(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料フィーダー、材料フィーダーへ材料を排出する材料容器、および材料容器を振動するバイブレータを有するバルク材料処理システムにおいて、一定の流れを維持するための方法であって、
ａ．フィーダーの動作の間、フィーダーの材料流れ特性に関連したプロセス変数を周期的に計算すること、ここで、プロセス変数は、以下の式によって計算された平均供給係数であり、；
0005476387.tif 000007
ここで、ＦＦａｖｇは平均供給係数であり、ＭＦはフィーダーを通る質量流量であり、％ＭＳはフィーダーの最大モータ速度に対するフィーダーの現在のモータ速度の比率であり、Ｎは時間間隔の規定数である；
ｂ．選択された時間間隔の間にプロセス変数の傾きを決定すること、ここで、プロセス変数の傾きはプロセス変数の変化率として定義される；
ｃ．プロセス変数の傾きと目標値との間の差を決定すること；  および
ｄ．ステップｃで決定した差異の値に基づいてバイブレータの動作を調整すること、
を備えた方法。
【請求項２】
プロセス変数の傾きと目標値との間の差は、材料容器における流れ状態の悪化を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
バイブレータの動作調整は、振動の振幅を変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
バイブレータの動作調整は、振動の振動数を変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
バイブレータの動作調整は、プロセス変数の傾きと目標値との間の差がゼロ未満のときには振動の振幅を増加し、プロセス変数の傾きと目標値との間の差がゼロ以上のときには振動の振幅を減少することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
選択された時間間隔は、ユーザーが設定する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ユーザー定義の設定点は、フィーダーを通る材料の選択された流量に少なくとも一部分基づく、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
バイブレータ用の出力を確立すること、および
ステップｃで決定された差異に基づいてバイブレータ用の出力を調整すること、
をさらに備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
バイブレータの振動数は調整可能であり、さらに、
システム共振点に基づく振動数で動作するようバイブレータ振動数を設定することを備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
バイブレータの動作調整は、材料容器における著しい流れ寸断の前に行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
著しい流れ寸断は、材料フィーダーを通る材料流量から実質的に異なる、材料容器を通る材料流量によって特徴付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
材料容器における流れ状態の検出に対応して目標値を調整することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
流れ状態は、プロセス変数が選択された期間の間、実質的に一定であることによって特徴付けられる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
流れ状態は、プロセス変数が選択された期間の間、実質的に異なっていることによって特徴付けられる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
流れ状態は、重量変動に関係している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
流れ状態は、ａ）規定値を超えた材料容器からの質量流量の変化、ｂ）垂直トンネリング、ｃ）ブリッジング、およびｄ）負の流れ状態の無いかなりの時間、から成るグループから得られる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
ステップｄの調整は、選択された時間間隔の後、ステップｃで決定された差の値がゼロを超えるときには、バイブレータの振幅及びバイブレータの振動数の少なくとも一つを減じることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
材料容器における充満レベルに基づいてバイブレータの振動数およびバイブレータの振幅の少なくとも一つを調整することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
バルク材料容器と、
バルク材料容器に係合し可変出力を有するプロセス補助具と、
バルク材料容器からバルク材料を受け入れるように位置するフィーダーで、フィーダーを通りバルク材料を移送するフィーダーと、
フィーダーを通るバルク材料の移送に関する傾向を確認し、その傾向に基づいてプロセス補助具の可変出力の変化に影響を与える制御システムと、
を備え、
上記傾向は、プロセス・インジケータに関連し、制御装置は、プロセス・インジケータに少なくとも一部分基づいてプロセス補助具の可変出力を変更するように構成され、プロセス・インジケータとプロセス・インジケータの目標値との比較に少なくとも一部分基づいて可変出力を変更し、プロセス変数は、以下の式によって求められ、
0005476387.tif 000008
ここで、ＰＶはプロセス変数であり、ＦＲはフィーダーを通る流量であり、％ＦＲはフィーダーの最大モータ速度に対するフィーダーの現在のモータ速度の比であり、Ｎは時間間隔の規定数および時間の規定期間から成るグループから得られた時間係数である、
バルク材料移送システム。
【請求項２０】
制御システムは、
ａ．フィーダーの動作の間、フィーダーの材料流れ特性に関連したプロセス変数を周期的に計算し；
ｂ．選択された時間間隔の間にプロセス変数の変化率として定義されるプロセス変数の傾きを決定し；
ｃ．プロセス変数の傾きと目標値との間の差を決定し；  および
ｄ．ステップｃで決定した差の値に基づいてプロセス補助具の動作を調整する、
ように構成される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
プロセス補助具は、材料容器の外側に取り付けられる、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
材料容器は、非対称の供給ホッパーである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
フィーダーは、ロス・イン・ウェイト・フィーダーである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
プロセス補助具は、バイブレータである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２５】
プロセス補助具は、垂直攪拌機、浮き袋、空気パッド、空気注入器、衝撃部材、オーガー、水平攪拌機、音波装置、音響装置、機械的に作動する柔軟なライナーからなるグループから得られる、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２６】
プロセス補助具は、流れ状態の悪化が検出されないときの低エネルギーレベルから流れ状態の悪化が検出されたときの高エネルギーレベルまでエネルギーの可変な適用を可能にするように動的に調整可能である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２７】
上記傾向は、当該システムにおける材料の流れ状態に関係している、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２８】
材料の流れ状態は、材料容器を通る材料流量とフィーダーを通る材料流量との間の実質的な相違を含む、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
プロセス・インジケータは、選択された時間間隔の間のプロセス変数の変化率を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項３０】
材料フィーダー、材料フィーダーへ材料を排出する材料容器、および材料容器に係合するプロセス補助具を有する材料処理システムにおける方法であって、
ａ．フィーダーの動作の間、フィーダーの材料流れ特性に関連したプロセス・インジケータを決定すること、ここで、プロセス・インジケータは、選択された時間間隔の間のプロセス変数の変化率を含み、プロセス変数は、以下の式によって計算される平均供給係数であり、
0005476387.tif 000009
ここで、ＦＦａｖｇは平均供給係数であり、ＭＦはフィーダーを通る質量流量であり、％ＭＳはフィーダーの最大モータ速度に対するフィーダーの現在のモータ速度の比率であり、ｎは時間間隔の規定数である、；
ｂ．プロセス・インジケータとプロセス・インジケータの目標値との間の差を決定すること；  および
ｃ．ステップｂで決定した差の値に基づいてプロセス補助具の動作を調整すること、
を備えた方法。
【請求項３１】
プロセス・インジケータとプロセス・インジケータの目標値との間の差は、材料容器において悪化する流れ状態を示す、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
プロセス補助具はバイブレータであり、プロセス補助具の動作調整は、バイブレータの振幅及び振動数の少なくとも一つを変更することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
プロセス補助具の動作調整は、材料容器における著しい流れ寸断の前に行われる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
著しい流れ寸断は、材料フィーダーを通る材料流量から実質的に異なる、材料容器を通る材料流量によって特徴付けられる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
材料容器における流れ状態の検出に対応してプロセス・インジケータの目標値を調整することをさらに備える、請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】
