JP2006075788A - Particulate sorting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば粉粒体に混入した異物を除去するのに好適な粉粒体選別装置に関するものである。 The present invention relates to a granular material sorting apparatus suitable for removing foreign matters mixed in a granular material, for example.
従来、粉粒体に混入した異物を取り除くために、粉粒体を一様な薄い厚みの層状になるようにベルトコンベア上に供給し、粉粒体を水平搬送する過程で、光学的に粉粒体に混入した異物を検出し、これを取り除くようにした装置が公知である(例えば、特許文献1,2参照)。
粉粒体に混入した異物を光学的に検出して、これを取り除くためには、まず粉粒体を一様な薄い層状にする必要がある。特許文献1に記載の装置では、粉粒体を第1コンベア上にてスクイーズローラを用いて均一な厚さにした後、第2コンベア上に移送するようにし、特許文献2に記載の装置では、粉粒体を振動させることにより均すようにしている。いずれにしても、粉粒体の搬送量はコンベアの幅と粉粒体の層の厚みとコンベア速度とにより決まる。粉粒体に混入した異物を光学的に検出するための光センサーの検出可能範囲が限られているため、コンベアの幅を大きくするにも限度があり、検出精度を上げるためには粉粒体の層は薄い程好ましい。また、コンベア速度をむやみに増大させても粉粒体が追随してこないため、これを増大させるにも限度がある。このため、単位時間当たりの粉粒体の搬送量、したがって異物排除の処理能力が制限され、不足する処理能力を補うには、このベルトコンベアとともに、粉体供給部、異物検出部等を含むベルトコンベアラインの増設しかなく、上記処理能力を上げることが難しいという問題がある。また、上述した各装置の場合、粉粒体の種類により、必ずしも粉粒体を一様な薄い層状にすることができないという問題があった。
In order to optically detect foreign matter mixed in the powder and remove it, the powder must first be formed into a uniform thin layer. In the apparatus described in
本発明は斯かる従来の問題をなくすことを課題とし、簡単な構成で、粉粒体を容易に一様な薄い層状にして移動させることができ、異物選別処理能力の向上を可能とした粉粒体選別装置を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to eliminate such a conventional problem, and with a simple configuration, the powder particles can be easily moved in a uniform thin layer, and the powder capable of improving the foreign matter selection processing capability. The present invention intends to provide a granule sorting apparatus.
上記課題を解決するために、第1発明は、下端部に供給口を有し、粉粒体を上方から下方に供給する供給部と、垂直方向の軸心を中心として回転可能に設けられ、上記供給部からの粉粒体を平坦な上面に載せ、遠心力により大径側に移動させる円形部材と、この円形部材上の粉粒体に光を照射する投光部、及び、この投光部から粉粒体を経た光を受け、電気信号に変換する受光部、及び、この電気信号から粉粒体中の特定物から分離すべき異物の有無を判断し、異物が検出された場合には、検出信号を発する検出回路を有する光センサー部と、上記円形部材の外周を包囲する円形環状体に複数の貫通孔を上下方向に穿設し、この貫通孔の上端の大径側から上方にかけて覆い、上記円形部材に向けて開口した捕捉カバーを突出させた形状に形成されるとともに、上記円形部材と上面が同一平面上になる状態で同心回転可能に設けられ、上記光センサー部が上記異物を検出した場合には、上記円形部材に対する相対的な回転速度を変化させられる環状部材と、上記環状部材の外周を包囲し、ここからの放出物を捕捉可能に設けられた外方回収部と、上記貫通孔からの落下物を捕捉可能に設けられた内方回収部とを備えた構成とした。 In order to solve the above-mentioned problem, the first invention has a supply port at the lower end portion, and is provided rotatably with a supply portion for supplying powder particles downward from above and a vertical axis, A circular member that places the granular material from the supply unit on a flat upper surface and moves to the larger diameter side by centrifugal force, a light projecting unit that irradiates light on the granular material on the circular member, and the light projection A light receiving unit that receives light passing through the granular material from the unit and converts it into an electrical signal, and if there is a foreign object detected by judging the presence or absence of a foreign material to be separated from a specific object in the granular material from this electrical signal Has a plurality of through holes vertically formed in a circular annular body surrounding an outer periphery of the circular member, and an upper side from the large diameter side of the upper end of the through hole. Covered and formed into a shape that captures the capture cover that opens toward the circular member In addition, the circular member and the upper surface are provided so as to be concentrically rotatable in a state where the upper surface is on the same plane, and when the optical sensor unit detects the foreign matter, the relative rotational speed with respect to the circular member can be changed. An annular member, an outer recovery portion that surrounds the outer periphery of the annular member, and is provided so as to be able to capture the discharged matter therefrom, and an inner recovery portion that is provided so as to be able to capture fallen matter from the through hole. It was set as the structure provided with.
