JPS63274442A

JPS63274442A - 粉体計量混合装置

Info

Publication number: JPS63274442A
Application number: JP62109686A
Authority: JP
Inventors: Noboru Higuchi; 登樋口; Keizo Matsui; 敬三松井; Chuzo Kobayashi; 小林　忠造; Hiroshi Onishi; 弘志大西
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1987-05-07
Publication date: 1988-11-11

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、多種類の原料粉体をそれぞれ計量後、混合し
て新たな混合粉を調製する粉体計量混合装置に関する。

特に計量範囲の広い原料粉を精密に能率よく計Ｎ混合す
る粉体計量混合装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、粉体針量混合装置に通用される計量装置として、
高精度な計量を達成するために、供給粉体流速可変に設
けたものはなく、計量設定値に対応した流速に制限した
計量装置が用いられている。

また、従来タイプの粉体計量混合装置においては、複数
の供給容器から１つの受粉容器に粉体を供給する場合、
それぞれの供給容器に付属して計量装置を具備している
。（特開昭５６−１４８０１９号、特開昭５６−１５５
４１２号、特開昭５７−７２０１５号、各公報参照）例えば、流量調節器としてスクリューフィーダを用いた
場合、第４図に図示する様に、Ａ、Ｂ粉２粉体容器に対
しては２個の計量装置を使用し、混合容器への流れ込み
量の予測制御のため、制御装置として２ループの制御機
能を必要とする。

すなわち、供給粉体の流速は、Ａ粉、Ｂ粉の供給容器内
の粉体量、流量調節器の特性、粉体物性等により異なる
ため、同一の制御機能では高精度な計量が期待できない
ことによる。

また、高精度な計量を実現するため、流速の異なる流量
調節器を並列に設置して、所定の計量偏差にて切替する
方法があるが、この場合でも制御機能として、２ループ
の制御が必要である。

ここで、２ループの制御機能と言う表現を使用している
のは、例えば、分散型制御装置等を使用した場合、１つ
の制御装置内で処理可能であり、制御装置が２個必要で
あるとは言えないからである。しかし、入出力点数、ソ
フトウェアからみた場合、２１１ｉ１の制御装置と言え
る。

また多数の粉体を使用するバッチ製造プロセスでは、こ
れらの粉体物性が異なるので、同一容器にて累積計量を
行うことが出来ない場合が多い。

従って、第３図に示すような複数の受粉容器（計量ホッ
パＡ、Ｂ）を有して、混合可能な籾種は同一容器計量ホ
ッパ（Ａ）にて計量し、混合不可な籾種は別に受粉容器
（計量ホッパ）を有するような製造システムとなる。こ
のため、下流側に反応、調製等のための受粉容器調製タ
ンク９が必要であり複雑なシステムとなる。

反応、調製等のための開裂タンク９が固定式の製造シス
テムでは、多品種の製造を行う場合、品種の内容に応じ
て、設備化する必要があり、特に高精度の計量のために
は前述のとおり多数の計量ホッパ、調製タンク及びそれ
に付属する配管計量装置、制御装置、付属バルブ等が必
要となる。この場合、設備はある品種では使用されるが
、他の品種では使用されない装置を生じることがあり、
非常に、無駄の多いシステムとなり、設備のイニシャル
コストが増大する。更に、多目的用途の製造システムが
近年叫ばれているが、固定式の製造システムでは、配管
系の変更が必要となり、又その付帯装置の変更等が必要
であり、今以上に複雑な製造システムとなる。

そこで、近年受粉容器、調製タンク等を移動する移動式
のバッチ製造システムが提案されている。

しかし、従来の計量装置にこのシステムを採用した場合
、計量設定値の大小にて、計量時間が異なり、計量設定
値が大きいと、計量に時間がかかり、移動式の製造シス
テムにおける容器の搬送時、間に制限を加えることとな
る。このため従来製造システムでは、搬送時間に制約を
与えないために必要数の計量装置を設置しているが、こ
れは移動式製造システムの利点に相反することとなる。

また、このようなシステムではステーションでの滞在時
間を更に延長させる結果となる。（計量設定値の範囲、
計量時間の制限、計量精度の条件等々から、非常に多く
の計量装置を必要とする。そのため、配管の結合等の動
作時間が増加する。）写真感光材料の製造プロセスにお
いては、感光材料を取扱うので遮光性を保たねばならず
、結合する箇所の増大によるシステムの複雑化、また搬
送サイクルの変化は製品の性能に影響する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の粉体計量混合装置では、供給粉体流速一定を前提
とした計量制御のため、以下の欠点を有する。

