JP4132485B2 - 計量ホッパー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計量ホッパー、詳しくは、樹脂ペレットなどの粉粒体を計量するための計量ホッパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、樹脂ペレットなどの成形加工においては、樹脂ペレットを所定量計量するための計量ホッパーが広く用いられている。
【０００３】
このような計量ホッパーは、通常、図４に示すように、計量ホッパー１と、この計量ホッパー１の下方に配置され、計量ホッパー１により計量された樹脂ペレットを気力輸送するためのサービスホッパー２とが組み合わされて用いられている。計量ホッパー１には、この計量ホッパー１の重量を検知するためのロードセル３と、計量した樹脂ペレットをサービスホッパー２に排出するための排出ゲート４とが設けられており、たとえば、スクリューフィーダ７によって切り出された樹脂ペレットを受けて、その樹脂ペレットを、ロードセル３によって所定量計量した後、排出ゲート４の開動作によって、サービスホッパー２に排出するように構成されている。また、サービスホッパー２には、気力輸送のための輸送管５が接続されており、図示しない吸引式のブロワの作動によって、サービスホッパー２内に受け入れられた樹脂ペレットを、輸送管５を介して気力輸送するように構成されている。なお、この輸送管５におけるサービスホッパー２との接続側端部には、樹脂ペレットによってこの輸送管５が閉塞されることを防止するために、２次空気を取り入れるための空気取入口６が設けれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような計量ホッパー１においては、排出ゲート４から直に輸送管５を接続して気力輸送しようとするとその構造が複雑となるために、計量した後の樹脂ペレットを、一旦、サービスホッパー２に投入してやる必要がある。そのため、サービスホッパー２を設けるためのスペースが必要で、装置の小型化を図ることができず、また、計量ホッパー１を、その分高い位置に配置しなければならず、メンテナンスなどにおいて不便となり、さらには、サービスホッパー２を装備するためのコストが上昇するという不具合を生じる。
【０００５】
また、排出ゲート４の開閉動作には、電気やコンプレッサエアなどの動力が必要であり、そのためのランニングコストが発生するとともに、排出ゲート４を駆動させるにあたっては、たとえば、樹脂ペレットの噛み込みや排出ゲート４自体の故障を生じるおそれもある。また、排出ゲート４を装備するためのコストも発生するため、計量ホッパー１のコストが上昇するという不具合を生じる。さらに、排出ゲート４を計量ホッパー１に備えると、計量ホッパー１の重量がその分増えるため、ロードセル３は、その重量が増えた分、大容量のものを選択する必要があり、単位重量あたりの信号出力が小さくなり、計量精度が低下するか、あるいは、単位重量あたりの信号出力の大きい高価なロードセル３を用いなければならず、さらには、振動などの外乱に対する対策などを必要とするなどの不具合も生じる。
【０００６】
本発明は、上記した不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、排出ゲートやサービスホッパーを装備せずとも、簡易な構成により、計量した粉粒体を気力輸送することのできる、計量ホッパーを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、底部が閉鎖されているホッパー本体と、このホッパー本体の重量を検知することにより、このホッパー本体内に受け入れられる粉粒体を計量するための重量検知手段と、このホッパー本体内の底部に臨み、気力源から吸引される吸引輸送管に粉粒体を送るための吸引ノズルとを備え、前記吸引ノズルの輸送方向下流側端部が、前記吸引輸送管の輸送方向上流側端部と、所定の隙間を隔てて対向するように配置されていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成によると、ホッパー本体に受け入れられた粉粒体は、重量検知手段によって所定量計量された後、吸引ノズルから吸引輸送管に送られる。これによって、排出ゲートやサービスホッパーを装備せずとも、簡易な構成により、計量した粉粒体を気力輸送することができる。
【００１０】
また、このような構成によると、吸引ノズルと、吸引輸送管とが接触していないので、計量時においては、吸引輸送管の重量に起因する計量誤差を生じず、また、気力輸送時には、吸引ノズルの輸送方向下流側端部と、吸引輸送管の輸送方向上流側端部との間の隙間から、２次空気が取り入れられるので、粉粒体は閉塞することなく気力輸送される。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸引ノズルが、前記ホッパー本体に着脱自在に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
