WO2020196000A1 - 粉粒体処理方法および粉粒体処理装置 - Google Patents

粉粒体処理方法および粉粒体処理装置 Download PDF

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WO2020196000A1
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克明 帆山
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株式会社カワタ
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Definitions

  • the present invention relates to a powder or granular material processing method and a powder or granular material processing apparatus. More specifically, the present invention relates to a method and an apparatus capable of estimating the amount of powder or granular material stored.
  • the drying device (powder / granular material processing device) disclosed in Patent Document 1 includes a drying hopper (10) for storing the powder / granular material to be dried.
  • the dry hopper (10) includes a hopper body (11) having a substantially cylindrical upper portion and a substantially inverted conical shape at the lower portion.
  • the hopper body (11) is provided with level meters (LV1, LV2, LV3, LV4) for detecting a plurality of levels as storage levels of the powder or granular material in the dry hopper (10). Each of these level meters (LV1, LV2, LV3, LV4) is provided at a predetermined interval above and below.
  • the storage levels of the powder or granular material are adjacent to each other based on the detection results of the level meters (LV1, LV2, LV3, LV4) (LV1, LV2, LV3, LV4). It is considered that it is detecting which section of the section it is in. Then, the drying apparatus disclosed in Patent Document 1 controls to increase or decrease the storage level of the powder or granular material based on the detection results of the level meters (LV1, LV2, LV3, LV4).
  • the storage level of the powder or granular material is known only discretely within a certain range. In detail, it was not possible to continuously know the amount of powder or granular material stored because it could only detect which section of the adjacent level meters it was in.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof can be realized simply and at low cost, and the amount of powder or granular material stored can be continuously estimated. It is an object of the present invention to provide a body treatment method and a powder or granular material treatment apparatus.
  • the first invention of the present application is a powder or granular material treatment method for estimating the amount of powder or granular material stored in a storage tank that internally stores the powder or granular material as a processing object.
  • the following methods for treating powders and granules having a) to c) are provided.
  • the airflow is passed through the powder or granular material by passing the airflow through the airflow path including the storage tank.
  • the differential pressure between the pressure in the airflow path on the upstream side of the storage tank and the pressure in the airflow path on the downstream side of the powder or granular material in the storage tank is detected.
  • the amount of powder or granular material stored in the storage tank is estimated based on the differential pressure detected in b).
  • the dry air is used as the air flow and is passed through the air flow path.
  • the storage is based on a calibration curve showing a correlation between the differential pressure and the storage amount. Estimate the amount of powder or granular material stored in the tank.
  • the amount of powder or granular material stored in the storage tank is detected when it is less than the second threshold value smaller than the first threshold value.
  • the calibration curve is corrected based on the differential pressure.
  • the amount of change in the amount of powder or granular material stored in the storage tank is a predetermined amount.
  • the calibration curve is corrected only when it is less than.
  • the seventh invention of the present application is a powder or granular material treatment method according to any one of the first to sixth inventions, and has the following d).
  • the information regarding the storage amount estimated in the c) is displayed on the display unit.
  • the eighth invention of the present application in the powder / granular material treatment method according to any one of the third to sixth inventions, in the c), a plurality of powder / granular materials having different properties are supported.
  • the storage amount is estimated using one of the calibration curves of.
  • the ninth invention of the present application provides a powder or granular material processing apparatus including a storage tank, an air flow path, a differential pressure detecting means, and a storage amount estimating means.
  • the storage tank internally stores powders and granules as an object to be treated.
  • the airflow path is an airflow path through which the airflow passes, and includes the storage tank.
  • the differential pressure detecting means detects the differential pressure between the pressure in the airflow path on the upstream side of the storage tank and the pressure in the airflow path on the downstream side of the powder or granular material in the storage tank. ..
  • the storage amount estimating means estimates the amount of powder or granular material stored in the storage tank based on the detection result of the differential pressure detecting means.
  • the storage amount estimation means outputs an output signal corresponding to the estimated storage amount.
  • the storage amount estimation means is based on a calibration curve showing a correlation between the differential pressure and the storage amount.
  • the amount of powder or granular material stored in the storage tank is estimated.
  • the powder or granular material processing device includes a storage device capable of accumulating data on the calibration curve classified by type of powder or granular material having different properties.
  • the powder or granular material processing apparatus according to any one of the ninth to eleventh inventions is provided with an air volume adjusting means for maintaining a constant flow rate of the air flow in the air flow path.
  • the powder or granular material processing apparatus includes a notification means for issuing an alarm in response to the output signal.
  • the notification means can change the level of the stored amount when issuing an alarm.
  • the drying treatment of the powder or granular material can be performed in the storage tank while considering the amount of the powder or granular material stored in the storage tank.
  • the storage tank is a dry hopper
  • the amount of storage can be estimated using the dry air originally used for drying, which is advantageous. In this case, it is possible to estimate the amount of powder or granular material stored in the storage tank with a simple structure and with few changes to the existing equipment.
  • the amount of powder or granular material stored in the storage tank can be estimated accurately by using the calibration curve.
  • the calibration curve can be appropriately corrected in consideration of the pressure loss when the amount of powder or granular material stored in the storage tank is equal to or higher than the first threshold value (for example, full).
  • the first threshold value for example, full
  • the calibration curve can be appropriately corrected in consideration of the pressure loss when the amount of powder or granular material stored in the storage tank is less than the second threshold value (for example, empty). ..
  • the second threshold value for example, empty
  • the calibration curve can be corrected and updated only when the amount of powder or granular material stored in the storage tank is kept substantially constant. As a result, it is possible to obtain a calibration curve that clearly reflects the correlation between the differential pressure and the stored amount.
  • the operator can visually recognize the amount of powder or granular material stored in the storage tank. As a result, it becomes easy for the operator to perform an appropriate operation according to the amount of powder or granular material stored in the storage tank.
  • the eighth invention of the present application it is possible to estimate the amount of powder or granular material stored in the storage tank by using a calibration curve appropriately selected according to the type of powder or granular material. As a result, the amount of powder or granular material stored in the storage tank can be estimated more accurately.
  • the operator can know the amount of powder or granular material stored in the storage tank based on the output signal. As a result, it becomes easy for the operator to perform an appropriate operation according to the amount of powder or granular material stored in the storage tank.
  • the eleventh invention of the present application for example, it is possible to statistically correct the calibration curve corresponding to each type of powder or granular material based on the data on the calibration curve accumulated by classification.
  • the operator can know the amount of powder or granular material stored in the storage tank by the alarm.
  • an alarm can be issued when the amount of powder or granular material stored in the storage tank reaches an arbitrary level. Therefore, it is possible to customize the alarm level of the powder or granular material processing device according to the purpose of the operator.
  • the powder or granular material is the object to be processed.
  • the powder or granular material processing device 1 is a device that performs a process for pre-drying the resin pellet 9 as a powder or granular material before putting it into a subsequent molding machine.
  • FIG. 1 schematically shows the configuration of the powder or granular material processing apparatus 1.
  • the powder or granular material processing device 1 of the present embodiment includes a storage tank 10, a material supply mechanism 20, and an air flow circulation mechanism 30.
  • the subsequent molding machine is, for example, an injection molding machine for molding a resin, but is not limited to this, and may be other processing equipment such as an extrusion molding machine, a blow molding machine, or a compression molding machine. May be good.
  • the storage tank 10 is a container for internally storing the resin pellets 9 before drying, which is the object to be treated.
  • the storage tank 10 has a substantially cylindrical side wall portion 11, a funnel-shaped bottom portion 12 whose radial dimension decreases downward from the lower end of the side wall portion 11, and a top plate portion 13 that closes the upper end of the side wall portion 11. And have. Inside the storage tank 10, a space for storing the resin pellets 9 and heating and drying them is provided.
  • a supply hopper 21, which will be described later, is installed on the top plate portion 13 of the storage tank 10.
  • a mechanism (not shown) for transporting (discharging) the treated powder or granular material to the outside by vigor transport is connected to the lower end of the bottom 12 of the storage tank 10.
  • the storage tank 10 may be set on the floor surface of the factory or the like, or may be installed on the material input portion of the molding machine.
  • the material supply mechanism 20 is a mechanism for supplying the resin pellets 9 before drying to the storage tank 10.
  • the material supply mechanism 20 of the present embodiment includes a supply hopper 21, a tubular supply pipe 22, a supply valve 23, a tank 24, and a transport blower 27.
  • the supply hopper 21 is a container that temporarily stores the resin pellets 9 before supplying the resin pellets 9 to the storage tank 10.
  • the supply hopper 21 is connected to the storage tank 10 via an openable / closable input port 25 provided on the top plate portion 13 of the storage tank 10.
  • the supply pipe 22 is a continuous pipe connecting the supply hopper 21 and the tank 24 containing the resin pellets 9 before drying.
  • the upstream end of the supply pipe 22 is connected to the tank 24.
  • the downstream end of the supply pipe 22 is connected to the side wall of the supply hopper 21.
  • the supply valve 23 is an electromagnetic valve, and can be switched between a closed state in which the flow path in the supply pipe 22 is blocked and an open state in which the flow path is opened.
  • the supply valve 23 is opened, the tank 24 and the supply hopper 21 are communicated with each other, and the resin pellets 9 in the tank 24 can be supplied to the supply hopper 21.
  • the resin pellets 9 in the tank 24 are pneumatically transported to the supply hopper 21 via the supply pipe 22.
  • the supply valve 23 is closed, the inside of the supply hopper 21 is kept substantially airtight. Therefore, while the lower end of the bottom 12 of the storage tank 10 is closed in addition to the supply valve 23, the storage tank 10 is substantially shielded from the outside air.
  • the supply valve 23 is not limited to the electromagnetic valve, and may be pneumatically driven or may be driven by another drive type. Further, the shape of the valve may be another type such as a ball valve or a gate type. The supply valve 23 may be omitted when it is not necessary to shut off the outside air from the material supply mechanism 20.
  • the airflow circulation mechanism 30 is a mechanism for circulating the airflow to the storage tank 10.
  • the airflow circulation mechanism 30 of the present embodiment supplies hot air, which is a heated gas, to the storage tank 10.
  • the airflow circulation mechanism 30 of the present embodiment heats the gas discharged from the storage tank 10 and sends it back to the storage tank 10.
  • the airflow circulation mechanism 30 converts the exhaust gas (airflow) from the storage tank 10 into hot air and circulates it back to the storage tank 10.
  • the airflow circulation mechanism 30 includes an airflow circulation path 31, a filter 32, a cooler 33, a drying blower 34, a moisture adsorption unit 35, and a heater 36.
  • the air flow circulation path 31 is a continuous pipe that returns the gas (air flow) discharged from the storage tank 10 to the storage tank 10 and circulates it. As shown in FIG. 1, the upstream end of the airflow circulation path 31 is connected to the upper part of the side wall portion 11 of the storage tank 10. Further, the downstream end of the airflow circulation path 31 is open to the inside of the bottom 12 of the storage tank 10. A filter 32, a cooler 33, a drying blower 34, a moisture adsorption unit 35, and a heater 36 are provided in this order from the upstream side to the downstream side in the middle of the path of the air flow circulation path 31. With these configurations, an "airflow path" including the storage tank 10 is formed in the airflow circulation path 31.
  • the dry blower 34 has, for example, a known structure having a plurality of blades.
  • the drying blower 34 sucks the gas in the storage tank 10 from the upstream end of the air flow circulation path 31 by rotating the plurality of blades, and generates an air flow to flow to the downstream end.
  • the filter 32 collects fine dust sucked from the storage tank 10 into the airflow circulation path 31. As a result, it is possible to prevent fine dust from being taken into the equipment on the downstream side.
  • the cooler 33 cools the gas sucked from the storage tank 10 into the airflow circulation path 31 by a known method such as heat exchange. When the gas is cooled by the cooler 33, it becomes easy to remove water from the gas.
  • the water adsorption unit 35 is a device that adsorbs the water contained in the gas after being cooled by the cooler 33.
  • the water adsorption unit 35 various known methods can be adopted, and for example, a honeycomb-shaped ceramic body may be used. In that case, the ceramic body may contain zeolite or the like having a property of adsorbing water.
