JP2006150230A - 回転ドラム式選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく、かつ、高精度で選別することができる簡易な構成の回転ドラム式選別装置を提供する。
【解決手段】回転ドラム式選別装置１は、粒径選別孔を有した少なくとも一段の筒状の選別部３ａを回転軸線を傾斜させて設け、供給される被選別物を選別孔を漏下するものと残留して傾斜下端側から排出するものとに選別するように構成され、上記選別部３ａは正逆回転を切り換え可能に支持され、上記傾斜下端側に回転方向に応じて移送方向を反転する傾斜面を備える回転移送機構１３ａを設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、米・麦等の穀物、大豆等の豆類、栗・柑橘等の果物の粒厚、粒径、外径（以下、「粒径」という）による選別を行うための回転ドラム式選別装置に関するものである。

米の乾燥調製施設や選果施設において、回転ドラム式選別装置は、荷受穀物や果実類の検定のための外径構成比の計測等に使用され、その構成は、例えば特許文献１に記載のように、目合いの異なる筒状の選別部材による選別部を小径区分から次第に大径となる粒径区分配列で順次隣接して傾斜構成される。これを回転するとともに傾斜上端側から選別対象物を投入することにより、選別部内を傾斜下端方向に選別対象物が流動移行するとともに、選別孔から脱落する落下粒が選別孔の目合いに応じた粒径区分で選別され、その区分別の落下粒の計量によって得られる構成比率に応じて等級区分が判定される。

しかし、上記回転ドラム式選別装置は、小径区分から次第に大径となる落下選別方式であることから、上流側の粒径区分においては、投入された選別対象物から一部のみが脱落して大半が隣接側に流動移行するので、選別対象物が傾斜下端方向に流動する際に、小径粒が粒径区分を脱落することなく通過して下流側の隣接する粒径区分にまで流動移行することがある。したがって、下流側の大径区分の落下粒中に小径区分のものが混入して十分な選別精度が得られず、その一方で、精度を上げるためには、上流側の粒径区分の十分な脱落を確保するために、傾斜を緩くして流動移行速度を落とす必要があるので、その結果、全行程の選別に長時間を要するという問題があった。

この選別精度と処理時間の問題を解決して確実かつ能率良く選別するためには、投入された選別対象物の一部を残して大半を脱落する残留選別とし、大径区分から次第に小径となる粒径区分配列とし、それぞれの落下粒を次の粒径区分まで移送するエレベータ等の昇降移送手段を介設する必要がある。したがって、多段の粒径選別部を分離構成するとともに、粒径選別部相互間に昇降移送手段を介設することによる複雑な構成が避けられなかった。
特開昭５５−２２３７８号公報

解決しようとする課題は、効率よく、かつ、高精度で選別することができる簡易な構成の回転ドラム式選別装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、粒径選別孔を有した少なくとも一段の筒状の選別部を回転軸線を傾斜させて設け、供給される被選別物を選別孔を漏下するものと残留して傾斜下端側から排出するものとに選別する回転ドラム式選別装置において、
上記選別部は正逆回転を切り換え可能に支持され、上記傾斜下端側に回転方向に応じて移送方向を反転する傾斜面を備える回転移送機構を設けてなる。

傾斜姿勢の筒状の粒径選別孔による選別部の回動により、投入された選別対象物は、傾斜下端側に設けた排出制御部に流動しつつ、選別孔の目合いに応じた粒径で選別部から脱落して粒径選別が行われ、このとき、排出制御部の回転移送機構の回動方向が閉鎖側であれば粒径選別が続行され、逆に、排出側であれば傾斜下端側から残留粒が順次排出されることから、回動方向に応じて粒径選別と残留物の排出が制御される。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の回転ドラム式選別装置において、前記選別部は、複数個を直列に多段連結して構成し、隣接する選別部は互いに移送方向の異なる回転移送機構によって構成したことを特徴とする。
上記複数箇の選別部は、回動方向に応じて粒径選別と移行排出とが順次切替えられ、これを繰り返すことによって多段階に選別され、また、第三の選別部を隣接して備える場合については第一の選別部と同時並行で処理される。