第2発明は、第1発明の構成に加えて、上記供給部の供給口が上記円形部材の中心の直上に配置された構成とした。 In the second aspect of the invention, in addition to the structure of the first aspect of the invention, the supply port of the supply unit is arranged immediately above the center of the circular member.
第3発明は、第1発明の構成に加えて、上記供給部の供給口が上記円形部材の中心から偏心した位置の上方に配置された構成とした。 In addition to the structure of 1st invention, 3rd invention set it as the structure arrange | positioned above the position where the supply port of the said supply part was eccentric from the center of the said circular member.
第4発明は、第1から第3発明のいずれかの構成に加えて、上記環状部材が、上記異物が検出されていない場合には、上記円形部材に対して相対的に、上記円形部材の回転方向と同一方向に高速で回転する状態とされる一方、上記異物が検出された場合には、上記円形部材に対して相対的に上記回転方向とは逆方向に回転する状態とされる構成とした。 According to a fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects of the invention, when the foreign member is not detected, the annular member is relatively positioned relative to the circular member. A configuration in which the rotation direction is the same as the rotation direction, and the rotation direction is relatively opposite to the rotation direction when the foreign matter is detected. It was.
第5発明は、第1から第3発明のいずれかの構成に加えて、上記環状部材が、上記異物が検出されていない場合には、上記円形部材に対して相対的に、上記円形部材の回転方向とは逆方向に回転する状態とされる一方、上記異物が検出された場合には、上記円形部材に対して相対的に同一方向に高速で回転する状態とされる構成とした。 According to a fifth aspect of the invention, in addition to any one of the configurations of the first to third aspects, the annular member is configured so that the circular member is relatively positioned relative to the circular member when the foreign matter is not detected. On the other hand, the rotation direction is opposite to the rotation direction. On the other hand, when the foreign matter is detected, the rotation direction is relatively high with respect to the circular member.
第6発明は、第1から第5発明のいずれかの構成に加えて、上記供給部と上記円形部材との間に、上記供給部からの粉粒体を遠心力により大径側に放出する凹型の回転容器を有するとともに、粉粒体に混入した毛髪、繊維等の小比重物を回転容器内の上面近接位置から吸引する吸引管を有する小比重物除去装置を介在させた構成とした。 According to a sixth aspect of the invention, in addition to any one of the configurations of the first to fifth aspects, the granular material from the supply unit is released to the larger diameter side by centrifugal force between the supply unit and the circular member. While having a concave rotary container, it was set as the structure which interposed the small specific gravity removal apparatus which has the suction tube which attracts | sucks small specific gravity objects, such as hair and a fiber mixed in the granular material, from the upper surface close position in a rotary container.
本発明に係る粉粒体選別装置によれば、装置が簡単な構成となり、粉粒体の供給流量を大きくしても、容易に粉粒体を一様な薄い層状にすることができ、大幅に異物選別能力を上昇させることが可能となる。 According to the granular material sorting apparatus according to the present invention, the apparatus has a simple configuration, and even if the supply flow rate of the granular material is increased, the granular material can be easily formed into a uniform thin layer. It is possible to increase the foreign matter sorting ability.
