JP2009263051A - ロータリーバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】サイドプレートの外周面とケーシングの内周面との間のクリアランス等に侵入したフィルム状物質等の被供給物がローターのブレーキとして作用したり、侵入した被供給物によって異音や振動が発生する可能性を低減し、安定した状態で連続運転を維持することのできるロータリーバルブを提供する。
【解決手段】供給部２ａと、排出部２ｂと、胴部２ｃとを備えた円筒状のケーシング２と、ケーシングの両端の開口を覆う２枚のカバー５と、ケーシングの胴部内に設けられる回転軸３と、回転軸に固定された複数の回転羽根４を有するローターとを備えるロータリーバルブ１に、ケーシングの供給部２ａ側内周面（対向面）２ｄと、該内周面と相対向するローターの一部との間隙への被供給物の侵入を、被供給物の侵入方向Ｍと反対方向の気体流れＰにより阻止する被供給物侵入阻止手段７等を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリーバルブに関し、特に、フィルム状物質、ペレット状物質等のハンドリングに使用されるロータリーバルブに関する。

従来、粉粒体のハンドリングに使用されているロータリーバルブのローターの構造を大別すると、サイドプレート（サイドウォールともいう）のない開放形のオープン形ローターと、サイドプレートを有するポケット形ローターに分けられる。

図４は、オープン形ローターを備えた従来のロータリーバルブの一例を示し、このロータリーバルブ２０は、供給部２１ａと、排出部２１ｂと、胴部２１ｃとを備えた円筒状のケーシング２１と、このケーシング２１の両側面の開口を覆うための２枚の円板状のサイドカバー２４と、ケーシング２１の胴部２１ｃ内に水平方向に延設された回転軸２２と、この回転軸２２に固定された複数の回転羽根２３とを備え、回転羽根２３の先端がケーシング２１の胴部２１ｃの内周面に摺接又は近接しながら回転する。

一方、図５は、ポケット形ローターを備えた従来のロータリーバルブの一例を示し、このロータリーバルブ３０は、供給部３１ａと、排出部３１ｂと、胴部３１ｃとを備えた円筒状のケーシング３１と、ケーシング３１の両側面の開口を覆うための２枚の円板状のサイドカバー３４と、ケーシング３１の胴部３１ｃ内の回転軸３２に固定された複数の回転羽根３３と、これら複数の回転羽根３３と一体に形成されるとともに、サイドカバー３４と相対向する位置にある２枚の円板状のサイドプレート３５とを備え、回転羽根３３の先端がケーシング３１の胴部３１ｃの内周面に摺接又は近接しながら回転する。

そして、図４のオープン形ローターを備えたロータリーバルブ２０は、円周方向（回転羽根２３の先端とケーシング２１の胴部２１ｃの内周面との間）と、両サイド（回転羽根２３の側面とサイドカバー２４の内表面との間）とでシールを行い、図５のポケット形ローターを備えたロータリーバルブ３０は、円周方向（回転羽根３３の先端とケーシング３１の胴部３１ｃの内周面との間）でシールを行う構造となっている。

上記従来の両ロータリーバルブ２０、３０の特徴には各々一長一短があり、両者の使い分けは、粉粒体の物性と、使用条件等で選択される。

しかし、ポケット形ローターを備えたロータリーバルブ３０の場合には、一般的には、図５（ｃ）に示すように、サイドプレート３５が同一面内をエンドレスに回転するため、サイドプレート３５の外周面３５ａと、ケーシング３１の内周面の一部であって外周面３５ａに相対向する部分（以下「対向面」という）３１ｄとの間のクリアランスに侵入した粉粒体が逃げられず、圧密されてローターのブレーキとなったり、融点の比較的低い粉粒体の場合には、摩擦熱によって粉粒体が上記クリアランスの中に溶け込んで、製品ではないフィルム状の樹脂を造成したり、異音や振動を発生させる等の問題が発生するケースが多い。