  • the heater 36 heats the gas after the moisture is adsorbed by the moisture adsorption unit 35 and dehumidified by a known method such as an electric heater.
  • the gas that has passed through the path in the airflow circulation path 31 and reached the heater 36 is heated by the heater 36 to become hot air. Then, this hot air is blown into the inside of the storage tank 10 from the air outlet 46 provided at the downstream end of the airflow circulation path 31.
  • the air outlet 46 is arranged at a position at a height where the resin pellets 9 deposited in the storage tank 10 are buried in the normal state.
  • the resin pellets 9 stored in the storage tank 10 are dried by sending hot air into the layer on which the resin pellets 9 are deposited. That is, the water contained in the resin pellets 9 is transferred to the dry hot air, and the gas in the storage tank 10 is in a state of containing a relatively large amount of water.
  • This gas containing a large amount of water passes through the airflow circulation path 31 from the upstream side to the downstream side on the airflow generated by the drying blower 34, is dehumidified during that time, and becomes hot air again in the storage tank 10. Is sent to. By such gas circulation, the drying treatment of the resin pellets 9 proceeds in the storage tank 10.
  • the dried resin pellets 9 are supplied to the subsequent device.
  • the transport blower 27 operates, a negative pressure is generated in the supply hopper 21, and then the supply valve 23 is temporarily opened.
  • the resin pellets 9 are energetically transported from the tank 24 to the supply hopper 21. After that, the charging port 25 is opened, and the resin pellet 9 before the next drying is filled in the storage tank 10.
  • the powder or granular material processing apparatus 1 is simple and can be realized at low cost, and has a unique configuration for continuously estimating the stored amount of the resin pellets 9. ing.
  • the powder or granular material processing device 1 includes a differential pressure sensor 40, a first level meter 51, a second level meter 52, a temperature sensor 70, an air volume meter 80, and a control unit 90. There is. Each of these parts will be described below.
  • the differential pressure sensor 40 shown in FIG. 1 is an embodiment of the "differential pressure detecting means".
  • the differential pressure sensor 40 is provided in the middle of the path of the continuous tubular measurement line 41.
  • One end of the measurement pipe 41 is connected to a position P1 on the downstream side of the heater 36 in the middle of the air flow circulation path 31.
  • the other end of the branch path 41 is connected to the position P2 on the upstream side of the filter 32 of the airflow circulation path 31.
  • the differential pressure sensor 40 receives the pressure of the gas in the airflow circulation path 31 at the position P1 upstream of the storage tank 10 and the gas in the airflow circulation path 31 at the position P2 downstream of the storage tank 10. Detects the difference between pressure and.
  • the differential pressure sensor 40 can detect the pressure loss in the storage tank 10.
  • the positions of P1 and P2 are not limited to the above. Specifically, P1 may be located anywhere between the dry blower 34 and the outlet 46. Further, P2 may be located anywhere between the upper surface of the resin pellet 9 and the drying blower 34 in the storage tank 10.
  • the first level total 51 is a sensor that detects when the amount of powder or granular material stored in the storage tank 10 is full (full level, upper limit level).
  • the first level total 51 is attached to the top plate portion 13 of the storage tank 10.
  • the second level total 52 is a sensor that detects when the amount of powder or granular material stored in the storage tank 10 becomes empty (lower limit level, material requirement level).
  • the second level meter 52 is attached to the lower part of the side wall portion 11 of the storage tank 10.
  • the temperature sensor 70 is a sensor that detects the exhaust temperature from the storage tank 10.
  • the temperature sensor 70 of the present embodiment is attached at a position immediately after the airflow is discharged from the storage tank 10 of the airflow circulation path 31.
  • the air flow meter 80 is an instrument having a known configuration capable of detecting the flow rate of gas passing through the flow path.
  • the air volume meter 80 is provided between the moisture adsorption unit 35 and the heater 36 in the gas flow path. As a result, the air volume meter 80 detects the flow rate of the gas flowing into the storage tank 10.
  • the air flow meter 80 is supposed to measure the flow rate by obtaining the differential pressure of pipes having different diameters such as a Venturi pipe, but it may be a measuring instrument of another flow rate measuring method such as a Pitot tube. .. Further, the wind speed of the pipeline may be measured by using an anemometer of a type such as a hot wire type, and the measured wind speed may be converted into a flow rate.
  • the control unit 90 shown in FIGS. 1 and 2 is a means for controlling the operation of each unit of the powder or granular material processing device 1. Further, the control unit 90 is an embodiment of the "storage amount estimation means". As shown in FIG. 2, the control unit 90 includes a supply valve 23, a transport blower 27, a cooler 33, a drying blower 34, a moisture adsorption unit 35, a heater 36, a differential pressure sensor 40, a first level meter 51, and a second. It is electrically connected to the level meter 52, the temperature sensor 70, the air volume meter 80, and the like.
  • the control unit 90 of the present embodiment is composed of a computer having an arithmetic processing unit such as a CPU and a memory (storage unit) 91.
  • control unit 90 may be configured by an electronic circuit.
  • the control unit 90 controls the operation of each of the above units based on a preset program or an input signal from the outside. That is, each part of the powder or granular material processing apparatus 1 functions by the cooperation of the above hardware and software. As a result, the processing of the resin pellets 9 in the powder or granular material processing apparatus 1 proceeds.
  • the control unit 90 performs a process of estimating the amount of powder or granular material stored in the storage tank 10 so that the resin pellet 9 can be treated suitably.
  • the storage level of the resin pellet 9 in the storage tank 10 is proportional to the magnitude of the differential pressure before and after the storage tank 10.
  • the slope of the linear function indicating the correlation between the magnitude of the differential pressure before and after the storage tank 10 and the storage level of the resin pellet 9 in the storage tank 10 is the property (particle size, shape, etc.) of the resin pellet 9.
  • the amount of resin pellets 9 stored in the storage tank 10 is estimated based on such a viewpoint.
  • a calibration curve L which will be described later, is generated, and the storage level of the resin pellet 9 in the storage tank 10 is estimated based on the calibration curve L.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a process repeatedly performed by the control unit 90 in order to generate and update the calibration curve L.
  • the control unit 90 determines whether or not the storage tank 10 is filled with the resin pellets 9 for a predetermined time or longer (step S101). Specifically, the control unit 90 determines whether or not the state in which the first level total 51 has detected that the storage level of the resin pellet 9 has reached the full level has continued for a predetermined time or longer.
  • step S101 when the state in which the storage tank 10 is full has not continued for a predetermined time or more (steps S101, No), the control unit 90 determines the determination process in step S101 until this requirement is satisfied next time. repeat.
  • step S101 when the state in which the storage tank 10 is full continues for a predetermined time or longer (steps S101, Yes), the control unit 90 subsequently releases the airflow from the storage tank 10 for a predetermined time. It is determined whether or not the amount of temperature change in the above is less than the threshold value (step S102). Specifically, the control unit 90 determines whether or not the amount of change in temperature in the storage tank 10 output from the temperature sensor 70 is less than the threshold value.
  • step S102 when the amount of temperature change of the airflow discharged from the storage tank 10 during the predetermined time is less than the threshold value (step S102, Yes), the amount of the resin pellet 9 stored in the storage tank 10 is also determined. It is considered that the temperature remains stable. In other words, it is considered that static drying is in progress in the storage tank 10. In such a case, it is presumed that the correlation between the differential pressure before and after the storage tank 10 and the storage amount in the storage tank 10 is clearly proportional without being affected by the temperature and the increase / decrease in the storage amount. To. Therefore, in this case, the control unit 90 acquires the differential pressure D1 output from the differential pressure sensor 40 (step S103).
  • the method for determining whether or not the state of the resin pellets 9 in the storage tank 10 is stable may be other than the method based on the amount of temperature change of the exhaust gas, such as the material temperature in the storage tank 10. It may be due to the temperature at the position of. Further, for example, a time index may be acquired in advance so that it can be determined that the material is stabilized after a certain period of time has elapsed immediately after the material is replenished from the material supply mechanism 20, and the determination may be made based on the time index. Further, it may be determined that the inside of the storage tank 10 is continuously and stably dried after a certain time from the start of the secondary transportation to the molding machine side.
  • the control unit 90 After step S103, the control unit 90 generates a calibration curve L by using the combination of the volume V1 (100%) of the storage tank 10 when it is full and the differential pressure D1 acquired in step S103 (step S104). ).
  • the x-axis is the volume (%) of the storage tank 10
  • the y-axis is the differential pressure before and after the storage tank 10
  • a calibration curve L passing through the coordinates (V1, D1) is generated. If the calibration curve L has not been generated before, the default value is used as the y-intercept value. On the other hand, if the calibration curve L has been generated before, the calibration curve L that passes through the coordinates (V0, D0) described later in addition to the coordinates (V1, D1) is generated.
  • control unit 90 stores the latest calibration curve L in the memory 91 for use in the subsequent processing of the resin pellets 9 (step S105). At this time, in the present embodiment, when the previously generated calibration curve L is stored in the memory 91, it is updated to the latest calibration curve L.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a process repeatedly performed by the control unit 90 in order to update the calibration curve L.
  • the control unit 90 determines whether or not the storage tank 10 has been filled for a predetermined time or longer (step S201). Specifically, the control unit 90 determines whether or not the state in which the storage level of the resin pellet 9 has reached the lower limit level or less by the second level total 52 continues for a predetermined time or longer.
  • step S201 if the storage tank 10 is not filled for a predetermined time or longer (steps S201, No), the control unit 90 determines in step S201 until this requirement is satisfied next time. Repeat the process.
  • step S201 when the state in which the storage tank 10 is empty continues for a predetermined time or longer (step S201, Yes), the control unit 90 subsequently enters the storage tank 10 for a predetermined time. It is determined whether or not the amount of temperature change is less than the threshold value (step S202). Specifically, the control unit 90 determines whether or not the amount of change in temperature in the storage tank 10 output from the temperature sensor 70 is less than the threshold value.
  • step S202 when the amount of temperature change in the storage tank 10 during the predetermined time is less than the threshold value (step S202, Yes), both the storage amount and the temperature of the resin pellet 9 in the storage tank 10 are both. It is considered that the stable state continues. In such a case, it is presumed that the correlation between the differential pressure before and after the storage tank 10 and the storage amount in the storage tank 10 is not easily affected by the temperature and the increase / decrease in the storage amount. Therefore, in this case, the control unit 90 acquires the differential pressure D0 output from the differential pressure sensor 40 (step S203). That is, the differential pressure D0 corresponds to the differential pressure at the time of emptying.
  • the control unit 90 updates the calibration curve L by using the combination of the volume V0 (0%) of the storage tank 10 at the time of filling and the differential pressure D0 acquired in step S203 (step). S204). Specifically, the coordinates (V0, D0) are added as plots to the previously generated calibration curve L. That is, the calibration curve L is corrected and updated so as to pass through both the coordinates (V1, D1) acquired most recently and the coordinates (V0, D0) acquired this time.
  • control unit 90 stores the latest calibration curve L in the memory 91 for use in the subsequent processing of the resin pellets 9 (step S205). At this time, in the present embodiment, when the previously generated calibration curve L is stored in the memory 91, it is updated to the latest calibration curve L.
  • the control unit 90 corrects the calibration curve L based on the differential pressure D1 at the time of fullness and the differential pressure D0 at the time of emptying.
  • the calibration curve L can be appropriately corrected in consideration of the pressure loss when the stored amount of the resin pellets 9 in the storage tank 10 is full and empty.
  • the method for obtaining the differential pressure D0 at the time of emptying may be other than the above procedure.
  • the differential pressure D0 at the time of emptying has less fluctuation due to the material, so that the differential pressure D0 at the time of emptying may be acquired in advance by a preliminary test or the like and used.
  • the second level total 52 can be omitted.
  • the differential pressure D0 at the time of emptying may be manually input.
  • the differential pressure at that position can be set to the differential pressure D0 at the time of emptying, and the empty cup position can be freely set.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process repeatedly performed by the control unit 90 in order to continuously estimate the amount of resin pellets 9 stored in the storage tank 10.
