JPH0617812B2 - 粉粒体の連続式流量測定法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は粉粒体の連続式流量測定法及び装置に関するも
のである。

〔発明の効果〕

従来、穀類、セラミツク等の無機材料、プラスチツク等
の種々の粉体、粒体（以下粉粒体という）の搬送工程に
おいて、粉粒体の流量を連続的に測定するいくつかの方
法が提案されている。

その一つは、衝撃法と呼ばれるものであり、粉粒体の落
下する通路途中に傾斜したたわみ板等を配置し、粉粒体
がこれに当ることによつて生ずる前記板の衝撃力による
変位を差動トランスなどによつて検出する方法である。
また他の方法として、ホツパースケール法とも称すべき
方法も知られている。これは、粉粒体の落下する通路の
上下に一対の通路開閉ゲートを設けておき、まず下側の
ゲートを閉じて粉粒体をその上にため、次いで一定時間
後に上側ゲートを閉じてこのときに貯まつた粉粒体の重
量を測定する方法である。

これらにより、気体、液体に比べて流量測定の難かしい
粉粒体の測定を行なうことができる。しかし、前記のよ
うな方法では、例えば前者では、通路内を落下する粉粒
体のたわみ板に対する衝合位置の不安定さ等によつて測
定精度に限界があるし、また後者では、流量測定部の下
流において粉粒体の流れに断続を生ずることになるし、
上部ゲート位置から下法貯溜部の間の落差補正、ゲート
開閉タイミングのバラツキによる影響等によつて誤差を
生じ易、前記と同様に測定精度に限界がある。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような現状に鑑み、従来の連続式流量測
定法とは全く異なつた新規な方法により、精度の高い粉
粒体の連続式流量測定を可能とした方法の提供を目的と
してなされたものである。

また本発明の他の目的は、かかる方法の実現に好適な装
置を提供するところにある。

〔発明の概要〕

而して前記した目的を達成するためになされた本発明の
要旨とするところは、下部ゲートの開口開度が調整可能
でありかつ上部ゲートが開閉可能な浮動ホッパーを粉粒
体の上下方向通路の途中に重量測定可能に配置し、上部
ゲートを開きかつ下部ゲートの開口開度を小さくしてこ
の浮動ホッパー内に所定量の粉粒体を溜めた後、通路上
部からの粉粒体落下量と下部開口からの流出量とを一致
させるように下部ゲートの開口開度を調整して固定し、
次いで上部ゲートを閉じて粉粒体落下を停止させて、単
位時間当たりの浮動ホッパー内の粉粒体重量減少を測定
することを特徴とするところにある。

かかる方法によれば、浮動ホッパー内に所定量の粉粒体
を溜める際に、その下部ゲートの開口開度を若干制限的
に小さくすることで、下流の粉粒体流動が少なくなるこ
とはあるが、これは粉粒体を溜める速度を緩かとするこ
と等によりその影響を小さくでき、下流の流れの断続を
生ずることは全くない。また粉粒体が所定量溜つた状態
で下部ゲートの開口開度を調整し、浮動ホッパーの測定
される重量の変化が生じないようにすれば、このとき上
部ゲートおよび下部ゲートを通過する粉粒体の流量は一
致し、この状態で下部ゲートの開口開度を固定して上部
ゲートを閉鎖することにより、浮動ホッパー内で次第に
減少する粉粒体の量（重量）は、下部ゲートからの流出
量すなわち上部ゲートからの流下量として正確に測定す
ることが可能となり、従来法と比べて測定精度の飛躍的
な向上が実現される。

なお、下部ゲートの開口開度が一定の場合であつても、
これからの粉粒体の流出量は、その粉粒体の流動性の性
質、浮動ホッパー内の貯溜量等々により厳密には一律で
なく、また貯溜量が相当程度少なくなると流出量変動が
大きく現われる。したがつて流出量の測定時間域はこれ
らの点を考慮して、比較的貯溜量が大きく流出量変動の
少ない範囲で定めることがよく、更に対象とする粉粒体
について洗われる貯留量と流出量の若干の変動関係は、
理論式ないし実験式によつて求めることが可能であるか
ら、厳密な流量測定を必要とする場合にはこれらの式に
よつて測定値を補正することが望ましい。

またかかる方法を好適に実現するための本発明装置の要
旨とするところは、粉粒体の上下方向通路の途中に配置
され、かつ開口開度が調整可能な下部ゲートを有する浮
動ホッパーと、この浮動ホッパーを支持してその重量と
を測定する計量ユニットと、浮動ホッパーよりも上方の
前記上下方向通路に配置され、粉粒体の浮動ホッパーへ
の落下を阻止できるように設けられた閉路可能の上部ゲ
ートと、前記下部ゲートの開度調整制御と上部ゲートの
開閉切換制御をする制御手段と、前記計量ユニットの重
量測定の結果に基づいて粉粒体流量を算出する演算手段
とを備え、前記制御手段は、浮動ホッパーへの粉粒体落
下量に下部からの粉粒体流出量を一致させるように前記
下部ゲートの開口開度を調整する第１の制御（レベル制
御）と、この調整された開度に下部ゲートの開口開度を
固定したまま上部ゲートを一定時間閉路させる第２の制
御（流量計測制御）とが行なえるように構成し、前記演
算手段は、上部ゲートを閉路した該一定時間の間の浮動
ホッパーの重量減により粉粒体流量を算出するよう構成
したことを特徴とするところにある。

