JPS5982075A - カツトされたタバコのような嵩密度材料の連続測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粒子状材料、特にカットされたタバコの嵩密
度を連続的に測定するための装置に関する。

英国特許第１，４９５，７５２号明細書には、町変速度
秤コンベヤと長方形のコラム給送装置によりタバコの嵩
密度を連続的に測定する方法が開示されており、コンベ
ヤベルトにより形成された二つの比較的大きな壁が秤コ
ンベヤベルトと同じ速度で駆動される。

なめらかな固定壁と、秤コンベヤベルト速度にれだ。

英国特許第１，４９５，７５２号明細書にはタバコの嵩
密度を測定する実験室シリンダ容積方法が言及されてお
り、その方法は、決まった時間決まった重量の自由落下
するピストンにより圧縮した後垂直シリンダ内の決まっ
た重量のタバコの容積を測定することである。

シリンダの寸法とピストンの重量は、１〜３ｐｓｉ（７
〜２１　ｋＰａ　）の圧力に応じて製造業者の間で変り
、比較的高い圧力が比較的小さい直径のシリンダで使用
される。

嵩が、漸減する割合で圧縮され、時間がほとんど静的な
容積を与えるように選択される。達成される密度は代表
的には０．２５９ｍ／ｃｃ（４ｃｃ／ｆｍのシリンダ容
積として参照される）であり、巻きタバコの密度と釣り
合う。

１．５　ｐｓｉの圧力（１０１ｃＰａ　）と５分の圧縮
時間を有する特別な装置では、密度の９０％が３０秒で
達成されることが分った。

上記の連続的な測定について、１６インチＸ８インチ（
４００叫×２００調）のコラム、３６インチ（９００■
）の高さに制御されたタバコレベルおよび２，２００１
ｂｓ７特（１，０００Ｋｆ／時）の流量の場合、「沈降
時間」すなわちコラムを通る時間が２５秒であり、かつ
測定された密度は（１，１１ｆｍ／ｃｃ　（９ｃｃ／ｈ
のシリンダ容積）にすぎない。

コラムのレベルは、秤コンベヤベルトの速度を制御して
レベルを維持するレベル検出器により流量と無関係に一
定に保たれる。タバコの１ヘツドによりコラムの底のタ
バコに加わる圧力は、摩擦を無視すると、０．１４　ｐ
ｓｉ　（１ｋＰａ　）　　より小さい。

しかしながら、含水量、温度および沈降時間（ベルト速
度）を補償した後には、実験室のシリンダコラム試験と
相関々係がある。

本発明の目的は、実験室試験を一層密接に調和させかつ
同様な密度を達成することにより、英国特許第１　、４
９５　、７５２号明細書に記載された嵩密度材料の連続
的測定方法を改善することである。

本発明により、圧縮領域と圧縮領域の下流にある秤スパ
ンとを有する無端ベルト秤コンベヤと、材料を前記圧縮
領域に給送するための手段と、秤コンベヤの移動方向に
対し横に延びる軸上に一連のローラに：有する前記圧縮
領域の圧縮ユニットと、材料の重量に比例する信号を発
生させるために秤スパンに設けられた変換器とを備えた
、粒子状材料の嵩密度全連続的に測定する装置を設ける
。

一連のローラは、かなりの圧縮時間を与えるのに十分な
コンベヤの長さを占める。例えば、上記の例では３フイ
ート（９００＋ｍ）が２５秒を与える。

ローラを、秤コンベヤベルト速度に等しい表面速度で駆
動することができ、かつ付加的にローラを秤コンベヤの
下に取りつけて荷重を支えることができる。

ローラをベルトにより包囲するのが望ましい。

そのベルトにより、連続的な表面が得られ、タバコがロ
ーラの間に達するのが防止される。その場合に、ベルト
が、熱ローラおよび続く他のローラを経て、秤コンベヤ
と同じ速度で駆動される。

