(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を投入する複数の投入手段と、各投入手段から投入された粉粒体を計量する計量ユニットとを備える粉粒体の定量供給装置において、
各投入手段から、順次、粉粒体を前記計量ユニットに投入する投入動作において、
先ず最初に、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段以外の投入手段から、計量目標値に満たない量の粉粒体を投入し、
次いで、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から、粉粒体を、その計量目標値まで投入し、
その後、計量目標値に満たない量の粉粒体を投入した投入手段から、粉粒体を、その計量目標値まで投入するような動作を含む投入動作が、作動するように構成されていることを特徴とする、粉粒体の定量供給装置。
【請求項２】
最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から、投入された粉粒体の計量実測値に基づいて、それ以外の投入手段から投入される各粉粒体の計量目標値を補正するための配合比率補正手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の粉粒体の定量供給装置。
【請求項３】
計量された粉粒体を蓄積するための蓄積ユニットをさらに備え、
前記計量ユニットは、計量された粉粒体を１バッチ毎に蓄積ユニットに送るように構成されており、
前記蓄積ユニットは、粉粒体を供給するための供給口を備えるとともに、計量ユニットから１バッチ毎に送られてくる粉粒体を、２バッチ以上溜めて前記供給口から供給するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の粉粒体の定量供給装置。
【請求項４】
各前記投入手段において、今回計量したときの計量目標値と今回実際に計量された計量実測値との差に基づいて、次バッチにおける計量目標値を補正するための計量目標値補正手段をさらに備えていることを特徴とする、請求項３に記載の粉粒体の定量供給装置。
【請求項５】
前記蓄積ユニットは、この蓄積ユニットに溜められる粉粒体を混合するための混合手段を備えていることを特徴とする、請求項３または４に記載の粉粒体の定量供給装置。
【請求項６】
前記蓄積ユニットは、この蓄積ユニットに溜められる粉粒体を、前記供給口から連続的に供給するように構成されていることを特徴とする、請求項３ないし５のいずれかに記載の粉粒体の定量供給装置。
【請求項７】
前記蓄積ユニットは、この蓄積ユニットに溜められる粉粒体を、前記供給口から複数バッチ毎に供給するように構成されていることを特徴とする、請求項３ないし５のいずれかに記載の粉粒体の定量供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体の定量供給装置、詳しくは、粉粒体を受けて、次の処理装置にその粉粒体を一定量で供給するための粉粒体の定量供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、樹脂ペレットなどを成形機によって成形する場合などにおいては、たとえば、気力輸送されてきた、樹脂ペレット、粉砕材、ドライカラーやマスターバッチ、添加剤などの各材料を、計量混合装置によって、所定の割合で混合した後、その混合物を成形機に供給するような処理がよく行なわれている。
【０００３】
このような処理に使用される計量混合装置には、通常、気力輸送されてきた各材料を各材料毎に受け入れる複数のホッパーと、各ホッパーから投入される各材料を所定の配合比で計量する計量ユニットと、計量された各材料を混合する混合ユニットとを備えており、各ホッパーにおいて受け入れられた各材料を、各ホッパーに備えられるスクリューフィーダなどの切り出し手段によって切り出し、計量ユニットに落下させて、計量ユニットにおいて所定の計量目標値となった時に、切り出しを停止させることにより各材料を計量し、次いで、順次計量された各材料を混合ユニットに供給して、混合ユニットに備えられる攪拌羽根により混合して、その後、一定量で供給するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したような計量および混合の処理において、ドライカラーやマスターバッチを混合する割合は、通常、樹脂ペレットなどに比べて非常に少ないので、ドライカラーやマスターバッチを最初に投入して計量すると、次に投入される材料に対して十分に分散されず、そのため、ドライカラーやマスターバッチの分散不良に起因する成形物の色むらなどを生じる場合がある。とりわけ、粉状のドライカラーでは、投入時に飛散して計量ユニットの内壁面に付着してしまい、これが原因となって分散不良を生じやすく、そのために色むらが発生しやすくなる。
【０００５】
