JPH0786429B2 - 乱流の減少重量計量システム - Google Patents

乱流の減少重量計量システム

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JPH0786429B2
JPH0786429B2 JP1503086A JP50308689A JPH0786429B2 JP H0786429 B2 JPH0786429 B2 JP H0786429B2 JP 1503086 A JP1503086 A JP 1503086A JP 50308689 A JP50308689 A JP 50308689A JP H0786429 B2 JPH0786429 B2 JP H0786429B2
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turbulent
discharge
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JP1503086A
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ジェー． リシアルディ，ロナルド
レイドロウ，ジョン
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アクリソン，インコーポレーテツド
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G11/00—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers
    • G01G11/08—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers having means for controlling the rate of feed or discharge
    • G01G11/086—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers having means for controlling the rate of feed or discharge of the loss-in-weight feeding type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G13/00—Weighing apparatus with automatic feed or discharge for weighing-out batches of material
    • G01G13/24—Weighing mechanism control arrangements for automatic feed or discharge
    • G01G13/248—Continuous control of flow of material

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は材料の乱流と減少重量計量システムとを直列に
結合した連続計量システムに関し、乱流源からの制御さ
れない材料の流れを減少重量計量システムによって正確
にモニタし、計量する連続計量システムに関する。
背景技術 例えば食料、化学物質、プラスチックス、爆発物、医薬
品および他の広範な物質の生産等の種々の工程での仕事
として固体、液体の供給及び／又は計量がある。このよ
うな場合、供給ホッパから供給される材料の供給速度を
正確に制御する必要がしばしばある。他の場合には、業
界で乱流（wild−flow）として知られているように材料
の流れを規制せず非制御下で行なっている。乱流の計量
では、材料は継続して供給されるが、流れを規制するこ
とはしない。
制御した供給あるいは計量を望む場合には、二種類の基
本的な連続測定機構が存在する。容量測定式供給装置と
重量測定式供給装置である。容量測定式供給装置はフィ
ードバック制御を用いることなく容量に従って材料を供
給する。供給状態をモニタして所望の状態からの変化を
自動的に補正する供給装置は“重量測定式”供給装置あ
るいは計量供給装置と呼ばれている。重量測定式供給装
置はいくつかの型式があり、一番古く開発されたものは
計量ベルトと計量オーガである。計量ベルト式および計
量オーガ式供給装置は、動作中に、すなわち材料を供給
している間に、ベルトあるいはオーガ上の材料の重量を
測定し、この重量を期待重量あるいは“設定”重量と比
較する。計量ベルトの場合は、材料を積んだベルトの重
量あるいはその一部を計量器で測定して期待重量あるい
は“設定”重量と比較する。ベルトとベルト上の材料を
測定した重量が期待（設定）重量未満であるか超過する
場合には、供給源からベルトに供給される単位時間当り
の材料を増減するために命令を出す。計量ベルト式およ
び計量オーガ式供給装置は、例えば、本願と同一譲受人
に譲渡された米国特許第3,494,507号及び第3,710,983号
に開示されている。
計量ベルト式および計量オーガ式供給装置に共通する問
題点は、ベルト、オーガあるいは計量機構の重要な部分
に材料が積もり計量器の“零基準”を変化させモニタし
ている重量を変化させることである。ベルト、オーガあ
るいは計量器の他の部分に材料が固着すると、計量器の
“零”が増加するので実際に供給している材料の量より
も大きい重量が測定され、制御系は供給量を不当に減少
することとなる。材料の積み重ねが成長して時たまベル
トあるいはオーガから落下してベルトあるいはオーガの
“零”重量が変動すると、この問題はさらに悪化する。
要するに重量測定式は、制御にフィードバックを用いて
いるにもかかわらず重大な制限がある。
