WO2004005900A1 - 粉体濃度測定器及びこの粉体濃度測定器を用いた粉体噴霧量自動制御システム - Google Patents

粉体濃度測定器及びこの粉体濃度測定器を用いた粉体噴霧量自動制御システム Download PDF

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WO2004005900A1
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powder
light
concentration
purge gas
measuring device
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PCT/JP2003/006825
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Eiichiro Hirota
Kimiaki Hayakawa
Yuji Iwase
Hirokazu Yoshimoto
Kiyoshi Morimoto
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd.
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    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • B05B7/144—Arrangements for supplying particulate material the means for supplying particulate material comprising moving mechanical means
    • B05B7/1445—Arrangements for supplying particulate material the means for supplying particulate material comprising moving mechanical means involving vibrations

Definitions

  • Powder concentration measuring device and using this powder concentration measuring device
  • the present invention relates to an improvement of a light transmission type powder concentration measuring instrument, and in particular, to a powder concentration measuring instrument having a simple structure and capable of accurately measuring powder concentration, and an automatic powder spray amount using the same.
  • a powder concentration measuring instrument having a simple structure and capable of accurately measuring powder concentration, and an automatic powder spray amount using the same.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing a conventional powder concentration measuring device of this type proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-126738.
  • a material introducing tube 101 and a material guiding tube 102 which are inclined and bent away from each other at a predetermined angle ⁇ and ⁇ are extended, and further, one end of each of the material measuring tubes 100.
  • the branch pipes 103 and 104 in which the light emitter S and the light receiver R are disposed extend, and the light emitter S and the light receiver R are arranged opposite to each other at both ends of the material measuring tube 100.
  • the light beam emitted from the projector S is a light beam having excellent linearity.
  • each of the branch conduits 103 and 104 forms through holes 103a and 104a, and the optical axis L of the projector S and the receiver R is aligned with the through holes 103a and 10a.
  • Each of the branch lines 103 and 104 is connected to a source of pressurized air (not shown) through valves 105 and 106. Therefore, according to such a configuration, before introducing the powder material into the material measuring tube 100, the revs 105 and 106 are both opened, and the pressurized gas is introduced into both branch conduits 103 and 104.
  • the internal pressure of the branch pipes 103 and 104 is made higher than that of the material measuring pipe 100 to prevent the powder moving in the material measuring pipe 100 from entering the branch pipes 103 and 104.
  • the internal pressure is maintained so as not to disturb the flow of the airflow moving inside, then the powder is introduced into the material measuring tube 100, and the light emitting device S arranged at one end of the powder material measuring tube 100 Irradiates the light beam to the light receiver R from above, the light beam passes through the material measuring tube 100 and is received by the opposing light receiving device R. Since the light is absorbed and scattered by the powder introduced into and transported into the inside of the optical fiber, the attenuated light is received by the light receiver R.
  • the light beam emitted from the light projector S is mixed with the transport gas by measuring the degree of attenuation of the amount of light received when the light beam is received by the light receiver R.
  • the concentration of the powder transferred inside 0 can be measured indirectly.
  • the light emitting device S and the light receiving device R are arranged at both ends of the material measuring tube 100 so as to face each other, and the material introducing tubes 101 and 102 are provided at both ends of the material transporting tube 100. Since it has a complicated structure in which the material outlet tube 102 is bent and protruded, a sufficient area is required for installation.
  • the powder introduced into the material measuring tube 100 changes its course by the material introducing tube 101 and the material outlet tube 102 immediately before being introduced into the material measuring tube and immediately after being discharged.
  • Gas pressure from the branch lines 103, 104 provided at both ends of the material measuring tube 100 and as a result, the gas measuring A concentration different from the powder concentration was measured, resulting in a large error.
  • the supply of gas pressure to the branch pipes 103 and 104 cannot be stopped, and If the gas pressure is stopped due to a mistake or the like, the powder that is pneumatically transported through the material measuring pipe 100 will pass through the through-holes 103 a, 104 a and branch pipe lines 103, 1. 04, causing problems such as contaminating the sender S and receiver R with powder.
  • the concentration of the powder to be pneumatically transported in the material measuring tube 100 it takes time for the concentration of the powder to be pneumatically transported in the material measuring tube 100 to stabilize, so that the powder concentration cannot be measured in real time. There is a problem, and improvement is desired. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made to solve the above problems, and has been made in accordance with the present invention.
  • To provide a powder concentration measuring device that has a simple structure and is capable of accurately measuring the concentration of powder transported by pneumatics without being contaminated by the powder that is pneumatically transported through the transport pipe. It is an object.
  • the present invention proposes the following powder concentration measuring device and a powder spray amount automatic control system using the same.
  • the powder concentration measuring device according to claim 1 is provided with a pair of purge gas introduction passages in a direction crossing the material measurement passage for introducing the pneumatically transported powder, and the pair of purge gas introduction passages.
  • a pair of light-transmitting windows are provided so as to pass through the purge gas introduction path to the material measuring path, and one of the light-transmitting windows is provided with a light emitting device, and the other light receiving device is provided with a light receiving device.
  • the material measuring path according to claim 1 is connected to a material transporting pipe for pneumatically transporting the powder through the pipe. It has an inner diameter equal to or larger than the inner diameter of the material measurement path.
  • claim 3 proposes a powder spray amount automatic control system.
  • the automatic powder spray control system proposed here forms an inlet and a powder discharge port for compressed air or pulsating air generated using compressed air in a material storage chamber that stores powder.
  • a powder spraying device provided with a dispersion chamber comprising: a powder concentration measuring device according to claim 1 or 2 connected to the powder discharge outlet through a material transport pipe; The powder concentration measured by the body concentration measuring device is compared with a preset control target concentration, and the powder concentration is generated using compressed air or compressed air fed to the dispersion chamber of the powder spraying device.
  • control means for controlling at least one or more of the flow rate and frequency of the pulsating air or the amount of powder stored in the material storage chamber.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional structural view showing a schematic configuration of a powder concentration measuring instrument according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of the powder spray amount automatic control system of the present invention.
