JP2009018252A - 分配装置 - Google Patents

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徹 谷口
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Abstract

【課題】粉粒体の分配量をより正確に調節できる分配装置を提供すること。
【解決手段】粉粒体を分配する分配装置は、粉粒体を貯留し、下部に設けられた導出部25から粉流体が導出される貯留槽20と、導出部25の下方に所定間隔をあけて配置された受け板30と、この受け板30の下方に配置され、受け板30から落下する粉粒体を受ける受けドラム40と、この受けドラム40に堆積される粉粒体を一定時間ごとに測定し採取する測定部50と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、粉粒体を分配する分配装置に関する。
従来、粉粒体を所望の量で分配するための分配装置が開発されている(特許文献1参照)。
図12は従来例に係る分配装置900の断面図である。図12に示されるように、分配装置900は粉粒体を貯留する貯留槽本体920を備え、この貯留槽本体920の下方には傘状の受け板930が配置されている。
受け板930は偏心カム964及び軸受965を介して回転軸963に連結されており、この回転軸963は回転モータ961に設けられている。これにより、回転モータ961が稼動すると、回転軸963が回転し、これに伴って受け板930が水平方向に円運動することになる。このように受け板930が円運動すると、受け板930上に落下した粉粒体は水平方向に揺動され、受け板930の下方に配置された受けドラム940上に振り落とされる。この受けドラム940にはロードセル951が設けられており、このロードセル951は受けドラム940上の粉粒体量を測定する。
回転軸963にはスクレーパ953も設けられており、回転軸963の回転に伴ってスクレーパ953も回転する。すると、スクレーパ953は受けドラム940上の粉粒体を下方のホッパ96に掃き落とし、ホッパ96に分配された粉粒体は製品として搬送されることになる。
ここで、ロードセル951は図示しない制御部に接続されており、この制御部に測定値を送信する。制御部は受信した測定値に基づいて回転モータ961の回転回数を変動制御することで、ホッパ96に分配される粉粒体量を一定化する。
特開平4−126543号公報
しかし、前述した分配装置900では、受け板930及びスクレーパ953が共通する回転軸963に設けられているので、受け板930の円運動と、スクレーパ953の回転運動とが連動する。このため、受け板930の円運動速度を変動制御して受けドラム940上に堆積する粉粒体量を変動しても、スクレーパ953の回転運動が連動して変動するため、ホッパ96に落下する粉粒体量を充分に変動することができない。
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、粉粒体の分配量をより正確に調節できる分配装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、受けドラムに堆積される粉粒体の量を一定時間ごとに測定し採取し、測定値を活用することで、粉粒体の分配量をより正確に調節できることを見出し、本発明を完成するに至った。
(1) 粉粒体を分配する分配装置であって、粉粒体を貯留し、下部に設けられた導出部から粉流体が導出される貯留槽と、前記導出部の下方に所定間隔をあけて配置された受け板と、前記受け板の下方に配置され、前記受け板から落下する粉粒体を受ける受けドラムと、前記受けドラムに堆積される粉粒体を一定時間ごとに測定し採取する測定手段と、を備える分配装置。
貯留槽に貯留された粉粒体は受け板へと落下し、やがて受け板から受けドラムへと落下する。ここで、従来の分配装置では、粉粒体量を調節すると、粉粒体量を採取する時間が必然的に変動するため、採取され分配される粉粒体量は充分に調節できないという問題があった。
そこで(1)の発明によれば、測定手段を設けたので、受けドラムに堆積された粉粒体の量が一定時間ごとに測定され、一定時間ごとに採取される。よって、この測定値に基づいて、受けドラム上に落下する粉粒体量を調節すれば、一定時間ごとに採取する粉粒体量が一定化する。従って、粉粒体の分配量をより正確に調節できる。