流れ状態は、プロセス変数が選択された期間の間、実質的に一定であることによって特徴付けられる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
プロセス補助具用の出力を確立すること、および
ステップｃで決定された差に基づいてプロセス補助具用の出力を調整すること、をさらに備えた請求項３０に記載の方法。
【請求項３８】
プロセス補助具はバイブレータを含み、プロセス補助具用の出力は、材料処理システムのほぼ最低の動作バイブレータ振幅であるバイブレータ振幅である、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロス・イン・ウェイト・フィーダー、及びそれらの制御システムを含む材料輸送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかのバルク材料輸送システムにおいて、いくつかの材料は、材料容器内に入れられたとき、いくらかの補助なしには一貫して一様に流れ出ない。一例では、扱いにくい材料は、材料容器内で自立アーチまたはブリッジを形成することがあり、それは、材料容器の出口でフィーダーへの材料の流れを完全に阻止する。フィーダーは、ブリッジより下の遊離した材料を排出することができるが、たとえ依然として材料容器内に多くの材料が存在しても、フィーダーからの材料の流れは停止することがある。第２の故障モードは、ラット・ホール（rat hole）と呼ばれ、それは材料を通る狭い垂直に配向されたトンネルである。ラット・ホールは、しばしばブリッジの上方に形成され、材料容器の出口でフィーダーへの制限された材料の流れ経路を提供する。その結果、上面からの材料がラット・ホール内へ落ちたとき、材料が散発的にあるいは制限されてフィーダーへ流れることになる。通常、材料容器が空になる前に、流れは止まる。これらの条件のより低い程度のものもまた発生する。それらの場合において、ブリッジまたはラット・ホールが形成され、その後、自然に崩れる場合がある。フィーダーへの材料の流れが完全に停止することはないかもしれないが、フィーダー能力の不変性に依然として影響する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の方法の一つの実施形態は、材料フィーダーと、材料フィーダーへ材料を排出するよう構成された材料容器と、及び材料容器を振動させるように構成されたバイブレータとを有するバルク材料処理システムを含んでいる。その方法は、ａ）フィーダーの動作中、フィーダーの材料流れ特性に関連するプロセス変数を周期的に計算すること、ｂ）選択された時間間隔の間、プロセス変数の傾きを決定すること、ｃ）プロセス変数の傾きと閾値との間の差を決定すること、及び、ｄ）プロセス変数の傾きと閾値との間の決定された差に基づいてバイブレータの動作を調整することを含む、安定した流れを維持することを含む。
【０００４】
一つの実施形態において、プロセス変数の傾きと閾値との間の差は、材料容器において悪化する流れ状態を示す。
【０００５】
更なる実施形態では、プロセス変数は、以下の式によって計算された平均供給係数である。
【０００６】
0005476387.tif 000002
【０００７】
ここで、ＦＦａｖｇは、平均供給係数であり、ＭＦは、フィーダーを通る質量流量であり、％ＭＳは、フィーダーの最大モータ速度に対するフィーダーの現在のモータ速度の比であり、Ｎは、時間間隔の規定数である。
【０００８】
上記方法の一実施形態において、バイブレータの動作調整は、振動の振幅を変更することを含んでいる。別の実施形態では、バイブレータの動作調整は、振動の周期を変更することを含み、あるいはバイブレータの動作調整は、プロセス変数の傾きと閾値との間の差の値が０未満である場合に、規定量によって振動の振幅を増加させることを含んでいる。
【０００９】
更なる実施形態において、バイブレータの動作調整は、プロセス変数の傾きと閾値との間の差が０未満である場合に、振動の振幅を増加させること、およびプロセス変数の傾きと閾値との間の差が０以上である場合に、振動の振幅を減少させることを含んでいる。
【００１０】
一つの実施形態において、選択された時間間隔は、ユーザー規定の設定点に少なくとも一部基づき、ユーザー規定の設定点は、フィーダーを通る材料の選択された流量に少なくとも一部基づく。
【００１１】
一つの実施形態において、その方法は、バイブレータ用の最小出力を確立すること、およびプロセス変数の傾きと閾値との間で決定された差に基づくバイブレータ用の最小出力を調整することを含む。
【００１２】
その方法の一つの実施形態において、バイブレータの振動数は調整可能であり、上記方法は、システム共振点に基づく振動数で動作するようにバイブレータ振動数を設定することをさらに含む。一つの実施形態において、バイブレータの動作調整は、材料容器における著しい流れ中断の前に行われる。
【００１３】
その方法の一つの実施形態において、著しい流れ中断は、材料フィーダーを通る材料流量とは実質的に異なる、材料容器を通る材料流量によって特徴付けられる。その方法は、材料容器における流れ状態の検出に応じて閾値を調整することをさらに含んでいる。ここで流れ状態は、選択された期間に関して実質的に一定であるプロセス変数によって特徴付けられる。一つの実施形態において、流れ状態は、選択された期間に関して実質的に異なるプロセス変数により特徴付けられる。
【００１４】
一つの実施形態では、流れ状態は、重量変動に関係している。別の実施形態では、流れ状態は、ａ）規定値を超える材料容器からの質量流量の変化、ｂ）垂直にトンネルを掘ること（vertical tunneling）、ｃ）ブリッジング（bridging）、及びｄ）負の流れ状態の無い多大な時間、からなるグループから得られる。
【００１５】
その方法の一つの実施形態において、プロセス変数の傾きと閾値との間の差の値に基づいてバイブレータの動作を調整することは、プロセス変数の傾きと閾値との間の決定された差の値が選択された期間後に０を超える場合、バイブレータの振幅およびバイブレータの振動数の少なくとも一つを減少させることを含んでいる。その方法は、材料容器における充満レベルに基づいた、バイブレータの振動数およびバイブレータの振幅の少なくとも一つを調整することをさらに含んでいる。
【００１６】
一つの実施形態において、バルク材料移送システムは、バルク材料容器と、バルク材料容器と係合し可変出力を有するプロセス補助具と、バルク材料容器からバルク材料を受け入れるように位置決めされ、フィーダーを通りバルク材料を移送するように構成されたフィーダーと、フィーダーを通るバルク材料の移送に関する動向（trend）を確認し、この動向に基づくプロセス補助具の可変出力の変化に影響を与えるように構成された制御システムとを含んでいる。
【００１７】
一つの実施形態において、制御システムは、ａ）フィーダーの動作の間にフィーダーの材料流れ特性に関連するプロセス変数を周期的に計算する、ｂ）選択された時間間隔中のプロセス変数の変化率として定義されるプロセス変数の傾きを決定する、ｃ）プロセス変数の傾きと閾値との間の差を決定する、ｄ）プロセス変数の傾きと閾値との間で決定された差の値に基づいてプロセス補助具の動作を調整する、ように構成されている。
【００１８】
そのシステムの一つの実施形態において、プロセス補助具は、材料容器の外側に取り付けられる。一つの実施形態において、材料容器は、非対称の供給ホッパーである。一つの実施形態では、フィーダーは、ロス・イン・ウェイト・フィーダーである。一つの実施形態では、プロセス補助具は、バイブレータである。別の実施形態において、プロセス補助具は、垂直攪拌機、浮袋（air bladder）、空気パッド、空気注入器、衝撃部材、オーガー（auger）、水平攪拌機、音波装置、音響装置、および、機械的に作動する柔軟なライナーからなるグループから得られる。
【００１９】
一つの実施形態において、プロセス補助具は、悪化している流れ状態が検出されないときの低エネルギーレベルから悪化している流れ状態が検出されるときの高エネルギーレベルまでエネルギーの可変適用を可能にするように動的に調整可能である。一つの実施形態において、傾向（trend）は、システムにおける材料流れ状態に関係している。材料流れ状態は、材料容器を通る材料流量とフィーダーを通る材料流量との間の実質的な不一致を含んでいる。
【００２０】
一つの実施形態において、傾向はプロセス・インジケータ（process indicator）に関係し、制御装置は、プロセス・インジケータの少なくとも一部分に基づいてプロセス補助具の可変出力を変更するように構成される。制御装置は、プロセス・インジケータとインジケータ閾値との比較に少なくとも一部分基づいて可変出力を変更する。
【００２１】
一つの実施形態において、プロセス・インジケータは、選択された時間間隔の間にプロセス変数の変化率を含んでいる。一つの実施形態において、プロセス変数は、フィーダーの特性である。一つの実施形態において、プロセス変数は、下記の式によって決定される。
【００２２】
0005476387.tif 000003
【００２３】
ここでＰＶは、プロセス変数であり、ＦＲは、フィーダーを通る流量であり、％ＦＲは、フィーダーの最大モータ速度に対するフィーダーの現在のモータ速度の比であり、Ｎは、時間間隔の規定数および時間の所定期間からなるグループから得られた時間係数である。
【００２４】
一つの実施形態において、インジケータ閾値は、材料加工特性に基づく。
【００２５】
材料フィーダーを有する材料処理システムにおいて、材料容器は、材料フィーダーへ材料を送り込むように構成され、プロセス補助具は材料容器に係合し、方法は、フィーダーの動作中、フィーダーの材料流れ特性に関するプロセス・インジケータを決定すること、プロセス・インジケータとインジケータ閾値との間の差を決定すること、およびプロセス・インジケータとインジケータ閾値との間の決定された差の値に基づいてプロセス補助具の動作を調整すること、を含む。
【００２６】
一つの実施形態において、プロセス・インジケータとインジケータ閾値との間の差は、材料容器において悪化する流れ状態を示す。プロセス・インジケータは、選択された時間間隔の間、プロセス変数の変化率を含んでいる。
【００２７】
一つの実施形態において、プロセス変数は、下記の式によって計算された平均供給係数である。
【００２８】
0005476387.tif 000004
【００２９】
ここで、ＦＦａｖｇは、平均供給係数であり、ＭＦは、フィーダーを通る質量流量であり、％ＭＳは、フィーダーの最大モータ速度に対するフィーダーの現在のモータ速度の比であり、ｎは、時間間隔の規定数である。
【００３０】
