JPS62502422A - 連続バランスによる流動性材料通過量自動測定用装置 - 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】 名称： 連続バランスによる流動性材料通過及自動測定用装置本発明は、計重容器と、計 重容器の出口断面積をｖ８整するための調整可能な閉鎖部材と、電子的重量差測 定手段とを備え、連続バランスｔ−＃）ｌ：より流動性材料の通過量を自動的に 測定するための装置に関する。また本発明は。

そのような装置において、流動性材料の自動測定を行うための方法に関する。

たえ立上Ｉ ＣＨ−Ａ−５５７０’６０には流動性材料流れの自動測定を行うための装置及び 方法が記載されている。この従来技術に使用されている基本的な考えは、蝶番又 は偏伯板（バッフル板）の偏イ１動作に本質的に基づいている。

即ち、落下中の流動性材料流れが、その落下線上に置かれた蝶番又はバッフル板 により偏倚させられると、その板に対して運動力が作用する。この運動力は、各 々の場合において、瞬間的な通過流動性材料の落下高さに左右され、又板の摩擦 特性や形状、位置にも影響されるが、特に、流動性材料の運動特性に影響される 。それら以かなように、実際に使用するバッフル板の構造が簡単であるにもかか わらず、流動製品のマスフロー（質量流れ）について連続的に測定を行う場合、 非常に複雑な関係が存在することになる。実際には、流量を不変にして条件を一 定にした場合にだけ、そのような問題が発生しても解決できる。すなわち、第１ の限定条件として、偏伯板システムは、゛　粒体のような実際に自由流れを形成 する材料についてのみ使用できるということがある。製品流れは幾何学的に一定 の条件で案内しなければならない、理論的には、流動性材料通過量を測定するた めに、測定板または試験板により設定した運動量を使用することは可能である。

ところが、前記ＣＨ−Ａ−５５７０６０の改良技術として、例えばＤＥ−Ｃ−２ ６０９１６７には、運動量の水平方向成分だけを使用する方法が記載されており 、この方法の方が実際的かつ適当であることが分かっている。

この形式の試験板システムでは、測定値決定のために対応する間接型支持部によ り、運動量の画直方向成分、即ち「重量成分」が除去される。偏伯板と落下流動 性材料の相互作用からの対応する水平方向成分又は水平方向偏倚は、この方法に おいて、流動性材料流れの通過量の自動測定のための測定値又は試験値として使 用できる。

実験室での条件下では、この方法により±０．５％（大部分の場合は±１％）の 測定精度を得ることができる。

ところが１条件が悪くなると、それ以上の誤差が個々の場合に発生する。、とこ ろが実際には、±０．１％の流動性材料バランス精度を保証することが一般的な 基準となっている。

ところがバランス精度が要求される何れの場合でも、バランスでは連続流動性材 料流れを測定することが不可能であり、計重のために製品流れを一時的に停止さ せなければならないにもかかわらず、バランスが使用されている。更に、バラン スは偏イ０板を備えたシステムよりも高価であるばかりではなく、補正要素を必 要とする場合が多く、そのために、容器バランスの後に連続製品流れが再び得ら れる。精度の高いコンベヤ式スケールや計重器は容器バランスよりも更に高価で あり、又それよりも精度が低い場合が多い。

現在、自動化技術を改良する場合、特にミル（製粉機）の分野では、以下の２点 が重要視されてきている。

１、製品流れは、その変動を最小にした状態で、最大限に連続性を有する必要が ある。

２、概ねバランス精度を維持した状態で、連続的な製品流れの通過量を測定でき るようにする必要がある。

最近、例えばＦＲ−Ａ−２４５６３４４に示されているような、いわゆる差バラ ンスがしばしば使用されている。差バランスには、制御式製品排出部を備えた計 重容器と、上記容器により制御される調量手段とが設けである。計重容器では、 容器内での走行重量ロス又は製品排出点から除去される材料が測定される。測定 結果自体は非常に正確であるが、公知の差バランスには、充填と解放（空にする こと）との間に規則正しい順序関係が必要であるという不具合がある。充填中の 排出は可能であるが、その場合には、充填行程中のバランスの甜定値が。

流入製品流れにより乱さ九て使用不能になるという不具合がある。この問題を解 決するために前記フランス明細書では、充填行程中に体積通過量に基づいて排出 部材を制御することが提案されている。ところが対応する誤差が生じることは避 けら扛ない。

例えば炉等のように燃料供給を行う場合には、ミルで食品を処理する場合と比べ て精度に一ついての重要性が低く、特に散出水量についての同時調量に正確に行 うためや、処理機械の部分的制御や供給のため等に、粒体の通過量を測定する場 合と比べ、精度の関する重要性は低い。