  • the control unit 90 first acquires the current differential pressure D before and after the storage tank 10 (step S301). Specifically, the control unit 90 acquires the current differential pressure D output from the differential pressure sensor 40.
  • control unit 90 reads the latest calibration curve L from the memory 91 (step S302).
  • the control unit 90 acquires the storage amount S (estimated value) of the resin pellet 9 in the current storage tank 10 based on the calibration curve L and the current differential pressure D (step S303). ).
  • the value of the x-coordinate when the y-coordinate is D is read from a set of innumerable points arranged on the calibration curve L.
  • the value of the x-coordinate becomes the estimated value (S) of the amount of the resin pellet 9 stored in the current storage tank 10.
  • the control unit 90 outputs the estimated storage amount S to the display unit.
  • the display unit may be, for example, a control panel (not shown) of the powder or granular material processing device 1.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a display of an external computer electrically connected to the powder or granular material processing device 1 may be used as a “display unit”.
  • the display provided in the device following the powder / granular material processing device 1 (molding machine in the present embodiment) may be used as the “display unit”.
  • the storage amount S may be indicated by volume (%) or (L) (m 3 ).
  • the volume (%) may be converted into weight (kg), and the volume (%) may be displayed in units of weight (kg).
  • the display is not limited to numerical values, and may be an abstract expression such as "large”, “medium”, “small”, “full”, “empty”, “empty in X minutes”.
  • the storage level in the storage tank 10 may be displayed by an illustration, a variable arrow may be shown in the illustration of the hopper, or the level may be expressed by a color tone.
  • the powder / granular material treatment method disclosed in the present embodiment allows the resin pellet (powder / granular material) 9 to pass the airflow through the airflow path (airflow circulation path 31) including the storage tank 10. Includes the process of passing airflow. Further, the powder or granular material treatment method detects the differential pressure D between the pressure in the airflow path on the upstream side of the storage tank 10 and the pressure in the airflow path on the downstream side of the resin pellet 9 of the storage tank 10. (Step S301) is included. In addition, the powder or granular material treatment method includes a step (step S303) of estimating the storage amount S of the resin pellets 9 in the storage tank 10 based on the current differential pressure D. As a result, the amount S of the resin pellets 9 stored in the storage tank 10 can be estimated with a simple and inexpensive configuration that does not require the installation of a large number of level meters.
  • the drying treatment of the resin pellets 9 can be performed in the storage tank 10 while considering the storage amount S of the resin pellets 9 in the storage tank 10. Specifically, for example, when the stored amount S is too small, the output of the dry blower 34 is weakened to perform energy-saving operation, while when the stored amount S is excessive, the dry blower 34 It is possible to perform operations such as increasing the output and performing powerful heating and drying. Further, by using the present invention in the storage tank 10 which is a drying hopper, the storage amount of the resin pellet 9 can be estimated by using the air originally used for drying as it is. In this way, the amount of resin pellets 9 stored in the storage tank 10 can be estimated with a simple structure and with few changes to existing equipment.
  • the powder or granular material treatment method disclosed in the present embodiment based on the calibration curve L showing the correlation between the differential pressure before and after the storage tank 10 and the storage amount of the resin pellets 9 in the storage tank 10.
  • the current storage amount S of the resin pellet 9 in the storage tank 10 is estimated (step S303). As described above, by using the calibration curve L, the stored amount S of the resin pellets 9 in the storage tank 10 can be continuously and accurately estimated.
  • the calibration curve L is set based on the differential pressure D1 detected when the stored amount of the resin pellet 9 in the storage tank 10 is equal to or higher than the first threshold value (full). It is being updated (corrected) (step S104).
  • the calibration curve can be appropriately corrected in consideration of the pressure loss when the stored amount of the resin pellets 9 in the storage tank 10 is equal to or higher than the first threshold value (full in the present embodiment).
  • the stored amount S of the resin pellets 9 in the storage tank 10 can be estimated more accurately.
  • the differential pressure D0 detected when the amount of powder or granular material stored in the storage tank 10 is less than the second threshold value (empty) smaller than the first threshold value is obtained.
  • the calibration curve L is updated (corrected) (step S204).
  • the calibration curve can be appropriately corrected in consideration of the pressure loss when the storage amount of the resin pellet 9 in the storage tank 10 is less than the second threshold value (empty in the present embodiment).
  • the stored amount S of the resin pellets 9 in the storage tank 10 can be estimated more accurately.
  • step S102 yes: step S202.
  • step S102 yes: step S202.
  • the calibration curve L is corrected.
  • the calibration curve L can be corrected and updated only when the stored amount of the resin pellet 9 in the storage tank 10 is kept substantially constant and the temperature change is small.
  • step S304 information on the estimated storage amount S is displayed on the display unit (step S304).
  • the operator can visually recognize the amount of resin pellets 9 stored in the storage tank 10.
  • the operator back-calculates the supply amount on the secondary side based on the visually recognized storage amount S, and the resin pellet 9 in the powder or granular material processing device 1 becomes just empty at the end of production.
  • the supply of the resin pellets 9 to the powder or granular material processing apparatus 1 can be stopped in advance.
  • the powder or granular material processing device 1 disclosed in the present embodiment includes a storage tank 10, an air flow path (air flow circulation mechanism 30), a differential pressure sensor (differential pressure detecting means) 40, and a control unit (storage amount estimating means). ) 90.
  • the storage amount S of the resin pellet 9 in the storage tank 10 can be estimated with a simple structure and while suppressing the cost.
  • the differential pressure sensor 40 is installed not in the side wall portion 11 of the storage tank 10 but in the middle portion of the airflow path (airflow circulation path 31). Therefore, it is not necessary to perform complicated processing on the side wall portion 11 of the storage tank 10, and a powder or granular material treatment method (method for estimating the storage level) can be easily introduced.
  • a single calibration curve L is automatically updated every time the storage tank 10 is emptied or full while satisfying a predetermined condition.
  • a calibration curve L is generated and stored for each of a plurality of types of resin pellets 9 having different properties, and the calibration curve L is statistically corrected.
  • the control unit 90 shown in FIG. 7 is a means for controlling the operation of each unit of the powder or granular material processing device 2. Further, the control unit 90 is an embodiment of the “storage amount estimation means” and also an embodiment of the “air volume adjusting means”.
  • the control unit 90 includes a supply valve 23, a cooler 33, a drying blower 34, a moisture adsorption unit 35, a heater 36, a differential pressure sensor 40, a first level meter 51, a second level meter 52, a temperature sensor 70, and an air flow meter. It is electrically connected to each of the 80s.
  • the control unit 90 of the present embodiment is electrically connected to the input unit 93 and the notification means 97, respectively.
  • the charging port 25 is opened, and the resin pellets 9 in the supply hopper 21 are collectively supplied to the inside of the storage tank 10.
  • the inside of the storage tank 10 is substantially filled with the resin pellets 9, but the data of the differential pressure D1 at this time is not stored in the memory 91. That is, when the storage tank 10 is first filled, the record of the differential pressure D1 is postponed. Then, the data of the differential pressure D1 (D0) when the inside of the storage tank 10 is filled or emptied with the resin pellets 9 from the next time onward is stored in the memory 91. This is because when the storage tank 10 is first filled, conditions such as the temperature inside the storage tank 10 are unstable, which is unsuitable for generating a calibration curve.
  • the memory 91 of the control unit 90 classifies and stores the data of the differential pressure D1 (D0) when the inside of the storage tank 10 is full or empty with the resin pellets 9 according to the types of the resin pellets 9 having different properties. (accumulate. That is, for example, when there are three types of resin pellets 9 (type A, type B, type C) input by the operator to the input unit 93, the differential pressure D1 (D0) at the time of full and empty is classified according to the type. Store data. In addition, other measured values such as temperature, pressure, and air volume at each location at this time, and device operation parameters such as blower frequency, heater output, and input / output signals from other devices are also recorded at the same time.
  • the control unit 90 statistically processes these data to calculate the coordinates (V1, D1). Specifically, the coordinates (V1', D1') used for generating the calibration curve are determined by taking the average value or the median value of the data of the plurality of differential pressures D1. Alternatively, the coordinates (V1', D1') used for generating the calibration curve can be obtained by taking the average value or the median value of the remaining data excluding the data having low reliability among the data of the plurality of differential pressures D1. decide.
  • the control unit 90 statistically processes these data to calculate the coordinates (V0, D0). .. Specifically, the coordinates (V0', D0') used for generating the calibration curve are determined by taking the average value or the median value of the data of the plurality of differential pressures D0. Alternatively, the coordinates (V0', D0') used to generate the calibration curve can be obtained by taking the average value or the median value of the remaining data excluding the data having low reliability among the data of the plurality of differential pressures D0. decide. Regarding the differential pressure D0 at the time of emptying, in addition to the method of statistically processing the measured value, the differential pressure D0 at the time of emptying may be used as a fixed set value.
  • control unit 90 After that, the control unit 90 generates a calibration curve L so as to pass through both the coordinates (V1', D1') determined most recently and the coordinates (V0', D0'). The control unit 90 recalculates the coordinates (V1', D1') and the coordinates (V0', D0') every time new data of the differential pressure D1 (D0) is added to the memory 91, and sets the calibration curve L. Update.
  • the control unit 90 stores the latest calibration curve L in the memory 91 for use in the subsequent processing of the type A resin pellet 9.
  • the control unit 90 also performs the same processing on the type B resin pellets 9 and the type C resin pellets 9. In this way, the latest calibration curve L generated by classification is stored in the memory 91.
  • the control unit 90 of the present embodiment also estimates the storage amount S of the resin pellets 9 in the storage tank 10 by the same method as shown in the first embodiment. That is, the control unit 90 has a current storage amount based on the current differential pressure D before and after the storage tank 10 and the calibration curve L corresponding to the resin pellet 9 currently being processed among the plurality of calibration curves L. The estimated value (S) of is obtained.
  • the control unit 90 outputs an output signal according to the estimated storage amount S.
  • This output signal is input to, for example, the control panel of the powder or granular material processing device 2, the display of the subsequent device (molding machine in this embodiment), the wireless communication terminal held by the operator, or the notification means 97.
  • the notification means 97 can be a lighting lamp, a buzzer, or the like.
  • the operator can change the level of the amount of storage in the storage tank 10 when issuing an alarm by operating the input unit 93. Therefore, the operator can customize the alarm level of the notification means 97 according to the application, which is convenient. Specifically, it is conceivable to set the alarm level to, for example, a lower limit value that affects the production efficiency when the storage amount is further reduced.
  • the notification means 97 may issue an alarm in the following cases. That is, the control unit 90 monitors the differential pressure D1 acquired at the time of fullness, and the differential pressure D1 does not input a new "type" of the resin pellet 9 to the input unit 93. If it is significantly different from the previous time, it may be output to the notification means 97. In other words, when the pressure loss at the time of filling fluctuates greatly (above the threshold value) even though it is not input that the object to be processed has been replaced with a different type of resin pellet 9, the object to be processed is processed. The notification means 97 may be notified that the object is abnormal. By utilizing the fact that the characteristics of pressure loss differ depending on the type of material in this way, it is possible to detect a mistake in the material by monitoring the differential pressure D1, which is beneficial.
  • control unit 90 keeps the flow rate of the airflow flowing in the airflow circulation path 31 constant by feedback-controlling the drying blower 34 based on the output result of the air flow meter 80.
  • the correlation between the amount of resin pellets 9 stored in the water tank 10 and the differential pressure before and after the water tank 10 is calibrated by excluding fluctuations in pressure loss due to changes in gas flow rate. It can be grasped more accurately by L.
  • the stored amount S is used by using any of the plurality of calibration curves L corresponding to each of the plurality of types of resin pellets 9 having different properties. To estimate. Thereby, the amount of the resin pellet 9 stored in the storage tank 10 can be estimated by using the calibration curve L appropriately selected according to the type of the resin pellet 9.
  • the control unit (storage amount estimation means) 90 outputs an output signal corresponding to the estimated storage amount S.
  • the operator can know the amount of resin pellets 9 stored in the storage tank 10 based on the output signal.
