JP2007130520A - 振動ふるい装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ふるい網に目詰まりが発生しにくい高周波振動によるふるい装置を提供すること。
【解決手段】ふるい枠２に張られたふるい網１と、ふるい網１のふるい面に沿ってふるい網に固定された振動伝達棒７と、振動伝達棒７に結合されこの振動伝達棒７に高周波の縦振動を与える振動子６とを備えた振動ふるい装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、粒体などを大きさで分別する振動ふるい装置に関し、とくに、２０〜１００μｍ程度の微粒子の分別に適した高周波振動によるふるい装置に関する。

係る高周波振動によるふるい装置として、例えば、下記特許文献１に開示された構造のものがある。

この特許文献１に開示されたふるい装置は、ふるい網に振動伝達棒（共振伝達要素）を取り付け、この振動伝達棒を超音波変換器に結合された共振子と結合し、超音波変換器の共振に合わせて振動伝達棒を曲げ振動させて、ふるい網を振動させるようにしたものである。

このように高周波振動によるふるい装置は従来より種々検討されているが、専ら振動伝達棒に曲げ振動を与える構造のものである。
特表平８−５０００５８号公報

しかし、振動伝達棒に単に曲げ振動を与える構造のものでは、ふるい網が上下方向にのみ振動するため、ふるい網に目詰まりが発生しやすいという問題がある。

本発明の課題は、ふるい網に目詰まりが発生しにくい高周波振動によるふるい装置を提供することにある。

本発明の振動ふるい装置は、ふるい枠に張られたふるい網と、ふるい網のふるい面に沿ってふるい網に固定された振動伝達棒と、振動伝達棒に結合されこの振動伝達棒に高周波（２０〜５０ｋＨｚ程度）の縦振動を与える振動子とを備えたものである。

このように本発明では、ふるい網のふるい面に沿って固定された振動伝達棒に縦振動を与えることによって、ふるい網の目開きが微小な範囲で拡縮を繰り返し、これによってふるい網の目詰まりが防止される。

本発明によれば、ふるい網の目詰まりが防止されるので、ふるい装置の安定運転性が向上し、メンテナンスの手間も軽減される。

本発明の実施の形態を具体的な実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の振動ふるい装置の実施例を示す断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は図１における振動ふるい装置のフレームのみを示す。

振動ふるい装置のふるい網１はふるい枠２に張られ、フレーム３に取り付けられる。フレーム３の上側にはカバー４が取り付けられる。フレーム３には図２及び図３に示すように切欠き部が設けられ、この切欠き部にふるい枠２が取り付けられる。ふるい枠２とフレーム３との隙間は、接合面にシリコンコンパウンドを充填して密閉される。

ふるい網１には、そのふるい面に沿って振動伝達棒７が接着剤にて固定される。振動伝達棒７の基端側にはネジ付き固定金具８が溶接にて固定され、ネジ付き固定金具８は円形板バネ５をはさんで振動子６の前面金具９にネジにて固定される。振動伝達棒７の先端側には上下左右に振動可能な板バネ１５の一端が溶接され、板バネ１５の他端はふるい枠２に溶接にて固定される。

一方、円形板バネ５の外側フランジ部分は、ふるい枠２に溶接された固定金具１０の加工されたフランジ面１１に押さえ板１２にてボルト締めされ、その外側はカバー１３にて密閉される。固定金具１０の先端側には、振動伝達棒７の外形に合わせて少しのギャップを持たせた開口を有する密閉板１６が取り付けられる。また、固定金具１０の下面側には流入した粒子を取り除くための開口部が設けられ、その開口部は常時は閉鎖板１７によって塞がれる。