請求項３に係る発明は、請求項１記載の回転ドラム式選別装置において、前記選別部の両端には、投入側または排出側の隣接部との間を着脱自在に連結する連結部を構成し、これら両端の連結部は投入側と排出側とが互いに連結する共通の連結機構によって形成することを特徴とする。選別部を組み合わせて連結構成することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３記載の回転ドラム式選別装置において、前記選別部の下方には、選別孔から脱落した被選別物を受けると共に後端部の回転移送機構を経て排出される残留する被選別物を共に受けて計量する共用の計量器を備えることを特徴とする。
上記計量器は、粒径選別行程においては落下粒を受け、続く排出行程においては残留粒を受けて単一の共用計量器により落下粒と残留粒とが順次計量される。

本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明は、傾斜姿勢の筒状の粒径選別孔による選別部の回動により、投入された選別対象物は、傾斜下端側に設けた回転移送機構に流動しつつ、選別孔の目合いに応じた粒径で選別部から脱落して粒径選別が行われ、このとき、回転移送機構の回動方向が閉鎖側であれば粒径選別が続行され、逆に、排出側であれば傾斜下端側から残留粒が隣接側に順次排出されることから、回動方向に応じて粒径選別と残留物の排出が制御される。

したがって、上記回転ドラム式選別装置は、粒径区分別に選別の処理時間を調節して選別精度と処理効率をそれぞれ調節することができるので、簡易な構成の回転ドラム式選別装置により、高精度の粒径選別を効率よく処理することが可能となる。

請求項２に係る発明は、多段連結の選別部のそれぞれの排出制御部の移送方向を交互に逆向きに構成し、複数箇の選別部は、傾斜上端の第一の選別部に投入した選別対象物について粒径選別するべく回動し、次いで、回動方向を反転することにより、残留粒は隣接する第二の選別部内に移行排出されつつ粒径選別され、これを繰り返すことによって多段階に選別される。また、第三の選別部を備える場合は、その選別過程において第一の選別部に別荷口の選別対象物を投入することにより、一台の回転ドラム式選別装置により別荷口の選別対象物を同時進行で効率よく粒径選別することができる。

請求項３に係る発明は、選別部の両端の連結部が共通の連結機構によって相互に連結可能となることから、階級分けに応じた選別部の組み合わせ変更や、部分補修に対応することができる。

請求項４に係る発明により、その共用の計量器は、粒径選別行程では落下粒を受け、続く排出行程では残留粒を受けることから、落下粒と残留粒とを分けてそれぞれを単一の共用計量器によって計量することによりその構成比率を求めることができる。

本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
回転ドラム式選別装置１は、荷受穀物の自主検定に使用する構成例の内部機器構成の透視斜視図を図１に示すように、検査対象の穀粒を投入するシャッタ付きの投入口２を伴なって粒径を選別区分する選別ドラム３と、その下方で穀粒を受ける計量ホッパ４ｈを備えて計量する計量器４とから構成され、必要により、計量された穀粒のサンプル作成用の袋詰機５を下部に配置するほか、装置正面図を図２に示すように、正面側には、表示や伝票等による検査結果の出力機能を含む運転操作部６を備えて構成される。

選別ドラム３は、その拡大縦断面図を図３に示すように、粒径選別用の筒状の選別孔による選別部３ａ，３ｂ，３ｃを多段（図例は３段）に直列形成した回転ドラムであり、その軸線を傾斜して中心軸１１等を軸支し、モータ動力をベルト等により減速伝動する駆動部１２を連結して正逆転可能に構成する。選別部３の傾斜姿勢は、手前（図の右方）位置で選別部３の中空部に臨む投入口２から投入された穀粒が適度の速度で流動移行する程度に投入側から奥（図の左方）側に向かって下降し、最後端部３ｒを残留物の排出口とする。

各選別部３ａ，３ｂ，３ｃの選別孔は、大豆、栗等の被選別物種別とその選別区分（例えば、「極小」▲１▼〜「中」▲３▼）に応じた目合いの選別孔を形成し、投入口２に臨む上流側を最小径として次第に大径となる順に配置する（符号３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各段の後端部には、選別孔のない筒部Ｔを形成してその内部を仕切るように回転方向の切り替えによって次段の選別部への排出と閉鎖を切替える回転移送機構１３ａ，１３ｂ，１３ｃを設ける。これら回転移送機構１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、具体的には、螺旋体等の傾斜面を備えてその回動方向に応じて移送方向を軸線に沿って投入側と排出側とに切替える構成とする。この回転移送機構により、各段において、選別ドラム３を一方向に回動したときに排出側への流動を閉鎖することにより粒径選別し、他方向に回動したときに下流の隣接側に穀粒を移送排出することができる。