  • FIGS. 3 (a) to 3 (c) are diagrams illustrating the spraying principle of the powder spraying device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a basic structure of a conventional light transmission type powder concentration measuring instrument. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a vertical sectional view of a main part schematically showing a basic structure of a powder concentration measuring instrument according to the present invention.
  • This powder concentration measuring instrument A has a material deriving block 1 having a material deriving path 1a formed therein, a material measuring path 2a described later, and a purge gas introducing path 2b formed therein.
  • Block 2 a projector S that irradiates a light beam, etc., and a receiver 3 that converts the irradiated light beam into an electric signal and detects it, and a base 3 that is arranged on the upper surface thereof, and transports the powder It has a material introduction block 4 formed with a material introduction path 4a to which a material transport pipeline 8 is connected.
  • the powder to be subjected to the concentration measurement is formed from below the material introduction block 4.
  • the material enters the material introduction path 4a, and further passes through the communication path 3a of the base 3, enters the material measurement path 2a of the measurement block 2 located thereabove, and is measured there.
  • 8a is a connection part for connecting the material transport pipeline 8 there.
  • a bowl-shaped recess 3b having a bottom at the upper side is formed in the center of the lower surface of the base 3, and the recess 3b has By fitting the upwardly projecting projections 4b formed on the material introduction block 4 side, they can be completely fitted without any displacement.
  • the measuring block 2 is mounted in an aligned state by fitting a convex portion 2d formed on the lower surface of the measuring block 2 into a concave portion 3c formed at the center of the upper surface of the base 3.
  • the convex portion 1b formed on the lower surface of the material lead-out block is fitted and placed in the concave portion 2e formed corresponding to the upper surface of the measuring block 2.
  • the base 3 and the material lead-out block 4 may be grounded (grounded) to have a structure (not shown) for removing static electricity.
  • the measuring block 2 has a pair of purge gas introduction paths 2b, 2b opposed to each other in a direction crossing the material measurement path 2a running in the vertical direction, and the respective purge gas introduction paths 2b, 2b.
  • the opening communicating with the outside is sealed with a highly transparent hard material, for example, a hard vinyl chloride resin or the like, to form a pair of light-transmitting windows 5,5.
  • the pair of light-transmitting windows 5, 5 and the purge gas introduction paths 2b, 2b are arranged in alignment with each other, and the other light-transmitting window 5 is connected from one light-transmitting window 5 through the material measurement path 2a. You can see through.
  • the light transmitting device S is arranged on one of the pair of translucent windows 5, 5 and the light receiving device R is arranged on the other 5 so as to face the respective optical axes L so as to face each other.
  • the method of aligning the optical axis L is not particularly limited.For example, by providing the base 3 with a sensor guide groove for aligning the optical axes of the projector S and the receiver R, the optical axis L can be adjusted. Accurate matching can be achieved.
  • a pair of purge gas inlets 2c, 2c are provided for introducing a purge gas PG (pressurized gas) supplied from the outside, and the pair of purge gas introduction passages 2 described above. b, 2b, and these purge gas inlets 2c, 2c communicate with the respective purge gas inlets 2b, 2b.
  • PG pressurized gas
  • a material introduction path 4a formed inside the material introduction block 4 a communication path 3a formed on the base 3 placed thereon, and a material measurement formed inside the measurement circuit 2 thereon.
  • the passage 2a and the material lead-out passage 1a formed on the material lead-out block 1 placed above it are defined as the inner diameter of the passage formed in the latter block and the material introduction passage 4a formed in the former material introduction block. Is larger than the inner diameter of the pipe (for example, about 2 times is desirable). From 8, the powder in the material measuring path 2a of the measuring block 2 can be measured in a state where the powder is further dispersed.
  • grounding grounding
  • the type of the purge gas supplied from the outside and the gas used for the pneumatic transportation of the powder are not particularly limited, and examples thereof include air and nitrogen.
  • the transmitter S and the receiver R are arranged on the base 3 so as to be close to those of the pair of light-transmitting windows 5, 5 of the measurement block 2, and through the signal line Ls, the powder concentration calculating means is provided. Connected to 6.
  • the powder concentration calculating means 6 determines whether the light beam emitted from the projector S driven by the light beam driving means (not shown) is based on the amount of light received by the light receiver R through the material measuring path 2a.
  • the powder concentration is calculated. That is, in the powder concentration calculating means 6, the amount of light received by the receiver R when the powder is introduced into the material measurement path and the amount of light received by the receiver R when the powder is not introduced into the material measurement path ( (Initial light amount), and based on the amount of light attenuation obtained at that time, a predetermined calculation process is performed to calculate the powder concentration.
  • a powder concentration calculating means 6 is provided with a reference table prepared in advance according to the particle diameter of the powder to be measured and the type of the powder, the type and particle diameter of the powder to be measured By simply selecting a reference table in accordance with the above and performing comparison and correction calculation with the calculated data, concentration measurement can be performed and the processing can be speeded up, but the present invention is not limited to such a method.
  • the powder concentration calculated and measured by the powder concentration calculating means 6 is output as a numerical value to a display (not shown) or the like.
  • the powder material transport pipe 8 is connected to the material introduction block 4 while supplying the purge gas from the pair of purge gas introduction ports 2 c and 2 c. Then, with the pneumatically transported powder introduced, a light beam from the projector S installed close to the translucent window 5 of the measurement block 2 passes through the material measurement path 2a, and the receiver R becomes , The light beam emitted from the projector S is received at the intensity attenuated by the powder in the material measurement path, and the powder concentration calculating means 6 receives the light beam. Since the powder concentration according to the degree of attenuation of the emitted light beam is calculated and output, the powder concentration passing through the material measurement path can be measured on the spot in real time.
  • a pair of purge gas introduction ports 2c, 2c When the purge gas is introduced through the purge gas introduction passages 2b and 2b, the introduced purge gas enters the material measurement passage 2a of the measurement process 2 through the purge gas introduction passages 2b and 2b, and is also sprayed on the inner surfaces of the light transmitting windows 5 and 5. After that, it joins with the powdered transport gas, from which it enters the material outlet 1a and is supplied to the outside.