システムの一つの実施形態において、プロセス補助具は、バイブレータであり、プロセス補助具の動作調整は、バイブレータの振幅および振動数の少なくとも一つを変化させることを含んでいる。プロセス補助具の動作調整は、材料容器における著しい流れ中断より前に行われる。その著しい流れ中断は、材料フィーダーを通る材料流量から実質的に異なる材料容器を通る材料流量によって特徴付けられる。
【００３１】
一つの実施形態において、その方法は、材料容器における流れ状態の検出に応じてインジケータ閾値を調整することをさらに含む。その流れ状態は、選択された期間に関して実質的に一定であるプロセス変数によって特徴付けられる。
【００３２】
方法の一つの実施形態において、プロセス補助具用の最小出力を確立し、プロセス・インジケータとインジケータ閾値との間で決定された差に基づいてプロセス補助具用の最小出力を調整することをさらに含む。
【００３３】
一つの実施形態において、プロセス補助具は、バイブレータを含み、プロセス補助具用の最小出力は、材料処理システムのほぼ最低の動作上のバイブレータの振幅であるバイブレータ振幅である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の一つの実施形態に関する例示的なシステムの模式的な図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態に関する例示的なシステムの模式的な図である。
【図３Ａ】図３Ａは、材料移送システムの動作中にプロセス補助具を制御するためのプロセスの例示的なフローチャートを提供する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、材料移送システムの動作中にプロセス補助具を制御するためのプロセスの例示的なフローチャートを提供する。
【図３Ｃ】図３Ｃは、材料移送システムの動作中にプロセス補助具を制御するためのプロセスの例示的なフローチャートを提供する。
【図４】図４は、図３Ａから図３Ｃのプロセスのサンプル時間を選択するプロセスのための例示的なフローチャートを提供する。
【図５】図５は、本発明の一つの実施形態によるプロセス補助具の下限を調整するためのプロセスの例示的なフローチャートを提供する。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本明細書に組み込まれこの明細書の一部を構成する添付の図面は、発明の実施形態を図示し、上述した一般的な説明、および以下に記述する詳細な説明と共に、発明の様々な特徴を説明する役目を果たす。
図は、説明の目的だけのために提示されており、以下に述べる図および特許請求範囲でさらに十分に記述される、本出願の発明の範囲を制限するように意図されない。
【００３６】
図１は、バルク材料移送システム１００の実施形態を図示する。図１の実施形態は、例として意図され、制限して考慮されるべきでない。バルク材料移送システム１００は、バルク材料（例えば固体（顆粒、ペレット、ファイバー、およびパウダーのようなもの）、スラリー、液体、あるいはこれらいずれかの組み合わせ）を供給するために使用可能である。そのような材料の例は、ＴｉＯＮＡ  ＲＣＬ−６９、Ｔｙｔａｎｐｏｌ  Ｒ−００３、顆粒状の硫黄ミックス、５−ＡＳＡメサラジン、ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０、Ｓｔｅａｍｉｃ  ＯＯＳ、ＩＲＧＡＦＯＳ１６８、ステアリン酸亜鉛、Ｄｉｖ．Ｃａ−ステアレート、酸化亜鉛、Ｃｒｏｄａｍｉｄｅ  ＥＲ、Ｄｉｖ．Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂｅ（２０２０、９４４、１１９）、Ｓａｙｔｅｘ８０１０、ホセチル・アルミニウム Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ、安息香酸ナトリウム、ＩＲＧＡＮＯＸ１０９８、Ｔｉｎｕｖｉｎ６２２、ＩＲＧＡＮＯＸ１３０、Ｒｅｄ Ｓｅａｌ Ｚｉｎｋ、Ｃｏｄｅ  ＦＩＵＢ、マグネシウム・ステアレート、Ｆｉｎａｗａｘ  Ｅ、およびパンケーキｍｉｘＰｅｒｋａｄｏｘ  １４−４０Ｂ−ＰＤ、Ｕｎｉｐｌｅｘ  ＦＥ−７００＋Ａｃｒｏｗａｘ、Ｈｙｃｉｔｅ、Ｉｒｇａｓｔａｂ  ＮＡ  ＵＨ１１、Ｉｒｇａｃｌｅａｒ  ＤＭ、Ｉｒｇａｃｌｅａｒ  Ｄ、ＤＨＴ−４ａ、Ｍｉｌｌａｄ３９８８、を含む。一つの実施形態において、バルク材料移送システム１００は、バルク材料が分配されるとき、ブリッジ、ラット・ホール、および／または、計量のための外乱を形成して、流れを不規則にすることを回避又は制限する。
【００３７】
一つの実施形態において、バルク材料移送システム１００は、材料容器１０１、フィーダー１０２、プロセス補助具１０３、および制御装置１０４を含んでいる。いくつかの応用例において、バルク材料移送システム１００は、ロス・イン・ウェイト・フィーダーシステムである。
【００３８】
図１の一つの実施形態において、バルク材料移送システム１００は、バルク材料容器１０１（例えばホッパー）を含んでいる。材料容器１０１は、バルク材料移送システム１００を用いて供給される材料を保持する。材料容器１０１に保持される材料は、貯蔵容器（図示せず）あるいは他の充填設備を用いて、又は他の手段を用いて、周期的に補充可能である。
【００３９】
一つの実施形態において、材料容器１０１は、フィーダー１０２へ材料を排出する。いくつかの配置により、材料容器１０１は、主として重力によって材料を漏斗状に注ぐ。材料容器１０１の形状は、対称的なもの、あるいは非対称的なものであってもよい。材料容器１０１の形状は、円筒状、四角形、六角形、円錐形、円錐台形、楕円、非対称であり、および／または、小さい排出部分の上方に位置する広い充填部分を有する。図１は単一の材料容器１０１を図示しているが、複数の材料容器が設けられてもよい。
【００４０】
図１における材料容器１０１は、木材、金属、プラスチックおよびエラストマーを含む多くの材料から作製可能である。例えば、鋼、ステンレススチール、アルミニウム、あるいは他の金属が、材料容器が利用される、およびある種の材料が扱われる環境に適切となるように、使用可能である。容器１０１の体積は、例えば５０〜１８０リットルとすることができる。
【００４１】
一つの実施形態において、フィーダー１０２は、バルク材料容器１０１から排出された材料を受け入れて、貯蔵所、容器あるいは他の目的地に最終的に供給される材料を移送する。フィーダー１０２は、貯蔵所、容器あるいは他の目的地へ、またはフィーダー１０２と目的地との間の他の設備位置へ材料を直接に移送することができる。図１の実施形態で示されるように、フィーダー１０２は、駆動モータ１０２−２によって駆動可能なスクリュー１０２−１を含み、排出端部１０２−３を有する。フィーダー１０２は、一又は複数の、オーガー、攪拌機、振動トレー、ベルト、スクリューフィーダー、ロータリー・パドル、あるいは、適切な駆動により材料を移送するように構成された他のタイプの装置を含むことができる。いくつかの応用例において、フィーダー１０２は、材料を連続的に正確に移送するのが望ましい。例えば、フィーダー１０２は、ユーザーが所望する特定の体積あるいは質量流量出力を供給するように制御されてもよい。
【００４２】
特に、図１に図示された例では、材料が重力によって材料容器１０１の排出部分からフィーダー１０２へ直接に流れ出るように、フィーダー１０２は、材料容器１０１の下に位置し、材料容器１０１に隣接したスクリューフィーダーである。フィーダー１０２は、要求された流量と釣り合った回転速度でそのスクリューを回すことにより、材料を移送することができる。以下に記述するように、材料容器１０１からフィーダー１０２までの材料の滑らかで遮られない流れが達成可能である。
【００４３】
バルク材料移送システム１００は、さらに、制御装置１０４、および材料容器１０１において材料容器１０１へエネルギーを適用するように構成されたプロセス補助具１０３を含む。一つの実施形態において、プロセス補助具１０３は、容器１０１にエネルギーを適用する（例えば制御線１０７を介して制御装置１０４によって送られた制御信号に応じて）ように構成される。また、図１の実施形態において、制御装置１０４は、制御線１０５を介してフィーダー１０２に接続される。
【００４４】
一つの実施形態において、材料容器１０１は、フィーダーにより材料をさらに移送するフィーダー１０２へ材料を直接移送する排出端部を有する。一つの実施形態において、プロセス補助具１０３から材料容器１０１に連結されたエネルギーが変化可能なように、システム１００は、可変出力を有するプロセス補助具１０３を含む。プロセス補助具１０３は、材料容器１０１からの材料の流れを支援するために、材料容器１０１に連結可能である。例えば、プロセス補助具１０３は、材料容器１０１の外側に連結可能である。一つの実施形態において、プロセス補助具１０３は、材料容器１０１内に収容された材料にエネルギーを与えるように構成されるいかなる装置も含んでいる。
【００４５】
一つの実施形態において、プロセス補助具１０３は、材料容器１０１の外側に連結される。いくつかの応用例において、材料容器の内側に、あるいは材料容器壁を貫通して対象物を有さないことが望ましい。材料容器１０１の外側へプロセス補助具１０３を連結することの典型的な利点は、プロセス補助具１０３が材料容器１０１内の材料と接触するのを回避することである。いくつかの応用例において、材料との接触が問題にならないような場合には、プロセス補助具１０１は、材料容器１０１内に設置可能である。
【００４６】
一つの実施形態において、プロセス補助具１０３は、動的に調整可能である。例えば、プロセス補助具１０３は、システム１００の動作中に自動的に調整可能である。いくつかの応用例において、プロセス補助具１０３は、システム１００の動作特性に応じて動的に調整される。例えば、それらの動作特性は、システム１００、あるいはフィーダー１０２のようなシステム１００の個々の構成部分を通る材料流れの速度の関数であってもよい。
【００４７】
さらに次の例として、プロセス補助具１０３の出力は、材料容器１０１および／または材料と材料容器１０１とに加えられるエネルギーを変更するように、制御装置１０４の制御下で変更可能である。種々のタイプのプロセス補助具が使用可能である。一つの実施形態において、プロセス補助具１０３は、材料容器１０１の外側に接続される一若しくは複数の電気機械アクチュエータあるいはバイブレータを含むことができる。バイブレータの振幅および振動数は、複数の範囲に渡り動的に及び独立に調整可能であり、およびバイブレータは、閉ループ振幅および振動数フィードバック制御のため接続されてもよい。
【００４８】
