JP4152292B2

JP4152292B2 - 粉体計量供給装置

Info

Publication number: JP4152292B2
Application number: JP2003345712A
Authority: JP
Inventors: 輝也平田
Original assignee: 大盛工業株式会社
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2023-10-03
Also published as: JP2005114408A

Description

本発明は、粉体貯室から外部へ供給される粉体の重量を連続的又は間欠的に計測して供給量を計量する粉体計量供給装置に関し、詳しくは長期に渡って精度良く計量できるようにする技術に関する。

従来の粉体計量供給装置は、粉体を貯留したホッパーの自重を計測するロードセルをチャージホッパーとは別の計量用ホッパー本体に付設し、計量用ホッパーからの粉体の吐出時に初期自重値から現自重値を引算した減少値を供給した粉体の重量値として供給量を計量するようにした減量式が一般的である（特許文献１参照）。

ところで、前記構成は、ホッパーをチャージ用と計量用の２体が必要で元来高コストの設備であった。また、供給と並行してチャージホッパーから不足分の粉体を計量用ホッパーにチャージすると、その衝撃で計量値が変化してチャージ中に計量が行えないし、その無計量中にチャージの影響で供給状態が変化しても異常を発見することができなかった。さらに、このチャージ時間を短縮するためにフィーダの能力を大きくすると設備費が高騰するという問題もあった。

そこで、出願人は、粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた摺切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤の羽根とケーシングの底面とで仕切られた空間を摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、供給盤の回転で摺り切られた粉体を吐出口から外部へ定量供給できるようにした粉体供給装置において、前記ケーシング底面の摺り切られた粉体が通過する位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにした粉体計量供給装置を開発した。

この技術によれば、供給される粉体が直接計測面に載り、粉体のみの重量が連続的又は間欠的に計測され、従来のようにホッパーを含めた重量を計測しないから、計量用のホッパーを別途必要とせず一つのホッパーで計量が行え、チャージの衝撃がホッパーから粉体供給装置へ直接伝播しない限りチャージ中も計量が可能となるものである。

ところで、前記構成では長期に渡って計量すると、粉体重量をロードセルに伝達するダイヤフラムの外周部に少量の粉体が徐々に残留して圧密していき、ダイヤフラムの柔軟性が低下して重量伝達機能が影響を受け、正確な重量をロードセルに伝達できなくなる問題があった。また、機内輸送中の粉体は水平方向に押されるため、供給盤の羽根やケーシングの側壁との間に発生する垂直方向の摩擦力は粉体を保持する方向に作用し、粉体空間の大きさが小さいほど粉体重量に対して相対的に摩擦面積が大きくなって粉体重量をロードセルに伝達する割合が低下する問題もあった。
特開２００２−３２３３６５号公報

本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、計測面に残留しようとする粉体の圧密を低減し、長期に渡って精度良く計量できる粉体計量供給装置を提供することにある。

かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた摺切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤の羽根とケーシングの底面とで仕切られた空間を摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、同粉体空間に収容された粉体を周方向へ移送する際のケーシング底面の粉体通過位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにした粉体計量供給装置であって、前記重量計測器に振動を加える加振器を設け、同振動により計測面へ残留しようとする粉体の圧密を低減して計量精度を向上できるようにしたことを特徴とする粉体計量供給装置
２）粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた仕切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤と同じ構造の補助供給盤を供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の投入口と対向する位置に投入口を備えた摺切り板を補助供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤及び補助供給盤の羽根と仕切り板とケーシングの底面とで仕切られた各空間を仕切り板及び摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、同粉体空間に収容された粉体を周方向へ移送する際のケーシング底面の粉体通過位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにした粉体計量供給装置であって、前記重量計測器に振動を加える加振器を設け、同振動により計測面へ残留しようとする粉体の圧密を低減して計量精度を向上できるようにしたことを特徴とする粉体計量供給装置
３）供給盤の羽根の高さを補助供給盤の羽根より高く形成し、補助供給盤で摺り切られた粉体を供給盤の粉体空間へ収容した際粉体上方に空気層が形成されるようにし、仕切り板からの荷重を無くして計量に影響しないようにした前記２）記載の粉体計量供給装置
４）ケーシングの下部に貫通孔を備えたカバー体を重量計測器を覆うように取り付け、同カバー体の外部に加振器を配設し、重量計測器と加振器とをカバー体の貫通孔を通したロッドで連結して振動を伝達できるようにし、重量計測器への加振器の振動以外の影響を低減できるようにした前記１）〜３）いずれか記載の粉体計量供給装置
５）ケーシングの計量孔と重量計測器の計測面との間に膜状のシール部材を張設し、計量孔から粉体が漏出しないようにした前記１）〜４）いずれか記載の粉体計量供給装置
６）粉体貯室の下部に排出口を複数設け、同各排出口に前記１）〜５）いずれか記載の粉体計量供給装置をそれぞれ取り付け、粉体を独立して計量しながら多方向へ供給できるようにした粉体供給設備
にある。

本発明によれば、加振器が加える振動により計量面上に残留しようとする粉体の圧密や固着を防止するとともに、振動により計量面上の粉体と供給盤の羽根との摩擦力の影響を低減し、長期に渡って安定的に精度良く計量することが可能となる。

本発明では、供給機内部の圧力の影響を防止するため、計測面上部の粉体空間と下部の重量計測器側は均圧することが絶対条件であり、そのためには重量計測器にはカバーをして密閉構造にする必要がある。しかし、電磁式やエアー式の加振器は放熱や排気の問題があってカバー内部に取り付けることは困難であるから、加振器をカバーの外部に取り付けて間接的に振動を加えるようにし、計測精度に影響がない連結方式により重量計測器を振動させるのが望ましい。

また、重量計測器と加振器を連結するロッドとカバーの貫通孔との隙間を小さくするとともにロッド軸方向に柔軟性が高いシール材を装着することによって、振動に対するロッドとシール材の接触抵抗とカバーの内圧変動でシール材に加わる内外差圧が粉体重量計測精度に影響するのを防止するのが望ましい。

以下、本発明の各実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

図１〜５に示す実施例１は１段の供給盤を設けた例である。図１は実施例１の粉体計量供給装置の一部断面説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は実施例１の加振器の説明図、図４は実施例１の粉体計量を示す説明図、図５は図２のＡ−Ａ断面図である。

図中、１は粉体計量供給装置、２はケーシング、２ａは開口部、２ｂは吐出口、２ｃは摺切り板、２ｄは投入口、２ｅは計量孔、２ｆは取付治具、３は減速機付きモータ、３ａは回転軸、３ｂは近接スイッチ、４は供給盤、４ａは羽根、４ｂは粉体空間、４ｃはＶリング、６は撹拌体、７はダイアフラム、８はロードセル、８ａは秤台、８ｂは受圧板、８ｃはボルト、９はインバータ、１０はコントローラ、１１はホッパー、１１ａは排出口、１２はシュート、１３はカバー体、１３ａは貫通孔、１４はバイブレータ、１５はロッド、１６はエアシール材、Ａは空気層、Ｆは粉体である。

実施例１の粉体計量供給装置１は、図１，２に示すように粉体貯室であるホッパー１１の排出口１１ａに上面に開口部２ａと底面に吐出口２ｂが形成されたケーシング２を取り付け、同ケーシング２の下部に減速機付きモータ３を取り付けてその回転軸３ａをケーシング２内に垂直に配設し、同回転軸３ａに外周縁に複数の羽根４ａを放射状に突設した供給盤４をケーシング２の底部で軸着し、供給盤４の上方に円錐状の撹拌体６を軸着し、ケーシング２の内壁に半輪状の摺切り板２ｃを供給盤４の羽根４ａ上端高さで羽根４ａの回転軌跡面を覆うように取り付けて投入口２ｄを形成している。摺切り板２ｃは図５に示すように計測面の部分を含むそれ以降の厚みを薄くし、羽根４ａ上端部に空隙が形成されるようにしている。

