JP2006089199A - ベルトコンベヤ用クリーナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクレーパのベルト搬送面に対する圧接角度を常に鋭角にし、付着物が滞留しないようにする。
【解決手段】ベルト搬送面Ｂに圧接するスクレーパ１０を、ベルト幅方向の保持軸３の軸周りに回動可能としてその回動方向に付勢し、前記スクレーパ１０の刃先１１とベルト搬送面Ｂとの圧接部において、そのベルト進行方向に沿う鉛直断面における、前記スクレーパ１０のベルト進行方向上流側に向く掻落し面１４の接線方向とそのベルト搬送面Ｂとの圧接角度αを、初期の段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、常に鋭角を維持し得るスクレーパ１０の断面としたものである。初期段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、その刃先１１がベルト表面を洗濯板状に損傷させることがないから、高価なベルトの寿命を短くすることもなく、また刃先１１の振動や異音が発生しないとともに、刃先１１近辺に付着物が堆積しないという多大な効果を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、コンベヤベルトの付着物を除去するためのクリーナ装置に関するものである。

一般にベルトコンベヤは、火力発電所、製鉄所、化学プラント、セメント工場、下水処理場、ゴミ処理場等において用いられる。その構成は、周回運動する所定幅のベルト上に搬送物を載置し、その搬送物をコンベヤの一端から他端へと搬送し、他端に到達した搬送物は、ベルトの反転とともにその下方に設けたシュート等へ落下するようになっている。その搬送される対象は、乾燥している物、水分を多量に含んでいる物、鉱石、砕石など多種におよぶ。この種の搬送物は、前記他端ですべて落下せずに、ベルト搬送面に付着してしまう場合が多く、このようにベルト搬送面に搬送物が付着すると、ロスが生じてベルトコンベヤの搬送の効率を下げる原因になったり、あるいは、ベルトの蛇行の原因となったりして、コンベヤ稼働の安全上好ましくないという問題があった。

この問題を解決するために、従来から、ベルトコンベヤ他端下部近辺において、搬送物を落下させた後のベルト搬送面にスクレーパを圧接し、その圧接した刃先によりベルトの付着物を掻き落とすクリーナ装置をベルトコンベヤに設けていた。

そのクリーナ装置として、例えば、図５（ａ）に示すように、ベルトコンベヤのベルト幅方向にスクレーパ２０の保持軸２３を配設し、その保持軸２３にアーム２４を介してスクレーパ２０を軸周り回動可能に取り付けたものがある。スクレーパ２０を、アーム２４他端に設けたウェイト２２や、あるいは他の付勢手段を用いて前記軸周り回動方向に付勢することにより、そのスクレーパ２０の刃先２１をベルト搬送面Ｂに圧接して、ベルト搬送面Ｂに付着した搬送物を掻き落とす。

なお、図５（ａ）は、リターン側のベルト搬送面Ｂに対して直角方向に付勢されたスクレーパ２０を設置した初期の段階（摩耗前の状態）を表しており、ベルトは、図中左側の上流側から図中右側の下流側へと流れている。また、図５（ｂ）は、そのスクレーパ２０の刃先２１が摩耗した状態を表わしている。

ところが、図５（ａ）に示すクリーナ装置では、その使用に伴って刃先２１が摩耗してくると、その摩耗とともに、スクレーパ２０はウェイト２２の付勢力により、ベルトの進来側、すなわちベルトの進行方向上流側（図中の左側）へと回動する。さらに摩耗を続けると、そのスクレーパ２０の掻落し面２５とベルト搬送面Ｂとの成す角度αが、図５（ｂ）に示すように、ベルト搬送面Ｂに対して鈍角（α＞９０°）に移行する。このように、掻落し面２５が鈍角になると、ベルトの進行方向Ａとスクレーパ２０の向きが対向する結果、そのスクレーパ２０の刃先２１が、ベルト搬送面Ｂを洗濯板状に損傷させ、高価なベルトの寿命を短くする。加えて、そのベルトの洗濯板状損傷部にスクレーパ２０の刃先２１が接触することによって、その刃先２１がベルト搬送面Ｂに常時密着せず、振動したり、あるいは異音を発生したりして、完全に付着物を除去できない掻き落とし不良を生じさせるという問題があった。