一方、これを回避するため、ドライカラーやマスターバッチ以外の材料を最初に投入することも考えられる。しかし、ドライカラーやマスターバッチは、計量する量が非常に少量で計量目標値に対してばらつきやすいため、このドライカラーやマスターバッチが投入された計量実測値を基準として、他の材料の計量目標値を補正して、計量精度の向上を図りたいという要求があるが、最初に他の材料を投入してしまうと、そのような補正ができず、精度の良い計量が行なえないという不具合がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、簡易な構成により、各ホッパーから投入される粉粒体を、良好に分散させることができ、かつ、精度良く計量し得る、粉粒体の定量供給装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、粉粒体を投入する複数の投入手段と、各投入手段から投入された粉粒体を計量する計量ユニットとを備える粉粒体の定量供給装置において、各投入手段から、順次、粉粒体を前記計量ユニットに投入する投入動作において、先ず最初に、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段以外の投入手段から、計量目標値に満たない量の粉粒体を投入し、次いで、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から、粉粒体を、その計量目標値まで投入し、その後、計量目標値に満たない量の粉粒体を投入した投入手段から、粉粒体を、その計量目標値まで投入するような動作を含む投入動作が、作動するように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成によると、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から投入される粉粒体は、既に、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段以外の投入手段から、計量目標値に満たない量で投入されている粉粒体の上に投入され、さらに、その後に、再び、計量目標値に満たない量の粉粒体を投入した投入手段から、粉粒体がその計量目標値まで投入される。これによって、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から投入される粉粒体は、それ以外の投入手段から投入される粉粒体によって、挟み込まれるようになる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から、投入された粉粒体の計量実測値に基づいて、それ以外の投入手段から投入される各粉粒体の計量目標値を補正するための配合比率補正手段を備えていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によると、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から投入された粉粒体の計量実測値を基準として、それ以外の投入手段から投入される各粉粒体の計量目標値が補正され、各粉粒体は、その補正された計量目標値によって投入される。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、計量された粉粒体を蓄積するための蓄積ユニットをさらに備え、前記計量ユニットは、計量された粉粒体を１バッチ毎に蓄積ユニットに送るように構成されており、前記蓄積ユニットは、粉粒体を供給するための供給口を備えるとともに、計量ユニットから１バッチ毎に送られてくる粉粒体を、２バッチ以上溜めて前記供給口から供給するように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
このような構成によると、複数の投入手段から投入される各粉粒体は、計量ユニットにおいて、順次所定量計量された後、１バッチ毎に蓄積ユニットに送られて、その後、蓄積ユニットにおいて２バッチ以上溜められて供給口から供給される。蓄積ユニットでは、バッチ毎に配合された各粉粒体が２バッチ以上溜められるので、１バッチ毎の配合誤差が、溜められたバッチ分だけ平均化される。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、各前記投入手段において、今回計量したときの計量目標値と今回実際に計量された計量実測値との差に基づいて、次バッチにおける計量目標値を補正するための計量目標値補正手段をさらに備えていることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によると、各バッチ毎の計量目標値が、前バッチの計量誤差を補償するように補正される。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の発明において、前記蓄積ユニットは、この蓄積ユニットに溜められる粉粒体を混合するための混合手段を備えていることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、蓄積ユニットに溜められる粉粒体は、混合手段によって混合され、より均一に平均化される。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３ないし５のいずれかに記載の発明において、前記蓄積ユニットは、この蓄積ユニットに溜められる粉粒体を、前記供給口から連続的に供給するように構成されていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成によると、蓄積ユニットにおいて、溜められたバッチ分だけ平均化され、配合誤差の少ない粉粒体が、連続的に定量供給される。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項３ないし５のいずれかに記載の発明において、前記蓄積ユニットは、この蓄積ユニットに溜められる粉粒体を、前記供給口から複数バッチ毎に供給するように構成されていることを特徴としている。