このような構成によると、ホッパー本体のメンテナンスなどにおいては、この吸引ノズルをホッパー本体から取り外して清掃することができるので、清掃作業などのメンテナンス作業を簡単かつ円滑に行なうことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記吸引ノズルの輸送方向上流側端部は、前記ホッパー本体の底部の中央部と対向するように配置されていることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によると、ホッパー本体に受け入れられた粉粒体は、ホッパー本体に残ることなく、ホッパー本体の底部の中央部に実質的に対向する吸引ノズルにより吸引され、吸引輸送管に送られる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記吸引ノズルの輸送方向上流側端部は、前記吸引ノズルの輸送方向上流側端部の開口断面積に対する、前記ホッパー本体の底部の面積が、３．２倍以内であることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、ホッパー本体に受け入れられた粉粒体を、より一層、ホッパー本体内に残すことなく、くまなく吸引輸送管に送ることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記重量検知手段は、前記ホッパー本体の底部に設けられていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成によると、重量検知手段が、ホッパー本体の底部に設けられているので、ホッパー本体の重量が、重量検知手段に対してほぼ偏りなく加わるため、計量精度の向上を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の計量ホッパーを備えている、粉粒体の処理システムの一実施形態を示す全体構成図である。
【００２０】
図１において、この処理システムは、たとえば、フィーダホッパー１１、計量ホッパー１２、処理装置（例えば、成形機、乾燥機、混合機など）１３および気力輸送装置１４を備えている。
【００２１】
フィーダホッパー１１は、スクリューフィーダ１５を備えており、フィーダホッパー１１内に受け入れられている粉粒体は、このスクリューフィーダ１５によって切り出されて、その下方に配置される計量ホッパー１２内に供給される。
【００２２】
計量ホッパー１２は、後で詳述するように、ホッパー本体１６、ロードセル１７および吸引ノズル１８を備えており、ホッパー本体１６に供給された粉粒体は、ロードセル１７により所定量計量された後、吸引ノズル１８から、次に述べる気力輸送装置１４によって、処理装置１３に気力輸送される。
【００２３】
気力輸送装置１４は、吸引輸送管１９、ローダホッパー２０、フィルター２１および気力源としての吸引式ブロワ２２が、その順に配管されており、吸引式ブロワ２２の作動によって、吸引輸送管１９から吸引ノズル１８を介して計量ホッパー１２のホッパー本体１６内の粉粒体が吸引され、吸引された粉粒体が、吸引ノズル１８から吸引輸送管１９を介してローダホッパー２０に気力輸送され、このローダホッパー２０において空気と分離された後、処理装置１３に供給される。なお、ローダホッパー２０において粉粒体と分離された空気は、フィルター２１において粉塵が除去された後、吸引式ブロワ２２から排気される。
【００２４】
そして、このような処理システムに用いられる計量ホッパー１２は、次のように構成されている。図２は、本発明の計量ホッパーの一実施形態を示す側断面図、図３は、図２における計量ホッパーの上面図である。これら図２および図３を参照して、計量ホッパー１２を詳しく説明する。
【００２５】
図２および図３において、この計量ホッパー１２は、上述したように、ホッパー本体１６、重量検知手段としてのロードセル１７および吸引ノズル１８を備えている。
【００２６】
ホッパー本体１６は、その上側が開放され、円筒形状に形成される上側筒部２３と、この上側筒部２３の下端から下方に向かって連続して形成され、下方に向かって絞られるような漏斗状に形成される下側漏斗部２４と、この下側漏斗部２４の下端縁から連続して設けられ、このホッパー本体１６の底部を閉鎖する円板状の底壁２５とを備えている。また、上側筒部２３の上端縁には、後述する吸引ノズル１８の係止軸２８を掛け止めるための係止溝３０が、２箇所において形成されている。
【００２７】
