下の時間間隔に対する充填サ イクル時間を変えることを特徴とする請求の範囲第９〜１３項の何れか１項に記 載の方法。
15. １５．製品の流れは、製粉機中で挽く前後に差動秤量によって、測定され、その 値が収量を求め、他のパラメータを設定するために使用されることを特徴とする 請求の範囲第１４項に記載の方法。
16. １６．二つまたはそれ以上の製品の流れを混合するために主秤を決め、他の各差 動秤を主秤の周期で所定の回転数自標値により開始し、次いで主秤の秤量値の実 測値に応じて他の各差動秤量の添加量の制御が行われることを特徴とする請求の 範囲第９〜１５項の何れか１項に記載の方法。
17. １７．請求の範囲第９〜１６項の方法の応用において、製粉機の製品の流れが、 配管網の前でおよび／または製粉装填量としての作業過程の制御および／または 管理のため、および／または製粉過程の管理のため、および／または差動秤量に よる多重秤量のために測定されることを特徴とする応用。