  • the purge gas when the purge gas is introduced from the purge gas inlets 2c, 2c, the purge gas functions as a clean gas that removes dust and the like attached to the highly translucent hard material provided on the inner surfaces of the translucent windows 5, 5.
  • an air current is generated inward of the material measurement path 2a, so that the powder transported to the material measurement path 2a is prevented from entering the purge gas introduction paths 2b, 2b, and It does not adhere to the inner surfaces of the light windows 5,5.
  • the light beam emitted from the projector S enters the material measuring path 2a through the light transmitting window 5 and passes through the powder scattered in a smoke state there, and then passes through the other light transmitting window 5a. Since the light exits from the outside and is received by the light receiver R, accurate measurement can be performed in accordance with the concentration of the powder passing through the material measurement path 2a as smoke.
  • the purge gas is not related to the projector S and the receiver R, and the purge gas introduction passages 2 a and 2 a are orthogonal to the translucent windows 5 and 5. Since the gas is sent into the material measuring path 2a through 2c and 2c, the purge gas does not hit the projector S or the receiver R, and therefore does not adversely affect them.
  • the purge gas introduced from the purge gas inlets 2c, 2c enters the material measurement path 2a through the purge gas introduction paths 2b, 2b, and transports the powder.
  • the transport pressure decreases due to the length of the material transport pipeline due to merging with the transport gas that has come in
  • the supply amount of the purge gas to be added is controlled. By doing so, it is also possible to adjust the decrease in transport pressure.
  • the purge gas merges with the transport gas that has transported the powder, the dispersibility of the transported powder is enhanced, and the measurement accuracy is further improved.
  • the powder concentration measuring device A has a structure in which a plurality of blocks are combined as shown in the drawing, these can be easily disassembled, and the material measuring path and the like can be easily cleaned.
  • FIG. 2 shows an automatic powder spray amount control system using the powder concentration measuring device of the present invention.
  • This figure shows an example of application to a system for supplying a lubricant from a powder spraying device B to an external lubricating tableting machine C, where A is the powder concentration measuring device described above and B is the lubricating device.
  • a powder spraying device for spraying powdered powder as a powder, and C indicates an external lubricating tablet press.
  • the powder spraying device B will be described.
  • the powder spraying device B is opened and closed by injecting pressurized air into a lower part of a hopper-shaped material storage chamber 10 storing lubricant powder as powder.
  • a dispersion chamber 11 provided with a material supply valve 13 is provided, and the dispersion chamber 11 has a hermetically sealed structure separated vertically by an elastic vibrating membrane 12.
  • the elastic vibrating membrane 12 is made of a material having a high elasticity, such as silicon rubber, and has a narrow slit hole 12a at the center or at a plurality of appropriate places where the powder does not fall in a normal state.
  • vibration is applied by pulsating air introduced into the dispersion chamber 11 to vibrate, so that the amount of powder P corresponding to the frequency is increased. Is dropped into the dispersion chamber 11 and sprayed and supplied from the powder discharge port T4.
  • the material storage chamber 10 is a hopper having a tapered lower part, and the upper part of the hopper is provided with a gas supply port T1 connected to a pressurized gas source and a control valve (not shown).
  • a gas exhaust port T2 and a pressure sensor P1 are provided, and a pressurized gas injection nozzle 10a connected to a pressurized gas source is provided at the bottom.
  • the gas supply port T1 and the gas exhaust port T2 are provided for adjusting the gas pressure supplied into the hopper, and the pressurized gas injection nozzle 10a is provided inside the hopper.
  • the pressurized gas is injected into the hopper to form a vortex, which breaks up the solidified powder in the hopper.
  • one dispersion chamber 11 is connected to a pulsating air inlet T 3 connected to a pulsating air supply source (not shown) and a material introduction block 4 of the powder concentration measuring device A through a material transport pipe 8. And a powder discharge port T4 that is connected to the chamber, and forms a hermetically sealed cylindrical body.
  • the upper and lower chambers separated by the elastic vibrating membrane 12 have pressure sensors P2 and P4, respectively. 3, and a transmission type level sensor LS for detecting the powder stored on the elastic vibration membrane 12 is provided in the upper chamber.
  • the upper and lower chambers are mutually connected by a bypass communication pipe 9 to balance the internal pressures of the two chambers.
  • the level of the powder deposited on the elastic vibrating membrane 12 is detected by the level sensor LS, and when the deposited level falls below a predetermined level, The material supply valve 13 descends and a certain amount of powder is dropped and replenished from the material storage chamber 10.However, when the material supply valve 13 is opened, the material storage chamber 10 and the dispersion chamber 11 are closed.
  • Each pressure sensor P1, P2 provided in the upper chamber detects the internal pressure of both, and adjusts the internal pressure of the material storage chamber 10 and the internal pressure of the dispersion chamber 11 to be in a balanced state.
  • FIGS. 3 (a) to 3 (c) show the principle of spraying in such a powder spraying apparatus B.
  • FIG. 3 (a) to 3 (c) show the principle of spraying in such a powder spraying apparatus B.
  • a predetermined amount of powder P is deposited on the upper surface of the vibration membrane 12, and in this state, when pulsating air is supplied to the dispersion chamber 11, the elastic vibration membrane 12 responds to the pulsating air. Vibrates up and down.
  • the slit hole 12a formed therein opens in a V-shape in which the upper portion is widened.
  • the powder P is stored, and then, when it becomes neutral, The slit hole 12a sandwiches the powder P. If the powder P is further deformed downward, the slit hole 12a opens in an inverted V shape, and the sandwiched powder P falls into the dispersion chamber 11 at this time. Let it.
  • the number and shape of the slit holes 12a formed in the elastic vibration film 12 are specified, and the amount of powder deposited on the elastic vibration film 12 is further determined by the level sensor LS. If set, the spray amount of the elastic vibrating membrane 12 is defined according to the frequency of the pulsating air.
  • control means compares the concentration of the powder discharged by the powder spraying device B with the control target value, and uses compressed air or compressed air so as to eliminate the difference.
  • the control means By controlling the flow rate and frequency of the generated pulsating air, the amount of powder stored in the material storage chamber, or at least one of them, the spray amount can be accurately controlled.
