JP2019127287A - 粉体排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器の排出口の小径化が可能であり、排出量の精度向上を図ることができる粉体排出装置を提供する。【解決手段】粉体排出装置２は、容器２０の排出口に接続される円筒状の入口部材１０が上部に設けられたケーシング４と、入口部材１０の下端を閉塞する上昇位置と入口部材１０の下端を開放する下降位置との間を昇降自在にケーシング４内に配置された円錐状の弁体６と、ケーシング４内において弁体６の下方に配置され、上昇位置と下降位置との間において弁体６を昇降させると共に任意の位置で停止させる駆動装置８とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、容器から粉体を排出するための粉体排出装置に関する。

容器から粉体を排出するための装置として、排出口にコーンバルブが装着された容器と、コーンバルブを上昇させることにより容器の排出口を開放して容器から粉体を排出させる排出ステーションとを備える粉体排出装置が知られている（たとえば特許文献１参照。）。排出ステーションは、容器の下端側部分が挿入される排出ホッパと、排出ホッパの上端側内周面に設けられ容器の下端側外周面に密着可能な伸縮式容器シールと、コーンバルブの下面に接触する円錐状の昇降体と、昇降体を昇降させる空気ばねと、昇降体の下端側外周面に設けられコーンバルブの下端側内周面に密着可能な伸縮式クランプシールと、昇降体の昇降ストロークを所定範囲内に制限する昇降ストローク制限ロッドとを含む。容器から排出ステーションの排出ホッパに粉体を排出する際は、排出ステーションの上部に容器を位置づけた上で、容器シールをエアで膨張させることにより容器の下端側外周面と排出ホッパの上端側内周面との間をシールすると共に、クランプシールをエアで膨張させることによりコーンバルブと昇降体とを結合させる。そして、空気ばねにエアを供給して昇降体と共にコーンバルブを上昇させて容器の排出口を開放する。これによって容器の排出口から排出ステーションの排出ホッパに粉体を排出することができる。また、上記粉体排出装置においては、昇降体の上昇量及び上昇時間を調整することによりコーンバルブの開放量及び開放時間を調整して、容器から排出ホッパへの粉体の排出量を制御することができる。

特開２０１３−３５９９４号公報

上記粉体排出装置においては、排出ステーションの構成（たとえば、空気ばね、クランプシール及びこれらのエア配管並びに昇降ストローク制限ロッド等）に起因して容器の排出口の小径化に限界があり、これに伴い排出量の精度を向上させるのが困難であった。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、容器の排出口の小径化が可能であり、排出量の精度向上を図ることができる粉体排出装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明が提供するのは以下の粉体排出装置である。すなわち、容器から粉体を排出するための粉体排出装置であって、容器の排出口に接続される円筒状の入口部材が上部に設けられたケーシングと、前記入口部材の下端を閉塞する上昇位置と前記入口部材の下端を開放する下降位置との間を昇降自在に前記ケーシング内に配置された円錐状の弁体と、前記ケーシング内において前記弁体の下方に配置され、前記上昇位置と前記下降位置との間において前記弁体を昇降させると共に任意の位置で停止させる駆動装置とを備える粉体排出装置である。

好ましくは、前記弁体と前記駆動装置とはフローティングジョイントを介して接続されている。前記弁体は、前記上昇位置において前記入口部材の下端と接触する弾性シール部材を含むのが好適である。前記弾性シール部材はゴム製であるのが好都合である。前記ケーシングの内部には前記駆動装置を覆う有底円筒状のシリンダカバーが固定され、前記弁体の下端と前記シリンダカバーの上端との間には円筒状のフレキシブルカバーが設けられているのが好ましい。前記シリンダカバーは前記ケーシングを貫通する中空の支持部材によって支持され、前記駆動装置のケーブルは前記支持部材の内部を通って前記ケーシングの外部へと延びているのが好適である。前記ケーシングは、前記入口部材と、前記入口部材の外周に配置された環状板と、前記環状板の外周縁から下方に延びる円筒状の上側シュートと、前記上側シュートの下端から下方に延びる円筒状の下側シュートとを含み、前記入口部材の外周面には環状のフランジが付設されていて前記フランジと前記環状板とが着脱自在に接続され、前記環状板の外周縁と前記上側シュートの上端とが着脱自在に接続され、前記上側シュートの下端と前記下側シュートの上端とが着脱自在に接続されているのが好都合である。

