(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給流量を可変できる粉粒体供給装置と、該粉粒体供給装置から落下する粉粒体の荷重を受ける荷重検出板と、該荷重検出板にかかる荷重を検出して電気信号に変換する荷重検出器と、該荷重検出器からの電気信号により粉粒体の流量を演算する演算手段とを有し、前記粉粒体供給装置には、荷重検出板と同程度に傾斜する底面部を設けるとともに、該底面部の傾斜下方側に粉粒体を荷重検出板に落とし込む供給口を設け、前記供給口が荷重検出板に接近して配置してある粉粒体の衝撃式流量検出装置であって、
前記粉粒体供給装置には、前記供給口を開閉すべく前記底面部と平行にスライドする開閉板と、開閉板を開閉制御する駆動装置とからなる開閉装置を設けたことを特徴とする衝撃式流量検出装置。
【請求項２】
前記開閉板は、その先端に切欠部を設けてなる請求項１記載の衝撃式流量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体の流量の測定又は粉粒体の流量を制御する衝撃式流量検出装置に関し、特に、傾斜した検出板上を流れる粉粒体の流量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粉粒体供給装置の排出口から鉛直方向に落下する穀類の輸送流量を測定する衝撃式流量計として、特公平８ー１２０９１号公報に開示されたものがある。これを図８により説明すると、ホッパー１０１下方の粉粒体供給装置１０２下部の排出口１０３と検出板１０４との間に１枚またはそれ以上の緩衝板１０５を傾斜して設置し、最終緩衝板１０５を検出板１０４と同じ向きに傾け、粉粒体供給装置１０２から落下する全粉粒体を各緩衝板１０５に受けるとともに、これら緩衝板１０５に沿って落下させ、次いで検出板１０４に落とし込む配置にし、最終緩衝板１０５の下端の直下に検出板１０４の上端を配設し、検出板１０４に加わる力の鉛直方向の成分を検出する検出系（ロードセル）１０を備えたものである。
【０００３】
上記の構成により、この衝撃式流量計は以下のような作用を与える。
（１）．緩衝板１０５自体が存在することで、粉粒体の流量が変わっても、検出板１０４に対する粉粒体の落下位置（矢印１０６）並びに落下方向（矢印１０７）を一定にし、粉粒体供給装置１０２から落下してきた粉粒体の速度のばらつきを一定にする。
（２）．緩衝板１０５と検出板１０４の配置は両者の傾斜角度の差が小さく、粉粒体は検出板１０４に小さな衝撃で入射し、検出板１０４上を滑動しながら移動する。検出板１０４の傾斜角θD が緩衝板１０５の傾斜角θB より小さく粉粒体の移動に伴って検出板１０４に準静的な力を加える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の衝撃式流量計は、図９に示すようなカットゲートタイプの粉粒体供給装置を使用することが多く、以下のような欠点が生じている。すなわち、従来の粉粒体供給装置は、カットゲート１０２の開度の大きさによりＡ部のように原料の滞留しがちな部分と、Ｃ部のように原料の流れやすい部分とが生じる。これにより、原料がよく流れるＣ部と原料の滞留しがちなＡ部との境界面Ｂ部が生じ、この境界面Ｂ部の層厚がカットゲート１０２の開度とともに変化する。つまり、境界面Ｂ部の層厚が変化すると、滞留部Ａの安息角も変化して急激に滞留部Ａが崩れることがある。このように、カットゲートタイプの粉粒体供給装置ではカットゲート１０２の開度と原料の流量とが必ずしも一致せず、原料流量の測定精度に悪影響を及ぼすことがある。
【０００５】
