(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を貯蔵コンテナから利用装置に送出する材料供給装置であって、
（ａ）ハウジングを横切って延出し、下方に供給ホッパ部分が形成されるとともに上方に補給ホッパ部分が形成された仕切り壁と、（ｂ）前記供給ホッパ部分の底部に出口を有する垂直に配置されたハウジングと、
材料を、貯蔵コンテナから前記ハウジングの前記補給ホッパ部分へ引き出す真空源と、
前記ハウジングの前記仕切り壁に設けられ、（ａ）前記ハウジングの前記補給ホッパ部分内の材料が前記ハウジングの前記供給ホッパ部分内に放出されない完全に閉鎖された状態と、（ｂ）前記補給ホッパ部分内の材料を前記供給ホッパ部分内に放出できる開放状態との間を移動可能な弁と、
前記供給ホッパ部分の低部の前記出口の下方に配置され、材料を利用装置に送出する送りねじ装置と、
（ａ）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが第一規定レベルのときに指示し、（ｂ）前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルより低い第二規定レベルのときに指示し、かつ、（ｃ）前記ハウジング内の材料の重さを検出する検出手段と、
前記検出手段に応答して、（ａ）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルのとき、および、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルの上方にあるときに、前記真空源を作動停止のままに維持し、（ｂ）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルの下方にあるとき、および、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのときに、前記真空源の作動を維持し、かつ、（ｃ）前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルの上方にある間、前記送りねじ装置の速度を変化させるとともに、前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルの下方にあり、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのときに、前記送りねじ装置の速度を一定に維持して、前記送りねじ装置の速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする材料供給装置。
【請求項２】
前記補給ホッパ部分および前記供給ホッパ部分の各々を、先端部分が下方に向いたほぼ円錐状に形成した請求項１記載の材料供給装置。
【請求項３】
前記弁がフラップ弁である請求項２記載の材料供給装置。
【請求項４】
前記フラップ弁を前記閉鎖状態に付勢する手段をさらに備えた請求項３記載の材料供給装置。
【請求項５】
前記真空源の作動を維持しながら前記フラップ弁を前記完全閉鎖状態に維持するために前記真空源が作動しているとき、前記フラップ弁が前記真空源に応答するようにした請求項４記載の材料供給装置。
【請求項６】
前記検出手段が、前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルのとき前記ハウジングの合計重量の第一重量表示をするとともに、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのとき前記ハウジングの合計重量の第二重量表示をする複数の重量センサを備え、前記制御手段が、前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルのとき前記ハウジングの合計重量を表す第一所定合計重量値を記憶するとともに、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのとき前記ハウジングの合計重量を表す第二所定合計重量値を記憶し、かつ、前記記憶された第一所定合計重量値を前記第一重量の表示と比較するとともに、前記記憶された第二所定合計重量値を前記第二重量の表示と比較する手段を有する請求項５記載の材料供給装置。
【請求項７】
前記検出手段が、（１）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルのときに表示する第一レベルセンサと、（２）前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのときに表示する第二レベルセンサと、（３）前記ハウジング内の材料の重量を検出する重量センサとを備え、前記制御手段が、（１）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルのときに前記第一レベルセンサに応答するとともに、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルの上方にあるときに前記第二レベルセンサに応答して、前記真空源を作動停止のまま維持し、（２）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルの下方にあるとき前記第一レベルセンサに応答するとともに、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのとき前記第二レベルセンサに応答して、前記真空源の作動を維持し、かつ、（３）前記送りねじ装置の速度を制御して、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルの上方にある間、前記重量センサおよび前記第二レベルセンサに応答して、前記送りねじ装置の速度を変化させる一方、前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルの下方にある間、前記第一レベルセンサに応答するとともに、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのとき、前記第二レベルセンサに応答して、前記送りねじ装置の速度を一定に維持するようにした請求項５記載の材料供給装置。
【請求項８】
（ａ）前記フラップ弁は、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのとき、前記開放状態から前記完全に閉じた状態に移動できる大きさと移動の範囲を有し、かつ、（ｂ）前記第二レベルセンサが前記フラップ弁の移動に応答して前記フラップ弁の前記完全に閉じた位置を指示する請求項７記載の材料供給装置。
【請求項９】
材料を貯蔵コンテナから利用装置に送出する材料供給装置であって、
その底部に出口を具備する供給ホッパと、該供給ホッパの上方に配置され、その底部に放出開口を有し、その開口を通過させて内部の材料を前記供給ホッパに放出できる補給ホッパと、材料を貯蔵コンテナから前記補給ホッパに引き出す真空源と、前記補給ホッパ内の材料のレベルが第一規定レベルのときに指示する第一検出手段と、前記補給ホッパの底部の前記放出開口に配置されたフラップ弁とを有し、該フラップ弁は、（ａ）前記補給ホッパ内の材料が前記供給ホッパ内に放出されない完全閉鎖状態からおよび該状態まで移動可能で、かつ、前記補給ホッパ内の材料が前記供給ホッパ内に放出できる開放状態の範囲にわたって移動可能であり、前記開放状態の前記範囲は前記フラップ弁が前記供給ホッパ中に延出する完全開放状態を含むとともに、（ｂ）前記フラップ弁は、前記供給ホッパ内の材料のレベルが前記第一規定レベルより低い第二規定レベルのときに前記フラップ弁がその完全開放状態からその完全閉鎖状態まで移動できる大きさと移動範囲を有しており、さらに、前記フラップ弁が完全閉鎖状態あるいは開放状態にあるかを指示する第二検出手段と、前記ハウジング内の材料の重量を検出する第三検出手段と、前記供給ホッパの底部における前記出口の下方に配置され、材料を利用装置に送出する送りねじ装置と、制御手段とを有し、該制御手段が、（ａ）前記補給ホッパ内の材料のレベルが前記第一規定レベルのとき前記第一検出手段に応答するとともに、前記フラップ弁が前記開放状態の範囲内で開いているとき前記第二検出手段に応答して、前記真空源の作動を停止させ、（ｂ）前記補給ホッパ内の材料のレベルが前記第一規定レベルより低いとき前記第一検出手段に応答するとともに、前記フラップ弁がその完全閉鎖状態にあるとき前記第二検出手段に応答して前記真空源を作動させ、かつ、（ｃ）前記第三検出手段に応答するとともに、前記フラップ弁が開放状態の前記範囲内にある間、前記第二検出手段に応答して前記送りねじ装置の速度を変化させる一方、前記補給ホッパ内の材料のレベルが前記第一規定レベルの下方にある間、前記第一検出手段に応答するとともに、前記フラップ弁がその完全閉鎖状態にある間、前記第二検出手段に応答して前記送りねじ装置の速度を一定に維持するよう前記送りねじ装置の速度を制御するようにしたことを特徴とする材料供給装置。
【請求項１０】
前記補給ホッパと前記供給ホッパの各々を、先端部が下方に向いたほぼ円錐状に形成した請求項９記載の材料供給装置。
【請求項１１】