ミルでの更に別の問題として、これまでは特に重要視されていなかったが、異な る種類の粒子が混合されることがある。この問題は、製品流れ全体の制御にコン ピュータタ使用することにともなって重要となってきており、その理由どして、 処理製品量は正確に測定しなければならず、仮に不正確な場合には、長期間を経 過すると１個々の保管部での実際の粒体量に著しい差が生じ、測定が不正確なた めに誤ったデータが合算されるというごとがあげられる。保管部や製品通路の数 に対応させて多数の通過量測定点が必要になり、そのために高価な計重システム が多数必要となって実際には使用が不可能である。

以上に基づいて本発明は、バランスの精度が高く、又その構造的寸法が公知の偏 情板システムの寸法の範囲に収まるようにした連続流動性材料用の測定装置及び 方法を開発することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明では、前記形式の装置の場合、計重容器の出 口領域の閉鎖部材が調整可能な壁部としてそこに接続されるとともに、閉鎖部材 が開放位置にある時に計重容器内でマスフローが得られ、しかも計重容器の出口 断面から、妨害を受けずに自由に流動性材料が流出する状態で、閉鎖部材が配置 しである。

本発明の方法では、上記の問題を解決するために、計重容器全体でマスフラック ス←ト≠舎前手が維持されている間、又はマスフラックスが完全に停止している 状態で、単位時間当りの計重容器の重量変化に対応する信号が発生させられ、流 動性材料の状態のパラメータを計算するために使用される。

ｒマスフラックス÷蘇崇曇妻≠」との語句は、管内又はサイロ内あるいはサイロ 出口の何れかにおいて、　閉じた自由流れ状態の流動性材料柱の状況を定義する ものとして使用する。本発明において有益な点は、装置全体の測定精度に関する 重要な条件が、流動性材料と計重容器との相互作用に大幅に関連していることに あると認められる。

例えば砂時計では、製品流出状態が非常に安定化されている。流出についての正 確な時間サイクルから、砂又は流動性材料の動作特性が液体と同じであるという 結論が引き出された。ところが実際には、ホッパー内で不完全な流れや閉塞が生 じ、流動性材料は液体とは全く異なった法則に従うことが明らかであった。

本発明では、サイロに関してこれまでに使用されたことがある流出寸法設定を使 用している。サイロの分野では、流出動作が以下の２つに区別されている。

「コアフロー」の場合、中心部領域に位置する流動性材料だけが流出するので、 流動性の低い材料（例えば小麦粉）の場合、サイロ横断面の中心部に筒状孔を、 サイロ内部の全高にわたって延びる状態で形成する。この場合、製品は不規則な 状態で流れるが、コアフローの場合。

通常は、マスフローの場合よりも大きい排出容量を安定した状態で得ることがで き、その理由として、マスフローの場合には、１ト出中に流動性材料全体がサイ ロ内で下方へ移動するということがあげられる０本発明では、大部分が自由に流 れる流動性材料の流九動作について、マスフローが発生して計重容器外へ妨害さ 汎ずに自由に流れることができた場合、良好な状態が得られることが認められて いる９通常の動作では、計重容器内の運動において、マスフローは一定であり、 静的及び動的摩擦の領域を一定の状態で通過させる必要はない、流出マスフロー も速度に加速や減速が生じても、外乱的な影響は及ぼされず、その理由として、 製品流全体が壁に沿って通過し、製品の内部よりも抵抗が小さいということがあ げらハる。

公知の差バランスでは、スクリューコンベヤやロック等の機械力式排出手段を一 般に使用しており、それらの手段が速度を変えることにより、調量容量を正確に 調整するようになっている。その様にすると、計重容器に問題が生じる。製品は 強制供給手段の外部へ自由に通過するだけである。

本発明の装置では、閉鎖部材がフラップ又はスライドバルブの形態であり、計重 容器の出口領域に位置する壁部として構成されている。フラップ又はスライドバ ルブは、装置の作動のために対向する壁部に対して、０−４０度（特に好ましく は２０〜３５度）の角度の開口を設定できるように配置されている。

本発明の実施例の装置では、フラップやスライドバルブ等の閉鎖部材に対して、 制御可能な調整手段及び位置指示手段が併設されている。多くの場合、上記バラ ンスにより制御可能な低精度の調量部材を連続バランスに併設することが好まし い。実施例では、上記低精度調量部材は、少なくとも製品出口の近傍において、 自由なマスフローを生じさせるようになっている。これにより、連続計重容器に 対して均一な流入を行えるという利点が生じる。自由流を生じさせにくい材料の 場合には、低精度調量手段に１例えばロックやスクリュー調量手段を設けること もできる。

本発明では、測定技術の観点から、初めは２つの完全に異なる作動状態を組み合 わせることもでき（これについては後述する）、また望ましい場合には、その間 に流入と流出を同時に監視したり、測定技術の観点から、流入及び流出を別々に 測定したりすることができる。即ち、初めは、連続製品流内において真の制御点 を設け、そ九と同時に瞬間製品通過量に影響を与えることもできる。

