JPS58938B2 - 鋳物砂の水分調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋳物砂の水分測定及び調節方法に関するもので
ある。

従来に於けるこの種の方法は鋳物砂に耐着した水分の量
に併なう鋳物砂の成型性の変動に着目し、これを測定す
ることによって鋳物砂の水分量を知り水分添加を行なう
水分調節方法が良く知られている。

以下第１図〜第４図に基づき従来例について説明する。

第１図は従来に於ける水分測定装置である。

上部トラフ１の下方に於いて右方にｂくにつれて次第に
間隔を大きくしたスリット５，７．９を設け、且つ底が
右方にいくにつれ低くなるようにした４ケの中間トラフ
４，６，８．１０を設ける。

又、中間トラフ４の上方に位置するよう上部トラフ１の
底部２ヘスリツト３を設ける。

更に中間トラフ４．６，８，１０の下方に下部トラフ１
１を設けて上部トラフ１の本体にて支承し、該下部トラ
フ１１の底部側壁にスリット５，７．９より落下する鋳
物砂１８を検出する光電管１２Ｐ。

１３Ｐ、１４Ｐ及び投光器１２Ｐ′、１３Ｐ′、１４Ｐ
′（第２図）の透光用の孔１２，１３．１４を設ける。

こうした構成からなる鋳物砂分離装置１′を振動装置１
５を備えた弾性支承体１６によって支持し、更に混練装
置（図示せず）から前記鋳物砂１８を該鋳物砂分離装置
１′へ供給する為のシュート１７を設ける。

第２図は第１図の一点鎖線部をＡ、Ｒ矢視方向から見た
断面図である。

１は上部トラフ、２は上部トラフ１の底部、８は中間ト
ラフ、１１は下部トラフ１２．１３，１４は透光用の孔
、１２Ｐ。

１３Ｐ、１４Ｐは光電管１２Ｐ′、１３Ｐ′１４Ｐ′は
投光器である。

次に作用について説明する。

第１図に於いて振動装置１５を作動して分離装置１′全
体を振動させながら、混練装置（図示せず）より上部ト
ラフ１へ鋳物砂１８をシュート１７を経て供給する。

供給された鋳物砂１８は上部トラフ１上を右方へ移動し
て、はとんどの鋳物砂１８はスリット３から落下する。

しかし水分量がある限度以上になると鋳物砂１８はスリ
ット３０間隔より大きく凝集してスリット３からは落下
せず、そのまま上部トラフ１上を右方へ移動し底部２の
右端より落下する事となる。

スリット３から下方の中間トラフ４へ落下した鋳物砂１
８は更に中間トラフ４，６，８，１０の順に右方へ移動
する。

この移動する過程に於いて水分量の少ない程スリット５
，７．９の順に落下する。

しかし水分量がある限度以上になるとスリット５，７．
９の間隔より大きく凝集してスリット５，７．９からは
落下せず右方へ移動し中間トラフ１０の右端より落下す
る。

スリット５，７．９から落下した鋳物砂１８はトラフ１
１上を再び右方へ移動する。

この移動過程に於いてスリット５から落下した鋳物砂１
８が孔１２の位置に来ると光電管１２Ｐによって検出さ
れる。

同様にスリット７．９から落下した鋳物砂１８を夫々孔
１３．１４に於いて光電管１３Ｐ。

１４Ｐにより検出する。

第３図は上記の光電管１２Ｐ、１３Ｐ、１４Ｐの実際の
検出結果を示す。

グラフ２０，２１゜２２は夫々光電管１２Ｐ、１３Ｐ、
１４ＰのＯＮ、ＯＦＦ状況を示す。

第４図は水分調節方法の従来例を示す図である。

第４図に於ける１２Ｐ、１３Ｐ、１４Ｐは第１図〜第３
図に於いて述べた光電管である。

１２Ｓ。１３Ｓ、１４Ｓは各光電管１２Ｐ、１３Ｐ、１
４ＰのＯＮの時の出力信号である。

２３，２４．２５は順に流量を大きくした給水管である
。

２３Ｖ。２４Ｖ、２５Ｖは各出力信号１２Ｓ、１３Ｓ。

１４Ｓに基づき作動する制御弁であり、順に流量が大き
くなっている。

２６は鋳物砂１８の混練装置である。

２７は各出力信号１２Ｓ、１．３Ｓ。１４Ｓを制御弁２
３Ｖ、２４Ｖ、２５Ｖの操作信号に変換する為の調節器
である。

次に作用について説明する。

各光電管１２Ｐ。１３Ｐ、１４Ｐの検出による夫々の出
力信号１２Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓは調節器２７により制御
弁２３Ｖ、２４Ｖ、２５Ｖの操作信号１２Ｓ。

