JP2009107844A - 排出を制御するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動ドラムからの物質の排出を制御する。
【解決手段】振動装置２０は、入口端２４と出口端２６がある面と、この面に結合され、物質をこの面に沿って移動させるための振動発生器６０とを備えている。この装置は、バリアと、該バリアの一側に配置される中実のゲートとを備え、バリアは、上述の面に結合され、内部を貫通する複数の開口を有し、当該バリアの上流側から下流側へ流れる物質の通過を制御するようになっている。中実のゲートは、複数の開口の第一の部分が閉塞される第一の位置と、複数の開口部の第二の部分が閉塞される第一の部分とは異なる第二の位置との間をバリアに対して移動可能となっている。このような装置の動作方法も提供されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動装置からの物質の排出を制御するための方法および装置に関するものであり、さらに詳細には振動ドラムからの物質の排出を制御するための方法および装置に関するものである。

本発明のある態様によれば、振動装置は、入口端および出口端を有している面と、この面に結合され、物質をこの面に沿って移動させるための振動発生器とを備えている。また、かかる装置はバリアをさらに備えており、このバリアは、面に結合され、それを貫通する複数の開口部を有し、これによりバリアの上流側から下流側へ流れる物質の通過を制御するように構成されている。さらに、かかる装置は、バリアの一側に配置される中実のゲートを備えており、この中実のゲートは、複数の開口部の第一の部分が閉塞される第一の位置と、複数の開口部の第二の部分が閉塞される第二の位置との間をバリアに対して移動可能となっており、第一の部分は第二の部分と異なっている。

本発明の他の態様に従って、振動装置を操作する方法が提供されている。この装置は、入口端および出口端を有するコンテナと、このコンテナに結合され、物質をこのコンテナを通して入口端と出口端との間を移動させるための振動発生器と、バリアとを備えており、該バリアは、上述の面に結合され、内部を貫通する複数の開口部を有し、これによりバリアの上流側から下流側へ流れる物質の通過を制御するようになっている。かかる方法は、複数の開口部の第一の部分が閉塞される第一の位置にてバリアの一側に中実のゲートを配置することと、複数の開口部の第二の部分が閉塞される第二の位置へ中実のゲートを移動させることとを含んでおり、第一の部分が第二の部分と異なっており、中実のゲートが第一の位置と第二の位置との間で移動することによりコンテナ内の物質の層厚が変わるようになっている。

以下、本発明のさまざまな実施形態の詳細な説明が記載されているものの、いうまでもなく、本発明の法的範疇は、本明細書に添付された特許請求の範囲の記載により規定される。したがって、詳細な説明は、例示のみを意図したものであると解釈されるべきであり、本発明のすべての実施形態を記載することを意図したものではない。というのは、すべての可能な実施形態の記載は不可能でないとしても現実的ではないからである。現在の技術または本願出願日後に開発される技術を用いてさまざまな他の実施形態を実施可能であるが、これらもまた、本発明を規定する特許請求の範囲の範疇に含まれるものとする。

また、いうまでもなく、この明細書において、「本明細書では、用語「＿＿」は、…を意味するものとする。」という文章またはそれと同等の文章を用いて用語が明示的に規定されない限り、その用語の意味が、その明白なまたは通常の意味を越えて明示的にまたは暗示的に限定されることはない。このような用語は、（特許請求の範囲の記載以外の）本明細書のいかなる部分におけるいかなる記載に基づくものであっても、その範疇が限定されて解釈されるべきではない。本明細書に添付の特許請求の範囲に記載されている用語が、単一の意味において矛盾が生じないように本明細書において記載されているが、これは、読者を混乱させないことのみを意図したものであって、その用語を、その単一の意味に暗示的にまたはその他の方法で限定することを意図したものではない。最後に、クレーム要素が構造を説明することなく用語「手段」および機能を記載することによって定義されたものでない限り、米国特許法第１１２章第６項の適用に基づく特許要素の範囲の解釈を意図したものではない。

ここで、図１を参照すると、装置２０が円筒状のドラムまたはコンテナ２２を備えている。コンテナ２２は、入口端２４と、この入口端２４に対して反対側にある軸方向に沿って離隔された出口端２６とを有している。図２から分かるように、コンテナ２２は、略水平方向に延びている長手方向軸線３０（図２では点として示され、図１および図３では線として示されている）を中心として湾曲した内面２８を有している。