また、互いに逆方向動作する２種類の回転移送機構、すなわち、正転で排出側への流動移動を行わない状態で上手側選別部において粒径選別する正転選別用の回転移送機構と、その逆に、逆転で次段への流動移行が行われないで粒径選別する逆転選別用の回転移送機構１３ａ，１３ｂ，１３ｃとにより各段を形成し、これら正転選別用と逆転選別用の正逆２種類の回転移送機構が互いに隣接するように配置する。例えば、投入側から数えて第一段と第三段の回転移送機構１３ａ，１３ｃを正転選別用、間の第二段の回転移送機構１３ｂを逆転選別用に構成する。

各選別部３ａ，３ｂ，３ｃの前後の連結部は、軸及び外周部において、共通の連結構成として互換連結可能に接続する。なお第一段の選別部３ａの前端にはリング状の入口仕切材３ｆを嵌合固定する。また、伝動系の構成例として各選別部３ａ，３ｂ，３ｃにそれぞれ中心軸１１ａを設け、駆動力を受ける中心軸１１から前端の支持軸１１ｓまでの直列軸により伝動系を構成する場合は、それぞれの連結部に六角軸等による異径嵌合伝動部を形成するとともに前後相補型の共通の連結機構１１ｆとして形成することによって回転伝動可能に互換連結する。

計量ホッパ４ｈは、要部側面図を図４に示すように、選別ドラム３の各段の選別部３ａ，３ｂ，３ｃから脱落する各区分▲１▼〜▲３▼の落下粒と最後端部３ｒから排出される区分外▲４▼の残留粒とを受ける範囲をカバーし、受けた穀粒の質量を計量ホッパ４ｈと一体の計量器本体部により測定する。計量ホッパ４ｈの下端には排出制御用のシャッタを備えたゲート４ｇと、その下方で排出物を移送するベルト等による搬出機構４ｃを設ける。袋詰機５は、搬出機構４ｃと接続して移送された排出物を検定サンプルとして袋詰めするものである。

上記構成の回転ドラム式選別装置１は、投入口２に投入された検査対象の穀粒を第一段の「極小」区分▲１▼（例えば、５．５φ以下）の選別部３ａに受け、所定の正転方向に回動することにより回転移送機構１３ａで排出流動を行えない状態にして粒径選別して最小粒径区分の落下粒を計量ホッパ４ｈで受ける。十分に回動選別した後に回動を停止するとともに計量し、これをゲート４ｇから搬出機構４ｃを経て袋詰機５に送って「極小」区分▲１▼の計量サンプルを作成する。

計量ホッパ４ｈから落下粒が排出された時点で逆転方向に回動を切替えると回転移送機構１３ａによって残留粒が次の粒径区分である第二段の「小」区分▲２▼（例えば、５．５φ〜７．３φ）の選別部３ｂに移行されつつ粒径選別により「小」区分▲２▼の落下粒を計量ホッパ４ｈ受け、これを前段と同様の手順で第三段の「中」区分▲３▼（例えば、７．３φ〜７．９φ）まで繰り返して各段と対応する区分の計量とサンプル作成を行う。その後、逆転回動に切替えることにより第三段の選別部３ｃの残留粒を最後端３ｒから排出して区分外の「大」区分▲４▼（例えば、７．９φ以上）として計量とサンプル作成とにより全行程を終了する。

このように、計量ホッパ４ｈに穀粒を受ける毎に計量と排出を繰り返して「極小」▲１▼〜「大」▲４▼までの区分別に計量し、この一連の行程により、多段選別による各区分の落下粒と残留粒の構成比が確定される。また、各段の残留粒の減少に応じて粒径選別時間を低減することができるので、選別精度を確保しつつ、効率よく処理することができる。

したがって、直列構成の選別部３と計量ホッパ４ｈと共用の計量器４とによる簡易な構成の回転ドラム式選別装置１により、荷受した大豆等の一部を抜き取った検査対象の穀粒について、高精度の選別と自主検定と区分別サンプル作成が可能となる。
なお、区分別サンプルの作成を要しない場合は、受けた穀粒の堆積経過の計量による累積の増加分から区分別の質量構成比を算出することにより、さらに効率よく処理することができる。即ち、極小区分▲１▼は計量ホッパ４ｈに残したままで、「小」区分▲２▼を供給して計量する。この場合のサンプルは、極小から大粒まで区分しないで累積計量を行うことができる。
また、上記回転ドラム式選別装置１は、選別部を一段構成とした場合についても適用することができ、「大」「小」の２区分の穀粒選別について同様の作用効果を奏することが明らかである。

