JPS6256050B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉粒体の流量を連続的に且つ正確に測
定するための装置およびこの流量装置を利用した
粉粒体定量供給装置に関するものである。

粉粒体の搬送中の流量を測定する方法として古
くから行われている方法の一つに秤によつて重量
を測定する方法がある。秤により連続して流量を
測定する場合には２台の秤を並列に設置する方
式、２個の計量槽を内蔵する方式、計量槽を仕切
つた多槽式などがある。これらの方式はいずれも
２個の計量部を交互に使用することにより連続性
を持たせている。しかし、秤への供給は連続であ
るが、秤よりの排出は回分排出による断続がある
ために完全な連続で行われているわけではなかつ
た。

従つて、本発明は他の粉粒体処理系から入つて
くる量だけ排出を行い、粉粒体の流入・排出を２
個のホツパーの切換により行つて常に重量を測定
しながら流量を計測し、連続的排出を行うことの
できる粉粒体連続式流量計を提供することを目的
とする。

また、本発明は上記流量計にある流量を設定し
て常に一定の流量で連続的な排出を行うことので
きる粉粒体定量供給装置を提供することを目的と
する。

本発明によれば、Ａ位置、中立位置およびＢ位
置に順次に切換制御される切換弁と、この弁のＡ
位置で粉粒体が供給されるＡホツパーと、切換弁
のＢ位置で粉粒体が供給されるＢホツパーと、Ａ
およびＢホツパーそれぞれに取り付けられた重量
測定用ロードセルと、ＡおよびＢホツパーそれぞ
れに取り付けられた粉粒体排出装置と、これらの
排出装置を交互に作動させるための駆動部と、一
方のホツパーに供給される粉粒体量だけ他方のホ
ツパーから排出しつつ排出−供給ホツパーの切換
サイクルにより粉粒体の連続排出を行うよう制御
する電気制御手段とを設け、これにより他の処理
系から搬送されてくる粉粒体を一方のＡホツパー
に供給しながら他方のＢホツパーからその排出装
置の排出量の制御により供給量だけ排出を続け、
Ａホツパーの上限信号により切換弁を中立位置に
切り換えて正確な満重量を計測し、計測を終了し
たらＢホツパーの排出を停止すると同時に既に満
重量計測されているＡホツパーの排出を開始し、
次いでＢホツパーの正確な空重量を計測し、計測
を終了したら他の処理系から搬送されてくる粉粒
体のＢホツパーへの供給を開始し、このようなサ
イクルを繰り返して粉粒体を連続的に供給量に応
じて排出するように構成することにより上記目的
を達成することができる。

本発明の他の態様によれば、粉粒体供給タンク
と、Ａ位置、中立位置およびＢ位置に順次に切換
制御される切換弁と、この弁のＡ位置において粉
粒体がタンクより供給されるＡホツパーと、この
弁のＢ位置において粉粒体がタンクより供給され
るＢホツパーと、ＡおよびＢホツパーそれぞれに
取り付けられた重量測定用ロードセルと、Ａおよ
びＢホツパーそれぞれに取り付けられた排出装置
と、これらの排出装置を交互に作動させるための
駆動部と、ＡまたはＢホツパーより排出装置を経
て排出する量を設定する手段と、この流量設定手
段の設定流量に応じてＡまたはＢホツパーの排出
−供給切換により前記タンクからＡまたはＢホツ
パーに供給される粉粒体を連続的に定量排出する
よう制御する電気制御手段とを設え、これにより
一方のＡホツパーから前記流量設定手段の設定流
量で粉流体が排出されている間に下限信号が発生
するとＡホツパーの排出を停止すると同時に既に
満重量計測の終えているＢホツパーからの粉粒体
の排出を開始し、次いでＡホツパーの正確な空重
量を計測し、計測が終了したらＡホツパーへのタ
ンクからの粉粒体の供給を開始し、Ａホツパーの
上限信号により切換弁を中立位置に切り換えて正
確な満重量を計測し、このようなサイクルを繰り
返して粉粒体を所定の設定流量で排出するように
構成することにより上記目的を達成することがで
きる。