本装置においては、計量ユニツトによつて検出された浮
動ホツパーの重量情報を表示器で表示し、これに基づい
て上部ゲート、下部ゲートの開閉、開口開度調整をマニ
ユアルで行なうこともできる他、好ましくは、浮動ホツ
パーの重量を示す信号をマイクロコンピユータ等を用い
て電気的に処理し、上部ゲートの開閉タイミング、下部
ゲートの開度調整、上部ゲート閉鎖時における一定時間
域での粉粒体重量の減少検出、更にはこれに基づく流量
の算出等を、自動的かつ定期的に行なえるようにするこ
とがよい。

また、本装置における測定精度の向上のために、浮動ホ
ツパーの底部を下部ゲートに向つて逆錘形状に設けて、
粉粒体の流動性を好ましく与え、或いは流動ホツパーの
上部ゲート下方に対向させて、粉粒体の落下衝撃を緩和
するための衝撃緩和ブロツク、例えば山形形状の案内
板、半球体（殻体）等を設け、更に要すれば、エアバイ
バスによる空気置換部を設けることが望ましい。

前者によれば粉粒体の貯溜量の大小による影響が小さく
なるし、後によれば、上部ゲートと下部ゲートの通過粉
粒体を一致させる際の浮動ホツパーの重量測定が正確と
なり、流量測定の精度が一層に向上することになる。

〔本発明の実施例〕

以上本発明を図面に基づいて更に詳細に説明する。

第１図〜は、本発明装置の操作手順を模式的に示し
た図であり、第２図は前記操作手順と対応した浮動ホッ
パー内の粉粒体の量（重量）を示した図である。

第１図の図中において、１は浮動ホッパーであり、支持
杆２、２によつて図示しない計量ユニツトにより支持さ
れ、かつその重量が連続的に測定されるようになつてい
る。

３は浮動ホツパー１と上方の固定通路管４を接続する蛇
腹状の可撓管、５は同様に浮動ホツパー１と図示しない
下方の固定通路管を接続する蛇腹状の可撓管、６は上方
の固定通路管４に組付けれた通路開閉用のエアシリンダ
型の上部ゲート、７は浮動ホツパーの下部に一体的に組
付けられた下部ゲートであり、下部開口の開度を可変調
整できるようになつている。

以上の構成において、まず初期においては上部ゲート６
および下部ゲート７は夫々全開の状態となつており（第
１図参照）、したがつて計量ユニツトにより浮動ホツ
パー１（下部ゲート７等これと一体のものを含む）の重
量のみが検出されている。

次に下部ゲート７の開口開度を絞り、浮動ホツパー１内
に徐々に粉粒体を溜める（第１図参照）。

浮動ホツパー１内の粉粒体量が所定のレベルに達した
後、下部ゲート７の開口開度を調整し、浮動ホツパー７
の測定重量が一定値の状態となるようにして開口開度を
固定する（第１図参照）。

この後、上部ゲート６を閉鎖し、浮動ホツパー１内の粉
粒体量の減少が定常的となつた時点から、一定時間△t
の間の重量減少△wを測定し、△tおよび△wより粉粒体
の流量を算出する（第１図、）。

浮動ホツパー１内はこの後上部ゲート６を開き、かつ下
部ゲート７の開度を調整して浮動ホツパー１に所定量の
粉粒体を再び溜めてレベル制御を行ない、更に必要に応
じて流量計測の操作を繰り返す（第１図、）。

以上のように、本発明によれば、単一の浮動ホツパーの
みを用いて、下流の粉粒体の流れを断続することなし
に、しかも下部ゲートからの流出量を通路内の流量に一
致させた状態に保ちながら安定的な動作領域で測定を行
なうことができるため、極めて高精度の流量計測が達成
されるという効果が得られることになる。

第３図ないし第６図は、かかる方法の実施に好適に用い
られる装置の構成例を示しており、図中１〜７の符号は
第１図と同様の対象を示している。なお本例における軽
量ユニツト８の支持杆２は、浮動ホツパー１がその胴部
の概ね中央部に横方向の貫通孔９を備えた形状をなして
いることを都合よく利用して、浮動ホツパー１の重心位
置に１本の支持杆を連結固着させることで支持し、この
支持杆に歪ゲージ（図示せず）を取着した構成のものと
されている。１０は支持杆２の固着用ブラケツトであ
る。１１は下方の固定通路管、１２は下部ゲート７の開
口開度調整用の正逆回転モータ、１４はエアー通路であ
る。