前記真空源が作動して前記フラップ弁を前記完全閉鎖状態に維持するときに前記フラップ弁が前記真空源に応答するようにした請求項１０記載の材料供給装置。
【請求項１２】
複数の材料フィーダと収集ホッパとを有し、前記複数の材料フィーダの各々は、
（ａ）ハウジングを横切って延出し、下方に供給ホッパ部分が形成されるとともに上方に補給ホッパ部分が形成された仕切り壁と、（ｂ）前記供給ホッパ部分の底部に出口を有する垂直に配置されたハウジングと、
材料を、貯蔵コンテナから前記ハウジングの前記補給ホッパ部分へ引き出す真空手段と、
前記ハウジングの前記仕切り壁に設けられ、（ａ）前記ハウジングの前記補給ホッパ部分内の材料が前記ハウジングの前記供給ホッパ部分内に放出されない完全に閉鎖された状態と、（ｂ）前記補給ホッパ部分内の材料を前記供給ホッパ部分内に放出できる開放状態との間を移動可能な弁と、
前記供給ホッパ部分の低部の前記出口の下方に配置され、材料を利用装置に送出する送り装置と、
（ａ）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが第一規定レベルのときに指示し、（ｂ）前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルより低い第二規定レベルのときに指示し、かつ、（ｃ）前記ハウジング内の材料の重さを検出する検出手段と、
前記検出手段に応答して、（ａ）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルのとき、および、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルの上方にあるときに、前記真空手段を作動停止のままに維持し、（ｂ）前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルの下方にあるとき、および、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのときに、前記真空手段の作動を維持し、かつ、（ｃ）前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルの上方にある間、前記送り装置の速度を変化させるとともに、前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルの下方にあり、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのとき、前記送り装置の速度を一定に維持して、前記送り装置の速度を制御する制御手段とを備え、前記収集ホッパを前記材料フィーダの前記送り装置から材料を受け入れるよう配置したことを特徴とする材料ブレンダシステム。
【請求項１３】
前記補給ホッパ部分および前記供給ホッパ部分の各々を、先端部分が下方に向いたほぼ円錐状に形成した請求項１２記載の材料ブレンダシステム。
【請求項１４】
前記材料フィーダの前記弁が各々フラップ弁である請求項１３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項１５】
前記材料フィーダが各々、前記フラップ弁を前記閉鎖状態に付勢する手段をさらに備えた請求項１４記載の材料ブレンダシステム。
【請求項１６】
前記真空手段の作動を維持しながら前記フラップ弁を前記完全閉鎖状態に維持するために前記真空手段を作動させるとき、前記材料フィーダの前記フラップ弁が各々前記真空手段に応答するようにした請求項１５記載の材料ブレンダシステム。
【請求項１７】
前記材料フィーダの前記検出手段が各々、前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルのとき前記ハウジングの合計重量の第一重量表示をするとともに、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのとき前記ハウジングの合計重量の第二重量表示をする複数の重量センサを備え、前記材料フィーダの前記制御手段が各々、前記補給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルのとき前記ハウジングの合計重量を表す第一所定合計重量値を記憶するとともに、前記供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第二規定レベルのとき前記ハウジングの合計重量を表す第二所定合計重量値を記憶し、かつ、前記記憶された第一所定合計重量値を前記第一重量の表示と比較するとともに、前記記憶された第二所定合計重量値を前記第二重量の表示と比較する手段を有する請求項１６記載の材料ブレンダシステム。
【請求項１８】
複数の材料フィーダと収集ホッパとを有し、前記複数の材料フィーダの各々は、（ａ）その底部に出口を有する供給ホッパと、（ｂ）該供給ホッパの上方に配置され、その低部に放出開口を有するとともに該開口を通じて材料を前記供給ホッパに放出できる補給ホッパと、（ｃ）貯蔵コンテナから前記補給ホッパへ材料を引き出す真空手段と、（ｄ）前記補給ホッパ内の材料のレベルが第一規定レベルのときに表示する第一検出手段と、（ｅ）前記補給ホッパの底部の前記放出開口に位置するフラップ弁とを備え、該フラップ弁は、（１）前記補給ホッパ内の材料が前記供給ホッパ内に放出されない完全閉鎖状態からおよび該状態まで移動可能で、かつ、前記補給ホッパ内の材料が前記供給ホッパ内に放出できる開放状態の範囲にわたって移動可能であり、前記開放状態の前記範囲は前記フラップ弁が前記供給ホッパ中に延出する完全開放状態を含むとともに、（２）前記フラップ弁は、前記供給ホッパ内の材料のレベルが前記第一規定レベルより低い第二規定レベルのときに前記フラップ弁がその完全開放状態からその完全閉鎖状態まで移動できる大きさと移動範囲を有しており、さらに、（ｆ）前記フラップ弁が完全閉鎖状態あるいは開放状態にあるかを指示する第二検出手段と、（ｇ）前記ハウジング内の材料の重量を検出する第三検出手段と、（ｈ）前記供給ホッパの底部における前記出口の下方に配置され、材料を利用装置に送出する送り装置と、（ｉ）制御手段とを有し、該制御手段が、（１）前記補給ホッパ内の材料のレベルが前記第一規定レベルのとき前記第一検出手段に応答するとともに、前記フラップ弁が前記開放状態の範囲内で開いているとき前記第二検出手段に応答して、前記真空手段の作動を停止させ、（２）前記補給ホッパ内の材料のレベルが前記第一規定レベルより低いとき前記第一検出手段に応答するとともに、前記フラップ弁がその完全閉鎖状態にあるとき前記第二検出手段に応答して前記真空手段を作動させ、かつ、（３）前記第三検出手段に応答するとともに、前記フラップ弁が開放状態の前記範囲内にある間、前記第二検出手段に応答して前記送り装置の速度を変化させる一方、前記補給ホッパ内の材料のレベルが前記第一規定レベルの下方にある間、前記第一検出手段に応答するとともに、前記フラップ弁がその完全閉鎖状態にある間、前記第二検出手段に応答して前記送り装置の速度を一定に維持するよう前記送り装置の速度を制御し、前記収集ホッパを前記材料フィーダの前記送り装置から材料を受け入れるよう配置したことを特徴とする材料ブレンダシステム。
【請求項１９】
前記材料フィーダの前記補給ホッパの各々を、先端部が下方に向いたほぼ円錐状に形成した請求項１８記載の材料ブレンダシステム。
【請求項２０】
前記材料フィーダの前記第二検出手段が各々、前記フラップ弁の移動に応答して、前記フラップ弁が開放されているか完全に閉鎖されているかを表示するセンサを備えた求項１９記載の材料のブレンダシステム。
【請求項２１】
前記材料フィーダが各々、前記フラップ弁を前記閉鎖状態に付勢する手段をさらに備えた請求項２０記載の材料ブレンダシステム。
【請求項２２】
前記真空手段の作動を維持しながら前記フラップ弁を前記完全閉鎖状態に維持するために前記真空手段を作動させるとき、前記材料フィーダ内の前記フラップ弁が各々前記材料フィーダ内の前記真空手段に応答するようにした請求項２１記載の材料ブレンダシステム。
【請求項２３】
（ａ）底部に出口を有する補給ホッパと、（ｂ）該補給ホッパの下方に配置されるとともに、頂部に設けられた入口と底部に設けられた出口とを有する供給ホッパと、（ｃ）前記補給ホッパの前記出口と前記供給ホッパの前記入口との間に接続され、前記補給ホッパ内の材料が前記供給ホッパ内に放出されない完全閉鎖状態と、前記補給ホッパ内の材料を前記供給ホッパ内に放出できる開放状態のと間を移動可能な弁と、（ｄ）前記材料フィーダ内の材料の重量を検出する手段と、（ｅ）前記補給ホッパの前記出口の下方に配置され材料を送出する送り装置とを有する複数の材料フィーダと、
前記材料フィーダの各々の前記送り装置から材料を受け入れるよう配置された収集ホッパと、
貯蔵コンテナから材料を引き出す真空源と、
該真空源を、前記補給ホッパの各々に順に連結して、引出された材料を前記補給ホッパに供給する切換え手段と、
前記検出手段に応答するとともに、（ａ）前記材料フィーダの各々の中の材料の重量が第一規定重量のときに前記真空源を作動停止のまま維持する作動停止手段と、（ｂ）少なくとも一つの前記材料フィーダの中の材料の重量が前記第一規定重量より小さい第二規定重量のときに前記真空源の作動を維持する作動手段と、（ｃ）補給されない場合、前記材料フィーダのうちどの一つが最初に空になるかを動的に決定する一方、それぞれの補給ホッパが切換え手段によって次に前記真空源に連結される材料フィーダとして、前記一つの材料フィーダを選択する優先順位決定手段とを有する制御手段と
