JP2774873B2 - 積み重ねたふるいを用いる自動粒子サイズ・アナライザ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、粒子混合物内の粒子のサイズ範囲の重量お
よび／または相対的比率を自動的に測定する機器に関す
る。

発明の背景 粒子サイズ解析、即ち種々のサイズ（直径）範囲での
所与の試料の粒子の、相対的な重量での比率の測定は、
プロセス制御や最適化に広く用いられている。所与の部
分のサイズ範囲は、例えば、0.254ないし1.270mm（0.01
ないし0.05in）であるとして特性付けることができる
が、これは、その範囲内にある粒子が、0.254mmより小
さい開口部を有するスクリーン上には保持されながら、
1.270mm（0.05in）より大きい開口部を有するふるいは
通過することを意味する。この種の諸解析はしばしば、
周知されている米国標準試験ふるいのような、漸次細か
くなるメッシュ・サイズのふるい（スクリーン）を用い
て遂行される。解析されるべき試料は、ふるいの積重ね
の頂部の最も粗いふるい上に置かれて積重ね全体が振動
され、種々のサイズ範囲内の粒子が種々のふるい上の保
持される。次いでふるいが積重ねから一つずつ取り出さ
れ、それらの上の残留分がはかり上にあけられ、試料全
重量と相対的な残留分の比率を定めるべく秤量される。
しばしばなされる如く、解析が手動で行われた場合に
は、手順が遅く且つ労働強化となる。オハイオ（Ohio）
州、メントール（Mentor）のW.S.タイラー・インコーポ
レーテッド（W.S.Tyler Inc.）によって作られる「ロー
・タップ（Ro−Tap）振動器のような機械的振動装置
は、ふるいの積重ねに標準的な振動予定を適用すべく用
いることができるが、それにしても各ふるいが積重ねか
ら手動で取り出され、保持された残留分がそれからあけ
られて秤量され、からにされたふるいは次の解析のため
適宜の順序で再度積み重ねられなければならない。

数多くの研究所や製造過程において、粒子サイズ範囲
解析を頻繁且つ日常的に行うことが必要である。例え
ば、「微細」（予め定められた、ある最小サイズ）の比
率もしくは粗い「超過」の比率を監視することも望まし
く、あるいは、サイズ範囲内での相対分布もプロセス制
御にとっては重要である。手動の粒子サイズ範囲解析は
時間がかかるので、それらを頻繁且つ日常的に遂行すべ
き用途にあっては、全くもしくは最小限の手動制御や操
作しか必要とせずに、各種サイズ範囲の残留分を分離
し、それらを個別にあけて秤量する自動粒子サイズ・ア
ナライザの必要性が存在する。

累進的なふるいのセットを用いる自動粒子サイズ・ア
ナライザはいずれも必然的に、各ふるい上に保持された
粒子を個別に秤量することを必要とする。分離を実施し
且つ残留分を秤量し計算する自動機器は周知されてお
り、商業的に入手可能である。米国特許第4,487,323号
に記載され且つ、本出願の譲受人により製造され販売さ
れている「グラデックス（Gradex）」粒子サイズ・アナ
ライザはこの種アナライザの一つである。その機器にお
いては、解析される試料が、漸次粗くなるメッシュ・サ
イズのふるいをその側面に有する水平な多角形ドラム内
へ給送される。ドラムは先ず、最も細目のふるいが底部
にあり、解析される試料がそのふるい上に配置されるよ
う、回転自在に割り出されまたは位置決めされる。ドラ
ム全体が振動され、従ってふるいのメッシュより微細な
粒子が通過して秤量皿上に落下し、電子はかりにより自
動的に秤量される。次いでドラムは、次に細目のふるい
が底部にあり、第一ふるい上の保持された粒子が第二ふ
るい上へ落下するよう、回転自在に割り出される。ドラ
ムは再び振動され、第二ふるいを通過し得る粒子残留分
はそれにより分離される。ドラムの割出し、振動および
秤量のプロセスは、試料が各ふるい上でふるい分けされ
るまで、自動的に継続される。残留分の重量は計算機に
よって合計でき、それらの相対的百分率が定められ、読
出しに表示される。

グラデックス（Gradex）機械は高価であり、また各回
転位置に対して割り出され且つそこで振動されるため比
較的に遅い。更にまた、それによって得られる解析結果
は、より一般的な標準スクリーンの積重ねを用いてなさ
れた解析結果と必ずしも直接には相関しない。従って、
比較的に単純且つ迅速で、それにより、多角形ドラムで
はなく標準的なふるいの積重ねを用いて正確な解析結果
が得られ、操作員の注意力をほとんど全く用いず、完全
に自動的に操作できる機械を備えることが望ましかっ
た。