また、図６に示すように、スクレーパ２０の刃先２１をベルトの進行方向下流側（図中の右側）に傾斜させて、前記角度αを鋭角（α＜９０°）にすると、初期の段階では、前記刃先２１の振動や異音の発生は解消するものの、その刃先２１の摩耗とともに、前記圧接角度は、やはり徐々に直角側へと移行してしまう。

さらに、この種のクリーナ装置では、スクレーパ２０の掻き落した付着物が、例えば、図６に示すように、掻落し面２５とベルト搬送面Ｂに囲まれたポケット部に滞留して落下しなくなることがある。このように、刃先２１近辺に付着物が堆積すると、刃先２１とベルト搬送面Ｂとの間にその付着物が噛み込んで、スクレーパ２０がベルト搬送面Ｂに接触できなくなり、その刃先２１とベルト搬送面Bとの間に隙間が生じると、その隙間に次々と付着物が滞留するという問題があった。

そこで、この発明は、スクレーパとベルト搬送面との角度を常に鋭角に維持するとともに、掻き落とした付着物を刃先付近に滞留させないようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、ベルト幅方向の保持軸に回動可能に取り付けられその回動方向に付勢されたスクレーパを、初期の段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、常に、進行するベルトに対して鋭角に接触し得る断面形状としたのである。

本発明は、スクレーパの初期段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、常に、進行するベルトに対して鋭角に接触し、その刃先がベルトの表面を洗濯板状に損傷させることがないから、高価なベルトの寿命を短くすることもなく、また刃先の振動や異音が発生しないとともに、刃先近辺に付着物が堆積しないという多大な効果を有する。

上記手段の具体的実施形態として、ベルトコンベヤのベルト幅方向にスクレーパの保持軸を配設し、その保持軸にスクレーパを軸周り回動可能に取り付けるとともに、前記スクレーパを前記軸周り回動方向に付勢する。この付勢により、そのスクレーパの刃先をベルト搬送面に圧接して、ベルト搬送面に付着した搬送物を掻き落とすようになっている。そのスクレーパ刃先とベルト搬送面との圧接部において、そのベルト進行方向に沿う鉛直断面における、前記スクレーパのベルト進行方向上流側に向く掻落し面の接線方向とそのベルト搬送面との圧接角度を、初期の段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、常に鋭角を維持し得るスクレーパの断面としたものである。

このようにすれば、スクレーパの摩耗に伴って、そのスクレーパが保持軸周りに回動してその向きを変えると、同時に、そのスクレーパの刃先がベルト搬送面に圧接する部分は、前記摩耗とともにスクレーパの下方の部分へと移動する。その移動後の掻落し面の接線方向は、当初圧接していた部分の掻落し面接線方向とは変化するようにスクレーパ断面が設定されているので、スクレーパは、その摩耗にかかわらず、常に、ベルト搬送面に対し所定の鋭角を維持し得る。

この構成において、前記保持軸にその軸周りに回動可能な軸交差方向のアームを設け、前記スクレーパを、前記アーム先端においてそのアームに不動に取り付けるようにした構成を採用し得る。このようにすれば、スクレーパの回動のストロークを大きく取ることができ、そのスクレーパの交換等の作業も容易となる。また、そのアームに対するスクレーパの取り付け位置（前記保持軸の軸中心から、アームの軸方向に沿う距離）に応じて、前記スクレーパの向き変化し得る範囲、及びその変化に対応するストローク（スクレーパの摩耗高さに相当）が設定され、その向き変化の範囲、ストロークに応じて必要な前記スクレーパの断面形状をも決定し得る。