を備えたことを特徴とする材料ブレンダシステム。
【請求項２４】
前記制御手段がさらに、（ｄ）前記第一材料フィーダ内の材料の重量が第一規定重量に到達するのを待つことなく、前記切換え手段を、第一の材料フィーダの補給ホッパから前記真空源を切り離して前記真空源を第二の材料フィーダの補給ホッパに連結させるようにする手段を備えた請求項２３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項２５】
前記優先順位決定手段が、（ａ）前記切換え手段が前記真空源を前記第一の材料フィーダの補給ホッパから切り離した場合、前記第一の材料フィーダが空にならずに材料を放出する第一期間を計算する手段と、（ｂ）前記第二の材料フィーダが空にならずに材料を放出する第二期間を計算する手段と、（ｃ）第一期間が第二期間より大きい場合、中断信号を発して切換え手段に伝送する手段とを備え、前記切換え手段が前記中断信号に応答して、前記第一の材料フィーダの補給ホッパから前記真空源を切り離し次いで前記第二の材料フィーダの補給ホッパに前記真空源を連結させるようにした請求項２４記載の材料ブレンダシステム。
【請求項２６】
前記優先順位決定手段が、各材料フィーダの補給ホッパが規定の回数の範囲内で補給される予想回数に基づいて前記一つの材料フィーダを決定する手段を備えた請求項２３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項２７】
前記優先順位決定手段が、各材料フィーダのそれぞれの優先度積値を、前記予想回数とそのフィーダ内の材料の正味重量の関数の積として計算するとともに、最高の優先度積値を有する材料フィーダを選択するようにした請求項２６記載の材料ブレンダシステム。
【請求項２８】
各材料フィーダの正味重量の関数が、その材料フィーダ内の材料の正味重量が増大するにつれて直線的に減少する請求項２７記載の材料ブレンダシステム。
【請求項２９】
前記優先順位決定手段が、各材料フィーダ内の材料の現在の重量に基づいて、それぞれ異なる優先度積値を各材料フィーダに動的に割り当てる手段と、次に真空源に連結される前記一つの材料フィーダとして、最高の優先度積値を有する前記材料フィーダの一つを選択する手段とを備えた請求項２３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項３０】
各材料フィーダが調節可能な流量の設定値を有する一方、前記優先順位決定手段が、各材料フィーダの現在の流量設定値に基づいて、それぞれ異なる優先度積値を各材料フィーダに動的に割り当てる手段と、次に真空源に連結される前記一つの材料フィーダとして、最高の優先度積値を有する前記材料フィーダのうちの一つを選択する手段とを備えた請求項２３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項３１】
各材料フィーダが調節可能な流量の設定値を有する一方、前記優先順位決定手段が、各材料フィーダの流量設定値によって変わる第一係数と各材料フィーダ内の材料の現在の重量によって決まる第二係数とに基づいて、前記第一と第二の係数の算術積値であるそれぞれ異なった優先度積値を各材料フィーダに動的に割り当てる手段と、次に真空源に連結される前記一つの材料フィーダとして、最高の優先度積値を有する前記材料フィーダの一つを選択する手段とを備えた請求項２３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項３２】
前記優先順位決定手段が、前記第一の材料フィーダの補給ホッパに補給がなされている間、該第一の材料フィーダの優先度積値が前記第二の材料フィーダの優先度積値より低くなったとき、前記切換え手段に中断信号を伝送する手段を備える一方、前記切換え手段が、前記中断信号に応答して前記第一の材料フィーダ内の材料の重量が第一規定重量に到達する前に、前記真空源を前記第一の材料フィーダの補給ホッパから切り離し、次いで前記真空源を前記第二の材料フィーダの補給ホッパに連結するようにした請求項３１記載の材料ブレンダシステム。
【請求項３３】
各材料フィーダの前記弁が、前記材料フィーダ内の材料の重量が前記第二規定重量のとき、開放状態から完全閉鎖状態まで移動できる大きさと移動範囲を有するフラップ弁で構成する一方、各材料フィーダ内の前記検出手段が、前記フラップ弁の移動に応答して前記フラップ弁が開放されているか完全に閉鎖されているかを表示するセンサを備えた請求項２３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項３４】
前記真空源が作動しかつ前記切換え手段がそれぞれの材料フィーダの前記補給ホッパを前記真空源に接続している間に、各材料フィーダの前記フラップ弁が前記真空源に応答して前記フラップ弁が前記完全閉鎖状態に維持されるようにした請求項３３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項３５】
各材料フィーダの補給ホッパおよび供給ホッパを、垂直に配置された単一のハウジング内に設けた請求項２３記載の材料ブレンダシステム。
【請求項３６】
前記ハウジングが、該ハウジングを横切って延びる仕切り壁を備え、該仕切り壁の下方に前記供給ホッパとしての部分を形成しかつ前記仕切り壁の上方に前記補給ホッパとしての部分を形成した請求項３５記載の材料ブレンダシステム。
【請求項３７】
前記補給ホッパと前記供給ホッパの各々を、先端部が下方に向いたほぼ円錐状に形成した請求項３６記載の材料ブレンダシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般に材料を扱う装置に関し、詳しくは、制御された量の材料を利用装置に送出する供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、本発明が関連するタイプの従来技術の代表的な供給システムの概略図である。例えばペレットの形態の材料が、真空チューブ18を通じて作用する真空ポンプ16によって、サイロ10から吸込チューブ12を通って図１に示すホッパのごときローダ14またはコンベア上に引き出される。ホッパローダ14は、フラップ弁22を通じて、制御された量の材料をホッパローダの下方に配置された補給ホッパ20に放出する。続いて、補給ホッパ20内の材料は、補給ホッパの底部に設けられた出口弁26を通じて、補給ホッパの下方に配置された供給ホッパ24に放出される。次いで供給ホッパ24内の材料は、補給ホッパの底部に設けられた開口27を通じて、供給ホッパの下方に配置された送り装置28（この例では送りねじ装置）に供給され、次にこの送り装置が制御された量の材料を利用装置（図示せず）に送出する。利用装置としては例えば押出機がある。
【０００３】
供給システムの各種の要素が、適正量の材料を適正な時点に移送するよう制御される手段は図１には示していない。フラップ弁22は補給ホッパ20内の材料のレベルによって制御される。フラップ弁22は、材料がホッパローダ14から放出され、材料がホッパローダ内に残っている間、開放されたままであり、出口弁26が開放されると閉じる。出口弁26は、供給ホッパ24内の材料のレベルで制御される。真空ポンプ16はフラップ弁22によって制御され、材料を、サイロ10から吸込チューブ12を通じてホッパローダ14に引き出す働きをする。
【０００４】
図１に示す供給システムの代表的な用途はブレンダに用いる用途であり、このブレンダでは、二つ以上の上記システムが組合わされて、ブレンド物の二つ以上の成分の制御された量が収集ホッパに送出され、次にブレンド物が収集ホッパから利用装置に送出される。このような用途では、各供給システムの送り装置（この例では送りねじ装置）が、「重量測定」モードおよび「容量測定」モードの両者で作動している。重量測定モードでは、供給システムの送りねじ装置の速度は、供給ホッパ内の材料の量の変化で起こる供給ホッパの重量の変化によって制御されるので、送りねじ装置が収集ホッパに送出する材料の量は時間が経過するにつれて変化する。容量測定モードでは、送りねじ装置の速度は一定に保持されるので、送りねじ装置が収集ホッパに送出する材料の量は、時間が経過しても一定である。各供給システムは、それが容量測定モードで作動しているときに、材料が補給ホッパから供給ホッパに供給されている間を除いて重量測定モードで運転される。したがって、送りねじ装置の速度は一定に固定されているので、供給ホッパに材料を入れている間でさえも速度を変えずに一定の速度で、材料は送りねじ装置によって収集ホッパに送出される。例えば20Ｌのホッパローダ、50Ｌの補給ホッパおよび50Ｌの供給ホッパを有する供給システムの場合、重量測定モードでの作動と容量モードでの作動の間の１分間フルサイクルの代表的な時分割は、重量測定法モードでの作動では40秒間であり容量測定法モードでの作動では20秒間である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１に示すタイプの供給システムにはある欠点がある。材料をサイロ10から送りねじ装置28に送出するためシステム内に材料に対して三つの異なる別個の材料コンテナ（すなわち、ホッパローダ14、補給ホッパ20および供給ホッパ24）を用いることから、装置全体の高さが高いので望ましくない。その上に、材料の量と送出のタイミングの両者によって、材料を一つのコンテナから他のコンテナに適正に送出するために用いる制御器は、必要以上に多くの要素を備えかつ複雑である。
