JP2015101462A - Feeder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリューの回転を利用して、粉体または粒体からなる材料(以下「粉粒体」と称する)を後続の装置へ供給する供給装置に関する。 The present invention relates to a supply device that supplies a material composed of powder or granules (hereinafter referred to as “powder”) to a subsequent apparatus by using rotation of a screw.
従来、スクリューの回転を利用して、粉粒体を後続の装置へ供給する供給装置が知られている。例えば、特許文献1には、円筒形のケーシングの内部にスクリューを収納したスクリューコンベアを有する粉粒体定量供給装置が記載されている(段落0009参照)。特許文献1の粉粒体定量供給装置は、スクリューを回転させることにより、ケーシング内の粉粒体を、排出口側へ搬送する(段落0010参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a supply device that supplies powder particles to a subsequent device using rotation of a screw is known. For example,
この種の供給装置では、円筒形のケーシングから排出される粉粒体の一部が、ケーシングの排出口付近の端面や外周面に付着する場合がある。特に、搬送される粉粒体が、水分を含んだ半固形状の材料である場合、ケーシングへの粉粒体の付着が生じやすい。また、ケーシングの表面に付着した粉粒体は、やがて大きな塊に成長して剥落する。このように、ケーシングに対する粉粒体の付着、成長、剥落が繰り返されることにより、粉粒体の定量供給の精度が低下するという問題があった。 In this type of supply device, a part of the granular material discharged from the cylindrical casing may adhere to the end surface or the outer peripheral surface near the discharge port of the casing. In particular, when the conveyed granular material is a semi-solid material containing moisture, the granular material tends to adhere to the casing. Moreover, the granular material adhering to the surface of the casing will eventually grow into a large lump and fall off. Thus, there has been a problem that the accuracy of quantitative supply of the granular material decreases due to repeated adhesion, growth and peeling of the granular material to the casing.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、スクリューの回転により粉粒体を供給する供給装置において、搬送管の排出口付近に付着した粉粒体が、大きな塊となって落下することを防止できる構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in a supply device that supplies powder particles by rotating a screw, the powder particles that adhere to the vicinity of the discharge port of the transport pipe fall as a large lump. An object of the present invention is to provide a structure that can prevent this.
上記課題を解決するため、本願の第1発明は、粉粒体を後続の装置へ供給する供給装置であって、粉粒体の搬送方向に沿って延びる略円筒状の搬送管と、前記搬送管の内部に配置されたスクリューと、前記スクリューを回転させる第1駆動部と、前記搬送管の排出口付近において、前記搬送管の外周面、内周面、または搬送方向下流側の端面に近接配置された掻き落とし部と、前記掻き落とし部を回転させる第2駆動部と、を備える。 In order to solve the above-described problem, the first invention of the present application is a supply device that supplies a granular material to a subsequent device, the substantially cylindrical conveyance pipe extending along the conveyance direction of the granular material, and the conveyance Close to the outer peripheral surface, inner peripheral surface, or end surface on the downstream side in the transport direction in the vicinity of the screw disposed inside the tube, the first drive unit for rotating the screw, and the discharge port of the transport tube A scraping unit disposed; and a second driving unit that rotates the scraping unit.
本願の第2発明は、第1発明の供給装置であって、前記スクリューは、前記搬送管の前記排出口を部分的に塞ぐ規制板を有する。 2nd invention of this application is a supply apparatus of 1st invention, Comprising: The said screw has the control board which block | closes the said discharge port of the said conveyance pipe partially.
本願の第3発明は、第2発明の供給装置であって、前記掻き落とし部は、前記規制板から前記搬送管の表面に沿って延びた部分であり、第1駆動部と前記第2駆動部とが、単一の駆動機構により構成される。 3rd invention of this application is a supply apparatus of 2nd invention, Comprising: The said scraping-off part is a part extended along the surface of the said conveyance pipe from the said control board, 1st drive part and said 2nd drive The unit is configured by a single drive mechanism.
本願の第4発明は、第1発明から第3発明までのいずれかの供給装置であって、前記掻き落とし部は、前記搬送管の表面に沿って延びる複数の羽根を有する。 4th invention of this application is any supply apparatus from 1st invention to 3rd invention, Comprising: The said scraping part has several blade | wings extended along the surface of the said conveyance pipe | tube.
本願の第5発明は、第1発明から第4発明までのいずれかの供給装置であって、前記搬送管の表面と前記掻き落とし部との間に、僅かな隙間が介在する。 A fifth invention of the present application is any one of the supply devices from the first invention to the fourth invention, wherein a slight gap is interposed between the surface of the transport pipe and the scraping portion.
