JP4020243B2 - バッチ式バキュームコンベア - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体その他のばら状材料を真空吸引作用により空気輸送するためのバッチ式バキュームコンベヤに関する。
本発明は、特に、流動性に乏しいばら状材料（例えば、吸湿性の粉体、砂糖のような粘着性の粉体、静電気帯電しやすい粉体、発泡材のビーズや刻み海苔のようなフワフワと軽い嵩密度の小さなばら状材料、ファンデルワールス力による粒子間付着力の大きな超微粒子）を空気輸送するに適したバッチ式バキュームコンベヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉体その他のばら状材料の空気輸送には、材料をその背後から圧力空気流で圧送する圧送方式（加圧式）と、真空の作用により材料を前方から吸引する吸引方式（負圧式）とがある。
前者の圧送方式には、長距離輸送できるという利点があるが、輸送管の継ぎ目や亀裂から粉塵が漏れやすい、送り側装置および受け側装置の双方が大がかりとなる、という難点がある。そこで、近年では後者の吸引方式の空気輸送が多用される傾向にある。
【０００３】
吸引方式の空気輸送はバキュームコンベアを用いてバッチ式に行われる。バッチ式バキュームコンベアは、ばら状材料を空気と共にコンベア本体の吸引室内へ吸引して固気分離し、周期的に本体の下部のダンパーを開放することにより吸引室に貯まったばら状材料をバッチ単位で排出するように構成されている。
【０００４】
典型的には、バッチ式バキュームコンベヤは、図５に示したように、吸引室１を画成する円筒形の本体２と、吸引室内の空気を吸引するためのバキューム吸引装置３と、固気分離用フィルター４を備え、本体２にはばら状材料を空気と共に吸引する吸引口５が設けてある。
本体２の下には漏斗状の排出部（排出コーン）６が配置してあり、その出口は排出ダンパー７によって開閉されるようになっている。漏斗状排出部６は、吸引室の容量を大きくしながらも出口を小さく絞るという役割を有する。
【０００５】
このように下向きに先細に絞られた漏斗状排出部６があるので、輸送すべき粉体が流動性に乏しい粉体である場合には、漏斗状排出部６のところで粉体がブリッジを組み、漏斗状排出部を通って粉体が円滑に排出されるのを阻害する。
【０００６】
そこで、従来技術においては、流動性に乏しい粉体を取り扱う場合には、例えば特願2000-332061号に開示されているように、漏斗状排出部６の内側に微多孔性の流動化用隔膜を配置し、この流動化用隔膜を介して内容物に対してエアレーションを行うことが行われている。エアレーションにより漏斗状排出部６の内周面と粉体との間にエアクッションが形成され、漏斗状排出部６の内周面に対する粉体の摩擦が低減されると共に、粒子間摩擦が低減され、その結果、漏斗状排出部６に粉体のブリッジが形成されるのが防止抑制される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の流動化装置は、漏斗状排出部６の内側に配置した微多孔性の流動化用隔膜や、流動化用隔膜と漏斗状排出部との間に形成された空気充満室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源および圧縮空気供給配管や、流動化用隔膜と漏斗状排出部との間をシールするためのシール部材など、多数の部品を要し、構造が複雑でかつ極めて高価である。
そこで、本発明の主たる目的は、流動性に乏しい粉体を流動化装置を用いることなく空気輸送することが可能で、安価で構造簡素なバッチ式バキュームコンベヤを提供することにある。
【０００８】
また、産業界においては、発泡スチロールその他の発泡材のビーズや、乾燥したお茶の葉や、刻み海苔などのような、フワフワと軽く嵩密度の小さなばら状材料を容器やパッケージに充填するために空気輸送したいことが少なくない。
このように輸送すべきばら状材料がフワフワとして嵩密度が小さい場合には、自重により落下しにくいので、バキュームコンベヤの漏斗状排出部６に引っ掛かり、やはり漏斗状排出部が詰まり易い。そこで、ブリッジ防止対策として、エアレーションによって材料を流動化することが考えられる。
しかしながら、エアレーションによる流動化は、粉体と流動化用隔膜との間、並びに、粒子間にエアクッションが形成されるに充分な程度に粉体が緻密である場合にしか有効でない。発泡スチロールのビーズや乾燥したお茶の葉や刻み海苔などのような空隙の大きなばら状材料の場合には、流動化用隔膜の細孔から空気を噴出させてもばら状材料を流動化することはできない。このため、従来、この種のばら状材料の充填・包装作業は専ら手作業によって行われている。
【０００９】