ケーシング２底面の羽根４ａの回転軌跡途中には計量孔２ｅを開口し、図３に示すようにケーシング２の下面外縁に吊設した重量計測器であるロードセル８の秤台８ａ面に計量孔２ｅの開口面積より広いダイアフラム７を介して受圧板８ｂをボルト８ｃで装着し、この秤台８ａの外周に張り出したダイアフラム７を計量孔２ｅに取付治具２ｆで密閉するように張設している。コントローラ１０は減速機付きモータ３を制御する制御回路と、回転軸３ａの回転数を検知する近接スイッチ３ｂの信号及びロードセル８の計測信号（重量値）に基づいて粉体Ｆの供給量を算出する演算回路とを備えている。

ケーシング２の下部のロードセル８下方には貫通孔１３ａを備えたカバー体１３をロードセル８を覆うように取り付け、同カバー体１３の外部にバイブレータ１４を吊設し、ロードセル８とバイブレータ１４とをカバー体１３の貫通孔１３ａを通したロッド１５で連結して振動を伝達できるようにし、カバー体１３の貫通孔１３ａにロッド１５の軸方向に柔軟性の優れるエアシール材１６を気密を保持するように取り付け、ロードセル８へのバイブレータ１４の振動以外の影響（放熱・排気）を低減できるようにしている。

実施例１では、減速機付きモータ３の駆動力による供給盤４と撹拌体６の回転（１〜１５ｒｐｍ）でホッパー１１に貯留されていた粉体Ｆが排出口１１ａからケーシング２の開口部２ａへ取り込まれて撹拌体６で撹拌されながら下方の投入口２ｄへ送られ、送られた粉体Ｆは供給盤４の外周壁面と隣接する各羽根４ａ側面とケーシング２の側壁面と底面とで仕切られた各粉体空間４ｂにそれぞれ落下して収容され、供給盤４の回転で各粉体空間４ｂに収容された粉体Ｆが摺切り板２ｃで順に摺り切られてほぼ粉体空間４ｂの容積分充填された状態で周方向へ移送される。

各粉体空間４ｂに収容された粉体Ｆは、図４に示すように周方向へ移送途中にロードセル８の受圧板８ｂ上を通過し、図５に示すように薄板化された摺切り板２ｃの下方に形成させる空気層Ａで計測時に吐出口２ｂ側又は外部と均圧して受圧板８ｂに対する空気圧の影響が防止されながら粉体Ｆの重量がロードセル８で連続的又は間欠的に計測され、コントローラ１０はロードセル８の計測した重量値と回転軸３ａの単位時間当たりの回転数でもって粉体Ｆの供給量を算出して計量され、その後吐出口２ｂから吐出されてシュート１２で所定場所へ供給される。

ここで、長期に渡って計量すると、ダイヤフラム７の外周部に少量の粉体Ｆが徐々に残留して圧密していき、ダイヤフラム７の柔軟性が低下して重量伝達機能が影響を受け正確な重量をロードセル８に伝達できなくなる問題がある。また、機内輸送中の粉体は水平方向に押されるため、羽根４ａやケーシング２の側壁との間に発生する垂直方向の摩擦力は粉体Ｆを保持する方向に作用し、供給盤４の粉体空間５ｂの大きさが小さいほど粉体Ｆの重量に対して相対的に摩擦面積が大きくなって粉体Ｆの重量をロードセル８に伝達する割合が低下する問題もある。