発明の要約 粒子サイズ解析を行うため、本発明の機器には、水平
多角形ドラムではなく、ふるいの積重ねが利用されてい
る。解析される試料が積重ねの最上部の（最も粗い）ふ
るいに導入され、積重ね全体がユニットとして振動さ
れ、それぞれのふるい上に保持された残留分を分離させ
る。積重ねの底には、（それが実際にはたとえ無孔であ
っても、ここでは「ふるい」と称され刈るそれとして扱
われている）皿があり、それにより、他の全てのふるい
を通して落下する細粒が補そくされ、保持される。次い
で個々のふるいが積重ねから自動的且つ継続的に取り出
されて秤量機器上にあけられ、それが各残留分の重量を
記録し、それにより、それぞれの残留分の重量百分比率
を計算することができる。好適な実施例においては、積
重ねの各ふるいが個別に取り付けられ、換言すれば垂直
に向けられた部分即ち走行部を有するコンベヤから片持
式に突出して取り付けられ、垂直走行部の下方の水平底
部ロールの周りで移動自在である。コンベヤや、ふるい
を下向きに移動させて底部ロールの周りでふるいを継続
的に揺動させるべく、下向きに前進されまたは割り出さ
れる。各ふるいは底部ロールの周りでのその移動により
転倒され、保持された粒子を電子秤量はかり上へ落と
す。底部ロールの直径は、底部ロールの周りを移動する
ふるいが、次のふるいから粒子が落とされる前に、その
上に保持された粒子を落とすに充分なだけ傾けられるよ
うにされる。ふるいはそれ故、個々別々にあけられ、各
種の残留物が個別に秤量される。全てのふるいがあけら
れた後、コンベヤは、からのふるいをロールを周って戻
すべく逆転し、そこでそれらは再び、次の試料を受容し
且つ解析すべく整列させられる。全操作が自動式であ
る。

秤量に先立つ各残留分の、そのふるいからの完全な除
去を保証するため、この機器は、任意選択的にではある
が、なるべくなら自動ふるいクリーナを包含することが
望ましい。クリーナは各ふるいに、それから大半の粒子
が落下した後、それが秤量皿上に転倒されている間、係
合する。クリーナはブラシまたはその他の清掃装置を作
動させ、それにより残部の付着性粒子はふるいから、そ
の上に分離された残留分の残部と共に秤量すべく、除去
され且つあけられる。

ふるいは片持式に突出して取り付けられているので、
それらは重力の下に垂直走行部上で傾斜し若しくはたわ
み、それにより、互いに曲がり若しくは不整列になる。
これにより、正確な残留分の分離が妨げられる。本発明
には、振動に対し、垂直軸線上に整合して一緒にふるい
を自動的且つ一時的にクランプする、任意選択的ながら
望ましい装置が包含されている。このクランプ装置は、
ふるいが底部ロールを周って個々に移動され得るよう、
振動後に解析される。

本発明の機器が、それらの予め存在するサイズや形態
に米国標準、タイラー（Tyler）またはその他のふるい
を利用し得ることは、その利点である。数多くの使用者
が、長い慣習により、米国標準またはタイラー（Tyle
r）のふるいで粒子サイズ解析を遂行することに慣らさ
れており、しばしば生産パラメタが、この種の解析によ
り定められたサイズ範囲に特定されている。異なる形式
のアナライザを以て行われた解析はしかしながらいかに
正確であっても、標準スクリーンを以て行われた解析と
は通常、全く同にには相関しない。本発明においては、
標準的な、積重ねふるいを、分離を行うための機器を用
いることができる。予め存在する積重ねスクリーン解析
を用いる本発明によって得られる解析の密接な相関が、
それにより達成される。

図面の説明 添付図面への参照により、本発明を更に詳細に説明す
ることができる。

第１図は、積重ねの最底部のふるいが底部ロールの周
りを揺動する際にそれが他から分離され、それにより、
保持された粒子を秤量装置上へ落とすことを示す、本発
明の好適な実施例による自動粒子サイズ・アナライザの
部分的に概略的な斜視図、 第２図は、清掃に先立ち、底部ロールの周りを通過後
に転倒されているふるいを示す、アナライザのコンベヤ
作動機構の部分切欠き略斜視図、 第３図は、振動のためにふるいを整列される装置を特
に示す、第２図と概ね類似の斜視図、 第４図は、解析される試料を受容する準備のできた開
始位置にあるふるいの積重ねを示す、第１図の線４−４
についての機器の縦断面図、 第５図は、２組のふるいがあけられた後に３番目があ
けられている、ふるいの相対位置を示す、第４図と類似
の縦断面図、 第６図は、ふるいに係合し且つそれを清掃する定位置
に移動されるふるいクリーナを示す、第５図と類似の
図、 第７図は、第４図の線７−７についての拡大部分縦断
面図、 第８図は、クリーナにより係合されたふるいの拡大部
分断面図、 第９図は、ふるいをそのホールダに固定させる装置を
示す部分切欠き斜視図である。