  • the powder P when the powder P falls, the powder P rides on the pulsating airflow and is discharged from the discharge port T4 into the material transport pipe 8, and the discharged powder is transferred to the material transport pipe. Through the passage 8, the powder enters the powder concentration measuring device B and is measured according to the principle described above.
  • the powder whose concentration has been measured in this manner is further sent to an external lubricating tableting machine C through the transport line 8, where the lubricating agent is used as an external lubricant, where the material contact surfaces of the upper and lower punches, It is applied to the inner surface described below and tablets are compressed.
  • the tablets produced in this way do not contain a lubricant inside, so that they are used as tablets having good disintegration and good absorbability.
  • the powder spraying apparatus B is not limited to the example shown in the drawing in which an elastic vibration film is provided in the dispersion chamber and forced vibration is performed by pulsating air. Alternatively, compressed air may be introduced into the dispersion chamber and discharged from the powder discharge port.
  • the automatic powder spray amount control system shown in Fig. 2 the application concentration of the lubricant sprayed from the powder spraying device B of the external lubricant tableting machine C is measured by the powder concentration measuring device A. After that, it is compared with a preset target concentration, and if the measured concentration is lower than the target concentration, any of the airflow of the pulsating air, the frequency, the amount of lubricant deposited on the vibrating membrane, etc. Or one or more control factors feedback in increasing direction Conversely, if the measured concentration is higher than the target concentration, one or more of those control factors are feedback-controlled in a decreasing direction and can be controlled automatically.
  • the bent portion is not provided in the material measurement path, and Since the projector and receiver are arranged outside the road, the structure is simple and easy to install, and the space required for installation can be reduced.
  • the powder concentration calculating means when the light is emitted from the light emitter and the light beam is received by the light receiver, it is calculated and measured by the powder concentration calculating means, so that the measurement can be performed in real time.
  • the inner diameter of the material measurement path is made larger in the material transport pipe, the powder transported through the material transport pipe together with the transport gas Since it can be spread in the material measurement path, it can be further dispersed and transported to the destination, and accurate measurement can be performed in that state.
  • the structure is such that the purge gas introduced from the pair of purge gas introduction paths provided in the direction crossing the material measurement path is blown onto the pair of light-transmitting windows and then guided to the material measurement pipe, so that the gas passes through the material measurement path.