本発明が提供する粉体排出装置においては、容器の排出口に接続される円筒状の入口部材が上部に設けられたケーシングと、前記入口部材の下端を閉塞する上昇位置と前記入口部材の下端を開放する下降位置との間を昇降自在に前記ケーシング内に配置された円錐状の弁体と、前記ケーシング内において前記弁体の下方に配置され、前記上昇位置と前記下降位置との間において前記弁体を昇降させると共に任意の位置で停止させる駆動装置とを備えることから、空気ばね、クランプシール及びこれらのエア配管並びに昇降ストローク制限ロッドを備える従来の粉体排出装置と比較して、容器から粉体を排出するための機構が簡易に構成され得るので、容器の排出口の小径化が可能であり、排出量の精度向上を図ることができる。

本発明に従って構成された粉体排出装置の断面図。 図１に示す弁体が下降位置に位置する状態の粉体排出装置の断面図。 図１におけるＡ方向からみた粉体排出装置の側面図。 図１におけるＢ−Ｂ線断面図。

以下、本発明に従って構成された粉体排出装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１において全体を符号２で示す粉体排出装置は、ケーシング４と、昇降自在にケーシング４内に配置された円錐状の弁体６と、ケーシング４内において弁体６の下方に配置され、弁体６を昇降させると共に任意の位置で停止させる駆動装置とを備える。図示の実施形態では駆動装置として電動シリンダ８を例に挙げて説明する。

ステンレス鋼等の適宜の金属材料から形成され得るケーシング４は、図示の実施形態では図１に示すとおり、上下方向に延びる円筒状の入口部材１０と、入口部材１０の外周に配置された環状板１２と、環状板１２の外周縁から下方に延びる円筒状の上側シュート１４と、上側シュート１４の下端から下方に延びる円筒状の下側シュート１６とを含む。入口部材１０はケーシング４の上部に設けられており、入口部材１０の上端はヘルールクランプ１８を介して容器２０の排出口に着脱自在に接続される。入口部材１０の下端は、環状板１２の下面よりも下方に突出しており、実質上水平に延在している。また、入口部材１０の外周面には環状のフランジ２２が付設され、環状板１２の内周縁側の上面に固定された複数の雄ねじ２４と複数の蝶ナット２６とのねじ結合により、入口部材１０のフランジ２２と環状板１２の内周縁部とが着脱自在に接続されている。環状板１２の外周縁と上側シュート１４の上端とはヘルールクランプ２８を介して着脱自在に接続されている。上側シュート１４の外周面には、上側シュート１４の径方向において互いに対面する位置に一対の点検窓３０が設けられている。図３に示すとおり、円形の窓ガラス３２はヘルールクランプ３４を介して上側シュート１４の外周面に着脱自在に装着されている。また、上側シュート１４の下端と下側シュート１６の上端とはヘルールクランプ３６を介して着脱自在に接続されている。なお、ケーシング４の各部材同士の接続や、入口部材１０と容器２０との接続については、ヘルールクランプに代えて、たとえばボルト・ナットを用いてもよい。

図１ないし図４を参照することによって理解されるとおり、下側シュート１６には、下側シュート１６の周方向に等間隔をおいて下側シュート１６を貫通して下側シュート１６の径方向に延びる３個の中空の支持部材３８が固定されている。これら３個の支持部材３８によって、下側シュート１６の内部に配置され上下方向に延びる有底円筒状のシリンダカバー４０が支持されている。このシリンダカバー４０の上端には、環状のシリンダブラケット４２がボルト４４により固定されている。シリンダブラケット４２の内周縁側の下面には電動シリンダ８のハウジング４６がボルト（図示していない。）により固定されており、電動シリンダ８はシリンダカバー４０によって覆われている。電動シリンダ８は、ボールねじ（図示していない。）によりモータ４８の回転運動を直線運動に変換してロッド５０を進退させると共に任意の位置で停止させる公知の構成でよい。図示の実施形態では、電動シリンダ８のロッド５０はシリンダブラケット４２の開口４２ａを通って上下方向に進退するようになっている。また、シリンダカバー４０の内部と支持部材３８の内部とは連通しており、電動シリンダ８のケーブル（図示していない。）は、支持部材３８の内部を通ってケーシング４の外部へと延びている。なお、支持部材３８の外側端部には、電動シリンダ８のケーブルを保護及び保持するための円筒状のケーブルクランプ５１が装着されている。