必要な場合、製品流入及び製品流出の制御及び調整を行うこともできる。

最終的な流出行程（即ち残留製品がバランスから流出する時）には正確なマスフ ローが得られないことが、試験から分かっており、そのために、測定値を得るた めには容器充填量の１７３〜１／４以下に降下させないことが好ましい、流動性 材料の密度や含有湿度等が均一でない場合でも、本発明を使用することができる 。連続計重容器の部分的及び完全充填の範囲において、測定値をめると、特に効 果的である。

多くの場合、信号を使用して計重容器への製品供給量を制御すると、非常に効果 的である。即ち、計重容器へ流入する流動性材料の量をその測定値に基づいて「 大まか」゛に調整し、同時に、自由に流出するマスフローの領域で通過量を正確 に調整できるようにする。そのために、調量ロックまたは単純なスライドバルブ 等の様々な低精度調量装置を流入側に使用することができる。製品流入量を大ざ っばに調整する場合、計重容器内での充填高さが最大高さを越えないようにする が、又は最小高さよりも下がらないようにする。ある所望の通過量値を設定する 必要がある場合、実際の計重容器は通過量について「精密調整装置」の形式のも のを使用する。

材料密度や含有水分、別の混合率のようにマスフローに影響を及ぼす流°動性材 料の流れ特性に変化が生じた場合、計重容器への流動性材料の流入を、検査のた めに、適当な時間間隔毎に停止させ、単位時間当りのバランス内容物の重量減少 を測定することが好ましく、この方法により、単位時間当りに流出する流動性材 料の量を確定する。これにより計重容器に流入する製品に乱されることなく、製 造行程に供給され、又流出する流動性材料の旦又は実際の通過量を正確に測定す ることが可能である。

このことは１例えば、実際の値を（ｋｇ／秒）の単位の流出流動性材料で得るか 、又はそれに対応させて、所望時間間隔についての、通過流通製品量で得るよう にして設定できる。

計重容器へ流入する流動性材料の量が短時間に変動した場合、計重容器が充填量 の変化により、バランス容器ならびに瞬間的変化（例えばピーク）についての「 ブレーカ」として作用するようにし、それにより流出材料の量を調整すると、後 続の処理機械の供給にとって、特に都合がよい。

発生させた信号を例えば調整にも使用し、第１流動性材料と混合される液体成分 や第２流動性材料の調量パーセント（％）等を調整するために使用すると、特に 好ましい、製品が自由マスフローを形成するのに適している場合、同様の方法に より、信号を後続の処理機械の制御（例えばそれにより供給される通過容量の制 ’ａ）に使用することもできる。

本発明の方法では、計重容器内のマスフローを一時的に停止させるか、又は計重 容器の出口を閉鎖し、それにより、容器に流入する流動性材料について、単位時 間当りの重量増加を確定させると効果的である。２つの方法が可能であり、具体 的には、製品流入の開始時において、計重容器へ供給される流動性材料の瞬間的 な量を即時的な方法で非常に正確に測定し、それにより、例えば低精度調量装置 を制御することができ、又必要なば場合には、特定の時間間隔毎に、計重容器へ 供給される製品量を正確に測定することもできる。計重容器内容物の一部を短時 間だけ排出し、マスフローを停止させるが、又は計重容器出口を閉鎖し、第１の 場合については、製品流入量を単位時間当りの重量増加に基づいて正確に測定す る。

上記説明から明らかなように１本発明の様々な特徴を、特定の必要条件に応じて 、様々に組み合わせることができる。それらの条件としては、製品流れを最大限 に平均化すること、所望の値に基づいて通過量を正確に制御すること、他の要素 （例えば粒子の濡れ）の比例混合のために正確な瞬間的値を測定すること、長期 間にわたって流動性材料の量を正確に測定すること等であり１本発明ではこれら の条件を非常に簡単かつ正確に満たすことができる。更に、別の組合せも可能で あり、例えば本発明による次の正確な測定と制御可能な！！ｉ１景器による製品 流れの低精度の調整とを組み合わせることもできる。　・即ち本発明方法の更に 別の実施例によると、計重容器のマスフローを短時間だけ第２計重容器に集め、 後者において単位時間当りの重量増加を測定するとともに、第１及び第２の計重 容器の測定値がら第１計重容器へ流入する流動性材料の量、あるいはそこから流 出する流動性材料の量を確定することが可能である。

−た冒　口 第１図は本発明による通過量測定装置の図である。

第２図は第１図の測定装置におけるバランス信号の特性の一例を示す図である。

第３図は低精度の流入製品量制御部を備えた本発明の別の実施例の通過量測定装 置の図である。

第４図は第３図による装置のバランス信号の特性の一例を示す図である。

第５図は本発明の通過量測定及び調整装置の更に別の実施例を示す図である。

・し−ｔ１雷日 第１図に示す計重装置には、その上部に供給ライン２が設けられ、中央部に管状 バランス（１４）　１が設けられ、下部に排出ライン３が設けである。管状バラ ンス１にはスライドバルブ４が設けてあり、バルブ４により管状バランス１の出 口を開閉するようになっている。計重装置により供給される試験信号を利用する ためのコンピュータユニット５も設けである。