【０００６】
ブレンダの用途でこのようなシステムを二つ以上組合わせる場合、ホッパローダに充填するのに単一の真空システムを使用することが通常の慣行である。その真空システムは、予め決められた順序で複数の供給システムに切換えられて、ブレンド物の成分が個々のホッパローダに送出される。このような作動は、実際に材料が要求されないときに材料の送出を受け入れる大きさをホッパローダがもっていない限り、ブレンダの融通性を制限する。さらに、真空源に対するアクセスが固定した順序でフィーダになされる場合、供給量が高いフィーダは、真空源に対するアクセスが得られる前に空になる可能性がある。勿論、二つ以上の別個に制御される真空システムを備え例えば各供給システム毎に一つの真空システムを備えて、個々の供給システムの材料に対する個々の要求に対してより密接に応答する変形システムも考えられる。しかしかような真空システムは高価である。
【０００７】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、制御された量の材料を利用装置に送出する簡単な構成の材料供給装置、および、材料を単一の真空源により複数の材料供給装置に選択的に装填するようにした材料ブレンダシステムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様にしたがって製作される、材料を貯蔵コンテナから利用装置に送出する材料供給装置は、垂直に配置されたハウジングと、このハウジングを横切って延在する仕切り壁とを備え、仕切り壁の下方に供給ホッパ部分を形成しかつ仕切り壁の上方に補給ホッパ部分を形成している。このハウジングは、ハウジングの供給ホッパ部分の底部に出口を有している。この材料供給装置はまた、材料を貯蔵コンテナからハウジングの補給ホッパに引き出す真空源と、ハウジングの仕切り壁に設けた弁とを備えており、この弁は、ハウジングの補給ホッパ部分内の材料がハウジングの供給ホッパ部分中に放出されない完全閉鎖状態と、ハウジングの補給ホッパ部分内の材料をハウジングの供給ホッパ部分中に放出できる開放状態との間を移動可能である。この材料供給装置はさらに、ハウジングの供給ホッパ部分の底部の出口の下方に配置され材料を利用装置に送出する送り装置と、（１）ハウジングの補給ホッパ部分内の材料のレベルが第一規定レベルのときに表示し、（２）ハウジングの供給ホッパ部分内の材料のレベルが前記第一規定レベルより低い第二規定レベルのときに表示し、かつ（３）ハウジング内の材料の重量を検出する検出手段とを備えている。この材料供給装置はまた、（１）真空源の作動停止を維持し、（２）真空源の作動を維持し、かつ（３）送り装置の速度を制御する制御手段も備えている。この制御手段は、入力として上記検出手段からの信号を有し、かつ出力として真空源と送り装置への信号を持っている。ハウジングの補給ホッパ部分内の材料のレベルが第一規定レベルでかつハウジングの供給ホッパ部分内の材料のレベルが第二規定レベルの上方にあるときは、この真空源の作動停止が維持される。ハウジングの補給ホッパ部分内の材料のレベルが第一規定レベルの下方にあり、かつハウジングの供給ホッパ部分内の材料のレベルが第二規定レベルのときは、この真空源の作動が維持される。送り装置の速度は、（１）ハウジングの供給ホッパ部分内の材料のレベルが第二規定レベルの上方にある間、ハウジング内の材料の重量に応答して送り装置の速度を変化させ、かつ（２）ハウジングの補給ホッパ部分内の材料のレベルが第一規定レベルの下方にありかつハウジングの供給ホッパ部分内の材料のレベルが第二規定レベルのとき、送り装置の速度を一定に維持するよう制御される。
【０００９】
本発明の第二の態様によれば、補給ホッパ部分と供給ホッパ部分の間に配置されているフラップ弁の状態によって、材料を補給ホッパ部分から供給ホッパ部分へ放出するかあるいは放出しないかが決定される。このフラップ弁は、供給ホッパ部分内の材料のレベルが規定レベルのとき開放状態から完全閉鎖状態に移動し、次いでフラップ弁は真空源から発生する真空によって閉鎖状態に維持される。供給ホッパ部分内の材料のレベルに応答するセンサは、真空源の作動を制御する働きをする。このセンサは、フラップ弁が開放されているか完全に閉鎖されているかだけを表示するようにしてもよい。あるいは、このセンサは、フラップ弁と協働して、供給ホッパ内の材料のレベルを直接表示するようにすることもできる。さらに、このセンサは単独で、供給ホッパ内の材料のレベルの直接表示を行うようにすることもできる。
【００１０】
本発明の第三の態様によれば、二つ以上のこのような供給システムをブレンダとして用い、かつ単一の真空システムを個々の供給システムに材料を入れるために用いる場合、真空システムは、材料に対する要求に基づいて、各供給システムに対し選択的に使用される。
【００１１】
【作用および発明の効果】
垂直に配置されたハウジングを仕切り壁で分割するとともに、仕切り壁の下方に供給ホッパ部分を形成しかつ仕切り壁の上方に補給ホッパ部分を形成したので、複数の異なる材料コンテナを設ける必要がなく、装置全体の高さを低くおさえることができる。また、制御手段は、補給ホッパ部分と供給ホッパ部分のレベルに基づいて適宜作動し真空源の作動あるいは停止を制御するので、供給ホッパ部分のレベルが所定レベルより低下するとハウジングに材料が適宜充填される一方、補給ホッパ部分のレベルが所定レベルより上昇すると材料充填が停止し、過剰充填が防止される。
【００１２】
補給ホッパと供給ホッパの間に配置されているフラップ弁の状態によって、材料を補給ホッパから供給ホッパへ放出するかあるいは放出しないかを決定するようにする一方、供給ホッパ内の材料のレベルに応答するセンサにより真空源の作動を制御するようにしたので、補給ホッパ部分および供給ホッパ部分内の材料を適性レベルに保持することができる。また、上記センサは、フラップ弁の開閉状態あるいは供給ホッパ部分内の材料のレベルを表示するよう作用する。
【００１３】
二つ以上の材料供給システムを単一の真空システムと連結するとともに、真空システムを適宜制御することにより、個々の供給システムに対応する材料を所定のレベルで充填することができるので、簡単な構成でかつ安価なブレンダを実現することができる。
【００１４】
【実施例】
図２に示す、本発明にしたがって製造された、材料を貯蔵コンテナから利用装置に送出する材料供給装置は、垂直に配置されたハウジング40を備え、このハウジングはこれを横切って延びる仕切り壁42を有するとともに、その仕切り壁の下方に供給ホッパ部分44を形成しかつ仕切り壁の上方に補給ホッパ部分46を形成している。ハウジング40はその供給ホッパ部分44の底部に出口48を備えている。仕切り壁42としては、先端部が下方に向いたほぼ円錐状のものが好ましい。同様に、ハウジング40の供給ホッパ部分44も先端部が下方に向いたほぼ円錐形である。
【００１５】
また図２に示す材料供給装置は、材料を貯蔵コンテナ（図示せず）からハウジング40の補給ホッパ部分46に引き出す真空源も備えている。この真空源は、通常の構造を有しかつ通常の作動を行う真空ポンプ（図示せず）に接続された真空チューブ50、空気接合部52、およびこの空気接合部とハウジング40の補給ホッパ部分46とを接続する第二真空チューブ54で表される。作動させる場合、該真空源は、フラップ弁55を閉じたままで、材料を吸込チューブ56を通じて貯蔵コンテナ（図示せず）からハウジング40の補給ホッパ部分46に引き出すのに有効である。真空チューブ50がハウジング40の補給ホッパ部分46に直接接続されるのではなくて空気接合部52と第二真空チューブ54が設けられているのは、図２に示す材料供給装置が材料ブレンダシステムに使用するよう構成されているからである。このことは図３によって一層詳細に説明する。
【００１６】
図２に示す材料供給装置のフラップ弁55は、ハウジングの補給ホッパ部分46の底部に位置するハウジング40の仕切り壁42に設けられている。このフラップ弁は、ハウジング40の補給ホッパ部分46内の材料がハウジングの供給ホッパ部分44に放出されない図２に示す完全閉鎖状態から、ハウジングの補給ホッパ部分内の材料をハウジングの供給ホッパ部分に放出できる開放状態の領域を通じて、上記完全閉鎖状態まで移行するよう蝶着されている。
【００１７】