  • the powder that flows does not flow back to the light-transmitting window, so that the light-transmitting window can always be kept in a clean state without adhering powder, dust, and dust, enabling highly accurate measurement. .
  • the purge gas merges with the transport gas that has transported the powder, the dispersibility of the transported powder is enhanced, and there is also an effect of improving measurement accuracy.
  • the powder concentration measuring device when formed in a structure in which a plurality of blocks are combined as in the embodiment, these blocks can be easily disassembled and cleaning can be facilitated.
  • the powder discharge amount is reduced by introducing compressed air or pulsating air generated by using compressed air.
  • the powder sprayed by the controllable powder spraying device is measured by a powder concentration meter, compared with the control target value, and the control factor is controlled so as to correct the difference.
  • High automatic spraying system can be provided You.
  • the powder spray amount automatic control system of the present invention when manufacturing a tablet using an external lubricant tableting machine, the powder should be sprayed. Since the adjustment amount of the lubricant can be accurately controlled, a highly accurate external lubricant tablet can be manufactured.

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Abstract

気力輸送されて来た粉体を導入する材料測定路を横断する方向に一対のパージガス導入路を設けるとともに、その一対のパージガス導入路を通じて上記材料測定路に透視するように一対の透光窓を設け、それぞれの透光窓の一方には投光器を、他方には受光器を対設し、更に上記投光器より照射した光ビームを上記材料測定路内に照射したときに、上記受光器が受光する光量に基づいて、粉体濃度を演算する粉体濃度演算制御手段を設けた構成にしている、粉体濃度測定器。

Description

明 細 書
粉体濃度測定器及びこの粉体濃度測定器を用いた
粉体噴霧量自動制御システム
技術分野
本発明は、 光透過式の粉体濃度測定器の改良に関し、特に、構造が簡単で 粉体の濃度を正確に測定することができる粉体濃度測定器及びこれを用い た粉体噴霧量自動制御システムに関する。 背景技術
光透過式の粉体濃度測定器は公知である。
第 4図は、特開平 5— 126738号において提案されている従来のこの 種の粉体濃度測定器を概略的に示す構成図である。
直状の材料測定管 100の上下端に所定角度 θ、 Θで相互に遠ざかる方向 に傾斜屈曲する材料導入管 101、材料導出管 102を延設し、更に材料測 定管 100のそれそれの一端には、投光器 S、受光器 Rを内部に配設した枝 管路 103, 104を延設して、投光器 Sと受光器 Rを、材料測定管 100 の両端で対向配置させている。ここに、投光器 Sから照射される光ビームは 直線性に優れた光ビームが使用されている。
また、枝管路 103、 104の各々は、 透孔 103 a, 104aを形成し ており、投光器 Sと受光器 Rの光軸 Lは、 これらの透孔 103 a, 10 a に合致するように配置され、 このような枝管路 103， 104の各々には、 バルブ 105， 106を通じて、加圧エア一源（不図示）に接続されている。 したがって、 このような構成によれば、材料測定管 100内に粉体材料を 導入する前に レブ 105， 106をともに開いて、双方の枝管路 103, 104内に加圧ガスを導入することによって枝管路 103, 104の内圧を 材料測定管 100よりも高くし、枝管路 103、 104内に材料測定管 10 0内を移動する粉体が入り込まないようにするが、材料輸送管 100内で移 動する気流の流れを乱さない程度に内圧を保持し、その後、材料測定管 10 0に粉体を導入して、粉体の材料測定管 100の一方端に配置した投光器 S から光ビームを受光器 Rに向かつて照射すれば、その光ビームは、材料測定 管 1 0 0を通過して、対向配置された受光器 Rで受光されるが、その途中で 材料測定管 1 0 0内に導入されて輸送されている粉体によって光が吸収、散 乱されるため、 受光器 Rには減衰された光が受光される。
したがって、 このような測定器では、投光器 Sから照射される光ビームが 受光器 Rによって受光されたときの受光量の減衰度合いを測定することに よって、輸送ガスと混和されて材料測定管 1 0 0内を移送される粉体の濃度 が間接的に測定できる。
しかしながら、 このような従来の粉体濃度測定器は、材料測定管 1 0 0の 両端に投光器 Sと受光器 Rを対向配置させ、材料輸送管 1 0 0の両端に材料 導入管 1 0 1、 材料導出管 1 0 2を屈曲突出させた複雑な構造であるため、 設置には十分な面積が必要である。
また、材料測定管 1 0 0に導入される粉体は、 そこに導入する直前と、排 出される直後で、材料導入管 1 0 1、材料導出管 1 0 2によって進路が変更 されて速度変化を受けてしまい、更に、材料測定管 1 0 0の両端に設けた枝 管路 1 0 3， 1 0 4からはガス圧を作用させており、結果として制御上重要 な材料測定管の先方における粉体濃度とは異なる濃度を測定してしまい、誤 差が大きい。