  • the memory 91 can accumulate data on the calibration curve L classified for each type of resin pellets 9 having different properties. This makes it possible to statistically correct the calibration curve L corresponding to each type of the resin pellet 9, for example, based on the data on the calibration curve L accumulated by classification.
  • the control unit 90 maintains a constant flow rate of the air flow in the air flow circulation path 31.
  • the storage amount S of the resin pellets 9 in the storage tank 10 can be accurately estimated without being affected by the air volume of the air flowing in the air flow circulation path 31.
  • the powder or granular material processing device 2 disclosed in the present embodiment includes a notification means 97 that outputs an alarm in response to an output signal. Thereby, the operator can know the storage amount S of the resin pellet 9 in the storage tank 10 by the alarm.
  • the notification means 97 can change the level of the stored amount S when issuing an alarm. Thereby, when the storage amount S of the resin pellet 9 in the storage tank 10 reaches an arbitrary level, an alarm can be issued. Therefore, the alarm level of the powder or granular material processing device 2 can be customized according to the purpose of the operator, and the user becomes more user-friendly.
  • FIG. 8 is a diagram showing the correlation between the differential pressure before and after the storage tank obtained in this experiment and the volume of the resin pellets stored in the storage tank.
  • a powder or granular material processing device having the same configuration as that shown in FIG. 1 was used.
  • the resin pellet a polyethylene terephthalate resin having a white shape, a flat shape, and a bulk specific gravity of 0.85 was used.
  • the flow rate of the airflow in the airflow circulation path was kept constant by feedback control while monitoring the detection result of the air flow meter.
  • the drying temperature was maintained at 80 ° C. during this experiment.
  • the inside of the empty storage tank was intermittently replenished with resin pellets of a known volume. After replenishing the resin pellets, after a predetermined time, the work of confirming the detected value of the differential pressure sensor was repeated, and the confirmed value was recorded. The same experiment was performed twice.
  • FIG. 8 is a graph plotting the obtained experimental results with the x-axis as the total volume of the resin pellets replenished in the storage tank and the y-axis as the differential pressure before and after the storage tank.
  • FIG. 8 shows an approximate straight line drawn by approximating each plot. From FIG. 8, it can be seen that the correlation between the volume of the resin pellets in the storage tank and the differential pressure before and after the storage tank is expressed by a linear function. However, in the region where the volume of the resin pellets in the storage tank is small, the separation distance between the plot obtained in the experiment and the approximate straight line is relatively wide. It is considered that this is because the storage level of the resin pellets in the storage tank became lower than the position of the air outlet of the airflow circulation path.
  • the storage level of the resin pellets in the storage tank is higher than the position of the air outlet, so the difference between the value on the approximate straight line and the actual value is considered to be smaller. Be done.
  • the storage level of the resin pellets in the storage tank exceeds the lower limit level (the installation position of the second level meter)
  • the volume of the resin pellets in the storage tank and the differential pressure before and after the storage tank will be determined. It is safe to understand the correlation of the above as a linear function.
  • the powder or granular material as the object to be treated is the resin pellet 9, but the present invention is not necessarily limited to this. That is, the "object to be treated” may be a powder or granular material, and may be used as a raw material in various fields such as pharmaceuticals, chemical products, foods, and building materials, instead of the resin pellet 9, for example.
  • the differential pressure detecting means is the differential pressure sensor 40, but it is not always the case.
  • static pressure gauges may be provided at positions P1 and P2, respectively, and the difference between these detection results may be taken.
  • a manometer may be used as the differential pressure detecting means.
  • the calibration curve L generated for each powder or granular material having different properties is stored, and when the next powder or granular material having a certain property is processed, the calibration curve L of another material having similar properties previously generated is stored. It may be read out and used.
  • the calibration curve L may be generated only at the time of maintenance such as replacing the powder or granular material in the powder or granular material processing device 1 (2).
  • the old data may be sequentially deleted. Good.
  • the inside of the storage tank 10, the supply pipe 22, the airflow circulation path 31, the branch path 41, etc. may be filled with an inert gas such as nitrogen gas instead of air.
  • the powder or granular material may be supplied to the storage tank 10 by another method.
  • the upper part of the storage tank 10 may be opened, and the powder or granular material may be supplied by gravity from the upper supply mechanism.
  • the operator may manually charge the powder or granular material into the storage tank 10 or by using a lifter or the like.
  • the transport blower 27 and the dry blower 34 are used as the power generation source, but the method of generating the air flow is not limited to this. Instead of the above, for example, compressed air, a gas cylinder, or the like may be used to generate an air flow.
  • the air volume meter 80 may be omitted. In that case, the air volume may be specified based on the operating frequency from the characteristic value of the dry blower 34.
  • the airflow path does not necessarily have to be a circulation path that returns the airflow from the storage tank to the storage tank again.
  • the storage tank may be located in the middle of the airflow path.
  • the storage tank may be a simple storage container that is not a dry hopper, and the inert gas or dry air may be supplied as an air flow only when necessary through the air flow path. Even in such a case, the method for estimating the amount of powder or granular material stored disclosed in the present application can be applied.