一つの実施形態において、ここでプロセス補助具はバイブレータを含み、バイブレータは、システムの共振振動数で、あるいはその近くの振動数で動作可能である。一つの応用例において、共振振動数で、あるいはその近くの振動数でバイブレータを動作させることは、バイブレータが所望の振幅変調を効率的に達成することを可能にする。したがって、制御装置１０４は、現在の動作状態に応じて必要なときに、振幅または振動数を調整あるいは変更することができる。プロセス補助具１０３の例は、垂直攪拌機（例えば、上部又は下部駆動の低速垂直攪拌機）、浮き袋（air bladder）、空気パッド（例えばＢｉｎＭａｓｔｅｒモデルＡｉｒｂｒａｔｏｒ）、空気注入器（例えばＷＡＭグループＰａｒｔ＃  ＵＯ２５）、衝撃部材、オーガー、水平攪拌機、音波装置（音響装置）、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｆｌｅｘ  Ｗａｌｌ  Ｆｅｅｄｅｒの型式ＤＤＷ−ＭＤ５−ＦＷ４０、およびＫ−Ｔｒｏｎ  Ｓｈｅａｒ  Ｈｏｐｐｅｒの部品番号０９１３９０００８０のような機械的に作動するフレキシブルライナー、特注容器、これらの組み合わせ、等を含む。いくつかの実施形態において、プロセス補助具１０３は、容器の内部周囲のまわりに位置決めされる。
【００４９】
一つの実施形態において、垂直攪拌機は、材料容器の内部周囲のまわりに位置するプロセス補助具である。いくつかの構成において、攪拌機の動的制御は、攪拌機モータの速度を調整することによってなされ、いくつかの実施形態において、その調整は、速度プロファイル（例えば時間間隔中）に従ってなされる。同じ制御技術は、水平攪拌機に適用可能である。
【００５０】
材料容器壁にあるエアノズルまたは空気パッドは、流れを促進するために材料へ通気するように使用可能である。個々のあるいは複数のユニットを並べると同様に、時間間隔を超えて導入された空気量を制御することによって、これらの装置の制御は達成可能である。一つの実施形態において、空気パッドは、大面積にわたりそしてエアノズルに空気を分散させる。空気パッドは、また、材料容器壁とそのエラストマー・コーンとの間から空気が漏れるとき、振動することがある。一つの実施形態において、振動は制御されない。
【００５１】
一つの実施形態において、浮き袋は、材料容器の内壁に取り付けられた空気を通さない柔軟な薄膜である。いくつかの構成において、複数の浮き袋は、材料容器に設置される。袋は、材料を材料容器に移動し流れを促進するために、空気で膨張可能である。浮き袋は、また、材料容器の内部体積が一定に保持され、材料が移されるだけで圧縮されないように、順に膨張し空気を抜いてもよい。浮き袋の制御は、複数の袋を並べると同様に、膨張の速度、期間、及び体積を変化させることにより達成可能である。一つの構成では、流れを促進するため、空気は、バルク材料において衝撃波あるいは振動を生成するように、袋内へ迅速に鼓動可能である。
【００５２】
柔軟な壁材料の容器は、材料流れを促進するために機械装置によって作動可能である。一つの実施形態において、柔軟な壁は、一定の変位および一定の変位プロファイルに帰着するモータによって駆動される固定の機械的リンク機構によって動かされる。最も単純な制御方式では、モータ速度は、変更可能である。より高度な動作制御装置またはシステムを使用して、可変な変位、速度、及び動作のプロファイルが生成可能である。
【００５３】
流れ補助用の音響および音波装置は、材料の流れに影響するのに十分な出力を生成するために調整されたホーンの形態を取ることができる。音響および音波装置は、連続的に動作する必要はない。音響および音波装置を積極的に制御するため、送風（blast）の時間間隔および送風間の時間は、変更可能である。さらに、複数のホーン配列が使用される場合、ホーンの並びは制御可能である。
【００５４】
例えば、プロセス補助具１０３が空気注入器システムを含む場合、可変出力は、空気圧の増加又は減少、および／または空気パルス周波数の増加又は減少に対応可能である。プロセス補助具１０３が音響波発生器を含む実施形態において、可変出力は、音響の振幅および／または周波数の増加又は減少に対応することができる。
【００５５】
バルク材料移送システム１００は、また、重量計システム１０６を含むことができる。一つの実施形態において、制御装置１０４は、制御線１０８によって重量計システム１０６に接続される。重量計システム１０６は、材料容器１０１、フィーダー１０２、あるいはプロセス補助具１０３、またはこれらの組み合わせの重量を連続的に測定するロードセルあるいはスケールを含むことができる。一つの実施形態において、重量計システム１０６は、それらの構造において材料の重量を決定するように構成される。一つの実施形態において、ロードセル変換器の配列は、材料容器１０１、フィーダー１０２およびプロセス補助具１０３の重量を測定し、かつ、例えば同じ構成部分の自重を引くことで、フィーダー１０２から排出される材料の重さを感知するように構成されてもよい。材料の重量は、ロードセルによって連続的に感知され、データは制御装置１０４によって処理される。ロードセルは、外部の電子装置、フィーダーの機械的動作、および近くの機械からの振動のような環境影響からのノイズにフィルターをかけるフィルターを含むことができる。ロードセルは、例えば、ニュージャージー、ピットマンの、Ｋ−Ｔｒｏｎ・Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社により製造された１２０ｋｇ、ＳＦＴ−ＩＩ・Ｐａｒｔ＃３１０１９００４２および９０ｋｇ、Ｄ５Ｐｌａｔｆｏｒｍ  Ｓｃａｌｅ・Ｐａｒｔ＃  ０００００００００３であってもよい。
【００５６】
制御装置１０４は、入力データを感知し、蓄積し、分析し、格納し、また、接続される構成部分へデータを出力する。一つの実施形態において、制御システムは、重量計システム１０６、フィーダー１０２、およびプロセス補助具１０３と通信する制御装置１０４を含んでいる。制御装置１０４は、シリアルな重量経路（serial weight channel）であってもよい制御線１０８をわたり重量計システム１０６からデータを受け入れることができる。制御装置１０４は、また、フィーダー１０２の動作の監視および制御（例えば制御線１０５を介して）、並びに、制御線１０７を介してプロセス補助具１０３の動作の監視および制御を行うことができる。制御装置の一例は、Ｋ−Ｔｒｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ，ＫＣＭ  ＬＷＦ ｐａｒｔ  ｎｏ．００００００４０４１，００００００２６１０である。
【００５７】
図２は、バルク材料移送システムの別の実施形態を図示する。図２は、以下に提供されたものを除いて、図１と同じ一般的な構成部分を含んでいる。図２のバルク材料移送システム２００は、第１制御装置２０４−１および第２制御装置２０４−２を含んでいる。一つの実施形態において、第１制御装置２０４−１および第２制御装置２０４−２の機能は、制御装置１０４において実行される。一つの実施形態において、第１制御装置２０４−１は、フィーダー１０２、重量計システム１０６、および第２制御装置２０４−２に接続される。第２制御装置２０４−２は、プロセス補助具１０３および重量計システム１０６に接続可能である。第２制御装置２０４−２の一例は、Ｋ−Ｔｒｏｎ ＡｃｔｉＦｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ  ｐａｒｔ ｎｏ  ０００００１５８５９である。一つの実施形態において、バイブレータ２０３であってもよいプロセス補助具１０３は、制御装置２０４−２の制御の下で材料容器１０１における材料にエネルギーを加えるように構成される（例えば、間接的にあるいは直接に材料容器１０１へエネルギーを加えることにより）。第２制御装置２０４−２は、以下に説明するように、下限設定（floor setting）を蓄えることができる。特に、第２制御装置２０４−２は、重量計システム１０６、プロセス補助具１０３およびフィーダー１０２からのデータを受け入れることができ、かつ閉ループフィードバック制御によりプロセス補助具１０３を制御することができる。その代わりに、あるいはさらに、制御装置２０４−１は、フィーダー１０２、重量計システム１０６およびプロセス補助具１０３からデータを受け入れることができ、かつ閉ループフィードバック制御により制御装置２０４−２を介してプロセス補助具１０３を制御することができる。上述のように、プロセス補助具１０３は、プロセス補助具１０３によって材料容器１０１に加えられるエネルギーを変化させるように制御されてもよい。
【００５８】
システム動作の一例は、一例として図１のバルク材料移送システム１００を用いて提供されるだろう。一般的に、バルク材料移送システムによる材料の流れは、貯蔵容器あるいは他の充填装置（図示せず）によって材料容器１０１が満たされることにより始まる。一つの実施形態において、材料容器１０１は、主として重力によって、充填部分から排出部分へ、さらに、下に位置し材料容器の排出部分に隣接するフィーダー１０２へ材料を流し込む。その後、フィーダー１０２は、材料がいくらかの貯蔵所あるいは処理装置（図示せず）内へ排出されるところの、フィーダー１０２−３の排出端部へスクリュー・フィードによって材料を移送することができる。プロセス補助具１０３は、制御装置１０４の制御下で、材料容器１０１を通る材料の流れを支援することができる。
【００５９】
一つの実施形態では、プロセス補助具１０３なしで、微粉のような材料は、材料容器１０１において自立アーチまたはブリッジを形成することがあり、それは、フィーダー１０２への材料の流れに影響することがある。フィーダー１０２は、ブリッジより下の遊離した材料を排出することがあり、たとえ依然として材料容器１０１に多くの材料が存在しても、フィーダー１０２からの材料の流れは、停止することがある。
【００６０】
様々なプロセス変数は、システム能力情報を提供するために確かめることができ、および／または、システム１００へ動作上の調整を提供するために使用可能である。例えば、制御装置１０４は、重量計システム１０６から連続的な重量データを受け入れて、フィーダー１０２からの排出質量流量を計算することができる。例えば、排出質量流量は、期間（Δｔ）にわたる材料の重量（ΔＷ）の差であってもよい。その排出流量は、ユーザーが規定した質量流量の設定点と比較されてもよい。
【００６１】
一般的に、そのプロセス変数は、システムを通る材料の流れを特徴付けるあるいは材料の流れを示すいくつかの値のいずれかであってもよい。例えば、そのプロセス変数は、質量流量、ＩｎｓｔＦＦ、平均の瞬間速度流れ係数（ＩｎｓｔＦＦａｖｇ）、選択された時間間隔中のＩｎｓｔＦＦａｖｇの変化率、あるいはシステムの他の材料流れ特性であってもよい。
【００６２】
