JP4150555B2 - 縦形粉粒体脱気充填装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体や粒体等を含む粉粒体を計量して容器等に充填するようにした縦形の粉粒体脱気充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、粉体の脱気充填装置は、ホッパに投入された粉体をオーガチューブ内を回転するオーガスクリューによって投入量を計量されて、オーガチューブの排出口から所定量の粉体を吐出して、この排出口を挿入した容器内に粉体を充填するようにしている。この場合、通常、粉体中には空気が混入されているために見かけ比重が小さく、これをそのまま容器内に充填すると粉体の密度が小さくて嵩張るために大きな容器が必要になるという欠点がある。そのため、脱気充填装置ではオーガチューブ内での粉体移送時に、粉体を脱気することで充填する粉体の密度を向上させ、より小さな容器に所定量の粉体を充填させるようにしている。
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２７４８９３４号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】
特公平７−４７１２０号公報（第２−３頁、第１−３図）
【特許文献３】
特開平１１−３４８９０３号公報（第４−６頁、第１−３図）
【特許文献４】
特開２０００−２４７４４５号公報（第５−７頁、第５図）
【特許文献５】
特許第３１５３２０６号公報（第３−６頁、第１−５図）
【０００４】
上記特許文献１に記載された粉粒体脱気充填装置では、脱気筒をオーガスクリューを囲う筒状体とその内側に設けた筒状フィルタとで形成している。しかもこの筒状体と筒状フィルタは半円筒状の部材を対向させて継ぎ合わせた構造を有している。また筒状体の下部の粉排出部に拡径された粉滞留部を設けて空気の逆流を防止している。
また特許文献２では、オーガチューブの中間部を多孔筒部で構成すると共にその外周側に外筒を配設して両筒間を真空排気室とし、多孔筒部は金属製保護プレートに金属繊維層と金網の焼結体を溶接固定して形成されている。これによってフィルターの寿命を長くしてフィルターの交換作業をほとんどなくしている。
また特許文献３による粉粒体充填装置では、オーガチューブの中間部分に減圧脱気部としてフィルタを設けている。このフィルタは外筒の内側にあって拡径された筒状の金属繊維の焼結体からなるフィルタ本体と、その内側に位置する多孔円筒状の金属製保護プレートとで構成されている。この金属製保護プレートをオーガチューブに嵌め込んでオーガチューブの一部として利用しており、粉粒体の充填初期は高速で、充填終期は低速でオーガスクリューを回転させて充填精度の向上を図っている。
また特許文献４では、オーガチューブに取り付けた脱気用のフィルター層として、内側から円筒状の内多孔筒、内金網筒、フィルター筒、外金網筒が層状に重ねられ、最も外側に外多孔筒が設けられている。そして外多孔筒は半円状に分轄した２つの多孔筒片の端部同士をボルトで締め付けている。
最後に特許文献５では、ホッパに続くオーガチューブの中間部に粉体脱気装置を設け、この装置のフィルタは複数枚のメッシュを積層した金網で構成され、その上下に取り付けフランジを設けており、フィルタの内径を取り付けフランジの内径より大きく設定し、スクリューコンベアの回転時にスクリュー羽根がフィルタに接触しないようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の公知技術はいずれもオーガチューブの中間部等に別体のフィルタを装着する構成であり、円筒状のフィルタや一対の半円筒状のフィルタ半部を対向させる等して装着してなるためにフィルタの交換が容易でなく、各種の粉体に対して同一のフィルタで対応して脱気することを前提としている。そのため、粒径や特性の異なる各種の粉体に対して最適な脱気ろ過条件を設定できないという欠点があった。また充填すべき粉体によってはフィルタの目詰まりを生じたり、脱気を充分に行えない等の不具合を生じることがあった。特に特開２０００−２４７４４５号公報では、フィルタの上下に取り付けフランジが設けられているためにフィルタの交換が一層困難であった。