その完全に開いた状態では、フラップ弁55は、ハウジング40の供給ホッパ部44中に延出し、この材料のレベルがフラップ弁の自由端縁の上方にある間は、供給ホッパ部分内にある材料のためにその閉じた状態に戻ることができない。ハウジング40の供給ホッパ部分44内の材料が出口48を通じて放出されるにつれて、フラップ弁55の自由端縁が材料から離れてしまう程度まで材料のレベルが降下すると、フラップ弁は上方に移動してその完全閉鎖状態に戻ることができる。例えばばねまたは釣合いおもりのような戻し部材57が設けられ、フラップ弁55を完全に閉じた状態まで上方に付勢する。真空源が作動している限り、フラップ弁55は真空に応答して閉じたままである。真空源の作動が停止すると、フラップ弁55はもはや真空源によって閉鎖されることなく、ハウジング40の補給ホッパ部分内の材料の重量によってフラップ弁が下方に移動し、戻し部材57の作用に抗して開く。ハウジング40の補給ホッパ部分46の形態はほぼ円錐形であるので、フラップ弁が完全に閉じているとき、材料はハウジングの補給ホッパ部分の底部に配置されているフラップ弁55の上部に集められ、そしてフラップ弁が移動中および開いているとき材料はフラップ弁を通って供給ホッパ部分44に放出される。材料を補給ホッパから供給ホッパに放出させるのに他のタイプの弁を用いることができるが、本発明にしたがって材料の補給ホッパから供給ホッパへの放出を制御するためには、図２に示すタイプのフラップ弁が特に有利である。
【００１８】
また図２に示す材料供給装置は、送りねじ装置の形態の送り装置60も備えており、この送り装置は、ハウジング40の供給ホッパ部分44の底部の出口48の下方に配置され、材料を利用装置に送出する。図２に示す材料供給装置の場合、利用装置は収集ホッパ62であるが、このホッパ62にはブレンド物の成分が一つ以上の他の送り装置によって送出され；そしてこのホッパ62から、ブレンドされた材料を例えば押出装置のような他の装置（図示せず）に送出することができる。ハウジング40の供給ホッパ部分44はほぼ円錐形なので、材料はハウジングの供給ホッパ部分の底部の出口48に集められ、そして出口48を通じて送りねじ装置60に放出される。
【００１９】
また図２に示す材料供給装置は検出手段も備え、この検出手段は、（１）ハウジング40の補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルのとき、（２）ハウジング40の供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第一規定レベルより低い第二規定レベルのとき、および（３）ハウジング40内の材料の重量を指示する。図２はこのような検出手段の二つの実施例を示す。
【００２０】
第一実施例の検出手段では、通常の構造を有し通常の作動を行う三つのロードセル68（図２には一つだけを示す）が通常の方式ですなわち120°の間隔をあけて配列されている。下記の方式では、ハウジング40の補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルのときおよびハウジング40の供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第二規定レベルのときを指示するため、ロードセル68からの出力信号が使用される。
【００２１】
また図２に示す材料供給装置は、真空源の作動停止と作動および送り装置60の速度を制御する制御手段も備えている。この制御手段はロードセル68が接続されている図４のブロック70で表され、その結果ロードセル68からの信号が該制御手段への入力になっている。ブロック70からの出力信号によって、真空源（すなわち図示していない真空ポンプ）と送り装置60の作動が制御される。
【００２２】
特定の材料が図２の材料供給装置で扱われる場合、ハウジングの補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルのときのハウジング40の重量に相当する第一合計重量値、およびハウジングの供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第二規定レベルのときのハウジングの重量に相当する第二合計重量値を予め決定し制御ブロック70に記憶させる。ハウジングの補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルのときのハウジング40の合計重量、およびハウジングの供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第二規定レベルのときのハウジングの合計重量を示すロードセル68の出力をそれぞれ、適切に設計されたブロック70によって、予め決定し記憶させた第一と第二の合計重量値と比較して、ハウジング40の第一合計重量値がハウジングの補給ホッパ部分46の規定補給レベル（すなわち第一規定レベル）に一致したときには真空源の作動を停止することができ、およびハウジングの第二合計重量がハウジングの供給ホッパ部分44の規定放出レベル（すなわち第二規定レベル）に一致したときに真空源を作動させることができる。ハウジング40の補給ホッパ部分46の過剰充填を防止して安全を確保するため、レベルセンサ71を、ハウジングの補給ホッパ部分内で可能な最高のレベルの位置に設置してもよい。レベルセンサ71としては、当該技術分野の当業者にとって公知であって、供給システムの各種の部分の材料のレベルを検出する各種の形態のものがある。
【００２３】
ハウジング40の補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルのときおよびフラップ弁が開いている間、真空源はロードセル68に応答して作動を停止したままに維持される。材料がフラップ弁55を通じて供給ホッパ部分44に放出されている間および補給ホッパ部分内の材料のレベルが充分な場合、真空源は補給ホッパ部分46への充填を行ってはならない。
【００２４】
ハウジング40の補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルより下方にあるときおよびフラップ弁55が閉じているとき、真空源はロードセル68に応答して作動が維持される。材料がフラップ弁55を通じて供給ホッパ部分44に放出されない間および補給ホッパ部分内の材料のレベルが不十分なとき、真空源は補給ホッパ部分46に充填しなければならない。
【００２５】
別の実施例の検出手段では、三つの別個の検出手段が設けられている。第一検出手段としては、ハウジング40の補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルのときを表示するよう配置できるレベルセンサ71がある。
【００２６】
第二検出手段としては、単独またはフラップ弁55と組み合わせて、ハウジング40の供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第二規定レベルのときを指示できるセンサ72がある。ハウジング40の供給ホッパ44内の材料のレベルが第二規定レベルのときにフラット弁がその開放状態からその完全に閉じた状態まで自由に移動できるように、フラップ弁55を適切な大きさにし、かつフラップ弁の移動の範囲を選択することによって、フラップ弁とセンサ72はハウジングの供給ホッパ部分内の材料のレベルが第二規定レベルのときに表示を与える。センサ72は、フラップ弁55の移動に応答して、フラップ弁55の閉鎖状態を示す信号を提供して真空源を作動させる。センサ72としては各種の形態のものがあり、例えばフラップ弁55が開いているときに開き、フラップ弁が閉じているときに閉じるような簡単な機械的スイッチがある。あるいは、センサ72は、第二規定レベルに相当する高さでハウジング40の供給ホッパ部分44内に配置してもよい。フラップ弁55がその閉じた状態に戻りそしてセンサ72がハウジング40の供給ホッパ部分40内の材料のレベルが第二規定レベルであることを検出したとき、このセンサは真空源を作動させて材料をハウジングの補給ホッパ部分44からハウジングの供給ホッパ部分に放出する。この場合センサ72は、フィーダシステムの各種の部分で材料のレベルを検知するのに用いる当該技術分野の当業者にとって公知の各種の形態のものでもよい。
【００２７】
第三の検出手段としてはハウジング40内の材料の重量を示すロードセル68がある。
【００２８】
三つの別個の検出手段を用いる場合、制御ブロック70に対して三つの入力がある。真空源はハウジング40の補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルのときにレベルセンサ71に応答し、およびフラップ弁55が開いているかまたはハウジングの供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第二規定レベルである間は、センサ72に応答して、作動停止のまま維持される。また真空源は、ハウジング40の補給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルの下方にあるときレベルセンサ71に応答し、フラップ弁55が閉じているかまたはハウジングの供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第二規定レベルより上方にあるときはセンサ72に応答して、作動が維持される。フラップ弁55が閉じているかまたはハウジング40の供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第二規定レベルの上方にある間、送り装置60の速度は、ロードセル68が発する重量測定値およびセンサ72に応答して制御され変化する（すなわち重量測定モード）。ハウジング40の供給ホッパ部分46内の材料のレベルが第一規定レベルの下方にある間はセンサ71に応答し、およびフラップ弁が開いているかまたはハウジングの供給ホッパ部分44内の材料のレベルが第二規定レベルの上方にある間はセンサ72に応答して、送り装置60の速度は制御され、一定に維持される（すなわち容量測定モード）。