また、そのスクレーパの断面は、前記圧接によりスクレーパ刃先が摩耗して、前記付勢力によりスクレーパが前記保持軸の軸周りに回動した際に、その摩耗前における前記スクレーパ刃先での前記掻落し面の接線方向と、摩耗後における前記スクレーパ刃先での前記掻落し面の接線方向との成す鋭角が、常に、その摩耗に伴う前記スクレーパの軸周り回動角度以上、又はそれと等しくし得る断面を成すようにした構成を採用し得る。

このようにすれば、スクレーパの摩耗に伴うそのスクレーパとベルト搬送面との向き変化に対し、スクレーパ刃先での前記掻落し面の接線方向は、その向き変化を相殺する方向へと徐々に変化し、その相殺は、前記刃先での圧接角度を変化させない、又は鈍角側へと移行させないように作用するので、スクレーパの掻き取り機能を初期の段階から交換段階に至るまで常に低下させない。

なお、前記スクレーパ刃先の前記ベルト進行方向上流側端のエッジが、前記スクレーパのアームへの取付中心に対して、ベルト進行方向下流側にあるようにすれば、刃先とベルトの接触抵抗をほぼ均一に保つことができるとともに、スクレーパが摩耗して、ベルト進行方向後方へと回動しても、常に前記圧接角度を鋭角に保つことができる。

また、前記スクレーパの掻落し面の裏面側に、弾性係数の低い緩衝部を設ければ、スクレーパがベルト搬送面に向かって付勢されることによる反力を、その緩衝部に作用させて、ベルト搬送面Ｂからの圧力の影響を少なくできるので、ベルト搬送面に対してスクレーパはより弾性力をもって圧接し、場所によって付着量の異なる付着状態であっても、その付着物を効率的に掻き取って除去することができる。その緩衝部の具体的態様としては、例えば、前記スクレーパの裏面に断面弧状の凹部を形成したものを採用し得る。凹部を弧状とすることにより応力集中を避け、スクレーパの寿命を延長させ得る効果がある。

なお、このスクレーパの刃先を、樹脂又はゴムからなる弾性体とすれば、ベルトの損傷を防止し、異音の発生等をも低減し得る。

一実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。この実施例のベルトコンベヤ用クリーナ装置１は、図２に示すように、ベルトコンベヤのフレームＦに、ベルト幅方向にスクレーパ１０の保持軸３を配設し、前記保持軸３の軸方向両端部に、それぞれその軸周りに回動可能な軸交差方向のアーム４，４を設けている。スクレーパ１０は、この両アーム４，４先端において、同じくベルト幅方向に不動に取り付けられた取付軸１３に、取付部材１２を介して不動に取り付けられている。この取付部材１２は、図３（ａ）に示すように、その取付中心４ｂが、前記アーム４からスクレーパ１０へ力が作用する際の、力の作用中心線として作用する。すなわち、スクレーパ１０は、図１に矢印Ｃに示すように、前記アーム４を介して前記保持軸３の軸周りに回動可能となる。なお、スクレーパ１０の材質は、樹脂やゴムなどの弾性体で成形される。

スクレーパ１０は、前記保持軸３に対してベルト進行方向下流側に設けられ、前記スクレーパ１０の断面は、前記掻落し面１４が、図３（ａ）に示すように、そのベルト進行方向に沿う鉛直断面において、前記ベルト搬送面Ｂに近づくほどベルト進行方向下流側へと傾斜した断面凹状の弧面を成している。また、その掻落し面１４の裏面１５側には、ベルト搬送面Ｂからの圧力を和らげる緩衝部となる凹部１６を形成している。この凹部１６は、スクレーパ１０の刃先１１の肉厚を薄くする方向の断面アール形状（弧状）の切り込みとなっており、スクレーパ１０の裏面１５側は、前記掻落し面１４側と比較して相対的に弾性係数が低いものとなる。

また、保持軸３には、図１に示すように、保持板５が一体に設けられており、この保持板５のボルト軸挿通孔５ａには、前記フレームＦを貫通するボルト軸７が挿通されており、そのボルト軸７にはバネ６が嵌められて、両端はナット７ａで締められている。このバネ６の作用により、スクレーパ１０は、保持板５を介して前記保持軸３の軸周り回動方向に付勢されるようになっている。この付勢により、スクレーパ１０の刃先１１がベルト搬送面Ｂに圧接される。