しかも上記の各公知技術においては、オーガチューブに対して別体のフィルタを装着しているためにオーガチューブとフィルタとの芯出し作業が必要になり、芯ズレ状態で装着するとオーガスクリューがフィルタに接触してフィルタを損傷したり、フィルタの一部が粉体に混入する等のおそれがあった。
本発明は、このような実情に鑑みて、フィルタ交換が容易でフィルタの装着に際して芯出し作業を必要としない縦形粉粒体脱気充填装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による縦形粉粒体脱気充填装置は、供給された粉粒体をオーガスクリューによって排出口まで移送するための内筒と、該内筒の排出口側に一体形成されていて多数の孔部が形成された多孔フィルタ部と、該多孔フィルタ部に着脱可能に装着されたフィルタと、少なくともフィルタとその外側に位置する外筒との間に設けられた負圧室とを備えていて、内筒には多孔フィルタ部に装着されたフィルタの位置決めを行う位置決め部が設けられ、フィルタは位置決め部と排出口との間に装着され且つ排出口側から装着及び離脱可能としたことを特徴とする。
フィルタは内筒の排出口側に一体形成した多孔フィルタ部に着脱可能に装着してあるため、積層状態の多孔フィルタ部とフィルタとで複数層のフィルタ構造を構成しており、充填すべき粉粒体の種類や粒径等の性状の相違に応じてフィルタを排出口側から容易に交換することができて粉粒体に応じた最適なろ過条件を設定でき、しかも多孔フィルタ部は内筒と一体形成されていて同軸であるために積層された多孔フィルタ部及びフィルタの芯だし作業が不要であり、回転するオーガスクリューとの接触を防止できる。しかもフィルタを機外に取り出して洗浄したり、内筒や外筒を簡単に取り出すこともでき、分解洗浄もできるのでサニタリー性に優れている。その上、内筒と外筒を有する粉粒体の移送排出部分の装置構成が細身であるから、製袋機に用いて開口の小さい容器への粉粒体の充填に好適である。
【０００７】
また位置決め部は、内筒の外周面において基部側の部分より小さい肉厚に形成した多孔フィルタ部の段差部であってもよい。
段差部によって多孔フィルタ部に装着するフィルタの位置決めが容易であり、しかも多孔フィルタ部を薄肉に形成することで吸引ろ過用のフィルタ部として用いることができる。
負圧室は内筒と外筒との間の空間に形成され、内筒端部と外筒端部とはパッキンを介してスリーブによって気密に固着されていてもよい。また気密性のパッキンは、スリーブと内筒とを気密に封止する第一パッキンと、スリーブと外筒とを気密に封止する第二パッキンと、他のスリーブと外筒とを気密に封止する第三パッキンとを有していてもよい。
内筒と外筒との間の空間を径方向及び長手方向に亘って各パッキンでシールできるので気密性が高い。
また内筒の下部に形成した多孔フィルタ部は、少なくとも先端側が円筒状に形成されていてもよい。多孔フィルタ部に対するフィルタの装着と取り出しを容易に行うことができて、粉粒体に応じたフィルタ交換が容易である。
また外筒は取り外し可能にしてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態による粉粒体脱気充填装置を図１乃至図６により説明する。図１は粉粒体脱気充填装置を含む製袋機の概略構成図、図２は図１に示す製袋機の要部斜視図、図３は粉粒体脱気充填装置のファネルチューブ部分の縦断面図、図４は図３に示すファネルチューブの先端側部分の拡大断面図、図５はファネルチューブの基部側部分の拡大断面図、図６は粉粒体脱気充填装置の作動タイミングチャートである。
