JP2007091367A - 供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】食品廃棄物のような比較的大きく、含水率が高い固形物であっても、閉塞することなく、円滑かつ安定してほぼ一定量の原材料を供給できる供給装置を提供することにある。
【解決手段】被供給物101を収納する容器102内部に備えられ、被供給物101を鉛直下向き方向に押し出す排出手段103と、容器102下方から排出される被供給物101を連続的に搬送する搬送手段109で構成され、容器102内で閉塞の原因となり易い被供給物が大きな場合や、高含水な場合でも、排出手段103と搬送手段109の駆動源を同一にして、排出手段103が被供給物101を押し出すタイミングと、搬送手段109の被供給物101を収納、搬送するタイミングを一致させることができ、円滑かつ安定して効率良く被供給物101を供給することができる。
【選択図】図1
【解決手段】被供給物101を収納する容器102内部に備えられ、被供給物101を鉛直下向き方向に押し出す排出手段103と、容器102下方から排出される被供給物101を連続的に搬送する搬送手段109で構成され、容器102内で閉塞の原因となり易い被供給物が大きな場合や、高含水な場合でも、排出手段103と搬送手段109の駆動源を同一にして、排出手段103が被供給物101を押し出すタイミングと、搬送手段109の被供給物101を収納、搬送するタイミングを一致させることができ、円滑かつ安定して効率良く被供給物101を供給することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、食品廃棄物などの固形物を連続的に供給する供給装置に関するものである。
食品廃棄物等の固形物を連続的に供給(搬送)する構成としては、原理的に引力作用、搬送媒体利用、機械式の3つに大別できる。
前記引力作用による供給(搬送)は最も単純であり、高層建築の上階で投入された廃棄物を重力落下によって下階へ搬送するダストシュートや、真空ポンプで吸引する真空吸引式などがある。
これらは、単純な構造が魅力的であるが、高含水の食品廃棄物は搬送路壁面等へ付着し、搬送路の閉塞の原因となるという課題がある。
また、前記搬送媒体利用による供給(搬送)方式は、搬送媒体として空気を利用するものと、水等の液体を利用するものがある。
本方式は食品工場、ホテル、レストラン等における食品残渣や脱水汚泥の定量供給(搬送)に対して有効である。しかしながら、本方式は、搬送先において搬送物と搬送媒体を分離する必要があり、別途分離手段を設けなければならず、システムが大型化、複雑化するという欠点がある。
さらに、前記機械式は、コンベア、ピストン、ロータリーバルブ等の方式がある。特にコンベア方式は、さらにベルトコンベア、スクリューコンベア、バケットコンベア、振動コンベア等に分けられる。中でもスクリューコンベアは、コンパクトなものもある。
しかし、ケーシング内の駆動部と固定部の隙間に搬送物が挟み込まれると、搬送不良の原因になる。
前記ピストン方式は円筒状容器内に対象物を供給し、前記ピストンの往復運動によって押し出し搬送するもので、簡単な構造で安定供給できるが、連続搬送ではなく間欠搬送になる。
また、前記ロータリーバルブ方式は、ケーシングと歯車凹部の空間に収まった搬送物を歯車が回転することにより搬送するもので、非常にコンパクトな搬送手段である。
このように、固形物の搬送手段には各方式に一長一短があり、目的に応じて適した方式を選定することが重要である。
そこで、原料材を円滑かつ安定して供給することができ、合わせて原料材を供給する際の粉塵の飛散を防止することができる原料材供給装置の発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
図2は従来の原料材供給装置の全体構成を示す断面図である。
図2において、原料材供給装置1は、原料材2を下方へ落下供給するためのものであり、ホッパ3を備えている。ホッパ3は、上部が開口すると共に下部が漏斗状に形成されており、スクリューコンベヤ4によって搬送された原料材2が上部開口から投入される。
また、ホッパ3の下端部には、原料供給口5が設けられており、さらに、原料供給口5にはロータリーバルブ6が配置されている。このロータリーバルブ6が回転することによって、ホッパ3内に収容された原料材2を順次繰り出すことができるようになっている。
さらに、ホッパ3内には、押込み機構7が設けられている。この押込み機構7は、コ字形に屈曲した回転軸8を備えており、さらに一対の移動板9が互いに平行な状態で連結されている。
すなわち、この一対の移動板9は、回転軸8(回転中心)から所定距離変位した位置で連結されており、このため、回転軸8が回転することで一対の移動板9がその長手方向に往復移動するようになっている。これら一対の移動板9には、突起としての渡梁部10及び渡梁部11が互いに所定距離離間してそれぞれ一体に架け渡されている。
上位に位置する渡梁部10は、ホッパ3の上下中間部位に対応して位置している。一方、下位に位置する渡梁部11は、ホッパ3の下部付近に対応して位置しており、さらに、渡梁部11の先端部分には押込み爪12が一体に設けられている。