【００２０】
このような構成によると、蓄積ユニットにおいて、溜められたバッチ分だけ平均化され、配合誤差の少ない粉粒体が、その複数バッチ分毎に、一度に定量供給される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の粉粒体の定量供給装置の一実施形態としての計量混合装置を示す全体構成図、図２は、図１に示す計量混合装置の要部側断面図である。
【００２２】
図１において、この計量混合装置１は、供給ホッパーユニット２および計量混合ユニット３とを備えている。
【００２３】
供給ホッパーユニット２は、投入手段としての複数の供給ホッパ−４（各供給ホッパー４を互いに区別する場合には、第１ホッパー４ａ、第２ホッパー４ｂ、第３ホッパー４ｃおよび第４ホッパー４ｄとする。）を備えている。各供給ホッパー４には、粉粒体が貯蔵される図示しない原料タンクにそれぞれ接続される原料供給ライン５と、吸引ブロワ６に接続される吸引ライン７とが接続されている。吸引ライン７は、各供給ホッパー４に対応してそれぞれ設けられるスイッチバルブ２５を備えるスイッチバルブユニット２６と、このスイッチバルブユニット２６と吸引ブロワ６とを接続する一次側吸引ライン２７と、各スイッチバルブユニット２６と各供給ホッパー４とをそれぞれ接続する複数の二次側吸引ライン２８とを備えている。
【００２４】
また、供給ホッパー４の内部上側には、各二次側吸引ライン２８を覆うようにエリミネータ８がそれぞれ設けられるとともに、その下側にそれぞれ形成される原料供給口には、その原料供給口を開閉するためのスライドゲート９がそれぞれ設けられている。また、これら各供給ホッパー４は、後述する計量ユニット１１の受入口１６に原料を供給するために、各スライドゲート９が、受入口１６の中心を向くように周状に配置されている。
【００２５】
そして、各原料タンクから各供給ホッパー４に粉粒体を気力輸送するには、気力輸送したい供給ホッパー４に対応するスイッチバルブ２５を開状態として、吸引ブロワ６を作動させる。そうすると、その供給ホッパー４に選択的に粉粒体が気力輸送される。すなわち、気力輸送しようとする供給ホッパー４に対応するスイッチバルブ２５を開状態として、吸引ブロワ６を作動させると、一次側吸引ライン２７、スイッチバルブユニット２６および二次側吸引ライン２８を介して、その気力輸送しようとする供給ホッパー４の内部が吸引され、これによって、その供給ホッパー４に接続される原料供給ライン５を介して、その供給ホッパー４に対応する原料タンクに貯蔵される粉粒体が気力輸送される。なお、供給ホッパー４に粉粒体を搬送した空気は、エリミネータ８によって粉粒体と分離された後、二次側吸引ライン２８、スイッチバルブユニット２６、一次側吸引ライン２７を介して、吸引ブロワ６から排気される。
【００２６】
このようにして各供給ホッパー４には、各原料タンクから気力輸送される粉粒体が一時的に貯蔵される。なお、各供給ホッパー４には、その目的および用途によって、適宜、同一種類あるいは異なる種類の粉粒体が貯蔵され、たとえば、主材（樹脂ペレット）、ドライカラーやマスターバッチ、粉砕材、添加剤などが各供給ホッパー４にそれぞれ貯蔵されて、これら各供給ホッパー４が、後述する投入動作などにおいて、第１ホッパー４ａ、第２ホッパー４ｂ、第３ホッパー４ｃ、第４ホッパー４ｄとして設定される。また、供給ホッパー４の数は、４つに限らず、２つでもよく、あるいは、４つ以上でもよい。
【００２７】
計量混合ユニット３は、ケーシング１０内に、その上方に計量ユニット１１と、その下方に蓄積ユニットとしての混合ユニット１２とを備えている。
【００２８】
計量ユニット１１は、各供給ホッパー４から供給される粉粒体を受け入れる計量ホッパー１３と、この計量ホッパー１３を支持するロードセル１４と、計量ホッパー１３から混合ユニット１２に、計量された粉粒体を供給するための排出ゲート１５とを備えている。計量ホッパー１３は、その上端部に粉粒体を受け入れるための受入口１６が形成されるとともに、その下端部に粉粒体を排出するための排出口１７が形成されている。排出ゲート１５は、計量ホッパー１３の排出口１７を開閉するように設けられている。また、ロードセル１４は、計量ホッパー１３を支持しつつ、その計量ホッパー１３の重量を計測できるように設けられており、この計量ホッパー１３に受け入れられる粉粒体の重量は、計量ホッパー１３、すなわち、風袋の重量をキャンセルした状態で、このロードセル１４によって計量される。
【００２９】
混合ユニット１２は、ケーシング１０の下部が、そのまま粉粒体を混合するための混合ケーシングとされており、混合手段としての攪拌羽根１８と、レベルスイッチ１９と、粉粒体を成形機などの外部の処理装置２２に供給するための供給口２３とが設けられている。
【００３０】
攪拌羽根１８は、粉粒体が計量ユニット１１から落下してくる落下方向に対して、おおよそ直交する方向に軸線が延びるように、ケーシング１０内部に突出配置される駆動軸２０と、この駆動軸２０を中心として径方向に延びる羽根２１とを備えており、駆動軸２０を駆動させることにより、計量ユニット１１から１バッチ毎に落下してくる粉粒体を、羽根２１によって上下方向において混合し、これによって、各バッチ間の粉粒体を互いに十分に混合することにより、混合ユニット１２において、各バッチが層状に溜まることを防止して、混合ユニット１２に溜まる粉粒体の均一化を図るようにしている。
