JP2006075789A

JP2006075789A - 粉粒体選別装置

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Publication number: JP2006075789A
Application number: JP2004265160A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hirano; 了平野; Shiro Kitamura; 史朗北村
Original assignee: GODAI ENBODEI KK
Current assignee: GODAI ENBODEI KK
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: JP4509712B2

Abstract

【課題】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する。
【解決手段】粉粒体選別装置１Ａは、粉粒体を供給部１１から回転する円形部材１２上に供給し、遠心力により一様な薄い層状にし、光センサー部１５により粉粒体中の異物の有無を検出し、異物が検出された場合には、吸引ダクト２６を備えた内方回収部１４により異物を含む粉粒体を吸引して排除し、その他の場合には、粉粒体を遠心力により円形部材１２の外側に放出し、外方回収部１３に導いて異物とこれを除く粉粒体とを選別するように形成されている。
【選択図】図１

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。

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）。
特開２０００−８４４９６号公報特開２０００−１６２１３６号公報

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。

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。

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、上記供給部からの上記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、上記円形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、上記円形部材の周縁部の定位置にて、上記外方回収部に捕捉される前の粉粒体を捕捉可能に設けられた内方回収部と、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とともに、この検出信号に基づき、上記内方回収部の作動・非作動状態の切り換えをさせる光センサー部とを備えた構成とした。

第２発明は、第１発明の構成に加えて、上記内方回収部が、上記周縁部にて粉粒体に対して吸引可能に設けられ、上記検出信号に基づき吸引状態、非吸引状態の切り換えがなされる構成とした。

第３発明は、第１発明の構成に加えて、上記内方回収部が、上記外方回収部の内側に設けられ、上端部が上記円形部材に向けて開口可能に形成され、上記検出信号に基づき開口状態、非開口状態の切り換えがなされる構成とした。

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。

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。

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斜面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。

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。

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。

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。

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及び２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、外方回収部１３、内方回収部１４及び光センサー部１５を備えている。

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。

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。

外方回収部１３は、円形部材１２の外周を包囲し、円形部材１２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。

内方回収部１４は、円形部材１２の周縁部の定位置にて、外方回収部１３に捕捉される前の粉粒体を捕捉可能に設けられている。さらに詳説すれば、内方回収部１４は円形部材１２の周縁部にて、その全周にわたって粉粒体に対して吸引可能に設けられ、図示しない回収設備に接続された吸引ダクト２６を有している。なお、図示する実施形態では、内方回収部１４は、その吸引口２７を円形部材１２の上面に近接させて、上方に向かって吸引するように設けられているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、円形部材１２の周縁部にて、その側方から横方向に吸引するように内方回収部１４を設けてもよく、円形部材１２の周縁部と外方回収部１３の上端との間から、円形部材１２の下方に吸引するように内方回収部１４を設けてもよい。

光センサー部１５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、この検出信号に基づき、内方回収部１４の作動・非作動状態の切り換えをさせる機能を有している。また、この光センサー部１５は、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１１の周りに９０度の角度間隔で４個の光センサー部１５が均等に配設されている。そして、光センサー部１５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１５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。

そして、光センサー部１５が異物検出していなければ、内方回収部１４は吸引機能を働かせていない非作動状態になっており、光センサー部１５が異物検出すれば、内方回収部１４は吸引機能を働かせる作動状態に切り換えられ、異物が内方回収部１４に導かれるようになっている。なお、この切り換えは逆にしてもよく、この場合、光センサー部１５が異物検出していなければ、内方回収部１４は吸引機能を働かせる作動状態となっており、光センサー部１５が異物検出すれば、内方回収部１４は吸引機能を働かせない非作動状態に切り換えられ、異物が外方回収部１３に導かれる。

このように、回転する円形部材１２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。

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。

図３及び４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、この粉粒体選別装置１Ｂにおいて、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、内方回収部１４は、外方回収部１３の内側に設けられ、上端部が円形部材１２に向けて開口可能に形成され、検出信号に基づき開口状態、非開口状態の切り換えがなされるように形成されている。さらに詳説すれば、内方回収部１４は、外方回収部の内側に形成された断面環状に空洞部の上端に、円形部材１２を包囲するように設けられた複数の、図示する実施形態では８個の回転蓋３１を有している。この回転蓋３１は図示しない回転駆動機構により回転可能に設けられた回転軸３２に一体回転可能に結合され、この回転軸３２はその軸心が回転軸２２の同心の一定の水平面上の円に接するように配設されている。また、回転蓋３１の図４に示すように円形部材１２回転方向下流側の測縁部には、回転蓋３２が回転させられて、内方回収部１４の上端部が円形部材１２に向けて開口した際に、円形部材１２から外方回収部１３に通じる隙間が生じないように扇形の側板３３が取り付けられており、これにより内方回収部１４への粉粒体の捕捉が漏れなく行われるようになっている。