詳細な説明 図面に示された自動粒子サイズ・アナライザ10は、ヒ
ンジ付きドア14を有するキャビネット12内に収容されて
いる。この機器には累進的なふるいの列または組が利用
されているが、この実施例には、16a,b,c,d,e,fおよび
無孔の底皿18を含め７個が示されている（第７図参
照）。各ふるいには積重ね可能な円筒状スカート20が含
まれ、軸線方向に間隔をあけた上部および下部外周フラ
ンジならびにスクリーンまたはメッシュ22がスカート20
の内側に取り付けられている（第２図、第３図および第
８図参照）。必ずしもそうではないが、一般に、スカー
トは直径が約203.2mm（8in）で高さが約76.2mm（3in）
の円筒であり、在来の市販用のスクリーンであっても良
い。スカートは均一な直径であり、ふるいは、それらが
備えるスクリーン22のサイズの点でのみ異なり得る。そ
れぞれふるいは、第４図で視て下向きの方向へ漸次細か
くなり、最上部のふるい16aは最も粗いメッシュを有す
る。例えばある用途には、ふるい16aないし16fとして、
米国標準試験ふるい第30、35、40、50、70および120号
を利用できる。従って図示の機器によれば、（底皿18に
集収される細粒を含む）７組の残留分しか必要でなけれ
ば、１組以上のふるいを、ふるいを全く備えないか若し
くは粗いふるいを備えたダミー・スカートと置換するこ
とができる。

各ふるい16aないし16fならびに18は、モジュール方式
のふるいホールダまたはブラケット24上に着座し且つそ
こへ固定される（第８図および第９図参照）。ブラケッ
トには、ふるいスカート22の下方部分を受容すべくサイ
ズを定められた中心開口部を有するフラット・プレート
が含まれる。各ふるいは、その１組のみを示した１対の
揺動自在なばね荷重式保持器26により、そのホールダ24
内へ取外し自在に固定される。

ホールダ24は、望ましくは、水平コンベヤ用に通常使
用される形式の、第３図に示す如き幅広いエンドレス・
ベルトの形態のコンベヤ28へ、（片側のみで取り付けら
れて）片持式に突出して取り付けられる。各ふるいホル
ダ24は、コンベヤを貫く１個以上のボルト34により固定
される（第８図参照）。コンベヤ28は、上部ロール30な
らびに下部または底部ロール32の周りを通過する。（第
３図）。上部ロール30と下部ロール32との間に通される
領域を、ここでは垂直走行部33と称する。背面走行部35
は、ロールの他方側の走行部33と平行に延びる。説明さ
れる如く、全てのホールダがコンベヤの垂直走行部部分
33上にある場合、ふるいおよびホールダは、各ふるい16
bないし16fおよび18がその上方のふるいのホールダの底
部に対して着座する、垂直に整列する積重ね31（第４図
参照）を形成すべく組重ね可能である。この積重ねは分
離を行うべく、ユニットとして振動させることができ、
粒子は、一つのふるいから、その下方の次のふるい内へ
直接に落下し、積重ねから側方へ逸出することはできな
い。

下部ロール32は、キャビネット12へ固定されたジャー
ナルに、回転すべく取り付けられている。上部ロール30
は、ピボット38によりキャビネット12へピボット止めさ
れた上部ロール支持アーム36上にジャーナルで支えられ
ている。図示の如きコイルばね若しくは選択的に使用可
能な空気ばねであって良いばね装置40により、コンベヤ
28に張力を維持すべく、支持アーム36がピボット38の周
りに上方へ偏せられる。減速機およびブレーキを備えた
電動機の形態のコンベヤ駆動装置が支持アーム36上に取
り付けられ、調時ベルト42により上部ロール30を回転す
べく連結される。ベルト42への張力は、調整ねじ44によ
り維持される（第２図参照）。

キャビネット12には、操作機構の上部への接近のため
下方部分53から取り外し得る上方部分52が包含されてい
る。解析される試料は上方部分52の開口部46を経て導入
され、次いで管状シュート50に至る漏斗48を経て落下す
る（第４図）。漏斗48は、キャビネット上方部分が取り
外されればシュート50から分離する。シュート50は、キ
ャビネット内のブラケット58から上方へ突出する平行な
２枚の垂直板ばね56、56によりその上に一方側で支えら
れた振動器上部プレートまたは取付えプレート54上に取
り付けられる。弾力的にたわみ性のガラス繊維ストリッ
プで良い板ばね56、56により、頂部プレート54およびふ
るいならびに、振動に対してそれから支えられたその他
の構造体が支えられる（第２図）。