また、上記供給部の供給口を上記円形部材の中心から偏心させて設けて、この中心から偏心した位置に粉粒体を供給するようにした場合には、上述した効果に加えて、異物検出のための光センサー部を簡略化できるという効果も得られる。 Further, in the case where the supply port of the supply unit is provided eccentrically from the center of the circular member and the granular material is supplied to a position eccentric from the center, in addition to the above-described effects, foreign object detection The effect that the optical sensor part for can be simplified can also be obtained.
さらに、小比重物除去装置を設けることにより、粉粒体中の各種異物の選別がより一層確実に行えるという効果を奏する。 Furthermore, by providing a small specific gravity removal device, there is an effect that the various foreign substances in the granular material can be more reliably selected.
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図1〜3は、本発明の第1実施形態に係る粉粒体選別装置1Aを示し、この粉粒体選別装置1Aは、供給部11、円形部材12、光センサー部13、環状部材14,外方回収部15及び内方回収部16を備えている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show a granular
供給部11は、水平断面が円形の筒状体で、下端部に供給口21を有し、図示しない粉粒体供給設備に接続しており、ここから送られてきた粉粒体が落下し、供給口21から下方に供給される。また、この供給部11は、高さ調整可能に設けられており、かつ内径の異なるものと取り替え可能となっている。
The
円形部材12は、上面が平坦な円板からなり、垂直に回転可能に設けられた回転軸22の上端部に、これと一体回転可能に設けられている。この回転軸22は、図示しない回転駆動部により、例えば、タイミングベルト23,プーリ24を介して回転させられる。上記回転駆動部は可変速であるのが好ましい。また、円形部材12の中心部を貫く回転軸22の上端面上には、供給部11の下方にて、回転軸22と一体回転可能に円錐体25が設けられている。なお、供給部11、円形部材12、回転軸22及び円錐体25のそれぞれは同心である。そして、供給口21内を落下してきた粉粒体は、回転する円錐体25の下方に向かって広がった斜面に沿って、かつ円錐体25の全周にわたって均等に配分され、同じく回転する円形部材12上に、かつ大径側に向けて供給される。円形部材12上では、粉粒体も円形部材12に随伴して回転するため、粉粒体に遠心力が作用し、図2中、一点鎖線の曲線aで示すように大径側に移動してゆくと同時に、円周方向に広がってゆく。即ち、円形部材12上では、粉粒体は直ちに円周方向に一様な、かつ薄い層状になって大径側に向かって移動してゆく。なお、曲線aは90度間隔で例示的に示したもので、実際には、円周方向、360度全体にわたって粉粒体の移動軌跡を示す曲線aが存在する。
The
光センサー部13は、円形部材12の上面に向けて光を照射する投光部、及び、上記上面を照射し、ここから反射してきた光を受け、電気信号に変換する受光部、及び、この電気信号から粉粒体中の特定物から分離すべき異物の有無を判断し、異物が検出された場合には、検出信号を発する検出回路を有し、直線に沿った一定範囲を異物検出範囲とするものである。図示する例では、供給部の周りに90度の角度間隔で4個の光センサー部13が均等に配設されている。そして、光センサー部13の各々は、少なくとも、図2中、二点鎖線の両矢印bで示す範囲に対して異物検出のために機能し、4個の光センサー部13により、360度の全範囲に対して、漏れなく機能するようになっている。
The