一つの実施形態において、制御装置１０４は、悪化する流れ状態を予測し、および／または検出するように構成される。制御装置１０４は、悪化する流れ状態を先制して停止するために介在するように、いくつかの実施形態では悪化する流れ状態を逆転するように、プロセス補助具１０３を制御するようにさらに構成可能である。いくつかの実施形態において、プロセス変数は、システムによって決定され、悪化する流れ状態を伝えるまたは検出するために使用される。例えば、制御装置１０４は、フィーダー１０２を通る材料の移送に関する傾向を確認し、確認された傾向に基づいてプロセス補助具１０３の可変出力を変更することができる。制御装置１０４によって確認された傾向は、材料流れ状態の変化を告げるような（例えばプロセスの変更）、システムのプロセス特性に関連することもある。一つの実施形態中において、そのプロセス変数の変更は、効率係数の変更であってもよい。一つの実施形態において、そのプロセス変数の変更は、瞬間の供給係数（以下に述べる）の変更、あるいは瞬間の供給係数を変更する関数（例えば以下に述べるような平均供給係数）であってもよい。一つの実施形態において、制御装置の可変出力への変更は、プロセス特性設定点（例えばプロセス変数設定点）とプロセス特性（例えばプロセス変数）との比較に基づく。一つの実施形態において、プロセス特性は、選択された時間間隔中のプロセス変数の変化率である。
【００６３】
その代わりに、あるいはさらに、制御装置１０４は、フィーダー１０２を通る材料の移送に関する傾向を確認し、確認された傾向に基づいてプロセス補助具１０３の可変出力を変更することができる。一つの実施形態において、確認された傾向の成分は、その傾向が観察される時間の大きさである。よって、例えば、制御装置１０４によって確認された傾向は、選択された時間間隔中のプロセス変数（例えばフィーダー１０２、材料容器１０１、あるいは別のシステム構成部分に関連したプロセス変数）の変化のような、システムのプロセス特性に関連してもよい。
【００６４】
選択された時間間隔は、予め選択された期間であってもよい。一つの実施形態では、選択された時間間隔は、システムの動作中に参照テーブルから選択されてもよいし、さらに別の実施形態では、選択された時間間隔は、例えば、図４に関して以下に説明するように、自動的に選択されてもよい。一つの実施形態では、選択された時間間隔は、ユーザーによって設定される。選択された時間間隔は、以下に述べるように、システムを通る（例えばフィーダー１０２を通る、材料容器１０１を通る、あるいはシステム１００、２００の別の構成部分を通る）材料の選択された流量に基づいてユーザーが規定した設定点に、少なくとも一部分、基づくことができる。
【００６５】
プロセス補助具１０３をいつ調整するかを決定するために、様々なプロセス変数が制御装置１０４によって使用可能である。いくつかの構成において、プロセス変数は、材料流れ特性に関係している。一つの実施形態において、瞬間の供給係数（ＩｎｓｔＦＦ）で呼ばれるプロセス変数が用いられてもよい。一つの実施形態において、ＩｎｓｔＦＦは、バルク材料移送システムの動作性能（例えば、その動作効率を含む）のスナップショット推定値を提供する。ＩｎｓｔＦＦは、最大のフィーダースクリュー速度、つまり１００％、の割合として、フィーダースクリュー速度（質量流量が計算された時間間隔中、例えば２５０ｍｓ、に得られた）で除算されたフィーダーからの計算された排出質量流量に相当することがある。例えば、フィーダースクリュー速度がその最大速度の４０％で動作しており、フィーダーの質量流量が６５ｋｇ／ｈとして計算される場合、ＩｎｓｔＦＦは、６５／０．４＝１６２．５ｋｇ／ｈとして計算されるだろう。このように、理論的にフィーダー１０２は、時間のその瞬間で、フィーダースクリューが１００％の速度で動作しているとき、１６２．５ｋｇ／ｈの最大質量流速度を達成することができるであろう。一つの実施形態において、ＩｎｓｔＦＦは、フィーダー１０２の材料流れ特性に関連したプロセス変数であってもよい。
【００６６】
一つの実施形態において、プロセス変数は、フィーダーのモータの最大速度に対するフィーダーの現在のモータ速度のパーセンテージ比率で割られた、規定数の時間間隔あるいは規定の期間であってもよい時間係数である（Ｎ）で割られた、規定数の時間間隔（それらは選択された時間間隔であってもよいし、でなくてもよい）中の瞬間の供給係数の合計として計算される。
【００６７】
一つの実施形態において、プロセス変数は、下記の式（１）によって決定された平均の瞬間の供給係数（あるいは平均の供給係数）である。ここで、ＦＦａｖｇは、平均の瞬間の供給係数であり、ＭＦは、フィーダーを通る測定された質量流量であり、ＭＳ％は、フィーダーの最大モータ速度に対するフィーダーの現在のモータ速度のパーセンテージ比であり、Ｎは、規定数の時間間隔あるいは規定期間であってもよい時間係数である。例えば図３Ａ〜図３Ｃの、ステップ３１３〜３３２を参照。
【００６８】
【数１】
0005476387.tif 000005
【００６９】
一つの実施形態において、システム１００は、システム１００によって処理される材料の種類に与えられる検討によって動作されてもよい。例えば、異なる種類の材料は、特定の材料が処理可能な相対的な困難さあるいは容易さを反映した異なる流れ性質あるいは流れ特性に関連するかもしれない。一つの実施形態において、その困難さあるいは容易さは、材料の流れ特性によって反映される。一つの実施形態において、システム１００は、その材料流れ特性に対応した設定でシステム１００を動作することによって、その材料流れ特性に与えられる検討により動作可能である。一つの実施形態において、システム設定は、プロセス特性設定点に関係している。
【００７０】
一つの実施形態において、粘着性のある粉末のような処理するのが難しい材料は、処理が容易な材料よりも高いエネルギーレベル（例えば、より大きな振幅振動に対応する）で出力されるプロセス補助具を必要とすることがある。よって、プロセス特性設定点は、プロセス補助具１０３用のエネルギー出力の最低水準に対応してもよい。一つの実施形態において、下限設定は、システム１００の進行している動作中、プロセス補助具１０３用の最小出力であってもよい。
【００７１】
ここでより詳しく述べるように、システム１００の選択された動作期間中の処理の変化（例えば、流れ状態の悪化が検出された、あるいはその発生が予測されたときのような）に対応して、その出力は、増加してもよい。下限設定もまた、動作の長期的な困難さあるいは容易さを反映するために調整されてもよい。一つの実施形態において、最小レベルのエネルギー出力は、動的に調整されてもよいプロセス補助具１０３の下限設定である。そのような下限設定を動的に調整する一つの方法は、図５に関してより詳細に以下に記述される。よって一つの実施形態では、プロセス特性設定点は、材料の処理が容易と予想されるか、あるいは困難と予想されるかに基づいて、減少または増加可能である。いくつかのプロセス特性設定点は、ユーザーによる選択のため利用可能であってもよいことに注目すべきである。一つの実施形態において、ユーザーは、プロセス特性設定点のメニューに基づいて、あるいはメニューにないプロセス特性設定点を入力することにより、プロセス特性設定点を規定可能である。一つの実施形態では、容易に処理される材料は、処理が難しい材料に関するプロセス特性設定点よりも低いプロセス特性設定点が使用される。プロセス特性設定点は、容易から困難までの区分範囲に沿った異なる材料の材料加工特性を一まとめにすることによって規定してもよい。
【００７２】
ここでより詳しく述べるように、プロセス補助具１０３の動作は、材料の流れの大幅な中断が発生する前に、調整されてもよい。材料の流れの大幅な中断は、規定時間での、フィーダーを通る材料の流量とは大幅に異なる材料容器１０１を通る材料の流量によって特徴付けられるかもしれない。一つの実施形態において、ブリッジのような材料容器１０１における著しい流れの中断に先立って、選択された時間間隔中のプロセス変数の変化率（つまり、一つの実施形態では、プロセス変数の傾き−それ自体プロセス変数）は、急速に減少し、プロセス補助具１０３の出力は、材料の流れを維持し、および／または改善するために増加可能であり、一つの実施形態では、プロセス補助具１０３の出力は、プロセス変数の傾きと閾値との間の差が負の値である場合には、増加される。一つの実施形態において、プロセス変数の傾きと閾値との間の差が負の数である場合には、悪化する流れ状態は、材料容器におけると予想される。
【００７３】
一つの実施形態において、閾値は、プロセス変数が選択された期間にて実質的に一定か、あるいは実質的に異なることによって特徴付けられる流れ状態に応じて調整されてもよい。選択された期間は、予め選択された時間間隔であるのが好ましい。一つの実施形態において、選択された期間は、システムの動作の間に参照テーブルから選ばれる（例えば、自動的に選択される）。一つの実施形態では、閾値は、予期しない重量変動の検出に基づいて調整されてもよい。
【００７４】
一つの実施形態において、図３Ａから図３Ｃを参照して、制御装置１０４によって実行される処理ステップが示されている。制御装置１０４は、例えばマイクロプロセッサベースの制御装置であってもよい。
【００７５】
一つの実施形態で述べられるように、制御装置１０４は、フィーダーを通る材料の移送に関する傾向を確認するように構成され、かつその傾向に基づいてプロセス補助具の可変出力の変化に作用するように構成される。
【００７６】
制御装置１０４によって用いられるプロセスの一実施形態が図３Ａから図３Ｃに図示されている。
【００７７】
図３Ａのステップ３０１において、制御装置１０４は、規定の時間間隔、例えば２５０ｍｓｅｃごとに、図示するアルゴリズムを実行することができる。当業者のある者は、規定の時間間隔は、所望のように異なる間隔で、および使用される特定のシステムに一致して生成可能であることを知っているであろう。ステップ３０２では、制御装置１０４は、フィーダー１０２が動作しているか、停止しているかをチェックする。ステップ３０２で、フィーダー１０２が動作していなければ、プロセス補助具１０３は、ステップ３０３で、０％のエネルギーレベル出力に調整され、アルゴリズムは、ステップ３０４で終了し、そしてステップ３０１が適切な間隔で繰り返される。ステップ３０２で、フィーダー１０２が動作していると判断されたならば、ステップ３０５では、予期しない重量変動状態が存在するか否かを問い合わせる。その答えがイエスであれば、制御外乱カウンターは、ステップ３０６でインクリメントされ、アルゴリズムはステップ３０７で終了し、適切なように、ステップ３０１が繰り返される。
【００７８】