ロードセル１７は、ホッパー本体１６の底壁２５の下側に配置され、底壁２５の外壁面におけるほぼ中央部に、そのセンサ部２６が接触するように設けられている。
【００２８】
吸引ノズル１８は、ノズル本体２７、係止軸２８および位置決め軸２９を備えている。ノズル本体２７は、ホッパー本体１６に装着された状態において、上側筒部２３の上端縁の上方から下側漏斗部２４の軸線まで斜め下方に直線状に延びる傾斜管３３と、下側漏斗部２４の軸線まで延びる傾斜管３３から屈曲して、下側漏斗部２４の軸線方向に沿って下方に直線状に延びる垂直管３４とによって構成される略くの字として形成されている。
【００２９】
また、係止軸２８は、ノズル本体２７の傾斜管３３が上側筒部２３の上端縁と対向する位置において、その傾斜管３３の両側から、その傾斜管３３に対して略直交する方向に向かって、水平方向に沿って延びるように設けられており、その両端部３５が、上側筒部２３に形成される２つの係止溝３０にそれぞれ掛け止め可能に構成されている。
【００３０】
また、位置決め軸２９は、傾斜管３３の下側から、この傾斜管３３と上下方向において重なるようにして、下側漏斗部２４の内壁面に向かって延び、その端部３６が下側漏斗部２４の内壁面に当接するように設けられている。
【００３１】
そして、この吸引ノズル１８は、係止軸２８が上側筒部２３の係止溝３０に掛け止められるとともに、位置決め軸２９が下側漏斗部２４の内壁面に当接している状態において、ノズル本体２７の粉粒体の気力輸送方向における上流側端部３１（すなわち、垂直管３４の遊端部）が、ホッパー本体１６の底壁２５のほぼ中央部と所定の間隔を隔てて対向するように（すなわち、上流側端部３１の開口部が底壁２５と向かい合うように）配置されている。なお、この底壁２５の面積は、上流側端部３１の開口断面積に対して、３．２倍以内（たとえば、２．２倍）とされている。より具体的には、この底壁２５の面積は、たとえば、粉粒体の安息角、粉粒体の重量、上流側端部３１の開口断面積、上流側端部３２との間の間隔、輸送風量、風速などの要素により適宜決定される。
【００３２】
また、この状態において、ノズル本体２７の粉粒体の気力輸送方向における下流側端部３２（すなわち、傾斜管３３の遊端部）が、吸引輸送管１９の気力輸送方向上流側端部３７と、所定の隙間を隔てて対向するように配置されている。より具体的には、吸引輸送管１９におけるノズル本体２７に近い部分は、ノズル本体２７の軸線方向に沿って斜め上方に延びるように配置されており、この吸引輸送管１９の上流側端部３７とノズル本体２７の下流側端部３２とは、いずれも鉛直方向にカットされるような形状（それぞれの軸線方向に対して斜めにカットされるような形状）として形成されている。そして、このような吸引輸送管１９の上流側端部３７の開口部と、ノズル本体２７の下流側端部３２の開口部とが互いに向き合った状態で、所定の間隔を隔てて対向状に配置されている。
【００３３】
そして、このような計量ホッパー１２において、粉粒体を計量する時には、まず、ロードセル１７においてホッパー本体１６の重量（風袋重量）をキャンセルしておき、その上で、スクリューフィーダ１５によって粉粒体を切り出して、このロードセル１７によって粉粒体の切り出し量を計量し、そして、所定量となった時に、スクリューフィーダ１５の切り出しを停止させればよい。
【００３４】
また、所定量計量された粉粒体を気力輸送する時には、上述したように、吸引式ブロワ２２を作動させることにより、吸引ノズル１８を介してホッパー本体１６内の粉粒体を吸引させ、吸引ノズル１８を介して気力輸送させればよい。
【００３５】
すなわち、このように構成された計量ホッパー１２では、排出ゲートやサービスホッパーなどを装備せずとも、簡易な構成により、計量した粉粒体を気力輸送することができる。そのため、サービスホッパーを設けるためのスペースが不要で、装置の小型化を図ることができ、また、計量ホッパー１２を、低い位置に配置することができ、メンテナンスにおいて便利となり、さらには、サービスホッパーを装備するためのコストがかからず、装置全体としてコストの低減化を図ることができる。また、排出ゲートを駆動させための動力が不要で、ランニングコストを低減することができるとともに、排出ゲートの駆動に起因する故障がなく、装置全体としてランニングコストの低減化および故障率の低減化を図ることができる。また、排出ゲートを装備するためのコストがかからず、装置全体としてコストの低減化を図ることもでき、さらには、排出ゲートを装備しない分、計量ホッパー１２の軽量化を図ることができるので、出力信号の小さい安価なロードセル１７によっても精度よく計量することができる。
【００３６】