図１及び図２に示す粉粒体脱気充填装置１は、各種粉体や粒体等の粉粒体を袋状容器２内に脱気充填するものであり、製袋機３に付設されている。製袋機３はフィルムロール４からローラを介して繰り出された製袋用のフィルムシート５を粉粒体脱気充填装置１の製袋チューブ６に供給して、製袋ガイド７によって製袋チューブ６の回りに袋状に成形する。フィルムシート５は繰り出しベルト１１で送りながら縦シールヒータ９及び横シールヒータ１０で側面と底面を順次シールされて袋状に形成される。そして袋状に形成された袋状容器２は上方開口を粉粒体脱気充填装置１の排出口に対向させて、上方開口から粉粒体を充填された後に横シールヒータ１０で上方開口をシールされてフィルムシート５から切断されることになる。
【０００９】
粉粒体脱気充填装置１は、基本的にオーガスクリュー１７の外側にファネルチューブ１４、サニタリーパイプ１９、製袋チューブ６がほぼ同軸に順次配設された三層パイプ構造とされている。尚、図３と図５では製袋チューブ６は省略されている。そして粉粒体脱気充填装置１は、上部にホッパ１３が設けられ、ホッパ１３の下側に図３及び図４に示すようにファネルチューブ１４が内筒として縦方向に配設され、内部にはオーガスクリュー１７が回転可能に配設されている。
ファネルチューブ１４は金属製であって、オーガスクリュー１７のオーガ軸と同軸に配設された円筒形状とされ、ほぼ同一厚み（例えば３ｍｍ）に設定されているが、長手方向の途中部分から下端にかけて外周面が段差部１４ａを介してより小さい厚みの円筒状に切除されて円筒状の多孔フィルタ部１５を構成している。そのため、多孔フィルタ部１５は、厚みが薄く（例えば１ｍｍ程度）ファネルチューブ１４の段差部１４ａから先端側（下側）に向けて内周面に沿って円筒形状をなしている。多孔フィルタ部１５には適宜間隔で多数の孔１６が穿孔されており、これによって多孔フィルタ部１５はフィルタ部の第一層を構成している。また多孔フィルタ部１５の外周面部分は全周に亘って先端部まで続くフィルタ挿入用の挿入凹部を形成している。
多孔フィルタ部１５の外周面をなす挿入凹部には、金属網形状からなる円筒状のフィルタ１８が下端から嵌合可能とされている。多孔フィルタ部１５はファネルチューブ１４と同軸に形成されているから、フィルタ１８も同様に同軸になる。フィルタ１８は円筒状をなす複数層の焼結金網が積層されて構成され、好ましくは多孔フィルタ部１５を含めて内側層から外側層に向けて各焼結金網の網目が漸次粗から密に、或いは密から粗になるように複数の層が積層されている。
尚、フィルタ１８の軸方向長さは多孔フィルタ部１５の長さよりも若干短く設定されていることが好ましい。
【００１０】
そしてファネルチューブ１４の外側には外筒としてサニタリーパイプ１９が同軸に設けられており、ファネルチューブ１４とサニタリーパイプ１９との間の空間は負圧室２０を構成する。サニタリーパイプ１９の途中部分には径方向外側に延びる吸引管１９ａと逆洗管１９ｂとが形成され、吸引管１９ａはエアフィルタ２１を介してバキューム電磁弁２２、バキュームポンプ２３を含む吸引装置２４に連結されている。そのため吸引装置２４を作動させると、負圧室２０が減圧されて、例えば負圧になり、多孔フィルタ部１５及びフィルタ１８を介してファネルチューブ１４内の粉粒体中に含まれるガス、例えばエアを脱気することができる。また逆洗管１９ｂは逆洗装置２５に連結され、エアを吹き出すことでフィルタ１８及び多孔フィルタ部１５を逆洗浄するようになっている。
サニタリーパイプ１９の先端部（下端部）はテーパ状に縮径されてフィルタ１８の先端部に対向する略円筒状の嵌合部２６が形成されており、この嵌合部２６の先端側内周面に段部が形成され、この段部のフィルタ１８に対向する内面に雌ねじ部２６ａが形成されている。そしてフィルタ１８から更に先端側に突き出すファネルチューブ１４の先端部に略筒形のスリーブ２７が嵌合され、このスリーブ２７の端部には嵌合部２６の雌ねじ部２６ａに螺合する雄ねじ部２７ａが切られている。