ローラとベルトは二つの側壁の間を自由に移動可能であ
り、これらの側壁はコラム側壁の延長でありかつ同じ距
離だけ隔てられている。

秤スパンに隣接した端部ローラを位置変換器に接続する
ことにより、秤コンベヤベルトの上のその高さを連続的
に測定することができる。

ローラー！たはベルトの重量が、必要な１〜２ｐｓｌ（
７〜１４　ｋＰａ　）の圧力（これは、長さ３６インチ
（９００哩）Ｘ幅１６インチ（４００ｍ）で５７６〜１
１５２１ｂ！＋（２６２〜５２４Ｋｇ）の全荷重になる
）を与えるのに不十分である場合には、付加的な負荷を
、ばねまたは正確に制御された空気圧を有する空気圧シ
リンダ、または好適には摩擦を除くためにベローズによ
り各ローラに加えても良い。

各ローラを固定キャリッジにアームまたはスライダによ
り独立して取り付けることにより、圧縮領域の長さの間
圧力を一様に加えることができる。

しかしながら、好適には、全体として自由に垂直に動け
るキャリッジにローラを固定して、キャリッジに四つの
空気シリンダを適用するのが一層簡単でかつ適切である
。これは、−貫した、しかし一様でない圧力を与える。

もつと一様な圧力全達成するには、刻みタバコの圧縮に
釣り合うようにローラを彎曲した通路に配置すれば良い
。

キャリッジを自由端で枢着して、排出端で垂直に自由に
勤けるようにできる。これにより駆動装置が単純化され
るが、圧縮時間が有効に半分にされる。

圧縮ローラとベルトは側壁の間で自由に作動しなければ
ならないので、二つの内側支承個所を与えるようにロー
ラ全分割し、そしてベルトには、正確な追跡を維持する
ためにローラの溝内を走る内側Ｖベルト案内を取り付け
ることができる。バンドは、圧力ローラの間で支持体を
形成するようにヘビーゲージである。あるいは、７ラン
ジ付プーリーと共にタイミングベルトを使用することが
ベヤから駆動することができるが、別個の減速モータに
より一層容易に駆動することができる。秤コンベヤと圧
縮ベルトの両方のモータが同期であれば、これらを共通
の可変周波数インバータにより同じ速度で駆動すること
ができる。

タバコを幅広のコンベヤと広いコラムにわたって一様に
広げることは難しいので、このシステムは、生産額が大
きい場合あまり満足ではない。また、沈降および圧縮時
間は長いのが望ましいので、このシステムは、２．２０
０１ｂｓ／時（１０００隔儒）以下の低い給送速度に最
も良く適している。生産額が高い場合には、従って、全
部のタバコの流れの一部を運ぶバイパスで測定をするの
が望ましい。

この段階の過程でタバコが通常の密度の二倍になるよう
に圧縮されるので、バイパスのタバコの量をできるだけ
少なくするのが望ましい。これは、圧縮時間を長くする
ことにより、および装置を小型化することにより、また
はこれらの一方の手段により達成できる。例えば、１６
“×８“コラム（４００Ｘ　２００　ｗｎ　）について
、５分の圧縮時間は約７Ｉ／分（３簡／秒）のベルト速
度と約２２０　ｌｂｓ／時（１ｏｏ　Ｋｙ膚）のタバコ
の流量を必要とし、あるいは、１８インチ（４５０調）
レベル、１８インチ（４５（ｈｍｎ）圧縮領域、１８イ
ンチ（４５０ｍｍ）秤スパンおよび１分の圧縮時間の場
合、８インチ×４インチ（２００ｗｎｘ　１ｏｏ　ｔａ
　）コラムが約２５０１ｈａ　／Ｒ（１１（ｌＫ４ＡＲ
４）の流量を必要とする。

一般に、比較的大きい装置は給送するのが容易である。

代表的な主流は１０　、０００１ｂｓ　７時（４５０（
ｌ　Ｋｇ／時）であり、従って２００１ｂｓ／時（１，
１５に２を）が２％に表子。この小さな割合を主流から
代表するサンプルとして取り出す作業は、５０秒ごとに
約１秒の短かい時間全部の流れをわきへそらせる転換シ
ュートにより達成される。