また、この計量ホッパー１２では、ノズル本体２７の下流側端部３２が、吸引輸送管１９の上流側端部３７と、所定の隙間を隔てて対向するように配置されているので、ノズル本体２７と吸引輸送管１９とが接触せず、気力輸送装置１４と計量ホッパー１２とが分離された状態となるので、計量時においては、ホッパー本体１６および吸引ノズル１８のみが、ロードセル１７の風袋重量として検知され、たとえば、ノズル本体２７が吸引輸送管１９に接続されている場合のように、吸引輸送管１９の重量に起因する計量誤差が生じることがなく、粉粒体を精度よく計量することができる。また、気力輸送時においては、ノズル本体２７の下流側端部３２と吸引輸送管１９の上流側端部３７との間の隙間から、２次空気が取り入れられるので、わざわざ２次空気を取り入れるための空気取入口を形成することなく２次空気を取り入れることができ、これによって、粉粒体を閉塞させることなく、良好に気力輸送することができる。
【００３７】
なお、ノズル本体２７の下流側端部３２と吸引輸送管１９の上流側端部３７との間の隙間の間隔は、気力輸送装置１４の能力や輸送距離に応じて、適宜、調節すればよい。
【００３８】
また、吸引ノズル１８は、その係止軸２８をホッパー本体１６の係止溝３０に係止させる、あるいは、上方に引き上げるのみの簡単な操作によって、ホッパー本体１６に着脱させることができるので、たとえば、ホッパー本体１６のメンテナンスなどにおいては、この吸引ノズル１８を、簡単にホッパー本体１６から取り外して清掃することができ、メンテナンス作業を極めて簡単かつ円滑に行なうことができる。また、吸引ノズル１８を取り付ける時には、係止軸２８をホッパー本体１６の係止溝３０に係止させれば、位置決め軸２９の端部３６がホッパー本体１６の下側漏斗部２４の内壁面に当接して、これによって、吸引ノズル１８は、ホッパー本体１６内において正確かつ確実に位置決めされるので、非常に簡単な作業により正確に取り付けることができる。
【００３９】
さらに、吸引ノズル１８が、このように位置決めされて取り付けられた状態においては、ノズル本体２７の上流側端部３１が、ホッパー本体１６の底壁２５の中央部と、所定の間隔を隔てて実質的に対向するように配置され、しかも、底壁２５の面積が、上流側端部３１の開口断面積に対して、３．２倍以内とされているので、気力輸送する時には、ホッパー本体１６内に受け入れられた粉粒体は、ホッパー本体１６に残存することなく、ノズル本体２７の上流側端部３１からくまなく吸引され、吸引輸送管１９に送られる。そのため、計量ホッパー１２の計量動作毎に、正確な量で粉粒体を処理することができる。
【００４０】
また、ロードセル１７は、そのセンサ部２６がホッパー本体１６の外壁面におけるほぼ中央部に接触するように設けられているので、ホッパー本体１６から偏心荷重を受けることがなく、そのため、計量精度の向上を図ることができ、より正確かつ確実な計量を達成することができる。
【００４１】
なお、以上の説明においては、スクリューフィーダ１５によって粉粒体を切り出したが、計量ホッパー１２に粉粒体を供給するには、どのような供給手段を用いてもよく、また、粉粒体は、たとえば、樹脂ペレットやセラミック粒子など、その種類は特に限定されない。また、ホッパー本体１６の上側筒部２３、下側漏斗部２４および底壁２５の形状は、特に制限されず、断面円形に限らず、多角形などであってもよい。また、このホッパー本体１６の下側を漏斗状に形成せずに、上側筒部２３と同じ筒状に形成するか、あるいは、あまり絞らないような形状に形成するとともに、ノズル本体２７の上流側端部３１を広口に形成するようにしてもよい。さらに、このホッパー本体１６の上側は、特に開放されている必要はなく、たとえば、粉粒体が供給される供給管と吸引ノズル１６とが設けられた状態で、上側が閉鎖されているようなものであってもよい。
【００４２】
また、本実施形態において、吸引輸送管１９の上流側端部３７とノズル本体２７の下流側端部３２とは、いずれも鉛直方向にカットされるような形状として形成され、互いに向き合った状態で、所定の間隔を隔てて対向状に配置されているが、所定の間隔を隔てて対向状に配置されていれば、特に鉛直方向にカットされるような形状として形成されていなくてもよい。ただし、吸引輸送管１９の上流側端部３７の端縁部全周から良好に２次空気を取り入れられるように、吸引輸送管１９の上流側端部３７とノズル本体２７の下流側端部３２との間の隙間が、この隙間が設けられる方向において平行となるように形状されていることが好ましい。また、吸引輸送管１９の上流側端部３７とノズル本体２７の下流側端部３２との間の隙間からの２次空気の取り入れ量が少ない場合やノズル本体２７の長さが長い場合には、ノズル本体２７を２重管や十手管として形成して、別途、２次空気を取り入れできるように構成してもよい。