■計量精度：　外乱や粉体物性の変化による流速変動に
より、精度が保証されない事態を生じる。

すなわち、粉体物性にて移送する装置が異る、例えば顆
粒状の粉体では流動性がよいため、ダンパー等を使用し
、流動性の悪い粉体ではスクリューフィーダ等を使用す
る。しかし、粉体の流れは一律に決定出来ず粉体の塊性
とか粉体形状や振動等の外乱にて流れは変化するため、
計量精度を悪くした。

また、このことは、供給容器の粉体量をある幅内で制限
し、容器内粉体量を常にある一定量以上に確保する必要
があり、供給容器内残存粉体のロスを生じてランニング
コストを増加させた。

■計量範囲；　計量範囲が狭い。

この理由は、計量停止しても、系の応答遅れによる流れ
込み量があり、この量が供給粉体流速により決定される
ため、流速一定のもとでは、計量範囲を狭めることによ
り、許容できる流れ込み量を保証している。

従って、同一粉体の計量であっても、計量設定値が大き
く相異する場合はおのおの通性な計量範囲の計量装置が
必要であり、装置数が増加する。

■計量時間：　計量設定値により計量時間が左右される
。

計量設定値が小さい場合は、計量時間は短く、大きい場
合は長くなる。従って、製造サイクル上通性な計量時間
の計量装置が計量設定値に応じて必要であり、装置数が
増加する。

また従来の粉体計量混合装置は、前述した理由により、
独立に制御される計量装置を、供給容器毎に多数台設置
し、かつ製造能力の制限による最適計量時間毎に設置し
ているため、システムを複雑にすると共に、非常に多く
の計量装置が設備化された。

本発明の目的は、上記事情に基づいてなされたもので、
外乱や粉体物性の変化による流速変動に影響されない高
精度な計量を実現すると共に、広範囲な計量範囲を確保
し、かつ計量設定値の大小に左右されないで短時間計量
を実現する計量制御装置を用い、これによりシステムを
構成し、設備の簡素化並びに製造能力の増強と、原材料
ロスの低減を計り、 ■　装置台数の低減によるイニシャルコスト低減 ■　装置台数の低減によるメンテンスエ数低減■　装置
台数の低減による信頼性向上による故障低減 ■　原材料ロスの低減によるランニングコスト低減の経
済効果の高い粉体計量混合装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、複数の供給容器よりそれぞれの粉
体を累積計量して受粉容器に受け混合する装置であって
、該供給容器が粉体供給配管に流量調節器を有し、供給
容器からの粉体の計量装置を受粉容器側に有し、粉体計
量制御装置が各供給粉体計量値に対応し、前記それぞれ
の流量調節器の流量を変化させて計量するクローズドル
ープ制御の切替装置付精密計量制御装置であり、更に受
粉容器の移動装置を有することを特徴とする粉体針Ｅ１
合装置によって達成される。

本発明の構成要素について詳しく説明する。

（１）供給容器二　計量される供給粉体を貯蔵する容器
。容器の容量は、製造に適したスケールを要する。本発
明においては供給容器の残量の制限はなく、理論的には
残量０まで計量できる。又、粉体の物性値（例えば形状
、粒度等）に影響されず、流出可能な粉体物性値を有し
ていればどんな粉体でも残量０まで計量可能である。

゛（２）流量調節器；　供給容器数に対応した個数分の
流量調節器を有し、粉体の送り量を変化させる事で粉体
流速を広範囲に亘って変化させる流速制御器である。ダ
ンパー及びスクリューフィーダ。