重量測定式供給の最も正確なものは減少重量システムで
あり、このシステムでは、計量器を搭載した容器（ホッ
パあるいはタンク）から材料が絶えず放出され、計量器
が測定する重量の漸減をモニタして期待減少重量と比較
することによってシステム状態を評価している。減少重
量式供給装置は、絶対値でなく時間に対する重量変化を
モニタしているので、連続的であろうと間欠的であろう
と材料の積み重ねは何んら影響を及ぼさない。
従来の減少重量計量式供給装置産業を悩ませていた外部
擾乱に対してもシステムを保護する制御手段を有した減
少重量計量式供給装置は、例えば、本発明と同一譲受人
に譲渡された米国再発行特許第30,697号、第32,101号、
および第32,102号と米国特許出願第889,471号に示され
ている。
本発明は材料の乱流と減少重量計量とを組合せて正確に
重量測定する新規なシステムをつくっている。
発明の開示 本発明は物質を搬送するための乱流手段と、この後に直
列に結合され、かつ、独自に支持された減少重量モニタ
／供給システムとの構成を用いる。乱流構成は通常の非
制御下で動作し、その出力は、適切な中間機構を介し
て、独自に支持された減少重量モニタ／供給システムに
与えられ、両者の結合によって“減少重量乱流計量器”
ともいうべきものをつくっている。この減少重量乱流計
量器は、供給源の乱流特性あるいは規制されない特性に
もかかわらず、材料の流れを正確に継続して測定する手
段を与えている。
図面の簡単な説明 第１図は本発明のシステムを示す概略図である。
発明を実施する最良の形態 第１図を参照するに、本発明のシステムは、搬送手段15
に適切に結合させた乱流供給源10を有する乱流コンベア
15の出力端から材料が入力結合20を経てサージホッパ25
に送られる。サージホッパ25はその出力端に例えばスラ
イドゲートのような放出弁30を備えている。この放出弁
30は、命令されないかぎり、ホッパー25から材料が放出
されるのを防いでいる。全体として符号50で示された減
少重量計量（および供給）システムの供給ホッパ40が放
出弁30の下方に設けられている。減少重量システムの供
給あるいは放出機構45が供給ホッパ40の下方に設けら
れ、搬送手段55は材料を減少重量システムから最終的に
放出するものとして示されている。減少重量システム50
は、例えば、本発明と同一譲受人に譲渡された米国特許
第4,042,051号および第4,449,597号のたわみ計量システ
ムによって、前述の上流の部品（放出弁30とその制御機
構35を含んだ上流の部品）から分離して支持されてい
る。
動作を説明する。材料の非制御流は、ほぼ連続的に搬送
手段15からサージホッパ25内に運ばれる。搬送手段15か
らの材料の乱流は不規則に変動するものと期待される。
減少重量システム50を使用して乱流の重量、速度あるい
はその両者を決定するためには、減少重量システムの供
給ホッパ40への材料の乱れを阻止する必要がある。この
機能は放出弁30によってサージホッパ25で行なわれる。
放出弁30は通常は閉じており、分離して支持されている
減少重量計量システムに材料が継続して流入するのを阻
止している。放出弁30が閉じている間は乱流搬送手段15
によって供給される材料はサージホッパ25内に積載され
るが、このホッパは減少重量システム50から分離支持さ
れているので、サージホッパ25内の材料の重量は、減少
重量システムのたわみあるいは他の懸架システムによっ
て測定される重量に影響を与えない。このような期間
に、減少重量システムによって測定される重量は、放出
弁が最後に開けられた時に加わった重量とそれ以前の重
量とである。
放出弁30は周期的に開けられ、材料がサージホッパ25か
ら減少重量計量システムの供給ホッパ40に流入するよう
にしている。この放出弁の開放時間は、サージホッパに
貯えられた全材料が減少重量計量システムの供給ホッパ
に移されるのに十分な時間に設定されている。このた
め、放出弁の開放は減少重量計量システム50の再充填サ
イクルを開始する。放出弁が閉じられてまもなく、すな
わち再充填サイクルの終りにおいて、減少重量システム
の供給ホッパ40内の材料の重量が記録され、上述した特
許に開示され当該分野で周知の制御機構によって、再充
填サイクルで加わった材料の重量、さらに前周期での乱
流の流速（重量単位）が容易に決定できる。さらに、サ
ージホッパ25からの直前の放出の重量に基づいて、減少
重量放出機構の適切な出力率を設定できるので、減少重
量システムは、前動作サイクルで乱流源10とコンベア15
からシステムに送られた量とほぼ等しい材料を次周期で
出力する。
サージホッパ25は高レベルプローブ51を有し、材料がホ
ッパ内から適切に流出していないか、あるいは放出弁30
が充分な期間開いていないかを指示する。補正は制御シ
ステムの動作パラメータに従って自動的にあるいはマニ
ュアルで完結できる。
放出弁30が閉じている期間、減少重量システム50は、周
期的に供給ホッパ40に流入する材料の非制御流に対応し
た量で、通常に材料を放出する。通常、乱流減少重量計
量システムの出力率は、各サイクルの後でチェックさ
れ、再充填サイクル直後の供給ホッパ40内の材料の重量
を所定のパラメータ内に維持するよう必要に応じて調整
される。上述したところよりわかるように、本発明は、
一般的な意味で、非制御流を重量でモニタしてその出力
を非制御入力に対応するものに調節する、材料取扱いシ
ステムである。上述した乱流減少重量計量システムの出
力率（計量流）は乱流入力に直接関連する関数である。
乱流システムへの材料の流入が何らかの理由で防げられ
ると、減少重量計量システム50は次の動作サイクルで供
給ホッパ40への再充填がなかったことを検知し、このよ
うな低重量状態に反応して出力率を下げるか警報を発す
ることによって調整する。逆に、乱流源10からの材料の