その結果得られる約３　ｌｂ　（１，５Ｋｒ）の部分が
、登り振動コンベヤにより広げられ、そして約５秒の時
間にわたってコラムに給送され、そのコラムで約６イン
チ（１５０ｍ＋）の高さを占める。

ることができ、かつ単一のレベル制御装置をコラムに使
用してそれが露出されるたびごとに刻みタバコの一部を
要求することができ、かくして一定の容積流れを発生さ
せることができるという利点がある。

以下、本発明を実施例について図面により説明する。

記載された例の装置は、主流のバイパスで約１（０Ｋｑ
／Ａ￥￥　（２２０１ｂｓ／時）の冷却されたタバコを
処理し、かつ５分間３　ｐｓｉ　（２１ｋＰａ　）まで
の圧力を加えてシリンダ容積充填力測定全擬似するよう
に設計されている。

機械は（規程の終りにシステムを空にする場合を除いて
）決まった速度で作動して、測定装置を通る連続的な流
れを維持するのに必要なサンプルを主流から引き出丁。

装置は、秤コンベヤ１１の一端の上方に配置された計量
管１０ｉ有する。秤コンベヤの上に圧縮ユニット１２が
配置されている。計量管には振動コンベヤ１３により供
給され、この振動コンベヤ１３は、ダイバータ１４とシ
ュート１５を経て連続的に監視されるタバコの主流のサ
ンプルを受は入れる。ダイバータ１４と／ニート１５は
、刻みタバコ全メーカー、荷造り機械または貯蔵場所へ
運ぶ、水平に配置され九二つのコンベヤ１６．１７の間
に配置されている。

タバコのサンプルは、秤コンベヤの排出端からドツファ
１８と送出しシュート１９によりコンベヤ１６へ戻でれ
る。

後述する種々の機械的、空気圧的および電気的アクチュ
エータは、制御キユービクル２０で制御される。

計量管１０は、横断面が長方形で２００　Ｘ　４００　
ｔｍ（８インチ×１６インチ）の寸法を有するのが好都
合であり、ステンレス鋼薄板で作られ、かつ秤コンベヤ
と圧縮ユニット１２へ一定の容積流れ金与える。

管１０の上端には、０．０９１ｃｗ　（１／８　ｈｐ　
）　６０　ｒｐｍの減速モータ（図示省略）により動力
が供給される揺動そらせ板２１（第２図参照）が取りつ
けられていて、２００　ｔａｎ　（８インチ）の寸法に
わたって管が一様に充満するように保征する。

窓２２には、管の側部に光電池検出器２３が取りつけら
れていて王コンベヤ１７．１８からの刻みタバコの始動
と転換を制御する。

秤コンベヤと同じ表面速度を与えるように（１，０９ｋ
ｗ　（１／８　ｈｐ　）　３．３　ｒｐｍの同期減速モ
ータ２６により１夾ヲ 駆動される一対の弛みロー％２４．２５が管１０の下端
に取りつけられていて、秤コンベヤ１１の上へ安定した
流れ全確保する。

秤コンベヤ上のタバコカーペットがコラムの形状を表わ
しているので、コラムの外側かとを面取りしてベルトま
たはローラと側壁の間にタバコが達しないように防止す
るのが望ましい。

サーミスタ温度センサのプローブ２１が、タバコの温度
を測定するために計量管の基部の刻みタバコの流れの中
へ突出している。

長さ７６０問（３０インチ）、幅４００咽（１６インチ
）の圧縮ユニット１２には、大径の端部ロール３１．３
２と、一連の比較的小さいローラ３３とを有するキャリ
ッジ３０があり、これらは全て、組立線案内（図示省略
）を有する無端ベルト３４により包囲されている。ベル
ト３４は、秤コンベヤのベルトと同じ速度を与えるよう
に０．０９　ｋｗ　（１／１３　ｋｗ　）　３．３　ｒ
ｐｍの同期減速モータ３５により駆動される。

キャリッジ３０が、総括的にＦで示したわく組から、ト
ルク管３７と二つのブラケット３８により連結された二
つのリンクアーム３６によす秤コンベヤ１１の上に支持
されているので、キャリッジが垂直に自由に動くことが
できる。