コンテナ２２は、基盤４６の上方に弾性的に支持されるように、複数の弾性部材またはバネ４０，４２，４４に取り付けられている。バネ４０が一方側において基盤４６からコンテナ２２を隔てさせ、バネ４２が他方側において基盤４６からコンテナ２２を隔てさせている。バネ４０，４２は、たとえば鋼製の支柱５０，５２（図１）および鋼製の支持構造物５４（図２及び図３）により、基盤４６から間隔をおいて設置されうる。

また、装置２０は振動発生器６０をさらに備えている。振動発生器の例示的な実施形態が以下に説明されているが、いうまでもなく他の発生器を同様に用いてもよい。たとえば、他の発生器は、モータを装置上に取り付ける代わりに静止した支持構造物上に取り付けてもよい。しかしながら、これらのモータは、装置上に取り付けられている偏心錘に結合され、それらを回転駆動するようになっていてよい。

図１及び図２をさらに参照すると、振動発生器６０は、バネ４０に架かる梁６２を有してよい。梁６２は、入口端２４および出口端２６に又はそれらの近傍にそれぞれ対応して配置される揺動脚アセンブリ６４，６６によってコンテナ２２に結合されている。また、梁６２は（複数個の）バネ４４によってコンテナ２２に接続され、これらバネ４４は梁６２のうち揺動脚アセンブリ６４，６６の間にかけて設けられている。このように、コンテナ２２は、振動発生器６０が発生する起振力に応じて、揺動脚アセンブリ６４，６６及びバネ４４以外には制限されることなく、自由に運動することができる。さらに、振動発生器６０は、梁６２の両側に取り付けられる一対の偏心荷重モータを備えうる。そのうちの一つが図１で参照符号６８により示されている。

振動発生器６０により発生される起振力は、図２の両頭矢印８０により概略的に表されている。明らかなように、起振力８０は直線状の軌道に沿った方向に向けられており、該直線状の軌道は（ｉ）上記略水平方向に延びている長手方向軸３０から変位しているとともに、（ｉｉ）コンテナ２２の重心からも変位している。さらに明らかなように、複数の弾性部材４０，４２，４４には、振動発生器６０が発生する起振力８０に応じて自由に振動するようにコンテナ２２が搭載されている。

起振力８０によって、対象物がコンテナ２２内で移動する。コンテナ２２内の対象物は、概して、コンテナ２２の湾曲した内面２８に沿った回転運動における上昇軌道及び落下軌道を描きながら移動するようになっている。この回転運動により、対象物が、コンテナ２２の投入側端部２４から排出側端部２６に向かって水平方向に延びている長手方向軸線３０の方向に移送されるようになっている。

対象物の上記軸線３０に沿った移動を容易なものとするために、コンテナ２２は、略水平方向に延びている長手方向軸線３０が入口端２４から出口端２６に向かって実際には下方に傾斜するようにして取り付けられてよい。コンテナ２２の下方への傾斜により、対象物が、入口端２４から出口端２６に向けて部分的に重力によって移送されることになる。しかしながら、いうまでもなくこの傾斜が、本発明のすべての実施形態において必要なわけではない。

たとえば図２から明らかなように、コンテナ２２は、一対の外方に向かって延びるアーム９０，９２を有してよい。これらのアーム９０，９２の各々は、例えばコンテナ２２における振動発生器６０とは反対側に設けた錘９４（図２参照）のように、一体的に結合されたバラスト錘を有していてよい。バラスト錘は起振力８０の発生を補助し、起振力８０は、たとえばバラスト錘の配置およびサイズを変更することにより変更されるようになっていてよい。

ここで図２及び図４を参照すると、バリア１００がコンテナ２２と結合されていることが分かる。図５に示されているように、バリア１００はコンテナ２２の出口端２６で結合されていてもよい。しかしながら、本発明によれば、バリア１００は、入口端２４から離隔した任意の位置で、たとえば入口端２２と出口端２６との間におけるコンテナ２２の長手方向軸線３０に沿ったある位置でコンテナ２２と結合されてよい。さらに、バリア１００が出口端２６に配置されているが、このことは、装置２０から物質が排出されるまさにその位置にバリア１００を配置することが必要とされるわけではない。たとえば、図５に示されているように、排出シュートまたは排出キャップ１０２が、バリア１００から下流側に配置され、コンテナ２２から排出された物質をたとえば導管１０６により形成される通路１０４を通して排出するようになっていてよい。