また、上記従来の衝撃式流量計は（図８参照）、粉粒体供給装置１０２下部の排出口１０３と検出板１０４との間に１枚またはそれ以上の緩衝板１０５を傾斜して設置するので、粉粒体供給装置１０２とは別個の緩衝板１０５を複数個設ける構造、及び検出系（ロードセル）１０を検出板１０４の下方に配設する構造により機高ｈを高くせざるを得ず、装置全体を大型化するという欠点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点にかんがみ、機高を低くして装置を小型化させると共に、粉粒体供給装置の開度と粉粒体の輸送流量とを常に一致させて流量の測定精度を向上させることのできる衝撃式流量検出装置を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明は、供給流量を可変できる粉粒体供給装置と、該粉粒体供給装置から落下する粉粒体の荷重を受ける荷重検出板と、該荷重検出板にかかる荷重を検出して電気信号に変換する荷重検出器と、該荷重検出器からの電気信号により粉粒体の流量を演算する演算手段とを有し、前記粉粒体供給装置には、荷重検出板と同程度に傾斜する底面部を設けるとともに、該底面部の傾斜下方側に粉粒体を荷重検出板に落とし込む供給口を設け、前記供給口が荷重検出板に接近して配置してある粉粒体の衝撃式流量検出装置であって、前記粉粒体供給装置には、前記供給口を開閉すべく前記底面部と平行にスライドする開閉板と、開閉板を開閉制御する駆動装置とからなる開閉装置を設ける、という技術的手段を講じた。
【０００８】
また、前記開閉板は、その先端に切欠部を設けるとよい。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の衝撃式流量計の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１２】
衝撃式流量計の主要部を示す図１及び衝撃式流量計の斜視図を示す図４において、衝撃式流量計１の機台２上には、粉粒体供給装置３及び荷重検出板６を支持する機枠４が設けられる。該機枠４の上部には、流量を可変できる粉粒体供給装置３が設けられ、該粉粒体供給装置３の上方に管状部材５を介して貯留ホッパー（図示せず）等を接続し、粉粒体供給装置３下方には該粉粒体供給装置３から落下する粉粒体Ｆの荷重を受ける荷重検出板６が設けられる。該荷重検出板６は、水平面に対して傾斜状に配設してあり、粉粒体Ｆが荷重検出板６の傾斜面上を滑動して準静的な荷重がかかるように構成する。そして、荷重検出板６の幅方向には、その両端部を支持する略三角形状の支持体７Ａ，７Ｂを設け（図４参照）、該支持体７Ａ，７Ｂの上部には把手部８Ａ，８Ｂを設ける。そして、この把手部８Ａ，８Ｂに支持部材９を掛け渡し、荷重検出器としてのロードセル１０の一端側を取り付けることになる。該ロードセル１０の他端側は、支持部材１１を介して機枠４に支持し、前記荷重検出板６をロードセル１０に吊り下げる構成にする。
【００１３】
前記粉粒体供給装置３の下端は前記荷重検出板６と同程度に傾斜した底面部１２を設ける。そして、該底面部１２の傾斜下方側に粉粒体Ｆを荷重検出板６に落とし込む供給口１３を設ける。これにより、粉粒体供給装置３に流入した粉粒体Ｆは、底面部１２を滑動して幅方向（図６の符号Ｍ参照）に広がって供給口１３に至る。また、この供給口１３は、粉粒体Ｆの落下衝撃を低減するように荷重検出板６の直下に接近して配置するとよい。例えば、許容範囲が５ｔｏｎ／ｈ程度の流量計の場合、供給口１３と荷重検出板６との間隔Ｌ（図２参照）を４０ｍｍにして試験を行った。この間隔Ｌは、粉粒体Ｆの落下による衝撃荷重よりも荷重検出板６の傾斜面にかかる準静的な荷重（秤量測定に近い荷重）が大きく検出されるように決定される。なお、供給口１３の大きさ等は規定の流量を供給できるよう設計される。
【００１４】
そして、前記粉粒体供給装置３には、前記供給口１３を開閉するべく前記底面部１２と平行にスライドさせる開閉板１４と、該開閉板１４を開閉制御する駆動装置１５からなる開閉装置１６を設けるとよい。前記駆動装置１５は、例えば、所定の回転角度で停止する制御モータ１５又はエアーシリンダー等を用いることができる。
【００１５】
この開閉装置１６は、供給口１３を閉鎖するべく開閉板１４を閉じる位置Ａ（図２参照）と、供給口１３を開口するべく開閉板１４を開く位置Ｂ（図３参照）あるいは任意開度とに開度を制御可能にする。すなわち、本実施形態の開閉装置１６を構成する駆動装置としての制御モータ１５には、モータ軸１７に所定の角度で停止する円板１８を軸着し、該円板１８と前記開閉板１４とを駆動アーム１９を介して連結する。そして、制御モータ１５が所定の角度回転すると、駆動アーム１９が傾斜上方側に引き上げられて供給口１３が開口することになる。