バランス１の主要部はバランス容器６で形成されており、容器６は圧力セル７ｘ はその他の瞬間的重量の急速測定用の要素の上に支持されている０本件の場合、 バランス容器６は、該容器６が実際の供給ラインの一部を形成するように構成配 置されでおり、具体的には、容器６に設けた通路領域は、その横断面が供給ライ ン２又は排出ライン３に正確に対応するとともに、壁面が他の部分の壁面に対し てその形状が変化しない状態で直接接続しており、供給ラインと通路領域と排出 ラインとが同一横断面を有する単一の部分を形成するような状態で構成さｈてい る。これにより、供給ライン２から流入した製品は円滑に排出ライン３へ流入し 、バランス容器６の内部断面がその流れを乱すことはない。

圧力セル７は測定重量に対応する信号を発生させてコンバータ８へ送る。コンバ ータ８は制御ユニツｌ−９を介してコンピュータ１０に接続されている。コンバ ータ８は電空変換器１１にも接続されており、変換器１１はバランス１のサイク ルを制御するための空気圧シリンダ１２に接続されている。上記構造によると、 測定重量を簡単に電子的信号に変えてコンピュータ１０へ送り、所望の製品通過 量（単位時間当りの製品量）を計算できる。

又、供給ライン２と排出ライン３とでは圧力状態が異なるので誤差が生じる可能 性があるが、その様な誤差を排除するために、圧力補正管（第１図には図示せず ）を設けることもできる。圧力補正管は、バランス容器６の真上の部分１４とそ の真下の部分１５とを、スライドバルブ４の位置とは無関係で、バルブ４に影響 されない状態第２図には、第１．製品が流れる場合等の（特に初めに測定される 製品形式についての）４個の測定サイクルが例示されている。又第２図には、　 （時間に対する通過量を測定した）４個の測定サイクルも示されている。

測定Ｖノ作の開始時には、スライドバルブ４は閉鎖位置にある。計重容器が充填 され始めると、充填位置Ａを経て位［Ｂに達する。測定サイクルエには周期的に ａ察した製品供給料の初期上昇状態が示されている。ところが測定サイクルＩＩ では、測定時間全体にわたって供給が安定している。バランス容器はづイクルＩ Ｉの最後で再び完全に空になる。

測定サイタルＩＩＩには２個の動作状態が含まれている。

相ＩＩＩの最後までに、バランス容器は中間充填位置Ｃまで充填され、その後に 、容器内の製品量が一定の状態を保つようにスライドバルブが開き、該バルブが 適当な位置に固定される。バランスにより測定されなかった外乱要素によりバラ ンス容器の減量速度が低下するので、測定サイクルＩＶの開始時には、スライド バルブの開度が多少減少させられる。測定サイクルＩ■ではバランス容器内の製 品量が安定しており、換言すれば、流動性材料の流入量と流出量とが概ね同一と なっている。スライドバルブの位置を対応する状態で短時間だけ固定し、流入量 が所定の帯域幅Ｘを外れた不安定状態は直接又は次の処理機械へ伝えられる。

第２図にはサイクル［Ｉが更に詳細に示されている。第２図には、時間ζ（秒） にわたって、測定重量がＱ　（ｋｇ）だけ増加する行程が示されている９時間Ｉ Ｉはバランス出口の閉鎖時、即ちスライドバルブ４の閉鎖動作完了時を示１．て いる。スライドバルブ４が閉鎖すると（時間ＩＩ）、バランス容器６が充填さ九 始め、その場合に最初の衝撃運動や、それに続く過度の変動によってバランスシ ステム全体が振動するので、開始点ｉｆからの曲線に対応して、初期の計重（ｉ 号は非常に不規則かつ過度に上昇する。

ところが適切な緩衝を行った場合、短時間（実施例では約１秒）で安定効果が現 れる。この状態は概ね点りに対応している。点りから点Ｅまで測定値は直線的に 上昇し、点Ｅに達するとスライドバルブが開く、製品の流出にともなってバラン ス１内の重量は再びゼロまで降下し、慣性力の影響により負の重量信号が短時間 だけ発生する。

次にスライドバルブは一定時間だけ開放状態を保ち１次に再び閉鎖される。閉鎖 動作（スライドバルブ４の最終閉鎖動作又はバランス出口の繰り返し閉鎖時間） の後に、サイクルＩＩをしばし、ば無作為に繰り返すこともできる。