  • the water adsorption unit 35 may be omitted.
  • each part may be different from those shown in the respective figures of the present application.
  • the order of arrangement of each device provided in the middle of the airflow circulation path 31 may be different from that shown in the figure.

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Abstract

処理対象物としての樹脂ペレット(粉粒体)(9)を内部に貯留する貯留槽(10)内における、樹脂ペレット(9)の貯留量を推定する粉粒体処理方法であって、a)貯留槽(10)を含む気流循環路(気流経路)(31)に気流を通過させることにより、樹脂ペレット(9)に気流を通過させ、b)貯留槽(10)よりも上流側における気流循環路(31)内の圧力と、貯留槽(10)の樹脂ペレット(9)よりも下流側における気流循環路(31)内の圧力と、の差圧を検出し、c)前記b)において検出された差圧に基づいて、貯留槽(10)内における樹脂ペレット(9)の貯留量を推定する。

Description

粉粒体処理方法および粉粒体処理装置
 本発明は、粉粒体処理方法および粉粒体処理装置に関する。詳細には、粉粒体の貯留量を推定することが可能な方法および装置に関する。
 従来、処理対象物としての粉粒体(粉体および/または粒体。以下、単に「粉粒体」と称する。)を貯留する貯留槽内における、粉粒体の貯留量を、大略知るための装置が知られている。この種の装置は、例えば特許文献1に開示されている。
 特許文献1に開示される乾燥装置(粉粒体処理装置)は、乾燥すべき粉粒体材料を貯留する乾燥ホッパー(10)を備えている。乾燥ホッパー(10)は、上部が略円筒形状で下部が略逆円錐形状とされたホッパー本体(11)を備えている。ホッパー本体(11)には、当該乾燥ホッパー(10)における粉粒体材料の貯留レベルとして、複数レベルを検出するためのレベル計(LV1,LV2,LV3,LV4)が設けられている。これらの各レベル計(LV1,LV2,LV3,LV4)は、上下に所定間隔を空けて設けられている。
 特許文献1に開示される乾燥装置では、レベル計(LV1,LV2,LV3,LV4)の検出結果に基づいて、粉粒体材料の貯留レベルが隣り合うレベル計(LV1,LV2,LV3,LV4)のうちのどの区間にあるかを検知していると考えられる。そして、特許文献1に開示される乾燥装置では、レベル計(LV1,LV2,LV3,LV4)の検出結果に基づいて、粉粒体材料の貯留レベルを増減する制御を行う、としている。
特開2012-63072号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の乾燥装置では、粉粒体材料の貯留レベルを知るために複数のレベル計を設置する必要がある。レベル計は一般的に高価であり、特に特許文献1のように乾燥装置に用いる場合、高温部で使用可能な耐熱型の計器に制限されてしまう。そこで、より低コストで粉粒体材料の貯留量を推定できるようにすることが望まれていた。また、特許文献1に記載の乾燥装置のように、ホッパー本体に対して複数のレベル計を設置する構成であると、ホッパー本体の複数箇所に対して加工を施す必要があり、装置が複雑化してしまう点で、改善の余地があった。さらに言えば、特許文献1に記載の乾燥装置では、粉粒体材料の貯留レベルは一定の範囲において離散的にしか分からない。詳細には、隣り合うレベル計のうちのどの区間にあるかしか検知できないため、粉粒体材料の貯留量を連続的に知ることはできなかった。
 本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンプルかつ低コストで実現可能であり、しかも粉粒体の貯留量を連続的に推定することができる粉粒体処理方法および粉粒体処理装置を提供することにある。
 上記課題を解決するため、本願の第1発明は、処理対象物としての粉粒体を内部に貯留する貯留槽内における、粉粒体の貯留量を推定する粉粒体処理方法であって、次のa)からc)までを有する粉粒体処理方法を提供する。前記a)では、前記貯留槽を含む気流経路に気流を通過させることにより、前記粉粒体に前記気流を通過させる。前記b)では、前記貯留槽よりも上流側における前記気流経路内の圧力と、前記貯留槽の前記粉粒体よりも下流側における前記気流経路内の圧力と、の差圧を検出する。前記c)では、前記b)において検出された差圧に基づいて、前記貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定する。
 本願の第2発明では、第1発明に係る粉粒体処理方法において、前記a)では、乾燥エアを前記気流として、前記気流経路を通過させる。
 本願の第3発明では、第1発明または第2発明に係る粉粒体処理方法において、前記c)では、前記差圧と、前記貯留量との相関関係を示す検量線に基づいて、前記貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定する。
 本願の第4発明では、第3発明に係る粉粒体処理方法において、前記c)では、前記貯留槽における粉粒体の貯留量が第1閾値以上のときに検出された差圧に基づいて、前記検量線を補正する。
 本願の第5発明では、第4発明に係る粉粒体処理方法において、前記c)では、前記貯留槽における粉粒体の貯留量が前記第1閾値よりも小さい第2閾値未満のときに検出された差圧に基づいて、前記検量線を補正する。
 本願の第6発明では、第3発明から第5発明までのいずれか1つに係る粉粒体処理方法において、前記c)では、前記貯留槽における粉粒体の貯留量の変化量が所定量未満の場合に限り、前記検量線を補正する。
 本願の第7発明では、第1発明から第6発明までのいずれか1つに係る粉粒体処理方法であって、次のd)を有する。前記d)では、前記c)の後に、前記c)において推定した前記貯留量に関する情報を、表示部に表示する。
 本願の第8発明では、第3発明から第6発明までのいずれか1つに係る粉粒体処理方法において、前記c)では、性状が異なる複数種類の粉粒体のそれぞれに対応する、複数の検量線のいずれかを用いて、前記貯留量を推定する。
 本願の第9発明は、貯留槽と、気流経路と、差圧検出手段と、貯留量推定手段とを備える粉粒体処理装置を提供する。前記貯留槽は、処理対象物としての粉粒体を内部に貯留する。前記気流経路は、気流を通過させる気流経路であって、前記貯留槽を含む。前記差圧検知手段は、前記貯留槽よりも上流側における前記気流経路内の圧力と、前記貯留槽の前記粉粒体よりも下流側における前記気流経路内の圧力と、の差圧を検出する。前記貯留量推定手段は、前記差圧検知手段の検出結果に基づいて、前記貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定する。
 本願の第10発明では、第9発明に係る粉粒体処理装置において、前記貯留量推定手段は、推定した前記貯留量に応じた出力信号を出力する。
 本願の第11発明では、第9発明または第10発明に係る粉粒体処理装置において、前記貯留量推定手段は、前記差圧と、前記貯留量との相関関係を示す検量線に基づいて、前記貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定する。当該粉粒体処理装置は、性状が異なる粉粒体の種類ごとに分類した前記検量線に関するデータを、類別に蓄積可能な記憶装置を備える。
 本願の第12発明では、第9発明から第11発明までのいずれか1つに係る粉粒体処理装置において、前記気流経路内の気流の流量を一定に維持する風量調整手段を備える。
 本願の第13発明では、第10発明に係る粉粒体処理装置において、前記出力信号に応じてアラームを発する報知手段を備える。
 本願の第14発明では、第13発明に係る粉粒体処理装置において、前記報知手段は、アラームを発するときの前記貯留量のレベルを変更可能である。
 本願の第1~第14発明によれば、シンプルかつ低コストで実現可能であり、しかも粉粒体の貯留量を連続的に推定することができる粉粒体処理方法および粉粒体処理装置が提供される。
 特に、本願の第2発明によれば、貯留槽内における粉粒体の貯留量を考慮しつつ、貯留槽内で粉粒体の乾燥処理を行うことができる。特に、貯留槽が乾燥ホッパの場合に、元々乾燥に用いている乾燥エアを利用して貯留量を推定することができるため、有益である。この場合、シンプルな構成で、また、既存の設備に施す変更を少なく抑えて、貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定できる。
 特に、本願の第3発明によれば、検量線を用いることにより、貯留槽内における粉粒体の貯留量を精度よく推定することができる。
 特に、本願の第4発明によれば、貯留槽における粉粒体の貯留量が第1閾値以上(例えば、満杯)のときの圧力損失を考慮して、検量線を適宜補正することができる。その結果、貯留槽内における粉粒体の貯留量をより精度よく推定することができる。
 特に、本願の第5発明によれば、貯留槽における粉粒体の貯留量が第2閾値未満(例えば、空杯)のときの圧力損失を考慮して、検量線を適宜補正することができる。その結果、貯留槽内における粉粒体の貯留量をより精度よく推定することができる。
 特に、本願の第6発明によれば、貯留槽における粉粒体の貯留量が概ね一定に保たれるときに限り、検量線を補正して更新することができる。その結果、差圧と貯留量との相関関係が明確に反映された検量線を得ることができる。
 特に、本願の第7発明によれば、オペレータが、貯留槽内における粉粒体の貯留量を視認することができる。その結果、オペレータが貯留槽内における粉粒体の貯留量に応じて適切な操作を行うことが容易となる。
 特に、本願の第8発明によれば、粉粒体の種類に応じて適宜選択された検量線を用いて、貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定することができる。その結果、より精度よく、貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定することができる。
 特に、本願の第10発明によれば、オペレータが、出力された出力信号に基づいて、貯留槽内における粉粒体の貯留量を知ることができる。その結果、オペレータが貯留槽内における粉粒体の貯留量に応じて適切な操作を行うことが容易となる。
 特に、本願の第11発明によれば、例えば、類別に蓄積した検量線に関するデータに基づいて、粉粒体の各種類に対応する検量線を、統計的に補正することが可能となる。
 特に、本願の第12の観点によれば、気流経路内を流れるエアの風量による影響を受けずに、貯留槽内における粉粒体の貯留量を精度よく推定することができる。
 特に、本願の第13の観点によれば、アラームによって、オペレータが貯留槽内における粉粒体の貯留量を知ることができる。
 特に、本願の第14の観点によれば、貯留槽内における粉粒体の貯留量が、任意のレベルに達したときに、アラームが発せられるようにすることができる。したがって、オペレータの目的に応じて粉粒体処理装置のアラームレベルをカスタマイズすることが可能となる。
第1実施形態に係る粉粒体処理装置の概略構成を示す模式図である。 第1実施形態に係る粉粒体処理装置の電気的な構成を示すブロック図である。 検量線を生成・更新するための処理を示すフローチャートである。 検量線を更新するための処理を示すフローチャートである。 検量線と、現在の差圧とに基づいて、粉粒体の貯留量を推定する処理を示すフローチャートである。 検量線と、現在の差圧とに基づいて、現在の粉粒体の貯留量を求める処理を概念的に説明する図である。 第2実施形態に係る粉粒体処理装置の電気的な構成を示すブロック図である。 貯留槽の前後の差圧と、貯留槽内の粉粒体の貯留量と、の相関関係を調べた実験結果を示すグラフである。
 以下では、本発明の例示的な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
 <1.第1実施形態>
 <1-1.粉粒体処理装置の全体的な構成>
 本実施形態に係る粉粒体処理装置1は、粉粒体を処理対象物とする。粉粒体処理装置1は、粉粒体としての樹脂ペレット9を、後続の成形機に投入する前に、予め乾燥させておくための処理を行う装置である。図1は、粉粒体処理装置1の構成を概略的に示している。図1に示すように、本実施形態の粉粒体処理装置1は、貯留槽10と、材料供給機構20と、気流循環機構30とを備える。なお、後続の成形機は、例えば樹脂を成形するための射出成形機とされるが、これに限るものではなく、押出成形機やブロー成形機、圧縮成形機などの他の加工機器であってもよい。
 貯留槽10は、処理対象物である乾燥前の樹脂ペレット9を内部に貯留する容器である。貯留槽10は、略円筒状の側壁部11と、側壁部11の下端から下方に向かうにつれて径方向の寸法が縮小する漏斗状の底部12と、側壁部11の上端を閉塞する天板部13とを有する。貯留槽10の内部には、樹脂ペレット9を貯留して加熱乾燥させるための空間が、設けられている。貯留槽10の天板部13の上には、後述する供給ホッパ21が設置されている。貯留槽10の底部12の下端部には、処理後の粉粒体を気力搬送により外部へ輸送(排出)するための機構(図示省略)が接続されている。なお、貯留槽10は、工場の床面等に設定されるものとしてもよいし、あるいは成形機の材料投入部上に設置されるものとしてもよい。
 材料供給機構20は、貯留槽10に乾燥前の樹脂ペレット9を供給する機構である。本実施形態の材料供給機構20は、供給ホッパ21と、管状の供給管22と、供給バルブ23と、タンク24と、輸送ブロワ27とを有する。
 供給ホッパ21は、貯留槽10への樹脂ペレット9の供給前に、樹脂ペレット9を一時的に収容する容器である。供給ホッパ21は、貯留槽10の天板部13に設けられた、開閉可能な投入口25を介して、貯留槽10と接続されている。
 供給管22は、供給ホッパ21と、乾燥前の樹脂ペレット9が収容されたタンク24と、を接続する一続きの配管である。供給管22の上流側の端部は、タンク24に接続される。供給管22の下流側の端部は、供給ホッパ21の側壁部に接続される。
 供給バルブ23は、電磁式のバルブであり、供給管22内の流路を塞いだ閉塞状態、および当該流路を開いた開放状態、の間で切替え可能である。供給バルブ23を開放状態にしたとき、タンク24と供給ホッパ21とが連通されて、タンク24内の樹脂ペレット9を供給ホッパ21へと供給することが可能となる。この状態で、図1に示す輸送ブロワ27を駆動させることにより、タンク24内の樹脂ペレット9が供給管22を経由して供給ホッパ21へと、気力搬送される。一方、供給バルブ23を閉塞状態にしたとき、供給ホッパ21内は概ね気密な状態が保たれる。したがって、供給バルブ23に加えて貯留槽10の底部12の下端部も閉塞状態としている間は、貯留槽10は、外気に対して略遮断されている。