図３（ａ）は、本発明に係るベルトコンベヤ用クリーナ装置において、新品のスクレーパ１０の刃先１１をベルト搬送面Ｂ側に圧接させた初期の段階を示す。また図３（ｂ）は、当該クリーナ装置を使用した結果、刃先１１が摩耗して交換する段階を示す。この両図から明確なように、スクレーパ１０はその摩耗とともに、前記付勢力により、図１に矢印Ｃ’で示すように回動してその向きを変える。この回動は、前記保持軸３の軸周り角度γに相当する。このとき、そのスクレーパ１０の刃先１１は、初期の段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、進行するベルトに対して常に所定の鋭角に接触するような構造になっている。すなわち、図１に実線と鎖線で示すように、前記スクレーパ１０の刃先１１とベルト搬送面Ｂとの圧接部において、そのベルト進行方向Ａに沿う鉛直断面における、前記スクレーパ１０のベルト進行方向上流側に向く掻落し面１４の接線方向とそのベルト搬送面Ｂとの圧接角度αが、常に所定の鋭角を維持している。

常に鋭角を維持し得る条件についてより詳しく説明すると、図１に示すように、前記スクレーパ１０の断面は、前記圧接によりスクレーパ刃先１１が摩耗して、前記付勢力によりスクレーパ１０が前記保持軸３の軸周りに角度γ回動した際に、図４に示す、その摩耗前における前記スクレーパ刃先１１での前記掻落し面１４の接線方向と、摩耗後における前記スクレーパ刃先１１’での前記掻落し面１４’の接線方向との成す鋭角（図中のβ’−βに相当、β’−β＞０）が、常に、その摩耗に伴う前記スクレーパ１０の軸周り回動角度γ（γ＞０）以上、又はそれと等しくし得る断面を成すようになっている。図４の波線は、図３（ａ）に示す新品のスクレーパ１０の断面を示し、図４の実線は、図３（ｂ）に示す摩耗状態のスクレーパ１０を示す。

この角度の設定は、前述のように図中の角度（β’−β）を、常に回動角度γ以上、又はそれと等しくすれば、摩耗とともにスクレーパ１０が回動してその向きを変えても、前記圧接角度が変わらない、あるいは鋭角側へと移行していくこととなるので望ましい。さらに、その掻落し面１４の断面が凹状の弧面となっているので、スクレーパ１０の回動に伴ってそのスクレーパ１０のベルト搬送面Ｂに対する向きが変化するとともに、その刃先１１の摩耗により圧接部の位置がスクレーパ１０の下方の位置へ移行する。この移行により、前記接線方向が、そのスクレーパ１０の回動による向きの変化を相殺する方向へと徐々に変化する。このため、その刃先１１での前記圧接角度を大きく変化しないように調整し得る効果がある。

ただし、図中の角度（β’−β）が、その摩耗に伴う前記スクレーパ１０の軸周り回動角度γ以下となる構成も採用し得るが、この場合においては、スクレーパ１０の摩耗に伴い、その圧接角度は徐々に鈍角側へと移行するので、最終的にその刃先１１が摩耗してスクレーパを交換する段階に至るまで継続して、なお鋭角を維持するものであれば所定の効果を発揮し得る。なお、この条件を満たす限りにおいて、前記掻落し面１４の断面は、凹状曲面には限定されず、例えば平面の傾斜面であってもよいし、その傾斜面は傾斜角の異なるいくつかの面で構成されるものであってもよい。