一定通過址の第１回の測定について、以下のことが重要である。即ち、直線的に 測定値が上昇する領域（安定点りとスライドバルブの動作が開始される直線的重 量増加域の最後の点Ｅの間の領域）において、時間測定とともに本発明に必要な 測定を行い、この方法により、非常に正確に瞬間的通過量を測定して安定供給を 開始できるということが重要である。第１回の測定は、通常、サイクル１に対応 する非直線的曲線状態となる。

サイクルＩＩの点Ａｔは測定点Ａに対応する時間であり、ＡＧ・はバランスで測 定した重量偏情景である。Ｂ＋は測定点Ｂに対応した時間であり、Ｂａ・は点Ｂ で測定した重量値（重量偏伺量）である。流動性材料が連続的に流入してくる間 に測定値を読み取ると、常に落下製品流れの運動量と重量を同時に測定すること になる。従ってその様な単純な測定では、計重容器６に瞬間的に集積される流動 性材料の絶対重量を決して表せない。

上述の如く測定重量が直線的に増加する範囲内では、例えば点Ａ、Ｂの間におい て、非常に短い基準時間部分Δｔにわたって測定を行うに れまでの測定及び試験から以下のことが明らかになっている。即ち、運動量（上 昇運動量）に起因する重量指示誤差は、特定の製品の後流れの対応する値と正確 に一致しており、　（容器の連続充填中又は落下高さの減少時に両者は同じ比率 で変化するので、後流れに対応する）そのために、２個の要素が相殺され、特定 の重量変化について時間変化が計算された場合、バランスの読み取りにより各場 合の瞬間通過量（ｍ＝秒当りのマス７０−）が分が即ち、高精度が要求される場 合でも１時間ＡｔとＢｔの間の重量差を適当かつ正確な差（値）として使用でき る。

バランス内へ流入した流動性材料流の単位時間当りの重量を「流動性材料通過量 」と呼ぶと、この通過量は測定差と基準時間部分との関係から次のようにして得 ることができ、商ΔＧ／Δｔは秒当りの流量（ホ）を表し、又ピッチ角度α（β 、γ等）（又は　ｔａｎα）を表す。

（Ｂｏ−−Ａａ−）／　（Ｂ＋−Ａｔ）＝ΔＧ／Δｔ＝　ｔａｎ　（α、β、γ ） 間部分の時間を表し、α、β、γは測定曲線（第２図）のピッチ角度を表す。

即ち、基準時間部分Δを内の曲線形状の測定により短期間又は短時間の測定値が 得られ、それにより、非常に高い精度で瞬間的流動性材料通過量値を容易に検出 できる。第２図から明らかなように、同様の測定を点りと点Ｇの間の直線的副定 値上昇領域において、基準時間部分（点Ａ−Ｂ）の間だけではなく、点Ａ′と点 Ｂ′の別の基準時間部分の間においても行うことができる。基準時間部分Δｔを 点Ａ、８間と同一に選択すると、秒測定から引き出される通過量値を、第１基準 時間部分内の測定通過量値と比較でき、偏差がある場合には、平均値をとること により１時間ＡｔとＢ’ｔの間の平均通過量を更に正確に検出することができる 。適当な計重システムを使用した場合、その様な個々の測定を数多く行うことが 困難ではなく１個々の場合について、同一の基準時間部分Δｔにわたって１点り と点Ｅの間での直線的測定値上昇部分内で、儀々の新たな測定の後に、先に測定 した通過量を平均範囲内に修正することができる。

瞬間通過量値の計算以外にも、重量差ΔＧと基準時間Δｔの上記測定値により、 所望の場合、バランス容器６の空になるまでの全体充填量、即ち点Ｅと時間ＩＩ の間の容器６内への供給製品重量を非常に正確に測定できる。

この測定は簡単に行うことができ、基準時間部分内で測定された重量差ΔＧを適 当に直線的に外１手・計算し、横座１＠（時間軸）での直線的測定値の上昇ライ ンの区間Ｉｆと点Ｅの間の重量差を計算できる。又この重量差は、容器に実際に 流入した流動性材料の測定値に非常に正確に対応しており、このことは試験結果 により証明できる。

電子バランスを使用して測定値の決定を行い、同時に、時間に対する測定値曲線 の積分数値評価を行えるようにすると、バランス容器内へ供給された流動性材料 重量又は通過量を計算するための適当な電子回路により測定した曲線を１例えば 点Ｅを通過するラインから構成される装置 での交差点の間の時間についての積分値は、点工とＥの間の時間についての実際 の測定曲線の積分値と同一になる。

無論すイクルエ、ＩＩを省略でき、サイクル［ＩＩから直接開始することもでき る．但しその場合には、コンピュータで測定した通過量がバランス正確度と一致 するということを確信させる適当なものは何もない．第１の測定は、特定の作動 状態や未知゛の製品についての目盛りの役割も果たす．所望の場合、短時間だけ 製品の流れを停止させることができるならば，この目盛り動作を作業中に繰り返 すこともできる。

