マルチヘッド計量機の設計図と実用運転における主要パラメータの計算

著者：Smartweigh–マルチヘッド計量器

マルチヘッド計量器（ロスインウェイトフィーダー）は、正味重量供給装置の定量分析を行う装置で、主にプロセス全体の動的連続正味重量に使用され、連続的に供給する必要のある原材料の正味重量と定量分析を実行し、原材料の瞬間総流量と総総流量に関する情報を表示できます。基本原理は静的データ正味重量計および装置であり、静的データ倉庫スケールの正味重量技術が選択され、ロードセル正味重量倉庫が使用されます。ただし、マルチヘッド計量器の制御パネルでは、原材料倉庫スケールの単位時間あたりの正味重量損失をよりよく取得するために、原材料の瞬間総流量を測定する必要があります。

図1の左側は、正味重量欠落計量器のフレーム図です。正味重量倉庫内の原材料が必要な原材料を除いた場合、原材料バルブを開くことができます。原材料が最大位置に達すると、原材料バルブが閉じられ、正味重量倉庫は正味重量欠落計量器によって支えられます。計量の精度を高めるため、計量倉庫の上部と下部は、ソフト通路と出入口に従って接続されており、前面と背面、左右の機械設備と原材料の正味重量は計量倉庫に加算されません。図1の右側は、連続供給の全プロセスの平面図です。連続供給の全プロセスにはサイクルシステムがあります（図の情報では3つのサイクルシステムを示しています）。

各サイクルシステムは 2 つのサイクル時間で構成されます。正味重量倉庫が倉庫を減らす場合、正味重量倉庫内の原材料の正味重量が増加し、t1 で原材料の最大位置に達すると、原材料バルブが閉じられ、スクリューコンベアが原材料の排出を開始し、この時点で正味重量が減少します。計量が一定時間作動した後、正味重量倉庫内の原材料の正味重量が減少します。t2 で原材料の最小位置に達すると、原材料バルブが再び開きます。t1 から t2 までの時間は、力タイプのサイクル時間となります。一定時間後、正味重量倉庫内の原材料の正味重量が増加します。t3 で原材料の最大位置に達すると、原材料バルブが閉じられ、t2 から t3 までの時間が力供給サイクル時間で繰り返され、スクリューコンベアの速度比は瞬間流量に応じて監視され、安定した供給サイクルが実現されます。その間、スクリューコンベアの速度比はサイクル時間の開始直前の速度比を維持し、変化せず、定容積流量監視方法によって提供されます。マルチヘッド計量器は動的計量と静的データ計量を密接に組み合わせ、断続供給と連続供給を密接に組み合わせているため、構造は密閉性が高く、コンクリート、生石灰粉、粉炭、食品、医薬品などの小粒原料の計量および供給操作に適しています。高い計量精度と直線性を実現できます。2マルチヘッド計量器は、主要パラメータ設計スキームの必要性に基づいて動作します。

正味重量が欠落している計量器を設計する際は、供給頻度、再供給量、再供給倉庫容量、再供給速度などの主要な動作パラメータを必ず考慮してください。そうしないと、正味重量が欠落している計量器は正しく動作しません。たとえば、顧客が現場での機器メンテナンス用にメーカーからマルチヘッド計量器を購入しました。購入時には、100kgの重量センサーが3個しか購入されていませんでした。

メーカーは現地に担当者を派遣し、顧客の原料はホウ酸溶液で、相対密度は1510kg/m3、最大総流量は36kg/h、一般的な総流量は21～24kg/hであることを確認しました。総流量が非常に小さいため、ホッパーは3つの100kg重量センサー支持点を使用しており、分析ホッパーの容量が大きくなっています。これはモデル選択における非科学的な問題です。もう1つの問題は、設置時にホッパーが振動源のある機械に接続されていることです。需要が大きい場合は、以下の強く推奨される作業経験基準に従って15～20回/hを選択できます。各追加供給の正味重量は36/15～36/20、つまり1.9kg～2.4kgです。各重量センサーが支える原料の正味重量は1kg未満であり、妥当な測定範囲は約0.5～1%です。

一般的に、より正確な計量を保証するためには、重量センサーの適切な測定範囲は少なくとも 10～30% である必要があります。原材料の正味重量 2.4kg、原材料倉庫および原材料機械設備 (スクリューコンベアなど) の正味重量に基づくと、総重量は約 10kg です。3 つの重量センサーを使用する場合、各重量センサーの測定範囲は 5kg から 10kg まで選択できます。言い換えれば、購入する 100kg センサーの数量が 10～20 倍に増加し、マルチヘッド計量機の信頼性が低く、計量精度が低くなります。

この事例は、マルチヘッド計量機の設計案も設計案の基準に準拠する必要があり、マルチヘッド計量機の機械設備と動作の主要パラメータは測定なしには決定できないことを示しています。 3. マルチヘッド計量機の動作設計案の主要パラメータの計算。 3.1 供給頻度の計算。