【００１１】
またスリーブ２７のファネルチューブ１４の先端外周面に対向する凹部２７ｂには気密シール用のＯリング２８（第一パッキン）が嵌合されており、Ｏリング２８がファネルチューブ１４の先端外周面に圧着されることで、負圧室２０を長手方向に気密にシールしている。しかも嵌合部２６の雌ねじ部２６ａの外側先端面とスリーブ２７の雄ねじ部２７ａの外側端面とは螺合によって互いに圧接されるが、両端面間にはリング型で板状のパッキン２９（第二パッキン）が圧接されることで径方向に負圧室２０を気密にシールしている。装着されたスリーブ２７の先端がファネルチューブ１４の排出口を構成している。
次に図５において、ファネルチューブ１４の基部（上方）は外周面に雄ねじ部３１ａが形成され、この雄ねじ部３１ａの一部には略筒形でナット状の基部スリーブ３２の内周面に切られた雌ねじ部３２ａが螺合されている。またファネルチューブ１４の雄ねじ部３１ａの残りの部分にはサニタリーパイプ１９の基部の内周面に形成した雌ねじ部３３ａが螺合しており、これら基部スリーブ３２の端面とサニタリーパイプ１９の端面とが互いに対向してパッキン３４（第三パッキン）を介して圧接されている。このパッキン３４によって負圧室２０の基部側で径方向を気密にシールしている。また互いに螺合する基部スリーブ３２の雌ねじ部３２ａとファネルチューブ１４の雄ねじ部３１ａとはシリコン等のシール材が付加されているために（シール部として）気密にシールされている。これによって負圧室２０の基部側で長手方向を気密にシールしている。
またサニタリーパイプ１９の外側には、図１、２、４で示すように略円筒状の製袋チューブ６がオーガ軸と同軸に配設され、その先端側（下端側）部分は図４で示すように漸次テーパ状に縮径されてスリーブ２７の先端側に延び、その先端部で徐々に略四角形に変形されると共に、対向する一方の二面はテーパ状に拡径され且つ対向する他方の二面はテーパ状に縮径された状態で略長方形の排出口６ａを形成している。
【００１２】
本実施の形態による粉粒体脱気充填装置１は上述の構成を有しており、次にその作用について説明する。
図１及び図２に示す製袋機３において、フィルムロール４からローラを介して繰り出された製袋用のフィルムシート５を製袋チューブ６に供給して、製袋ガイド７に沿って徐々に成形して製袋ガイド７と製袋チューブ６との間の隙間内に挿入してフィルムシート５を製袋チューブ６の回りに筒状の袋状に成形する。そして、フィルムシート５を製袋チューブ６に沿って繰り出しベルト１１で送りながら縦シールヒータ９及び横シールヒータ１０で側面と底面を順次シールして上部が開口した袋状容器２に形成する。横シールヒータ１０では先に送られた袋状容器２の上部開口を密封すると同時に次に送られる袋状容器２の底部をも密封して２つの袋状容器２を切断分離することになる。そして、底部を密封された袋状容器２の上部開口内に細筒状の製袋チューブ６の排出口６ａが挿入された状態に保持される。
この状態で粉粒体脱気充填装置１を作動させる。この作動方法を図６に示す作動タイミングチャートに沿って説明すると、吸引装置２４のバキュームポンプ２３をＯＮすると共に粉粒体脱気充填装置１の運転をスタートさせた後に、若干の遅れを以てバキューム用の電磁弁２２を作動させる。これによって負圧室２０内のエアが吸引装置２４で吸引されて減圧され、多孔フィルタ部１５及びフィルタ１８を介してファネルチューブ１４内からエアを吸引する。電磁弁２２の作動に更に若干遅れてオーガスクリュー１４を駆動させる充填サーボモータ（図示せず）が作動する。
【００１３】
すると、粉粒体脱気充填装置１のホッパ１３内に投入された粉粒体はオーガスクリュー１７の回転によってファネルチューブ１４内に送り込まれ、多孔フィルタ部１５の領域に到達する。多孔フィルタ部１５では、粉粒体中に含まれるエアが、負圧室２０に働く負圧によって、積層状態の多孔フィルタ部１５とフィルタ１８とを通して、負圧室２０内に吸引される。更にこのエアは吸引管１９ａを通して吸引装置２４に吸引される。