 なお、供給バルブ23は電磁式のバルブに限定されず、空圧駆動のものであってもよく、他の駆動方式のものであってもよい。また、バルブの形状もボールバルブやゲート式など、他の方式のものであってもよい。なお、材料供給機構20からの外気を遮断する必要がない場合には、供給バルブ23は省略してもよい。
 気流循環機構30は、貯留槽10に対して気流を循環させる機構である。本実施形態の気流循環機構30は、貯留槽10に加熱された気体である熱風を送給する。特に、本実施形態の気流循環機構30は、貯留槽10から排出された気体を、加熱して貯留槽10に再度送り込む。別の言い方をすれば、気流循環機構30は、貯留槽10からの排気(気流)を、熱風に変換して再び貯留槽10へと、循環させる。気流循環機構30は、気流循環路31と、フィルタ32と、冷却器33と、乾燥ブロワ34と、水分吸着ユニット35と、加熱器36とを有する。
 気流循環路31は、貯留槽10から排出された気体(気流)を再び貯留槽10へと戻して循環させる、一続きの配管である。図1に示すように、気流循環路31の上流側の端部は、貯留槽10の側壁部11の上部に接続されている。また、気流循環路31の下流側の端部は、貯留槽10の底部12の内側に開口している。気流循環路31の経路途中に、フィルタ32と、冷却器33と、乾燥ブロワ34と、水分吸着ユニット35と、加熱器36とが、上流側から下流側に向かってこの順に設けられている。これらの構成により、気流循環路31に貯留槽10を含んだ「気流経路」が形成される。
 乾燥ブロワ34は、例えば複数の羽根を有する公知の構成のものである。乾燥ブロワ34は、複数の羽根が回転することにより、貯留槽10の気体を気流循環路31の上流側の端部から吸い込み、下流側の端部へと流す気流を発生させる。
 フィルタ32は、貯留槽10から気流循環路31へ吸い込まれた微細な粉塵を捕集する。これにより、下流側の機器に微細な粉塵が取り込まれてしまうことが阻止される。
 冷却器33は、貯留槽10から気流循環路31へ吸い込まれた気体を、例えば熱交換等の公知の方法によって冷却する。冷却器33で気体が冷却されることで、気体から水分を除去しやすい状態となる。
 水分吸着ユニット35は、冷却器33で冷却された後の気体に含まれる水分を、吸着する装置である。水分吸着ユニット35としては、公知の様々な方式のものを採用し得るが、例えばハニカム形状のセラミック体を用いることにしてもよい。その場合、セラミック体は、水分を吸着する性質を有するゼオライト等を含んでいるものとすればよい。
 加熱器36は、水分が水分吸着ユニット35に吸着されて除湿された後の気体を、例えば電熱ヒータ等の公知の方法によって加熱する。気流循環路31内の経路を通過して加熱器36に到達した気体は、当該加熱器36で加熱されることにより、熱風となる。そして、この熱風は、気流循環路31の下流側の端部に設けられた吹出口46から貯留槽10の内部へと吹き出される。吹出口46は、定常時においては貯留槽10内に堆積した樹脂ペレット9で埋もれる高さの位置に、配置される。
 以上のような構成の粉粒体処理装置1において、貯留槽10に貯留された樹脂ペレット9は、この樹脂ペレット9が堆積する層の内部に熱風が送り込まれることにより、乾燥される。即ち、樹脂ペレット9が含んでいた水分が、乾いた熱風へと受け渡されて、貯留槽10内の気体が相対的に多くの水分を含んだ状態となる。この多くの水分を含んだ気体は、乾燥ブロワ34により生じる気流に乗って、気流循環路31内を上流側から下流側に向かって通過し、その間に除湿され、再び熱風となって貯留槽10に送り込まれる。このような気体の循環によって、貯留槽10内で樹脂ペレット9の乾燥処理が進行する。
 乾燥処理が終了したとき、あるいは成形機等の後続の装置から材料の要求があったときに、乾燥後の樹脂ペレット9が後続の装置へと供給される。これに伴い、貯留槽10内の樹脂ペレット9の堆積量が所定のレベル未満になると、輸送ブロワ27が動作し、供給ホッパ21に負圧を発生させてから供給バルブ23が一時的に開放されて、タンク24から供給ホッパ21へ、樹脂ペレット9が気力輸送される。その後、投入口25が開放状態とされて、次の乾燥前の樹脂ペレット9が貯留槽10内に充填される。
 ここで、従来、貯留槽内における粉粒体の貯留量を知るための技術が種々考案されていた。具体例としては、貯留槽の上下に間隔を空けて複数のレベル計を設置する考案がある。しかしながら、レベル計は一般的に高価であるため、より低コストで実現可能な方法が望まれていた。その他の具体例としては、貯留槽に対して、上下方向に変位可能に単一のレベル計を設置する考案がある。しかしながら、斯かる構成では、装置が複雑化してしまう点で、改善策が望まれていた。さらに言えば、上述した考案のいずれにおいても、粉粒体がレベル計の設置位置にあるか否かしか判別できないため、粉粒体の貯留量を連続的に知ることは依然として困難であった。
 <1-2.本実施形態に特有の構成>
 この点、本実施形態に係る粉粒体処理装置1は、シンプルかつ低コストで実現可能であり、しかも樹脂ペレット9の貯留量を連続的に推定できるようにするための、特有の構成を備えている。具体的には、粉粒体処理装置1は、差圧センサ40と、第1レベル計51と、第2レベル計52と、温度センサ70と、風量計80と、制御部90とを備えている。以下では、これらの各部について、説明する。
 図1に示す差圧センサ40は、「差圧検知手段」の実施の一形態である。差圧センサ40は、一続きの管状の測定管路41の経路途中に設けられる。測定管路41の一端は、気流循環路31の経路途中の、加熱器36よりも下流側の位置P1に接続される。分岐路41の他端は、気流循環路31のフィルタ32よりも上流側の位置P2に接続される。これにより、差圧センサ40は、貯留槽10よりも上流側の位置P1における気流循環路31内の気体の圧力と、貯留槽10よりも下流側の位置P2における気流循環路31内の気体の圧力と、の差を検出する。別の言い方をすれば、差圧センサ40は、貯留槽10での圧力損失を検出することができる。なお、P1およびP2の位置は上記に限定されない。具体的には、P1は、乾燥ブロワ34と吹出口46の間の位置ならどこであってもよい。また、P2は、貯留槽10内の樹脂ペレット9の上面と乾燥ブロワ34の間の位置ならどこであってもよい。
 第1レベル計51は、貯留槽10内における粉粒体の貯留量が満杯(満レベル、上限レベル)となったときに、これを検出するセンサである。第1レベル計51は、貯留槽10の天板部13に、取り付けられる。
 第2レベル計52は、貯留槽10内における粉粒体の貯留量が空杯(下限レベル、材料要求レベル)となったときに、これを検出するセンサである。第2レベル計52は、貯留槽10の側壁部11の下部に、取り付けられる。
 温度センサ70は、貯留槽10からの排気温度を検出するセンサである。本実施形態の温度センサ70は、気流循環路31の貯留槽10から気流が出る直後の位置に、取り付けられる。
 風量計80は、その流路内を通過する気体の流量を検出することが可能な、公知の構成の計器である。風量計80は、気体の流通経路において、水分吸着ユニット35と加熱器36との間に設けられる。これにより、風量計80は、貯留槽10に流入する気体の流量を検出する。風量計80は、例えばベンチュリ管のような管径が異なる管路の差圧を求めることにより流量を測定するものとされるが、ピトー管など他の流量測定方式の測定器であってもよい。また、熱線式のような方式の風速計を用いて管路の風速を測定し、測定された風速を流量に変換するものであってもよい。
 <1-3.粉粒体処理装置の電気的な構成>
 以下では、本実施形態に係る粉粒体処理装置1の制御系の構成について、図2を参照して簡単に説明する。図2では、粉粒体処理装置1の各部の電気的な構成を、ブロック図で示している。
 図1および図2に示す制御部90は、粉粒体処理装置1の各部を動作制御するための手段である。また、制御部90は、「貯留量推定手段」の実施の一形態である。図2に示すように、制御部90は、供給バルブ23、輸送ブロワ27、冷却器33、乾燥ブロワ34、水分吸着ユニット35、加熱器36、差圧センサ40、第1レベル計51、第2レベル計52、温度センサ70、および風量計80等と、それぞれ電気的に接続されている。本実施形態の制御部90は、CPU等の演算処理部やメモリ(記憶部)91を有するコンピュータにより構成されている。ただし、これに限るものではなく、制御部90が電子回路により構成されていてもよい。制御部90は、予め設定されたプログラムや外部からの入力信号に基づき、上記の各部を動作制御する。すなわち、上記のハードウェアとソフトウェアとが協働することにより、粉粒体処理装置1の各部が機能する。これにより、粉粒体処理装置1における樹脂ペレット9の処理が進行する。また、制御部90は、樹脂ペレット9の処理を好適に行えるようにするために、貯留槽10内における粉粒体の貯留量を推定する処理を行う。
 <1-4.粉粒体の処理の開始時>
 初めに、制御部90が樹脂ペレット9の処理を開始するときの処理の流れについて、簡単に説明する。まず、制御部90は、輸送ブロワ27を動作させてから、供給バルブ23を開放状態とする。これにより、タンク24内の未乾燥の樹脂ペレット9が、供給ホッパ21へと送られる。その後、輸送ブロワ27が停止すると投入口25が開き、供給ホッパ21内の樹脂ペレット9が一括で貯留槽10の内部へと供給される。これにより、貯留槽10内は樹脂ペレット9で略満杯となる。その後、乾燥ブロワ34が駆動されて、貯留槽10内に熱風が供給される。これにより、貯留槽10内の樹脂ペレット9の加熱乾燥が開始される。
 ここで、貯留槽10の前後(上流側および下流側)の気体の差圧と、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留レベルと、の間には、相関関係がある。具体的には、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留レベルは、貯留槽10の前後の差圧の大きさに比例する。また、貯留槽10の前後の差圧の大きさと、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留レベルと、の相関関係を示す一次関数の傾きは、樹脂ペレット9の性状(粒径、形状等)によって異なる。そこで、本実施形態では、斯かる観点に基づいて、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量を推定することとしている。具体的は、後述する検量線Lを生成して、これに基づいて貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留レベルを推定することとしている。
 <1-5.検量線の生成>
 制御部90は、樹脂ペレット9の処理を開始した後、図3および図4の処理を並行して繰り返し行う。これにより、検量線Lが生成されるとともに、貯留槽10内が、所定条件を満たした状態で空杯または満杯になる度に、当該検量線Lが更新(補正)される。
 図3は、検量線Lを生成・更新するために制御部90が繰り返し行う処理を示すフローチャートである。図3に示すように、制御部90は、貯留槽10内が樹脂ペレット9で満杯の状態が所定時間以上継続したか否かを判定する(ステップS101)。具体的には、制御部90は、第1レベル計51によって樹脂ペレット9の貯留レベルが満レベルに至っていると検知されている状態が、所定時間以上続いたか否かを判定する。
 ステップS101の判定の結果、貯留槽10内が満杯の状態が所定時間以上継続していない場合(ステップS101,No)、制御部90は、次にこの要件が満たされるまで、ステップS101の判定処理を繰り返す。
 ステップS101の判定の結果、貯留槽10内が満杯の状態が所定時間以上継続していた場合(ステップS101,Yes)、制御部90は、続いて、所定時間の間、貯留槽10から出る気流の温度変化量が閾値未満であったか否かを判定する(ステップS102)。具体的には、制御部90は、温度センサ70から出力される貯留槽10内の温度の変化量が閾値未満であったか否かを判定する。
 ステップS102の判定の結果、所定時間の間の貯留槽10から出る気流の温度変化量が閾値未満であった場合(ステップS102,Yes)、貯留槽10内において、樹脂ペレット9の貯留量も、温度も、安定した状態が続いていると考えられる。別の言い方をすれば、貯留槽10内において、静止乾燥が進行している状態と考えられる。斯かる場合、貯留槽10の前後の差圧と、貯留槽10内の貯留量と、の相関関係が、温度や貯留量の増減の影響を受けずに、明確に比例関係にあると推定される。そこでこの場合、制御部90は、差圧センサ40から出力される差圧D1を取得する(ステップS103)。なお、貯留槽10内の樹脂ペレット9の状態が安定しているか否かを判断するための方法は排気の温度変化量によるもの以外であってもよく、貯留槽10内の材料温度など、他の位置の温度によるものであってもよい。また、例えば、材料供給機構20からの材料補給があった直後から一定時間経過後には安定化すると判断できるように時間的指標を予め取得しておき、それに基づき判定してもよい。また、成形機側への2次輸送が始まって一定時間後からは貯留槽10内は連続的に安定した乾燥が行われると判断してもよい。
 ステップS103の後、制御部90は、満杯時の貯留槽10の体積V1(100%)と、ステップS103で取得した差圧D1と、の組み合わせを用いて、検量線Lを生成する(ステップS104)。詳細には、x軸を貯留槽10の体積(%)とし、y軸を貯留槽10の前後の差圧として、座標(V1,D1)を通る検量線Lを生成する。なお、従前に検量線Lを生成していなかった場合、y切片の値としてデフォルト値を用いる。一方、従前にも検量線Lを生成していた場合、座標(V1,D1)に加えて、後述する座標(V0,D0)も通る検量線Lを生成する。
 ステップS104の後、制御部90は、その後の樹脂ペレット9の処理等に用いるために、最新の検量線Lをメモリ91に記憶する(ステップS105)。この際、本実施形態では、従前に生成した検量線Lがメモリ91に記憶されている場合、これを最新の検量線Lに更新する。
 図4は、検量線Lを更新するために制御部90が繰り返し行う処理を示すフローチャートである。図4に示すように、制御部90は、貯留槽10内が空杯の状態が所定時間以上継続したか否かを判定する(ステップS201)。具体的には、制御部90は、第2レベル計52によって樹脂ペレット9の貯留レベルが下限レベル以下に至っていると検知されている状態が、所定時間以上続いたか否かを判定する。
 ステップS201の判定の結果、貯留槽10内が空杯の状態が所定時間以上継続していない場合(ステップS201,No)、制御部90は、次にこの要件が満たされるまで、ステップS201の判定処理を繰り返す。
 ステップS201の判定の結果、貯留槽10内が空杯の状態が所定時間以上継続していた場合(ステップS201,Yes)、制御部90は、続いて、所定時間の間、貯留槽10内の温度変化量が閾値未満であったか否かを判定する(ステップS202)。具体的には、制御部90は、温度センサ70から出力される貯留槽10内の温度の変化量が閾値未満であったか否かを判定する。
 ステップS202の判定の結果、所定時間の間の貯留槽10内の温度変化量が閾値未満であった場合(ステップS202,Yes)、貯留槽10内において、樹脂ペレット9の貯留量も、温度も安定した状態が続いていると考えられる。斯かる場合、貯留槽10の前後の差圧と、貯留槽10内の貯留量と、の相関関係が、温度や貯留量の増減の影響を受け難いと推定される。そこでこの場合、制御部90は、差圧センサ40から出力される差圧D0を取得する(ステップS203)。すなわち、差圧D0は、空杯時の差圧に相当する。