次に刃先構造について説明する。前記スクレーパ刃先１１は、そのベルト進行方向上流側端のエッジ１１ａを、図３（ａ）に示すように、そのスクレーパ１０のアーム４への取付部材１２の取付中心４ｂに対して、ベルト進行方向下流側に幅ｃ（ｃ≧０）だけずらしている。この設定により、スクレーパ１０のベルト搬送面Ｂに対する圧接力が、ベルト進行方向に対して対向せず、ベルト進行方向のやや下流側へ向かって傾斜する方向へと作用しやすくなる。このため、刃先１１とベルト搬送面Ｂとの圧接が安定し、その接触抵抗を、継続してほぼ均一に作用させることができる。また、その作用は、前記幅ｃの設定により、その刃先１１の圧接面、特に、前記取付中心４ｂに最も近接する刃先１１のエッジ１１ａに作用しやすくなる効果もある。さらに、エッジ１１ａを下流側へずらすことにより、摩耗に伴いスクレーパ１０がベルト進行方向上流側へと回動しても、常に前記圧接角度を鋭角に保ち、且つ前記圧接力の作用方向を、ベルト搬送面Ｂに対してベルト進行方向下流側へ傾斜して作用させ続け得る掻落し面１４を確保しやすくなる。

なお、スクレーパ１０の刃先１１が、図３（ｂ）に示す摩耗状態に至れば、前記エッジ１１ａの位置は、図示するエッジ１１ａ’のように、スクレーパ１０のアーム４への取付部材１２の取付中心４ｂに対して、わずかに、ベルト進行方向上流側に移行するよう設定することも許容し得る。この状態においても、前記刃先１１のベルト搬送面Ｂに対する圧接面の幅ｗ方向中心は、なお、前記取付け中心４ｂに対してベルト進行方向下流側に位置しているので、その刃先１１の接触抵抗を均一に作用させる効果を持続し得る。

また、図３（ｂ）に示す刃先１１の圧接面の幅ｗは、新品のスクレーパ１０を使用開始した直後の初期の段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、その変動が少ないスクレーパ１０の断面とすることが望ましい。刃先１１の圧接面の幅ｗの変動を少なくすれば、付着物をよりむら無く掻き落とすことができるからである。

さらに、このスクレーパ１０は、緩衝部となる前記凹部１６の作用により、ベルト搬送面Ｂからの反力の影響を少なくできる効果を有する。このとき、前記刃先１１のエッジ１１ａ、又はその圧接面の幅ｗ方向中心が、前述のように、前記取付中心４ｂに対してベルト進行方向下流側に位置しており、その直下（スクレーパ１０において、取付中心４ｂに沿う方向への下方）に前記緩衝部たる凹部１６が位置しているので、そのベルト搬送面Ｂからの反力を緩衝部に作用させやすくなる。このため、緩衝部の効果がより大きく発揮される。なお、そのエッジ１１ａの前記取付け中心４ｂに対する下流側への偏心量ｃは、（ｃ≧０）となるの範囲で自由に設定し得るが、図４に示すように、スクレーパ１０のベルト進行方向の幅Ｄ内に位置していることが望ましい。

なお、このスクレーパ１０の刃先１１は、その刃先１１部分とスクレーパ１０本体とを別体に形成することもできるし、一体としてもよい。また緩衝部の形状は、この実施例の凹部１６には限定されず、その部分の弾性係数を他よりも小さくならしめる、例えば数本のスリットでもよいし、矩形の凹部でもよい。ただし、凹部が矩形であると、その凹部内に介在するコーナー角部が、スクレーパ１０に、局部的に不均一な弾性変形を生じさせる原因となる場合がある。このため、凹部は、この実施例のように緩衝部を断面弧状の切れ込みからなる凹部１６とすることが望ましい。弧状の凹部とすれば、緩衝部に作用する応力集中を少なくすることができるとともに、スクレーパ１０全体をより均等に弾性変形させ、スクレーパ１０の局部的な屈曲変形等の不均一な弾性変形を防止できるからである。

本発明にかかるベルトコンベヤ用クリーナ装置は、以上の構成により、以下のように機能する。つまり、初期の段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、進行するベルトに対して鋭角に接触するような刃先構造であるから、クリーナ装置の使用耐用期間中、そのスクレーパ１０の刃先１１がベルト搬送面Ｂに食い込むことがない結果、スクレーパ１０が激しく振動して音鳴り（異音）を生じることもなく、また高価なベルトを損傷することがない。更に、刃先１１のベルト進行方向上流側に向く面（進行方向に対面する側に向く面）である前記掻落し面１４の形状により、付着物が下へ落ち易くなり、ベルト搬送面Ｂと刃先１１との隙間に付着物の堆積が少なくなり、スクレーパの寿命が従来に比し更に長くなる。なお、掻き落し面１４の断面形状を凹状の弧面とすれば、その掻落し面１４に付着物がより付着し難いという効果がある。