キャリッジは、低い摩擦の二つの固定側板（高密度ポリ
エチレン）（図示省略）の間でタバコの表面の上に浮動
する。１〜３　ｐｓｉ　（７〜２１．　ｋＰａ）の範囲
の付加的な圧力が二つの低摩擦ローラダイヤフラム空気
シリンダ３９　、４０により加えられるが、これらのシ
リンダには、精密空気セットおよびゲージ（図示省略）
からの空気が供給される。

圧縮ユニットの送出し端ローラ側タバコカーペットの厚
さは、位置変換器４１により測定される。

秤コンベヤ１１は、７５０　ｗｎ　（３０インチ）幅の
無端秤ベル）５０ｔ−有し、このベルトは、２５５０ｍ
＋ｎ（１００インチ）のセンターに配置された二つの端
部ロール５３　、５４によりコンベヤ支持フレーム５２
に担持されている。ベルトの上方走行部が、固定軸上の
二つの隔置ローラ５５　、５６の上を通っている。べ／
Ｌ／　１−５０の下方走行部が、直線アクチュエータ５
８により制御される追跡ローラ５７と、固定軸上のロー
２５９の上を通る。端部ローラ５４が、０．０９　ｋｗ
（１／８ｈｐ　）　３．３　ｒｐｍの同期減速モータ６
０により１６０＋ｎｍ／分（６，３インチ／分）で駆動
される。秤スパンの７６０　＋ａｍ　（３０インチ）は
、　圧縮ユニットの下を延びている固定軸上の一連のロ
ーラ６１のうちの端部ローラ６１とローラ５６により区
画される。秤感知ローラ６２がローラ６１とローラ５６
の間の中はどに配置され、かつ摩擦のないたわみピボッ
トに装着された秤ビーム（図示省略）により担持されて
いる。重量ハ、ストレーンゲージ型ロードセル６３によ
り感知される。

秤ベルト５０は、ベルトの戻り走行部にあるベルト縁検
出器とかし取ローラにより自動的に探知することができ
る。

ドツファ１８は、高さが調整可能であり、かつ圧縮され
たタバコの開放を補助するために０．０９　ｋｗ１５　
ｒｐｍの減速モータ６６でベルト６５により駆動される
。

ベルト移動速度は端部ローラ５４の軸上の光学エンコー
ダにより決められ、かつカーペット高さと重量測定値の
変位を補正するために使用される。

赤外線水分計（例えば、米国、マサチューセッツ州、ボ
ストンのモイスチュアシステム・インコーボレーテドに
より作られたクオドラビーム）６６が、秤スパンの上に
わく組に取りつけられている。

主流コンベヤシステムのダイバータ１４（第１図参照）
により、流量に従って０．５〜５秒サンプルを取り除く
ことができるが、例えば１２，０００１ｂ４の流量から
の一秒サンプルは３．３１ｂｇ、、すなわち計量管の約
１５０　ｔａｎ　（６インチ）である。

転換シュートにより、わずか１．５　Ｋｐ　（３，３１
ｂａ）のサンプルをタバコの主流から取り出すことがで
きる。代表的であるためには、これらのサンプルは流れ
全部の横断面でなければならず、片側からのサンプルで
あってはならない。

振動コンベヤ１３にはそらせ板を取りつけてタバコサン
プルを広げ、かつ計量管１０ができるだけ一様に充満さ
れるように確保することができる。

計量管１０内の光電池レベル検出器２３の露出によリサ
ソブル抽出が始められる。そのとき、ダイバータ１４が
、予め設定された時間開設される。別に予め設定された
時間が経過する壕では別のサンプル抽出を始めることが
できない。その時間は、サンプルがダイバータから管へ
運ばれるのにかかる時間より太きい。

タバコが装置を通るのに２０分かかるので、走程の終り
にタバコの装置をきれいにするために×１０のファクタ
だけスピードアップする。

恢 このスピードアップを達成するために、挟みローラ冴、
圧縮ベルト３４および秤ベルト５０が全て、０−１２０
　Ｈｚの単一の可変周波数インバータで二つの予め設定
された出力周波数と同期して駆動される。装置を走程の
終に約２分で空けるために、１２０１（ｚの最大高周波
を選択する。