このようにしてオーガスクリュー１７の回転によってファネルチューブ１４内を送られる粉粒体は、多孔フィルタ部１５の領域エアを吸引されて密度を上げてファネルチューブ１４の開口から吐出され、袋状チューブ６の排出口６ａを通して袋状容器２内に充填される。オーガスクリュー１７の回転による粉粒体の充填に際して、充填サーボモータによって一定速度の領域を挟んで充填初期と充填終期とで同一速度で、またはそれぞれの（異なる）速度で変化させるようにする。この状態は、図６に示す充填サーボモータの１ショットのＯＮ、ＯＦＦの作動に示されている。
そして所定のショット数による所定数の袋状容器２への粉粒体充填を終了した後、粉粒体脱気充填装置１の運転を停止させ、その後に吸引装置２４の電磁弁２２の作動を停止させる。
また性状の異なる粉粒体について脱気充填する場合には、先ずスリーブ２７を嵌合部２６から離脱させ、次にサニタリーパイプ１９を基部スリーブ３２から取り外した後、多孔フィルタ部１５に嵌挿されたフィルタ１８をファネルチューブ１４の下方に引き抜き、新たに脱気充填すべき粉粒体に応じた異なる種類の網目形状のフィルタ１８を多孔フィルタ部１５内に挿入する。この場合、多孔フィルタ部１５はファネルチューブ１４の先端側に位置するので容易にフィルタ１８の挿脱を行える。
尚、必要に応じて、逆洗装置２５を作動させてエアを逆洗管１９ｂから、負圧室２０を介してフィルタ１８及び多孔フィルタ部１５を通してファネルチューブ１４内に逆流させることで、フィルタ１８及び多孔フィルタ部１５を逆洗浄するようにしてもよい。
【００１４】
上述のように本実施の形態の粉粒体脱気充填装置１によれば、フィルタ１８の交換作業を簡単に行うことができ、脱気充填すべき粉粒体に適合した種類のフィルタ１８を装着することで最適なろ過条件を適宜設定できる。しかもフィルタ１８を機外に取り出して洗浄できるので袋状容器２内への異物混入やフィルタ１８の腐敗や雑菌繁殖等を確実に防止できる。またフィルタ１８だけでなくサニタリーパイプ１９等も簡単に取り外せて、分解洗浄できるのでサニタリー性に優れている。
しかもファネルチューブ１４、サニタリーパイプ１９、製袋パイプ６を含めて細身の装置構成を達成できるので、製袋機３に用いて口元の小さい袋状容器２への充填に好適である。また負圧室２０は先端部（下部）にＯリング２８とパッキン２９を設けて径方向及び長手方向を気密シールし、基部（上部）にもパッキン３４を設けると共に雄ねじ部３１ａ及び雌ねじ部３２ａによる螺合部にシール材を付加することで径方向及び長手方向を気密シールしたので、負圧室２０の気密性が高い。
【００１５】
尚、上述の実施の形態では、フィルタ１８の位置決め部として、ファネルチューブ１４の外周面の先端側部分に段差部１４ａを設けてその下側に厚みの小さい多孔フィルタ部１５を一体形成したが、これに代えてファネルチューブ１４全体の肉厚を例えば２ｍｍ程度に設定すると共にフィルタ１８の嵌め込み位置の上端部に突起を形成することで、ファネルチューブ１４の外周面へのフィルタ１８の嵌め込み位置を特定するように位置決めしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
上述したように本発明による粉粒体脱気充填装置は、内筒の先端部側に一体形成されていて多数の孔部が形成された多孔フィルタ部と、多孔フィルタ部に着脱可能に装着されたフィルタとを備えていて、内筒にはフィルタの位置決め部が設けられ、フィルタは位置決め部と排出口との間に装着され且つ排出口側から装着及び離脱可能としたから、充填すべき粉粒体の性状の相違に応じてフィルタを内筒の排出口側から異なる種類のものに容易に交換することができて最適なろ過条件を設定でき、しかも多孔フィルタ及びフィルタの芯だし作業を行うことが不要であり、回転するオーガスクリューとの接触を防止できる。またフィルタを機外に取り出して洗浄したり、内筒や外筒を簡単に取り出すこともでき分解洗浄もできるのでサニタリー性に優れている。その上、装置構成を細身に形成できるから、製袋機に用いて開口の小さい容器への粉粒体の充填に好適である。