図５に最も分かり易く示されているように、バリア１００は、コンテナ２２の壁の内面２８により形成されるチャンバ１１２の内周よりも大きな外周１１０を有してよい。このことにより、コンテナ２２に接合されたフランジ１１８の開口１１６とバリア１００の外周１１０近くの開口１２０とにボルトの如き締結部材１１４を通すことによってバリア１００をコンテナ２２に結合することが可能となる。図５から明らかなように、シュートまたはキャップ１０２を同様の方法でコンテナ２２に取り付けるために、締結部材１１４を用いてもよい。

バリア１００は、図示されているような円板の形を有してよく、物質がバリア１００の周りを通過できないようにチャンバ１１２を完全に閉塞するようになっている。いうまでもなく、これは本発明の一つの実施形態にすぎない。バリア１００は、バリア１００がコンテナ２２に結合されている位置においてチャンバを完全に閉塞する必要はない。それに代えて、本発明によれば、バリア１００がチャンバ１１２を少なくとも部分的に閉塞するようになっていればよい。

バリア１００には、それを貫通して複数の開口１４０が配置されている。したがって、物質は、バリア１００の周りを通過できないが、バリア１００を通り抜けることが依然として可能となっている。図示されているように、複数の開口１４０は、バリア１００の半円領域１４４上にバリアの中心から延びる放射線に沿って配置されている細長いスロット１４２の形態をとっている。

いうまでもなく、開口１４０の形状および配置は、図４に示されたものに限定されない。たとえば、細長いスロットの代わりに、円状または楕円状の開口部が用いられてもよい。さらにいえば、これらの開口部はより複雑な形状（たとえば十字形状など）または不規則な形状を有していてもよい。また、開口のサイズが変更されてもよい。さらに、開口部１４０が互いに規則的な空間的配置および一定の間隔を有している均一な配置が示されているが、このような均一性が本発明のすべての実施形態において必要なわけではない。空間的配置および間隔が変更されてもよい。

さらに、開口のサイズおよび形状、それらの空間的配置ならびにそれらの間隔が変更されてもよいが、この変更は、複数の開口１４０の全体に対するものである必要がない。それに代えて、複数の開口１４０のある領域または部分が他の領域または部分に対して変更されてもよい。そのため、第一の領域はある断面積を有した細長いスロットを備え、第二の領域がスロットよりも小さな断面積を有した円形状の開口を備え、第三の領域がスロットと円形状の開口の総断面積よりも大きな断面積を有した単一の開口を備えていてよい。

したがって、バリア１００の開口１４０により、バリア１００の一側１５０からバリア１００の他側へ流れる物質を制御する通路を実現することが可能となる。すなわち、ある断面積を有した物質だけが開口１４０を通り抜けられるようになっていてもよい。しかしながら、本発明は、バリア１００の一側１５０から他側１５２へ流れる物質の通路を制御するためのさらなる構造体、ゲート１６０を有している。

図４および図５に示されているように、ゲート１６０は、バリア１００と結合されている半円板のことである。具体的にいえば、バリア１００は開口１６２を有しており、ゲート１６０は、それと一直線上に並び、ボルトの如き締結部材１６６が差し込まれうる開口１６４を有している。バリア１００とゲート１６０との間をこのように結合することにより、ゲート１６０がバリア１００に対して相対移動可能となっている。詳細にいえば、このように結合することにより、ゲート１６０が締結部材１６６を中心としてバリア１００に対して相対回転可能となっている。

いうまでもなく、図４および図５に記載されているようなバリア１００とゲート１６０との配置は、このような配置の一つの実施形態に過ぎない。これに代えて、バリア１００とゲート１６０の結合に際し、たとえばバリア１００にシャフトを固定し、このシャフト上にゲート１６０をたとえば軸受を介して取り付けてもよい。さらに、ゲート１６０を、バリア１００に直接結合し、以ってバリア１００を介してコンテナ２２に間接的に結合する必要はない。これに代えて、ゲート１６０を、コンテナ２２に直接結合してもよいし、または、バリア１００以外の構造体を介してコンテナ２２に間接的に結合してもよい。