【００３１】
レベルスイッチ１９は、攪拌羽根１８の側方のケーシング１０の内側壁に設けられており、混合ユニット１２に所定バッチ数の粉粒体が溜まった時に供給禁止信号（上限禁止信号）を送信する禁止信号送信部、および／または、混合ユニット１２が所定バッチ数より所定バッチ数減った時に、供給要求信号（下限要求信号）を送信する要求信号送信部を備えている。なお、このレベルスイッチ１９は、たとえば、上限禁止信号を送信するレベルスイッチと、下限要求信号を送信するレベルスイッチとの２つのレベルスイッチをそれぞれ別個に設けてもよく、また、オーバーフローを防止するためのレベルスイッチをさらに１つ設けて、インターロックとして使用してもよい。
【００３２】
供給口２３は、攪拌羽根１８よりも下方において、ケーシング１０の下部から下方に向かって突出するような筒状に形成されており、その先端部には、この供給口２３を開閉するための開閉ゲート２４が設けられている。
【００３３】
そして、このような計量混合装置１では、たとえば、各供給ホッパー４のスライドゲート９、計量ユニット１１のロードセル１４および排出ゲート１５、混合ユニット１２のレベルスイッチ１９および開閉ゲート２４などがコントローラユニット２９に接続され、このコントローラユニット２９において各部が制御されている。
【００３４】
次に、このように構成された計量混合装置１の投入、計量、混合および定量供給動作について説明する。この計量混合装置１では、まず、各供給ホッパー４に貯蔵される粉粒体を、順次、計量ホッパー１３内に投入することによって、計量が行なわれる。この各供給ホッパー４からの投入動作において、この計量混合装置１では、先ず最初に、最も少ない計量目標値が設定されている供給ホッパー４以外の供給ホッパー４から、計量目標値に満たない量の粉粒体が投入され、次いで、最も少ない計量目標値が設定されている供給ホッパー４から、粉粒体が、その計量目標値まで投入され、その後、計量目標値に満たない量の粉粒体を投入した供給ホッパー４から、粉粒体が、その計量目標値まで補充投入される。
【００３５】
より具体的に説明すると、たとえば、上記したように、各供給ホッパー４に、それぞれ、主材、ドライカラーやマスターバッチ、粉砕材、添加剤が貯蔵されており、各材料のうちでドライカラーやマスターバッチの計量目標値が最も少ない場合においては、第１ホッパー４ａにドライカラーやマスターバッチが貯蔵される供給ホッパー４を、第２ホッパー４ｂに主材が貯蔵される供給ホッパー４を、第３ホッパー４ｃに粉砕材が貯蔵される供給ホッパー４を、第４ホッパー４ｄに添加剤が貯蔵される供給ホッパー４を、それぞれ設定するするとともに、図３にフロー図を示すように、計量目標値のより多い第２ホッパー４ｂから、その計量目標値の約半分の量を投入して、先ず予備計量として計量処理し（Ｓ１）、次いで、第１ホッパー４ａから計量目標値まで投入して計量処理した後（Ｓ２）、再び、第２ホッパー４ｂから、計量目標値となる残りの量を補充投入して計量処理し（Ｓ３）、その後、順次同様に、第３ホッパー４ｃの計量処理（Ｓ４）、第４ホッパー４ｄの計量処理（Ｓ５）を行なえばよい。なお、図３に示すフロー図では、供給ホッパー４が４つに限定された手順が示されているが、供給ホッパー４がこれより少ない場合または多い場合も同様の手順による。また、このような投入動作において、第２ホッパー４ｂから計量目標値となる残りの量を投入するステップ（Ｓ３）は、特に第１ホッパー４ａの投入（Ｓ２）の次である必要はなく、たとえば、第３ホッパー４ｃの投入（Ｓ４）や、あるいは第４ホッパー４ｄの投入（Ｓ５）の後でもよい。また、第２ホッパー４ｂから最初に投入する量も、約半分の量に限らず、任意の量で投入すればよい。
【００３６】
このような投入動作によれば、最も少ない計量目標値が設定されている第１ホッパー４ａから投入されるドライカラーやマスターバッチは、既に、それよりも多い計量目標値が設定されている第２ホッパー４ｂから計量目標値の約半分の量で投入されている主材の上に投入され、さらに、その上に、再び、主材が計量目標値まで補充投入されるので、これによって、ドライカラーやマスターバッチは、主材によって挟み込まれるようになる。そのため、主材の計量目標値に対してドライカラーやマスターバッチの計量目標値が小さくても、良好に混合分散させることができる。とりわけ、ドライカラーの場合には、飛散が抑えられ、後から投入される材料によって良好に洗浄されることもあって、良好な混合分散が確保されるとともに、計量ホッパー１３の内壁面への付着が防止され、これによって、その内壁面にドライカラーがこびりついて、永久付着してしまうことを有効に防止することができる。
【００３７】
また、このような投入動作においては、第１ホッパー４ａから計量目標値まで投入して計量処理した後（Ｓ２）、配合比率補正手段としての配合比率補正計算処理を実行し（Ｓ６）、この配合比率補正計算処理によって算出された補正後の計量目標値に基づいて、第２ホッパー４ｂから、計量目標値となる残りの量を投入して計量処理し（Ｓ３）、その後、順次同様に、第３ホッパー４ｃの計量処理（Ｓ４）、第４ホッパー４ｄの計量処理（Ｓ５）を行なうことが好ましい。
【００３８】