更に、材料測定管 1 0 0内を気力輸送される粉体の輸送を止める前に、枝 管路 1 0 3， 1 0 4へのガス圧の供給は停止することが出来ず、万一制御ミ スなどによって、ガス圧を停止してしまうと、材料測定管 1 0 0内を気力輸 送される粉体が透孔 1 0 3 a , 1 0 4 aから枝管路 1 0 3 , 1 0 4に入り込 み、 投光器 S， 受光器 Rを粉体で汚染してしまうなどの問題があった。 加えて、 このような構造の測定器では、材料測定管 1 0 0内を気力輸送さ れる粉体の濃度が安定化するまでに時間を要し、そのため粉体濃度をリアル タイムに測定できないなどの問題もあり、 改善が望まれている。 発明の開示
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであって、投 光器ゃ受光器が、輸送管内を気力輸送される粉体によって汚染されることが なく、構造が簡単で、気力輸送される粉体濃度を正確に測定できる粉体濃度 測定器を提供することを目的としている。
したがって、上記目的を達成するため本発明は次のような粉体濃度測定器 と、 これを用いた粉体噴霧量自動制御システムを提案するものである。 ここに、請求の範囲第 1項に記載の粉体濃度測定器は、気力輸送されて来 た粉体を導入する材料測定路を横断する方向に一対のパージガス導入路を 設けるとともに、その一対のパージガス導入路を通じて上記材料測定路に透 視するように一対の透光窓を設け、 それそれの透光窓の一方には投光器を、 他方には受光器を対設し、更に上記投光器より照射した光ビームを上記材料 測定路内に照射して上記受光器で受光量を検出し、その検出した受光量と初 期受光量とを比較して得た減衰光量に基づいて粉体濃度を算出する粉体濃 度演算制御手段を備えた構成にしている。
また、請求の範囲第 2項に記載の粉体濃度測定器は、請求の範囲第 1項に おいて、上記材料測定路は、管路内を通じて粉体を気力輸送させる材料輸送 管路に接続され、材料測定路の内口径と同等か、それよりも大きい内口径を 有している。
更に、請求の範囲第 3項では、粉体噴霧量自動制御システムが提案されて いる。
ここに提案する粉体噴霧量自動制御システムは、粉体を貯留した材料貯留 室に、圧縮空気もしくは圧縮空気を用いて発生させた脈動空気のための導入 口と粉体吐出口を形成して成る分散室を設けた粉体噴霧装置と、上記粉体吐 出口に、材料輸送管路を通じて接続された、請求の範囲第 1項または第 2項 に記載の粉体濃度測定器と、この粉体濃度測定器によって測定された粉体濃 度と、予め設定された制御目標濃度とを比較して、上記粉体噴霧装置の分散 室に送給される圧縮空気もしくは圧縮空気を用いて発生させた脈動空気の 風量、振動数あるいは上記材料貯留室に貯留される粉体貯留量のうちの少な くとも 1つ以上の制御因子を制御する制御手段とを備えている。
また、請求の範囲第 4項では、外部滑沢打錠機の滑沢剤噴霧器として使用 される粉体噴霧装置を備えた粉体噴霧量自動制御システムを提案している。 図面の簡単な説明
第 1図は、本発明に係る粉体濃度測定器の概略構成を示す縦断面構造図で める。
第 2図は、本発明の粉体噴霧量自動制御システムの基本構成を示す図であ る。
第 3図 （a ) 〜 （c ) は、 粉体噴霧装置の噴霧原理を説明する図である。 第 4図は、 従来の光透過式粉体濃度測定器の基本構造を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。
第 1図は、本発明に係る粉体濃度測定器の基本構造を概略的に示す要部縦 断面図である。
この粉体濃度測定器 Aは、材料導出路 1 aを内部に形成した材料導出ブ口 ック 1と、後述する材料測定路 2 aと、パージガス導入路 2 bとを内部に形 成した測定ブロック 2と、光ビームなどを照射する投光器 Sと、照射された 光ビームを電気信号に変換して検出する受光器 Rとを、その上面に対向配置 した基台 3と、粉体を輸送する材料輸送管路 8が接続される、材料導入路 4 aを形成した材料導入プロック 4とを備えており、図例では、濃度測定の対 象となる粉体は、 材料導入ブロック 4の下方から、 材料導入路 4 aに入り、 更に基台 3の連通路 3 aを通じて、その上方に位置した測定プロック 2の材 料測定路 2 a内に入り、そこで測定されるようになっている。なお、 8 aは、 そこに材料輸送管路 8を接続するための接続部である。
粉体濃度測定器 Aの構造を更に詳細に説明すると、基台 3の下面中央には 上方側に底部を形成した椀状の凹所 3 bが形成されており、その凹所 3 bに は、材料導入プロック 4側に形成した上方に突出する突部 4 bを嵌合させる ことによって、互いにずれを生じることなく完全な状態に嵌合されるように している。 また、 測定ブロック 2は、 この基台 3の上面中央に形成した凹所 3 cに、 測定プロック 2の下面に形成した凸部 2 dを嵌合させて整合状態に載置さ れており、その測定ブロック 2の上面に対応して形成した凹部 2 eには、材 料導出プロックの下面に形成した凸部 1 bを嵌合させて載置している。
なお、粉体濃度測定器 Aにおいて、基台 3、材料導出プロック 4が接地（ァ —ス） され、 静電気を除電する構造 （図示せず） となっていてもよい。
測定ブロック 2は、上下方向に走る材料測定路 2 aを横断する方向に、一 対のパージガス導入路 2 b、 2 bを対向配置させており、それそれのパージ ガス導入路 2 b、 2 bの外方に通じる開口部は、透明度の高い硬質材料、例 えば、硬質塩化ビニル樹脂などで封止されて、一対の透光窓 5 , 5を形成し ている。
そして、 この一対の透光窓 5 , 5、 パージガス導入路 2 b、 2 bとは整合 状態に配置されており、一方の透光窓 5から材料測定路 2 aを通じて他方の 透光窓 5が透視できるようになっている。 また、一対の透光窓 5， 5の一方 5には投光器 Sを、他方 5には、 受光器 Rを、 それぞれの光軸 Lを合致させ て対向配置している。ここに、光軸 Lを合致させる方法は特に限定しないが、 例えば、基台 3に投光器 Sと受光器 Rとの光軸を合致させるためのセンサガ ィ ド溝を備えることにより、 光軸 Lを精度よく合致させることができる。 測定プロック 2の上面の両側部には、外部から供給されたパージガス P G (加圧ガス) を導入するために、 一対のパージガス導入口 2 c、 2 cが、 上 記した一対のパージガス導入路 2 b , 2 bに対応して形成されており、 これ らのパージガス導入口 2 c、 2 cは、 それそれのパージガス導入路 2 b、 2 bに連通している。
また、材料導入ブロック 4の内部に形成された材料導入路 4 aと、その上 に置かれる基台 3に形成された連通路 3 a、その上の測定プロヅク 2の内部 に形成された材料測定路 2 a、更にその上方に置かれる材料導出プロック 1 に形成した材料導出路 1 aとは、後者のプロックに形成した通路の内口径が、 前者の材料導入プロックに形成した材料導入路 4 aの内口径よりも大きく (例えば、 2倍程度が望ましい） なっており、 これによつて、 材料輸送管路 8から測定プロック 2の材料測定路 2 aに入った粉体を更に分散化させた 状態で濃度が測定できるようになつている。
なお、 上記のように、 接地（アース） する構造を取ることにより、 静電気 付着を生ずるような粉体であっても静電気による凝集が解消され、精度よく 測定が可能となる。