環状部材14は、円形部材12の外周を包囲し、円形部材12の上面と面一の平坦な上面を有する円形環状体で、上下方向に穿設された複数の貫通孔31と、この貫通孔31毎に設けられ、貫通孔31の上端の大径側から上方にかけて覆い、円形部材12に向けて開口した突出部である捕捉カバー32とを有している。これらの貫通孔31及び捕捉カバー32は、図2に示すように、回転方向に対して先行する側の端部が小径側に位置し、追従する側の端部がより大径側に位置するように設けられ、かつ隣接する捕捉カバー32間に一点鎖線の曲線aと同じ曲線を描いた場合に、この曲線が必ずいずれかの捕捉カバー32を通るように隣接する捕捉カバー32、貫通孔31の間隔は定められている。また、この環状部材14は、中心部に回転軸22を貫通させた中空回転軸33に中間部材を介して一体回転可能に結合され、この中空回転軸33は回転軸22と同心配置され、かつ回転軸22とは独立して回転可能に設けられている。また、この中空回転軸33は、図示しない回転駆動部により、例えば、タイミングベルト34,35,プーリ36,37、38及び垂直方向に回転可能に設けられた中間軸39を介して回転させられる。そして、環状部材14の円形部材12に対する相対的な回転速度は、光センサー部13が上記異物を検出した場合には、変化させられるようになっている。ところで、遠心力により円形部材12からその外方に放出された粉粒体については、捕捉カバー32に捉えられ、貫通孔31に導かれる量に対して、さらに環状部材14上を通り過ぎて、その外方に放出される量の比率が、環状部材14を円形部材12と同一方向に、かつ円形部材12よりも高速回転させる程増大する。斯かる粉粒体の挙動に鑑み、例えば、環状部材14を円形部材12と同一方向に、かつ粉粒体の全量が環状部材14上を通り過ぎる程度に円形部材12よりも高速回転させておき、光センサー部13が上記異物を検出した場合にのみ環状部材14を回転部材12よりも低速回転または回転停止させて、異物を含む粉粒体を貫通孔31に導くことにより異物の完全除去がなされる。或いは、環状部材14の回転を停止させておき、光センサー部13が上記異物を検出した場合にのみ、環状部材14を円形部材12と同一方向に、かつ上記同様に、粉粒体の全量が環状部材14上を通り過ぎる程度に円形部材12よりも高速回転させるようにしてもよく、この場合には、異物を含む粉粒体は環状部材14上を通り過ぎて、その外方に放出され、異物の完全除去がなされる。
The
外方回収部15は、環状部材14の外周を包囲し、環状部材14の大径側からその外方に放出され、落下してきた粉粒体を捕捉し、図示しない回収設備に導くように形成されている。
The
内方回収部16は、貫通孔31を経て落下してきた粉粒体を捕捉し、図示しない別の回収設備に導くように形成されている。
The
このように、回転する円形部材12、環状部材14を用い、遠心力で粉粒体を移動させるようにした粉粒体選別装置1Aによれば、コンベアにより粉粒体を水平搬送するようにした上述した装置に比して、簡単な構成で、粉粒体を容易に一様な薄い層状にして移動させることができるだけでなく、円形部材12の回転速度を上げることにより粉粒体の円形部材12上へ供給する流量を増大させることができる故、異物選別処理能力を大幅に向上が可能となっている。この点については、以下に説明する各実施形態についても同様の事が言える。
Thus, according to the granular
なお、この粉粒体選別装置1Aは、異物が粉粒体中に混入することが許されない物である場合にこの異物を排除するために使用できる他、粉粒体が複数種類のものからなり、この内のある特定物と他のものとを別々にして回収する場合に、この特定物以外の物を異物と考えてこれらを選別して回収するためにも使用できる。
In addition, this
図4及び5は、本発明の第2実施形態に係る粉粒体選別装置1Bを示し、粉粒体選別装置1Bにおいて、上述した粉粒体選別装置1Aと互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この粉粒体選別装置1Bでは、供給部11が円形部材12の中心から偏心した2箇所の位置の上方に設けられている。この場合、供給部11から回転する円形部材12に落下した粉粒体の分布領域は図5に示すように2つに分かれる。従って、図5中、二点鎖線の両矢印bで示す範囲を異物検出のために機能する光センサー部13を2つの上記分布領域の上方に設ければよく、粉粒体が円形部材12の上面全体に広がる粉粒体選別装置1Aと異なり、粉粒体選別装置1Bでは、光センサー部13は2台で済む。
4 and 5 show a granular
In this granular
なお、円形部材12の中心から偏心した位置は2箇所に限定するものでなく、1箇所でもよく、3箇所でもよく、それよりも多くてもよい。
The position eccentric from the center of the