なお、測定値に基づく受けドラム上への粉粒体落下量の調節は、自動制御されてもよいし、手作業による制御であってもよい。
(2) (1)記載の分配装置において、前記貯留槽から前記受け板への粉粒体の落下量を増減可能な増減手段と、前記測定手段による測定値に基づいて、前記増減手段を制御する制御手段と、を更に備える分配装置。
分配量を調節するためには、受けドラム上に一定量が堆積した時点で粉粒体を採取するという構成も考えられる。しかし、受けドラムへの落下量が著しく低下した場合、採取時間が長期化するため、分配効率が悪い。
そこで(2)の発明によれば、増減手段及び制御手段を設けたので、測定値が所定値と異なる場合には、増減手段を制御して受けドラムへの落下量が調節され、測定手段によって採取される粉粒体量が一定化する。よって、粉粒体の分配量を正確且つ迅速に調節できる。
(3) (2)記載の分配装置において、前記増減手段は、前記貯留槽及び前記受け板を水平方向に運動させる運動手段を有し、前記制御手段は、前記測定値に基づいて前記運動の速度を変動制御する運動速度制御手段を有する分配装置。
(3)の発明によれば、貯留槽及び受け板が水平方向に運動するため、受け板に落下した粉粒体が水平方向に揺動され、受けドラムへと落下しやすくなる。ここで、運動速度制御手段を設けたので、受けドラムへの落下量が運動速度の変動によって容易に調節される。よって、粉粒体の分配量を正確、迅速且つ容易に調節できる。
なお、貯留槽及び受け板が運動するとは、相対的に運動することをいい、いずれか一方又は双方のみが運動すればよい。
(4) (1)から(3)いずれか記載の分配装置において、前記受け板と前記受けドラムとの間に配置され、大開口が前記受け板の下方に、小開口が前記受けドラムの上方に位置する漏斗状の集約部を更に備える分配装置。
(4)の発明によれば、集約部を更に設けたので、受け板から落下した粉粒体は大開口から集約部内部に侵入し、内部を滑って小開口から集約して放出される。よって、放出される粉粒体を受け止める受けドラムを小型化でき、これに伴って測定手段を小型化したり、部品点数を削減したりすることができる。
(5) (4)記載の分配装置において、前記受け板及び前記集約部の間に介在するフィルタを更に備える分配装置。
(5)の発明によれば、受け板及び集約部の間にフィルタを設けたので、粉粒体に混在する塊(ダマ)が除去される。このため、フィルタを通過し、やがて分配される粉粒体を均質化できる。
(6) (1)から(5)いずれか記載の分配装置において、前記受け板は、前記導出部の内部まで延出する延出部を有する分配装置。
粉粒体同士又は粉粒体と貯留槽との間の摩擦力が大きいため、貯留された粉粒体が貯留槽内部で略固化し、受け板への落下が滞る場合がある(いわゆるブリッジ現象)。
そこで(6)の発明によれば、延出部を更に設けたので、延出部が貯留槽内部の粉粒体に突き刺さり、略固化するのを抑制する。これにより、粉粒体の受け板への落下がスムーズになり、粉粒体の分配量をより正確に調節できる。
(7) (1)から(6)いずれか記載の分配装置において、前記受け板から前記受けドラムへの粉粒体の落下を所定時間遮断する遮断手段を更に備える分配装置。
粉粒体が連続的に受けドラム上に落下し、堆積量が常時変化する条件では、粉粒体量の正確な測定が困難である。また、不正確な測定値を用いると、分配量調節の正確性も損なわれる。
そこで(7)の発明によれば、遮断手段を設けたので、受け板から受けドラムへの粉粒体の落下が所定時間遮断される。これにより、受けドラム上の粉粒体量が所定時間一定となるため、正確な測定値が得られる。よって、分配量を更に正確に調節できる。
なお、所定時間は、使用する測定手段の性能等に応じて、適宜設定されてよい。
本発明によれば、測定手段を設けたので、受けドラムに堆積された粉粒体の量が一定時間ごとに測定され、一定時間ごとに採取される。よって、この測定値に基づいて、受けドラム上に落下する粉粒体量を調節すれば、一定時間ごとに採取する粉粒体量が一定化する。従って、粉粒体の分配量をより正確に調節できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第1実施形態以外の各実施形態の説明において、第1実施形態と共通するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る分配装置10の概略構成図である。分配装置10は、貯留槽20と、受け板30と、受けドラム40と、測定手段としての測定部50とを備える。各構成要素について、以下詳細に説明する。