次に、本発明による粉粒体連続式流量計および
定量供給装置を添付図面につき詳細に説明する。

本発明の粉粒体連続式流量計は、第１図に示す
ように、Ａ位置、中立位置およびＢ位置に切換制
御するアクチユエータ１を有する供給ホツパー切
換弁２を備え、その供給口３は他の粉粒体処理系
に接続されている。アクチユエータ１のＡおよび
Ｂ位置においてそれぞれ粉粒体が管４および５を
経て供給されるＡおよびＢホツパーの下端部には
スクリユーフイーダ６が設けられ、これらはそれ
ぞれに設けられたクラツチ７を介してモータ８に
より駆動される。スクリユーフイーダ６によりホ
ツパーＡまたはＢより送られてくる粉粒体は排出
ノズル９より排出粉粒体受１０を経て次の処理工
程に送られていく。ＡおよびＢホツパーにはそれ
ぞれホツパー内に出入する粉粒体の刻々変化する
量を計測するためのロードセル１１が装着され、
後に詳述するようにマイクロプロセツサーにより
ロードセル１１での粉粒体計量に応じてアクチユ
エータ１の供給位置切換、スクリユーフイーダ６
の駆動および休止、クラツチ７の入切、モータ８
の駆動および回転数調節が精密に制御され、この
系を流れる粉粒体の流量が時々刻々表示されると
同時にその積算量も表示される。

次に、本発明による連続式流量計の上述したよ
うな制御作動につき第２および第３図につき詳細
に説明する。

第２図は本発明流量計のブロツクダイアグラム
であり、第３図はその作動を示すホツパーの重量
変化とその時のシーケンス制御方式を示すパルス
の経時変化図である。本明細書では、第３図のＡ
およびＢホツパーのＸ時点からＹ時点までのサイ
クル部分について説明する。以後はこの作動がＡ
ホツパー、Ｂホツパーの切換により継続されてい
くからである。

いまＸ時点にあるとすると、Ａホツパーはその
重量が増大しつつあり、すなわち、他の処理系か
ら粉粒体が供給されつつあり、Ｂホツパーはその
重量が減少しつつあり、すなわち、Ｂホツパーよ
りスクリユーフイーダ６により排出されつつあ
る。ここでＢホツパーからの排出量はＡホツパー
への供給量に追従するよう制御されている。

第２図に示すように、ＡおよびＢホツパーの重
量は第３図の３に示すようにクロツクによりロー
ドセル１１によつて一定時間毎に計測され、増幅
器A₁およびA₂を経て信号処理され、Ａ／Ｄコン
バータ１９による変換信号がマイクロプロセツサ
ー２０に入り、その時の瞬間流量および積算流量
が２１および２２に表示される。コンパレータ
C₁およびC₂はＡおよびＢホツパーの現在量と設
定された上限値との比較により制御信号を発生
し、制御回路２３により切換弁２のアクチユエー
タ１の作動、クラツチ７の入切の制御を行う。な
お、モータ８は制御回路２３により常時回転駆動
されており、その理由はクラツチの入切によりフ
イーダ６を直ちに所定回転数で駆動させるためで
ある。仮に、他の系からの粉粒体供給量に変動が
あると、それは直ちにロードセルを通してマイク
ロプロセツサ２０により検出されてＤ／Ａコンバ
ータ２４または２５ならびに増幅器A₃またはA₄
を径てＡまたはＢホツパーのモータ８の回転数が
制御され、供給量の変動に排出量は追従され、常
に供給量が排出される（第３図のＡ、Ｂホツパー
の重量変化１および２参照）。Ｄ／Ａコンバータ
２６および増幅器A₅を経て外部出力を取り出す
こともできる。このようにして矢印２８で示す他
の処理系からの粉粒体は矢印２９で示すように供
給量分だけ排出されていき、その間に変動する流
量は刻々表示計２１および２２に表示され、従来
のように回分操作による断続はなく、連続的に流
量の計測表示はなされる。

いま、Ｘ時点にあるから、Ａホツパーは増量
し、Ｂホツパーは減量しているが、その減量の程
度はＡホツパーの増量分であることは前述の通り
である。Ａホツパーの増量が進んで第３図の１の
ａ点に達すると、すなわち、他の処理系からの供
給が続いてコンバレータC₁の上限値（第３図４
参照）に達すると、マイクロプロセツサ２０は制
御回路２３を経てアクチユエータ１を作動し、今
までＡ位置にあつた切換弁２を中立位置に切換
え、Ａホツパーへの投入を停止する（第３図１３
参照）。この瞬時にはホツパーの重量には変動
（あばれ）があるため、暫時の後静止した状態で
Ａホツパーの正確な満重量を読み取る（第３図５
参照）。Ａホツパーの満重量の読取が終了する
と、マイクロプロセツサ２０、制御回路２３を経
てＢホツパーのモータ８によるフイーダ６の作動
はクラツチ７の遮断により停止され、Ｂホツパー
からの排出は停止される（第３図の１１参照）と
同時に、Ａホツパーのクラツチは入つてフイーダ
６は作動されてＡホツパーからの排出が開始され
る（第３図の６参照）。この時点ではＡ、Ｂホツ
パーの重量変化は第３図のｂおよびＣ点に相当す
る。