充填力測定のために、１２Ｈｚの低周波を選択して５分
の圧縮時間と２２０　ｌｂｇ層（１００Ｋｔ／ｉｌ）の
流量を与える。駆動ベルト比の周波数全調整して、相応
する流量で比較的短かいまたは長いＥＥ縮待時間与える
ことができる。

制御キユービクル２０には、モータスインｆｆ１Ｊｄｒ
装置、充填力計算装置、レベル制御タイマー寂よび表示
装置が収容されている。

マイクロプロセッサが次のように充填力を計算し： 〔カーペット幅〕×〔高さ〕×〔秤スパン〕２×〔感知
ロー２上の重ｔ　ｍｅ／ｌ　（ｃｃ　／りｒｙ＋）　）
そして、カーペット高さに対する秤スパンの変位を補正
し、またタバコ含水量、温度およびベルト速度も補正す
る（英国特許第１４９５７５２号明細書参照）。

計算は３＋ｍ（１／Ｂインチ）のベルト移動ごとに更新
され、そして以前の５，１０ま７＋：は２ｏ分間につい
て平均する。

全ての変数をデジタルに表示することができ、かつ王台
のペンチ煉−トレコーダが充填力と他の二つの変数を連
続的に記録する。

４　２０ｍＡの分離信号が、測定された変数の各々につ
いて与えられ、測定された変数は較正されて次のように
表示される。

秤ベルトロードセル０−２　ｌｂｇ　（０−１０Ｋｇ）
カーペット深さセンサ２　６ｉｎｓ　（５０１５０ｍ）
タバコ温度センサ　５０−１５０　’Ｆ　（１０−６０
℃）水分メータ　　　　１０−２０％（１０−２０％）
充填力　　　　　　２０−１２０／１０ｆ（２−１２ｍ
１／７　）圧縮ユニットの静荷重がタバコに１　ｐｓｉ
（０，０′ＩＫｇ／ｒ、ｔｌ）　　の圧力を与える。

付加的圧力をローラダイヤフラム空気シリンダ３９　、
４０により加えることができ、かつ精密空気セットによ
り固定される３、各３５　ｐｓｉｇ　（２，４初／、、
ＩＩ）の空気圧力がさらに１　ｐｓｉｇ　（０，０７Ｋ
Ｖ′肩）′ｆ、タノくコに加える。１００　ｐｓｉｇ　
（７，０句／１：＃！　）まで較正された精密空気ゲー
ジが空気圧カケ指示する。