振動装置 ふるい分け運動は、全体として60で示される駆動装置
により、ふるいの積重ねに分与されるが、第２図、第４
図および第７図を参照されたい。図示の実施例において
は、キャビネットに取り付けられた可調整ブラケット上
のモータ62が駆動装置60に包含されている。ベルトに張
力を付与すべく、ねじ調整器69がブラケットとキャビネ
ット壁との間に支えている（第４図）。モータ62は、頂
部プレート54にジャーナルで支えられ且つその板ばね56
と反対の側でそれを支える偏心ピン66を回転させるべ
く、調時ベルト64で連結される。モータ62の作用により
偏心ピン66が円形軌道内で回転され、それによりプレー
ト54へふるい分け運動が分与され、ふるいがそれから下
げられる。プレート54のピン係合側（第４図で視て右
側）は円形軌道内を移動され、他方側は、板ばね56、56
により、より直径的な径路内を移動すべく制限される。
偏心ピン66は、例えば、直径30.162mm（1 3/16in）の軌
道を280rpmの速度で移動し、それにより、1.3gの横方向
ふるい加速度を生成する。３ないし10minの範囲の振動
サイクル時間は、数多くの目的に対して充分である。

丁度説明した運動は、「ロー・タップ（Ro−tap）」
機械に用いられたそれに近似しているので望ましい。但
し、他のふるい分け運動を用い得ることも指摘されると
ころであり、本発明は、その運動が各種のふるい上の粒
子を分離するに充分である限り、特定の回転、振動また
はその他の運動の利用を要求するものではない。（ここ
に用いられる際の用語「振動」は、スクリーンの平面内
であると否とに関わらず、全てのこの種形式のふるい分
け運動を包含することになっている。）振動中、ふるい
の積重ねに反復性の「タッピング」パルスまたは衝撃を
付与すべく、「タッパ」即ち垂直に往復動するピストン
67（第４図）を頂部プレート54へ任意選択的に取り付け
ることもできる。このタッパは、例えば200c/minで迅速
に往復動してプレートをたたく空気シリンダである。こ
れは、粒子を分離し且つ、機械的振動器に付与されるタ
ッピング運動を更にシミュレートするのに役立つ。

積重ね整準クランプ装置 ふるい16aないし16fおよび18は個々にコンベア28から
片持式に突出し、それにより片側でのみ支えられている
ので、それらは、若し更に支持されなければ、重力によ
り下方へたわむ傾向を有する（第６図におけるコンベヤ
の右側のふるいの傾斜に留意のこと）。この種のたわみ
は、個々のふるいの中央垂直軸線が互いに不整合とな
り、隣接するふるいとホールダとの間にギャップが開く
可能性があり、ふるい分けされる粒子がそれを介し、ス
カート20のリムを超えて逸出する可能性があるので、振
動する間は不利である。ふるいが振動される際にそれら
を水平に位置付け、更に、振動中ふるい間には最小限ま
たはほとんど皆無の相対運動しか存在しないよう振動す
べく、それらを一緒に垂直整合させてクランプする装置
を備えることは極めて効果的であることが見いだされて
いる。しかし、ふるいは、コンベヤ28がそれらを移動さ
せている間中、一緒にクランプされる必要はなく、言う
までもなくそれらは、底部ロール32の周りをそれが移動
する際、自由に分離しなければならない。この目的で、
頂部プレート54から垂直に取り付けられ且つ、それぞれ
のふるいホールダ24上の一連の止めピン70と共働する止
め縁を提供する、第２図、第３図および第４図に示すふ
るい保持背面プレート68が設けられる。ピン70は、ふる
いホールダからコンベヤ28を介し（第４図参照）、プレ
ート68に向かって延びる。このピンは、ふるいがそれら
の垂直走行部33上の最上位置へ近づくにつれて継続的に
引込み段を作る保持プレート68内の一連の止め縁72に対
し、同時に係合可能である。止め縁72は、プレート68の
側縁に沿い「階段」状に横方向へ引込み段を作り、コン
ベヤが上方へ移動するにつれてピンがそれぞれの縁と係
合するように、それぞれのピン70間の距離の応じて垂直
方向に隔置される（第３図参照）。コンベヤ28がロール
30、32の周りを上方へ（第３図で視て逆時計回りに）移
動するにつれて、それぞれのホールダの下方への傾斜の
故に角度上で上方に突出する止めピンは、コンベヤと共
に上方へ移動される。ピンは、それらのそれ以上に上方
への移動を阻止するそれぞれの止め縁と、ほぼ同時に係
合し、コンベヤの短い上方への最終行程が、それにより
ホールダを、それらのたわんだ位置から第４図に示すほ
ぼ水平の位置まで上方（第５図における逆時計回り方
向）へ傾斜させる。コンベヤ駆動モータ制御装置98また
は制限安全スイッチ73（第４図）により、ふるいはほぼ
水平となるコンベヤ位置で、モータ41の作用が停止され
る。ふるいが振動に対して水平であることは重要である
（同じ理由で、キャビネット12は、キャビネット自体を
水平にすべく、その基底部に整準ねじ71を備えることも
できる）。