ステップ３０６で予期しない重量変動が検出されない場合、ステップ３０８では、制御装置１０４は、フィーダー制御アルゴリズムの積分制御の寄与がある閾値を超えるか否かを決定する。具体的には、図示する実施形態において、ステップ３０８は、積分ワインドアップ（integral windup）として知られるエラー状態を指す。積分ワインドアップは、制御産業において一般に用いられる比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御の用語である。一つの実施形態において、ワインドアップは、フィーダーのモータ速度を増すことができず応答において負のエラーを生じるときで、計算された質量流量が設定点の質量流量未満であるときに発生する状態である。このシナリオにおいて、積分されたエラー期間は、これは既に負であり、ＰＩＤ制御器出力の積分である部分であり直近の比例の寄与を引いた駆動指令値として計算されるフィーダー積分エラーＦｉｖを、急速に減少し始め、エラーを修正しようと試みるように急速に増加し始める。システムの好ましい実施形態の正常な重量動作の間に、フィーダー積分エラーＦｉｖは、通常、フィーダーの駆動指令値と同じ値を有し、それは、フィーダーの全スクリュー回転数の動作パーセンテージ、例えば４０％、に対応するのが好ましい。比例の寄与は、通常小さい。
【００７９】
ステップ３０８では、積分ワインドアップが存在することを示す、Ｆｉｖ計算が閾値（例えば上限値）よりも大きい場合、制御外乱カウンターは、ステップ３０９でインクリメントされ、ステップ３１０に到達する。
【００８０】
ステップ３１０で、制御装置１０４は、動作モード指示をチェックする。一つの実施形態において、システム１００は、２つのモード（例えば重量モードおよび容積測定モード）で動作する。一つの実施形態において、システム１００が第１モードで動作しているとき、制御装置１０４は、ステップ３１２で、モード１第１プロセス変数を計算する。同様に、システム１００が第２モードで動作しているとき、制御装置１０４は、ステップ３１１で、モード２第１プロセス変数を計算する。図３Ａの実施形態において、どちらか一方のモードにおいて計算された第１プロセス変数が、以下で詳しく述べるように、ステップ３１３で用いられる。
【００８１】
一つの実施形態において、システム１００の２つの動作モードは、重量モードおよび容積測定モードである。重量モードの一つの実施形態では、駆動指令は、フィーダー１０２を通る（例えば、選択された設定点まで）質量流量を維持するように調整される。駆動指令は、フィーダー１０２の最大モータ速度に対するフィーダー１０２の現在のモータ速度の比であるのが好ましい。ＰＩＤ制御装置は、フィーダーのモータ速度を制御するために用いられる一つの方法である。容積測定モードの実施形態では、駆動指令は、一定に維持され（例えば、それが意図的に調整されなければ）、計算された質量流量は、変化するだろう。
【００８２】
重量モードおよび容積測定モードの例示的な実施形態において、第１プロセス変数計算が説明されるであろう。図３Ａに図示されるように、一つの実施形態においてステップ３１２では、システム１００は容積測定モードで動作し、モード１第１プロセス変数は、瞬間的な供給係数であってもよく、これはステップ３１２で、式ＩｎｓｔＦＦ＝ＭＦ／ＤＣによって計算され、ここでＭＦはフィーダー１０２を通る質量流量であり、ＤＣはフィーダー駆動指令である。一つの実施形態において、質量流量は計算値であり、駆動指令は一定である（例えば、それが意図的に調整されなければ）。例えば、フィーダーのスクリュー速度がその最大速度の４０％で作動する場合、フィーダーの質量流量は、６５ｋｇ／ｈとして計算され、ＩｎｓｔＦＦは、６５／０．４＝１６２．５ｋｇ／ｈとして計算されるであろう。
【００８３】
ステップ３１１では、システム１００は重量モードであり、モード２第１プロセス変数は、式ＩｎｓｔＦＦ＝ＳＰ／Ｆｉｖによって計算された瞬間的な供給係数であってもよい。ここで、ＳＰは設定点であり（例えば、ユーザーが選択した設定点あるいは自動的に選択された設定点の、規定の設定点である質量流量設定点）、ＦｉｖはＰＩＤ制御器出力の積分部分であり、直近の比例寄与部を引いた駆動指令値として計算される。直近の比例寄与部の測定は、プロセス制御分野における当業者に既知のいずれかの方法によって行うことができる。一つの実施形態において、システムを通る質量流量は、重量モードで動作するとき、数値的にほぼ設定点に等しく、ＰＩＤ制御器出力の積分部分は、最大フィーダースクリュー速度の割合としてフィーダースクリュー速度に数値的にほぼ等しい。もちろん、異なった第１プロセス変数が、例えば、使用されたプロセス補助具および所望の制御に依存して使用可能である。
【００８４】
図３Ａから図３Ｃの例に従って、モードにかかわらず、システム１００は、ステップ３１３で、制御装置１０４が、式ＰＶＳｕｍ＝ＰＶＳｕｍ＋ＰＶに従い、３００ループのプロセス（例えば２５０ミリセカンドごと）として、計算された第１プロセス変数を付加的に合計するものである。よって例えば、第１プロセス変数が瞬間的な供給係数（上述したような）である場合、ステップ３１３でのインクリメントの合計は、ＩｎｓｔＦＦＳｕｍ＝ＩｎｓｔＦＦＳｕｍ＋ＩｎｓｔＦＦである。ステップ３１４では、制御装置１０４は、ループ数をチェックする。ループ数がプリセットした最大限度に達する場合、制御装置１０４はシステムが空か否かをチェックする。当業者が理解するように、ステップ３１４および３１５は、プロセスを通して多くの場所で発生可能であり、プリセットした最大限度は、当業者によって選択可能である。
【００８５】
ステップ３１５では、制御装置は、システムが空になっているかどうかを決定する。一つの実施形態では、システムの正味の重量が低か否かを決定するために、サブルーチンが実行される。当業者が認識しているように、システムがほぼ空か否かを決定する多くの方法が存在する。いかなる方法も発明と調和して用いることができる。システムがほぼ空であると決定する場合、制御装置は、ステップ３１６で、システム空フラグをセットする。システムがまだ空ではない場合、そのフラグは、ステップ３１７で取り除かれる。
【００８６】
ステップ３１８では、図３Ｂに図示したように、ループ数が、４０のようなパスの第２の規定数に達したか否かを決定するために、チェックされる。ループ・カウンタが規定数に等しくない場合、カウンターはインクリメントされ、アルゴリズムはステップ３１９で終了し、必要に応じてステップ３０１に戻る。ステップ３１８において、カウンターが規定数と等しい場合、ステップ３２０では、第１プロセス変数の平均が計算され格納される。一つの実施形態において、瞬間的な供給係数平均（ＩｎｓｔＦＦａｖｇ）が計算され、サーキュラーＦＩＦＯバッファーのようなメモリに蓄えられる。例えば、規定数が４０であり、ＩｎｓｔＦＦの時間間隔が２５０ｍｓｅｃである場合、ＩｎｓｔＦＦａｖｇは、１０秒間隔（つまり、２５０ｍｓｅｃ×４０）に基づく。さらに、ループ・カウンタがリセットされ、第１プロセス変数の合計がリセットされる。
【００８７】
次のステップ３２１では、例えば、図４で示されるように、選択したサンプル時間またはサイズが読み出され、サンプル数が計算される。サンプル時間またはサイズは、フィーダーのタイプおよび分配される材料のタイプに関連するかもしれない。例えば、高速のフィーダーは、悪化する流れ状態が感知された後、１分または２分で空にすることができる。一方、低速のフィーダーは、そのような状態が感知された後、空になるのに２０分あるいは３０分を要する場合がある。従って、サンプリング数あるいは時間は、低速フィーダーよりも高速フィーダー用はより小さいことがある。サンプル時間は、例えば２０秒から２４０秒までの範囲であってもよい。さらに、サンプル数は、例えば１０秒間隔のような時間間隔で割られた選択サンプル時間として計算されてもよい。時間間隔は、ＩｎｓｔＦＦａｖｇの時間間隔に対応して設定可能である。
【００８８】
ステップ３２２では、サンプル数がインクリメントされる。よって、サンプル数カウンターは、サンプル時間の間にサンプル数のカウント数を維持する。例えば、サンプルカウンターによって維持されたカウントは、サンプル時間の間にメモリに蓄えられたＩｎｓｔＦＦａｖｇ値の数に相当するかもしれない。
【００８９】
ステップ３２３では、制御装置は、ステップ３２１で決定されたサンプル数がその上限値に達したか否かをチェックすることにより、ステップ３２１で選択されたサンプル時間が経過したか否かを問い合わせる。サンプル数がその上限値に達していない場合、アルゴリズムはステップ３２４で終了し、ステップ３０１が繰り返される。ステップ３２１でサンプル数がその上限値に達している場合には、アルゴリズムはステップ３２５に移る。
【００９０】
例えば、線形回帰技術を用いて、制御装置１０４は、ステップ３２５でプロセス変数の傾きを計算する。一つの実施形態では、上述したプロセスを通して決定されたもののように、一連のＩｎｓｔＦＦａｖｇ値からの傾きは、メモリから検索された。その傾きを計算するために使用されるＩｎｓｔＦＦａｖｇ値の数は、サンプル時間の間に蓄えられたＩｎｓｔＦＦａｖｇ値の数と等しくてもよい。例えば、特定のフィーダー用のサンプル時間が６０秒である場合、サンプル数は、６（例えば、６０秒を１０秒の時間間隔で割る）であり、過去６つの格納されたＩｎｓｔＦＦａｖｇが１６０、１６１、１５９、１６０、１５８および１５７だった場合、プロセス変数の傾きは、−０．６５７として計算されるだろう。
【００９１】
ステップ３２６では、制御装置１０４は、ステップ３２５で計算されたプロセス変数の傾きを標準化する。一つの実施形態において、プロセス変数の傾きは、ＩｎｓｔＦＦａｖｇの変化率として標準化されてもよい。例えば、傾斜は、下記のように表わすことができる。
【００９２】
傾き（％）＝１００％＊（サンプル数−１）＊プロセス変数傾き／最後のＩｎｓｔＦＦａｖｇ
【００９３】
ここで、傾き（％）はＩｎｓｔＦＦａｖｇにおける変化率として表現される。よって、上述の例では、傾き（％）＝１００％＊（６−１）＊−０．６５７／１５７）＝−２．１％である。例において、プロセス変数（ＩｎｓｔＦＦａｖｇ）傾き（％）は、前のサンプル時間の間に２．１パーセント低下した。
【００９４】
閾値は、プロセス変数の大幅な悪化があったか否かを決定するために用いられてもよい。例えば、一つの実施形態において、プロセス変数の閾値（例えば傾き）は、経験的に決定される。それは、所定の応用例用の規定値でもよいし、状態を保証するものとして調整されてもよい。さらに、ステップ３２７で示されるように、プロセス変数の閾値は、システム状態に基づいて調整されてもよい。一つの実施形態において、プロセス変数の閾値は、−４．５％に設定可能であり、また、累積誤差（例えば制御外乱カウンターによって示されるように）の数に基づいて調整されてもよい。一つの実施形態において、プロセス変数の閾値は、０％の傾きまで調整される。一つの例により、制御外乱カウンターが規定時間（例えば過去６０秒）の間に合計５カウントを蓄積した場合、プロセス変数の傾き閾値は、関係、つまり調整された閾値＝−４．５％＋（制御外乱数／１０）を用いて、−４．０％に調整されるだろう。プロセス変数の閾値は、あるケースでは、制御外乱カウンターが高いとき、流れ状態のかなりの悪化がありそうな事実を評価して調整される。ステップ３２７の後、制御外乱カウンターまたはエラー・カウンターは、次のサンプル時間のためにステップ３２８でゼロにリセットされる。もちろん、プロセス変数の閾値の調整は、いくつかの応用例では必要ではないことがある。