そこで、上記問題を解決するため、本出願人は、特許文献１において、ケーシングの内周面とサイドプレートの外周面との間のクリアランスに侵入した粉粒体がローターのブレーキとして作用したり、侵入した粉粒体によって異音や振動が発生することがなく、安定した連続運転を確保できるロータリーバルブを提案した。

このロータリーバルブは、図６乃至８に示すように、ケーシング４６の胴部内に収容される回転軸４２に固定された複数の回転羽根４３と、これらの回転羽根４３と一体に形成されたサイドプレート４５とを備え、サイドプレート４５の外周面４５ａに、内側寄り凹部４５ｂと、外側寄り凹部４５ｃが交互に形成されている。隣接する凹部４５ｂ、４５ｃの間には、回転軸４２と平行に延在する直線状の部分４５ｄが延在する。

このように構成することにより、図８に示すように、サイドプレート４５の外周面４５ａと、ケーシング４６の内周面の一部であって外周面４５ａに相対向する対向面４６ａが断続的となり、外周面４５ａと対向面４６ａとの間のクリアランスに侵入した粉粒体が、従来より容易にこのクリアランスから逃げることができる。そのため、前記クリアランスに侵入した粉粒体がローターのブレーキとして作用したり、この粉粒体によって異音や振動が発生する可能性を従来より低減することができ、従来より安定した状態でロータリーバルブの連続運転を確保することができる。

一方、本出願人らは、特許文献２において、サイドプレートとサイドカバーとの間のクリアランスに粉粒体が侵入するのを防止し、このクリアランスに侵入した粉粒体によって回転軸が損傷したり、回転羽根が回転不能となることがなく、安定した連続運転を確保できるロータリーバルブを提案した。

このロータリーバルブは、図９に示すように、ケーシング５６の胴部内に収容される回転軸（不図示）に固定された複数の回転羽根５３と、これらの回転羽根５３と一体に形成されたサイドプレート５５とを備え、サイドプレート５５の外周面５５ａに、ローターの回転方向に溝５７が延設され、ケーシング５６及びサイドカバー５４に気体供給流路５８が設けられる。

このように構成することにより、図示しないポンプを作動させ、気体供給流路５８を介して溝５７に気体を供給して黒塗り矢印方向の気体流れを生じさせ、サイドプレート５５とサイドカバー５４との間のクリアランスに粉粒体が侵入するのを阻止し、このクリアランスに侵入した粉粒体によって回転軸が損傷したり、回転羽根が回転不能となることがなく、安定した連続運転を確保することができる。

特開２００１−２２５９５６号公報 特許第３９８９９９３号公報

しかし、上記特許文献１で提案したロータリーバルブにおいては、図７（ａ）に明示されるように、サイドプレート４５に形成した凹部４５ｂ、４５ｃの境目に、幅は狭いものの、依然として直線状の部分４５ｄが複数存在するため、この直線状の部分４５ｄと、図８に示したケーシング４６の対向面４６ａとの間のクリアランスに侵入した粉粒体が逃げにくく、圧密されてローターのブレーキとなったり、融点の比較的低い粉粒体の場合には、摩擦熱によって粉粒体が上記クリアランスの中に溶け込んで、製品ではないフィルム状の樹脂を造成したり、異音や振動を発生させる等の問題が発生する虞があった。特に、フィルム状物質、ペレット状物質等のハンドリングを行う場合には、フィルム状物質等が上記クリアランスに特に侵入し易く、上記不具合がより生じ易くなる。

また、上記特許文献２に記載のロータリーバルブの場合には、図９に示すように、サイドプレート５５とサイドカバー５４とで形成されるクリアランスへの被供給物の侵入を防止することはできるものの、外周面５５ａの上記気体流れが生じない面５５ｂと対向面５６ａとの間のクリアランスには、依然として被供給物が侵入して上記不具合が生じる虞があった。