 ステップS203の後、制御部90は、空杯時の貯留槽10の体積V0(0%)と、ステップS203で取得した差圧D0と、の組み合わせを用いて、検量線Lを更新する(ステップS204)。詳細には、従前に生成した検量線Lに対し、プロットとして座標(V0,D0)を追加する。すなわち、直近で取得した座標(V1,D1)と、今回取得した座標(V0,D0)の、両方を通るように、検量線Lを補正して更新する。
 ステップS204の後、制御部90は、その後の樹脂ペレット9の処理等に用いるために、最新の検量線Lをメモリ91に記憶する(ステップS205)。この際、本実施形態では、従前に生成した検量線Lがメモリ91に記憶されている場合、これを最新の検量線Lに更新する。
 このように、本実施形態では、制御部90は、満杯時の差圧D1、および空杯時の差圧D0に基づいて、検量線Lを補正する。これにより、貯留槽10における樹脂ペレット9の貯留量が満杯および空杯のときの圧力損失を考慮して、検量線Lを適宜補正することができる。
 なお、空杯時の差圧D0を得るための方法は上記の手順以外のものであってもよい。例えば、満杯時の差圧D1と異なり空杯時の差圧D0は材料によるぶれが少ないため、予備試験等により予め空杯時の差圧D0を取得しておいてこれを用いてもよい。この場合、第2レベル計52を省略することができる。また、空杯時の差圧D0は手動により入力するものであってもよい。あるいは、任意の貯留量で空杯設定を行うことでその位置の差圧を空杯時の差圧D0とし、空杯位置を自由に設定することもできる。
 <1-6.粉粒体の貯留量の推定>
 以下では、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量を推定するために制御部90が行う処理について、図5および図6を参照して説明する。
 図5は、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量を連続的に推定するために、制御部90が繰り返し行う処理を示すフローチャートである。図5に示すように、制御部90は、まず貯留槽10の前後における現在の差圧Dを取得する(ステップS301)。具体的には、制御部90は、差圧センサ40から出力される現在の差圧Dを取得する。
 ステップS301の後、制御部90は、メモリ91から最新の検量線Lを読み出す(ステップS302)。
 ステップS302の後、制御部90は、検量線Lと、現在の差圧Dと、に基づいて、現在の貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量S(推定値)を取得する(ステップS303)。概念的には、図6に示すように、検量線L上に配置される無数の点の集合の中から、y座標がDのときの、x座標の値を読み取る。このx座標の値が、現在の貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量の推定値(S)となる。
 ステップS303の後、制御部90は、推定された貯留量Sを表示部に出力する。表示部は、例えば粉粒体処理装置1のコントロールパネル(図示省略)とすることができる。ただし、これに限られず、例えば粉粒体処理装置1と電気的に接続される外部のコンピュータのディスプレイを「表示部」としてもよい。あるいは、粉粒体処理装置1の後続の装置(本実施形態では、成形機)に設けられたディスプレイを「表示部」としてもよい。また、貯留量Sの表示は、体積(%)または(L)(m)としてもよい。あるいは樹脂ペレット9の嵩密度の情報を制御部90に入力して、体積(%)を重量(kg)に換算し、重量(kg)の単位で表示してもよい。また、数値による表示に限定されず、「大」「中」「小」「満杯」「空杯」「あとX分で空杯」、などの抽象的な表現としてもよい。あるいは、貯留槽10内の貯留レベルをイラストで表示してもよく、ホッパのイラストに可変の矢印を示したり、色調でレベルを表現したりしてもよい。
 以上に示したように、本実施形態に開示した粉粒体処理方法は、貯留槽10を含む気流経路(気流循環路31)に気流を通過させることにより、樹脂ペレット(粉粒体)9に気流を通過させる工程を含む。また、当該粉粒体処理方法は、貯留槽10よりも上流側における気流経路内の圧力と、貯留槽10の樹脂ペレット9よりも下流側における気流経路内の圧力と、の差圧Dを検出する工程(ステップS301)を含む。また、当該粉粒体処理方法は、現在の差圧Dに基づいて、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sを推定する工程(ステップS303)を含む。これにより、多数のレベル計の設置等が不要な、シンプルかつ安価な構成で、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sを推定することができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理方法では、乾燥エア(気体)を気流として、気流経路を通過させている。これにより、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sを考慮しつつ、貯留槽10内で樹脂ペレット9の乾燥処理を行うことができる。具体的には、例えば、貯留量Sが過少となっている場合には、乾燥ブロワ34の出力を弱めて省エネ運転を行う一方、貯留量Sが過剰となっている場合には乾燥ブロワ34の出力を高めてパワフルに加熱乾燥を行う、といった運用を行うことができる。また、乾燥ホッパである貯留槽10に本発明を用いることにより、元々乾燥に用いているエアをそのまま利用して樹脂ペレット9の貯留量を推定することができる。このように、シンプルな構成で、また、既存の設備に施す変更を少なく抑えて、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量を推定できる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理方法では、貯留槽10の前後の差圧と、貯留槽10内の樹脂ペレット9の貯留量との、相関関係を示す検量線Lに基づいて、貯留槽10内における樹脂ペレット9の現在の貯留量Sを推定する(ステップS303)。このように、検量線Lを用いることにより、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sを連続的にかつ精度よく推定することができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理方法では、貯留槽10における樹脂ペレット9の貯留量が第1閾値以上(満杯)のときに検出された差圧D1に基づいて、検量線Lを更新(補正)している(ステップS104)。これにより、貯留槽10における樹脂ペレット9の貯留量が第1閾値以上(本実施形態では、満杯)のときの圧力損失を考慮して、検量線を適宜補正することができる。その結果、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sをより精度よく推定することができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理方法では、貯留槽10における粉粒体の貯留量が第1閾値よりも小さい第2閾値未満(空杯)のときに検出された差圧D0に基づいて、検量線Lを更新(補正)している(ステップS204)。これにより、貯留槽10における樹脂ペレット9の貯留量が第2閾値未満(本実施形態では、空杯)のときの圧力損失を考慮して、検量線を適宜補正することができる。その結果、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sをより精度よく推定することができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理方法では、貯留槽10における樹脂ペレット9の貯留量の変化量および温度の変化量がそれぞれ所定量未満の場合に限り(ステップS102,yes:ステップS202,yes)、検量線Lを補正する。これにより、貯留槽10における樹脂ペレット9の貯留量が概ね一定に保たれ、かつ、温度変化が小さい状況のときに限り、検量線Lを補正して更新することができる。その結果、差圧Dと貯留量Sとの相関関係が明確に反映された検量線Lを得ることができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理方法では、推定された貯留量Sに関する情報を、表示部に表示する(ステップS304)。これにより、オペレータが、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量を視認することができる。その結果、オペレータが貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量に応じて適切な操作を行うことが容易となる。具体的には、例えば、オペレータは、視認した貯留量Sに基づいて、二次側の供給量を逆算して、生産終了時に粉粒体処理装置1内の樹脂ペレット9が丁度空杯となるように、粉粒体処理装置1への樹脂ペレット9の供給を前もって止めることができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理装置1は、貯留槽10と、気流経路(気流循環機構30)と、差圧センサ(差圧検知手段)40と、制御部(貯留量推定手段)90とを備える。これにより、シンプルな構成で、かつコストを抑えつつ、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sを推定することができる。
 また、本実施形態に開示した粉粒体処理装置1では、貯留槽10の側壁部11ではなく、気流経路(気流循環路31)の中途部に、差圧センサ40が設置されている。そのため、貯留槽10の側壁部11に複雑な加工を施すことが不要であり、容易に粉粒体処理方法(貯留レベルの推定方法)を導入することができる。
 <2.第2実施形態>
 以下では、第2実施形態に係る粉粒体処理装置2について、主として図7および図8を参照して説明する。第1実施形態に係る粉粒体処理装置1では、貯留槽10内が所定条件を満たした状態で空杯または満杯になる度に、単一の検量線Lが自動で更新されていた。これに対し、第2実施形態に係る粉粒体処理装置2では、検量線Lが、性状が異なる複数種類の樹脂ペレット9のそれぞれについて生成・記憶され、当該検量線Lが統計的に補正される。
 以下では、第2実施形態に係る粉粒体処理装置2をなす部材(部位)のうち、第1実施形態で示したのと同様の構成・機能の部材(部位)については、同一の符号を付し、重複説明を省略する。
 図7に示す制御部90は、粉粒体処理装置2の各部を動作制御するための手段である。また、制御部90は、「貯留量推定手段」の実施の一形態であるとともに、「風量調整手段」の実施の一形態でもある。制御部90は、供給バルブ23、冷却器33、乾燥ブロワ34、水分吸着ユニット35、加熱器36、差圧センサ40、第1レベル計51、第2レベル計52、温度センサ70、および風量計80と、それぞれ電気的に接続されている。加えて、本実施形態の制御部90は、入力部93および報知手段97とそれぞれ電気的に接続されている。
 <2-1.粉粒体の処理の開始時>
 初めに、粉粒体処理装置2を用いての樹脂ペレット9の処理を開始するときの処理の流れについて、簡単に説明する。初めに、オペレータは、貯留槽10を空杯の状態とする。続いて、オペレータは、今回の処理対象物としての樹脂ペレット9を、タンク24にセットする。今回の樹脂ペレット9をタンク24にセットした後、オペレータは、入力部93を操作して、今回の樹脂ペレット9の種類(例えば、「種類A」)を入力する。そして、粉粒体処理装置2を起動する。これにより、制御部90は、供給バルブ23を開放状態とし、輸送ブロワ27を動作させる。そうすると、タンク24内の未乾燥の樹脂ペレット9が、供給ホッパ21へと送られる。その後、輸送ブロワ27が停止すると投入口25が開き、供給ホッパ21内の樹脂ペレット9が一括で貯留槽10の内部へと供給される。これにより、貯留槽10内は樹脂ペレット9で略満杯となるが、この際の差圧D1のデータはメモリ91には記憶されない。すなわち、最初に貯留槽10が満杯になった際には、差圧D1の記録は見送られる。そして、次回以降に貯留槽10内が樹脂ペレット9で満杯または空杯となったときの差圧D1(D0)のデータは、メモリ91に蓄積される。これは、最初に貯留槽10が満杯になった時点では、貯留槽10内の温度等の条件が不安定であり、検量線を生成するのには不向きな状況のためである。
 <2-2.検量線の生成>
 制御部90のメモリ91は、貯留槽10内が樹脂ペレット9で満杯または空杯となったときの差圧D1(D0)のデータを、性状が異なる樹脂ペレット9の種類ごとに分類して記憶(蓄積)する。すなわち、例えばオペレータが入力部93に入力した樹脂ペレット9の種類が3種類(種類A、種類B、種類C)あった場合、類別に、満杯時・空杯時の差圧D1(D0)のデータを記憶する。また、このときの各所の温度、圧力、風量といった他の測定値や、ブロワの周波数やヒータの出力、他機器からの入出力信号といった機器の運転パラメータも同時に記録される。
 そして、制御部90は、例えば種類Aの樹脂ペレット9の満杯時の差圧D1のデータが複数個あった場合、これらを統計的に処理して、座標(V1,D1)を算出する。具体的には、複数個の差圧D1のデータの平均値あるいは中央値をとることにより、検量線の生成に用いる座標(V1´,D1´)を決定する。あるいは、複数個の差圧D1のデータのうち、信頼度の低いデータを除外した残りのデータの平均値もしくは中央値をとることにより、検量線の生成に用いる座標(V1´,D1´)を決定する。
 同様に、制御部90は、例えば種類Aの樹脂ペレット9の空杯時の差圧D0のデータが複数個あった場合、これらを統計的に処理して、座標(V0,D0)を算出する。具体的には、複数個の差圧D0のデータの平均値あるいは中央値をとることにより、検量線の生成に用いる座標(V0´,D0´)を決定する。あるいは、複数個の差圧D0のデータのうち、信頼度の低いデータを除外した残りのデータの平均値もしくは中央値をとることにより、検量線の生成に用いる座標(V0´,D0´)を決定する。なお、空杯時の差圧D0については測定値を統計的に処理する方法以外にも、予め取得された空杯時の差圧D0を固定した設定値として使ったりしてもよい。
 その後、制御部90は、直近で決定した座標(V1´,D1´)と、座標(V0´,D0´)との、両方を通るように、検量線Lを生成する。制御部90は、新しい差圧D1(D0)のデータがメモリ91に追加される度に、座標(V1´,D1´)および座標(V0´,D0´)を演算し直し、検量線Lを更新する。
 制御部90は、その後の種類Aの樹脂ペレット9の処理等に用いるために、最新の検量線Lをメモリ91に記憶する。
 制御部90は、同様の処理を、種類Bの樹脂ペレット9、および種類Cの樹脂ペレット9に対しても行う。こうして、類別に生成された最新の検量線Lが、メモリ91に記憶される。
 <2-3.粉粒体の貯留量の推定>