図6は、本発明の第3実施形態に係る粉粒体選別装置1Cを示し、この粉粒体選別装置1C上述した粉粒体選別装置1A或いは1Bの供給部11と円形部材12との間に粉粒体に比して比重の小さい毛髪、繊維等の小比重物を排除するための小比重物除去装置17を介在させて形成されている。なお、図面を簡略化するために、供給部11と円形部材12の一部のみ図示されており、粉粒体選別装置1A或いは1Bの他の部分については、上記同様であり、図示は省略されている。
FIG. 6 shows a granular
小比重物除去装置17は、図示しない回転駆動部により回転させられる垂直な回転軸51の上端部にこれと一体回転可能に結合された凹型の回転容器52を有している。回転容器52の底面中心部を貫く回転軸51の上端面上には、供給部11の下方にて、回転軸22と一体回転可能に円錐体53が設けられている。また、回転容器52の内側斜面の上方には、上記光センサー部13と同様な光センサー部54が配設されるとともに、上記内側上面に近接させて図示しない吸引装置に接続された吸引管55が配設されている。さらに、回転容器52の外周を包囲するとともに、傾斜した底面を有し、その最下部に円形部材12に向けて開口した排出口56を有する固定容器57が設けられている。なお、供給部11と回転容器52との間の距離、排出口56と円形部材12との間の距離、回転容器52の回転速度のそれぞれについては、調整可能とするのが好ましい。また、吸引管55は断面形状の異なるものと取り替え可能とするのが好ましい。
The small specific
上記構成からなる小比重物除去装置17において、上記吸引装置が作動している状態下、供給部11からの粉粒体は円錐体53を介して回転容器52上に、かつその大径側に向けて落下してゆき、遠心力により回転容器52の内側斜面の上方に向けて移動してゆく。そして、粉粒体に毛髪、繊維等の小比重物が混入している場合、この小比重物は粉粒体と同じように速い動きをすることはなく、かつ粉粒体の表層或いは表面に浮かび上がるように移動し、吸引管55により吸引除去され、小比重物が取り除かれた粉粒体のみが遠心力により回転容器52の上端部から固定容器57内に放出され、排出口56を介して円形部材12上に供給される。さらに、円形部材12上に供給された粉粒体については、上記同様に異物の選別がなされる。
In the small specific
粉粒体における毛髪、繊維等の小比重物については、移動が鈍く、かつ粉粒体の表層或いは表面に留まり、粉粒体とは異なる動きをするため、小比重物以外の異物の選別と同様に扱ってもその排除が困難で、粉粒体からそれを排除することが困難である一方、粉粒体に毛髪、繊維等が混入することは絶対に許されないが、この小比重物除去装置17によりその除去が容易となっている。また、この小比重物除去装置17において、小比重物排除のみを考えれば、光センサー部54は必ずしも必要とするものではないが、円形部材12上に供給される粉粒体に小比重物が混入していないことを確認するために設けられており、小比重物除去装置17の信頼性をより一層高めている。
For small specific gravity materials such as hair and fibers in the granular material, the movement is slow and stays on the surface layer or surface of the granular material, and moves differently from the granular material. Although it is difficult to eliminate it even if handled in the same way, it is difficult to exclude it from the granular material. On the other hand, it is never allowed to mix hair, fibers, etc. into the granular material, but this small specific gravity removal The
なお、上記実施形態では、反射型の光センサー部13,54を示したが、本発明はこれに限るものでなく、反射型に代えて透過型の光センサー部を用いた装置をも含むものである。また、供給部11の断面形状は円形に限定するものではない。
In the above-described embodiment, the reflection
本発明は、例えば顆粒剤に混入している異物や毛髪、繊維等を取り除くための顆粒剤検査システムに好適である。 The present invention is suitable for a granule inspection system for removing foreign matters, hair, fibers and the like mixed in granules, for example.