【００１６】
図５は衝撃式流量計の制御部を示すブロック図である。前記荷重検出器がロードセル１０等のアナログ信号を出力するものである場合、Ａ／Ｄ変換器２０を介してマイクロプロセッサ等の演算制御装置２１に接続される。そして、演算制御装置２１には前記粉粒体供給装置３に設けた制御モータ１５及び流量の演算結果を表示する表示装置２２を接続する。
【００１７】
以上の構成における作用を説明する。まず、粉粒体供給装置３は図２のように供給口１３を閉鎖して貯留ホッパー（図示せず）から粉粒体Ｆを貯留した状態にある。そして、演算制御装置２１が制御モータ１５に駆動信号を出力すると、制御モータ１５が駆動されて円板１８が所定角度回転し、駆動アーム１９に支持された開閉板１４を傾斜上方側にスライドして供給口１３が開口されることになる（図３参照）。このとき粉粒体Ｆは、傾斜した底面部１２に沿って流下し、傾斜下方側の供給口１３から荷重検出板６に落下する。
【００１８】
本発明の著しい特徴は、図８のように粉粒体供給装置１０２とは別体の緩衝板１０５を複数個設ける構造とは異なり、図１のように粉粒体供給装置３の下部に荷重検出板６と同程度に傾斜する底面部１２を設けた点にある。すなわち、粉粒体供給装置と緩衝板とを一体化して構成を簡略化し、機高を低くして装置全体を小型化したことである。そして、管状部材５から流下する粉粒体Ｆは、常に底面部１２に当たり供給口１３の幅方向に広がるので、荷重検出板６に落下する方向及び落下する位置が一定となり、粉粒体供給装置３へ流入する際に粉粒体Ｆの流下速度にばらつきがあっても、供給口１３から流出する際には流下速度が弱められるとともに速度のばらつきが平均化される。
【００１９】
また、粉粒体の落下衝撃を低減するべく、前記粉粒体供給装置の供給口１３を前記荷重検出板６に接近して配置するので、供給口１３と荷重検出板６との落差Ｌは（図２参照）、例えば４０ｍｍと小さく、荷重検出板６に加わる落下衝撃が少ない。つまり、荷重検出板６が受ける荷重は、粉粒体Ｆの落下時の衝撃荷重よりも、粉粒体Ｆが荷重検出板６上を滑動する時の準静的な荷重の割合が大きくなり、粉粒体Ｆの流量が秤量測定に近い状態で検出できる。
【００２０】
更に、粉粒体供給装置３には、供給口１３を開閉するべく底面部１２と平行にスライドさせる開閉板１４と、該開閉板１４を開閉制御する駆動装置とからなる開閉装置１６を設けているので、粉粒体Ｆが傾斜した底面部１２に沿って流下し、開閉板１４の開度により原料の滞留部分（図９のＡ部）が生じることはない。このため、開閉板１４の開度と原料の流量とが一致し、原料流量の測定精度が向上し、供給口１３の開度制御も精度よく行われる。更に、供給口１３と荷重検出板６との間隔は、どこでも一定間隔であり、開閉板１４がどの位置にスライドしても粉粒体Ｆの落下距離は同じとなる。つまり、粉粒体Ｆの衝撃荷重の大きさが開閉板１４の開度に比例することになり、流量への換算も精度よく行える。これを図７により説明する。
【００２１】
図７は開閉板１４の開度（横軸）と荷重検出器１０の検出値（縦軸）との関係を示すグラフである。図７中の実線Ａは、供給口１３から供給される粉粒体Ｆにより荷重検出板６が受ける衝撃荷重と粉粒体Ｆの準静的な荷重とを合わせた実際の検出値であり、図７中の破線Ｂは粉粒体Ｆの準静的な荷重だけを示す予想値である。従来から衝撃型流量計の測定精度を得るためには、衝撃荷重を排除した準静的な荷重を基準にして流量を算出することが望まれている。図７のグラフによれば、衝撃荷重はＡ−Ｂで求められ、この衝撃荷重ＡーＢは開閉板１４の開度に比例することが分かる。これにより、開閉板１４のある開度の衝撃荷重を知れば、任意の開度の衝撃荷重を算出することが可能で、準静的な荷重の算出及び流量への換算が精度よく行われることになる。
【００２２】
ところで、開閉板１４は、図６のようにその先端に切欠部１４ａを設けてあるので、開閉板１４が閉鎖位置にあっても、粉粒体Ｆを小流量域で滞留させることはない。