【００２９】
ブロック70は、ハードウェアに組み込まれた回路またはソフトウェアで制御される装置でもよい。ブロック70に対して、ロードセル68からの信号のみ、またはレベルセンサ71、センサ72およびロードセル68からの信号が与えられならびに真空源と送り装置60の望ましい制御がなされるならば、ブロック70は従来設計に基づいて配置することができる。
【００３０】
図３は、本発明にしたがって製作された４台の材料フィーダ80、82、84および86で構成されたブレンダの水平断面図である。材料フィーダ80、82、84および86のハウジングの補給ホッパ部分はそれぞれ、複数の真空チューブ90、92、94および96によって空気作動式切換え装置88の形態の空気接合部に接続されている。空気作動式切換え装置88は、材料フィーダ80、82、84、および86のハウジングの補給ホッパ部分それぞれに真空チューブ90、92、94および96を介して選択的に真空にひいて、これら材料フィーダと個々に関連している複数の貯蔵コンテナ（図示せず）から材料を選択して引出するように指示を与える。このようにして、真空源は、個々の材料フィーダのハウジングの補給ホッパ部分に、効果的に適用される（すなわち作動し）とともに該補給ホッパ部分から切り離される（すなわち作動停止する）。空気作動式切換え装置88に指示を与える制御は図４に示すブロック70の他の出力として示す。個々の材料フィーダのハウジングの補給ホッパ部分に関連するセンサの出力を分析することによって、ハウジングの補給ホッパ部分のいずれかにさらに多くの材料を送出する要求が指示されたときに上記制御は、真空源を、ハウジングの補給ホッパそれぞれに連続的にまたは選択的に適用するよう編成することができる。真空源をハウジングのそれぞれの補給ホッパ部分に適用する制御は、通常の設計基準を適用することによって実行することができる。
【００３１】
また図３に示すブレンダには、材料フィーダ80、82、84および86それぞれに、個々に関連する複数の送りねじ装置98、100、102および104が設けられている。送りねじ装置98、100、102および104は、ブレンド物が形成される収集ホッパに成分材料を送出する。
【００３２】
本発明の他の態様では、制御手段（ブロック70）は、補給を行わない場合、材料フィーダ80、82、84または86のどの一つを最初に空にするか（すなわち、どのフィーダを一時的に空に最も近くするか）を動的に決定する優先順位決定手段を備えている。ブロック70は、フィーダを選択し、切換え手段88によって、真空源に連結される次のフィーダを決定する機能システム70bを備えている。
【００３３】
優先順位決定手段は、各フィーダ80、82、84および86がその現在の流量で空になるまで材料を放流し続けることができる時間を計算する。残り時間が最も短いフィーダが次に補給される。
【００３４】
代表的な態様では、個々の各フィーダが空になるまでの残り時間は、計算が簡単な優先度積値を計算し更新することによって推定される。上記の優先順位決定手段は、異なる優先度積値を、材料フィーダ80、82、84および86各々に動的に割当てる。この優先度積値は、フィーダが空になるまでの残り時間が短くなればなるほどそのフィーダの優先度積値は大きくなると定義される。また代表的なブロック70は、最高の優先度積値を有する材料フィーダ80、82、84または86を選択する選択手段70bを備えている。選択された材料フィーダ80、82、84または86のそれぞれの補給ホッパ部分46は次に切換え手段86の88によって真空源に連結され、その補給ホッパ部分に補給される。したがって優先順位決定手段70aは、いずれのフィーダも空にすることなく、単一の真空源をフィーダ80、82、84および86に共有させることができる。
【００３５】
優先度積値は二つの係数の積値である。第一の係数はフィーダの優先度である。このフィーダ優先度は、フィーダの現行の流量に基づいて、フィーダ内の材料が第一規定レベルから第二規定レベルまで減少するのにかかる時間の尺度である。代表的な実施態様では、補給の優先度はその時間の逆数であり、そのため第一と第二の規定レベル間の時間が短いほど補給の優先度が高くなる。したがって、補給優先度は、その材料フィーダ80、82、84または86の補給ホッパ46が規定の単位時間内に補給される予想回数（例えば補給回数／時間）を表す。各材料フィーダ80、82、84および86はそれぞれフィーダ優先度が異なっていてもよい。
【００３６】
フィーダの優先度は、利用装置（例えば押出器）の設定値の関数として動的に調節される。利用装置の設定値が変化すれば、各材料フィーダ80、82、84および86のフィーダ優先度（すなわち単位時間当り補給の回数）は、利用装置の要求に合致するよう自動的に調節される。
【００３７】
優先度積値を決定するのに用いられる第二の係数は動的に調節される補給要求値〔Refill Demand Value （ＲＤＶ）〕である。代表的な実施態様では、ＲＤＶは、そのフィーダ内の材料の正味重量の経験的に求めた関数から求められる。各材料フィーダはそれぞれ異なるＲＤＶ関数を持っていてもよい。優先度が高い材料フィーダ（例えばフィーダ80）に対する代表的なＲＤＶ関数110を図５に示す。第二の代表的なＲＤＶ関数120は、優先度が低いフィーダ（例えばフィーダ84）の一般的な関数である。ＲＤＶ関数110は、対応する材料フィーダ80内の材料の正味重量が増加するにつれて直線的に減少する。
【００３８】
ロードセル68のような重量センサはフィーダ80、82、84および86内の材料の量を連続的に測定する。その重量測定値は、フィーダにどのくらい速く補給する必要があるのかを示す尺度として、フィーダの現行の補給要求値を連続的に求めるのに利用される。レベルセンサを使用できるであろうということは当該技術分野の当業者にとって明かなことである。しかしいくつかのレベルセンサは、補給ホッパ部分46内と供給ホッパ部分44内の材料の量を、材料のレベルの範囲全体を通じて測定する必要があり、そしてレベルセンサが提供する測定値は一般に重量測定値より精度が低い。
【００３９】
図５に示す代表的なＲＤＶ関数110と120は最大値が４である。各ＲＤＶ関数110と120はさらに供給ホッパ部分44内の材料が第二規定レベルにあるときのフィーダ80内の材料の正味重量によって定義される。これは、真空源を作動させ、そして切換え手段88に補給ホッパ部分46と真空源を連結させて真空をかけ、材料を材料源からその補給ホッパ部分46に引き出すことによって材料フィーダ80の補給ホッパ部分46に補給される重量である。〔補給低設定値（Refill Low Setting）と呼ぶすなわち図５に示すＲＬＳである〕。これらＲＤＶ関数110と120は、上記正味重量がＲＬＳの重量に等しいとき、「１」という値であると定義する。
【００４０】
またＲＤＶ関数110と120は、Ｘ−インタセプト点（図５に示すＲＤＰ）によって定義され、この点においてＲＤＶ関数110と120の値はゼロに等しい。このＲＤＰ点は、材料フィーダの材料の正味重量が、ＲＬＳ重量プラス材料フィーダの補給ホッパ部分46が補給されている間に対応する材料フィーダ80、84の送りねじ装置98、100によって供給される材料の平均量の合計量に等しい点である。この目的を達成するための補給期間は、材料が第二規定レベルに到達した後に真空源が作動し次いで材料が第一規定レベルに到達した後に真空源が作動を停止する間の期間である。
【００４１】
一般的に、優先度（単位時間当りの補給回数）が高いフィーダは、大きさは等しいが優先度が低いフィーダよりＲＤＰ値が高い。優先順位決定手段70aの一つの目的は、各材料フィーダ80、82、84および86の正味重量を可能な時にＲＬＳ値より大きい値に（ＲＬＳ値の右側の値に）維持する順序でフィーダに補給することである。優先度が低いフィーダ84内の材料の正味重量は、優先度が高いフィーダ80のＲＤＶ値がゼロより大きくなる前にこのフィーダ80よりＲＬＳ重量に一層近く減少させることができる。
【００４２】
代表的なＲＤＶ関数110では、ＲＤＶはこの関数の値域全体を通じて４より小さい。低優先度のフィーダ84のＲＤＶ関数120は、正味重量がＲＬＳ重量より少ない重量に減少すると、最大値４に向かって急速に上昇する。ＲＤＶ関数は一旦４に到達すると、曲線120の曲折部分122より低いすべての正味重量についてその値を保持する。
【００４３】
表１は、図３に示す材料フィーダ80、82、84および86の優先度積（ＲＤＶ・優先度）値を決定するために使用される情報の例を示す。フィーダ80と84のＲＤＶ関数は、プロットすると図５に示すとおりになる。
【表１】
0003621464.tif 000002
【００４４】
選択手段70ｂがたどる一般原則は、他のフィーダが現在高い優先度積値（ＲＤＶ・優先度）を持たない限り、フィーダ80、82、84または86の補給サイクルは、フィーダ内の材料の正味重量がＲＬＳ重量（すなわち第二規定値）以下になったときに始まるということである。すべてのフィーダ内の重量がＲＬＳ重量より大きくなると、真空源は、フィーダの一つの正味重量がＲＬＳ重量に到達するまで作動が停止する。
【００４５】