〔貯留槽〕
粉粒体を貯留する貯留槽20は貯留槽本体21を備え、この貯留槽本体21はテーパ部23によって絞られている。テーパ部23の先端には導出部25が突設されており、この導出部25が形成する開口から粉粒体が導出される。
なお本実施形態では、粉粒体の落下を促進するべくテーパ部23を設けたが、テーパ部23は必須ではない。
〔受け板〕
受け板30は貯留槽20の下方に配置され、貯留槽20からの粉粒体を一時的に受ける。受け板30は傘状の受け板本体31を有し、この受け板本体31は受けた粉粒体を下方へと受け流す。受け流された粉粒体は受け板本体31から下方に落下する。
なお本実施形態では、受け板本体31を傘状に構成したが、これに限られず、平面状、断面波状等としてもよい。しかし、粉粒体をスムーズに落下できる点で、受け板本体31は外方に向かって下方に傾斜する形状を有することが好ましい。
〔受けドラム〕
受けドラム40は受け板30の下方に配置された平板体であって、受け板30からの粉粒体を受ける。受けドラム40は、特に限定されないが、後述の延出部532との関係で摩擦力の低い素材で構成することが好ましく、かかる素材としては「テフロン(登録商標)」で加工された鋼板等が挙げられる。
〔測定部〕
測定部50はロードセル51を備える。このロードセルは受けドラム40の下面に設けられ、受けドラム40上に堆積した粉粒体量を測定する。具体的には、受け板本体31の外周縁の下方に位置するよう、複数個配置されている。なお、ロードセル51の測定機構は、例えば、内部に有するブリッジ回路の抵抗値の変化に基づいて、受けドラム40上の粉粒体量を測定するものである。
測定部50は採取部53を更に備える。この採取部53はピストン531を有し、このピストン531は延出部532を水平方向に進退させる。延出部532には彗部533が設けられ、この彗部533はロードセル51と略接触しながら、ロードセル51上を摺動する。
図2は採取部53の使用状態を示す図である。受けドラム40上には受け板30から落下した粉粒体が堆積されている(図2(A))。ここで、ピストン531が稼動すると、延出部532が水平方向に進行し、彗部533が受けドラム40上の粉粒体を寄せ集める(図2(B))。更に延出部532が水平方向に進行すると、受けドラム40上に堆積した粉粒体は図示しないホッパに振り落とされ、製品化される。この動きを反復することで、一定時間ごとに粉粒体を採取することになる。
〔増減部〕
図1に戻って、分配装置10は増減手段としての増減部60を更に備える。この60は回転モータ61を有し、この回転モータ61に設けられた回転軸63は軸受65及び偏心カム64を介して受け板本体31に連結されている。回転モータ61が稼動すると、回転軸63が回転し、これに伴って受け板本体31が水平方向に円運動することになる。すると、受け板本体31上の粉粒体が水平方向に揺動され、受けドラム40へと落下しやすくなる。回転モータ61の回転速度が増減すると、受けドラム40への粉粒体の落下量も増減することになる。これら回転モータ61、回転軸63、偏心カム64、及び軸受65は運動手段を構成する。
60は側壁ピストン66を更に有し、この側壁ピストン66には側壁板67が接続されている。この側壁板67は導出部25の外周を包囲するように設けられており、側壁ピストン66が側壁板67を上下動させることで、貯留槽20から受け板30への粉粒体の落下量が増減することになる。本実施形態では、側壁板67が上下動する構成としたが、水平移動して導出部25が形成する開口を拡大又は絞るように構成してもよい。
〔制御部〕
制御部70はロードセル51から受信した測定値に基づいて、側壁ピストン66及び回転モータ61を駆動制御する。具体的には、測定値が所望の値よりも小さいときは、側壁板67が上方向に移動するように側壁ピストン66を制御し、受け板本体31の円運動速度が増すように回転モータ61の出力を増加させる。一方、測定値が所望の値よりも大きいときは、側壁板67が下方向に移動するように側壁ピストン66を制御し、受け板本体31の円運動速度が減るように回転モータ61の出力を低下させる。ただし、制御は特に限定されず、種々の方式であってよい。制御部70が有する運動速度制御手段による制御例を以下に説明する。