一実施例のクリーナ装置を示す切断正面図 クリーナ装置を取り付けた状態を示す説明図 同実施例のクリーナ装置を示し、（ａ）はスクレーパの摩耗前、（ｂ）はスクレーパの摩耗後を示す切断正面図 スクレーパの詳細図 従来例のクリーナ装置を示す説明図 従来例のクリーナ装置を示す説明図

符号の説明

１ クリーナ装置
３ 保持軸
４ アーム
４ａ アーム軸中心
４ｂ 取付中心
５ 保持板
５ａ ボルト軸挿通孔
６ バネ
７ ボルト軸
１０ スクレーパ
１１ 刃先
１１ａ 圧接面
１２ 取付部材
１３ 取付軸
１４ 掻落し面
１５ 裏面
１６ 凹部
Ａ ベルトの進行方向
Ｂ ベルト搬送面
ｃ 取り付け軸の中心線から刃先のエッジまでのずれの幅
Ｓ 付着物

Claims (7)

1. ベルトコンベヤのベルト幅方向にスクレーパ１０の保持軸３を配設し、その保持軸３にスクレーパ１０を軸周り回動可能に取り付けるとともに、前記スクレーパ１０を前記軸周り回動方向に付勢することにより、そのスクレーパ１０の刃先１１をベルト搬送面Ｂに圧接して、ベルト搬送面Ｂに付着した搬送物Ｓを掻き落とすベルトコンベヤ用クリーナ装置において、
   前記スクレーパ刃先１１とベルト搬送面Ｂとの圧接部において、そのベルト進行方向Ａに沿う鉛直断面における、前記スクレーパ１０のベルト進行方向上流側に向く掻落し面１４の接線方向とそのベルト搬送面Ｂとの圧接角度αは、初期の段階から刃先が摩耗して交換する段階に至るまで、常に鋭角を維持し得るスクレーパ１０の断面としたことを特徴とするベルトコンベヤ用クリーナ装置。
2. 前記保持軸３にその軸周りに回動可能な軸交差方向のアーム４を設け、前記スクレーパ１０は、前記アーム４先端においてそのアーム４に不動に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のベルトコンベヤ用クリーナ装置。
3. 前記スクレーパ１０の断面は、前記圧接によりスクレーパ刃先１１が摩耗して、前記付勢力によりスクレーパ１０が前記保持軸３の軸周りに回動した際に、その摩耗前における前記スクレーパ刃先１１での前記掻落し面１４の接線方向と、摩耗後における前記スクレーパ刃先１１’での前記掻落し面１４’の接線方向との成す鋭角が、常に、その摩耗に伴う前記スクレーパ１０の軸周り回動角度γ以上、又はそれと等しくし得る断面を成すことを特徴とする請求項１又は２に記載のベルトコンベヤ用クリーナ装置。
4. 前記スクレーパ刃先１１の前記ベルト進行方向上流側端のエッジ１１ａが、前記スクレーパ１０のアーム４への取付中心４ｂに対して、ベルト進行方向下流側にあることを特徴とする請求項２又は３に記載のベルトコンベヤ用クリーナ装置。
5. 前記スクレーパ１０の掻落し面１４の裏面１５側に、弾性係数の低い緩衝部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のベルトコンベヤ用クリーナ装置。
6. 前記緩衝部は、前記スクレーパ１０の裏面１５に形成された断面弧状の凹部１６であることを特徴とする請求項５に記載のベルトコンベヤ用クリーナ装置。
7. 前記スクレーパ１０の刃先１１は、樹脂又はゴムからなる弾性体であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のベルトコンベヤ用クリーナ装置。

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