ロータリ一式が適している。流れを停止させる閉止弁と
してはシャッターゲートを用いる。流速制御器の駆動と
しては、例えばＡＣサーボモータ等がある。

（３）受粉容器：　製造スケールに適した容量の容器、
混合可能な粉体については、累積計量にて計量する。

（４）　　計量装置：　受粉容器側に設置され１台の計
量装置によって複数の供給容器よりの粉体の計量を行う
。累積計量が可能である。ロードセル。

差圧伝送器、レベル針環タンク計量方式を用いる。

受粉容器に取付ける場合と、受粉容器を計量台に乗せる
場合とある。

（５）　　計量制御装置二　流速を変化させるクローズ
ドループ制御の精密計量制御装置であり、当初流量大よ
り初まり、計量値より偏差と偏差の時間的変化を演算し
、ファジィ制御、学習制御、最適制御により流量を変化
させるクローズドループ制御である。これによって広い
計量範囲に亘って、精度よく、極めて短時間に計量が完
了する。又切替装置付にすることによって、複数の粉体
を同一受粉容器にて、又１台の計量装置にて累積計量が
可能であり、装置数が低減出来る。

（６）切替装置；　複数の流量調節器を、１台の駆動制
御装置にて制御するための装置であり、計量制御装置の
構成の一部である。これによって流量調節器１個宛に計
量制御部、駆動制御部を取付けなくて済む。

（７）移動装置：　受粉容器を１般送させるための移動
装置である。１ｕｌｌ送方法としては、無人）Ｉ置市、
コンヘア等がある。又、搬送物として、受粉容器自体に
１般送機能がある場合と、受粉容器と分離する場合があ
る。

本発明の基本構成要素は、上記の通りであるが、流速を
可変するクローズドループの計量制御装置を用いる事と
、受粉容器の移動装置を有することとが要点となる。

〔作　　用〕

本発明は複数の供給容器よりそれぞれの粉体を累積計量
して受粉容器に受け混合する装置であって、該供給容器
が粉体供給配管に流量調節器を有し、供給容器からの粉
体の計量装置を受粉容器側に有し、粉体計量制御装置を
各供給粉体計量値に対応し、前記それぞれの流量調節器
の流量を変化させ計量するクローズドループ制御の切替
装置付精密計量制御装置であり、更に受粉容器の移動装
置を有することを特徴とする粉体計量装置により、クロ
ーズドループ制御の精密計量制御装置だけでも各種供給
容器に対し、計量範囲の大小に左右されないで１種類の
供給容器に対し１ケの流量調節器で済ませるようになり
、少なくとも混合してもかまわない一緒に累積計量でき
る複数の供給容器に対しては一つの受粉容器（計量ホッ
パ）と一つの計量装置と、一つの切替装置付計量制御装
置で計量が可能となり、大幅に装置を単純化してしかも
各供給容器よりの粉体計量を精度良く短時間に行うこと
が出来る。

更に受粉容器の移動装置を備えることにより、■　受粉
容器（計量ホッパ）は移動出来るため、全ての供給容器
から受粉が可能となり、又全ての調整タンクに固定配管
無しで計量した粉体を配給することが出来るので受粉容
器を少くして設備の融通性が出来る。したがって多品種
の製造を行う場合、受粉容器側の設備の遊休をな（する
ことが出来るし、処決変更等に対しても設備の増設を極
力減らして対応することが出来る。■　又受粉容器（計
量ホッパ）の移動により計量サイクルを早くすることが
出来るので、経時変化を少くおさえることが出来る。■
　供給容器よりの粉体の受粉容器（計量ホッパ）に攪拌
機を取り付は調製タンクとして用いることが出来る。

〔実　施　態　様〕

本発明の実施態様を図によって更に詳しく説明する。

第１図に示す様に、Ｎ個の粉体薬品がある場合について
考える。製造する品種数が多数あるとするが、どの製造
品種においても薬品の使用総数はＮ個以上である。従来
の製造システムでは、移動式、固定式を問わず、計量範
囲、計量時間、計量精度から、同種であっても、製造品
種専用に薬品の供給容器ｌ、計量装置５を必要としＮ個
以上の装置台数になった。しかし、本発明では、流速可
変のクローズドループの計量制御装置を採用゛するため
、計量範囲、計量時間、計量精度に対する心配は不要に
なり供給容器１は、Ｎ個の台数で良く、計量装置５は粉
体の汚染の問題がなければ、！ＩＩＩ送能力から決定し
た非常に少ない台数で良い。

ここでは、１台の計量装置５（ロードセル）を想定する
。供給容器１については、Ｎ個の台数で良いが、計量装
置５の数は薬品調製時間、品種の製造スケール等から判
断して決定されるため、それ以上の台数を必要とする場
合もある。