次いでふるいは、振動のため、互いに横方向に整合さ
れ且つ、軸線方向に（垂直方向に）クランプされる。こ
の整合およびクランピングは、望ましくは、第７図に細
部を示した。全体として74で表示された二重機能ふるい
整合クランプ装置によって得られる。装置74は、対向す
るＶ断面横方向クランプ76、76をふるいに向け直径方向
に押圧して、ふるいホールダ24の反対側の対応的なＶ字
形切欠き78、78と係合さるべく作用する。クランプ76、
76は、ふるいホールダを横方向へ（水平方向へ）互いに
係合するよう調整すべく垂直走行部33の平面と概ね平行
な垂直平面内で互いに向かって移動する。

上記に示した如く、複動装置74はまた、ふるいを水平
方向に整合させると同様に、ふるいを一緒にクランプす
る。この目的のため、装置74はまた、積重ねの底部ホー
ルダの持上げ力を付与すべく、直径方向に対向する、垂
直方向へ揺動可能なクランプ・アーム80、80を作動させ
る（第７図参照）。作動される場合、止めとして作用す
る頂部プレート54の裏側に頂部ふるい16aが当接し且つ
それに対してクランプされるまで、ふるいの積重ね全体
が垂直クランプ・アーム80により上方へ持ち上げられる
（第７図参照）。従ってふるいの積重ねは、クランプ装
置74により、横および垂直両方向に拘束される。

２組の横および垂直方向クランプ・アーム76、80は、
望ましくは、複動クランプ・シリンサ82、82により操作
される。頂部プレート54により支えられたクランプ装置
取付けブラケット86へピボット85により外方端部で連結
された上方クランプ・スイングアーム84へ、各クランプ
・シリンダ82が上方端部で旋回自在に連結される（第２
図参照）。上方クランプ・スイングアーム84の他方の端
部は、横方向クランプアーム78へ旋回自在に固定され
る。その下方端部が、垂直クランプアーム80に、そのピ
ボット90の周りでそれを揺動させるべく連結されたピス
トン・ロッド88がシリンダ82により操作される（第７図
参照）。クランプ・アーム80は、側部プレート92上のブ
ラケットにピボット止めされている。側部プレート92
は、ブラケット86と同様に、頂部プレート54へ連結され
ている。ピストン88の、そのシリンダ82からの延長部に
より、クランプアーム80がそのピボット90の周りに回転
され、ローラ94が底部ホールダ24の下側と持上げ係合す
るに至らされる（第７図参照）。作動中、シリンダ82
は、横方向クランプアーム76を水平方向に移動させるの
みならずまた、ローラ94を上方へ移動させることがわか
る。この機構は横方向クランプアームおよび垂直アーム
の双方を作動させ、阻止抵抗に遭遇するまで各々を移動
させる。制御装置98は、ふるいがそれらの上部位置にあ
る場合、およびそれらのそれぞれの止めピン70の止め縁
72との係合によってそれらが水平位置に持ちきたされた
後に、加圧流体をシリンダ82へ供給させる。特に、流体
圧力（空気圧が望ましい）がシリンダ82内へ供給される
とピストン・ロッド88が延ばされ、それにより、上方ク
ランプ・スイングアーム84および垂直クランプアーム80
の双方がそれらのそれぞれのピボットの周りで揺動され
る。第７図の右のシリンダ82について説明すると、その
上方クランプ・スイングアーム84が、矢印87で表示され
る如く、そのピボット85の周りで時計回り方向に揺動
し、それにより横方向クランプアーム76が、ふるいホー
ルダ24の切欠き78内へ左方へ移動される。同時にピスト
ン88の延長部は、垂直クランプアーム80をそのピボット
90の周りで時計回りに揺動させ、そのローラ94を積上げ
の底部に対して上方に持ちきたす。平行度を維持し且つ
クランプアーム76の曲がりを回避すべく、横方向クラン
プアーム76の下方端部と側部プレート92上の取付けブラ
ケットとの間に下方クランプアーム・リンク96が旋回自
在に連結される。２組のアーム84、96により、クランプ
アーム76が横方向へ移動されても、それが依然垂直であ
ること保証する平行四辺形形式の運動が設定されている
（第７図）。ふるいは依然、振動サイクル中にしかクラ
ンプされない。（クランプ装置は頂部プレート54から懸
垂されているので、それは、振動サイクル中、ふるいと
共に移動する。） 積重ねの反対側のクランプ装置は、丁度説明したそれ
の鏡像であって良く、類似の態様で作用する。