次に、複数の荷受穀物を同時に選別計量する構成例について説明する。以下において、前記同様の部材はその符号を付すことによって説明を省略する。
回転ドラム式選別装置２１は、図５の内部構成側面図に示すように、選別ドラム３による選別穀粒を第一と第二の２つの系統Ａ，Ｂに分けて受ける複数の部分計量ホッパ２２ａ，２２ｂを配置する。これら２つの系統Ａ，Ｂの部分計量ホッパ２２ａ，２２ｂは、各段の選別部３ａ，３ｂ，３ｃから脱落する区分別の落下粒および最後端３ｒから排出される残留粒を選別ドラム３の投入側から２区分ずつをそれぞれに受け、それぞれに備える計量器２４ａ，２４ｂにより個別に計量し、各部分計量ホッパ２２ａ，２２ｂの下端には排出制御用のシャッタ付きのゲート２３ａ，２３ｂと搬出手段を備える。

上記構成の回転ドラム式選別装置２１により複数の荷受穀物I，IIを並行して選別計量する運転手順は、荷受穀物Iを第一の系統Ａで第一段と第二段の区分▲１▼▲２▼の選別計量した後、第二の系統Ｂで第三段と残留粒の区分▲３▼▲４▼を選別計量する。この第二の系統Ｂの処理に際し、空席となっている第一の系統Ａにより別の荷受穀物IIについて第一段およびそれに続く第二段の選別計量を並行して処理することができる。

詳細には、タイミングチャートを図６に示すように、投入口２から第一段の「極小」区分▲１▼の選別部３ａに最初の荷受穀物Iを投入し、選別ドラム３の正転により「極小」区分▲１▼を粒径選別して第一の系統Ａの部分計量ホッパ２２ａに受け、これを計量した後にゲート２３ａから排出し、続いて選別ドラム３を逆転回動に切替えることにより第二段の「小」区分▲２▼の選別部３ｂに最初の荷受穀物Iを移行して粒径選別し、これを同じく部分計量ホッパ２２ａに受けて計量と排出を行う。

次いで、選別ドラム３を正転回動に切替えて第二の系統Ｂと対応する第三段の「中」区分▲３▼の選別部３ｃに最初の荷受穀物Iが移行されることにより、第一の系統Ａが終了するタイミングで別の荷受穀物IIを第一段の「極小」区分▲１▼の選別部３ａに投入する。以後、第三段の「中」区分▲３▼の選別と第一段の「極小」区分▲１▼の選別が並行して行われ、それぞれの計量と排出の後に逆転回動に切替えることにより、選別ドラム３の最後端３ｒから第三段の残留粒が「大」区分▲４▼として排出されるとともに、第二段の「小」区分▲２▼の選別がなされ、それぞれの計量と排出によって最初の荷受穀物Iの計量が終了するとともに別の荷受穀物IIが第二の系統Ｂに移行され、再び第一の系統Ａが終了するので、さらに続けて第三の荷受穀物IIIの投入が可能となる。

このようにして一連の手順を繰り返すことにより、簡易な構成の一台の回転ドラム式選別装置２１によって並列状態で選別計量することができるので、多種類の荷受穀物の自主検定を連続して効率よく処理することができる。また、被選別対象物は、大豆等の丸形粒に限定されることなく、栗等の変形果実の外形選別にも適用できる。

上記回転ドラム式選別装置の具体的な適用例として、穀物集荷乾燥調製施設について説明する。
穀物集荷乾燥調製施設３１は、システム系統図を図７に示すように、荷受行程３２、乾燥調整行程３３、粒径選別行程３４、出荷行程３５、表面処理行程３６等から構成される。荷受行程３２には、荷受けした穀物を計量する荷受計量器４１からサンプル穀粒を取出し、回転ドラム式選別装置に投入して形格構成比を検定する。この検定結果により荷受穀物の等級を判定し、必要により、粒径区分別のサンプルを作成する。荷受穀物は、得られた等級判定に応じて以後の取扱いが定められ、乾燥調整行程３３で乾燥調整後、粒径選別行程３４で粒径ランクに区分され、出荷要求に応じて出荷行程３５から出荷される。この場合、上等品は、必要により出荷前に表面処理行程３６で外観処理される。