図3は、制御部70による回転モータ61の駆動制御の一例を示すタイミングチャートである。(A)が受けドラム40上に堆積した粉粒体質量の経時的変化を示し、彗部533の往復時間(t)ごとに受けドラム40上の粉粒体量を測定した結果に基づく。一方、(B)は回転モータ61による偏心カム64の回転数の経時的変化を示す。
ここでは、分配期間T内に分配される粉粒体量を600Mに一定化するための制御を説明する。まず2t〜3tの区間において、何らかの理由により、受けドラム40上に堆積した粉粒体量が100Mから103Mに増加している。この測定値をロードセル51から受信した制御部70は、偏心カム64の回転数がrからrに低下するように回転モータ61を駆動制御する。これにより、3t〜4tの区間における受けドラム40上の粉粒体質量が98Mまで低下する。
すると、98Mという測定値を受信した制御部70は、期間Tでの総分配量が600Mとなるよう計算し、4t〜5tの区間の途中で偏心カム64の回転数がrからrに上昇するように回転モータ61を駆動制御する。これにより、4t〜5tの区間における受けドラム40上の粉粒体質量が99Mまで増加する。そして、この状態を持続することで、期間Tでの総分配量が600Mとなる。
図4は、制御部70による回転モータ61の駆動制御の別の例を示すタイミングチャートである。(A)が受けドラム40上に堆積した粉粒体質量の経時的変化を示し、彗部533の往復時間(t)ごとに受けドラム40上の粉粒体量を測定した結果に基づく。一方、(B)は回転モータ61による偏心カム64の回転数の経時的変化を示す。
ここでは、往復時間t内に分配される粉粒体量を100Mに一定化するための制御を説明する。まずt〜2tの区間において、何らかの理由により、受けドラム40上に堆積した粉粒体量が100Mから103Mに増加している。この測定値をロードセル51から受信した制御部70は、偏心カム64の回転数を急速にrからrに低下させ、次にrまで上昇させる。これにより、次区間である2t〜3tにおける受けドラム40上の粉粒体質量が100Mに戻る。そしてこの状態を持続することで、3t〜4tの区間における受けドラム40上の粉粒体質量も100Mに維持される。
しかし、4t〜5tの区間において、何らかの理由により、受けドラム40上に堆積した粉粒体量が100Mから99Mに低下している。この測定値をロードセル51から受信した制御部70は、偏心カム64の回転数を急速にrからrに上昇させ、次にrまで低下させる。これにより、次区間である5t〜6tにおける受けドラム40上の粉粒体質量が100Mに戻る。そしてこの状態を持続することで、6t以降の区間における受けドラム40上の粉粒体質量も100Mに維持されることになる。
このように、往復期間と分配期間との関係等に応じて、制御の方式は一定の分配量が得られるよう適宜設定されてよい。
[作用効果]
本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
測定部50を設けたので、受けドラム40に堆積された粉粒体の量が一定時間ごとに測定され、一定時間ごとに採取される。よって、この測定値に基づいて、受けドラム40上に落下する粉粒体量を調節すれば、一定時間ごとに採取する粉粒体量が一定化する。従って、粉粒体の分配量をより正確に調節できる。
増減部60及び制御部70を設けたので、測定値が所定値と異なる場合には、増減部60を制御して受けドラムへの落下量が調節され、測定部50よって採取される粉粒体量が一定化する。よって、粉粒体の分配量を正確且つ迅速に調節できる。
貯留槽20及び受け板30が水平方向に運動するため、受け板30に落下した粉粒体が水平方向に揺動され、受けドラム40へと落下しやすくなる。ここで、制御部70によって、受けドラム40への落下量が運動速度の変動によって容易に調節される。よって、粉粒体の分配量を正確、迅速且つ容易に調節できる。
<第2実施形態>
図5は、本発明の第2実施形態に係る分配装置10Aの概略構成図である。本実施形態は、集約部85及びフィルタ80が設けられている点において第1実施形態と異なる。