そこで、本発明の他の目的は、発泡スチロールその他の発泡材のビーズや、乾燥したお茶の葉や、刻み海苔などのような、フワフワと軽く嵩密度の小さなばら状材料をスムースに空気輸送することが可能で、この種のばら状材料の充填・包装工程の自動化に貢献することの可能なバキュームコンベアを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、本体内に画成された吸引室内へとばら状材料を空気と共に吸引して固気分離し、本体の下部排出口を開閉する排出ダンパー装置を所定時期に開放することにより吸引室内のばら状材料を排出するようになったバッチ式バキュームコンベアにおいて、本体の少なくとも下部の内周壁を非漏斗状（即ち、非収斂形状。ストレートな円柱形、および、下向きに末広がりの形状を含む）に形成し、排出ダンパー装置は本体の下部開口を直接に開閉するべく配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
このように、バキュームコンベアの本体の少なくとも下部の内周壁を非漏斗状（非収斂形状）に形成したので、吸引室内へ吸引されたばら状材料が排出ダンパーの開放に伴い本体下部を通過して排出される際に、ばら状材料の粒子が相互に圧縮されることもなく、本体内周壁に対して押付けられることもない。その結果、ばら状材料が本体下部を通過下降する際に、粒子間摩擦が増加することもなく、本体内周壁に対する摩擦が増加することもないので、エアレーションによって流動化しなくとも、ばら状材料は本体の内周壁に居付くことなく自重により真っ直ぐに落下し、バキュームコンベアから円滑に排出される。
【００１２】
好ましい実施態様においては、バキュームコンベアは固気分離フィルターおよびその逆洗装置を備え、この逆洗装置はフィルターの逆洗時に本体の内周壁に付着するばら状材料を圧縮空気パルスにより払い落とす役割も有する。
このようにすれば、発泡スチロールのビーズやお茶の葉や刻み海苔のように自重では落下しにくい材料をスムースに排出させることができる。
【００１３】
好ましくは、バキュームコンベアは本体の下部を囲繞するスカート部を更に備え、排出ダンパー装置はこのスカート部の内側に隠蔽されている。
このようにすれば、排出ダンパーやそのアクチュエータを損傷から保護することができると共に、コンベヤの外形や外部構造が著しく簡素化される。
【００１４】
本発明の他の観点においては、本発明は、吸引口を備えた吸引室を画成する円筒形若しくは下向きに末広がりの本体と、本体の上端を閉鎖するトップカバーと、吸引室内の空気を吸引することにより輸送すべきばら状材料を空気と共に吸引室内へと吸引させるための吸引手段と、吸引室内へ吸引されたばら状材料を固気分離するためのフィルター手段と、吸引室内のばら状材料を排出するべく本体の下部開口を直接に開閉する排出ダンパー装置、とを備えたバッチ式バキュームコンベアを提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
最初に、図１を参照しながら、本発明のバキュームコンベア１０を用いた吸引式空気輸送システムの非限定的なレイアウトを説明する。この空気輸送システムは、例えば、ホッパー１２のような上流側装置に貯蔵されたばら状材料を任意の容器或いはパッケージのような下流側装置１４に輸送し装入するために使用することができる。
ホッパー１２の出口に差し込んだ吸引ノズル１６とバキュームコンベア１０の入口管（吸引管）１８とは従来通りに輸送管２０で接続することができる。下流側装置１４は基台２２上に載置することができ、バキュームコンベア１０は基台２２に据え付けた旋回装置の旋回アーム２４に旋回可能に搭載することができる。バキュームコンベア１０の制御盤２６も基台に固定することができる。
【００１６】
図２および図３を参照するに、バキュームコンベア１０は、ステンレス鋼板などで形成された円筒形の本体２８とトップカバー３０と円筒形のベース（スカート）３２とで構成することができる。本体２８にはフランジ３４が溶接などにより取付けてあり、本体２８のフランジ３４とベース３２とは複数のバックル３６などによって分離自在に連結されている。同様に、本体２８とトップカバー３０も複数のバックル３８などによって分離自在に連結されている。バキュームコンベア１０はベース３２に溶接したブラケット４０を介して旋回アーム２４に搭載することができる（図１）。
【００１７】
本体２８はステンレス鋼板などで円筒形に形成されており、そのぼぼ全長にわたってストレートな円柱形の内周壁４２を有する。本体２８の内側には吸引室４４が画成されている。入口管１８は吸引室４４に対して例えば接線方向に開口させることができる。
【００１８】