そこで、本発明は、上記従来のロータリーバルブにおける問題点に鑑みてなされたものであって、サイドプレートの外周面とケーシングの内周面との間のクリアランス等に侵入したフィルム状物質等の被供給物がローターのブレーキとして作用したり、侵入した被供給物によって異音や振動が発生する可能性をさらに低減し、より安定した状態で連続運転を維持することのできるロータリーバルブを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、ロータリーバルブであって、供給部と、排出部と、胴部とを備えた円筒状のケーシングと、該ケーシングの両端の開口を覆う２枚のカバーと、前記ケーシングの胴部内に設けられる回転軸と、該回転軸に固定された複数の回転羽根を有するローターとを備えるロータリーバルブにおいて、前記ケーシングの供給部側内周面と、該内周面と相対向する前記ローターの一部との間隙への被供給物の侵入を、該被供給物の侵入方向と反対方向の気体流れにより阻止する被供給物侵入阻止手段を備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、被供給物侵入阻止手段によって、ケーシングの供給部側内周面と、この内周面と相対向するローターの一部との間隙への被供給物の侵入を防止することができ、特にフィルム状物質等の被供給物がローターのブレーキとして作用したり、この被供給物によって異音や振動が発生する可能性をさらに低減し、より安定した状態で連続運転を維持することができる。

前記ロータリーバルブにおいて、前記複数の回転羽根と一体に形成されるとともに、前記カバーに相対向する２枚の円板状のサイドプレートとを備え、前記被供給物侵入阻止手段によって、前記ケーシングの供給部側内周面と、該内周面と相対向する前記サイドプレートの外周面との間隙への被供給物の侵入を、該被供給物の侵入方向と反対方向の気体流れにより阻止することができる。これにより、ポケット型ローターを備えたロータリーバルブについても、ケーシングの供給部側内周面と、この内周面と相対向するサイドプレートとの間隙への被供給物の侵入を防止することができ、被供給物がローターのブレーキとして作用したり、侵入した被供給物によって異音や振動が発生する可能性をさらに低減し、より安定した状態で連続運転を維持することができる。

前記ロータリーバルブにおいて、前記被供給物侵入阻止手段を、前記ケーシングの前記供給部側内周面に、前記被供給物の侵入方向と反対方向に開口する溝を備え、該ロータリーバルブの前後段に配置される装置内の気圧差により、前記被供給物の侵入を阻止する気体流れを生じさせるように構成することができる。これにより、簡単な構成で、上記粉粒体の侵入を阻止することができるとともに、ロータリーバルブの外部から気体を供給する必要がないため、運転コストの増加を招くことがない。

前記ロータリーバルブにおいて、前記被供給物侵入阻止手段を、前記ケーシングの前記供給部側内周面に、前記被供給物の侵入方向と反対方向に開口する溝と、前記ケーシング又は前記カバーに設けられ、該溝と連通する気体供給口と、該気体供給口に気体を供給する気体供給手段とを有するように構成し、該気体供給手段から供給される気体により前記被供給物の侵入を阻止する気体流れを生じさせることができる。これにより、ロータリーバルブの前後段に配置される装置内の気圧差に左右されることなく上記粉粒体の侵入を阻止することができる。

以上のように、本発明によれば、サイドプレートの外周面とケーシングの内周面との間のクリアランス等に侵入したフィルム状物質等の被供給物がローターのブレーキとして作用したり、侵入した被供給物によって異音や振動が発生する可能性をさらに低減し、より安定した状態でロータリーバルブの連続運転を維持することができる。

次に、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。

図１は、本発明にかかるロータリーバルブの第１の実施形態を示し、このロータリーバルブ１は、大別して、供給部２ａと、排出部２ｂと、胴部２ｃとを備えた円筒状のケーシング２と、ケーシング２の両側面の開口を覆うための２枚の円板状のサイドカバー５と、ケーシング２の胴部２ｃ内の回転軸３に固定された複数の回転羽根４と、これら複数の回転羽根４と一体に形成されるとともに、サイドカバー５と相対向する位置にある２枚の円板状のサイドプレート６等を備え、回転羽根４の先端がケーシング２の胴部２ｃの内周面に摺接又は近接しながら回転する。