Ｂホツパーの排出停止時点では重量に変動（あ
ばれ）があるために暫時の後停止した状態でＢホ
ツパーの正確な空重量を読み取る（第３図の７参
照）。この空重量の読取が終えたら、プロセツサ
２０、制御回路２３を経てアクチユエータ１が作
動され、切換弁２が中立位置からＢ位置に切り換
えられ、Ｂホツパーへの粉粒体の供給が開始する
（第３図の８参照）。この際、Ｂホツパーへは切換
弁２が中立位置にあつた時間である。ａ〜ｄまで
に他の処理系から送られてきた量が一時に投入さ
れ（Ｂホツパーｄ点参照）、後は他の処理系から
の搬送量が供給され、徐々に増量していき、やが
て前述したと同様に上限値に達すると、Ｂホツパ
ーへの粉粒体の供給およびＡホツパーからの排出
が停止され、次いでＢホツパーからの排出および
Ａホツパーへの供給が開始され、このようなサイ
クルが繰り返し行われる。この間、粉粒体の排出
は一貫して連続しており、従来のように一時的に
途切れることはない。そして、それぞれのホツパ
ーの１回毎の満、空重量の差の塁計が積算流量と
して２２に表示され、この値は従来のものでは得
られない程正確なものである。このように、本発
明による流量計は完全に連続する粉粒体流量の計
測を実現するものである。

次に、本発明による粉粒体定量供給装置を第４
および５図につき詳細に説明する。

粉粒体定量供給装置は前述した粉粒体連続式流
量計の応用例であり、機構は以下に記す二点を除
いては実質的に同じである。相違の第一点は粉粒
体の供給が他の処理系からの処理量に応じてなさ
れるのではなく、貯蔵タンク１７より一時になさ
れることである。もう一つの相違点は流量を予め
所望値に設定するための供給流量設定スイツチ１
８およびそのための外部設定入力１６、増幅器
A₀が付加的に設けられていることである（第４
図参照）。その他の点は第２図と同様であるので
同様部分は同じ番号および符号で示す。第５図は
第３図と同様のＡ、Ｂホツパーの重量変化および
シーケンス制御方式図である。本明細書では、Ａ
およびＢホツパーのＸ時点からＹ時点までのサイ
クル部分についてのみ説明する。以後はこのサイ
クル部分がＡホツパー、Ｂホツパーの切換によつ
て順次継続されていくだけであるからである。

本発明の定量供給装置では、希望する流量を予
め設定手段１６または１８により設定する。この
設定流量は第５図の１および２のＡ、Ｂホツパー
の重量変化グラフの勾配により表示されている。
この設定流量は増幅器A₀で処理され、Ａ／Ｄコ
ンバータ１９を経てまたは直接設定スイツチ１８
よりマイクロプロセツサ２０に入り、この制御信
号はＤ／Ａコンバータ２４および２５を経てＡお
よびＢホツパーのモータ８の回転数を制御し、常
に設定流量がＡまたはＢホツパーからフイーダ６
を経て排出されるようにする。そして、その流量
は供給流量計２１に積算量は２２に表示される。
制御回路２３の機能は流量計につき説明したのと
同じであり、切換弁２のアクチユエータの作動、
モータの駆動、クラツチの入切を行う。前述の流
量計と同様に、Ａ、Ｂホツパーの重量はロードセ
ル１１によりクロツクに応じて計測されて（第５
図の３参照）増幅器A₁およびA₂ならびにＡ／Ｄ
コンバータ１９を経てマイクロプロセツサに入力
し、その重量変化に応じて種々の制御がなされ
る。設定した流量かから現実の排出量がはずれる
と、その差信号によりコンバータ２４または２５
ならびに増幅器A₃またはA₄を経てホツパーに付
随するモータの回転数が増減されて設定流量に近
付くよう常に補正され、設定流量から排出量がは
ずれるようなことがあつても直ちに補償されて設
定流量に戻され、本装置では常に所定の設定流量
で粉粒体は流される。第４図のC₁₁およびC₁₂は第
２図のC₁に相当し、Ａホツパーの上限値および
下限値コンパレータを表わし、C₂₁およびC₂₂は第
３図のC₂に相当し、Ｂホツパーのそれぞれ上限
値および下限値コンバレータを表わす。すなわ
ち、Ａホツパー、Ｂホツパーが所定の上限値にあ
るいは下限値に達したか否かの比較信号を発し、
これによりＡ、Ｂホツパーの切換等の制御を行う
ものであり、以下にその制御動作につき詳細に詳
明する。