表１の実施例では、フィーダ84内の材料の正味重量はそのフィーダのＲＬＳ重量14Kgに等しい。通常、フィーダ84は真空源にアクセスできるがフィーダ80はフィーダ84より優先度積値が高い（21対1.5である）。したがって補給フィーダ84で開始する代わりに選択手段70ｂはフィーダ80を選択する。フィーダ80は供給速度が高いので約８秒以内にそのＲＬＳ重量に到達し、この時間は、フィーダ84がフィーダ80より以前に補給されるとすれば、フィーダ84が完全に補給される約21秒前である。この実施例では、真空源は８秒間作動停止のまま維持され、次いでフィーダ80が補給される。フィーダ80が補給された後にしかフィーダ84は補給されない。
【００４６】
計算が簡単なので、線形ＲＤＶ関数が用いられる。各フィーダに対してＲＬＳ重量とＲＤＰ重量が与えられると、ＲＤＶ整関数100が下記式(1)〜(3)で示す一次多項式として成立する。
ＲＤＶ＝（ＲＤＰ−正味重量）／（ＲＤＰ−ＲＬＳ）          (1)
ＲＤＶ  min（４，ＲＤＶ）                                 (2)
ＲＤＶ  max（０，ＲＤＶ）                                 (3)
式(1)はＲＤＶ曲線を定義する。式(2)によってＲＤＶは最大値の４までに制限され、そのため優先度積値は単にＲＤＶに基づいて極端に高くはならない。式(3)は、ＲＤＰ重量より高い全ての正味重量に対してＲＤＶがゼロであることを保証しているだけである。図５には線形のＲＤＶ関数だけを示しているが、他の単調に減少する関数も、補給要求値を材料フィーダの現在の正味重量にづけるのに用いることができると考えられる。
【００４７】
複数のＲＤＶ値を探索テーブルに記憶させ、通常の補間ルーチンを用いて個々のＲＤＶ値を求めることによって等価ＲＤＶ関数を実現できる。
【００４８】
図６は優先順位決定手段70aおよび選択手段70bによって実行されるステップを示す流れ図である。
【００４９】
ステップ200〜214はブレンダシステムが作動中連続的に繰り返される。ループ202〜210は、各材料フィーダ80、82、84および86に対して個々に、優先順位決定手段70aによって実行される。
【００５０】
第一に、ステップ204において、それぞれの優先度値はフィーダの１時間当たり補給回数に基づいて各フィーダ80、82、84および86について求める。なおこの補給回数は現行押出器の設定値によって決まる。
【００５１】
ステップ206において、フィーダの重量をロードセル68または他の検出手段を用いて検出する。ステップ208で、そのフィーダの現在のＲＤＶ値を求める。このＲＤＶ値は上記式(1)〜(3)を用いて計算することができる。ステップ210では、優先度積値を、ＲＤＶと優先度（単位時間当たりの補給回数）の積として計算する。ステップ204〜210を各フィーダについて繰り返す。
【００５２】
すべての優先度積値が計算されたとき制御はステップ212に進む。ステップ212において、選択手段70ｂが、優先度積値が最大のフィーダを次に補給するフィーダとして選択する。ステップ214では、切換え手段88によって、選択されたフィーダが真空源に接続され、選択されたフィーダが補給される。
【００５３】
通常、材料フィーダの補給が一旦開始されると、フィーダ内の材料が第一規定レベル（材料の重量によって測定される）に到達するまで補給を続ける。しかし、フィーダ80、82、84、または86のうちの一つが補給されている間でも、ステップ200〜214のループは連続して実行されることは図６からみて明らかである。したがって、代表的な優先順位決定手段は本来、第一フィーダの補給を遮断して、第一フィーダが充填されている間に第二フィーダが空になるのを防ぐ機構を提供する。
【００５４】
この遮断機構は、第一フィーダ内の材料の重量が第一規定重量に到達するのを待たずに、切換え手段に、真空源を第一フィーダの補給ホッパから切り離して真空源を第二フィーダの補給ホッパ接続させる手段を提供する。
【００５５】
例えば、フィーダ80が現在補給されている場合には、フィーダ80が補給されるにつれてそのＲＤＶは連続的に再計算される。ステップ208を実施しているとき、フィーダ80は補給されているのでフィーダ80のＲＤＶは減少する。ステップ210が実施されているとき、ＲＤＶが減少するのでフィーダ80の優先度積値は減少する。一方、フィーダ84は補充されずに材料を送出しているので、フィーダ84のＲＤＶ（したがってその優先度積値）は、ステップ200〜214のループが実施されるたびごとに大きくなる。結局フィーダ84の優先度積値はフィーダ80の優先度積値より大きくなる。
【００５６】
フィーダ84の優先度積値がフィーダ80の優先度積値より大きくなった時に、制御ブロック70は切換え手段に中断信号を伝送する。この中断信号によって、切換え手段88は、フィーダ80が完全に補給されてなくても、真空源をフィーダ80の補給ホッパから切り離し、真空源をフィーダ84の補給ホッパに接続する。
【００５７】
上記中断機能の使用は、フィーダ80の補給が完了する前にフィーダ84が空になる状態に限定してもよいことは当該技術分野の当業者には理解できるであろう。フィーダ84が空になる危険がない場合は、フィーダ84の優先度積値がフィーダ80の優先度積値より大きくなるちょうどその時にフィーダ80の補給を遮断する必要はない。フィーダ80が完全に補給され次いでフィーダ84が補給される。
【００５８】
遮断性能は、フィーダ80、82、84または86が差し迫って空になる危険にさらされているか否かにかかわらず使用できると考えられるが、この方法の場合、切換え手段88が真空源を他のフィーダに切り換える回数が大きく増加して切換え手段88の寿命が短くなる。
【００５９】
優先順位決定手段の他の変形（図８を参照して以下に詳細に説明する）では、材料フィーダに、「高」優先度または「低」優先度の固定名称が割り当てられている。この変形では、高優先度のフィーダの優先度積値は図６を参照して上記の方法で計算される。低優先度のフィーダの全グループには、次に高優先度のフィーダまたは低優先度のフィーダのいずれに補給すべきかを決定するため、総合的に、固定された優先度積値が割り当てられる。優先度が低いフィーダを充填する場合、図６の方法を用いて低優先度のフィーダの中から選択する。
【００６０】
説明のため、フィーダ80と82は優先度が高い第一グループに属し、そしてフィーダ84と86は優先度が低い第二グループに属していると仮定する（下記のように定義する）。高優先度のフィーダ80と82は、低優先度のフィーダ84と86が各々補給される第二規定レベルに近くなっているか（またはこのレベルより低くなる可能性がある）場合でも真空源に優先的なアクセスを受ける。
【００６１】
図７は、図６のステップ214の代わりに用いられ、高優先度のフィーダ80と82の充填に真空源が利用できる時間の割合を増やす一連の別のステップの流れ図である。次のフィーダをステップ212で選択した後、そのフィーダの優先度をステップ250で検査する。補給すべき次のフィーダが高優先度のフィーダの場合、そのフィーダは、ステップ252で第一規定レベルに相当する重量まで完全に充填される。
【００６２】
しかし補給すべき次のフィーダが低優先度のフィーダの場合、ステップ254において、制御ブロック70は、真空源が高優先度の材料フィーダ80または82に接続されている時間の割合を計算する。この計算は、高優先度のフィーダが補給される時間の割合を、比較的短い時間、例えば最も新しい５分間で計算することによって行われる。
【００６３】
ステップ256では、ステップ254で計算された時間の割合が予め決められた値（例えば代表的な実施態様では0.5）を超えない場合、制御はステップ252に進み、低優先度のフィーダが完全に補給される。
【００６４】
しかし、ステップ256では、ステップ254で計算された時間の割合が予め決められた値（例えば0.5）を超えた場合、制御はステップ258に進み、低優先度のフィーダは1/2しか補給されない。そのため真空源が低優先度のフィーダに接続される時間の割合が減少して、高優先度のフィーダに対する真空源の利用度が増大する。
【００６５】
代表的な実施態様では、優先順位決定機能70aと選択機能70bは、例えばMotorola 68000シリーズマイクロプロセッサのようなマイクロプロセッサ内のソフトウェアで実行される。そのソフトウェアは、通常の記憶媒体、例えば固定記憶装置（ＲＯＭ）に記憶させることができる。個々のフィーダ80、82、84、および86の特性値に関連するデータは、通常の記憶媒体、例えばディスクの検索テーブルに記憶させることができる。組込みプロセッサについてプログラムを作成する当該技術分野の当業者であれば、図６と７に示すステップを実行するためのソフトウェアを容易に開発できるであろう。
【００６６】
図８は制御ブロック70の優先順位決定機能70aの変形を示すブロック図である。一群の材料フィーダ80〜83の制御機能と入出力（Ｉ／Ｏ）機能は、単一のマイクロプロセッサ（図示せず）を有する単一のプリント基板（ＰＣＢ）70Ｃで実行できる。製造と原価管理を容易に行えるように、単一のプリント基板で制御されるフィーダの数はある数に限定される（例えば代表的なＰＣＢ70Ｃを使って四つのフィーダを制御する）。単一のプリント基板当りのフィーダの数は、便利さと市場の要件に大きく影響さるれ設計上の選択範囲である。