配合比率補正計算処理は、たとえば、図４にフロー図を示すように、まず、第１ホッパー４ａの計量処理により計量された計量実測値（Ｗｓ（１））から、第１ホッパー４ａにおいて設定された計量目標値（Ｗｉ（１））を差し引いて、第１ホッパー４ａで生じた計量誤差（ΔＷｓ（１））を算出する（Ｓ１１）。次いで、この計量誤差（ΔＷｓ（１））を第１ホッパー４ａにおいて設定された計量目標値（Ｗｉ（１））で割り、これに１を加算することにより、配合比率補正値（ΔＷｒ）を算出する（Ｓ１２）。次いで、この配合比率補正値（ΔＷｒ）を第２ホッパー４ｂないし第４ホッパー４ｄの目標計量値（Ｗｉ（２）〜Ｗｉ（４））に掛け合わせて、第１ホッパー４の計量誤差（ΔＷｓ（１））に基づいて補正された第２ホッパー４ｂないし第４ホッパー４ｄの目標計量値（Ｗｉ’（２）〜Ｗｉ’（４））を算出する（Ｓ１３）。
【００３９】
この配合比率補正計算処理をより具体的に説明すると、たとえば、上記した例において、主材１５００ｇ、ドライカラーやマスターバッチ７０ｇ、粉砕材５００ｇ、添加剤１３０ｇを計量混合する場合には、第１ホッパー４ａの計量目標値（Ｗｉ（１））を７０ｇ、第２ホッパー４ｂの計量目標値（Ｗｉ（２））を１５００ｇ、第３ホッパー４ｃの計量目標値（Ｗｉ（３））を５００ｇ、第４ホッパー４ｄの計量目標値（Ｗｉ（４））を１３０ｇに設定して、図３に示す投入動作を開始する。
【００４０】
そして、第１ホッパー４ａの計量処理により計量された計量実測値（Ｗｓ（１））が７７ｇであった場合には、第１ホッパー４ａで生じた計量誤差（ΔＷｓ（１））が７ｇ（７７ｇ−７０ｇ）となるため、配合比率補正値（ΔＷｒ）は、１．１（７ｇ／７０ｇ＋１）となる。したがって、第２ホッパー４ｂの計量目標値（Ｗｉ’（２））が１６５０ｇ（１．１×１５００ｇ）、第３ホッパー４ｃの計量目標値（Ｗｉ’（３））が５５０ｇ（１．１×５００ｇ）、第４ホッパー４ｄの計量目標値（Ｗｉ’（４））が１４３ｇ（１．１×１３０ｇ）にそれぞれに補正され、この補正された計量目標値（Ｗｉ’（２）、Ｗｉ’（３）、Ｗｉ’（４））によって、第２ホッパー４ｂないし第４ホッパー４ｄから粉粒体がそれぞれ投入される。なお、この投入動作においては、先ず、第２ホッパー４ｂから、その計量目標値の半分（７５０ｇ）が投入される（Ｓ１）が、再び、第２ホッパー４ｂから、計量目標値となる残りの量を投入して計量処理する時（Ｓ３）には、第１ホッパー４ａの計量処理（Ｓ２）に基づいて算出された、補正された計量目標値（１６５０ｇ）が設定されるので、この補正された計量目標値（１６５０ｇ）に従って、第２ホッパー４ｂから残りの量（９００ｇ）が投入される。
【００４１】
このような配合比率補正を行なうと、第１ホッパー４ａから投入された粉粒体の計量実測値が基準となって、第２ホッパー４ｂないし第４ホッパー４ｄの目標計量値（Ｗｉ（２）〜Ｗｉ（４））が順次補正され、その補正された目標計量値（Ｗｉ’（２）〜Ｗｉ’（４））によって、第２ホッパー４ｂないし第４ホッパー４ｄから粉粒体がそれぞれ投入されるので、基準となる第１ホッパー４ａから投入された粉粒体の配合誤差は実質的に０となる。そのため、このような配合比率補正によって、配合比率の少ない粉粒体、すなわち、計量目標値に対してばらつきやすい粉粒体の精度を一段と向上させることができる。したがって、このような配合比率補正を行なうことにより、たとえば、主材の計量目標値に対してドライカラーやマスターバッチの計量目標値が非常に小さい場合など、ある特定の供給ホッパー４から投入される粉粒体の計量目標値に対して、それ以外のいずれかの供給ホッパー４から投入される粉粒体の計量目標値が非常に小さい場合などにおいても、各粉粒体を精度の良い割合で配合することができる。
【００４２】
そして、この計量混合装置１では、このような投入動作によって、各供給ホッパー４に貯蔵される粉粒体が、順次、計量ホッパー１３内に投入されることによって計量が行なわれた後に、これを１バッチとして、１バッチ毎に混合ユニット１２に供給し、この混合ユニット１２において、粉粒体を少なくとも２バッチ以上溜めた後、供給口２３から外部の処理装置２２に定量供給している。
【００４３】
このような定量供給によると、粉粒体は、混合ユニット１２において２バッチ以上溜められるので、計量ホッパー１３における１バッチ毎の計量誤差が、その溜められたバッチ分だけ、混合ユニット１２において平均化される。そのため、計量された粉粒体を１バッチ毎に供給する場合に比べて、より計量誤差の少ない粉粒体を供給することができ、精度の良い定量供給を、簡易な構成により安価に達成することができる。
【００４４】
とりわけ、混合ユニット１２においては、２バッチ以上溜められ粉粒体が、攪拌羽根１８により攪拌されるので、各バッチ間の粉粒体が互いに十分に混合均一化され、各バッチ毎に配合される粉粒体の配合誤差も、その溜められたバッチ分だけ平均化されるので、配合誤差がより均一化されて、精度の良い配合比で、その均一化された粉粒体が、供給口２３から外部の処理装置２２に定量供給される。
【００４５】