今、本装置が第５図のＸ時点にあるとすると、
Ｂホツパーは既に満量となつて待期状態にあつて
切換弁２は中立位置にあり、Ａホツパーは設定流
量で粉粒体を排出中である。排出が続いて第５図
のａ点に達すると（第５図の１０参照）、Ａホツ
パーのロードセル１１からの信号は増幅器A₁か
ら下限値を示す不限値コンパレータC₁₂を経てマ
イクロプロセツサに信号が入り、その結果制御回
路２３を経てＡホツパーのクラツチ７が遮断され
てＡホツパーからの排出が停止される（第５図の
９参照）と同時に、Ｂホツパーのクラツチ７が入
つてＢホツパーからの排出が開始される（第５図
の１５参照）。

Ａホツパーの排出を停止した直後では、その重
量に変動があるから暫時の後静止した状態でＡホ
ツパーの正確な空重量を読み取り（第５図の１１
参照）、空重量読取後第５図のｂ点において、マ
イクロプロセツサ２０および制御回路２３を経て
の信号によりアクチユエータ１を作動し、今まで
中立位置にあつた切換弁２をＡ位置に切り換え、
タンク１７より粉粒体が一気にＡホツパーに投入
される（第５図の１２参照）。投入されてＡホツ
パーのロードセルによる計量によりC₁₁に設定さ
れた上限値に達したことが確認されると（第５図
のＣ点）、C₁₁からマイクロプロセツサ２０および
制御回路２３を経てアクチユエータ２４が作動さ
れ、今までＡ位置にあつた切換弁が中立位置に切
り換えられてＡホツパーへの粉粒体の投入は停止
される（第５図に１３参照）。暫時の後Ａホツパ
ーの静止を待つてＡホツパーの満重量が読み取ら
れ（第５図の１４参照）、次のＢホツパーとの交
替時機までＡホツパーは待期状態にある。

引き続きＢホツパーからは排出が続き、やがて
その下限値に達するとＢホツパーからの排出は停
止され、Ａホツパーからの排出が始まり、Ｂホツ
パーへ粉粒体がタンク１７より供給される。この
ようなサイクルが自動的に繰り返し行なわれ、本
装置では連続的に予め定めた一定の流量で粉粒体
は供給されていく。そして、それぞれのホツパー
の１回毎の満、空重量の差の累計が積算流量とし
て表示され、この値は従来のものでは得られない
正確なものである。

上述したような本発明装置の二つの使用態様を
可能ならしめるのは次のような特長的構成部分に
より構成されているからである。まず第１は、従
来は供給粉粒体の重量の正確な測定は本発明装置
の切換弁より上流のステツプで行われており、本
発明におけるロードセルユニツトをフイーダ付ホ
ツパー部分に取り付けて供給量または排出量を一
定時間隔毎に計測してこれをフイードバツクして
制御を行うものはなかつたのである。その第２
は、切換弁２には各ホツパーへの供給位置の他に
中立位置を有し、この中立位置に切換弁がある間
に各ホツパーを静止させて静止状態での精密な満
および空重量を測定するため、極めて正確な排出
量あるいは供給量を計測できるとともにその差よ
り極めて正確な積算量の算出を実現できる。従来
の方式では切換弁に中立位置がないものがほとん
どで、中立位置があつたとしても中立位置をこの
ように有効に利用しているものはない。その第３
は、排出装置およびその作動ならびに制御にあ
る。排出装置として図示の例では、スクリユータ
イプのものを挙げてあるが、これ以外にも、例え
ば、オリフイスフイーダ、テーブルフイーダ、ベ
ルフイーダ等を利用することができる。この排出
装置では、駆動モータが常時回転していて上述し
たスクリユー等のフイーダにクラツチ等の動力伝
達部材により排出量の変動なく交互のフイーダに
切り換えられる。その切換時においても従来のも
のでは一時的に断続するのであるが、本発明に用
いるフイーダではその切換時でも完全に連続する
よう制御されている。