外部から供給されるパージガス及び粉体の気力輸送に用いられる気体の 種類は特に限定されないが、 例えば、 空気、 窒素などが挙げられる。
投光器 Sと受光器 Rとは、基台 3の上で、測定プロック 2の一対の透光窓 5， 5のそれそれに近接するようにして配置され、信号線 L sを通じて、粉 体濃度演算手段 6に接続されている。
ここに粉体濃度演算手段 6は、光ビーム駆動手段（不図示） によって駆動 された投光器 Sから照射される光ビームが、材料測定路 2 aを通じて受光器 Rで受光された光量に基づいて、粉体濃度を算出している。すなわち、粉体 濃度演算手段 6では、材料測定路に粉体を導入した状態で受光器 Rが受光し た光量と、 材料測定路に粉体を導入しないときに受光器 Rが受光した光量 (初期光量） とを比較して、 そのとき得られる光の減衰量に基づいて、所定 の演算処理を行なって粉体濃度を算出している。
このような粉体濃度演算手段 6は、測定すべき粉体の粒子径、粉体の種類 に応じて予め準備された基準テーブルを備えておけば、測定すべき粉体の種 類や粒径に応じて基準テーブルを選択し、算出したデ一夕と比較や更正演算 を行なうだけで濃度測定を行い、迅速化できるが、そのようなものには限定 されない。この粉体濃度演算手段 6によって演算測定された粉体濃度は、表 示部 （不図示） などに数値デ一夕として出力される。
このような構造の本発明の粉体濃度測定器 Aによれば、一対のパージガス 導入口 2 c、 2 cからパージガスを供給しながら、粉体の材料輸送管路 8を 材料導入プロック 4に接続して、気力輸送されて来る粉体を導入した状態で、 測定プロック 2の透光窓 5に近接して設置した投光器 Sから光ビームを材 料測定路 2 aに通じると、受光器 Rは、投光器 Sから照射された光ビームを 材料測定路内の粉体で減弱した強度で受光し、粉体濃度演算手段 6では、受 光した光ビームの減弱度合いに応じた粉体濃度を演算して出力するので、材 料測定路内を通過する粉体濃度が、 その場でリアルタイムに測定できる。 そして、 このような濃度測定器 Aでは、 このようにして粉体濃度を測定す るとき、材料導入プロック 4に粉体材料を導入する前段階で、一対のパージ ガス導入口 2 c , 2 cを通じてパージガスを導入すれば、導入されたパージ ガスは、 パージガス導入路 2 b、 2 bを通じて、 測定プロヅク 2の材料測定 路 2 aに入ると同時に、 透光窓 5 , 5の内面にも吹き付けられ、 その後は粉 体の輸送ガスに合流して、そこから材料導出路 1 aに入って外部に供給され る。
したがって、 パージガスをパージガス導入口 2 c、 2 cより導入すると、 パージガスは、透光窓 5 , 5の内面に設けた透光性の高い硬質材料に付着す る埃などを除去するクリーンガスとして機能するだけでなく、材料測定路 2 aの内方に向かう気流を生じるので、材料測定路 2 aに輸送されて来た粉体 がパージガス導入路 2 b、 2 bに入り込むのを防止し、 透光窓 5 , 5の内面 に付着することがない。
そのため、 投光器 Sから照射された光ビームは、 透光窓 5を通じて、 材料 測定路 2 a内に入り、 そこで煙状態で飛散している粉体を通過した後、 もう —方の透光窓 5から外方に出て受光器 Rによって受光されるため、材料測定 路 2 a内を煙となって通過する粉体の濃度に応じた正確な測定が可能とな る。
また、 図例の濃度測定器 Aでは、 パージガスは、 投光器 Sや受光器 Rとは 関係しない、 パージガス導入路 2 a， 2 aと、 透光窓 5， 5とは直交するパ —ジガス導入口 2 c、 2 cを通じて、材料測定路 2 a内に送り込まれている ので、 パージガスが投光器 Sや受光器 Rに当たることがなく、 したがって、 これらに悪影響を与えることもない。
更に、 このような粉体濃度測定器 Aでは、 パージガス導入口 2 c、 2 cか ら導入したパージガスは、 パージガス導入路 2 b、 2 bを通じて、 材料測定 路 2 aに入り、粉体を輸送して来た輸送ガスと合流するため、材料輸送管路 が長くなり、輸送圧が低下した場合には、加えるパージガスの供給量を制御 することによって、 輸送圧の低下を調整することもできる。
更に、パージガスが粉体を輸送してきた輸送ガスと合流するため、輸送さ れた粉体の分散性が高まり、 いっそう測定精度を向上させる効果がある。 また、粉体濃度測定器 Aを、 図示したような、複数のブロックを組あわせ た構造にした場合には、 これらの分解も容易であり、材料測定路などの清掃 も容易に行なえる。
第 2図は、本発明の粉体濃度測定器を用いた、粉体噴霧量自動制御システ ムを示している。
この図では、粉体噴霧装置 Bから外部滑沢打錠機 Cに滑沢剤を供給するシ ステムへの応用例を示しており、 Aは前述した粉体濃度測定器であり、 Bは 滑沢剤粉末を粉体として噴霧する粉体噴霧装置、 Cは外部滑沢打錠機を示し ている。
粉体噴霧装置 Bについて説明すると、 この粉体噴霧装置 Bは、粉体として 滑沢剤粉末を貯留したホッパー状の材料貯留室 1 0の下方に、加圧エアーを 注入して開、閉駆動する材料補給バルブ 1 3を設けた分散室 1 1を設けてお り、この分散室 1 1は弾性振動膜 1 2によって上下を分離した密閉構造にな つている。
ここに、弾性振動膜 1 2は、 シリコンゴムなどの弹性力に富む素材で構成 され、 その中央や、複数適所に通常の状態では、粉体が落下しない細いスリ ット孔 1 2 aを形成しており、その上面に所定量の粉体 Pを堆積させた状態 で、分散室 1 1に導入した脈動空気で振動を加えて振動させることによって、 その振動数に応じた量の粉体 Pを分散室 1 1に落下させ、粉体吐出口 T 4よ り噴霧供給するようにしている。
材料貯留室 1 0は、下方を先細り状態にしたホッパーとなっており、ホッ パーの上部には、加圧ガス源に接続されたガス供給口 T 1、制御弁（不図示） を介して大気に通じたガス排気口 T 2、圧力センサ P 1を設けており、その 底部には、加圧ガス源に接続された加圧ガス噴射ノズル 1 0 aを設けている。 ここに、ガス供給口 T 1とガス排気口 T 2とは、ホッパー内へ供給するガ ス圧を調整するために設けられ、加圧ガス噴射ノズル 1 0 aは、ホッパー内 に加圧ガスを噴射して渦流を形成することで、ホッパー内で固結化した粉体 の塊を崩すようにしている。
また、 一方の分散室 1 1は、 脈動空気供給源（不図示） に接続された脈動 空気導入口 T 3と、材料輸送管路 8を通じて、上記した粉体濃度測定器 Aの 材料導入プロック 4に接続される粉体吐出口 T 4とを設けた、密閉した筒体 を構成しており、弾性振動膜 1 2で分離された上、 下の各室には、圧力セン サ P 2、 P 3を設けるとともに、 上室には、上記した弾性振動膜 1 2上に貯 留される粉体を検出するための透過式のレベルセンサ L Sを設けている。ま た、 上、 下の各室は、 バイパス連通管 9で相互に連通されて、 双方の内圧を 均衡させている。
このような構造の粉体噴霧装置 Bによれば、弾性振動膜 1 2上に堆積され る粉体は、 レベルセンサ L Sによって、 その堆積量が検知され、堆積量が所 定レベルを下回ると、材料補給バルブ 1 3が降下して、一定量の粉体が材料 貯留室 1 0から落下補給されるが、材料補給バルブ 1 3を開く際には、材料 貯留室 1 0、分散室 1 1の上室に設けたそれそれの圧力センサ P 1、 P 2で 双方の内圧を検出し、材料貯留室 1 0の内圧と分散室 1 1の内圧とを均衡し た状態に調整する。