 本実施形態の制御部90も、第1実施形態に示したのと同様の方法で、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sを推定する。すなわち、制御部90は、貯留槽10の前後における現在の差圧Dと、複数の検量線Lのうち現在処理中の樹脂ペレット9に対応する検量線Lと、に基づいて、現在の貯留量の推定値(S)を得る。
 制御部90は、推定した貯留量Sに応じた出力信号を出力する。この出力信号は、例えば粉粒体処理装置2のコントロールパネルや、後続の装置(本実施形態では、成形機)のディスプレイや、オペレータが保持する無線通信端末や、報知手段97に入力される。報知手段97は、具体的には、点灯ランプやブザー等とすることができる。オペレータは、入力部93を操作することにより、アラームを発するときの貯留槽10内の貯留量のレベルを変更可能である。したがって、オペレータが用途に応じて、報知手段97のアラームレベルをカスタマイズすることができ、便利である。具体的には、アラームレベルを、例えば、これ以上に貯留量が減少すると生産効率に響いてしまう下限値に設定することが考えられる。
 あるいは、報知手段97は、以下の場合にアラームを発することにしてもよい。すなわち、制御部90は、満杯時に取得された差圧D1を監視するものとし、オペレータが樹脂ペレット9の新たな「種類」を入力部93に入力していないにも関わらず、差圧D1が前回と大きく異なった場合に、報知手段97に出力することにしてもよい。別の言い方をすれば、処理対象物が異なる種類の樹脂ペレット9に置き換わったことが入力されていないにも関わらず、満杯時の圧力損失が大きく(閾値以上に)変動した場合に、処理対象物が異常である旨を報知手段97に報知させることにしてもよい。このようにして、材料種類により圧力損失の特性が異なることを利用すれば、差圧D1を監視することで材料の取り違えを発見することもでき、有益である。
 なお、本実施形態では、制御部90は、風量計80の出力結果に基づいて乾燥ブロワ34をフィードバック制御することにより、気流循環路31内を流れる気流の流量を一定に維持することとしている。これにより、気体の流量の変化に起因する圧力損失の変動を除外して、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量と、貯留槽10の前後の差圧と、の相関関係を、検量線Lにより精度よく捉えることができる。
 以上に示したように、本実施形態で開示した粉粒体処理方法では、性状が異なる複数種類の樹脂ペレット9のそれぞれに対応する、複数の検量線Lのいずれかを用いて、貯留量Sを推定する。これにより、樹脂ペレット9の種類に応じて適宜選択された検量線Lを用いて、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量を推定することができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理装置2においては、制御部(貯留量推定手段)90は、推定した貯留量Sに応じた出力信号を出力する。これにより、オペレータが、出力された出力信号に基づいて、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量を知ることができる。その結果、オペレータが貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sに応じて適切な操作を行うことが容易となる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理装置2においては、メモリ91は、性状が異なる樹脂ペレット9の種類ごとに分類した検量線Lに関するデータを、類別に蓄積可能である。これにより、例えば、類別に蓄積した検量線Lに関するデータに基づいて、樹脂ペレット9の各種類に対応する検量線Lを、統計的に補正することが可能となる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理装置2においては、制御部90は、気流循環路31内の気流の流量を一定に維持する。これにより、気流循環路31内を流れるエアの風量による影響を受けずに、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sを精度よく推定することができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理装置2は、出力信号に応じてアラームを出力する報知手段97を備える。これにより、アラームによって、オペレータが貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sを知ることができる。
 また、本実施形態で開示した粉粒体処理装置2においては、報知手段97は、アラームを発するときの貯留量Sのレベルを変更可能である。これにより、貯留槽10内における樹脂ペレット9の貯留量Sが、任意のレベルに達したときに、アラームが発せられるようにすることができる。したがって、オペレータの目的に応じて粉粒体処理装置2のアラームレベルをカスタマイズすることができ、よりユーザフレンドリーとなる。
 <3.実験例>
 次に、貯留槽の前後の差圧と、貯留槽内に貯留された樹脂ペレットの体積(%)と、の相関関係を調べた実験およびその結果について、図8を参照して説明する。図8は、本実験で得られた貯留槽の前後の差圧と、貯留槽内に貯留された樹脂ペレットの体積と、の相関関係を示す図である。
 本実験においては、図1に示したのと同様の構成の粉粒体処理装置を使用した。樹脂ペレットとしては、白色、扁平形状、嵩比重0.85のポリエチレンテレフタレート樹脂が用いられた。本実験の間、風量計の検出結果を監視しつつフィードバック制御することにより、気流循環路内の気流の流量を一定に保った。また、本実験の間、乾燥温度を80℃に保った。空杯の状態の貯留槽の内部に、既知の体積の樹脂ペレットを、間欠的に補充していった。樹脂ペレットを補充後、所定時間をおいてから、差圧センサの検出値を確認する作業を繰り返し、確認できた値を記録した。同内容の実験を2回行った。
 x軸を貯留槽に補充した樹脂ペレットの総体積、y軸を貯留槽の前後の差圧として、得られた実験結果をグラフにプロットしたものが、図8である。図8には、各プロットに対して近似させて引かれた近似直線を示してある。図8からすれば、貯留槽内の樹脂ペレットの体積と、貯留槽の前後の差圧と、の相関関係は、一次関数で表されることがうかがえる。ただし、貯留槽内の樹脂ペレットの体積が少ない領域では、実験で得られたプロットと、近似直線との間の、離間距離が比較的広がってしまっている。これは、貯留槽内の樹脂ペレットの貯留レベルが、気流循環路の吹出口の位置よりも低くなったためと考えられる。
 第2レベル計よりも上方側では、貯留槽内の樹脂ペレットの貯留レベルは、吹出口の位置よりも高くなるので、近似直線上の値と、実際の値とのずれは、より小さくなると考えられる。結論としては、貯留槽内の樹脂ペレットの貯留レベルが下限レベル(第2レベル計の設置位置)を上回っていれば、貯留槽内の樹脂ペレットの体積と、貯留槽の前後の差圧と、の相関関係を、一次関数と把握しても差し支えないと考えられる。
 <4.変形例>
 以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
 上記の実施形態では、処理対象物としての粉粒体は、樹脂ペレット9であるものとしたが、必ずしもこれに限らない。すなわち、「処理対象物」は、粉粒体であればよく、例えば樹脂ペレット9に代えて、医薬品、化学製品、食品、建材等の様々な分野の原材料としてもよい。
 上記の実施形態では、差圧検知手段は差圧センサ40であるものとしたが、必ずしも限らない。上記に代えて、例えば位置P1と位置P2とにそれぞれ静圧計を設け、これらの検出結果の差をとってもよい。あるいは、差圧検知手段としてマノメータを用いてもよい。
 性状が異なる粉粒体ごとに生成した検量線Lを記憶しておき、次にある性状の粉粒体を処理する際に、従前に生成した類似の特性を有する別の材料の検量線Lを読み出して用いることにしてもよい。
 粉粒体処理装置1(2)内の粉粒体を入れ替える等のメンテナンス時にのみ、検量線Lを生成することにしてもよい。
 第2実施形態において、性状が異なる粉粒体ごとに蓄積した検量線Lに関するデータ(例えば、差圧D0,D1の値等)のうち、古くなったデータを順次消去していくことにしてもよい。
 貯留槽10、供給管22、気流循環路31、および分岐路41等の内部に、空気に代えて、窒素ガス等の不活性ガスが充填されているものとしてもよい。
 上述した材料供給機構20に関する構成に代えて、他の方式で粉粒体(材料)を貯留槽10に供給することにしてもよい。例えば、貯留槽10の上部を開放可能として、上部の供給機構から重力により粉粒体を供給してもよい。または、オペレータが手動で、あるいはリフター等を用いて、粉粒体を貯留槽10に投入することにしてもよい。
 上記の実施形態では、気力発生源として輸送ブロワ27や乾燥ブロワ34を用いていたが、気流を発生する方式はこれに限らない。上記に代えて、例えば、圧縮エアやガスボンベ等を用いて気流を発生させてもよい。
 上記の実施形態において、風量計80を省略してもよい。その場合、乾燥ブロワ34の特性値から運転時の周波数に基づいて風量を特定することにしてもよい。
 気流経路は、必ずしも、貯留槽からの気流を再び貯留槽へと戻す循環路でなくてもよい。気流経路の途中に、貯留槽が位置していればよい。
 貯留槽を、乾燥ホッパではない単なる貯留容器とし、必要時にのみ気流経路を通じて不活性ガスや乾燥エアが気流として供給されることにしてもよい。そのような場合においても、本願で開示した粉粒体の貯留量を推定する方法を適用できる。
 上記の実施形態において、水分吸着ユニット35を省略してもよい。
 また、各部の細部の構成やレイアウトや制御方法の詳細は、本願の各図に示されたものと異なっていてもよい。例えば、気流循環路31の経路途中に設けられる各機器の配置の順序が、図示したものとは異なっていてもよい。
 1    粉粒体処理装置
 2    粉粒体処理装置
 9    樹脂ペレット
 10   貯留槽(気流経路)
 11   側壁部
 12   底部
 13   天板部
 20   材料供給機構
 21   供給ホッパ
 22   供給管
 23   供給バルブ
 24   タンク
 25   投入口
 27   輸送ブロワ
 30   気流循環機構
 31   気流循環路(気流経路)
 32   フィルタ
 33   冷却器
 34   乾燥ブロワ
 35   水分吸着ユニット
 36   加熱器
 40   差圧センサ
 41   測定管路
 46   吹出口
 51   第1レベル計
 52   第2レベル計
 70   温度センサ
 80   風量計
 90   制御部
 91   メモリ
 93   入力部
 97   報知手段

Claims (14)

  1.  処理対象物としての粉粒体を内部に貯留する貯留槽内における、粉粒体の貯留量を推定する粉粒体処理方法であって、
     a)前記貯留槽を含む気流経路に気流を通過させることにより、前記粉粒体に前記気流を通過させ、
     b)前記貯留槽よりも上流側における前記気流経路内の圧力と、前記貯留槽の前記粉粒体よりも下流側における前記気流経路内の圧力と、の差圧を検出し、
     c)前記b)において検出された差圧に基づいて、前記貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定する、
    粉粒体処理方法。
  2.  請求項1に記載の粉粒体処理方法であって、
     前記a)では、乾燥エアを前記気流として、前記気流経路を通過させる、粉粒体処理方法。
  3.  請求項1または請求項2に記載の粉粒体処理方法であって、
     前記c)では、前記差圧と、前記貯留量との相関関係を示す検量線に基づいて、前記貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定する、粉粒体処理方法。
  4.  請求項3に記載の粉粒体処理方法であって、
     前記c)では、前記貯留槽における粉粒体の貯留量が第1閾値以上のときに検出された差圧に基づいて、前記検量線を補正する、粉粒体処理方法。
  5.  請求項4に記載の粉粒体処理方法であって、
     前記c)では、前記貯留槽における粉粒体の貯留量が前記第1閾値よりも小さい第2閾値未満のときに検出された差圧に基づいて、前記検量線を補正する、粉粒体処理方法。
  6.  請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載の粉粒体処理方法であって、
     前記c)では、前記貯留槽における粉粒体の貯留量の変化量が所定量未満の場合に限り、前記検量線を補正する、粉粒体処理方法。
  7.  請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の粉粒体処理方法であって、
     d)前記c)の後に、前記c)において推定した前記貯留量に関する情報を、表示部に表示する、粉粒体処理方法。
  8.  請求項3から請求項6までのいずれか1項に記載の粉粒体処理方法であって、
     前記c)では、性状が異なる複数種類の粉粒体のそれぞれに対応する、複数の検量線のいずれかを用いて、前記貯留量を推定する、粉粒体処理方法。
  9.  処理対象物としての粉粒体を内部に貯留する貯留槽と、
     気流を通過させる気流経路であって、前記貯留槽を含む気流経路と、
     前記貯留槽よりも上流側における前記気流経路内の圧力と、前記貯留槽の前記粉粒体よりも下流側における前記気流経路内の圧力と、の差圧を検出する差圧検知手段と、
     前記差圧検知手段の検出結果に基づいて、前記貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定する貯留量推定手段と、
    を備える粉粒体処理装置。
  10.  請求項9に記載の粉粒体処理装置であって、
     前記貯留量推定手段は、推定した前記貯留量に応じた出力信号を出力する、粉粒体処理装置。
  11.  請求項9または請求項10に記載の粉粒体処理装置であって、
     前記貯留量推定手段は、前記差圧と、前記貯留量との相関関係を示す検量線に基づいて、前記貯留槽内における粉粒体の貯留量を推定し、
     当該粉粒体処理装置は、
     性状が異なる粉粒体の種類ごとに分類した前記検量線に関するデータを、類別に蓄積可能な記憶装置
    を備える粉粒体処理装置。
  12.  請求項9から請求項11までのいずれか1項に記載の粉粒体処理装置であって、
     前記気流経路内の気流の流量を一定に維持する風量調整手段
    を備える粉粒体処理装置。
  13.  請求項10に記載の粉粒体処理装置であって、
     前記出力信号に応じてアラームを発する報知手段
    を備える粉粒体処理装置。
  14.  請求項13に記載の粉粒体処理装置であって、
     前記報知手段は、アラームを発するときの前記貯留量のレベルを変更可能である、粉粒体処理装置。

     
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