以上説明した処から明らかなように、本発明の
装置には以下のような多くの利点がある。

(1) 連続的粉粒体の瞬間流量および正味積算流量
を計ることができる。

(2) 秤量は静止状態で行うから精度が高い。

(3) 減量方式であるため零点調節の必要がない。

(4) 流量に応じた出力信号が連続的に発信でき、
プロセス制御が可能である。

(5) 外部センサーよりの外部入力に対応して同
調、追随供給が可能である。

(6) 粉粒体流量計としても定量供給装置としても
使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の部分分解斜視図、第２図
は粉粒体連続流量計のブロツク線図、第３図は第
２図に示す装置の制御の経時変化を示すグラフ、
第４図は定量供給装置のブロツク線図、第５図は
第４図に示す装置の制御の経時変化を示すグラフ
である。 １……アクチユエータ、２……切換弁、３……
供給口、６……スクリユーフイーダ、７……クラ
ツチ、８……モータ、９……排出ノズル、１０…
…排出受、１１……ロードセル、１６……外部設
定入力、１７……供給タンク、１８……流量設定
スイツチ、１９……Ａ／Ｄコンバータ、２０……
マイクロプロセツサ、２１，２２……表示装置、
２３……制御回路、２４，２５……Ｄ／Ａコンバ
ータ、Ａ，Ｂ……ホツパー、A₀，A₁，A₂，A₃，
A₄，A₅……増幅器、C₁，C₁₁，C₁₂，C₂，C₂₁，
C₂₂……コンパレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ａ位置、中立位置およびＢ位置に順次に切換
   制御される切換弁と、前記弁のＡ位置で粉粒体が
   供給されるＡホツパーと、前記弁のＢ位置で粉粒
   体が供給されるＢホツパーと、ＡおよびＢホツパ
   ーそれぞれに取り付けられた重量測定用ロードセ
   ルと、ＡおよびＢホツパーそれぞれに取り付けら
   れた排出装置と、これらの排出装置を交互に作動
   させるための駆動部と、一方のホツパーに供給さ
   れる粉粒体量だけ他方のホツパーから排出しつつ
   排出−供給ホツパーの切換サイクルにより粉粒体
   の連続排出を行うよう制御する電気制御手段とを
   備え、これにより他の処理系から搬送されてくる
   粉粒体を一方のＡホツパーに供給しながら他方の
   Ｂホツパーからその排出装置の排出量の制御によ
   り供給量だけ排出を続け、Ａホツパーの上限信号
   により前記切換弁を中立位置に切換えて正確な満
   重量を計測し、計測を終了したらＢホツパーの排
   出を停止すると同時に既に満重量計測されている
   Ａホツパーの排出を開始し、次いでＢホツパーの
   正確な空重量を計測し、計測を終了したら他の処
   理系より搬送されてくる粉粒体のＢホツパーへの
   供給を開始し、このようなサイクルを繰り返して
   粉粒体を連続的に供給量に応じて排出するように
   構成したことを特徴とする粉粒体用連続式流量
   計。 ２ 粉粒体供給タンクと、Ａ位置、中立位置およ
   びＢ位置に順次に切換制御される切換弁と、前記
   弁のＡ位置で前記タンクより粉粒体が供給される
   Ａホツパーと、前記弁のＢ位置で前記タンクより
   粉粒体が供給されるＢホツパーと、ＡおよびＢホ
   ツパーそれぞれに取り付けられた重量測定用ロー
   ドセルと、ＡおよびＢホツパーそれぞれに取り付
   けられた排出装置と、これらの排出装置を交互に
   作動させるための駆動部と、ＡまたはＢホツパー
   より排出装置を経て排出する量を設定する手段
   と、この流量設定手段の設定流量に応じてＡまた
   はＢホツパーの排出−供給切換により前記タンク
   からＡまたはＢホツパーに供給される粉粒体を連
   続的に定量排出するよう制御する電気制御手段と
   を備え、これにより一方のＡホツパーから前記流
   量設定手段の設定流量で粉粒体が排出されて下限
   を示す信号によりＡホツパーの排出を停止すると
   同時に既に満重量計測されているＢホツパーから
   の粉粒体の排出を開始し、次いでＡホツパーの正
   確な空重量を計測し、計測が終えたらＡホツパー
   への前記タンクからの粉粒体の供給を行い、Ａホ
   ツパーの上限信号により前記切換弁を中立位置に
   切換えて正確な満重量を計測し、このようなサイ
   クルを繰り返して粉粒体を所定の設定流量で排出
   するよう構成したことを特徴とする粉粒体定量供
   給装置。