本願の第1発明〜第5発明によれば、掻き落とし部を回転させることにより、搬送管の排出口付近の表面から粉粒体を掻き落とすことができる。これにより、搬送管の排出口付近に付着した粉粒体が、大きな塊となって落下することを防止できる。 According to the first to fifth inventions of the present application, the granular material can be scraped off from the surface in the vicinity of the discharge port of the transport pipe by rotating the scraping portion. Thereby, the granular material adhering to the discharge port vicinity of a conveyance pipe | tube can prevent falling as a big lump.
特に、本願の第2発明によれば、排出口付近において、粉粒体のかさ密度を高めて均一化させることができる。これにより、排出口からの粉粒体を略定量的に排出できる。また、規制板の影響で排出口付近に付着した粉粒体を、掻き落とし部で掻き落とすことができる。 In particular, according to the second invention of the present application, the bulk density of the granular material can be increased and made uniform in the vicinity of the discharge port. Thereby, the granular material from a discharge port can be discharged | emitted substantially quantitatively. Moreover, the granular material adhering to the discharge port vicinity under the influence of a control board can be scraped off by a scraping part.
特に、本願の第3発明によれば、装置の部品点数を減らして、構造を単純化できる。 In particular, according to the third invention of the present application, the number of parts of the device can be reduced and the structure can be simplified.
特に、本願の第4発明によれば、搬送管の表面から粉粒体を、より高頻度に掻き落とすことができる。したがって、搬送管の排出口付近における粉粒体の付着および成長を、より抑制できる。 In particular, according to the fourth invention of the present application, it is possible to scrape the granular material from the surface of the transport pipe more frequently. Therefore, it is possible to further suppress the adhesion and growth of the granular material in the vicinity of the discharge port of the transport pipe.
特に、本願の第5発明によれば、搬送管および掻き落とし部の摩耗を抑制できる。 In particular, according to the fifth invention of the present application, it is possible to suppress wear of the transport pipe and the scraping portion.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1.供給装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る供給装置1の縦断面図である。この供給装置1は、スクリュー50の回転を利用して、粉粒体を後続の装置へ供給する、いわゆるスクリューフィーダである。
<1. Configuration of supply device>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a
供給装置1において取り扱われる粉粒体としては、例えば、ファインセラミックス、金属材料、高分子材料、電池・電子材料、複合材料、医薬品材料、食品材料や、電子、エネルギ、医療、食品などの各種技術分野において用いられる無機物および有機物の微粉を挙げることができる。ただし、供給装置1において取り扱われる粉粒体は、複数種類の粉体または粒体を混合したものであってもよく、水分を含む半固形状の材料であってもよい。また、粉粒体の粒径分布は、例えば0.1μm〜数十μm程度であるが、これに限定されるものではない。
Examples of powder particles handled in the
図1に示すように、本実施形態の供給装置1は、ホッパ10、貯留容器20、アジテータ30、搬送管40、スクリュー50、ベース部60、および制御部70を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ホッパ10は、上部から投入される粉粒体を受け入れるための部材である。ホッパ10は、下方へ向かうにつれて収束する漏斗状の側壁11を有する。ホッパ10の上端部には、上方へ向けて開口する材料投入口12が、設けられている。また、ホッパ10の下端部には、貯留容器20の内部へ向けて開口する材料送り口13が、設けられている。材料送り口13の開口面積は、材料投入口12の開口面積よりも、小さい。