トップカバー３０には圧縮空気駆動のエジェクターなどからなる従来型のバキューム吸引装置４６が設けてあり、吸引室４４内の空気を吸引して排気口４８から放出するようになっている。トップカバー３０にバキューム吸引装置４６を設ける代わりに、ブロワや真空ポンプなどからなる真空源をコンベア１０から離れた場所に別途設置し、制御弁と配管を介して吸引室４４に接続することにより、吸引室４４内の空気を吸引するようにしてもよい。
吸引室４４から吸引される空気は本体２８の内側に配置したフィルター５０によって濾過される。フィルター５０としてはバッグフィルター、濾紙フィルター、セラミックフィルター、その他の従来型のフィルターを採用することができる。
【００１９】
フィルター５０を定期的に逆洗するため、トップカバー３０には逆洗装置５２が設けてある。この逆洗装置５２は、圧縮空気を貯蔵するアキュームレータ５４と、アキュームレータ５４内の圧縮空気を急速開放する急速排気弁５６とで構成することができる。急速排気弁５６はフィルター５０の内側に指向させてある。急速排気弁５６とエジェクター４６は制御盤２６により制御される。
【００２０】
図３および図４を参照するに、吸引室４４内に吸引され固気分離されたばら状材料を吸引室から定期的に排出するため、本体２８の下部開口（排出口）５８は排出ダンパー装置６０によって開閉されるようになっている。
この排出ダンパー装置６０は、本体２８の下部排出口５８を直接に開閉するダンパー（フラップ弁）６２を有する。シール性を保証するため、ダンパー６２は本体２８の下縁に装着した柔軟なシリコーンゴム性のリップ型シールリング６４と協働するようになっている。ダンパー６２は、溶接その他の方法により本体２８に固定された一対のブラケット６６に枢軸６８により開閉自在に枢着されている。
【００２１】
図示した実施例では、シールリング６４が摩耗してもダンパー６２がピッタリと閉まるようにするため、ダンパー６２の枢軸６８はブラケット６６の長穴に多少の空動きをもって支持されていると共に、ダンパー６２は揺動アーム７０に装着したローラ７２により開閉されるようになっている。揺動アーム７０は圧縮空気駆動の複動式の揺動ベーン型アクチュエータ７４によって駆動され、アクチュエータ７４は制御盤２６により制御される。
【００２２】
次に、このバキュームコンベア１０および吸引式空気輸送システムの作動の態様を説明するに、図１に示したように、吸引ノズル１６と入口管１８とを空気輸送管２０で接続し、ダンパー６２を閉じてエジェクタ４６を作動させると、ホッパー１２内のばら状材料は吸引ノズル１６と空気輸送管２０と入口管１８を介して空気と共に吸引室４４内に吸引される。フィルター５０により固気分離されたばら状材料は、吸引室４４内を沈降落下する。
従来技術の漏斗状排出部（図５参照）を備えたバキュームコンベアとは異なり、本発明のバキュームコンベアにおいては、本体２８はストレートな円柱形の内周壁４２を呈するので、ばら状材料が引っ掛かるところがないし、沈降につれてばら状材料が圧縮されることもない。従って、ばら状材料は、吸引室４４内を真っ直ぐに沈降し、ダンパー６２の上に堆積する。
【００２３】
適当なタイミングでエジェクタ４６を止めた後、排出ダンパー装置６０のアクチュエータ７４を作動させて揺動アーム７０を下方に揺動させることによりダンパー６２を釈放すると、吸引室４４内の圧力が大気圧に戻るにつれてダンパー６２の自重とその上に堆積したばら状材料の自重によりダンパー６２が開らく。
前述したように、本発明のバキュームコンベアにおいては、本体２８はストレートな円柱形の内周壁４２を呈し、ばら状材料が引っ掛かるところがないし、下降につれてばら状材料の粒子間摩擦力が増加することもないので、ダンパー６２の開放に伴い吸引室４４内のばら状材料は自重によりスムースに落下し、吸引室４４から排出される。
【００２４】
同時に、逆洗装置５２の急速排気弁５６を開放することによりアキュームレータ５４内の圧縮空気を一気に開放させ、フィルター５０の逆洗を行う。圧縮空気は下方に向かって噴射されるので、フィルター５０の逆洗を行うだけでなく、本体２８の内周壁４２に付着している材料があればそれらを払い落とすであろう。従って、発泡スチロールその他の発泡材のビーズや、乾燥したお茶の葉や、刻み海苔などのような、フワフワとした軽い材料もスムースに排出させることができる。
以上を繰り返すことによりホッパー１２内のばら状材料は下流側装置１４に搬送される。
【００２５】
図示しない本発明の他の実施例においては、本体２８の内周壁４２は下向きに末広がりに形成されている。このような末広がり形状の本体は、円筒形の本体に比して製造に手数を要するが、粉体の居付き防止効果を一層向上させることができるという利点がある。
【００２６】
以上には本発明の特定の実施例を記載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の修正や変更を施すことができる。例えば、バキューム吸引装置４６をバキュームコンベアに設けることは不可欠ではなく、真空源は別の場所に設置することができる。