第１図の構造では、通過量の常時測定が可能であり、製品流れを永続的に監視で きる．適当な帯域幅を設けることにより、第１図の装置では通過量の定常性を改 善したり，平均化を行うこともできる．バランス容器内に供給される製品に変動 や短時間でのピーク現象が生じた場合，そこで検知される．底部から排出される 製品量は時間的にかなり釣合が取れており，通過量の測定精度に影響を及ぼす． 第１図において、スライドバルブ４はバランス信号の測定値により制御され，又 その信号がら製品通過量が測定される。

第１図と第３図の両方において、製品スライダー２０が供給ライン２に配置され ており，空気圧シリンダ２１により作動させられるようになっている．空気圧シ リンダ２１は適当な方法で制御され，例えば第３図に示すように、空気ライン２ ２と電空変換器２３によりシリンダ２１を制御するとともに、変換器２３がコン バータ２４から修正信号を受け取るようになっている。

ある種の製品では，平坦なスライダーの代わりに、スイングフラップ２５を管状 バランスの出口に設けることが望ましい．スイングフラップ２５は電動手段によ り駆動され、具体的にはサーボモータや、第３図に示すような空気圧シリンダ２ ６で作動させられ、空気圧シリンダ２６を使用する場合には，電空変換器２８と 制御ライン２７を介して供給される圧縮空気によりシリンダ２６を制御する．例 えば回転電位差計等で構成される位置指示器２９をスイングフラップ２５に接続 することもできる。

対応する電気信号は制御ライン３０を介してコンピュータ１０へ供給され、各々 の場合について、スイングフラップ２５の実際の位置を測定する。

第３図の構造では、第１図の場合と同様の作動を行うことができ、製品スライダ ーはサービススライダーとして使用される。

但し第３図の構造では別の作動モードも可能である。

そのモードは，差バランス形式で作動するものであるが。

公知の差バランスとは異なっており、各々の場合について、計重容器６内におい て、自由なマスフローが許容され、それと同時に自由な製品排出が許容される． 摩擦力や加速力の変化による外乱要素により結果が乱されることがないので、開 放値ｉｏは、計重容器又はバランス容器内で製品量Ａ以下とならないように、常 に設定する。

試験結果から、容器全体、特に出口部分の形状を正しく設定すると，ある製品量 Ａから、ＡとＢの間の領域で充填高さが変化しても、バランス出口での流出速度 に影響が及ぼされることはなく、特に上記速度は、製品が計重容器内を流九でい るかどうかにかかわらず、乱されないということが分かっている。

特定の状況と製品によっては、任意の容量で同時に排出を行う場合、例えば２秒 のサイクルにおいて、多量の製品（例えば景Ａ一致Ｂ）を計重容器又はバランス 容器に注ぎ込むことが可能である。２秒後にスライダ２０を完全に閉鎖し、８秒 にわたって時間に対する製品の連続排出の監視・定常化・測定を行い１次にこの サイクルを繰り返す。このようにすると、少なくとも大部分の時間において、外 乱に影響されない状態で排出製品量を測定してバランスの精度を高く維持できる 。第４図から明らかなように、供給に対する定常化が行われると、より多くの情 報を得ることができる。

測定は第２図のサイクル■ｒに対応するサイクルＸから開始される。この方法で は、コンピュータは通過量ｍ又は単位時間当りのバランスへの製品流入量を測定 でき。

充填高さＢに達すると、対応する容量位置において、フラップ２５を開くことが できる。同時に、スライダー２０が閉鎖し、サイクルＸＩでは時間に対する容器 重量の減少状態又は排出容量が連続的に測定され、そこからマスフロー（ホ）が 計算される。サイクルＸＩの相の最後では、スライダー２０が再び開き、それに より、最初は、その上側に堆積した製品がバランス内へ落下する。当初の急激な 上昇に続いＣ、バランス信号での上昇が緩やかになす、供給ライン２からの後流 れが通常の状態となる。充填高さＢに達すると、スライダー２０が再び閉鎖し、 サイクルＸＩ、ＸＩＩが繰り返さ才ｔ、る。

スライダー２０に代えて、製品流を同様に制御できるロックや供給スクリューを 使用することもできる。

第４図から明らかなように、２個のサイクルＸＩにおいてバランス容器から排出 される製品は一定であるか、又は一定値に定常化されるので、２本の線３１．３ ２は平行である。理想化した「検知線」３３．３４を計算することにより、対応 する値は製品流入（落下運動量）のためにバランスで直接測定できないが、特定 の充填量について非常に正確な結論を引き出すことができる。

この方法では複数の不変サイクルＸＩに続いて、排出容量については、少過ぎる 場合や少な過ぎる場合に、僅かな修正を供給ラインＩＩに及ぼすことができる６ 　このことは、直接後続処理機械での通過量を測定する場合に特に有利であり、 その理由として９機械や混合機等に必要な制御修正までの時間間隔が長いという ことがあげら九る。