The
貯留容器20は、ホッパ10の下方に配置されている。ホッパ10と貯留容器20とは、互いにねじ止めにより固定されている。ホッパ10の内部空間は、材料送り口13を介して、貯留容器20の内部空間に連通する。したがって、ホッパ10の内部に粉粒体が投入されると、当該粉粒体は、材料送り口13を通って貯留容器20の内部へ落下し、貯留容器20内に貯留される。また、貯留容器20は、その側壁の下端部に、搬送管40を接続するための接続口21を有する。
The
アジテータ30は、貯留容器20の内部に貯留された粉粒体を撹拌するための機構である。アジテータ30は、貯留容器20の内部に配置された撹拌部材31と、撹拌部材31に連結されたアジテータ駆動部32と、を有する。アジテータ駆動部32は、例えば、モータと、モータの駆動力を撹拌部材31へ伝達するギアボックスとで構成される。アジテータ駆動部32を動作させると、水平に延びる回転軸を中心として、撹拌部材31が回転する。これにより、貯留容器20内に貯留された粉粒体が撹拌される。その結果、粉粒体の部分的な凝集(ブリッジなど)が、抑制される。
The
搬送管40は、貯留容器20から側方へ向けて延びる略円筒状の部材である。搬送管40の上流側の端部は、貯留容器20の接続口21に接続されている。搬送管40の下流側の端部には、排出口41が設けられている。以下では、搬送管40に沿って貯留容器20から排出口41へ向かう方向(図1中に白抜き矢印で示した方向)を「搬送方向」と称する。搬送管40は、貯留容器20の接続口21から排出口41まで略水平に延びる搬送経路を形成する。
The
スクリュー50は、貯留容器20の内部に貯留された粉粒体を、搬送方向下流側へ搬送するための部材である。スクリュー50は、搬送方向に沿って略水平に延びるスクリューシャフト51と、スクリューシャフト51の外周面から外側へ向けて突出するフライト52と、を有する。フライト52は、スクリューシャフト51の外周面を、螺旋状に取り巻いている。本実施形態では、スクリューシャフト51とフライト52とが、単一の部材で構成されている。
The
スクリューシャフト51およびフライト52は、搬送管40の内部と、貯留容器20の内部との双方に亘って配置されている。また、スクリューシャフト51の搬送方向上流側の端部は、貯留容器20の外側まで延び、スクリュー駆動部53に接続されている。スクリュー駆動部53は、例えば、モータと、モータの駆動力をスクリューシャフト51へ伝達するギアボックスとで構成される。スクリュー駆動部53を動作させると、スクリューシャフト51の軸芯を中心として、スクリュー50が回転する。
The
また、スクリューシャフト51の搬送方向下流側の端部には、規制板54が取り付けられている。規制板54は、フライト52より搬送方向下流側に位置し、スクリューシャフト51とともに回転する。搬送管40の排出口41は、規制板54により、部分的に塞がれている。また、スクリュー50は、フライト52と規制板54との間に、フライト52が形成されていない部分を有する。すなわち、搬送管40の内部空間は、フライト52が配置される第1空間401と、第1空間401よりも搬送方向下流側に位置し、フライト52が配置されない第2空間402と、を含んでいる。
Further, a
貯留容器20の内部において、アジテータ30により撹拌された粉粒体は、アジテータ30の下方に配置されたスクリュー50のフライト52の隙間へ、充填される。スクリュー50が回転すると、当該粉粒体は、螺旋状のフライト52に押されて、搬送管40の内部へ搬送される。また、搬送管40の内部においても、フライト52が回転することにより、粉粒体が第1空間401から第2空間402へ搬送される。
Inside the
このとき、搬送管40内の第2空間402では、規制板54が抵抗となって、粉粒体が圧縮される。これにより、第2空間402における粉粒体のかさ密度が均一化される。また、圧縮された粉粒体は、回転する規制板54によって削ぎ落とされて、排出口41から排出される。その結果、排出口41から後続の装置へ、略一定量ずつ連続的に粉粒体が供給される。
At this time, in the
ベース部60は、供給装置1の最下部に配置されて、供給装置1の上述した各部を支持している。図1中に破線で示したように、ベース部60内には、ロードセル等の荷重センサにより構成される計量部61が、設けられている。計量部61は、ホッパ10、貯留容器20、アジテータ30、搬送管40、スクリュー50、および供給装置1の内部に貯留された粉粒体の合計重量を、一定のサンプリング時間ごとに計量する。そして、当該計量値を示す計量信号を、制御部70へ送信する。
The
制御部70は、上述したアジテータ駆動部32、スクリュー駆動部53、および計量部61と、それぞれ電気的に接続されている。制御部70は、CPU等の演算処理部やメモリを有するコンピュータにより構成されていてもよく、あるいは、電子回路基板により構成されていてもよい。制御部70は、計量部61から受信する計量信号に基づいて、供給装置1内に貯留された粉粒体の減少量(すなわち、後続の装置への粉粒体の供給量)を検知する。また、制御部70は、当該減少量が略一定となるように、アジテータ駆動部32およびスクリュー駆動部53を駆動制御する。
The
<2.掻き落とし部について>
図2は、排出口41の付近における供給装置1の部分断面図である。図3は、図2の矢印Aの方向から排出口41の付近を見た図である。供給装置1の駆動時には、排出口41から排出される粉粒体の一部が、搬送管40の搬送方向下流側の端面42と、搬送管40の排出口41付近の外周面43とに付着する場合がある。この供給装置1は、これらの端面42および外周面43に付着した粉粒体を掻き落とすための掻き落とし部80を有する。以下では、図2および図3を参照しつつ、掻き落とし部80について説明する。
<2. About scraping part>
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the