１３Ｓ、１４Ｓに変換される。

こうして制御弁２３Ｖ、２４Ｖ、２５Ｖを開閉すること
によって混練装置２６に於いて鋳物砂１８への水分添加
量を調節する。

こうした従来例に依る水分測定及び水分調節方法には次
の大きな４つの問題点がある為に通常の鋳物砂の水分管
理に対しての利用価値は極めて低いものであった。

先ず第一に水分測定に関しては、第３図のグラフ２０，
２１．２２にて示される様に、鋳物砂の実際の水分を数
値％として人が目読する為の指示が出来なかった点であ
る。

従って目標水分値と比較することが出来ない為、混練過
程に於ける水分添加量が適切か否かの判断を人間に依っ
てすることが極めて困難であった。

即ち水分の測定指示装置とし不利用する事が出来なかっ
た。

第二に水分調節に関しては、第３図のグラフ２０．２１
，２２にて示されるように各光電管のＯＮからＯＦＦ、
あるいはＯＮからＯＦＦに移る時間が極めて短い為に制
御弁の開閉動作が追従出来ない点である。

第三に同じく水分調節に関する問題点として次の事が挙
げられる。

第１図に於いて鋳物砂の水分の小ない程、光電管１２Ｐ
、１３Ｐ、１４Ｐの順に検出するのであるが、スリット
５，７，９．から鋳物砂が落下する場合、全体として同
一水分でありながら、混練の不均一やダマの影響等によ
り、ある鋳物砂はスリット５から落下し、ある鋳物砂は
スリット７から落下する場合があることである。

更に同じ光電管例えば光電管１２Ｐにて検出する鋳物砂
に於いても、当然水分量に、成る巾、即ちバラツキがあ
る。

これはスリット数に限度がある以上当然の事である。

しかしながらこれに対し従来例の水分添加は同一光電管
で検出した場合には単一の水分添加しか行なわれない。

従って通常の鋳物砂の水分管理上に於いて、目標水分値
に対する水分調節の厳密な精度を維持することが困難と
なる。

更に第四の欠点を次に述べる。

第１図に於いてトラフ底部２上を混練装置より鋳物砂１
８が流れていない場合、検出光電管１２Ｐ、１３Ｐ、１
４Ｐは鋳物砂１８を検出しない。

又混練装置より鋳物砂１８が流れていても水分が成る限
度以上に大きくなるとスリット３からは落下せずそのま
ま右方へ移行する為、光電管１２Ｐ、１３Ｐ、１４Ｐは
やはり鋳物砂１８を検出しない。

この様に、光電管１２Ｐ、１３Ｐ、１４Ｐが鋳物砂１８
を検出しない場合には以上述べた２つのケースが考えら
れる。

従って、光電管１２Ｐ。１３Ｐ、１４Ｐが鋳物砂１８を
検出しない場合に於いて従来のようにこれが水分が成る
限度以上に高いと判断してこれに応じた水添加制御を行
なう事は適切でなく、上記２つのケースのいずれに属す
るのかと言う判断が必要である。

従来に於いては、この様にトラフ底部２上を鋳物砂１８
が流れているか否かを判断する検出装置を設けていなか
った為に、適切な水分測定及び水添加制御が出来なかっ
た。

本発明の目的は第１図に示す測定装置を利用して、以上
４つの従来欠点を解消した鋳物砂の水分測定及び調節方
法を可能とすることである。

本発明について第５図〜第９図の実施例に基づき説明す
る。

第５図は本発明の鋳物砂の水分測定指示及び調節方法の
一実施例図である。

１２Ｐ、１３Ｐ。１４Ｐは第１図〜第３図に於いて述べ
た光電管である。

１２８，１３Ｓ、１４Ｓは各々の光電管１２Ｐ、１３Ｐ
、１４ＰのＯＮの時の出力信号である。

３０は入力信号１２Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓにより演算を行
なう記憶演算装置、例えばマイクロコンピュータ−であ
る。

３０′は入力信号３０Ｓにより水分値（％）を表示する
指示制御装置、３２は操作信号３１Ｓにより作動する制
御弁、３３は給水管である。

１８，２６は第４図に示す鋳物砂及び混練装置である。

次に本発明の作用について説明する。

各光電管１２Ｐ、１３Ｐ、１４Ｐからの出力信号１２Ｓ
。

１３Ｓ、１４Ｓは従来例に於いて説明した様に第３図に
て示される。

この出力信号１２Ｓ、１３Ｓ、１４Ｓの組合せ、即ち各
光電管１２Ｐ、１３Ｐ、１４ＰのＯＮ。

ＯＦＦの組合せに基づき水分量を数値％として指示する
。

これは第１表に示す様に予め各光電管１２Ｐ、１３Ｐ、
１４ＰのＯＮ、ＯＦＦの組合せに対応する水分値（％）
を求めておくものとする。

（但し第１表に示すのは主な組合せのみである。

）この第１表の水分値（％）を以下設定水分値と呼ぶこ
ととする。

この設定水分値を求める方法は、各種の水分値（％）に
混練調整した鋳物砂を第１図の測定装置にて実際に測定
して各種水分値（％）に対応する各光電管１２Ｐ、１３
Ｐ、１４ＰのＯＮ。