これらの渡梁部10及び渡梁部11は、一対の移動板9と共に一体に移動し、結果的にその先端部分がロータリーバルブ6へ向いた楕円偏心運動をするように構成されている。これにより、ホッパ3内の原料材2をロータリーバルブ6へ向けて強制的に送り込むことができるようになっている。
一方、ホッパ3の側近には、粉塵吸引路13が設けられている。この粉塵吸引路13は、ロータリーバルブ6に独立して連通する状態でホッパ3に併設されており、上部連結口14が図示を省略した例えば吸引ブロワやサイクロンに接続されている。
これにより、この粉塵吸引路13を介してロータリーバルブ6周辺の粉塵を吸引することができる構成である。
また、ホッパ3と粉塵吸引路13とを仕切る隔壁15には、上下に位置する一対のレベルセンサ16、17が配置されている。これらのレベルセンサ16、17は、それぞれ回転羽根18、19がホッパ3内に突出しており、通常はこの回転羽根18、19がゆっくりと回転しているが、原料材2が溜まって回転羽根18、19に接触するとこの回転羽根18、19の回転が阻止され、これによりホッパ3内に収容された原料材2の収容量を検出することができる。
なお、ホッパ3内に原料材2が次第に溜まってレベルセンサ16位置に達すると、このホッパ3内へ原料材2を投入するためのスクリューコンベヤ4の作動が停止され、一方、ホッパ3内の原料材2が次第に減少してレベルセンサ17よりも下位状態となると、再びスクリューコンベヤ4の作動が開始されてホッパ3内へ原料材2が投入されるように構成されている。
次に、図2における原料材供給装置1の動作について説明する。
まず、原材料2は、スクリューコンベア4から原料材供給装置1内のホッパ3に投入収容される。なお、ホッパ3内に原材料2が次第に溜まってレベルセンサ16位置に達すると、スクリューコンベア4の作動が停止され、ホッパ3内への原材料2の投入が停止される。
原材料供給装置1に原材料2が収容された後は、この原材料供給装置1が作動して原材料2が落下供給される。すなわち、原材料2がロータリーバルブ6から順次繰り出される。
ロータリーバルブ6の上方に押込み機構7が配置されており、この押込み機構7が駆動すると、渡梁部10及び渡梁部11が移動板9と共に一体に移動し、結果的にその先端部分がロータリーバルブ6へ向いた楕円偏心運動をし、これにより、ホッパ3内の原材料2はロータリーバルブ6へ向けて強制的に送り込まれる。
このため、原材料2が、ブリッジ現象(原材料2が橋のようになって詰まる現象)を生じることはない。したがって、原材料2は円滑にロータリーバルブ6から繰り出されて、円滑かつ安定して供給することができる。
またさらに、この原材料供給装置1は、ロータリーバルブ6に独立して連通する状態の粉塵吸引路13が併設されている。
したがって、この原材料供給装置1によれば、ロータリーバルブ6の周辺で生じた多量の粉塵をこの粉塵吸引路13を介して吸引集積することができる。したがって、粉塵が周辺に飛散することが防止され、作業衛生環境が向上する。
特開2000−300064号公報
しかしながら、押込み機構7はホッパ3下部に形成されるブリッジ現象の解消のための手段であり、原材料2が粉体状でブリッジ形成因子が静電気力、粒子間引力等の比較的弱い力の場合は有効であるが、食品廃棄物のように大きな固形物でさらに含水率が高い場合には、ブリッジ現象ではなく、原材料2そのものの閉塞や、水分による強い付着力が発生する場合には、円滑かつ安定供給は困難である。
このことから、ブリッジ現象以外の要因による原材料2の閉塞をも解消できる原材料供給装置が求められている。
本発明は、上記従来の供給装置の課題を解決するもので、含水率が高い固形物であっても、容器内で閉塞することなく、円滑に供給できる供給装置の提供を目的とするものである。
かかる目的を達成するために本発明は、被供給物を容器外へ排出する排出手段と、前記被供給物を連続または一定間隔で搬送する搬送手段の動力源を同一の動力源としたものである。
このように、排出手段と搬送手段の動力源を同一とすることにより、排出手段が被供給物を押し出すタイミングと、搬送手段が被供給物を収納、搬送するタイミングを一致させることができ、各タイミングのズレに伴う不規則な押し出し動作と搬送動作が解消され、安定した押し出し動作と搬送動作の連携動作が行えることにより、円滑な供給動作が得られるものである。
本発明によれば、特許文献1に記載の従来技術と比較して、原材料(被供給物)を収納している容器内に往復運動する排出手段を備え、原材料(被供給物)を排出手段の圧力により強制的に容器外へ押し出す構成であることから粉体だけでなく、食品廃棄物のように比較的大きく、含水率が高い固形物であっても、容器内で閉塞することなく、順次供給できる。さらに、容器下部に連結された搬送手段により、円滑かつ安定してほぼ一定量の原材料(被供給物)の供給が行える。
請求項1に記載の発明は、被供給物を収納する容器と、前記容器内部に備えられ前記被供給物を前記容器外へ排出する排出手段と、前記容器下方に備えられ前記容器から排出される前記被供給物を連続または一定間隔で搬送する搬送手段を具備し、前記排出手段と前記搬送手段の動力源を同一の動力源としたものである。