本例における浮動ホツパー１の特徴は第６図の単品図に
より明示される如く、その底部が下部ゲートに向つて逆
錘形状に形成されていると共に、胴部の概ね中央部に横
方向の貫通孔９が隔壁１３により形成され、かつこの隔
壁の頂部が、上部ゲート６の下方に対向して山形形状を
なしていることにある。すなわちこの隔壁１３によつて
前記した粉粒体の落下衝撃緩和ブロツクが構成されてい
るのであり、このような構成により上部ゲート６から浮
動ホツパー１内に落下する粉粒体の衝撃は緩かになる等
の効果が得られ、ホツパー内の粉粒体の流動性を安定さ
せ、前記第１図のレベル制御時における一定重量の測定
精度の向上、したがつて下部ゲート７の開口開度の正確
さが高まり、ひいては流量計測の精度が一層向上すると
いう利益が得られることになる。

以上の装置を用いた流量測定を自動的に行うための上部
ゲートの開閉、下部ゲートの開度調整、一定時間△tの
間の重量測定、更には測定結果の表示等は既知の電気回
路技術によつて実現されるものである。

なお本発明方法、装置は、前述した一実施例のものに限
定されるものではなく、本発明の目的達成のために様々
な変更した態様のものとして実現されることは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明方法、装置によれば、従来の粉
粒体量の測定法に比べてその測定精度の大幅な向上が実
現され、また測定部の下流における粉粒体の流れの断続
を生ずることなしに、連続的な測定が可能であるなど、
その有用正は極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１図〜は、本発明方法の一実施例を説明する
ための模式順次工程図、第２図は第１図に対応した粉粒
体重量の変動の状態を示した図、第３図は本発明装置の
一実施例を示す一部断面を含む正面図、第４図は第３図
のＡ矢視図、第５図は第３図のＢ−Ｂ断面図、第６図は
浮動ホツパーの単品斜視図である。 １……浮動ホツパー、２……支持杆 ３，５……可撓管、４，１１……固定通路管 ６……上部ゲート、７……下部ゲート ８……計量ユニツト、９……貫通孔 １０……ブラケツト、１２……正逆回転モータ １３……隔壁、１４……エアー通路

フロントページの続き (72)発明者 高橋 清 埼玉県川越市末広町３−４―８ (72)発明者 安口 正之 神奈川県相模原市上鶴間５−６―５―707 (56)参考文献 実開 昭59−41725（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−56751（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部ゲートの開口開度が調整可能でありか
   つ上部ゲートが開閉可能な浮動ホッパーを粉粒体の上下
   方向通路の途中に重量測定可能に配置し、上部ゲートを
   開きかつ下部ゲートの開口開度を小さくしてこの浮動ホ
   ッパー内に所定量の粉粒体を溜めた後、通路上部からの
   粉粒体落下量と下部開口からの流出量とを一致させるよ
   うに下部ゲートの開口開度を調整して固定し、次いで上
   部ゲートを閉じて粉粒体落下を停止させて、単位時間当
   たりの浮動ホッパー内の粉粒体重量減少を測定すること
   を特徴とする粉粒体の連続式流量測定法。
2. 【請求項２】粉粒体の上下方向通路の途中に配置され、
   かつ開口開度が調整可能な下部ゲートを有する浮動ホッ
   パーと、この浮動ホッパーを支持してその重量を測定す
   る計量ユニットと、浮動ホッパーよりも上方の前記上下
   方向通路に配置され、粉粒体の浮動ホッパーへの落下を
   阻止できるように設けられた閉路可能の上部ゲートと、
   前記下部ゲートの開度調整制御と上部ゲートの開閉切換
   制御をする制御手段と、前記計量ユニットの重量測定の
   結果に基づいて粉粒体流量を算出する演算手段と、を備
   え、 前記制御手段は、浮動ホッパーへの粉粒体落下量に下部
   からの粉粒体流出量を一致させるように前記下部ゲート
   の開口開度を調整する第１の制御と、この調整された開
   度に下部ゲートの開口開度を固定したまま上部ゲートを
   一定時間閉路させる第２の制御とが行なえるように構成
   し、前記演算手段は、上部ゲートを閉路した該一定時間
   の間の浮動ホッパーの重量減により粉粒体流量を算出す
   るよう構成したことを特徴とする粉粒体の連続式流量測
   定装置。
3. 【請求項３】浮動ホッパーは、下部ゲートに向って逆錘
   形状の底部を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の粉粒体の連続式流量測定装置。
4. 【請求項４】浮動ホッパーは、上部ゲートの下方に対向
   して粉粒体の落下衝撃緩和ブロックを有することを特徴
   とする特許請求の範囲第２項又は３項記載の粉粒体の連
   続式流量測定装置。