このロータリーバルブ１の上方にはホッパ９が配置され、ロータリーバルブ１の下方には次工程へ被供給物を搬送するためのシュート１０が配置され、ホッパ９内は大気圧に、シュート１０内は正圧となっている。

ロータリーバルブ１の回転軸３、回転羽根４及びサイドプレート６は、図５に示したロータリーバルブ３０の回転軸３２、回転羽根３３及びサイドプレート３５と同様に構成されている。

ケーシング２は、図２に明示するように、サイドプレート６の外周面６ａに対向する面（以下「対向面」という）２ｄの供給部２ａ側に溝７を備え、溝７は、図１（ａ）に示すように、極細の三日月形状に形成される。この溝７を有するのが本発明にかかるロータリーバルブ１の特徴である。

上記構成により、ホッパ９内は大気圧に、シュート１０内は正圧となっているため、図２に示すように、ロータリーバルブ１のサイドカバー５とサイドプレート６の隙間には矢印Ｆ方向に空気が流れ、この空気は、溝７を矢印Ｐ方向に流れて供給部２ａへ、さらに上方のホッパ９へと流れる。この空気流れにより、サイドプレート６の外周面６ａと、ケーシング２の対向面２ｄとの間のクリアランスに被供給物が矢印Ｍ方向に侵入しようとしても、侵入することができず、被供給物が前記クリアランスに圧密されてローターのブレーキとなったりすることがなく、安定した状態でロータリーバルブ１の連続運転を確保することができる。被供給物として、特に、扁平状又は偏厚状のフィルム状物質や、ペレット状、フレーク状、チップ状の粒体等が上記クリアランスに特に侵入し易く、不具合がより生じ易くなるが、融点の比較的低い粉粒体についても、摩擦熱によって粉粒体が上記クリアランスの中に溶け込んで、製品ではないフィルム状の樹脂を造成したりするので、本発明は、これらすべての物質に対して効果がある。

尚、本実施の形態においては、このロータリーバルブ１の上方に位置する装置内が大気圧で、ロータリーバルブ１の下方に位置する装置内が正圧の場合について説明したが、ロータリーバルブ１の上方に位置する装置内の圧力がロータリーバルブ１の下方に位置する装置内の圧力より低く、図２に示すように矢印Ｆ方向のガス流れが生ずる環境下であれば、上記ロータリーバルブ１の構成によって同様の効果を奏する。

また、本実施の形態においては、ポケット形ローターを備えたロータリーバルブについて説明したが、これに限らず、オープン形ローターを備えたロータリーバルブについても本発明を適用することができる。さらに、溝７の形状は、図１及び図２に示したものに限定されず、上記矢印Ｐ方向の気体流れ（被供給物の侵入方向Ｍと反対方向）を生じさせることができれば、いかなる横断面及び縦断面を有するものであってもよい。

次に、本発明にかかるロータリーバルブの第２の実施形態について、図３を参照しながら説明する。尚、図３に示したロータリーバルブ１１において、上記ロータリーバルブ１と同様の構成要素については、同一の符号を付して詳細説明を省略する。

このロータリーバルブ１１は、ケーシング２の対向面２ｄの供給部２ａ側に形成された溝７に空気を供給するための空気供給口１２を備える点がロータリーバルブ１と異なる。この空気供給口１２は、図示しないホースを介してポンプ（不図示）に接続される。

上記構成により、ポンプを運転してホースを介して空気供給口１２より溝７に矢印Ｐ方向の空気流れを形成することができ、この空気流れにより、サイドプレート６の外周面６ａと、ケーシング２の対向面２ｄとの間のクリアランスに被供給物が矢印Ｍ方向に侵入しようとしても、侵入することができず、フィルム状物質等の被供給物が前記クリアランスに圧密されてローターのブレーキとなったりすることがなく、安定した状態でロータリーバルブ１１の連続運転を確保することができる。

本実施の形態では、強制的に溝７に矢印Ｐ方向の空気流れを形成しているため、ロータリーバルブ１１の上方に位置する装置内の圧力がロータリーバルブ１１の下方に位置する装置内の圧力より高い場合や、両装置内の圧力が同等の場合であっても、サイドプレート６の外周面６ａと、ケーシング２の対向面２ｄとの間に被供給物が侵入することを阻止することができる。