かかる構成とすることにより、前記容器内で閉塞の原因となり易い被供給物が大きな場合や、高含水な場合でも、被供給物は前記排出手段の力により容器外へ押し出されて搬送手段へと供給される。そして、前記排出手段と前記搬送手段の駆動源を同一にしていることから、前記排出手段が被供給物を押し出すタイミングと、前記搬送手段が被供給物を収納、搬送するタイミングを一致させることができ、円滑かつ安定して効率良く被供給物を供給することができる。
請求項2に記載の発明は、前記排出手段を、前記容器壁面と僅かな間隙を隔てて配置され、前記容器内部を往復運動することにより運動軸方向に前記被供給物を押出す構成としたものである。
かかる構成とすることにより、前記排出手段と容器壁面間に被供給物がほとんど入り込むことなく円滑に容器外へ排出されて搬送手段に送られる。このため、さらに円滑かつ安定して効率良く被供給物を供給することができる。
請求項3に記載の発明は、前記搬送手段を、歯車状の回転体と、前記回転体を格納するケーシングを備えた構成とし、前記ケーシング内における前記回転体の隣合う歯間に形成される空間に前記被供給物を収納し、前記回転体が回転することにより前記被供給物を搬送する構成としたものである。
かかる構成とすることにより、一旦搬送手段に送られた被供給物は、その搬送される量が前記回転体の隣合う歯間に形成される空間容積単位に略規制され、回転体の回転数に応じて安定した状態で搬送される。このことにより、前記空間容積を大きく超える異常な量で供給物が供給されることも抑制され、供給動作をさらに安定させる。
請求項4に記載の発明は、前記排出手段の往復運動の振動数を、前記搬送手段の回転数よりも多い構成としたものである。
かかる構成とすることにより、搬送手段が1回転する間に、排出手段はそれ以上の回数往復運動する。
その結果、前記排出手段の一往復あたりの排出量を、前記搬送手段による搬送量と整合性をもって設定することができる。例えば、前記排出量を、前記搬送手段における前記回転体の隣合う歯間に形成される一空間容積と同等に、あるいは複数の前記空間容積と同等に設定することにより、略一定量の被供給物を安定して排出供給でき、過剰な量の供給に伴う被供給物のケーシング内での詰り等の不都合が解消される。
請求項5に記載の発明は、前記排出手段を、前記被供給物に接触する第1のピストンと、前記駆動源に接続される第2のピストンと、前記第1のピストンと前記第2のピストンを連結する弾性体を備えた構成としたものである。
かかる構成とすることにより、前記排出手段の到達位置(ストローク)を最長に設定した状態において、供給開始時のように被供給物量が若干過剰となり、第1のピストンが被供給物を押す力に対する被供給物からの反力が大きくなった場合においても、前記弾性体がその反力を吸収し、前記第1のピストン、前記弾性体、前記第2のピストンの全長は縮小される。
一方、供給開始から時間が経過した場合のように被供給物量が少なくなると、前記被供給物からの反力が小さくなり、全長の縮小幅は小さくなる(規定範囲に戻る)ことから、前記被供給物量が変化しても、容器から搬送手段への被供給物の供給量はほぼ一定となり、さらに円滑かつ安定して効率良く被供給物を供給することが可能になる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における供給装置の構成図である。
図1は本発明の実施の形態1における供給装置の構成図である。
図1に示すように、被供給物101は、一般的には含水固形物であり、厨芥、木屑、汚泥などのバイオマスを代表される物質である。
容器102は被供給物101を収納する円筒状の筐体である。なお、容器102側面には、被供給物101を投入するための開閉可能な式投入口(図示せず)が設けられている。
容器102の内部には、排出手段103が備えられている。容器102の内壁面と排出手段103との間には僅かな間隙が設けらており、シリンダーとこのシリンダー内を摺動するピストンの関係にある構成を原理としている。
排出手段103は、被供給物101と接触する第1のピストン104と、それより上方に位置する第2のピストン105を備えており、第1のピストン104と第2のピストン105は、弾性体106で連結されている。
弾性体106は、第1のピストン104が被供給物101を図中下方へ押すときに発生する反力を吸収するものであり、その弾性係数は、前記反力の大きさによって考慮され、選定されている。弾性体106としては、単体のコイルバネ、板バネ、ゴム、ショックアブソーバー等で構成され、またこれらの組合せ構成とすることも可能である。
第2のピストン105の上部は、アーム107を介して偏心回転体108の偏心軸108aに接続され、偏心回転体108が回転することにより、排出手段103は上下往復運動をするクランク機構運動を行う。偏心回転体108の外周は、歯車状に凹凸が形成されている。
容器102下方には、フランジ110が設けられている。