しかし、実施例１では、バイブレータ１４の加振（１０００〜１８００Ｈｚ）によりロードセル８とダイヤフラム７を微少振動させることで、ダイヤフラム７上に残留する粉体Ｆの圧密や固着を防止するとともに振動によりダイヤフラム７上の粉体Ｆと羽根４ａ及びケーシング２の側壁との摩擦力の影響を低減し、長期に渡って精度良く計量することが可能となった。また、バイブレータ１４をカバー体１３の外面に取り付けてロッド１５で間接的に加振するようにしたから、ロードセル８がバイブレータ１４の発する放熱や排気の影響を受けず、計量精度を長期に維持することができた。

図６〜９に示す実施例２は供給盤を上下２段に設けた例である。図６は実施例２の粉体計量供給装置の一部断面説明図、図７は図６のＡ−Ａ断面図、図８は図６のＢ−Ｂ断面図、図９は実施例２の粉体の摺り切りを示す説明図である。図中、２ｇは仕切り板、２ｈは投入口、５は補助供給盤、５ａは羽根、５ｂは粉体空間である。

実施例２の粉体計量供給装置１は、図６〜８に示すように供給盤４上方の同軸上に外周縁に複数の羽根５ａを放射状に突設した補助供給盤５をそれぞれ各羽根４ａ，５ａの上下位置が合うように軸着し、半輪状の摺切り板２ｃを補助供給盤５の羽根５ａ上端高さで羽根５ａの回転軌跡面を覆うように取り付けて投入口２ｄを形成し、補助供給盤５と供給盤４の間に半輪状の仕切り板２ｇを摺切り板２ｃと反対向きで羽根４ａの回転軌跡面を覆うように取り付けて投入口２ｈを形成している。供給盤４の羽根４ａの高さは補助供給盤５の羽根５ａより１０％以上高く形成している。

実施例２では、投入口２ｄへ送られた粉体Ｆは補助供給盤５の外周壁面と隣接する各羽根４ａ側面とケーシング２の側壁面と仕切り板２ｇ上面とで仕切られた各粉体空間５ｂにそれぞれ落下して収容された後、補助供給盤５の回転で各粉体空間５ｂに収容された粉体Ｆが摺切り板２ｃで順に摺り切られてほぼ粉体空間５ｂの容積分充填された状態で周方向へ移送される。次いで、各粉体空間５ｂに収容された粉体Ｆが、直下の供給盤４の各粉体空間４ｂに投入口２ｈを通じてそれぞれ順に落下して収容され、供給盤４の回転で各粉体空間４ｂに落下した粉体Ｆが周方向に沿ってロードセル８側へ移送される。

このとき、図９（ａ），（ｂ）に示すように羽根４ａの高さＨ₂ が羽根５ａの高さＨ₁ より高く形成しているから、粉体空間４ｂの容積が粉体空間５ｂより大きくなっている。従って、上側で摺り切られた粉体Ｆが下側の粉体空間４ｂに収容されると粉体Ｆ上に空気層Ａが形成されるから、仕切り板２ｇの荷重圧が空気層で緩和されて圧力変動を抑制し、その後の計量に影響を与えないようにしている。また、摺切りを２回行うことでホッパー１１の排出口１１ａから投入される粉体Ｆの粉圧を緩和して衝撃を抑制し、計量を正確に行えるようにしている。その他、符号、構成、作用効果は実施例１と同じである。

図１０，１１に示す実施例３は、撹拌筒に実施例１の粉体計量供給装置を複数取り付けて粉体を多方向へ供給できるようにした粉体供給設備の例である。図１０は実施例３の粉体供給設備の平面図、図１１は実施例３の粉体供給設備の一部省略側面図である。図中、１７は撹拌筒、１８は撹拌用モータ、１９はサポート、２０は覗き窓である。

実施例３では、図１０，１１に示すように撹拌用モータ１８で回動する図示しない撹拌体を内包した撹拌筒１７の下面に図示しない排出口を３箇所形成し、同各排出口に粉体計量供給装置１をそのケーシング２の開口部２ａが前記排出口と連通するようにそれぞれ取り付けて粉体供給設備を構成し、撹拌筒１７の各排出口から排出された粉体Ｆが各粉体計量供給装置１でそれぞれ独立して計量しながら多方向へ同時供給できるようにしている。その他、符号、構成、作用効果は実施例１と同じである。