また、このような定量供給において、各供給ホッパー４から投入される粉粒体の計量処理は、図５に示すような各供給ホッパー４毎の計量処理が行なわれる。すなわち、図５において、計量処理が開始されると、まず、コントローラユニット２９において、供給ホッパー４から粉粒体を投入すべき所定の計量目標値が設定され（Ｓ２１）、次いで、計量ホッパー１３の風袋重量をキャンセルすることにより、計測重量の自動０点調整が行なわれた後（Ｓ２２）、スライドゲート９を開動作させる（Ｓ２３）。そうすると、供給ホッパー４内の粉粒体は、原料供給口から、自重によって計量ホッパー１３内に落下して、計量ホッパー１３内では、投入される粉粒体が次第に溜まっていくようになる。一方、ロードセル１４では、計量ホッパー１３内に投入される粉粒体の実重量（計量実測値）が検知されている（Ｓ２４）ので、このロードセル１４によって検知された粉粒体の計量実測値が、設定された所定の計量目標値になったと判断された時（Ｓ２５：ＹＥＳ）に、スライドゲート９を閉動作させる（Ｓ２６）。その後、今回の投入において落差により生じた計量誤差を、たとえば、ＰＩＤ制御などの公知の方法によって補正する自動落差補正計算処理（Ｓ２７）を行なった後、計量処理を終了する。
【００４６】
そして、このような各供給ホッパー４から投入される粉粒体の計量処理においては、自動落差補正計算処理（Ｓ２７）の後に、混合ユニット１２に溜められる各バッチ間の蓄積量を補正して、さらなる計量精度の向上を図るべく、蓄積量補正計算処理（Ｓ２８）を行ない、各バッチ毎に計量目標値を補正することが好ましい。
【００４７】
すなわち、蓄積量補正計算処理は、図６にフロー図を示すように、まず、今回のバッチ（ｊ）において実際に計量された計量実測値（Ｗｓ（ｊ））から、今回のバッチ（ｊ）において設定された計量目標値（Ｗｉ（ｊ））を差し引いて、今回のバッチ（ｊ）で生じた計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））を算出する（Ｓ３１）。次いで、この今回のバッチ（ｊ）の計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））が、蓄積量補正をしなくてもよいレベル（ＤＢ：不感帯）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ３２）。計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））が蓄積量補正をしなくてもよいレベル（ＤＢ）よりも小さい場合（Ｓ３２：ＮＯ）、すなわち、計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））が不感帯の範囲内にある場合には、蓄積量補正計算（Ｓ３３、Ｓ３４）が行なわれることなく、次バッチの計量目標値（Ｗｉ（ｊ＋１））として、最初に設定された初期計量目標値（Ｗｉ（ｉ））または配合比率補正がなされた初期計量目標値（Ｗｉ（ｉ）’）が設定される（Ｓ３５）。また、計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））が蓄積量補正をしなくてもよいレベル（ＤＢ）よりも大きい場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、すなわち、計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））が不感帯の範囲外にある場合にのみ、蓄積量補正計算（Ｓ３３、Ｓ３４）が行なわれる。このような不感帯を設けておくことによって、精度が保証される僅かな計量誤差が生じた場合にも、その都度、蓄積量補正計算（Ｓ３３、Ｓ３４）が行なわれることを回避し、これによってハンチングなどが生じることを防止するようにしている。
【００４８】
計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））が蓄積量補正をしなくてもよいレベル（ＤＢ）よりも大きい場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）には、計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））に補正係数（Ｐｋ）を掛けて計量補正値（ΔＷｉ（ｊ））を算出する（Ｓ３３）。なお、補正係数（Ｐｋ）は、通常は１として、今回の計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））がそのまま計量補正値（ΔＷｉ（ｊ））となるようにしておき、今回の計量誤差（ΔＷｓ（ｊ））が外乱などの要因で定常状態における誤差と認められない場合にのみ、Ｐｋ＜１となるように設定しておく。そして、次バッチの計量目標値（Ｗｉ（ｊ＋１）、すなわち、最初に設定された初期計量目標値（Ｗｉ（ｉ））または配合比率補正がなされた初期計量目標値（Ｗｉ（ｉ）’）から、今回の計量補正値（ΔＷｉ（ｊ））を差し引くことによって、次バッチの計量目標値（Ｗｉ（ｊ＋１））を補正し、これを次バッチの計量目標値として設定する（Ｓ３４）ことによって、処理を終了する。
【００４９】
この蓄積量補正計算処理をより具体的に説明すると、たとえば、初期計量目標値が１５００ｇで、不感帯が±１．５ｇとして設定されており、配合比率補正が行なわれない場合には、１回目の計量において、計量実測値が１４９１．５ｇであった場合には、計量誤差が−８．５ｇ（１４９１．５ｇ−１５００ｇ）となるため、次回の計量目標値には、１５０８．５ｇ（１５００ｇ−（−８．５ｇ））が設定される。そして、２回目の計量において、計量実測値が１５１５．５ｇであった場合には、計量誤差が７ｇ（１５１５．５ｇ−１５０８．５ｇ）となるため、次回の計量目標値が１４９３ｇ（１５００ｇ−７ｇ）として設定される。そして、３回目の計量において、計量実測値が１４９１．５ｇであった場合には、計量誤差が−１．５ｇ（１４９１．５ｇ−１４９３ｇ）となり、この値は、不感帯の範囲に入るため、次回の計量目標値は、蓄積量補正がなされず、初期計量設定値である１５００ｇが設定される。