マルチヘッド計量機の場合、各循環システムにおける力供給サイクル比（時間比＝力供給サイクル／再供給サイクル）が大きいほど良く、一般的には10：1を超える必要があります。これは、力供給方式は再供給サイクル時間よりもはるかに高い精度でサイクル時間を提供し、力供給方式のサイクル時間が長いほど、マルチヘッド計量機の全体的な精度が高くなるためです。マルチヘッド計量機の単位時間あたりの循環システム周波数は、需要が大きい場合、一般的に1時間あたりの循環システム周波数、すなわち 回/h で表されます。

1時間あたりの需要が大きいことを基準とすると、単位時間あたりの需要時定数（例えば、1秒あたり）が前提条件となります。循環システムの周波数が低いほど、1回の供給量が多くなり、正味重量倉庫の容量と正味重量が大きくなり、多数のロードセルを適用して無重量状態を測定する精度が低くなります。循環システムの周波数が高いほど、1回あたりの供給量が多くなります。周波数が低いほど、正味重量倉庫の容量と正味重量が小さくなり、少量のロードセルを適用して無重量状態を測定する精度が高くなります。ただし、循環システムの周波数が高すぎると、供給機装置が頻繁に停止し、マルチヘッド計量機の制御盤が強制供給サイクル時間と再供給サイクル時間を頻繁に切り替えるため、あまり良くありません。

作業経験の規則性として、ほとんどの無重力状態ではシステムソフトウェアが提供され、特に粉状で流動性の低い粒子の場合、需要が大きいときは再供給の頻度が15〜20回/時と選択されます。需要が大きな需要よりも低い場合は、再供給の頻度が減り、力型供給サイクルの割合が大きくなるため、精度の向上に役立ちます。作業経験の規則性を除いて、特に総流量が低いアプリケーションでは、倉庫容量が非常に小さいにもかかわらず、1時間以上供給された原材料を保管でき、1時間以上供給する時間があります。

以下のケースでは、大容量の場合、総流量は2kg/hです。原料堆積率は803kg/m3です。大容量供給の総流量は2/803=0.0025m3/hです。

倉庫容量が 0.01m3 (約 250Mm×250Mm×250Mm 立方メートル倉庫のサイズに相当) であれば、2～3 時間分の原材料の使用に十分であり、各原材料の使用量が 10kg を超えないため、自動原材料は不要で、人力による原材料の使用を検討できます。製造規則に従いますが、総流量の直線性は若干低くなります。 3.2 供給量を再度計算します。補充頻度を選択した後、補充量と総供給量を測定することができます。

マルチヘッド計量機を例にとると、大きい方の計量器は合計270kg/時の流量を提供します。原料の嵩密度は485kg/m3です。大容量供給の総流量は270/480=0.561m3/時です。

配送速度が大きい場合、再配送の頻度は 15 回/h に設定されました。再積載量の計算方法: 再積載量 = 追加量 (kg/h) ÷ 密度 (kg/m3) ÷ 再投入頻度 (再投入頻度/h) この場合、再設置量 = 270 ÷ 480 ÷ 15 = 0.0375 m3 となります。 3.3 正味重量倉庫容量の計算。

設計計画における正味重量倉庫容量は、計算された正味重量倉庫容量を上回る必要があります。これは、正味重量倉庫の稼働開始時に、倉庫上部に必ず原材料の残余と空きスペースが生じるためです。それぞれが20%を占めると仮定し、正味重量倉庫容量を0.6で割ると、必要な倉庫容量が得られます。

最終的に選択された正味重量倉庫容積は、固定倉庫容積に応じて光沢がある必要があります。再積載容積の計算方法：正味重量倉庫容量＝正味重量容積÷k。式中、kは原材料倉庫の推定余剰指数であり、0.4～0.7の範囲で、0.6が推奨されます。

この例では、正味重量倉庫容量 = 0.0375÷0.6=0.0625m3 です。形状倉庫の容積が 0.6m3、0.8m3、1.0M3 などの仕様やモデルの場合、グロスは 0.08m3 以上である必要があり、計量倉庫の容量は 0.08m3 である必要があります。 3.4 再設置率を測定します。

マルチヘッド計量機は、再装填サイクル時間において低精度の固定容量方式を採用しているため、再装填機の再装填速度は高速に指定されています（一般的には、5秒～20秒以内に制御する必要があります）。再装填速度の計算方法：再装填速度 = [再装填量（m3）÷再投資時間（秒）×60（秒/分）]+[大容量資本投資総流量（m3/時）÷60（分/時）] 式2では、再投入速度は2つの新しい項目で構成されており、最初の新しい項目は再投入量に基づく投入速度であり、2番目の新しい項目は多くの人が無視することが多いですが、同じ投入速度の時間を示しており、この部分を再度投入する際には原材料を充填する必要があります。この値に基づくと、再供給速度はより大きな投入速度の約30倍になります。つまり、この値に基づくと、他の正味重量欠損計の再供給率を推定する際には、より大きな追加率の25～40倍と推定できる。

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