本発明は、セメント原料等の圧密・固着し易い粉体の計量供給に好ましく適用できる。

実施例１の粉体計量供給装置の一部断面説明図である。図１のＡ−Ａ断面図である。実施例１の加振器の説明図である。実施例１の粉体計量を示す説明図である。図２のＡ−Ａ断面図である。実施例２の粉体計量供給装置の一部断面説明図である。図６のＡ−Ａ断面図である。図６のＢ−Ｂ断面図である。実施例２の粉体の摺り切りを示す説明図である。実施例３の粉体供給設備の平面図である。実施例３の粉体供給設備の一部省略側面図である。

符号の説明

１粉体計量供給装置
２ケーシング
２ａ開口部
２ｂ吐出口
２ｃ摺切り板
２ｄ投入口
２ｅ計量孔
２ｆ取付治具
２ｇ仕切り板
２ｈ投入口
３減速機付きモータ
３ａ回転軸
３ｂ近接スイッチ
４供給盤
４ａ羽根
４ｂ粉体空間
４ｃＶリング
５補助供給盤
５ａ羽根
５ｂ粉体空間
６撹拌体
７ダイアフラム
８ロードセル
８ａ秤台
８ｂ受圧板
８ｃボルト
９インバータ
１０コントローラ
１１ホッパー
１１ａ排出口
１２シュート
１３カバー体
１３ａ貫通孔
１４バイブレータ
１５ロッド
１６エアシール材
１７撹拌筒
１８撹拌用モータ
１９サポート
２０覗き窓
Ａ空気層
Ｆ粉体

Claims

粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた摺切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤の羽根とケーシングの底面とで仕切られた空間を摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、同粉体空間に収容された粉体を周方向へ移送する際のケーシング底面の粉体通過位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにした粉体計量供給装置であって、前記重量計測器に振動を加える加振器を設け、同振動により計測面へ残留しようとする粉体の圧密を低減して計量精度を向上できるようにしたことを特徴とする粉体計量供給装置。
粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた仕切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤と同じ構造の補助供給盤を供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の投入口と対向する位置に投入口を備えた摺切り板を補助供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤及び補助供給盤の羽根と仕切り板とケーシングの底面とで仕切られた各空間を仕切り板及び摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、同粉体空間に収容された粉体を周方向へ移送する際のケーシング底面の粉体通過位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにした粉体計量供給装置であって、前記重量計測器に振動を加える加振器を設け、同振動により計測面へ残留しようとする粉体の圧密を低減して計量精度を向上できるようにしたことを特徴とする粉体計量供給装置。
供給盤の羽根の高さを補助供給盤の羽根より高く形成し、補助供給盤で摺り切られた粉体を供給盤の粉体空間へ収容した際粉体上方に空気層が形成されるようにし、仕切り板からの荷重を無くして計量に影響しないようにした請求項２記載の粉体計量供給装置。
ケーシングの下部に貫通孔を備えたカバー体を重量計測器を覆うように取り付け、同カバー体の外部に加振器を配設し、重量計測器と加振器とをカバー体の貫通孔を通したロッドで連結して振動を伝達できるようにし、重量計測器への加振器の振動以外の影響を低減できるようにした請求項１〜３いずれか記載の粉体計量供給装置。
ケーシングの計量孔と重量計測器の計測面との間に膜状のシール部材を張設し、計量孔から粉体が漏出しないようにした請求項１〜４いずれか記載の粉体計量供給装置。
粉体貯室の下部に排出口を複数設け、同各排出口に請求項１〜５いずれか記載の粉体計量供給装置をそれぞれ取り付け、粉体を独立して計量しながら多方向へ供給できるようにした粉体供給設備。