そして、光センサー部１５が異物検出していなければ、内方回収部１４は上端部が回転蓋３１により閉じられた非作動状態になっており、円形部材１２から放出された粉粒体は外方回収部１３に導かれ、光センサー部１５が異物検出すれば、内方回収部１４は上端部が回転蓋３１の回転により円形部材１２に向けて開口した作動状態に切り換えられ、異物を含む粉粒体は内方回収部１４に導かれる。なお、この切り換えは逆にしてもよく、この場合、光センサー部１５が異物検出していなければ、内方回収部１４は作動状態となっており、光センサー部１５が異物検出すれば、内方回収部１４は非作動状態に切り換えられ、異物を含む粉粒体が外方回収部１３に導かれる。

図５及び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、粉粒体選別装置１Ｃ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１Ｃ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６に示すように２つに分かれる。従って、図６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１５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１Ｃでは、光センサー部１５は２台で済む。

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。

図７及び８は、本発明の第４実施形態に係る粉粒体選別装置１Ｄを示し、粉粒体選別装置１Ｄにおいて、上述した粉粒体選別装置１Ｂ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１Ｄについても、上記同様、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おり、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８に示すように２つに分かれる。従って、図８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１５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１こと異なり、粉粒体選別装置１Ｃでは、光センサー部１５は２台で済む。

なお、この粉粒体選別装置１Ｄについても、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。

図９は、本発明の第５実施形態に係る粉粒体選別装置１Ｅを示し、この粉粒体選別装置１Ｅは、上述した粉粒体選別装置１Ａから１Ｄ内のいずれかにおける供給部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１６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から１Ｄ内のいずれかにおける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。

小比重物除去装置１６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４１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４２を有している。回転容器４２の底面中心部を貫く回転軸４１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４３が設けられている。また、回転容器４２の内側斜面の上方には、上記光センサー部１５と同様な光センサー部４４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４５が配設されている。さらに、回転容器４２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４６を有する固定容器４７が設けられている。なお、供給部１１と回転容器４２との間の距離、排出口４６と円形部材１２との間の距離、回転容器４２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４５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。

上記構成からなる小比重物除去装置１６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４３を介して回転容器４２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４２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４５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４２の上端部から固定容器４７内に放出され、排出口４６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。

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、粉粒体からそれを除去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１６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１６において、小比重物排除のみを考えれば、光センサー部４４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１６の信頼性をより一層高めている。

なお、上記実施形態では、反射型の光センサー部１５，４４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、複数の光センサー部を設けた場合、内方回収部１４の作動・非作動状態の切り換えについては、全円周全体にわたって一斉に行うようにしてもよく、これとは異なり異物検出した特定の光センサー部に対応して、内方回収部１４の特定の箇所の一部のみについて切り換えるようにしてもよい。さらに、供給部１１の断面形状は円形に限定するものではない。

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。

本発明の第１実施形態に係る粉粒体選別装置の概略を示す断面図である。図１に示す粉粒体選別装置の一部断面で示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る粉粒体選別装置の概略を示す断面図である。図３に示す粉粒体選別装置の一部断面で示す平面図である。本発明の第３実施形態に係る粉粒体選別装置の概略を示す断面図である。図５に示す粉粒体選別装置の一部断面で示す平面図である。本発明の第４実施形態に係る粉粒体選別装置の概略を示す断面図である。図４に示す粉粒体選別装置の一部断面で示す平面図である。本発明の第５実施形態に係る粉粒体選別装置の概略を示す部分断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ粉粒体選別装置
１１供給部
１２円形部材
１３外方回収部
１４内方回収部
１５光センサー部
１６小比重物除去装置
２１供給口
２２回転軸
２３タイミングベルト
２４プーリ
２５円錐体
２６吸引ダクト
２７吸引口
３１回転蓋
３２回転軸
３３側板
４１回転軸
４２回転容器
４３円錐体
４４光センサー部
４５吸引管
４６排出口
４７固定容器

Claims

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、
上記円形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、
上記円形部材の周縁部の定位置にて、上記外方回収部に捕捉される前の粉粒体を捕捉可能に設けられた内方回収部と、
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とともに、この検出信号に基づき、上記内方回収部の作動・非作動状態の切り換えをさせる光センサー部とを備えたことを特徴とする粉粒体選別装置。
上記内方回収部が、上記周縁部にて粉粒体に対して吸引可能に設けられ、上記検出信号に基づき吸引状態、非吸引状態の切り換えがなされることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体選別装置。
上記内方回収部が、上記外方回収部の内側に設けられ、上端部が上記円形部材に向けて開口可能に形成され、上記検出信号に基づき開口状態、非開口状態の切り換えがなされることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体選別装置。
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ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の粉粒体選別装置。
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ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の粉粒体選別装置。
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ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の粉粒体選別装置。