1A,1B,1C 粉粒体選別装置
11 供給部
12 円形部材
13 光センサー部
14 環状部材
15 外方回収部
16 内方回収部
17 小比重物除去装置
21 供給口
22 中央回転軸
23 タイミングベルト
24 プーリ
25 円錐体
31 貫通孔
32 捕捉カバー
33 中空回転軸
34,35 タイミングベルト
36,37、38 プーリ
39 中間軸
51 回転軸
52 回転容器
53 円錐体
54 光センサー部
55 吸引管
56 排出口
57 固定容器
1A, 1B, 1C Powder and
Claims (6)
垂直方向の軸心を中心として回転可能に設けられ、上記供給部からの粉粒体を平坦な上面に載せ、遠心力により大径側に移動させる円形部材と、
この円形部材上の粉粒体に光を照射する投光部、及び、この投光部から粉粒体を経た光を受け、電気信号に変換する受光部、及び、この電気信号から粉粒体中の特定物から分離すべき異物の有無を判断し、異物が検出された場合には、検出信号を発する検出回路を有する光センサー部と、
上記円形部材の外周を包囲する円形環状体に複数の貫通孔を上下方向に穿設し、この貫通孔の上端の大径側から上方にかけて覆い、上記円形部材に向けて開口した捕捉カバーを突出させた形状に形成されるとともに、上記円形部材と上面が同一平面上になる状態で同心回転可能に設けられ、上記光センサー部が上記異物を検出した場合には、上記円形部材に対する相対的な回転速度を変化させられる環状部材と、
上記環状部材の外周を包囲し、ここからの放出物を捕捉可能に設けられた外方回収部と、
上記貫通孔からの落下物を捕捉可能に設けられた内方回収部とを備えたことを特徴とする粉粒体選別装置。 A supply port having a supply port at the lower end, and supplying the granular material downward from above;
A circular member that is rotatably provided around a vertical axis, puts the granular material from the supply unit on a flat upper surface, and moves to a larger diameter side by centrifugal force;
A light projecting unit that irradiates light on the powder on the circular member, a light receiving unit that receives light passing through the powder from the light projecting unit, and converts the light into an electrical signal, and a powder from the electrical signal Determining the presence or absence of foreign matter to be separated from a specific object therein, and when a foreign matter is detected, an optical sensor unit having a detection circuit that emits a detection signal;
A plurality of through holes are vertically drilled in a circular annular body that surrounds the outer periphery of the circular member, covers the upper end of the through hole from the large diameter side to the upper side, and protrudes the capture cover that opens toward the circular member. And is provided so as to be concentrically rotatable with the circular member and the upper surface being flush with each other, and when the optical sensor unit detects the foreign matter, the circular member is relative to the circular member. An annular member capable of changing the rotation speed;
An outer recovery portion that surrounds the outer periphery of the annular member and is provided so as to be able to capture the emission from the annular member;
A powder and particle sorting apparatus, comprising: an inner recovery portion provided so as to be able to capture fallen objects from the through hole.
Between the supply unit and the circular member, there is a concave rotating container that discharges the granular material from the supply unit to the large diameter side by centrifugal force, and the hair, fibers, and the like mixed in the granular material are small. The granular material sorting apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a small specific gravity removing device having a suction pipe for sucking a specific gravity from a position close to the upper surface in the rotating container.
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