さらに、図示されているゲート１６０のバリア１００に対する相対移動は、用いられうる一つの可能な動作に過ぎない。回転軸を中心とする回転に代えて、ゲートは、バリア１００の面１５２が配置される面と平行な面内をバリア１００に対して平行移動してもよい。このことにより、ゲート１６０は、当該ゲート１６０の回転軸に中心が位置する円の扇形部分でない複数の開口１４４の領域を露出させることが可能となる。他のより複雑な運動も可能であってよい。

図示されているように、ゲート１６０は、少なくとも複数の開口１４０と重なる部分において中実となっている。したがって、物質が、ゲート１６０が重なる複数の開口１４０の部分を通り抜けて流れていくのを著しく制限または阻止することができる。しかしながら、他の実施形態によれば、ゲート１６０は、その全体またはある領域のみにおいて貫通する開口を有していてもよい。したがって、ゲート１６０は、中実部を開口１４０に重ならせたり、ゲート１６０の開口を開口１４０と一直線上に並べたり、または、ゲート１６０の開口を開口１４０と一直線上には並ばせないことにより、開口１４０を流れる物質の通路を制御するために用いられてよい。

さらに図示されているように、ゲート１６０は、コンテナ２２（または、直接的にバリア１００）に結合され、複数の開口１４０の第一の部分を閉塞する第一の位置から、ゲート１６０が複数の開口部１４０の第二の部分を閉塞する第二の位置へのゲート１６０の移動を制限するようになっていてもよい。具体的にいえば、ゲート１６０は、ケート１６０の現在位置からの移動を制限するための他の構造体を受け入れうるスロットの形態をとる一または複数の開口１８０を有している。たとえば、ボルトの形態をとる一または複数の締結部材１９０がバリア１００の外周に配置されるようになっており、これらの締結部材１９０が開口１８０に差し込まれるようになっていてよい。したがって、ゲート１６０は、締結部材１９０を用いた開口１８０の位置合わせにより決まる複数の位置に保持されるようになっていてよい。

あるいは、図２に示されているように、アクチュエータ２００がゲート１６０と結合されてもよい。たとえば、アクチュエータ２００は、バリア１００に対して一連の位置に沿ってゲート１６０を移動させる液圧式または気圧式のアクチュエータであってよく、バリア１００、とくに開口１４０に対するゲート１６０の移動を制限するように適所に維持されるようになっていてよい。あるいは、適切なアクチュエータ２００を提供するために、カムまたは歯車の如き他の機械的デバイスが電気モータと共に用いられてもよい。

さらに、アクチュエータ２００がコントローラまたは制御システム２２０と結合されるようになっていてよい。このコントローラ２２０は、アクチュエータ２００の特性に応じて選択されてよい。たとえば、気圧式のアクチュエータ２００を弁の形態をとるコントローラ２２０と結合し、この弁を手動で操作し、気圧式のアクチュエータ２００を移動させ、これによりゲート１６０を移動させるようになっていてよい。これに代えて、電気機械弁をプログラム可能なコントローラと共に用いて制御システム２２０を構成し、この制御システム２２０をコンテナ２２に配置された流量センサにさらに結合してオートメーションを可能としてもよい。また、可能な代替え案が他にもありうる。

本発明には複数の利点がありうる。そのうちの一または複数の利点が本発明にかかる個々の実施形態に存在しうると考えられる。一例としては、コンテナ２２内で層厚をある一定の値に維持する上で十分に足りる物質を保持するように、振動式の製粉機として用いているコンテナ２２内の流れを制御するため、バリア１００およびゲート１６０を用いることが可能である。次いで、この層厚は粉砕効率に効果を与えうる。

排出シュートが取り除かれた状態の、本発明にかかる微粒子物質を取り除くための装置を示す正面図である。 入口端から装置を見て場合の図１の装置を示す端面図である。 図１の装置を示す背面図である。 図１の装置のバリアおよびゲートを有する排出デバイスを示す拡大端面図である。 バリア、ゲートおよび排出シュートを示す拡大部分断面図である。

符号の説明

２０ 装置
２２ コンテナ
２４ 入口端
２６ 出口端
２８ 湾曲した内面
３０ 長手方向軸線
４０、４２、４４ バネ（弾性部材）
４６ 基盤
５０、５２ 鋼製の支柱
５４ 鋼製の支持構造物
６０ 振動発生器
６２ 梁
６４，６６ 揺動脚アセンブリ
６８ 偏心荷重モータ
８０ 起振力
９０，９２ アーム
９４ 錘
１００ バリア
１０２ キャップ
１０４ 通路
１０６ 導管
１１０ 外周
１１２ チャンバ
１１４ 締結部材
１１６ 開口
１１８ フランジ
１２０ 開口
１４０ 開口
１４２ 細長いスロット
１４４ 半円領域
１５０ 一側
１５２ 他側
１６０ ゲート
１６２，１６４ 開口
１６６ 締結部材
１８０ 開口
１９０ 締結部材
２００ アクチュエータ
２２０ コントローラ（制御システム）

