JP4418636B2 - Powder degassing method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気を含んだフワフワとした嵩ばりやすい粉体(本明細書において粉体とは短繊維も含む)を脱気し引き締めるための方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プラスチック射出成形材料に強化用フィラーとして添加される非晶質シリカ粉末や、アルミナ微粉のように、粒子間力(ファンデルワールス力)が小さい或る種の粉体は、その製造段階や空気輸送段階や取り扱い段階などにおいてエアレーションを受けると空気を含んだフワフワとした状態となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように粉体が空気を含んで嵩ばると、袋詰めしたり容器に詰める際に充填効率が悪化し、大きな袋や容器が必要となるので、物流コストが上がる。
また、射出成形の主材に強化用フィラーを加えるべくホッパーから押出し機へと強化用シリカ粉末などを切り出す時には、空気を含んでフワフワとしていると粉体がホッパー内でブリッジを組みやすい。
反対に、場合によっては空気を含んだ粉体が水のような流動性を呈することがあり(フラッシング現象)、これもまた粉体の取り扱いを困難にする。
【0004】
そこで、本発明者は、先に、真空コンベヤを用いて粉体を輸送先容器に空気輸送した後、真空コンベヤの入口を全閉にした上で輸送先容器を真空吸引することにより、輸送先容器内の粉体を強制脱気することを提案した(特開2001-287701)。
【0005】
本発明の目的は、前記方法を改良し、脱気効果により優れた粉体脱気方法および装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、粉体を分散させながらパラパラと真空(負圧)雰囲気中を落下させることにより粉体を脱気することを特徴とするものである。
このように、粉体をばらばらに分散させた状態で真空中を落下させながら脱気すると、粒子間の空気が奪取されやすいので、粉体は迅速に脱気され引き締まる。
本発明によれば、静止状態で脱気する場合に比較して、より短時間で、かつ、体積収縮率にして2〜3割余計に脱気することができた。
【0007】
他の観点においては、本発明は、前記脱気方法を実施するための粉体脱気装置を提供するもので、この装置は:互いに気密に上下に接続された少なくとも3つのモジュール型のホッパーユニットを備え;各ホッパーユニットは、粉体排出口を有するホッパーと、ホッパーの前記粉体排出口を開閉するダンパー機構と、ホッパーの下側に下段のホッパーユニットのホッパーと協働して脱気室を画成する筒状の本体とを備え;少なくとも最上段および中段のホッパーユニットは所定の時期にその脱気室に負圧を印加する手段を備えている。
この装置は、最上段のホッパーユニットのダンパーを開けて中段のホッパーユニットのホッパーに粉体を装填し、最上段のホッパーユニットのダンパーを閉じて最上段および中段のホッパーユニットの脱気室に負圧を印加した後、中段のホッパーユニットのダンパーを開けることにより、中段のホッパーユニットの負圧下の脱気室を横切って最下段のホッパーユニットのホッパーへと粉体を分散状態で落下させることにより粉体を脱気することを特徴としている。
【0008】
好ましい実施態様においては、この装置は、更に、3段目のホッパーユニットの下に接続された第4のホッパーユニットと、所定の時期に3段目のホッパーユニットの脱気室に負圧を印加する手段とを備え、3段目のホッパーユニットの負圧下の脱気室を横切って第4のホッパーユニットのホッパーへと粉体を分散状態で落下させることにより更に脱気を行うようになっている。
【0009】
本発明の上記特徴や効果並びに他の特徴や効果は以下の実施例の記載につれて更に明らかにする。
【0010】
【発明の実施の形態】
非限定的な実施例を示す添付図面を参照しながら、本発明の脱気方法および装置の実施例を説明する。図1には本発明の第1実施例を示す。