図2および図3に示すように、本実施形態の規制板54は、中央部541と、中央部541から外側へ向けて延びる複数(図3の例では8枚)の排出羽根542とを有する。複数の排出羽根542は、回転方向に間隔をあけて並んでいる。規制板54を回転させると、搬送管40内の第2空間402において圧縮された粉粒体が、各排出羽根542によって削ぎ落とされて、排出口41から排出される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
規制板54の一部の排出羽根542(図3の例では、180°離れた2枚の排出羽根542)は、他の排出羽根542よりも径方向外側まで延長されている。本実施形態では、この延長された部分が、掻き落とし部80となっている。本実施形態の掻き落とし部80は、搬送管40の搬送方向下流側の端面に近接する第1板部81と、搬送管40の外周面に近接する第2板部82とを有する。第1板部81は、排出羽根542の外端からさらに外側へ向けて延びている。第2板部82は、第1板部81の外端から、搬送管40の外周面に沿って、搬送方向上流側へ延びている。
A part of the discharge blades 542 (two
このように、本実施形態では、規制板54と掻き落とし部80とが、一体の部材で構成されている。これにより、供給装置1の部品点数が低減されている。スクリュー駆動部53を動作させると、スクリュー50とともに、規制板54および掻き落とし部80も、破線矢印のように回転する。すなわち、本実施形態では、スクリュー50を回転させる第1駆動部と、掻き落とし部80を回転させる第2駆動部とが、単一の駆動機構であるスクリュー駆動部53により実現されている。
Thus, in the present embodiment, the
掻き落とし部80が回転すると、搬送管40の排出口41付近の表面から、粉粒体が掻き落とされる。具体的には、第1板部81が、搬送管40の搬送方向下流側の端面に付着した粉粒体に接触し、当該粉粒体が掻き落とされる。また、第2板部82が、搬送管40の外周面に付着した粉粒体に接触し、当該粉粒体が掻き落とされる。これにより、搬送管40の排出口41付近に付着した粉粒体が、大きな塊に成長することが防止される。
When the
特に、本実施形態のように、規制板54を有する構造の場合、規制板54の影響で、搬送管40の排出口41付近の表面に、粉粒体が付着しやすい。しかしながら、この供給装置1では、掻き落とし部80を回転させることで、粉粒体の付着および成長を抑制できる。したがって、粉粒体が大きな塊となって落下することを防止できる。その結果、供給装置1からの粉粒体の単位時間あたりの排出量を、より安定させることができる。
In particular, in the case of the structure having the
また、本実施形態の掻き落とし部80は、第1板部81および第2板部82からなる掻き落とし羽根83を、2本有する。各掻き落とし羽根83の形状は、板状であってもよく、単なる棒状であってもよい。また、掻き落とし羽根83の数は、1本であってもよいが、複数の掻き落とし羽根83を有すれば、搬送管40の表面から粉粒体を掻き落とす頻度を、高めることができる。したがって、搬送管40の表面における粉粒体の付着および成長を、より抑制できる。
In addition, the
また、図2に示すように、本実施形態では、搬送管40の表面と、掻き落とし羽根83との間に、僅かな隙間84が介在する。このように、搬送管40に対して掻き落とし羽根83を非接触とすれば、搬送管40および掻き落とし羽根83の一方または双方が摩耗することを抑制できる。ただし、部材の摩耗が生じにくいか、あるいは、摩耗を許容できる状況下であれば、搬送管40と掻き落とし羽根83とを接触させてもよい。
Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, a
<3.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
<3. Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
図4は、一変形例に係る排出口41付近の構造を、図3と同じ位置から見た図である。図4の例では、搬送管40の排出口41に、規制板54が設けられていない。そして、スクリューシャフト51の搬送方向下流側の端部に、1本の掻き落とし羽根83からなる掻き落とし部80が、取り付けられている。このように、掻き落とし部80は、規制板54を介することなく、スクリューシャフト51に取り付けられていてもよい。また、スクリューシャフト51の搬送方向下流側の端部に、規制板54と、規制板54とは別部材の掻き落とし部80とが、それぞれ個別に取り付けられていてもよい。
FIG. 4 is a view of the structure in the vicinity of the
図5は、他の変形例に係る供給装置1の排出口41付近の部分断面図である。図5の例では、搬送管40の排出口41の先に、下方へ向けて延びる排出管44が設けられている。規制板54を通過した粉粒体は、排出管44の内部を下方へ向けて落下する。このような構造の場合、排出口41より搬送方向下流側における搬送管40の内周面45にも、粉粒体の一部が付着する場合がある。このため、図5の例では、搬送管40の当該内周面45に近接するように、掻き落とし部80が設けられている。具体的には、規制板54の排出羽根542の外端から、搬送管40の内周面に沿って搬送方向下流側へ、掻き落とし羽根83が延びている。規制板54とともに掻き落とし部80が回転すると、搬送管40の内周面45から粉粒体が掻き落とされる。このように、掻き落とし部80は、搬送管40の内周面45に付着した粉粒体を掻き落とすものであってもよい。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
図6は、他の変形例に係る供給装置1の排出口41付近の部分断面図である。図6の例では、掻き落とし部80が、第2板部82を有さず、第1板部81のみを有している。このように、掻き落とし部80は、規制板54の排出羽根542を、搬送管40の内周面より外側の位置まで単に延長させたものであってもよい。すなわち、本発明の掻き落とし部は、搬送管の排出口付近において、搬送管の外周面、内周面、または搬送方向下流側の端面の少なくともいずれかに、近接して配置されたものであればよい。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