【００９５】
ステップ３２９では、ステップ３１６からのシステム空フラグがチェックされ、フラグがセットされる場合には、プロセス補助具出力は減じられ（例えばプロセス補助具の最大出力の２０％まで）、アルゴリズムはステップ３３７で終了し、ステップ３０１が繰り返される。これに反して、ステップ３２９でのチェックが、システム空フラグはクリアーされたことを示している場合には、アルゴリズムは、ステップ３３２に移る。
【００９６】
プロセス変数の傾き（つまり傾き変化のパーセント）は、ステップ３３２でプロセス変数閾値と比較される。プロセス変数の傾きがプロセス変数の閾値未満である場合には、下位閾値カウンターは１がインクリメントされ、上位閾値カウンターは、ステップ３３３でゼロにリセットされる。この状態は悪化する流れ状態を表し、プロセス補助具１０３出力は、ステップ３３４でその最大出力の例えば１０％にて増加してもよい。もちろん、プロセス補助具１０３の出力は、一定の値あるいは増加する値によるように、幾つかの他の方法で増加されてもよい。プロセス変数の傾きが閾値以上である場合には、好ましい流れ状態を示しており、下位閾値カウンターは、ゼロにリセット可能であり、上述の閾値カウンターは、ステップ３３５に図示するように１にてインクリメントされる。
【００９７】
一つの実施形態において、好ましい流れ状態が十分な期間で存在するとき、上述の閾値カウンターは、インクリメントされ、ステップ３３６で閾値数に対して比較される。例えば、上述の閾値カウンターが閾値数よりも大きい場合、プロセス補助具１０３の出力は、プロセス補助具がステップ３３８でプロセス補助具設定（例えば下限閾値）を超えて動作しているというチェックに続いてステップ３４０で減少する。一つの実施形態において、閾値数は、例えば５であってもよく、プロセス補助具１０３の出力は、割合、例えばステップ３４０でその最大出力の４％、あるいは所定値によって、減少してもよい。上述の閾値カウンターが閾値数未満（例では５）である場合には、アルゴリズムは、ステップ３３７で終了し、ステップ３０１が繰り返される。さらに、プロセス補助具１０３がステップ３３８でそのプロセス補助具設定（例えば下限閾値）を超えない場合には、アルゴリズムは、ステップ３３９で終了し、ステップ３０１が繰り返される。例では、好ましい状態は、プロセス補助具出力の減少に影響を及ぼすために、悪化する流れ状態よりも少なくとも５倍長く存在しなければならない。
【００９８】
図３Ｂのステップ３２１に関して上述したように、図４はサンプル時間を選択するためのプロセス例を図示している。ステップ４０１で示されるように、図４の処理ステップは、規定の間隔、例えば１０秒ごとで繰り返されてもよい。あるいは、図４の処理ステップは、規定の状態の発生で引き起こされることがある。一つの実施形態において、サンプル時間が検索され、サンプル数が生成される。上述の説明および図４のフローチャートを参照のこと。ステップ４０２では、サンプル時間が選択される。サンプル時間は、供給係数に関連して質量流量設定点に依存して選択可能である。例えば、質量流量設定点が供給係数に近いほど、サンプル時間は小さい。特に、ステップ４０２におけるサンプル時間は、ユーザーの質量流量設定点の関数、および計算された瞬間的な供給係数ＩｎｓｔＦＦであってもよい。サンプル時間は、例えば、２０秒から２４０秒まで変化可能である。ステップ４０２は、サンプル時間と設定点ＳＰとの一つの可能な関係、および供給係数ＦＦ（つまりＩｎｓｔＦＦ）を示す。サンプル時間は、参照テーブルから選択可能である。サンプル数は、時間間隔の規定数、例えば上述したように１０秒で割られたサンプル時間として決定されてもよい。しかしながら、この記述は、例として意図したものであり、他の関係が可能である。
【００９９】
サンプル時間が選択された後、ステップ４０３で制御装置１０４は、下位閾値カウンター（図３Ｃのステップ３３３およびステップ３３５から）を設定値（例えば、設定値は２でもよく、あるいは別の規定数でもよい）と比較する。下位閾値カウンターが設定値よりも大きくない、あるいは設定値に等しい場合には、サブルーチンはステップ４０４で終了し、適切な時間でステップ４０１に戻る。下位閾値カウンターが設定値よりも大きい、あるいは設定値に等しい場合には、サンプル時間はステップ４０５で減じられる。例えば、サンプル時間は、一定量あるいはパーセンテージ量によって減じることができる。一つの実施形態において、サンプル時間は、一定値、例えば２、で割られる。ステップ４０６は、減じられたサンプル時間が下限値以上であることを保証する。減じられたサンプル時間が下限値未満である場合には、サンプル時間は、ステップ４０８で下限値にセットされることがある。一例によれば、下限値は２０秒であることがある。ステップ４０７およびステップ４０９は、ステップ４０６およびステップ４０８からのサブルーチンをそれぞれ終了する。
【０１００】
プロセス補助具の長期的な下限調整の概念は、図５で示された例に関連して記述されるだろう。長期的な下限調整は、上述の期間よりも長い期間にわたり感知された動作状態に対応してプロセス補助具（つまり下限値）のためのエネルギー出力の初期の出発点を上昇させるあるいは下降させることを含んでいる。一つの実施形態では、下限値は、規定のモード（例えば迅速時間モード）に入るシステムの振動数に基づいて、５％にて増加されるか減少される。
【０１０１】
図５に記載される実施形態では、ステップ４０３からの下位閾値カウンターが規定値（例えば２）以上であるとき、迅速時間モードに入ることができ、サンプル時間は、ステップ４０５で減じられる。図５において、制御装置１０４は、ステップ５０１で、迅速時間モードに入ったか否かを問い合わせる。迅速時間モードに入っていない場合には、制御装置１０４は、カウンターをインクリメントするか、あるいはステップ５０７でクロックを開始する。例えば、カウンターあるいはクロックは、３時間のような期間を測定するように設計可能である。迅速時間モードに入っている場合、カウンターまたはクロックは、ステップ５０２でリセットされる。その後、ステップ５０３で、制御装置１０４は、迅速時間モードが、１時間のようなプリセットされた期間に特定の時間数、入ったか否かをチェックする。迅速時間モードが期間中にカウント数を超える場合には、プロセス補助具出力の下限値は、ステップ５０５で増加され、サブルーチンはステップ５０６からステップ５０１に戻される。迅速時間モードが予めセットされた期間にそのカウント値を超えない場合には、サブルーチンはステップ５０４からステップ５０１に戻される。
【０１０２】
ステップ５０７に戻って、ステップ５０１で迅速時間モードに入っていない場合には、ランニングカウンターまたはクロックが開始される。ステップ５０８では、制御装置１０４は、迅速時間モードが全ての期間の間で入ったか否かをチェックする。迅速時間モードが期間内に入っていない場合には、制御装置１０４は、ステップ５０９でプロセス補助具出力の下限値を減少させる。ステップ５１０では、制御装置は、カウンターまたはクロックをリセットし、ステップ５１１でサブルーチンをステップ５０１に戻す。
【０１０３】
ステップ５０１〜５０６におけるように、一つの実施形態では、システムが前の１時間以内に迅速時間モードに３回入った場合には、下限値（例えば、プロセス補助具が正常に動作しているとき、サブルーチンによって命じられたプロセス補助具出力の許容される最小値）は、５％増加される。一方、システムが前の３時間以内に迅速時間モードに入っておらず、プロセス補助具がまだ下限値にない場合には、ステップ５０７〜５１１において、下限値は５％減少される。一つの実施形態では、システムに材料が無いと判断されたときには、下限値は無視される。よって、プロセス補助具の出力は、プロセス補助具の最大の出力の例えば２０％に減らされるだろう。
【０１０４】
材料フィーダー１０２、材料フィーダー１０２へ材料を排出するように構成された材料容器１０１、および材料容器１０１に係合したプロセス補助具１０３を有する材料処理システム１００、２００を含む本発明の方法がこのように存在する。その方法は、フィーダー１０２の動作中にフィーダー１０２の材料流れ特性に関連するプロセス・インジケータを決定すること；プロセス・インジケータとインジケータ閾値と間の差を決定すること；および、プロセス・インジケータとインジケータ閾値との間の差の値に基づいてプロセス補助具１０３の動作を調整すること、を含んでいる。
【０１０５】
その方法の一つの実施形態において、プロセス・インジケータとインジケータ閾値との間の差は、材料容器１０１において悪化する流れ状態を示す。よって、そのような差を決定することにより、悪化する流れ状態を予測でき、それによって、その状態が発生する条件および／または程度を防止し、妨害し、遅らせ、あるいは最小化するようにとりなす。例えば、その状態は、ブリッジング状態、あるいは、ここでまたは当業者に知られており特定される他の状態であってもよい。
【０１０６】
方法の一つの実施形態において、プロセス・インジケータは、選択された時間間隔（例えば、ＩｎｓｔＦＦａｖｇ）の間のプロセス変数の変化率を含んでいる。例えば、プロセス・インジケータは、フィーダー１０２の、一または複数の測定可能な、あるいは観察可能な特性であってもよい。プロセス・インジケータは、フィーダー１０２における傾向（例えばフィーダーを通る材料の流れに関連した傾向）を示すことがある。一つの実施形態において、フィーダー１０２の特性は、流れ特性である。例えば、流れ特性は、システムの質量流量の関数であってもよい。さらなる例のために、プロセス変数は、フィーダー１０２のいずれの可変特性であってもよい。一つの実施形態において、プロセス変数は、システム１００、２００によって自動的に求められ、選択された時間間隔の間のプロセス変数の変化率が計算される。
【０１０７】
プロセス変数の一例は、上述したような平均供給係数である。一つの実施形態において、平均供給係数は、式（１）によって計算される。ここで、ＦＦａｖｇは、平均供給係数であり、ＭＦはフィーダー１０２を通る質量流量であり、％ＭＳは、フィーダー１０２の最大モータ速度に対するフィーダー１０２の現在のモータ速度の比であり、Ｎは時間間隔の規定数である。一つの実施形態において、時間間隔は、制御装置１０４、２０４にて定められ、一定で、あるいは可変であってもよい。