また、ノズル本体２７は、その上流側端部３１が、ホッパー本体１６の底壁２５に臨めば、必ずしも、ホッパー本体１６の上側開放部から挿入される必要はなく、たとえば、ホッパー本体１６の下側漏斗部２４を貫通するように、横方向から挿入してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、排出ゲートやサービスホッパーを装備せずとも、簡易な構成により、計量した粉粒体を気力輸送することができる。そのため、サービスホッパーを設けるためのスペースが不要で、装置の小型化を図ることができ、また、計量ホッパーを、低い位置に配置することができ、メンテナンスにおいて便利となり、さらには、サービスホッパーを装備するためのコストがかからず、装置全体としてコストの低減化を図ることができる。また、排出ゲートを駆動させための動力が不要で、ランニングコストを低減することができるとともに、排出ゲートの駆動に起因する故障がなく、装置全体としてランニングコストの低減化および故障率の低減化を図ることができる。また、排出ゲートを装備するためのコストがかからず、装置全体としてコストの低減化を図ることもでき、さらには、排出ゲートを装備しない分、計量ホッパーの軽量化を図ることができるので、出力信号の小さい安価な重量検知手段によっても精度よく計量することができる。
【００４４】
また、請求項１に記載の発明によれば、計量時には、吸引輸送管の重量に起因する計量誤差が発生しないため、粉粒体を精度よく計量することができる。また、気力輸送時には、吸引ノズルの輸送方向下流側端部と、吸引輸送管の輸送方向上流側端部との間の隙間から、２次空気が取り入れられるので、粉粒体を閉塞させることなく良好に気力輸送することができる。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、ホッパー本体から吸引ノズルを取り外すことによって、清掃作業などのメンテナンス作業を簡単かつ円滑に行なうことができる。
【００４６】
請求項３に記載の発明によれば、ホッパー本体に受け入れられた粉粒体は、ホッパー本体に残ることなく、吸引ノズルにより吸引されて、気力輸送されるので、計量ホッパーの計量動作毎に、正確な量で粉粒体を処理することができる。
【００４７】
請求項４に記載の発明によれば、ホッパー本体に受け入れられた粉粒体を、より一層、ホッパー本体内に残すことなく、くまなく気力輸送することができるので、計量ホッパーの計量動作毎に、より一層、正確な量で粉粒体を処理することができる。
【００４８】
請求項５に記載の発明によれば、ホッパー本体の重量が、重量検知手段に対してほぼ偏りなく加わるため、計量精度の向上を図ることができる。そのため、より正確かつ確実な計量を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の計量ホッパーを備えている、粉粒体の処理システムの一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】本発明の計量ホッパーの一実施形態を示す側断面図である。
【図３】図２における計量ホッパーの上面図である。
【図４】従来の計量ホッパーを説明するための概略側面図である。
【符号の説明】
１２ 計量ホッパー
１６ ホッパー本体
１７ ロードセル
１８ 吸引ノズル
１９ 吸引輸送管
２２ 吸引式ブロワ
２５ 底壁
３１ 吸引ノズルの上流側端部
３２ 吸引ノズルの下流側端部
３７ 吸引輸送管の上流側端部

Claims (5)

1. 底部が閉鎖されているホッパー本体と、このホッパー本体の重量を検知することにより、このホッパー本体内に受け入れられる粉粒体を計量するための重量検知手段と、このホッパー本体内の底部に臨み、気力源から吸引される吸引輸送管に粉粒体を送るための吸引ノズルとを備え、
   前記吸引ノズルの輸送方向下流側端部が、前記吸引輸送管の輸送方向上流側端部と、所定の隙間を隔てて対向するように配置されていることを特徴とする、計量ホッパー。
2. 前記吸引ノズルが、前記ホッパー本体に着脱自在に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の計量ホッパー。
3. 前記吸引ノズルの輸送方向上流側端部は、前記ホッパー本体の底部の中央部と対向するように配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の計量ホッパー。
4. 前記吸引ノズルの輸送方向上流側端部の開口断面積に対する、前記ホッパー本体の底部の面積が、３．２倍以内であることを特徴とする、請求項３に記載の計量ホッパー。
5. 前記重量検知手段は、前記ホッパー本体の底部に設けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の計量ホッパー。

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