図7は、他の変形例に係る供給装置1の排出口41付近の部分断面図である。図7の例では、掻き落とし部80がスクリュー50に固定されていない。そして、第1駆動部としてのスクリュー駆動部53とは別に、掻き落とし部80を回転させる第2駆動部85が設けられている。このように、スクリュー50を回転させる第1駆動部と、掻き落とし部80を回転させる第2駆動部85とが、別々の駆動機構により実現されていてもよい。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the vicinity of the
また、供給装置の細部の構造については、本願の各図に示された構造と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。 Further, the detailed structure of the supply device may be different from the structure shown in each drawing of the present application. Moreover, you may combine suitably each element which appeared in said embodiment and modification in the range which does not produce inconsistency.
1 供給装置
10 ホッパ
20 貯留容器
30 アジテータ
40 搬送管
41 排出口
42 搬送管の端面
43 搬送管の外周面
44 排出管
45 搬送管の内周面
50 スクリュー
51 スクリューシャフト
52 フライト
53 スクリュー駆動部
54 規制板
60 ベース部
70 制御部
80 掻き落とし部
81 第1板部
82 第2板部
83 掻き落とし羽根
401 第1空間
402 第2空間
541 中央部
542 排出羽根
DESCRIPTION OF
Claims (5)
粉粒体の搬送方向に沿って延びる略円筒状の搬送管と、
前記搬送管の内部に配置されたスクリューと、
前記スクリューを回転させる第1駆動部と、
前記搬送管の排出口付近において、前記搬送管の外周面、内周面、または搬送方向下流側の端面に近接配置された掻き落とし部と、
前記掻き落とし部を回転させる第2駆動部と、
を備えた供給装置。 A supply device for supplying powder to a subsequent device,
A substantially cylindrical transport pipe extending along the transport direction of the powder and particles,
A screw disposed inside the transport tube;
A first drive for rotating the screw;
In the vicinity of the discharge port of the transport pipe, a scraping portion disposed close to the outer peripheral surface, the inner peripheral surface, or the end face on the downstream side in the transport direction of the transport pipe;
A second drive unit for rotating the scraping unit;
Supply device with.
前記スクリューは、
前記搬送管の前記排出口を部分的に塞ぐ規制板
を有する供給装置。 The supply device according to claim 1,
The screw is
The supply apparatus which has the control board which block | closes the said discharge port of the said conveyance pipe partially.
前記掻き落とし部は、前記規制板から前記搬送管の表面に沿って延びた部分であり、
第1駆動部と前記第2駆動部とが、単一の駆動機構により構成される供給装置。 The supply device according to claim 2,
The scraping part is a part extending along the surface of the transport pipe from the regulation plate,
The supply apparatus in which a 1st drive part and a said 2nd drive part are comprised with a single drive mechanism.
前記掻き落とし部は、前記搬送管の表面に沿って延びる複数の羽根を有する供給装置。 The supply device according to any one of claims 1 to 3,
The scraping unit is a supply device having a plurality of blades extending along the surface of the transport pipe.
前記搬送管の表面と前記掻き落とし部との間に、僅かな隙間が介在する供給装置。 A supply device according to any one of claims 1 to 4,
A supply device in which a slight gap is interposed between the surface of the transport pipe and the scraping portion.
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