図１及び図２に示すとおり、電動シリンダ８のロッド５０の先端には、実質上水平に延在する昇降板５２が固定されている。この昇降板５２には、ロッド５０の両側において上下方向に延びる円柱状の一対のガイド棒５４が接続されている。ガイド棒５４の上端側外周面には雄ねじ５４ａが形成され、ガイド棒５４の雄ねじ５４ａとナット５６とのねじ結合により、昇降板５２とガイド棒５４とが接続されている。ガイド棒５４の下端側は、シリンダブラケット４２に装着されたリニアブッシュ５８に摺動自在に嵌合している。そして、電動シリンダ８のロッド５０が上下方向に進退する際は、ガイド棒５４とリニアブッシュ５８との協働によってロッド５０がガイドされ、ロッド５０の進行方向のブレが防止される。

図示の実施形態では図１及び図２に示すとおり、昇降板５２の上面にはフローティングジョイント６０が固定され、フローティングジョイント６０の上端には弁体６の下端が接続されている。すなわち、弁体６と電動シリンダ８とはフローティングジョイント６０を介して接続されており、弁体６は昇降板５２に対して任意の方向に傾くことができるようになっている。図示の実施形態における弁体６は、中空円錐状の主部６２と、主部６２の下端に配置された環状の弾性シール部材６４と、弾性シール部材６４の下端に配置された環状の受け板６６と、受け板６６の下方かつ径方向内方に配置された円形状の押え板６８とを含む。弁体６の主部６２の径方向中心は入口部材１０の径方向中心に整合するように位置づけられている。弾性シール部材６４は円錐台形状に形成され、弾性シール部材６４の外周面は主部６２の外面に連なっている。弾性シール部材６４はゴム製であるのが好都合であり、特にシリコンゴム製であるのがより好都合である。主部６２、受け板６６及び押え板６８はステンレス鋼等の金属材料から形成され得る。図１及び図２に示すとおり、主部６２と弾性シール部材６４と受け板６６と押え板６８とは複数のボルト７０によって固定されており、弾性シール部材６４は主部６２の下面と受け板６６の上面とで挟み込まれている。受け板６６の外周縁には下方に延びるスカート部６６ａが形成されている。押え板６８には、後述のバイブレータ７６に接続されるエア配管（図示していない。）が通る貫通孔６８ａが形成されていると共に、周面下端から径方向外方に突出する環状の押え部６８ｂが形成されている。また、押え板６８の下面にフローティングジョイント６０の上端が接続されている。そして、フローティングジョイント６０を介して電動シリンダ８に接続された弁体６は、入口部材１０の下端に接触して入口部材１０の下端を閉塞する上昇位置（図１に示す位置）と、入口部材１０の下端から下方に離間して入口部材１０の下端を開放する下降位置（図２に示す位置）との間において電動シリンダ８によって昇降されると共に任意の位置で停止される。また、弁体６が上昇位置に位置づけられると、図１に示すとおり、入口部材１０の下端と弾性シール部材６４の外周面とが接触するようになっている。