【００５０】
また、配合比率補正が行なわれている場合には、たとえば、１回目の計量において、配合比率補正された初期計量値が１５００ｇであった場合には、計量実測値が１４９１．５ｇであったとすると、計量誤差が−８．５ｇ（１４９１．５ｇ−１５００ｇ）となる。そして、２回目の計量において、配合比率補正された初期計量値が１６５０ｇであった場合には、計量目標値には、１６５８．５ｇ（１６５０ｇ−（−８．５ｇ））が設定される。そして、この２回目の計量において、計量実測値が１６６５．５ｇであった場合には、計量誤差が７ｇ（１６６５．５ｇ−１６５８．５ｇ）となる。そして、３回目の計量において、配合比率補正された初期計量値が１６００ｇであった場合には、計量目標値には、１５９３ｇ（１６００ｇ−７ｇ）が設定される。そして、この３回目の計量において、計量実測値が１５９１．５ｇであった場合には、計量誤差が−１．５ｇ（１５９１．５ｇ−１５９３ｇ）となり、この値は、不感帯の範囲に入るため、次回の計量目標値は、蓄積量補正がなされず、たとえば、４回目の計量において、配合比率補正された初期計量値が１５５０ｇであった場合には、４回目の計量目標値には、そのまま、１５５０ｇが設定される。
【００５１】
このような蓄積量補正によって、各バッチ毎の計量目標値が、前バッチの計量誤差を補償するように設定されるので、混合ユニット１２において、その前バッチの粉粒体と今回のバッチの粉粒体とが混合されることにより、より計量誤差が均一化され、そのため、より精度の良い配合比で定量供給を達成することができる。なお、第１ホッパー４ａの計量処理において、このような蓄積量補正を行なってもよいが、配合比率補正がなされるため、実質的には計量誤差が０となり、蓄積量補正を行なう実益はないため、この蓄積量補正は、より具体的には、第２ホッパー４ｂないし第４ホッパー４ｄの計量処理に適用される。
【００５２】
そして、混合ユニット１２において、２バッチ以上溜められて、かつ配合誤差が均一化された粉粒体は、供給口２３から外部の処理装置２２に定量供給される。この定量供給をより具体的に説明すると、たとえば、混合ユニット１２において３バッチ溜めて、外部の処理装置２２に連続供給する場合には、混合ユニット１２内の粉粒体が２バッチ分に相当する量となった時に、レベルスイッチ１９からコントローラユニット２９に供給要求信号を出力させるように設定しておく。そうすると、混合ユニット１２内の粉粒体が連続的に定量供給されることにより減少し、残りが２バッチ分に相当する量となった時には、レベルスイッチ１９からコントローラユニット２９に供給要求信号が出力され、これによって、コントローラユニット２９の制御によって排出ゲート１５が開動作され、計量ホッパー１３から１バッチ分の粉粒体が混合ユニット１２に供給される。供給された１バッチ分の粉粒体は、既に混合されている２バッチ分の粉粒体と、攪拌羽根１８の攪拌により混合され、均一化される。連続供給においては、このように、混合ユニット１２内の粉粒体が１バッチ分減れば、１バッチ分供給され、既に混合されている２バッチ分の粉粒体にさらに１バッチ分の粉粒体が混合されて均一化されるようになる。そして、混合ユニット１２内で、このような粉粒体が、最大３バッチ分、最小２バッチ分溜められて常に攪拌されている状態で、連続的に粉粒体が供給口２３から供給される。なお、この連続供給では、開閉ゲート２４は、常時開状態となっている。このような連続供給によれば、常時溜められる粉粒体が平均化されるので、配合誤差の少ない粉粒体を連続的に供給することができる。
【００５３】
また、たとえば、混合ユニット１２において３バッチ溜めた後、外部の処理装置２２にバッチ供給する場合には、開閉ゲート２４を閉状態にしておくとともに、混合ユニット１２内の粉粒体が３バッチ分に相当する量となった時に、レベルスイッチ１９からコントローラユニット２９に供給禁止信号を出力させるように設定しておく。そうすると、計量ホッパー１３から１バッチ毎に供給される粉粒体が、混合ユニット１２内において３バッチ分溜められた時には、レベルスイッチ１９からコントローラユニット２９に供給禁止信号が出力され、これによって、コントローラユニット２９の制御によって計量ホッパー１３からの粉粒体の供給動作が停止される。一方、混合ユニット１２内に供給された３バッチ分の粉粒体は、攪拌羽根１８の攪拌により混合され、均一化される。そして、所定のタイミングで開閉ゲート２４を開動作させることによって、均一化された３バッチ分の粉粒体が、一度に外部の処理装置２２に定量供給される。バッチ供給においては、このように、計量ホッパー１３から粉粒体が３バッチ分、混合ユニット１２内に供給され、混合均一化された後、この３バッチ分の粉粒体が、一度に供給口２３から供給され、その後、再び、計量ホッパー１３から粉粒体が３バッチ分、混合ユニット１２内に供給されるという、供給動作が繰り返される。このようなバッチ供給によれば、混合ユニット１２において溜められた複数バッチ分の粉粒体が平均化されるので、配合誤差の少ない粉粒体を、その複数バッチ分毎に一度にバッチ供給することができる。なお、このようなバッチ供給においては、たとえば、計量ホッパー１３からの供給回数をカウントして、所定のカウント数（３回）に達したときに、所定のタイミングで開閉ゲート２４を開動作させることによって、バッチ供給するように制御してもよい。このような制御によると、レベルスイッチ１９は不要となる。なお、このような場合には、レベルスイッチ１９は、確認のためのインターロックとして利用すればよい。