第５図の構造は第１図及び第３図の構造と比べて製品供給に関する部分が異なっ ている。第５図においてバランス容器への供給はストレージバンカー又はサイロ から直接行われる。ここでは、一定の所望値を維持することについて問題がある 。製品通過量は処理期間全体にわたって、例えば±０．２％１　土０．１％のバ ランス精度に調整しなければならない。この精度は、瞬間的な値及び処理期間全 体にわたる合計値として維持しなければならない。

バランス容器６の上側にはサイロ又はストレージ容器４０が設けてあり、その下 流部が調整可能な排出調量手段４１に接続している。調量手段４１は、製品の流 れ特性に対応させて、公知の様々な手段を使用できる。粒体等のような自由流製 品の場合、公知の方法により自由マスフローサイロとしてサイロ又は容器部分４ ２を溝底することが特に効果的であるばかりではなく、第５図に示すように、自 由製品排出を伴う自由マスプロー調量手段の形態で排出調量手段を植成しても効 果的であることが分かっている。排出調量手段には低精度の調量手段の機能があ るとともに、その側部に調整フラップ４３が設けてあり、フラップ４３を空気圧 シリンダ４４等により制御して作動させるようになっている。圧縮空気信号は電 空変換器から圧縮空気ライン４５を経て伝えられる。コンピュータ１０は変換器 ４７に対して所望の所定設定値を供給し、その値が位置指示器４８により初期の 大まかな設定を行うために使用される０作動中は、低精度調量手段のための修正 指示が、バランス容器６内の充填高さＡ、８間の変化範囲が充分に利用できる状 態となるように選択される。

第５図の構造によっても、排出調量手段４１の直接調節が可能であり、その場合 、充填量Ａを始点として、時間に対する重量増加範囲を連続的に測定し、対応す る制御信号がコンピュータ１ｏによりコンバータ４７を経て空気圧シリンダ４４ へ供給される。第２図のサイクルエに対応する曲線Ｂが次に得られる。容器の充 填が不充分で、所望の調量容量を正確に検出できない場合には、この行程が第２ 図の如く繰り返され、１１秒から１３秒にわたってサイクルＩＩＩが行われる。

１３秒の時点で、フラップ２５が充分に大きい開度で開き、バランス容器内の重 量の一定化が確実に行われる。対応するスライダー位置はこの時には維持される 。自由マスフローにより。

バランス容器からの排出容量は一定となり、その場合のバランス精度と容器内の 充填量は、前述の如く、コン、ピユータ１０からの対応する所望信号により、低 精度の調量フラップを介して調節される。

但し、コンピュータ１０では、望ましくは２次機能に対応する時間についての容 量や、所望通過量に対する製品依存開口位置についてのランダムプログラムを設 定することができる。連続バランスが、垂直方向の代わりに。

僅かに傾斜した状態に適合する場合、対応する実際値修正プログラムにコンピュ ータ１０に設けることもできる。

上記記載から明らかなように、コンピュータ１０は必要に応じて様々なプログラ ムを組み込むことができ、無作為の組合せにおいて、以下のデータを供給したり 受け取ったりすることができる。

瞬間通過量。

製品量の合計値（例えば１０秒間のサイクル毎）、１時間又は数時間を基礎とす る製品量の総合値、各場合における一定重量運動量、即ち、ある（例えば５０ｋ ［）の生産重量が流れた時の有効（計算時間）指示値、及び／又は ある（例えば５０ｔの）処理量 上述の如く、従来は、１個のシステムにおいて対応すルテータヲハランス精度及 び一定製品流とともに得ることは不可能であり、その理由として、バッチ・スケ ールは非常に正確に作動するが、各々の場合において、ある（例えば５０ｋｇの ）量を急激に排出するだけであることがあげられる。バッフル板を備えたシステ ムでは、何れも、所望の精度を達成できない、バンド型バランスは、多くの場合 、経済的な意味がら使用できず、非常に高い維持費をかけた場合にのみに、所要 の精度を得ることができる。

例えば、ジエニク（Ｊａｎ　１ｋｅ）方法は、自由マスフローを発生させるため のスライダー又はフラップならびに容器の計算や寸法設定に使用できる。

１９５４年にニー・ダブりニー・ジェニク（Ａ、　Ｗ、　Ｊｅ−ｎｉｋｅ）は、 　（１９５４年にユタ大学が発行した文献「ユタ・エンジニアリング・エクスペ リメント・ステーション」第６４号、及び１９６４年にユタ大学が発行した文献 ［ユタ・エンジニアリング・エクスペリメント・ステーションｊ文献１２３号を 参照）、材料特性（異なる壁材料等に対する流動性材料の摩擦値ならびに流動性 材料の内部摩擦角度）を測定するための実験的試験方−を開発し、そのおかげで 、容器出口での排出量及びオーバーフロー形状を測定して重力の作用によるマス フローを問題のない状態にすることが可能となった。