【図面の簡単な説明】

第１図は搬送されつつある刻みタノくコの嵩の密度を連
続的に測定する装置の斜視図、第２図は秤コンベヤ、圧
縮ユニットおよび計量管全有する装置の一部の概略側面
図である。 １０・・・計量管、１１・・・秤コンベヤ、１２・・・
圧縮ユニット、１３・・・振動コンベヤ、１４・・・ダ
イバータ、１５・・・シ”−−ト、１．６．１７・・・
主コンベヤ、１８・・・ドツファ、１９・・・送出しシ
ュート、４１・・・変換器、６１・・・一連のローラ。 出願人代理人　　猪　股　　　清 手続補正書（方式） 昭和閏年１２月Ｚ　日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和詔年特許願第９８７４２号 ２、発明の名称 カットされたタノ々コのような 嵩密度材料の連続測定装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 エイエムエフ、インコーホレーテッド 昭和５８年１１月　８日 図　　　面 ８、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし） （１）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒子状材料の嵩密度を連続的に測定する装置におい
   て、圧縮領域とこの圧縮領域の下流にある秤スパンとを
   有する無端ベルト秤コンベヤと、材料を前記圧縮領域に
   給送するための手段と、秤コンベヤの移動方向に対し横
   に延びる軸上に一連のローラ全有する前記圧縮領域の圧
   縮ユニットと、材料の重量に比例した信号を発生させる
   ために秤スパンに設けられた変換器とを備えたこと全特
   徴とする装置。 ２、圧縮領域で秤コンベヤに隣接した連続的な表面を与
   えるためにローラ全ベルトにより包囲した、特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ３、支持わく組全備え、圧縮ユニットが、ローラ全支持
   するためのフレームを有し、前記フレームが秤コンベヤ
   の上の支持わく組に懸垂されている、特許請求の範囲第
   ２項記載の装置。 ４、モータがフレームに取りつけられ、かつ秤コンベヤ
   と同じ速度でベルトラ駆動するのに役立つ、特許請求の
   範囲第３項記載の装置。 ５、空気圧シリンダを支持わく組とフレームの間に設け
   て圧縮ユニット全稈コンベヤの万へ付勢するようにした
   、特許請求の範囲第３項ｔ＊ｉ’ｔ、第４項に記載の装
   置。 ６゜ローラの軸心が、彎曲した通路に配置されている、
   特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちのいずれか一つ
   に記載の装置。 ７、ローラが、秤コンベヤと共に、秤コンベヤの移動方
   向に徐々に減少する空間を形成している、特許請求の範
   囲第５項に記載の装置。 ８圧縮領域の出口で材料のカーペットの厚さを指示する
   ために位置変換器が圧縮ユニットに接続されている、特
   許請求の範囲第１項乃至第７項のうちのいずれか一つに
   記載の装置。 ９、材料全圧縮領域に給送するための手段が、垂直コラ
   ムを含む、特許請求の範囲＄１項乃至第８項のうちのい
   ずれか一つに記載の装置。 Ｔ夾 １０、コラムの下端にまたは下端近くにへみローラが設
   けられ、かつ秤コンベヤの速度に等しい周速挨 で体みローラを駆動テるモーフが設けられている、特許
   請求の範囲第９項に記載の装置。 １１、コラムに入る材料を一様に広げるために揺動アー
   ムがコラムの上端に設けられている、特許請求の範囲第
   ９項または第１０項に記載の装置。 １２、一連のローラが、圧縮領域で秤コンベヤの上れか
   一つに記載の装置。 １３、秤スパンが、秤コンベヤの上方走行部の下にかつ
   これと接触して配置された二本のローラの間に区画され
   ている、特許請求の範囲第１項乃至第１２項のうちのい
   ずれか一つに記載の装置。 １４、負荷検出器が二本のローラの間のなかほどに設け
   られている、特許請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５、秤量後、圧縮された刻みタバコの開放を行うため
   にドツファが秤コンベヤの給送端部に設けられている、
   特許請求の範囲第１項乃至第１４項のうちのいずルか一
   つに記載の装置。 １６、粒子状材料を搬送して材料の嵩密度の連続的な測
   定全行うための装置において、第一コンベヤと、材料ヲ
   巣−コンベヤから受は入れるための第二コンベヤと、前
   記第一および第二コンベヤの間に配置されたダイバータ
   とを備え、このダイバータは、二つのコンベヤ全架橋す
   るのに役立つｊ４Ｎ−の位［Ｕから、材料のザンプル金
   転換きせる第二の位置へ移動可能であり、またサンプル
   全ダイバータから受は入れるための第三コンベヤと、前
   記第二コンベヤに隣接してかつこれと平行に配置された
   無端ベルト秤コンベヤとを備え、この秤コンベヤが、圧
   縮領域と圧縮領域の下流の秤スパンとを有し、オた材料
   を前記圧縮領域へ給送するための手段と、抽出された材
   料全給送手段へ送り出すたメツ第四コンベヤと、秤コン
   ベヤの移動方向に対し横に延びる軸上に一連のローラを
   有する前記圧縮領域の圧縮ユニットと、材料の重量に比
   例する信号を発生させるために秤スパンに設けられた変
   換器と、秤量後、圧縮された材料を開放するために秤コ
   ンベヤの給送端にあるドツファと、開放した材料を第二
   コンベヤへ戻すための第五コンベヤとを備えたことを特
   徴とする装置。