Claims (15)

1. 排出が制御される振動装置であって、
   入口端および出口端を有する面と、
   前記面に結合され、物質を前記面に沿って移動させるための振動発生器と、
   前記面に結合され、内部を貫通する複数の開口を有することにより上流側から下流側へ流れる物質の通過を制御しているバリアと、
   前記バリアの一側に配置される中実のゲートとを備えており、
   前記ゲートが、前記複数の開口のうちの第一の部分が閉塞される第一の位置と、前記複数の開口のうちの前記第一の部分とは異なる第二の部分が閉塞される第二の位置との間を前記バリアに対して相対移動可能に構成されている、振動装置。
2. 前記バリアがバリアの中心を有し、前記ゲートがゲートの中心を有しており、前記ゲートが前記バリアに対して相対回転可能となるように前記ゲートの中心が前記バリアの中心と一直線上に並んだ状態で前記ゲートが前記バリアに取り付けられている、請求項１に記載の振動装置。
3. 前記バリアが円の少なくとも扇形である形状を有し、前記ゲートが円の少なくとも扇形である形状を有し、前記第一の部分および前記第二の部分が円の扇形状をなしている、請求項２に記載の振動装置。
4. 前記ゲートが前記バリアの下流側に配置されている、請求項３に記載の振動装置。
5. 前記複数の開口が複数の細長いスロットを有し、該細長いスロットが前記バリアの中心から延びる放射線に沿って配置されている、請求項４に記載の振動装置。
6. 前記バリアが前記面の前記出口端と結合されている、請求項１に記載の振動装置。
7. 前記ゲートに結合されて前記第一の位置と前記第二の位置との間で前記ゲートを移動させるアクチュエータと、該アクチュエータに結合されて前記ゲートを前記第一の位置と前記第二の位置との間で移動させるように前記アクチュエータを制御するコントローラとをさらに備えてなる、請求項１に記載の振動装置。
8. 前記アクチュエータが、空気圧式のアクチュエータ、油圧式のアクチュエータまたは機械式のアクチュエータを含んでなる、請求項７に記載の振動装置。
9. 前記面に沿って配置される流量センサをさらに備えており、該流量センサが前記コントローラに結合されて前記アクチュエータの制御を自動化するように構成されてなる、請求項７に記載の振動装置
10. 前記面およびチャンバを形成するドラムをさらに備えている、請求項１に記載の振動装置。
11. 前記バリアが前記ドラムに取り付けられ、物質が前記バリアの周りを通過しないように前記チャンバを完全に閉塞している、請求項１０に記載の振動装置。
12. 前記ドラムに取り付けられて前記ドラムを基盤の上方に弾性的に支持する複数の弾性部材をさらに備えてなる、請求項１０に記載の振動装置
13. 排出が制御されている振動装置の動作方法であって、前記装置が、入口端および出口端を有するコンテナと、 前記コンテナに結合され、物質を前記コンテナを通して前記入口端と前記出口端との間を移動させるための振動発生器と、前記面に結合され、内部を貫通する複数の開口を有することにより上流側から下流側へ流れる物質の通過を制御しているバリアとを備え、前記方法が、
    前記複数の開口のうちの第一の部分が閉塞される第一の位置で前記バリアの一側に中実のゲートを配置することと、
    前記複数の開口のうちの前記第一の部分とは異なる第二の部分が閉塞される第二の位置へ前記中実のゲートを移動させることとを含み、
    前記第一の位置と前記第二の位置との間の前記中実のゲートの移動によって前記コンテナ内の物質の層厚を変化させる、方法。
14. コントローラからの信号に応じて空気圧式に、油圧式にまたは機械式に、前記中実のゲートを前記第一の位置と前記第二の位置との間で移動させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記コンテナ内の物質の流量を検出することと、検出された前記流量に応じて、前記中実のゲートを前記第一の位置と前記第二の位置との間で移動させることとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

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