ＯＦＦ状態を知る事によって得られる。

この設定水分値％と、これに対応する各光電管のＯＮ、
ＯＦＦの組合せを記憶演算装置３０に記憶させておき、
第６図に於いて示す様なグラフ２０．２１，２２（第３
図に同じ）からなる出力信号１２８，１３８，１４８の
組合せとを記憶演算装置３０にて比較を行ない、例えば
第６図に於けるａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・ｊ％という様に０
．１秒毎に水分量を数値（％）に置換する為の換算を行
なう。

そシテ、この換算水分値（％）の１００ケ毎について第
７図に示す様に、平均水分値ａ′、ｂ′、ｃ′・・・ｅ
′％・・・を算出する。

即ち０．１秒毎に点線部で示す様に１ケの換算水分値％
を次々に更新して、常に１００ケの換算水分値％につい
ての平均を行ない、平均水分値％を換算する。

そしてこの平均水分値％を指示制御装置３０′への入力
信号３０８として人が目読できるように指示する。

（これにて従来の第一の問題点を解消できることとなる
。

）次に水分の調節に関しては指示制御装置３０′にて前
記平均水分値％と、目標水分値％との偏差値を求めて、
これに応じた適切な水分添加を行なう様に制御弁３２の
操作信号３１Ｓに変換する。

そしてこの操作信号３１Ｓは０．１秒毎に、規則的に出
力されることによって確実に制御弁３２の動作が追従し
て、弁開度を調節することが出来る。

尚、前記平均水分値％は０．１秒毎に算出する場合を示
したが、制御弁３２の動作特性に応じてこの算出時間の
間隔を適宜増減することにより、正確に制御弁３２の動
作を追従せしめ得ることは明らかである。

（これにて従来の第二の問題点を解消できることとなる
。

）次に、先に例示した様に換算水分値％１００ケ毎につ
いて平均する目的について述べる。

このことは、先に述べた測定指示精度を向上させると共
に従来の第三の問題点を解消することに結びつくもので
あり、本発明の最も重要な点である。

従来の第三の問題点で述べた様に同一の光電管にて、検
出される鋳物砂にも水分量のバラツキがあり、更にスリ
ット５，７，９（第１図）から鋳物砂が落下する場合に
、同一水分量でありながら、ある鋳物砂はスリット５か
ら落下し、ある鋳物砂はスリット７から落下する場合が
起り得る。

これに加えて前記設定水分値（第１表）の設定誤差等を
考慮すれば、第６図に示す０．１秒毎の換算水分値％ａ
、ｂ、ｃ・・・ｊ％は、単に数値化した丈に過ぎず、そ
の数値％の信頼度は極めて低いものとなる。

従ってこれを解消する為に以上例示した通り、１００ケ
の換算水分値（％）を０．１秒毎に平均した、平均水分
値％を求めることによって、測定精度のバラツキを狭止
しようとするものである。

こうして求めた平均水分値％に基づいて前に説明した様
に第５図の制御弁３２を制御する為、目標水分値に対す
る厳密な精度を維持しつつ適切な水分添加を行なうこと
が可能となる。

具体的に数値で表現すれば従来精度±０．３％〜±０．
５％を±０．１％以下に向上できることとなる。

次に従来の第四の欠点（第１図のトラフ底部２上を鋳物
砂１８が混練装置より流れていない場合に於いて、光電
管１２Ｐ、１３Ｐ、１４Ｐが鋳物砂１８を検出しない為
に、この現象を鋳物砂１８の水分値がスリット３から中
間トラフ４，６，８゜１０に落下しない程に高くなった
ものと判断し、これに応じた水分添加の調節制御を行な
ってしまうという欠点）の解消法について説明する。

第８図は上記に関する本発明の実施例図である。

第１図と同一構成から成る分離装置１′のトラフ底部２
上を混練装置より鋳物砂１８が流れているか否かを判別
する為にトラフ底部２の上方の図示しない支承装置に光
電管２０Ｐを設ける。

尚トラフ底部２の材質は例えばＡｌの如き元押性を有し
光電管２０Ｐに対する投光器の役目をするものを用いる
。

第９図は第８図のＡ−Ａ′矢視方向から見た断面図であ
る。

次に上記作用について説明する。

第８図に於いてトラフ底部２上を混練装置側の都合によ
り鋳物砂１８が流れなくなった場合は、流れなくなった
その瞬間に光電管２０Ｐが鋳物砂１８がトラフ底部２に
無くなった事を検知する。