搬送手段109は、上部にフランジ111を設けており、容器102の下部に位置し、相互のフランジ110、111を、ボルトによる共締め等の周知の手段を用いて結合することにより、容器102と一体化されている。また、各フランジ110、111にはそれぞれ開口部(図示せず)が設けられている。搬送手段109は、ケーシング112内に歯車状の回転体(ローター)113が備えられたロータリーバルブであり、ケーシング112の内部は、回転体113における隣合う歯間とケーシング112の側壁で形成される複数の空間113a、113b、113c、113dのいずれかが各フランジ110、111に設けられた開口部を介して容器102の内部と連通している。空間113a、113b、113c、113dは、回転体113の回転に伴って順次容器102と連通し、そして回転が進むにつれて閉ざされた空間となって移動する。
さらに、回転体113は、第1のシャフト114を介して駆動源115に接続されている。駆動源115としては一般的に電気モータを用い、トルクを得るために周知の如く複数の歯車機構を備えた減速機構によって構成されている。第1のシャフト114の駆動源115と反対側には第1のギア116が設けられている。
また、第1のギア116の回転動力は、ベルト117を介して、第2のギヤ119伝達される構成となっている。
第2のギヤ119の回転力は、第2のシャフト118を介して偏心回転体108へ伝達される構成となっている。具体的には、第2のシャフト118の先端に、偏心回転体108の外周に形成された歯車状の凹凸と噛み合う歯車(図示せず)が設けられており、これらの噛み合いによって動力が伝達される。
さらに、第1のギヤ116、第2のギヤ119、シャフト118先端の歯車、偏心回転体108のギヤ比(回転比)は、回転体113が一回転する間に、排出手段103を構成する第1のピストン104、第2のピストン105が複数往復する動作が得られるように設定されている。
また、ベルト117は軽量化のため、本実施の形態の場合はゴム製あるいは樹脂製を用いているが、第2のシャフト118に大きなトルクが必要な場合には、金属製チェーンを用いる。
以上のように構成された供給装置について、以下その動作を説明する。
まず、駆動源115を動作させることにより、第1のシャフト114を介して搬送手段109の回転体113および第1のギヤ116が回転する。第1のギヤ116の回転に伴い、ベルト117を介して第2のギヤ119および第2のシャフト118が回転する。そして、第2のシャフト118の回転に伴い、偏心回転体108が回転し、これに連動して偏心軸108a、アーム107のクランク動作により排出手段103が往復動作を行う。
かかる状態において、側面の開閉式投入口から被供給物101を容器102内へ投入すると、被供給物101は、排出手段103が鉛直下向きに移動することにより下方へ押しやられる。このとき、排出手段103のストロークが一定であると、被供給物101の量が多いときには、被供給物101が過剰に圧縮されたり、また搬送手段109への供給量が多くなったりするため、円滑かつ安定な供給が困難となる。
本供給装置では、第1のピストン104が被供給物101を押す力に対して、被供給物101と容器102の壁面との間に生じる摩擦力に起因する反力が大きい場合には、その反力を弾性体106が吸収する。そのため、所定以上の力がかかった場合には、被供給物101はそれ以上圧密されたり、強引に搬送手段109へ供給されたりすることはない。
かかる加圧力を受けながら被供給物101は圧縮され、徐々に面積が絞られた容器102の底部から搬送手段109へ供給される。
次に、搬送手段109に供給された被供給物101は、ケーシング112と回転体113の間にできる空間(例えば、空間113d)に収められ、回転体113がさらに回転することにより、後段の空間(例えば、空間113c)へと連続して各空間113b、113aと供給される。
そして、さらに回転体113の回転が進むと、前記空間内の被供給物は、ケーシング112の底部に設けられた排出口(図示せず)から順次排出される。
以上の動作において、上述の如く、偏心回転体108の回転数は、第1のギア116と第2のギア119のギア比により減速される。これは、搬送手段109の回転数と排出手段103の振動数が同じであれば、回転体113とケーシング112の間にできる空間113a、113b、113c、113dの数に対して容器102から被供給物101を押し出す回数が少なくなり、円滑かつ安定した供給ができないため、空間数と押し出し回数を同じタイミングにする狙いのためである。
かかることにより、被供給物101が食品廃棄物のような比較的大きく、含水率が高い固形物であっても、容器102内で詰まることがなく、円滑に順次供給できる。さらに、容器102下部に連結された搬送手段109により、円滑かつ安定してほぼ一定量の被供給物101を供給できる。
なお、被供給物101の形状が複雑な場合、あるいは種々のサイズのものが混在する場合において、通常は最大寸法に合わせて容器102の排出口径と搬送手段109の吸入口径寸法を決定するが、本実施の形態においては、被供給物101サイズが大きい場合でも、排出手段103によって強制的に搬送手段109へ押し出すことが可能である。