第 3図 （a )〜（c ) は、 このような粉体噴霧装置 Bにおける噴霧原理を 示している。
分散室 1 1では、振動膜 1 2の上面に所定量の粉体 Pが堆積され、その状 態で分散室 1 1に脈動空気を供給すると、弾性振動膜 1 2は、脈動空気に応 じて上、 下に振動する。
このときの弾性振動膜 1 2の変化を微細に観察すれば、脈動空気による圧 力を受けて弾性振動膜 1 2が上方に変形すると、その上面に堆積した粉体 P は、上方にバウンドし（第 3図（a )参照）、 ついで、 中立状態（第 3図（b ) 参照） から、 今度は下方に変形する （第 3図 （c ) 参照）。
すると、 このような弾性弾性膜 1 2の変形によって、そこに形成したスリ ット孔 1 2 aは、弾性振動膜 1 2が上方に変形したときには、上方が広くな つた V字状態に開いて、その間に粉体 Pを収容し、ついで中立状態になると、 スリット孔 1 2 aは、粉体 Pを挟み込み、 更に、 下方に変形すれば、 スリッ ト孔 1 2 aは逆 V字状に開き、このとき挟み込んだ粉体 Pを分散室 1 1内に 落下させる。
このような粉体噴霧装置 Bでは、弾性振動膜 1 2に形成したスリット孔 1 2 aの数、形状を特定し、 更に弾性振動膜 1 2上に堆積させる粉体量を、 レ ベルセンサ L Sによって設定しておけば、弾性振動膜 1 2は脈動空気の振動 数に応じて噴霧量が規定される。
したがって、 制御手段（不図示） は、 粉体噴霧装置 Bによって吐出された 粉体の濃度と、制御目標値とを比較し、 その差をなくすように、圧縮空気も しくは圧縮空気を用いて発生させた脈動空気の風量、振動数や材料貯留室に 貯留される粉体貯留量あるいはこれらの少なくとも 1以上を制御すること によって、 噴霧量を正確に制御できる。
このようにして、分散室 1 1では、粉体 Pが落下すると、脈動空気の気流 に乗って吐出口 T 4から材料輸送管路 8内に排出され、 排出された粉体は、 材料輸送管路 8を通じて、粉体濃度測定器 Bに入って上記した原理で測定さ れる。
また、 このようにして濃度が測定された粉体は、更に輸送管路 8を通じて 外部滑沢打錠機 Cに送られ、 ここで外部滑沢剤として、上、下杵の材料接触 面や、下曰の内面に塗布されて、錠剤が打錠される。 このようにして製造さ れた錠剤は、 その内部に滑沢剤を含まないため、崩壊性が良く、 吸収性の良 い錠剤として使用される。
なお、粉体噴霧装置 Bは、分散室に弾性振動膜を設けて、脈動空気で強制 振動させる図例のようなものには限定されない。その代替としては、分散室 に圧縮空気を導入させて、粉体吐出口から吐出すようなものであってもよい。 また、第 2図に示した粉体噴霧量自動制御システムでは、外部滑沢打錠機 Cの粉体噴霧装置 Bから噴霧される滑沢剤の塗布濃度が、粉体濃度測定器 A で計測された後、予め設定された目標濃度と比較され、その測定濃度が目標 濃度よりも低い場合には、脈動空気の風量、振動数や振動膜上に堆積される 滑沢剤の量などのいずれか 1以上の制御因子が増大方向にフィードバック 制御され、逆に、 その測定濃度が目標濃度よりも高い場合には、 それらの 1 以上の制御因子が減少方向にフィードバック制御され、自動的に制御できる。 産業上の利用可能性
以上、詳細に説明したように、 請求の範囲第 1項、第 2項に記載された本 発明に係る粉体濃度測定器では、材料測定路に屈曲部を設けておらず、 しか も材料測定路の外方に投光器、受光器を配置する構造であるので、 構造が簡 単な上に設置も容易であり、 設置に必要なスペースも軽減できる。
また、投光器から照射され、 受光器で光ビームが受光されると、粉体濃度 演算手段で演算測定されるので、リアルタイムに計測を行なうことが出来る。 特に、請求の範囲第 2項に提案したように、材料測定路の内口径を材料輸送 管路ょりも大きく形成しておくと、輸送ガスとともに材料輸送管内を輸送さ れて来た粉体は、材料測定路内で広がるために、更に分散させて目的場所に 輸送でき、 その状態で正確に測定することが出来る。
更に、材料測定路を横断する方向に設けた一対のパージガス導入路から導 入したパージガスを一対の透光窓へ吹き付けた後に、材料測定管路に導く構 造であるので、 材料測定路を通過する粉体が透光窓へ逆流することがなく、 したがって、透光窓には粉体や、麈、埃を付着させずに常にクリーンな状態 に保持できるので、 精度の高い測定が可能となる。
また、パージガスが粉体を輸送して来た輸送ガスと合流するため、輸送さ れた粉体の分散性が高まり、 測定精度を向上させる効果もある。
また、粉体濃度測定器を、 実施例のように、複数のブロックを組み合わせ た構造体に形成すれば、 これらのプロックを容易に分解して、清掃も容易で める。
一方、請求の範囲第 3項に記載された本発明の粉体噴霧量自動制御システ ムによれば、圧縮空気もしくは圧縮空気を用いて発生させた脈動空気の導入 によつて粉体吐出量が制御できる粉体噴霧装置によつて噴霧された粉体は、 粉体濃度測定器で測定され、制御目標値と比較されて、その差を補正するよ うに、制御因子が制御されるので、精度の高い自動噴霧システムが提供でき る。
また、請求の範囲第 4項に記載された本発明の粉体噴霧量自動制御システ ムによれば、外部滑沢剤用打錠機を使用して錠剤を製造する際に、噴霧すベ き滑沢剤の調整量を正確に制御できるので、精度の高い外部滑沢錠剤を製造 することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 ·気力輸送されて来た粉体を導入する材料測定路を横断する方向に一対の パージガス導入路を設けるとともに、その一対のパージガス導入路を通じて 上記材料測定路に透視するように一対の透光窓を設け、それそれの透光窓の 一方には投光器を、他方には受光器を対設し、更に上記投光器より照射した 光ビームを上記材料測定路内に照射したときに、上記受光器が受光する光量 に基づいて、粉体濃度を演算する粉体濃度演算制御手段を設けた構成にして いる、 粉体濃度測定器。
2 . 請求の範囲第 1項において、
上記材料測定路は、管路内を通じて粉体を気力輸送させる材料輸送管路に接 続され、その材料輸送管路と同等か、それより大きい内口径を有している粉 体濃度測定器。
3 .粉体を貯留した材料貯留室に、圧縮空気もしくは圧縮空気を用いて発生 させた脈動空気の導入口と粉体吐出口を形成した分散室を設けて成る粉体 噴霧装置と、
上記粉体吐出口に、材料輸送管路を通じて接続された、請求の範囲第 1項ま たは第 2項に記載の粉体濃度測定器と、
この粉体濃度測定器によって測定された粉体濃度と、予め設定された制御目 標濃度とを比較して、上記粉体噴霧装置の分散室に送給される圧縮空気もし くは圧縮空気を用いて発生させた脈動空気の風量、振動数あるいは上記材料 貯留室に貯留される粉体貯留量のうちの少なくとも 1つ以上の制御因子を 制御する制御手段とを備えた、 粉体噴霧量自動制御システム。
4 . 請求の範囲第 3項において、
上記粉体噴霧装置が、外部滑沢打錠機の滑沢剤噴霧手段として構成されてい る粉体噴霧量自動制御システム。
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