流入が何らかの理由で所定限度を超えると、減少重量シ
ステム50は次の再充填サイクルで大きな重量増加を検知
し、調整するか再度警告を発する。
当業者に明白なように、中間のサージホッパ25と供給ホ
ッパ40の大きさ、それらの結合、および再充填期間は、
乱流コンベア15によって放出される材料の量の期待範囲
によって決定される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実公 昭61−39297（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許4579252（ＵＳ，Ａ)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】固体又は流体材料のほぼ連続的な乱流の重
    量流速をモニタし決定する連続計量手段において、 出力を有するほぼ連続的な乱流源、 直列結合手段によって前記乱流源の出力に結合された供
    給手段と、前記減少重量供給手段からの材料の排出速度
    を制御する排出手段を有する分離して支持された減少重
    量計量システムであって、 前記直列結合手段が、複数の期間の各々の間に前記乱流
    源の出力から排出された材料を受容するサージホッパを
    具備し、そしてその下端が前記減少重量計量システムの
    前記供給手段に結合された制御可能な排出手段を有する
    ものと、 前記制御可能な排出手段の動作を制御する制御手段であ
    って、 前記制御手段が、前記制御可能な排出手段をして前の期
    間内に間欠的に前記乱流源の出力から受容した材料の全
    量を前記減少重量計量システムの前記供給手段に排出さ
    せるよう動作可能なものとからなり、 前記減少重量計量システムが、前記サージホップからそ
    の供給手段へ排出された材料の重量を検知する手段を更
    に含み、そして 前記検知手段の検知結果に応答して前の期間に前記乱流
    源から排出された材料の総重量とほぼ等しい重量の材料
    を次の期間に前記供給手段から排出することで前記減少
    重量システムの出力の速度を制御可能に調整することを
    特徴とするシステム。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載のシステムにおい
    て、前記サージホッパ内の材料のレベルが所定の高さを
    超えたときを検出し、そして前記制御手段をして前記制
    御可能な排出手段を前記減少重量計量システムの前記供
    給手段への材料の次の排出の間その開口位置においてよ
    り長い期間維持させる手段を含むことを特徴とするシス
    テム。
  3. 【請求項３】そこからの流れの速度を制御する排出手段
    を有する減少重量計量システムであって、分離して支持
    された減少重量計量システムの供給手段に直列結合手段
    を介して直列に結合された出力を有する、材料のほぼ連
    続的な乱流源を具備するシステムにおける固体又は液体
    の非整然とした流れをモニタし計量する方法であって、 直列結合手段が、乱流源の出力から排出された材料を受
    容する入力を有するサージホッパと、減少重量計量シス
    テムの供給手段にその下端が結合された制御可能な排出
    手段とを有する方法において、 複数の期間の各々の間、乱流源がその出力から材料をサ
    ージホッパの入力へフィードすることを許容するステッ
    プと、 各期間の終端においてサージホッパ内の材料の全量が減
    少重量計量システムの供給手段に通過することを許容す
    るため、各期間の終端において制御可能な排出手段を開
    口させるステップと、 排出手段を閉口させるステップと、 減少重量計量システムの重量増加をモニタすることによ
    り前の期間内の乱流により排出された材料の重量を決定
    し、そしてその後減少重量供給手段によって受容された
    材料の送料に応答して減少重量排出手段の出力の速度を
    調整するステップとからなる方法。
  4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載された方法におい
    て、各期間の持続期間が、サージホッパから供給手段へ
    の材料の各々の通過の間減少重量システムによりモニタ
    された重量増加に応じて調整可能であることを特徴とす
    る方法。
  5. 【請求項５】請求の範囲第３項に記載された方法におい
    て、更に 連続する前の期間の間に乱流源により排出された材料の
    重量を決定するため、連続する期間に渡って減少重量シ
    ステムの重量増加をモニタするステップと、 連続する期間に受容された乱流源の流れの速度に応じて
    減少重量計量システムの出力速度を変化させるステップ
    とからなる方法。
JP1503086A 1988-02-18 1989-02-15 乱流の減少重量計量システム Expired - Lifetime JPH0786429B2 (ja)

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US07/157,230 US4867343A (en) 1988-02-18 1988-02-18 Wild-flow loss-in-weight weighing system
US157230 1988-02-18
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JPH02503827A JPH02503827A (ja) 1990-11-08
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