即ち、分配装置10Aは漏斗状の集約部85を更に備え、この集約部85の大開口が受け板30の下方に、小開口が受けドラム40Aの上方に位置する。大開口は受け板本体31よりも大きく形成されており、それによって形成された受け板30及び集約部85の隙間にはフィルタ80が介在する。これにより、受け板30から落下した粉粒体はフィルタ80でろ過されて塊(ダマ)を除かれる。
集約部85は水平方向に対して角度Θだけ内方に傾斜しており、フィルタ80を通過した粉粒体は集約部85の内部を滑って小開口から受けドラム40Aへと落下することになる。受けドラム40Aは小開口よりも若干大きく構成されており、受けドラム40A上に堆積した粉粒体は採取部53Aの稼動によって、図示しないホッパに振り落とされる。
図6は、採取部53Aの使用状態を示す図である。採取部53Aは、受けドラム40A上に立設された回転部531Aを有し、この回転部531Aを中心としてワイパ532Aが受けドラム40A上を水平方向に回転運動する。
受けドラム40A上には小開口から落下した粉粒体が堆積されている(図6(A))。回転部531Aが稼動すると、延出部532が水平方向に回転する。ここで、ワイパ532Aの側面は湾曲しているので、ワイパ532Aが受けドラム40A上の粉粒体を寄せ集める(図6(B))。更にワイパ532Aが回転すると、受けドラム40A上に堆積した粉粒体は図示しないホッパに振り落とされ、製品化される。この動きを反復することで、一定時間ごとに粉粒体を採取することになる。
[作用効果]
本実施形態によれば、前述した第1実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
集約部85を更に設けたので、受け板30から落下した粉粒体は大開口から集約部85内部に侵入し、内部を滑って小開口から集約して放出される。よって、放出される粉粒体を受け止める受けドラム40を小型化でき、これに伴って測定部50を小型化したり、部品点数を削減したりすることができる。
受け板30及び集約部85の間にフィルタ80を設けたので、粉粒体に混在する塊(ダマ)が除去される。このため、フィルタ80を通過し、やがて分配される粉粒体を均質化できる。
<第3実施形態>
図7は、本発明の第3実施形態に係る分配装置10Bの概略構成図である。図8は図7のVIII−VIII線断面図である。本実施形態は、延出部33が設けられている点において第2実施形態と異なる。
即ち、受け板30Bは棒状の延出部33を有し、この延出部33は受け板本体31の頂部に延設されている。本実施形態では、延出部33は導出部25の内部を貫通し、貯留槽本体21の内部まで延出している。
図8に示されるように、受け板30Bの円運動に伴って、延出部33も水平方向に円運動する。これにより、貯留槽20内部に貯留された粉粒体が流動化するため、ブリッジ現象が抑制される。ここで、ブリッジ現象とは、図9に示されるように、粉粒体の流動性が不足してブリッジ状に略固化する現象をいう。
[作用効果]
本実施形態によれば、前述した第2実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
延出部33を更に設けたので、延出部33が貯留槽20内部の粉粒体に突き刺さり、略固化するのを抑制する。これにより、粉粒体の受け板30Bへの落下がスムーズになり、粉粒体の分配量をより正確に調節できる。
<第4実施形態>
図10は、本発明の第4実施形態に係る分配装置10Cの概略構成図である。本実施形態は、遮断部90が設けられている点において第2実施形態と異なる。
即ち、分配装置10Cは遮断部90を更に備え、この遮断部90は受けドラム40Cへの粉粒体の落下を所定時間遮断する。具体的には、遮断部90はT字型の遮断部本体91を有し、この遮断部本体91は平面部分が水平となるように延出部532に設けられている。本実施形態では、遮断部本体91が延出部532の先端に彗部533と一体化して設けられているが、特に限定されない。
図11は、遮断部90による遮断状態を示す図である。ピストン531が稼動すると、延出部532が水平方向に進行し、つれて遮断部本体91が進行して集約部85の小開口を閉塞する(図11(A))。更に延出部532が水平方向に進行すると、受けドラム40C上に堆積した粉粒体が彗部533によって下方に振り落とされる。この間、遮断部本体91は集約部85の小開口を閉塞し続け、受け板30からの粉粒体は集約部85でせき止められて、受けドラム40C上には落下しない(図11(B))。次に、延出部532が水平方向に戻ると、やがて小開口が開き始め、遮断部本体91上に堆積した粉粒体とともに受け板30からの粉粒体が受けドラム40C上に落下する。この動きを反復することで、一定時間ごとに粉粒体を採取することになる。