この目的のために、対応する流動性材料のパターンをで公知のせん断セルで構成 されており、セル内において流動性材料のサンプルが、異なる垂直荷重の下で、 引き締められて、その状態でせん断される。測定結果をグラフ的に評価するとと もに、ジェニクが見い出した高微分式で計算すると、各流動性材料と壁材料の組 合せについて、それぞれの場合、マスフローを確保できるだけの傾斜面の所要傾 斜度ならびに最小出口寸法を得ることができる。

機械的な排出部材を使用し、その部材が計重容器の底部領域を完全に覆うか、閉 鎖した状態に保つ場合、運動（回転、傾動、脈動等）が異なると、瞬間的な計重 結果に乱れを及ぼす、ところが排出部の断面における開度が異なることによる重 量の差はなく、その理由として１機械的排出部材の場合、容器壁部や底部に対す る圧力の結果として１重量値に何等直接的な影響がないことがあげられる。

それらとは別に、一部自由底部出口を備えた液体計重の場合、重量値を測定する 時に、有効底部表面に対する対応減少がある。

試験によると、瞬間的重量読み取りについての非常に異なった状況は、流動性材 料の場合、計重容器の突出基礎表面の解放状態が異なるのにともなって生じ、そ の理由として、流動性材料は液体とは完全に異なった動作特性を有することがあ げられる。液体と異なり、流動性材料は摩擦が生じるので、排出中に出口領域に おいて、張力が生じる。即ち、キャリフパレーションによって検知できる一定の 状態が生じる　ので、　各測定値の非常に正確な再生可能値を得ることができる 。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．連続バランスにより連続流動性材料通過量を自助的に測定するための装置で あって、計重容器と、計重容器の出口断面積を調整するための調整可能な閉鎖部 材と、電子式重量差測定手段とを備えた装置において、計重容器（６）の出口領 域の閉鎖部材を調整可能な壁部（４、２５）として連結するとともに、閉鎖部材 （４）が開放位置に作動することにより、計重容器（６）内にマスフローが得ら れるとともに、計重容器（６）の出口断面部から流動性材料流が自由に流れるよ うに配置したことを特徴とする自動測定装置。 ２．開鎖部材をスライドバルブ（４）又は回動式フラップ（２５）として構成し たことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．閉鎖部材（４、２５）とそれに対向する計重容器（６）の壁部との間に装置 の作動のために、０〜４０度（好ましくは２０〜３５度）の窓孔を形成できるよ うにしたことを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。 ４．調整手段（２６）と位置指示手段（２９）を閉鎖部材（２５）に併設したこ とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の装置。 ５．調量部材（２０、２１）を連続バランスの上流側に配置して後者により制御 できるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに 記載の装置。 ６．請求の範囲第１項ないし第５項の何れかによる装置において、流動性材料の 通過量を自動的に測定するための方法であって、計重容器（６）全体でマスフロ ーを維持するか、又はマスフローを完全に停止させた場合に、単位時間当りの計 重容器（６）の重量変化に対応する信号を発生させて流動性材料流の状態のパラ メータを計算するために使用するようにしたことを特徴とする流動性材料通過量 の自動測定方法。 ７．上記信号を計重容器（６）の製品供給量の制御のために使用するようにした ことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の方法。 ８．計重容器（６）に流れる流動性材料量を制御のために時間間隔毎に停止させ 、バランス内容物の重量減少を確定させて単位時間当りの流動性材料流を測定す るようにしたことを特徴とする請求の範囲第６項又は第７項に記載の方法。 ９．計重容器（６）への流動性材料流量の短時間の変動を補正するように前者を 補正容器として使用したことを特徴とする請求の範囲第６項ないし第８項のいず れかに記載の方法。 １０．前記信号を使用して第２製品流又は第１流動性材料と混合される液体成分 の調整を行うようにしたことを特徴とする請求の範囲第６項ないし第９項のいず れかに記載の方法。 １１．上記信号を使用して後続の処理機械を制御するようにしたことを特徴とす る請求の範囲第６項ないし第１０項のいずれかに記載の方法。 １２．計重容器（６）へのマスフローを該容器出口を閉鎖することにより短時間 だけ停止させ、計重容器（６）へ流入する流動性材料の重量を測定するようにし たことを特徴とする請求の範囲第第６項ないし第１１項のいずれかに記載の方法 。 １３．計重容器（６）を通過したマスフローを第２計重容器に短時間だけ集め、 第２計重容器において単位時間当りの製品流入量の増加重量を測定し、上記測定 値及び第２計重容器の必定値により、第１計重容器（６）を流れる流動性材料の 量を計算するようにしたことを特徴とする請求の範囲第６項ないし第１２項のい ずれかに記載の方法。