ふるいからの除去 振動サイクルの完了に際し、ピストン・ロッド88を引
込めるべく、制御装置98により反対方向へ流体圧力が向
けられ、それにより、横方向クランプアームと垂直クラ
ンプアームとがふるいの積重ねからほぼ同時に離脱され
る。次いで駆動モータ41が、ふるいの積重ねを下部ロー
ル32に向けて徐々に下方へ移動させるべく加圧される。
移動は、例えば1.983m（6.5ft）/minの、それぞれのふ
るいの外へ粒子を投げ飛ばさない速度で、緩徐である。
下方への移動が続くと、底皿18が先ずロール32の周りを
移動する。より大きなふるいのサイズに対するロール32
の小さい直径の故に、ほぼ垂直な位置を経て、ふるい内
の粒子がそこから落下する転倒または落下位置に至るそ
れぞれのふるいの大きな角度の揺動が、比較的に短いコ
ンベヤ工程により達成される。この装置によれば、ふる
いは、次のふるいがからにされ始める前に転倒される
（第５図参照）。各ふるいは、その水平な積重ね位置に
対し約120°ないし140°にそれが角度を付される位置に
停止されることが望ましい。停止は、落下位置にあるふ
るいホールダがスイッチと係合する際にモータ41への給
電を停止するスイッチ101により制御される。モータ・
ブレーキは、ふるいを落下位置にしてベルトを迅速に停
止し、保持する。それが底部ロール32の周りの移動によ
り転倒されると、各ふるいは、その内容物を秤量皿100
内へ落下させる（第５図参照）。秤量皿100は電子秤量
はかり102上に載り、それにより、各皿からその中へ排
出される粒子の重量の読出しが得られる。この目的に適
したはかり、例えばトレドー・スケール・コーポレーシ
ョン・モデル（Toledo Scale Corporation Model）SM60
00、が商業的に入手可能である。このはかりは、残留分
の重量を記録した後にリセットまたは「ゼロ化（zeroiz
e）」することができ、あるいはまた計算機99はなるべ
くなら、皿内の連続的に増大する重量を記録し且つ、周
知された様態で、逐次減算により個々の残留分重量を得
ることが望ましい。

皿100は、あけるためにドア14を経てはかり102から取
り去ることができる。各ふるいがその中に落とされた
後、または全試料解析が完了した後でさえ、皿をからに
することは不必要である。解析は通常、数百ｇの試料し
か必要としないが、皿100は、数多くのこの種試料を保
持すべくサイズを定められることもある。

ふるい清掃装置 ふるい上に保持された粒子の大部分は、それが転倒さ
れるとそれから落下するが、それにも拘わらず若干の粒
子、特にそのサイズがメッシュ開口部のサイズと緊密に
近似している粒子は、スクリーンに接着し若しくはそこ
にとどまる可能性がある。このためには、この種の粒子
のそれぞれの残留分の重量に包含し得るよう、（望まし
くは底皿18を包含する）各ふるいから、それが秤量皿10
0の上に転倒されている間に粒子にブラシをかけ若しく
はそれをたたくふるい清掃装置を備えることが望まし
い。

全体として104で表示されるふるい清掃装置には、基
本的に、第５図に示す休止位置から、落下位置にあるふ
るいのメッシュの底部（下方）側をブラシがブラシがけ
している。第６図および第８図に示す清掃位置へ自動的
に移動される回転ブラシ106が含まれている。ブラシ106
は、メッシュからの粒子を、それらが秤量皿100に落下
するようにブラシがけすべく、メッシュ22のほぼ全面積
と係合するように寸法を定められている（第８図参
照）。ブラシ106は、制御装置98により適切な時点で自
動的に加圧されるブラシ駆動モータ108により回転され
る。ブラシ106は、望ましくは両方向への回転によりス
クリーンをブラシがけすべく操作され、清掃装置は、丁
度清掃されたふるいを落下位置から、そして次のふるい
をその位置へと移動すべくコンベヤが操作される前に、
その休止位置へ移される。

休止位置と清掃位置の間のブラシおよびモータの移動
のため、それらは、キャビネット基底部へピボット112
でジャーナル止めされたクリーナ・スイングアーム110
に取り付けられている。スイングアーム110は、その一
つを第５図に示した複式空気クリーナ位置決めシリンダ
114により、ピボット112の周りに回転される。シリンダ
114のピストンが延ばされると清掃装置が休止位置へ位
置決めされ、収縮されると（第６図）、落下位置にある
ふるいのメッシュ22とブラシ106を近似的に同等面にす
べく、ピストンがアーム110を揺動させる。第８図に示
す如く、ブラシ106は屈曲自在にモータ軸115へ取り付け
られ、ばね116により（ふるいに向けて）外方へ偏せら
れる。スロット内ピボット連117により、軸115上へのブ
ラシ106の若干のモビリティが付与されている。これに
より若干量の屈曲性とたわみ性とが得られ、従ってブラ
シは、スクリーン22と一層柔軟に接触し、整合するよう
になる。