[作用効果]
本実施形態によれば、前述した第2実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
遮断部90を設けたので、受け板30から受けドラム40への粉粒体の落下が所定時間遮断される。これにより、受けドラム40上の粉粒体量が所定時間一定となるため、正確な測定値が得られる。よって、分配量を更に正確に調節できる。
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
本発明の第1実施形態に係る分配装置の概略構成図である。 前記実施形態に係る分配装置を構成する測定手段の使用状態を示す図である。 前記実施形態に係る分配装置を構成する制御手段による増減手段の駆動制御の一例を示すタイミングチャートである。 前記実施形態に係る分配装置を構成する制御手段による増減手段の駆動制御の別の例を示すタイミングチャートである。 本発明の第2実施形態に係る分配装置の概略構成図である。 前記実施形態に係る分配装置を構成する測定手段の使用状態を示す図である。 本発明の第3実施形態に係る分配装置の概略構成図である 図7のVIII−VIII線断面図である。 従来例に係る分配装置で発生する現象を示す図である。 本発明の第4実施形態に係る分配装置の概略構成図である。 前記実施形態に係る分配装置を構成する遮断手段による遮断状態を示す図である。 従来例に係る分配装置の概略構成図である。
符号の説明
10、10A、10B、10C 分配装置
20 貯留槽
25 導出部
30 受け板
33 延出部
40、40A、40B、40C 受けドラム
50 測定部(測定手段)
60 増減部(増減手段)
61 回転モータ(運動手段)
63 回転軸(運動手段)
64 偏心カム(運動手段)
65 軸受(運動手段)
70 制御部(制御手段)
80 フィルタ
85 集約部
90 遮断部(遮断手段)

Claims (7)

  1. 粉粒体を分配する分配装置であって、
    粉粒体を貯留し、下部に設けられた導出部から粉流体が導出される貯留槽と、
    前記導出部の下方に所定間隔をあけて配置された受け板と、
    前記受け板の下方に配置され、前記受け板から落下する粉粒体を受ける受けドラムと、
    前記受けドラムに堆積される粉粒体を一定時間ごとに測定し採取する測定手段と、を備える分配装置。
  2. 請求項1記載の分配装置において、
    前記貯留槽から前記受け板への粉粒体の落下量を増減可能な増減手段と、
    前記測定手段による測定値に基づいて、前記増減手段を制御する制御手段と、を更に備える分配装置。
  3. 請求項2記載の分配装置において、
    前記増減手段は、前記貯留槽及び前記受け板を水平方向に運動させる運動手段を有し、
    前記制御手段は、前記測定値に基づいて前記運動の速度を変動制御する運動速度制御手段を有する分配装置。
  4. 請求項1から3いずれか記載の分配装置において、
    前記受け板と前記受けドラムとの間に配置され、大開口が前記受け板の下方に、小開口が前記受けドラムの上方に位置する漏斗状の集約部を更に備える分配装置。
  5. 請求項4記載の分配装置において、
    前記受け板及び前記集約部の間に介在するフィルタを更に備える分配装置。
  6. 請求項1から5いずれか記載の分配装置において、
    前記受け板は、前記導出部の内部まで延出する延出部を有する分配装置。
  7. 請求項1から6いずれか記載の分配装置において、
    前記受け板から前記受けドラムへの粉粒体の落下を所定時間遮断する遮断手段を更に備える分配装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102009052989A1 (de) 2009-01-29 2010-08-05 Murakami Corp. Spiegel für ein Kraftfahrzeug

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