【００２３】
更に、荷重検出器としてのロードセル１０は、粉粒体供給装置３と略同じ高さに配設すると共に、ロードセル１０に荷重検出板６を懸架しているので、図８のように荷重検出器（ロードセル）１０が検出板１０４の下方に配設した場合と比べて機高ｈを低くして装置の小型化が可能となる。
【００２４】
上記のように粉粒体Ｆが荷重検出板６に落下すると、ロードセル１０で検出されたアナログ信号がＡ／Ｄ変換器２０によりＡ／Ｄ変換されて変換演算制御装置２１に取り込まれる。そして、演算制御装置２１では検出信号から準静的荷重が算出され、更に、予め定めた演算式に従って流量に換算される。演算制御装置２１によって算出された流量は、表示装置２２に表示されることになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、供給流量を可変できる粉粒体供給装置と、該粉粒体供給装置から落下する粉粒体の荷重を受ける荷重検出板と、該荷重検出板にかかる荷重を検出して電気信号に変換する荷重検出器と、該荷重検出器からの電気信号により粉粒体の流量を演算する演算手段とを有し、前記粉粒体供給装置には、荷重検出板と同程度に傾斜する底面部を設けるとともに、該底面部の傾斜下方側に粉粒体を荷重検出板に落とし込む供給口を設け、前記供給口が荷重検出板に接近して配置してある粉粒体の衝撃式流量検出装置であって、
前記粉粒体供給装置には、前記供給口を開閉すべく前記底面部と平行にスライドする開閉板と、開閉板を開閉制御する駆動装置とからなる開閉装置を設けた構成であるから、粉粒体Ｆが傾斜した底面部に沿って流下し、開閉板の開度により粉粒体が落下するので滞留部分が生じることがない。また、開閉板の開度と粉粒体の流量とが一致し、流量の測定精度が向上し、供給口の開度制御も精度よく行うことができる。さらに、供給口と荷重検出板との間隔は、どこでも一定間隔であり、開閉板がどの位置にスライドしても粉粒体の落下距離は同じとなる。つまり、粉粒体の衝撃荷重の大きさが開閉板の開度に比例することになり、流量の換算も精度よく行われるようになった。
【００２６】
また、前記開閉板は、その先端に切欠部を設けているので、開閉板が閉鎖位置にあっても粉粒体を小流量域で滞留させることはない。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】  衝撃式流量計の主要部を示す縦断面図である。
【図２】  粉粒体供給装置に設けた開閉装置の作動状態を示す縦断面図である。
【図３】  粉粒体供給装置に設けた開閉装置の作動状態を示す縦断面図である。
【図４】  衝撃式流量計の主要部を示す斜視図である。
【図５】  衝撃式流量計の制御部を示すブロック図である。
【図６】  図３のＣ−Ｃ線を破断した平面図である。
【図７】  開閉板の開度と荷重検出器の検出値との関係を示すグラフである。
【図８】  従来の衝撃式流量計を示す検出板と緩衝板の配置図である。
【図９】  従来の衝撃式流量計に用いる粉粒体供給装置である。
【符号の説明】
１  衝撃式流量計
２  機台
３  粉粒体供給装置
４  機枠
５  管状部材
６  荷重検出板
７  支持体
８  把手部
９  支持部材
１０  ロードセル
１１  支持部材
１２  底面部
１３  供給口
１４  開閉板
１４ａ  切欠部
１５  制御モータ
１６  開閉装置
１７  モータ軸
１８  円板
１９  駆動アーム
２０  Ａ／Ｄ変換器
２１  演算制御装置
２２  表示装置
【図１】
0003750125.tif 000002
【図２】
0003750125.tif 000003
【図３】
0003750125.tif 000004
【図４】
0003750125.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003750125.tif 000007
【図７】
0003750125.tif 000008
【図８】
0003750125.tif 000009
【図９】
0003750125.tif 000010