図１及び図２に示すとおり、弁体６の下端とシリンダカバー４０の上端との間には円筒状のフレキシブルカバー７２が設けられている。弁体６の下降量に応じて適宜の形状に変形可能なフレキシブルカバー７２は、耐久性の観点から、汎用のシリコンゴムより引裂強さの優れた高引裂きシリコンゴムから形成されているのが好適である。フレキシブルカバー７２の上端は、受け板６６のスカート部６６ａの内面と、押え板６８の押え部６８ｂの先端部とで挟み込まれて支持されている。一方、フレキシブルカバー７２の下端は、シリンダブラケット４２の上面から上方に突出する環状の受け壁４２ｂの外面と、シリンダブラケット４２の外周縁側の上面にボルト４４で固定された環状の押え部材７４の内面とで挟み込まれて支持されている。このようにフレキシブルカバー７２が弁体６の下端とシリンダカバー４０の上端との間に設けられていることにより、弁体６の内部やシリンダカバー４０の内部への粉体の侵入が防止されると共に、弁体６を下降位置に位置づけた状態で入口部材１０の上方からケーシング４の内部に洗浄液を供給し、ケーシング４の内面、弁体６の外面、フレキシブルカバー７２の外面及びシリンダカバー４０の外面を洗浄する際（すなわち、粉体排出装置２を分解せずに洗浄する際）に、弁体６の内部やシリンダカバー４０の内部への洗浄液の侵入が防止される。また、図示の実施形態では図１及び図２に示すとおり、弁体６の主部６２の内面にはエア駆動式のバイブレータ７６が装着されている。図示していないが、バイブレータ７６のエア配管は、バイブレータ７６から押え板６８の貫通孔６８ａを通って下方に延び、そして支持部材３８の内部を通って外部へと延びている。

上述したとおりの粉体排出装置２により容器２０から粉体を排出する際は、電動シリンダ８で図２に示す下降位置に弁体６を位置づけ、入口部材１０の下端を開放する。そうすると、容器２０に収容されていた粉体は、入口部材１０の下端と弁体６の上面との間を通って容器２０から排出され、そして、フレキシブルカバー７２の外面及びシリンダカバー４０の外面と、上側シュート１４の内面及び下側シュート１６の内面との間に規定された環状の粉体通路を通って、下側シュート１６の下端から排出される。また、粉体排出装置２においては、電動シリンダ８により弁体６の下降量、下降時間（上昇位置から下降して再び上昇位置に戻るまでの時間）、昇降速度及び加速度を適宜調整することにより入口部材１０の下端の開放量及び開放時間を調整して、容器２０からの粉体の排出量を制御することができる。さらに、粉体排出装置２においては、適宜バイブレータ７６を作動させて容器２０内の粉体に振動を付与することにより、いわゆるブリッジやラットホールの形成を防止して容器２０内の粉体の排出を促進することができる。

以上のとおり図示の実施形態では、容器２０の排出口に接続される円筒状の入口部材１０が上部に設けられたケーシング４と、入口部材１０の下端を閉塞する上昇位置と入口部材１０の下端を開放する下降位置との間を昇降自在にケーシング４内に配置された円錐状の弁体６と、ケーシング４内において弁体６の下方に配置され、上昇位置と下降位置との間において弁体６を昇降させると共に任意の位置で停止させる電動シリンダ８とを備えることから、空気ばね、クランプシール及びこれらのエア配管並びに昇降ストローク制限ロッドを備える従来の粉体排出装置と比較して、容器２０から粉体を排出するための機構が簡易に構成され得るので、容器２０の排出口の小径化が可能であり、排出量の精度向上を図ることができる。

図示の実施形態では、弁体６と電動シリンダ８とはフローティングジョイント６０を介して接続されており、弁体６は昇降板５２に対して任意の方向に傾くことができるようになっているため、入口部材１０の下端が昇降板５２に対して平行でない場合や、入口部材１０の径方向中心と弁体６の径方向中心とが整合していない場合でも、弁体６が上昇位置に位置づけられた際に、入口部材１０の下端に可能な限り密着するように弁体６が傾き、入口部材１０の下端と弁体６の上面との間に実質的に隙間が生じることがない。したがって粉体排出装置２においては、弁体６が上昇位置に位置づけられた際、入口部材１０の下端から粉体が漏れることがなく良好なシール性が実現される。また、図示の実施形態における弁体６は、上昇位置において入口部材１０の下端と接触する弾性シール部材６４を含むので、入口部材１０の下端と接触する部分が金属製である場合（メタルタッチの場合）と比較してシール性の向上を図ることができる。さらに、弾性シール部材６４がシリコンゴム製である場合には、入口部材１０と弾性シール部材６４との間に生じる摩擦力が比較的小さいので、入口部材１０の下端が昇降板５２に対して平行でないときや、入口部材１０の径方向中心と弁体６の径方向中心とが整合していないときにおいて、弁体６が上昇位置に位置づけられた際に、入口部材１０の下端に可能な限り密着するように弁体６が傾きやすく、入口部材１０の下端と弁体６の上面との間の隙間がより生じにくくなる。