また、上記穀物集荷乾燥調製施設３１の乾燥調整行程３３においては、一般に円形断面の穀粒貯溜ビンが使用され、この円形断面の穀粒貯溜ビン５１は、その縦断面図（ａ）と平面図（ｂ）を図８に示すように、周壁５２の上部にをパンチングメタルでオーバーフロー部５３を構成し、かつ、オーバーフローした穀粒を受けて回収する溝をリング状に形成した上部回収ホッパ５４を設ける。

上記構成により、頂部５１ｔから穀粒を投入して穀粒貯溜ビンに張り込む際に片寄って堆積しても、オーバーフロー部５３から上部回収ホッパ５４に移行して張り込みを均平化することができる。オーバーフロー分は上部回収ホッパ５４の回収口５４ｅから回収され、エレベータ５５により、再度、頂部５１ｔから投入されて穀粒貯溜ビン５１に張り込みされる。また、上記に代えて、穀粒貯溜ビン５１の張り込み高さ位置を閉じるようにメッシュ状の均平板を配置することによっても、均一に張込みすることができる。

上記穀粒貯溜ビン５１の下部には、要部縦断面図（ａ）と平面図（ｂ）を図９に示すように、周壁５２の下部の排出口５６と反対側の半円域にパンチングメタルでオーバーフロー部５７を形成し、これを覆う蓋５７ａを開閉可能に設け、かつ、オーバーフローした穀粒を受けて回収する溝を半円弧状に形成した下部回収ホッパ５８を設ける。

上記構成により、穀粒貯溜ビン５１に張り込まれた穀粒を排出口５６から排出する際に、排出口５６の近傍の堆積分は排出口５６から排出されるとともに、排出口５６の反対側に残留する堆積分がオーバーフロー部５７から下部回収ホッパ５８に移行して排出口５８ｅから排出される。したがって、排出口５６の反対位置に第二の排出口を形成しても中間位置の残留が避けられないことから、排出口の落差寸法の増加を招くことなく、また、特開２００２−９８４７８号公報記載のような特段の排出手段による複雑な構成を要することなく、実質的に２つの排出口５６，５８ｅにより、部分的な残留を生じることなく、全周均等に排出することができる。

発明の回転ドラム式選別装置の内部機器構成の透視斜視図である。 発明の回転ドラム式選別装置の正面図である。 ドラム部の拡大縦断面図である。 要部側面図である。 別の構成例の回転ドラム式選別装置の内部構成側面図である。 並列選別計量のタイミングチャートである。 集荷乾燥調製施設のシステム系統図である。 穀粒貯溜ビンの縦断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。 穀粒貯溜ビンの要部縦断面図（ａ）と平面図（ｂ）である。

符号の説明

１ 回転ドラム式選別装置
２ 投入口
３ 選別ドラム
３ａ，３ｂ，３ｃ 選別部
３ｒ 最後端部（排出口）
４ 計量器
４ｃ 搬出機構
４ｇ ゲート
４ｈ 計量ホッパ
５ 袋詰機
６ 運転操作部
１１ 中心軸
１１ａ 中心軸
１１ｓ 支持軸
１１ｆ 連結機構
１２ 駆動部
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 回転移送機構
２１ 回転ドラム式選別装置
２２ａ，２２ｂ 部分計量ホッパ
２３ａ，２３ｂ ゲート
２４ａ，２４ｂ 計量器
Ａ，Ｂ 系統
Ｔ 筒部

Claims (4)

1. 粒径選別孔を有した少なくとも一段の筒状の選別部を回転軸線を傾斜させて設け、供給される被選別物を選別孔を漏下するものと残留して傾斜下端側から排出するものとに選別する回転ドラム式選別装置において、
   上記選別部は正逆回転を切り換え可能に支持され、上記傾斜下端側に回転方向に応じて移送方向を反転する傾斜面を備える回転移送機構を設けてなる回転ドラム式選別装置。
2. 前記選別部は、複数個を直列に多段連結して構成し、隣接する選別部は互いに移送方向の異なる回転移送機構によって構成したことを特徴とする請求項１記載の回転ドラム式選別装置。
3. 前記選別部の両端には、投入側または排出側の隣接部との間を着脱自在に連結する連結部を構成し、これら両端の連結部は投入側と排出側とが互いに連結する共通の連結機構によって形成することを特徴とする請求項２に記載の回転ドラム式選別装置。
4. 前記選別部の下方には、選別孔から脱落した被選別物を受けると共に後端部の回転移送機構を経て排出されて残留する被選別物を共に受けて計量する共用の計量器を備えることを特徴とする請求項１〜３に記載の回転ドラム式選別装置。

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