以上の構成において、本発明の振動ふるい装置は、振動子６により振動伝達棒７に縦振動を与え、振動伝達棒７の固有の縦振動を利用してふるい網１の目開きの大きさを微小な範囲で反復的に拡縮させて粒子の通過を良くすることを特徴とするものである。また、ふるい網１の目開きの反復的な拡縮により粒体が上下方向に振動し、これに伴いふるい網１も上下方向に振動する。このように、本発明の振動ふるい装置では、ふるい網１に左右方向（水平方向）と上下方向（垂直方向）の振動を与えることでふるい効果が一段と高くなり、目詰まりも少なくなる。また、振動子６をふるい網１を囲むフレーム３とカバー４の外側に設けることができるので、ふるい網１部分に振動子を溶接固定する必要がなく、装置構成が簡単になる。

図４は振動伝達棒７の形状例を示す説明図である。縦振動は直進ばかりではなく、曲線にもよく伝達する。したがって、振動伝達棒７は図４（ａ）に示すような直線状のものに限定されず、図４（ｂ）に示すように曲線状としてもよい。

ここで、振動伝達棒の縦振動の固有振動数（周波数）ｆは、λを振動数係数、ｌを振動伝達棒の長さ、Ｅをヤング係数、ｇを重力加速度、ρを振動伝達棒の比重とすると、次式（１）で表わされる。
ｆ＝（λ／２πｌ）×（Ｅｇ／ρ）^１／２ ・・・（１）

例えば、振動伝達棒をステンレスのような鋼製とした場合には、Ｅは２．１×１０^６ｋｇ／ｃｍ^２、ｇは９８０ｃｍ／ｓ^２、ρは７．８５×１０^−３ｋｇ／ｃｍ^３、λは振動次数により、一次振動のときπ、二次振動のとき２π、三次振動のとき３π、ｎ次振動のときｎπであるから、振動伝達棒の縦振動の固有振動数ｆは、上式（１）に示すように、振動伝達棒の長さｌのみの関数となり、慣性モーメントや質量に関係ないため振動子の固有振動数（周波数）に調整するのは比較的簡単である。

本発明の振動ふるい装置において、そのふるい効果を最大限に発揮するには、振動子６とこれに結合された振動伝達棒７との組み合わせにおいて生成可能な複数の縦振動の共振周波数のうち最大の振動加速度を出す共振周波数を選定し、この選定された共振周波数の共振電力を振動子６の圧電素子１４に供給するように運転する。

以下、この振動ふるい装置の運転方法の一例を説明する。

振動子６の圧電素子１４として周波数（固有振動数）が２７ｋＨｚのものを使用し、これに結合された振動伝達棒７との組み合わせで生成可能な複数の縦振動の共振周波数のうち圧電素子１４の周波数（２７ｋＨｚ）の近くで最大の振動加速度を発生する３０ｋＨｚの共振周波数を選ぶ。具体的には、図５に示すように、振動子６の圧電素子１２に周波数を変化させて共振電力を供給し、発生する振動加速度（ゲインＧ１に相当）を実測する。図５より、３０ｋＨｚで最大の振動加速度が得られていることがわかる。そして、圧電素子１４の３０ｋＨｚにおける静電容量に対応する共振インピーダンスを使用し、また、選定した共振周波数の微小変動（温度、電圧、負荷の変動分）に対し、安定な共振を保持するために、位相固定ループ形発振方式を適用し、選定された共振周波数の共振電力を振動子６の圧電素子１４に供給する。

本発明は、各種の粒体のふるい分けに利用可能である。

本発明の振動ふるい装置の実施例を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１における振動ふるい装置のフレームのみを示す。 振動伝達棒の形状例を示す説明図である。 振動加速度の実測データを示す。

符号の説明

１：ふるい網
２：ふるい枠
３：フレーム
４：カバー
５：円形板バネ
６：振動子
７：振動伝達棒
８：ネジ付き固定金具
９：振動子の前面金具
１０：固定金具
１１：フランジ面
１２：押さえ板
１３：カバー
１４：圧電素子
１５：板バネ
１６：密閉板
１７：閉鎖板

Claims (1)

1. ふるい枠に張られたふるい網と、ふるい網のふるい面に沿ってふるい網に固定された振動伝達棒と、振動伝達棒に結合されこの振動伝達棒に高周波の縦振動を与える振動子とを備えた振動ふるい装置。
   

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