【００１７】
また位置決め部は、内筒の外周面で多孔フィルタ部を基部側の部分より小さい肉厚に形成した段差部であるため、装着されたフィルタの位置決めを確実に設定でき、多孔フィルタ部を薄肉に形成することで吸引ろ過用のフィルタ部として兼用できる。
負圧室は内筒と外筒との間の空間に形成され、内筒端部と外筒端部とは気密性のパッキンを介してスリーブによって固着されているので、内筒と外筒との間の空間を径方向及び長手方向に亘って各パッキンでシールできて気密性が高い。
また内筒の下部に形成した多孔フィルタ部は、少なくとも先端側が円筒状に形成されているため、多孔フィルタ部に対するフィルタの装着と取り出しを容易に行うことができて、粉粒体に応じたフィルタ交換が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による粉粒体脱気充填装置を含む製袋機の概略構成図である。
【図２】 図１に示す製袋機の要部斜視図である。
【図３】 粉粒体脱気充填装置のファネルチューブ部分の縦断面図である。
【図４】 図３に示すファネルチューブの先端部分の拡大断面図である。
【図５】 ファネルチューブの基部部分の拡大断面図である。
【図６】 粉粒体脱気充填装置の作動タイミングチャートである。
【符号の説明】
１ 粉粒体脱気充填装置
２ 袋状容器（容器）
１４ ファネルチューブ（内筒）
１４ａ 段差部
１５ 多孔フィルタ部（内筒）
１７ オーガスクリュー
１８ フィルタ
１９ サニタリーパイプ（外筒）
２０ 負圧室
２７ スリーブ
２８ Ｏリング（第一パッキン）
２９ パッキン（第二パッキン）
３２ 基部スリーブ（他のスリーブ）
３４ パッキン（第三パッキン）

Claims (6)

1. 供給された粉粒体をオーガスクリューによって排出口まで移送するための内筒と、該内筒の排出口側に一体形成されていて多数の孔部が形成された多孔フィルタ部と、該多孔フィルタ部に着脱可能に装着されたフィルタと、少なくとも前記フィルタとその外側に位置する外筒との間に設けられた負圧室とを備えていて、前記内筒には多孔フィルタ部に装着されたフィルタの位置決めを行う位置決め部が設けられ、前記フィルタは位置決め部と排出口との間に装着され且つ該排出口側から装着及び離脱可能としたことを特徴とする縦形粉粒体脱気充填装置。
2. 前記位置決め部は、前記内筒の外周面において基部側の部分より小さい肉厚に形成した多孔フィルタ部の段差部であることを特徴とする請求項１記載の縦形粉粒体脱気充填装置。
3. 前記負圧室は内筒と外筒との間の空間に形成され、前記内筒端部と外筒端部とはパッキンを介してスリーブによって気密に固着されていることを特徴とする請求項１または２記載の縦形粉粒体脱気充填装置。
4. 前記気密性のパッキンは、前記スリーブと内筒とを気密に封止する第一パッキンと、前記スリーブと外筒とを気密に封止する第二パッキンと、他の前記スリーブと外筒とを気密に封止する第三パッキンとを有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の縦形粉粒体脱気充填装置。
5. 前記内筒の下部に形成した多孔フィルタ部は、少なくとも先端側が円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の縦形粉粒体脱気充填装置。
6. 前記外筒は取り外し可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の縦形粉粒体脱気充填装置。

Images