また、ダンパー６２は、ローラ７２を用いることなく、アクチュエータ７４その他の駆動装置により直接に駆動することも可能である。
フィルター５０としては図示したバッグフィルターの外に他の形式のフィルターも使用可能であり、その数も限定されない。
【００２７】
【発明の効果】
従来のバキュームコンベアは図５に示したように粉体を排出ダンパーに導く漏斗状排出部６を備えているので、流動性に乏しい粉体を取り扱う場合には、粉体のブリッジに因って漏斗状排出部６が詰まるのを防止するため、バキュームコンベアに流動化装置を組み込み、内容物に対してエアレーションを行うことが必要であった（例えば特願2000-332061号参照）。この種の流動化装置は、漏斗状排出部６の内側に配置した微多孔性の流動化用隔膜や、流動化用隔膜と漏斗状排出部との間に形成された空気充満室に圧縮空気を供給する圧縮空気供給源および圧縮空気供給配管や、流動化用隔膜と漏斗状排出部との間をシールするためのシール部材など、多数の部品を要し、構造が複雑でかなり高価である。
これに対して、本発明は、バキュームコンベアの本体の内周壁を非漏斗状（ストレートな円柱形又は下方に向かって末広がりの形状）にすることにより、本体の内周壁に対する摩擦、および、粒子間摩擦を低減し、これにより従来技術の流動化装置を省略することを可能にしたものである。
このように流動化装置を省略することができるので、その分だけバキュームコンベアの製造原価を低減することができる。前述したように流動化装置はかなり高価であるので、流動化装置の省略により大幅なコスト節減を実現することができた。
【００２８】
本発明の他の効果は、バキュームコンベアの本体自体の製造原価をかなり低減することができるということである。
より詳しくは、図５に示したような従来の漏斗状排出部６は、一般に、ステンレス鋼板のプレス加工か、へら絞り加工か、テーパロールを用いた曲げ加工により成形されている。プレス加工やへら絞り加工の場合には、高価な金型が必要であり、漏斗状排出部の単価が高くなる。また、テーパロールを用いた曲げ加工の場合には、レーザビームなどでステンレス鋼板を扇形に切り抜き、テーパロールを用いて円錐形に成形した後、継ぎ目を溶接する。このやり方では、異なる円錐角の漏斗状排出部毎に円錐角の異なる複数のテーパロールと金型（例えば、45°用、60°用）を要するので、加工装置の融通性がなく、加工が高くつき、従って漏斗状排出部の単価も高価である。
これに対して、本発明の好ましい実施態様に従い、バキュームコンベアの本体の内周壁をストレートな円柱形にした場合には、コンベア本体は円柱形ローラだけを用いて曲げ加工することができるので、コンベア本体の製造単価を大幅に低減することができる。
【００２９】
本発明の他の効果は、発泡スチロールその他の発泡材のビーズや、乾燥したお茶の葉や、刻み海苔などのような、フワフワと軽く嵩密度の小さなばら状材料を空気輸送することができるということである。従って、この種のばら状材料の充填・包装工程の自動化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバキュームコンベアを用いた空気輸送システムの概略図である。
【図２】本発明のバキュームコンベアの正面図である。
【図３】図２に示したバキュームコンベアの本体の下部の断面図である。
【図４】図３に示した排出ダンパー装置を下から見た斜視図である。
【図５】従来のバキュームコンベアの一部切欠き斜視図である。
【符号の説明】
１０： バキュームコンベア
１８： 入口管
２８： 本体
３２： スカート
４２： 本体の内周壁
４４： 吸引室
４６： バキューム吸引装置
５０： フィルター
５４： 逆洗装置
５８： 本体の下部排出口
６０： 排出ダンパー装置
６２： ダンパー

Claims (1)

1. 本体内に画成された吸引室内へとばら状材料を空気と共に吸引して固気分離し、前記本体の下部排出口を開閉する排出ダンパー装置を所定時期に開放することにより吸引室内のばら状材料を排出するようになったバッチ式バキュームコンベアにおいて：
   前記本体の内周壁をその上下方向全長にわたってストレートな円柱形に形成し、前記排出ダンパー装置は前記本体の下部開口を直接に開閉するべく配置し、吸引室内へ吸引されたばら状材料を固気分離するためのフィルターと前記本体の内周壁との間に狭い縦長の環状の隙間を形成し、前記フィルターを逆洗するための逆洗装置を設け、前記逆洗装置から前記所定時期に周期的に圧縮空気パルスを噴射することにより本体の内周壁に付着したばら状材料を払い落とすようにしたことを特徴とするバッチ式バキュームコンベア。

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