【００６７】
図８の配置では、合計八つの材料フィーダ80〜87が設けられている。八つの材料フィーダはすべて、図３に示したのと類似の配置で、空気作動式切換え装置によって単一の真空源（図示せず）に接続されている。代表的なＰＣＢ70Ｃは四つのフィーダ80〜83しか制御しないので、第二のＰＣＢ70Ｄの優先順位決定作動をＰＣＢ70Ｃの作動で調整できる単純な装置を設けることが望ましい。
【００６８】
これら二つのＰＣＢの70Ｃと70Ｄはそれぞれ高優先度ＰＣＢおよび低優先度ＰＣＢと呼ぶ。低優先度ＰＣＢの70Ｄは補給要求信号132を高優先度ＰＣＢ70Ｃに伝送する。ＰＣＢ70Ｃはその補給要求信号および高優先度フィーダ80〜83の優先度積値を評価し、次いで高優先度フィーダ80〜83のいづれかの優先度積値が、該要求を容認すべきでないほど充分に高いか否かを決定する。
【００６９】
該要求が容認されない場合、最高の優先度積値を有する高優先度フィーダ80〜83が真空源にアクセスさせる次のフィーダとして選択される。次にＰＣＢ70Ｃが、図６を参照して先に説明した方法にしたがって真空源を次の高優先度フィーダ80〜83に適用する。この場合、低優先度ＰＣＢ70Ｄは、要求が容認されるまで、補給要求信号132を伝送し続ける。
【００７０】
しかし、要求が容認されると、高優先度ＰＣＢ70Ｃが低優先度ＰＣＢ70Ｄに要求容認信号130を伝送する。低優先度ＰＣＢ70Ｄは一旦容認信号130を受けると、図６の方法にしたがって、最高の優先度積値を有する低優先度フィーダ84〜87を選択し、そしてその選択されたフィーダが補給される。その選択されたフィーダは、図７を参照して先に説明したのと同様にして任意に部分的に充填してもよい。選択された低優先度フィーダが一旦補給されると、低優先度のＰＣＢ70Ｄは、補給作動が完了していることを高優先度ＰＣＢ70Ｃに知らせて、真空源に対するアクセスを放棄する。
【００７１】
図８の実施態様では、補給要求信号132と要求容認信号130は二つの状態を有する１ビット信号である。例えば第一の状態はロジックロー（logic-low）の状態であり第二の状態はロジックハイ（logic-high）の状態である。便宜上、以下の説明では第一状態をロジックローとみなし、第二状態をロジックハイとみなす。等価系はロジックハイを第一状態として用いることができ、およびロジックローを第二状態として用いることができると解される。表２にこれらの状態とその効果を要約する。
【００７２】
【表２】
0003621464.tif 000003
【００７３】
状態が進行する順序は右回りである。要求信号132と容認信号130がロジックローの場合、高優先度の材料フィーダ80〜83は真空源にアクセスし、補給を要する低優先度フィーダ84〜87はない。低優先度フィーダ84〜87のうちの一つが補給を必要とする場合、低優先度ＰＣＢ70Ｄは要求信号132の状態をロジックハイに変更し、真空源をＰＣＢ70Ｄが要求していることを高優先度ＰＣＢ70Ｃに知らせる。
【００７４】
高優先度フィーダ80〜83のどれもが現在補給を要求していないということを高優先度ＰＣＢ70Ｃが決定するまで（すなわち高優先度フィーダがすべてＲＤＰ重量より大きい正味重量をもっている場合）両者の信号は変化しないままである。この方法の変形では、高優先度フィーダ80〜83すべての優先度積値が予め決められた低い閾値（例えば１）より小さい場合、高優先度ＰＣＢはアクセスを容認する。
【００７５】
高優先度ＰＣＢ70Ｃは、上記要求を容認すべきであると決定するとき、容認番号130の状態をロジックハイに変更する。これによって、低優先度ＰＣＢ70Ｄの真空源へのアクセスに対する制御が放棄される。ここで低優先度ＰＣＢ70Ｄは、図６に示す方法にしたがって、補給を最も必要としている低優先度フィーダを自由に選択する。高優先度ＰＣＢ70Ｃは、補給要求信号132の状態を監視し、低優先度ＰＣＢ70Ｄが制御を放棄するまで待つ。低優先度フィーダ84〜87のうちの一つが補給された場合、低優先度ＰＣＢ70Ｄが要求信号の状態をロジックローに変更する。このことは補給作動が完了したことを意味する。
【００７６】
低優先度ＰＣＢ70Ｄは、要求信号をロジックローに戻す前に補給フィーダ84、85、86および87のうちの一つだけを補給することができる。補給を要求する第二の低優先度フィーダ84〜87がある場合、低優先度ＰＣＢ70Ｄは要求信号の状態をロジックハイに変更することによって再びアクセスを要求する前に、真空源へのアクセスを放棄したことを高優先度ＰＣＢ70Ｃが認めるまで待たなければならない。
【００７７】
低優先度ＰＣＢ70Ｄが制御を放棄するとき（要求信号132の状態をロジックローに変更することによって）、高優先度ＰＣＢ70Ｃはこのことを、容認信号の状態をロジックローに変更することによって認める。ここでシステムは元の状態まで戻り、そのとき高優先度ＰＣＢ70Ｃは真空源に対するすべてのアクセスを制御する。
【００７８】
低優先度のフィーダ84〜87の実際の優先度積値が、補給すべき次のフィーダを選択するため高優先度ＰＣＢ70Ｃに提供されることは、制御システムの技術分野の当業者であれば理解できる。このことは、要求番号132が二つ以上の情報ビットをもっていることを要求するので実行費用が増大しかつ実行の複雑さが増える。しかし低優先度フィーダ84〜87の実際の優先度積値を用いると、（高優先度または低優先度の）フィーダ80〜87のいずれも空になるのを防止することによって一層信頼性が高くなる。
【００７９】
本願に記載の代表的な優先順位決定装置は各種の等価の構造体で代替できることは当該技術分野の当業者であれば理解することができる。例えば、代表的なＲＤＶ関数と優先度積値はフィーダが空になるにつれて増大し、そして最大の優先度積値を有するフィーダが最初に補給される。等価の優先順位決定手段（図示せず）は、フィーダが空になったときに減少する優先度積値関数を用い、そのとき最低の優先度積値を有するフィーダは最初に補給される。
【００８０】
優先順位決定手段70aと選択手段70bを図２に示す材料供給装置とともに用いることについて説明してきたが、図５〜８に示す制御方法と装置も他のタイプの材料フィーダとともに使用できることは当該技術分野の当業者であれば理解することができる。またこの優先順位決定手段と選択手段は、各材料フィーダが、その補給ホッパと供給ホッパが単一のハウジング内に入っていなくても、供給ホッパに密閉式で接続された補給ホッパを備えている他のブレンダシステム（図示せず）にも使用できると考えられる。弁55に類似の弁が補給ホッパの出口と供給ホッパの入り口の間に連結されている。この弁は、補給ホッパ内の材料が供給ホッパ内に放出されない完全な閉鎖状態と、補給ホッパ内の材料が供給ホッパ内に放出可能な開放状態の間を移動する。
【００８１】
本発明について代表的な実施態様を参照して説明してきたが、本発明はこの代表的な実施態様に限定されるわけではなく、当該技術分野の当業者が本発明の真の思想と範囲を逸脱することなく作ることができる本発明の他の変形と実施態様も含まれると解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の代表的な供給システムの概略縦断面図である。
【図２】本発明にしたがって製作された材料供給装置の概略縦断面図である。
【図３】本発明にしたがって製作されたブレンダの水平断面図である。
【図４】本発明にしたがって製作された材料供給装置とブレンダとの制御ブロックを示す図である。
【図５】図４に示す制御ブロックで使用する代表的な補給要求値関数を示すグラフである。
【図６】図３に示す各材料フィーダの補給の優先度を決定する方法を示す流れ図である。
【図７】図３に示す材料フィーダの一部の優先度を引き上げる最適の方法を示す流れ図である。
【図８】追加の材料フィーダを設置するのに用いる制御ブロックの変形を示すブロック図である。
【符号の説明】
10  サイロ
12  吸込チューブ
14  ホッパローダ
16  真空ポンプ
18  真空チューブ
20  補給ホッパ
22  フラップ弁
24  供給ホッパ
26  出口弁
27  開口
28  送り装置
40  ハウジング
42  仕切り壁
44  供給ホッパ部分
46  補給ホッパ部分
48  ハウジング40の出口
50  真空チューブ
52  空気接合部
54  第二真空チューブ
55  フラップ弁
56  吸込チューブ
57  戻し部材
60  送り装置
62  収集ホッパ
68  ロードセル
70  制御ブロック
70a  優先順位決定手段
70b  フィーダ選択手段
71  レベルセンサ
72  センサ
80、82、84、86  材料フィーダ
88  空気作動式切換え装置
90、92、94、96  真空チューブ
98、100、102、104  送りねじ装置
110、120  ＲＤＶ関数
130  要求容認信号
132  補給要求信号
【図１】
0003621464.tif 000004
【図２】
0003621464.tif 000005
【図３】
0003621464.tif 000006
【図４】
0003621464.tif 000007
【図５】
0003621464.tif 000008
【図６】
0003621464.tif 000009
【図７】
0003621464.tif 000010
【図８】
0003621464.tif 000011