各計量装置は、第２図に示す制御ブロックの内容の計量
制御装置とを有しており、切替装置７の切替により複数
の流量調節器２　（開度調節弁又はスクリューフィーダ
（１〜Ｎ））に出力する。つまり同一の制御アルゴリズ
ムにて多数の薬品（１〜Ｎ）の計量が同一の受粉容器４
（計量ホッパ）にて行うことが出来る。

上位の製造制御装置より、移動させるための自立走行式
の受粉容器４に対し調製タンク９に移載する指示が出さ
れる。計量装置５は閉止弁３の出力回路を切替装置にて
切替、また付帯装置である結合装置にｌ１ｌ）量制御装
置から受粉容器４の結合装置部に結合する指示が出され
る。このような条件を通じて、計量状態が確認できると
、上位から計量開始指示が出される。計量装置５は所定
のアルゴリズムにのっとり計量を開始し、流量調節器２
（スクリューフィーダ（２））の速度を変更させながら
、流速を可変して、クローズドループの計量制御装置で
高精度、広範囲、短時間の計量を行う。以上の内容の動
作を品種内容に従い実行し、品種内の全薬品を計量する
と、下流工程の調製タンク９に移載する動作に移る。

この調製タンク９も移動して、配管接続装置の下部に結
合される。結合が確認されたのち受粉容器４　（計量ポ
ット）の底弁が搬送制御装置にて制御され、開となり粉
体が移送される。

第１図は受粉容器４　（計量ホッパ）に計量装置５を配
置（ロードセルを配置）して、受粉容器の移動装置は自
立走行式であるが、所定の位置で計量して無人搬送車で
搬送する形式のものでもよい。

又付属設備として各結合位置に位置センサー等の電気関
係の接続装置を必要とする。

又受粉容器４（計量ホッパ）に攪拌機の翼部を付加して
、混合の機能を持たせて調製タンクとして位置付けると
、より効率の良いシステムとなる。

計量のための検出装置５としてロードセルを例として挙
げたが、他のタンク計量式検出器を用いても同様である
。

受粉容器４（計量ホッパ）における加算計量と更に供給
容器（貯蔵ホッパ）に計量装置をつけて減算計量との機
能をもつ計量制御装置を使用すると、より広範囲な精密
計量が可能となる。

〔発明の効果〕

本発明の複数の供給容器よりそれぞれの粉体を累積計量
して受粉容器に受け混合する装置であって、該供給容器
が粉体供給配管に流量調節器を有し、供給容器からの粉
体の計量装置を受粉容器側に有し、粉体計量制御装置が
各供給粉体計量値に対応し、前記それぞれの流量調節器
の流量を変化させて計量するクローズドループ制御の切
替装置付精密計量制御装置であり、更に受粉容器の移動
装置を有することを特徴とする粉体計量混合装置により
、本発明の制御装置の採用によるシステムにおいては、
外乱や粉体物性の変化による流速変動に影響されない高
精度な計量が実現でき広範囲な計量範囲でも計量時間が
短時間で迅速に可能になり、設備の簡単化と計量装置台
数の低減、大規模設備であっても更に製造能力が増大し
、大規模１ｌｉｌ製による製品品質の向上と原材料のロ
スの低減を実現出来た。これっによって、イニシャルコ
ストダウン、メンテナンスコストダウン、ランニングコ
ストダウン、信頼性の向上を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粉体計量混合装置の１実施例のフロー
シート、第２図は本発明に係わるクローズドループ制御
のブロック図、第３．第４図は従来の粉体計量混合装置
の１実施例を示すフローシートである。１・・・供給容器　　　２・・・流量調節器３・・・閉
止弁　　　　４・・・受粉容器５・・・計量装置　　　
６・・・制御部７・・・切替装置　　　８・・・駆動モ
ータ９・・・調製タンク

Claims

【特許請求の範囲】

複数の供給容器よりそれぞれの粉体を累積計量して受粉
容器に受け混合する装置であって、該供給容器が粉体供
給配管に流量調節器を有し、供給容器からの粉体の計量
装置を受粉容器側に有し、粉体計量制御装置が各供給粉
体計量値に対応し、前記それぞれの流量調節器の流量を
変化させて計量するクローズドループ制御の切替装置付
精密計量制御装置であり、更に受粉容器の移動装置を有
することを特徴とする粉体計量混合装置。