【００５４】
なお、本実施形態の計量混合装置１では、供給ホッパー４からスライドゲート９の開閉によって、計量ホッパー１３に粉粒体を投入するようにしたが、たとえば、スライドゲート９に代えて、スクリューフィーダ、電磁フィーダなどの公知の供給装置によって、計量ホッパー１３に粉粒体を投入するようにしてもよい。
【００５５】
また、混合ユニット１２に攪拌羽根１８を設けたが、たとえば、同一材料を定量供給する場合や、異なる２種以上の材料を定量供給する場合において計量ホッパー１３から混合ユニット１２に落下する時に混合される場合などにおいては、特に設けなくてもよく、また、混合する手段としては、攪拌以外に、たとえば、振動などの手段を用いてもよい。
【００５６】
また、配合比率補正および／または蓄積量補正の制御は、目的とする計量精度などによって、適宜実行すればよく、場合によっては、このような制御を実行しなくてもよい。
【００５７】
また、本実施形態においては、各供給ホッパー４に貯蔵される粉粒体を、計量ホッパー１３内にそれぞれ投入して計量し、この計量ホッパー１３内において、これらを所定の配合比の混合物とした後、これを１バッチとして混合ユニット１２に供給するようにしてもよく、また、計量ホッパー１３内において各供給ホッパー４から投入される粉粒体を混合物とはせずに、各供給ホッパー４から計量ホッパー１３内に粉粒体を投入する毎に、その計量された粉粒体を、計量ホッパー１３から混合ユニット１２に供給する、すなわち、各粉粒体毎に計量および供給を繰り返すようにして、この計量および供給動作が各供給ホッパー４を一巡した時点で１バッチ終了とし、それを数バッチ繰り返すようにしてもよい。
【００５８】
また、混合ユニット１２に溜められるバッチ数は、その目的、用途、装置の大きさ、要求精度などを考慮して適宜決定すればよい。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から投入される粉粒体は、それ以外の投入手段から投入される粉粒体によって挟み込まれるので、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から投入される粉粒体の計量目標値が非常に小さくても、良好に混合分散させることができる。
【００６０】
請求項２に記載の発明によれば、各粉粒体は、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から投入された粉粒体の計量実測値を基準として、補正された計量目標値によって投入されるので、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から投入された粉粒体の配合誤差をなくすことができる。したがって、最も少ない計量目標値が設定されている投入手段から投入された粉粒体の量が、他の投入手段から投入された粉粒体の量に対して、非常に少量で計量目標値に対してばらつきやすくても、各粉粒体を精度の良い割合で配合することができる。
【００６１】
請求項３に記載の発明によれば、蓄積ユニットにおいて、計量された各粉粒体が２バッチ以上溜められるので、１バッチ毎の計量誤差が、その溜められたバッチ分だけ平均化される。そのため、計量された各粉粒体を１バッチ毎に供給する場合に比べて、より計量誤差の少ない粉粒体を供給することができ、精度の良い定量供給を、簡易な構成により安価に達成することができる。
【００６２】
請求項４に記載の発明によれば、各バッチ毎の計量目標値が、前バッチの計量誤差を補償するように補正されるので、蓄積ユニットにおいて溜められて平均化される粉粒体は、より配合誤差が少なくなり、そのため、より精度の良い定量供給を達成することができる。
【００６３】
請求項５に記載の発明によれば、蓄積ユニットに溜められる粉粒体は、混合手段によって混合され、より均一に平均化されるので、配合誤差がより均一化され、精度の良い配合比で、精度の良い定量供給を達成することができる。
【００６４】
請求項６に記載の発明によれば、粉粒体を精度良く連続的に定量供給することできる。
【００６５】
請求項７に記載の発明によれば、粉粒体を精度良くバッチ供給することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉粒体の定量供給装置の一実施形態としての計量混合装置を示す全体構成図である。
【図２】図１に示す計量混合装置の要部側断面図である。
【図３】供給ホッパーからの投入動作を示すフロー図である。
【図４】配合比率補正計算処理を示すフロー図である。
【図５】供給ホッパー毎の計量処理を示すフロー図である。
【図６】蓄積量補正計算処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
１    計量混合装置
４    供給ホッパー
１１  計量ユニット
１２  混合ユニット
１８  攪拌羽根
２３  供給口
【図１】
0004365496.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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