以上のように、本発明にかかる供給装置は、食品廃棄物などのバイオマスからクリーンな燃料ガスを高濃度に得るためのシステムの原料供給装置として利用することで、原料の安定供給が可能となり、その結果として生成ガス量も安定化される。このため、システム制御の信頼性も向上して、新しいエネルギー供給システムへの用途に幅広く利用することができる。
101 被供給物
102 容器
103 排出手段
103a 空間
103b 空間
103c 空間
103d 空間
104 第1のピストン
105 第2のピストン
106 弾性体
108 偏心回転体
109 搬送手段
112 ケーシング
113 回転体
115 駆動源
102 容器
103 排出手段
103a 空間
103b 空間
103c 空間
103d 空間
104 第1のピストン
105 第2のピストン
106 弾性体
108 偏心回転体
109 搬送手段
112 ケーシング
113 回転体
115 駆動源
Claims (5)
- 被供給物を収納する容器と、前記容器内部に備えられ前記被供給物を前記容器外へ排出する排出手段と、前記容器下方に備えられ前記容器から排出される前記被供給物を連続または一定間隔で搬送する搬送手段を具備し、前記排出手段と前記搬送手段の動力源を同一の動力源とした供給装置。
- 前記排出手段を、前記容器壁面と僅かな間隙を隔てて配置され、前記容器内部を往復運動することにより運動軸方向に前記被供給物を押出す構成とした請求項1に記載の供給装置。
- 前記搬送手段を、歯車状の回転体と、前記回転体を格納するケーシングを備えた構成とし、前記ケーシング内における前記回転体の隣合う歯間に形成される空間に前記被供給物を収納し、前記回転体が回転することにより前記被供給物を搬送する構成とした請求項1または請求項2に記載の供給装置。
- 前記排出手段の往復運動の振動数を、前記搬送手段の回転数よりも多い構成とした請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の供給装置。
- 前記排出手段を、前記被供給物に接触する第1のピストンと、前記駆動源に接続される第2のピストンと、前記第1のピストンと前記第2のピストンを連結する弾性体を備えた構成とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005279720A JP2007091367A (ja) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | 供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005279720A JP2007091367A (ja) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | 供給装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007091367A true JP2007091367A (ja) | 2007-04-12 |
Family
ID=37977528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005279720A Pending JP2007091367A (ja) | 2005-09-27 | 2005-09-27 | 供給装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007091367A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010208842A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Izumi Food Machinery Co Ltd | 粉体供給装置 |
JP2011195260A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Nippon Paper Industries Co Ltd | 木屑ピットの粉塵飛散抑止装置 |
CN108993321A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-14 | 褚兴敏 | 全自动化工反应罐送料装置 |
-
2005
- 2005-09-27 JP JP2005279720A patent/JP2007091367A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010208842A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Izumi Food Machinery Co Ltd | 粉体供給装置 |
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CN108993321A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-14 | 褚兴敏 | 全自动化工反应罐送料装置 |
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