尚、本実施の形態においては、サイドカバー５に空気供給口１２を穿設した場合について説明したが、ケーシング２に空気供給口１２を穿設して、溝７を矢印Ｐ方向に空気を流すようにしてもよい。

また、本実施の形態についても、ポケット形ローターに限らず、オープン形ローターを
備えたロータリーバルブに適用可能であり、溝７の横断面及び縦断面形状についても図示のものに限定されない。

本発明にかかるロータリーバルブの第１の実施形態を示し、（ａ）は回転軸の軸線に対して垂直な面で切断した場合の断面図、（ｂ）は回転軸を含む縦断面で切断した場合の断面図である。 図１（ｂ）のＡ部拡大図である。 本発明にかかるロータリーバルブの第２の実施形態を示し、（ａ）は回転軸の軸線に対して垂直な面で切断した場合の断面図、（ｂ）は回転軸を含む縦断面で切断した場合の断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部拡大図である。 従来のオープン形ローターを備えたロータリーバルブの一例を示す図であって、（ａ）は回転軸の軸線に対して垂直な面で切断した場合の断面図、（ｂ）は回転軸を含む縦断面で切断した場合の断面図である。 従来のポケット形ローターを備えたロータリーバルブの一例を示す図であって、（ａ）は回転軸の軸線に対して垂直な面で切断した場合の断面図、（ｂ）は回転軸を含む縦断面で切断した場合の断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ部拡大図である。 特許文献１に記載のロータリーバルブに使用するローターの一例を示す斜視図である。 図７のローターを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図７のロータリーバルブのサイドプレートの外周面近傍を示す拡大断面図である。 特許文献２に記載のロータリーバルブであって、サイドプレートの外周面近傍を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ ロータリーバルブ
２ ケーシング
２ａ 供給部
２ｂ 排出部
２ｃ 胴部
２ｄ 対向面
３ 回転軸
４ 回転羽根
５ サイドカバー
６ サイドプレート
６ａ 外周面
７ 溝
９ ホッパ
１０ シュート
１１ ロータリーバルブ
１２ 空気供給口

Claims (4)

1. 供給部と、排出部と、胴部とを備えた円筒状のケーシングと、
   該ケーシングの両端の開口を覆う２枚のカバーと、
   前記ケーシングの胴部内に設けられる回転軸と、該回転軸に固定された複数の回転羽根を有するローターとを備えるロータリーバルブにおいて、
   前記ケーシングの供給部側内周面と、該内周面と相対向する前記ローターの一部との間隙への被供給物の侵入を、該被供給物の侵入方向と反対方向の気体流れにより阻止する被供給物侵入阻止手段を備えることを特徴とするロータリーバルブ。
2. 前記複数の回転羽根と一体に形成されるとともに、前記カバーに相対向する２枚の円板状のサイドプレートとを備え、
   前記被供給物侵入阻止手段によって、前記ケーシングの供給部側内周面と、該内周面と相対向する前記サイドプレートの外周面との間隙への被供給物の侵入を、該被供給物の侵入方向と反対方向の気体流れにより阻止することを特徴とする請求項１に記載のロータリーバルブ。
3. 前記被供給物侵入阻止手段は、前記ケーシングの前記供給部側内周面に、前記被供給物の侵入方向と反対方向に開口する溝を備え、
   該ロータリーバルブの前後段に配置される装置内の気圧差により、前記被供給物の侵入を阻止する気体流れを生じさせることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリーバルブ。
4. 前記被供給物侵入阻止手段は、前記ケーシングの前記供給部側内周面に、前記被供給物の侵入方向と反対方向に開口する溝と、
   前記ケーシング又は前記カバーに設けられ、該溝と連通する気体供給口と、
   該気体供給口に気体を供給する気体供給手段とを備え、
   該気体供給手段から供給される気体により前記被供給物の侵入を阻止する気体流れを生じさせることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリーバルブ。

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