図示の実施形態におけるケーシング４は、入口部材１０と、入口部材１０の外周に配置された環状板１２と、環状板１２の外周縁から下方に延びる上側シュート１４と、上側シュート１４の下端から下方に延びる下側シュート１６とを含み、入口部材１０のフランジ２２と環状板１２とが着脱自在に接続され、環状板１２の外周縁と上側シュート１４の上端とが着脱自在に接続され、上側シュート１４の下端と下側シュート１６の上端とが着脱自在に接続されているから、これらの接続を解除することによりケーシング４を容易に分解することができ、ケーシング４の内面、弁体６の外面、フレキシブルカバー７２の外面及びシリンダカバー４０の外面を容易に洗浄することができる。さらに、ケーシング４を分解した上で、シリンダカバー４０とシリンダブラケット４２と押え部材７４とを固定しているボルト４４を緩めることにより、これらの部材を容易に分解することができ、弁体６、フレキシブルカバー７２及びシリンダカバー４０の内部の洗浄だけでなく、これらの部品の修理や交換等のメンテナンスを容易に行うことができる。

２：粉体排出装置
４：ケーシング
６：弁体
８：電動シリンダ
１０：入口部材
１２：環状板
１４：上側シュート
１６：下側シュート
２０：容器
２２：フランジ
３８：支持部材
４０：シリンダカバー
６０：フローティングジョイント
６４：弾性シール部材
７２：フレキシブルカバー

Claims (7)

1. 容器から粉体を排出するための粉体排出装置であって、
   容器の排出口に接続される円筒状の入口部材が上部に設けられたケーシングと、前記入口部材の下端を閉塞する上昇位置と前記入口部材の下端を開放する下降位置との間を昇降自在に前記ケーシング内に配置された円錐状の弁体と、前記ケーシング内において前記弁体の下方に配置され、前記上昇位置と前記下降位置との間において前記弁体を昇降させると共に任意の位置で停止させる駆動装置とを備える粉体排出装置。
2. 前記弁体と前記駆動装置とはフローティングジョイントを介して接続されている、請求項１記載の粉体排出装置。
3. 前記弁体は、前記上昇位置において前記入口部材の下端と接触する弾性シール部材を含む、請求項１又は２記載の粉体排出装置。
4. 前記弾性シール部材はゴム製である、請求項３記載の粉体排出装置。
5. 前記ケーシングの内部には前記駆動装置を覆う有底円筒状のシリンダカバーが固定され、前記弁体の下端と前記シリンダカバーの上端との間には円筒状のフレキシブルカバーが設けられている、請求項１から４までいずれかに記載の粉体排出装置。
6. 前記シリンダカバーは前記ケーシングを貫通する中空の支持部材によって支持され、前記駆動装置のケーブルは前記支持部材の内部を通って前記ケーシングの外部へと延びている、請求項５記載の粉体排出装置。
7. 前記ケーシングは、前記入口部材と、前記入口部材の外周に配置された環状板と、前記環状板の外周縁から下方に延びる円筒状の上側シュートと、前記上側シュートの下端から下方に延びる円筒状の下側シュートとを含み、
   前記入口部材の外周面には環状のフランジが付設されていて前記フランジと前記環状板とが着脱自在に接続され、
   前記環状板の外周縁と前記上側シュートの上端とが着脱自在に接続され、
   前記上側シュートの下端と前記下側シュートの上端とが着脱自在に接続されている、請求項１から６までいずれかに記載の粉体排出装置。