【０１０８】
その方法は、ここに参照されるいずれのプロセス補助具、あるいは開示された方法における使用のために選択可能な当業者に既知のプロセス補助具を使用することができる。一つの実施形態において、プロセス補助具１０３は、バイブレータ（例えば動的に調整可能で外部に据え付けられるバイブレータ）である。本発明の方法は、プロセス・インジケータあるいはプロセス変数の関数のようにプロセス補助具１０３の動作を調整することを含むことができる。例えば、プロセス補助具１０３がバイブレータである場合、このバイブレータの振幅および／または振動数は、フィーダーの観測された特性（例えばプロセス・インジケータとインジケータ閾値との間の差）に対応して変更可能である。
【０１０９】
一つの実施形態において、プロセス補助具の動作調整は、材料容器における著しい流れ寸断の前に行われる。更に、その著しい流れ寸断は、材料フィーダー１０２を通る材料流量とは大幅に異なる、材料容器１０１を通る材料流量によって特徴付けられるかもしれない。
【０１１０】
一つの実施形態において、プロセス・インジケータと比較するために用いられる閾値は可変である。そのような一つの実施形態では、切迫したあるいは現在の流れ寸断を示す、材料容器１０１における流れ特性が確認（例えば、測定される、計量される、または検出される）された場合、プロセス・インジケータと閾値との比較がプロセス補助具１０３への調整を引き起こすように、閾値は調整することができる。よって、一つの実施形態において、本発明の方法は、材料容器における流れ状態の検出に対応してインジケータ閾値を調整することを含んでいる。
【０１１１】
一つの実施形態において、流れ状態は、プロセス変数が選択された期間において実質的に一定であることにより特徴付けられる。例えば、プロセス変数が選択された期間において一定のままである、一つの実施形態において、システム１００、２００は、プロセス補助具１０３の出力が減少するように、閾値を調整するよう構成可能である。
【０１１２】
一つの実施形態において、本発明の方法は、プロセス補助具１０３用の最小出力を確立すること、およびプロセス・インジケータとインジケータ閾値との間の差に基づいてプロセス補助具用の最小出力を調整することを含んでいる。例えば、最小出力は、バイブレータを動作するための最小の振幅であってもよい。いくつかの実施形態では、最小の振幅は、プロセス・インジケータとインジケータ閾値との間の差が、規定のレベルにどの程度の頻度で達するかに依存して調整することができる。例えば（例えば、図５のステップ５０１〜５１１を参照）、一つの実施形態において、最小の振幅がセット可能であり、振幅への変更（例えば材料容器１０１における流れの困難な状況を予想して）がその最小値に対して行われ、高い振幅がもはや必要ではないときには最小値に戻るのが好ましい。よって、一つの実施形態では、バイブレータ用の最小の出力は、材料処理システム１００、２００の最低の動作バイブレータ振幅である。
【０１１３】
また、材料フィーダー１０２、材料フィーダー１０２へ材料を排出するように構成された材料容器１０１、および、材料容器を振動するように構成されたバイブレータ２０３を有するバルク材料処理システムにおいて、一定の流れを維持する方法であって、フィーダーの動作中にフィーダーの材料流れ特性に関連したプロセス変数を周期的に計算すること；選択された時間間隔の間に、プロセス変数の変化率として定義されるプロセス変数の傾きを決定すること；プロセス変数の傾きと閾値との間の差を決定すること；プロセス変数の傾きと閾値との間の差の値に基づいてバイブレータの動作を調整することを含む、本発明の実施形態が存在する。一つの実施形態において、調整を行うステップは、プロセス変数の傾きと閾値との間の差の値が、選択された時間間隔の後にゼロを超えるとき、バイブレータの振幅およびバイブレータの振動数の少なくとも一つを減少させることを含んでいる。その方法の一つの実施形態において、プロセス変数の傾きと閾値との間の差は、材料容器において悪化する流れ状態を示す。更なる実施形態では、プロセス変数は、ここに記載の式（１）によって計算される平均供給係数である。一つの実施形態において、その方法は、さらに、プロセス変数の傾きと閾値との間の差の値が０未満であるとき、例えば規定量によって振動の振幅および／または振動数を変更することを含むバイブレータ２０３の動作を調整することを含む。
【０１１４】
更なる実施形態において、バイブレータ２０３の動作調整は、プロセス変数の傾きと閾値との間の差がゼロ以下であるときに、振動の振幅を増加すること、および、プロセス変数の傾きと閾値との間の差がゼロを超えるときに、振動の振幅を減少することを含んでいる。
【０１１５】
一つの実施形態において、選択された時間間隔は、ユーザー定義の設定点に少なくとも一部分基づく。例えば、ユーザー定義の設定点は、フィーダーを通る材料の選択された流量（例えば質量流量または体積流量）に少なくとも一部分基づく。
【０１１６】
一つの実施形態において、その方法は、また、バイブレータ用の最小出力を確立すること；および、ステップｃで決定された差に基づいてバイブレータ用の最小出力を調整することの各ステップを含んでいる。さらに、バイブレータ２０３は、調整可能な（例えば、動的に調整可能で、および／または、自動的に調整可能な）振動数を有することができ、その方法は、システム共振点に基づく振動数で動作するようにバイブレータ振動数を設定するステップをさらに含む。
【０１１７】
また、上述したように、バイブレータ２０３の動作調整は、材料容器１０１における著しい流れ寸断の前に行うことができる。一つの実施形態において、その著しい流れ寸断は、材料フィーダー１０２を通る材料流量から大幅に異なる、材料容器１０１を通る材料流量によって特徴付けられる。
【０１１８】
別の実施形態では、その方法は、材料容器における流れ状態の検出に対応して（例えば、規定値の超過、垂直のトンネリング、ブリッジング、および、負の流れ状態のない多大な時間における材料容器からの質量流量における変化）、閾値を調整することを含んでいる。一つの例において、流れ状態は、プロセス変数が、例えば選択された期間、閾値を超えるものであることによって特徴づけられる。更なる構成において、流れ状態は、プロセス変数が選択された期間、実質的に異なる（例えば、動的に参照テーブルから選択される、あるいはシステム動作の前にユーザーによって選択される）ことによって特徴付けられる。一つの実施形態において、流れ状態は、重量変動に関係している。一つの実施形態では、その方法は、さらに、材料容器１０１における充満レベルに基づいて、バイブレータ２０３の振動数およびバイブレータ２０３の振幅の少なくとも一つを調整することを含む。
【０１１９】
本発明は、また、バルク材料容器１０１と、即ち、バルク材料容器１０１に係合する可変出力（例えば材料容器１０１の外側あるいは内側に係合する）を有するプロセス補助具１０３（例えば、バイブレータ２０３、一又は複数の垂直攪拌機、一又は複数の浮き袋、一又は複数の空気パッド、一又は複数の空気注入器、一又は複数の衝撃部材、一又は複数のオーガー、一又は複数の水平攪拌機、一又は複数の音波装置、一又は複数の音響装置、機械的に作動する柔軟なライナー、その組み合わせ、など）；  バルク材料容器１０１（例えば非対称の供給ホッパー）からのバルク材料を受け入れるように位置し、フィーダー１０２を通りバルク材料を移送するように構成されるフィーダー１０２（例えば、フィーダーはロス・イン・ウェイト・フィーダーである）と、および、フィーダー１０２を通るバルク材料の移送に関連する傾向（例えばシステムにおける材料の流れ状態に関連する傾向）を確認するように、および、その傾向に基づいてプロセス補助具１０３の可変出力の変化に影響を与えるように構成された制御システム（例えば制御装置１０４、２０４、および／または重量計システム１０６を含む制御システム）と、を含むバルク材料移送システムを含んでいる。一つの実施形態において、その制御システムは、フィーダー１０２の動作中にフィーダー１０２の材料流れ特性に関連した式（１）から計算されたプロセス変数（例えばフィーダー１０２の特性）を周期的に計算するように、；選択された時間間隔の間、プロセス変数の変化率として定義されたプロセス変数の傾きを決定するように、；プロセス変数の傾きと閾値との間の差を決定するように、；および、プロセス変数の傾きと閾値との間の差の値に基づいてプロセス補助具１０３の動作を調整するように、構成される。
【０１２０】
一つの実施形態において、プロセス補助具１０３は、流れ状態の悪化が検出されないときの低エネルギーレベルから流れ状態の悪化が検出されたときの高エネルギーレベルまでエネルギーの可変な適用を可能にするように、動的に調整可能である。
【０１２１】
一つの実施形態において、上記傾向は、材料容器を通る材料流量とフィーダーを通る材料流量との間の相当な相違を含んでいる材料流れ状態に関係する。一つの実施形態において、その傾向は、プロセス・インジケータ（例えば、それは選択された時間間隔の間、プロセス変数の変化率を含んでいる）に関連しており、また、制御装置１０４、２０４は、そのプロセス・インジケータに少なくとも一部分基づいて、プロセス補助具１０３の可変出力を変更するように構成される。
【０１２２】
更なる実施形態において、制御装置１０４、２０４は、プロセス・インジケータとインジケータ閾値（例えば、それは材料加工特性に基づく）との比較に少なくとも一部分基づいて可変出力を変更する。
【０１２３】
一つの実施形態において、プロセス変数は、以下の式によって求められる。
【０１２４】
【数２】
0005476387.tif 000006
【０１２５】
ここで、ＰＶはプロセス変数であり、ＦＲはフィーダーを通る流量であり、％ＦＲはフィーダーの最大モータ速度に対するフィーダーの現在のモータ速度の比であり、Ｎは時間間隔の規定数および時間の規定期間から成るグループから得られた時間係数である。
【０１２６】
本明細書に含まれる特定の実施形態は、単に例示である。開示された実施形態の特定細部への変形は、発明の精神を損なうことなく行うことができる。それらの変形は、例示的な実施形態において確認された特徴のうちのいくつかの除去、あるいは例示的な実施形態中の特徴の置換を含んでいてもよい。発明の好ましい実施形態の本質を説明するために本明細書に記述され図示された、細部における他の変形および改造、材料、ステップ、部品の配置は、発明の精神あるいは範囲から逸脱せずに行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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