尚この検知後の成る時間は最前布トラフ底部２上を流れ
ていた鋳物砂１８は未だスリット３より中間トラフ４，
６゜８．１０へ落下中であり鋳物砂１８がトラフ底部２
上を流れなくなるという現象の生じる以前の普通通りの
運転状態で殆どの鋳物砂１８はスリット５．７，９より
落下して、光電管１２Ｐ、１３Ｐ。

１４Ｐにより検出され、その種々の検出組合せに基づき
水分値を目読可能に表示し且つこれに応じた適切な水分
添加の調節制御を継続中である。

しかし、トラフ底部２上を鋳物砂１８が流れなくなった
事を光電管２０Ｐが検出以後成る時間以上経ると最前布
トラフ底部２上を流れていた鋳物砂１８はスリット３か
ら中間トラフ４，６，８゜１０への落下及び光電管１２
Ｐ、１３Ｐ、１４Ｐによる検出を全て完了する。

即ち、水分値の表示及び水分添加の調節制御の礎となる
データーが得られなくなる。

従って、本発明は鋳物砂１８がトラフ底部２上を流れて
いない事を検知したならば、その旨の表示を行ない、そ
の検知と同時にその検知時に於ける水分添加の調節制御
信号を記憶演算装置（第５図の３０）にて記憶保持する
様にする。

（何故ならば後続の水分測定が出来ないのであるから水
分測定データーが完全に１００個（既に前に述べた制御
方法の一例に依る場合）揃った時の最新の平均水分値は
この検知時に於いてのみ得られるからである。

）そして前記検知以後の水分添加の調節制御は再び鋳物
砂１８がトラフ底部２上に流れてきた事を光電管２０Ｐ
が検知する時迄記憶演算装置（第５図の３０）にて記憶
保持したこの制御信号により継続する。

即ちこの様な本発明の水分添加の制御様式は既に本発明
に依る従来の第三の欠点の解消法の箇所で述べた事から
も明らかなように混練時に於いて目標水分値に出来る限
シ近ずける様に水分添加を行なうには最善の方策である
と言える。

（何故ならば水添加の調節制御の礎となる水分測定デー
ターが得られないという理由から、鋳物砂１８がトラフ
底２上を流れない間のみ水分添加の調節制御を中断する
ことは混練装置が連続稼動している以上目標水分管理上
得策でないことは明らかであるから。

）以上本発明の効果を纏めて繰り返し述べると、第一に
従来に於いて出来なかった水分値（ハ）の監視を可能と
し、しかも指示精度を向上させた鋳物砂の水分測定指示
装置を可能とした。

第二に水分測定指示装置からの操作信号に対して、水分
添加調節部の作動が確実に追従出来るような鋳物砂の水
分調節装置を可能とした。

第三に上記水分調節装置に於ける調節精度を従来の±０
．３％〜±０．５％から±０．１％以下に向上させるこ
とが出来る点である。

第四に第８図に於いて説明した様に光電管１２Ｐ、１３
Ｐ、１４Ｐのいずれもが鋳物砂を全く検出しない場合に
は鋳物砂が混練装置よシ分離装置１′へ流れて来ない為
に検出しないのかあるいは又鋳物砂は分離装置へ流れて
来ていてもスリット３より落下しない程に水分値が高く
なった為に検出しないのかを光電管２０Ｐによシ判別し
て適確な水分表示及び水分添加の調節制御を行なうこと
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水分測定装置を示す断面図、第２図は第
１図の一点鎖線部をＡ、Ａ′矢視方向から見た断面図、
第３図は第１図の測定装置による測定結果を示す図、第
４図は従来の水分調節方法の実施例図、第５図は本発明
の水分測定及び調節方法の実施例図、第６図は本発明に
於いて第３図の測定結果から水分値を換算する実施例図
、第７図は本発明による換算水分値の平均値を求める実
施例図、第８，９図は本発明による実施例図である。 １．４，６，８，１０ニドラフ、３，５，７゜９ニスリ
ツト、１２Ｐ、１３Ｐ、１４Ｐ：センサー、１８：鋳物
砂、２０Ｐ：検出装置、２６：混練装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鋳物砂を混線装置から巾の異なる複数個のスリット
   を設けたトラフに供給し、前記スリットのいずれから落
   下したかを複数個のセンサーで検出して水分値を測定し
   、且つこれに基づいて目標水分値を維持するように、水
   分添加量を調節する鋳物砂の水分調節装置に於いて前記
   鋳物砂が、前記混線装置から前記トラフに供給されてい
   るか否かを判別する検出装置を設けたことを特徴とする
   鋳物砂の水分測定装置及び調節装置。