本出願人は、各ふるいが、ブラシからそれがはみ出ぬ
よう、それが清掃されている間、硬直に保持されること
が望ましいことを見いだした。その目的で、それぞれの
ふるいホールダ24を落下位置に係合させ且つ、第８図に
矢印119で表示される如く、ブラシに向かう方向にホー
ルダおよびふるいを引くために、クリーナ・クランプ装
置118が設けられる。クリーナ・クランプ装置は、クリ
ーナ・クランプ装置118が設けられる。クリーナ・クラ
ンプ装置は、アーム110上に取り付けられ且つそれと共
に移動する空気圧シリンダ120により操作されるクラン
プ・パッド122を備えている。

それぞれのふるいが落下位置に向かって移動する間、
クランプ・パッド122は延ばされ、従ってホールダ24お
よびそのふるいは、ホールダがロール32の周りで揺動す
る際は延びたクランプ・パッドをかわす。収縮される
と、パッド122はホールダの縁に係合し（第８図）、ク
リーナ・スイングアーム110により取り付けられ且つそ
れと共に移動する止め121に向かい、清掃のためのブラ
シの方へホールダおよびふるいを引く。（底皿18にはス
クリーンがないのでそれをブラシがけする必要はない
が、ブラシが少なくとも皿を打ち、何れかの残存粒子を
たたいてほぐすことが望ましい。） かわされた粒子が重量に包含されるようにそれぞれの
ふるいが清掃されるまで、残留分の秤量は延期される。

清掃後、清掃装置104が引込められ、あけられたふる
いを落下位置を通過して移動させ且つ、次のふるいをそ
の位置へ前進させるべくコンベヤ28が操作される。ふる
いは走行部33上で下方へ傾斜する傾向を有すると全く同
様に、それらも矢張り、それらがあけられた後、背面走
行部35上にそれらがある際に傾斜する傾向を有する。最
下部の傾斜したふるいは、清掃装置104の移動を妨げる
可能性がある。すきまを設けるため、転倒された、あけ
られたふるいは、清掃中、背面走行部ふるい持上げ器12
6により持ち上げられる（第２図、第４図および第６
図）。これには、キャビネット12内へ揺動自在に懸垂さ
れ且つ、背面走行部35上の最下部ふるいの下に係合して
ブラシ106がそれらの下を通るに足りるだけ上方へふる
いを引きべく持ち上げられるピボット止めされた持上げ
アーム130を操作する空気圧シリンダ128が含まれる。こ
の持上げ運動は、第２図、第５図および第６図に示され
ている。

個々のふるいの内容物除去、清掃、残留分秤量、およ
び背面走行部35への移動という順序は、全てが垂直走行
部33上にある、第４図に示す開始または振動位置から、
全てがあけられ且つ背面走行部35上に転倒されている完
了位置へふるいの全積重ねが移動されるまで継続する。
安全スイッチ124（第４図）は、全てのふるいが清掃さ
れた後の背面走行部に沿ったコンベヤの移動を限定する
安全保証装置として望ましい。ふるいが清掃された際に
それらを数えるべく計算機99（第１図）がプログラミン
グされ、全てが清掃された後にモータを逆転させ、それ
により、あいたふるいを開始位置へ戻すよう、制御装置
98へ信号が送られる。（復帰の際、ふるいを清掃する必
要はない。）制御装置98は、各種モータおよびソレノイ
ドで操作される弁に対する操作電力の付加および遮断を
制御すべく、電力継電器として作用する。それは、計算
機99およびリミットスイッチからの低電力信号に応答す
る。

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒子サイズ・アナライザにして、 ほぼ垂直な走行部を有し且つこの走行部の底部の水平ロ
   ールの周りを移動可能なコンベヤ、 累進的メッシュ・サイズのふるいの組、 前記ロールの周りで前記コンベヤにより移動されるよう
   に前記ふるいをメッシュ・サイズ順に個々に取り付ける
   取付け装置、 前記のふるいの組を振動させて前記組の最頂部のふるい
   上に沈積された種種のサイズの粒子を下方に落下させ、
   粒子サイズに応じてそれぞれのふるい上に保持されるよ
   うにする振動装置、 前記ロールの周りに前記ふるいを前進させるべく前記コ
   ンベヤを移動させ、各ふるいが前記ロールの周りを通過
   する際にそれが転倒され、それによりそのふるい上の粒
   子が落下されるようにする駆動装置、および 前記ロールの周りでの移動により前記ふるいが転倒され
   た際にそれぞれのふるいから落ちた粒子を受容し且つ秤
   量する秤量装置を含む粒子サイズ・アナライザ。
2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・ア
   ナライザにして、前記コンベヤの前記走行部上に前記ふ
   るいが置かれた時にのみ前記ふるいを操作する制御装置
   を包含する粒子サイズ・アナライザ。
3. 【請求項３】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・ア
   ナライザにおいて、前記のふるいの組へ概ね垂直方向に
   反復性打撃を分与するタッパが前記振動装置に包含され
   ている粒子サイズ・アナライザ。
4. 【請求項４】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・ア
   ナライザにして、前記コンベヤ駆動装置の制御装置を包
   含し、それぞれの各ふるいが、そのふるいに保持された
   ほとんど全ての粒子が前記秤量装置上に落下するような
   前記ロール上の位置にある場合、前記コンベヤの移動を
   前記制御装置が停止させる粒子サイズ・アナライザ。
5. 【請求項５】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・ア
   ナライザにおいて、前記ふるいが取付け装置により、前
   記ロールの上方の前記走行部上に、積重ね体として一緒
   に位置決めされる粒子サイズ・アナライザ。
6. 【請求項６】請求の範囲第５項に記載の粒子サイズ・ア
   ナライザにして、ふるいの組を、その振動のため一緒に
   クランプする、選択的に操作可能なクランプ装置を包含
   する粒子サイズ・アナライザ。
7. 【請求項７】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・ア
   ナライザにして、前記ふるいが前記秤量装置上で転倒さ
   れている間に、前記各ふるい上に残存する粒子を除去す
   るふるい清掃装置を包含する粒子サイズ・アナライザ。
8. 【請求項８】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・ア
   ナライザにおいて、前記コンベヤがエンドレス・ベルト
   を含む粒子サイズ・アナライザ。
9. 【請求項９】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・ア
   ナライザにおいて、前記各ふるいが、前記取付け装置に
   より、前記コンベヤへ片持式に支えられている粒子サイ
   ズ・アナライザ。
10. 【請求項１０】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・
    アナライザにして、前記ふるいが全て前記走行部上の前
    記ロール上方にある間にのみ前記振動装置を操作する振
    動制御装置を包含する粒子サイズ・アナライザ。
11. 【請求項１１】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・
    アナライザにして、前記振動中、前記ふるいを積重ね体
    として一緒に保持する装置を含む粒子サイズ・アナライ
    ザ。
12. 【請求項１２】請求の範囲第１項に記載の粒子サイズ・
    アナライザにして、振動させる前に前記ふるいを水平位
    置へ持ちきたす装置を包含する粒子サイズ・アナライ
    ザ。
13. 【請求項１３】自動粒子サイズ・アナライザにして、 累進的サイズの一連のふるいと、 サイズ順の積重ね体として前記ふるいを一体的に連結
    し、且つこの順を維持しながらふるい同志の相対的な移
    動を許容する取付け装置と、 ほぼ垂直な積重ね体として前記ふるいを振動させ、サイ
    ズ範囲に従ってこの積重ね体上の粒子を分類する振動装
    置と、 その上に置かれた粒子を秤量する秤量装置と、 分類された粒子がそれぞれのふるい上に保持されるよう
    にして他のふるいをほぼ垂直位置に残留させたまま、１
    つのふるいを前記積重ね体から分離し、この分離された
    ふるいを傾けてこのふるいから粒子を前記秤量装置上に
    落下させ、且つ空にした後にこのふるいを前記積重ね体
    に戻すようにする移動装置とを含む自動粒子サイズ・ア
    ナライザ。
14. 【請求項１４】請求の範囲第13項に記載の自動粒子サイ
    ズ・アナライザにおいて、前記取付け装置が前記ふるい
    が取り付けられる垂直コンベヤと、その周りで前記垂直
    コンベヤが下方に移動する端部ロールとを含み、また、
    前記移動装置がコンベヤ駆動装置を含んでいて、前記端
    部ロールの周りでの前記コンベヤの移動によって各ふる
    いが積重ね体から順次分離され、それが転倒されて、そ
    れぞれの各ふるいの粒子が前記秤量装置上にあけられ、
    そしてふるいが逆の順序で積重ね体に戻されるようにさ
    れている自動粒子サイズ・アナライザ。
15. 【請求項１５】機器にして、 積重ね自在にして累進的な１組のふるい、および垂直走
    行部を有するふるいコンベヤを含み、 前記ふるいが前記コンベヤに取り付けられ且つそれから
    外方へ傾斜して突出し、 前記ふるいが前記垂直走行部上に、下向きの方向へ漸進
    的に微細となるように配列されて、前記垂直走行部上に
    積重ね体としてはまり込み、さらに、 端部ロールの周りに前記コンベヤを移動させ、それによ
    り、ふるいの列を順次転倒させる装置を含む機器。