図1を参照するに、脱気装置10は、上下に接続された3つのホッパーユニット12、14、16を備えている。構成要素を共通化によりコストを低減するため、これらのホッパーユニット12、14、16は共通化された互換的なモジュールの形に構成することができる。これらのホッパーユニット12、14、16は適当なパッキン(図示省略)を介して複数のバックル装置18その他の連結手段によって気密かつ分離自在に接続してある。
上段のホッパーユニット12の粉体収容量を増加するため、1段目のユニット12の上にサイロ20を接続するのが好ましい。
【0011】
3つのホッパーユニット12、14、16は同一に構成することができるので、上段のホッパーユニット12のみについて説明する。
図2を参照するに、図示した実施例では、ホッパーユニット12は、ステンレス等で形成されたフランジ付きの円筒形の本体22と、ステンレス等で形成されたフランジ付きのホッパー24と、ホッパー24の粉体排出口26を開閉するフラップ弁28を備えたダンパー機構30とを備えている。
ホッパー24の下側において本体22の内側には、下側のホッパーユニット14のホッパーと協働して密閉可能な脱気室32が画成される。
本体22の側壁には、脱気室32に負圧を印加するべく脱気室32に開口した圧力導入管34が取り付けてある。
【0012】
図2および図3を参照するに、図示した非限定的実施例では、ダンパー機構30は、フラップ弁28と、このフラップ弁28を上方に揺動させるためのローラー36付き揺動アーム38と、この揺動アーム38を揺動させるための例えば90度揺動ベーン型の空気力式アクチュエータ40を有する。
【0013】
フラップ弁28は、例えば、左右一対の揺動アーム42に取付けてあり、これらの揺動アーム42の端部は溶接などによりホッパー24に固定した取付ブラケット44に枢軸46を介して枢着することができる。
図2から良く分かるように、ホッパー24の下縁にはエラストマー製のリップ型シールリング48が装着してあり、ホッパー24の下縁とフラップ弁28との間をシールするようになっている。シールリング48にヘタリや摩耗が生じてもシールが確実に行われるようにするため、揺動アームの枢軸46は上下方向に多少の空動きが出来るように取付ブラケットの長穴(図示省略)に装着されている。
ローラー36付き揺動アーム38はアクチュエータ40の出力軸50を介して取付ブラケット44に枢着することができる。
【0014】
図1を参照するに、ホッパーユニット12のダンパー機構30の空気力式アクチュエータ40はエア信号ライン52を介して制御装置54により制御することができる。
同様に、中段および下段のホッパーユニット14、16のダンパー機構56、58の空気力式アクチュエータは、夫々、エア信号ライン60、62を介して制御装置54により制御される。
【0015】
図1を更に参照するに、ホッパーユニット12の圧力導入管34は導管64によって真空源66に接続することができる。真空源66としては、ターボブロワー、ルーツブロワー、多段リングブロワーのようなブロワー、エジェクター型真空ポンプ、その他任意の形式の真空ポンプを使用することができる。
導管64には例えばエア信号ライン70を介して制御装置54により制御される空気動式の遮断弁68が設けてあり、遮断弁68を開けることにより真空源66の真空ないし負圧をホッパーユニット12の脱気室32に印加するようになっている。
同様に、中段のホッパーユニット14の圧力導入管72は導管74によって真空源66に接続することができる。導管74に設けた空気動式遮断弁76はエア信号ライン78を介して制御装置54により制御され、遮断弁76を開けるとホッパーユニット14の脱気室80に負圧が印加される。
【0016】
好ましくは、下段のホッパーユニット16の圧力導入管82と中段のホッパーユニット14の圧力導入管72とは、エア信号ライン88を介して制御装置54により制御される空気動式遮断弁84を備えたバイパス導管86によって接続する。このようにすれば、遮断弁84を開けて下段のホッパーユニット16の下室90内の大気圧を中段のホッパーユニット14の脱気室80に導入することにより、下段のホッパーユニット16のダンパー機構58のフラップ弁の前後の圧力を同圧化し、このフラップ弁を迅速に開弁させることができる。
【0017】
次に、図4の模式図を併せて参照しながら、この脱気装置10の作動の態様並びに本発明の脱気方法の実施例を説明する。
脱気装置10は、例えば、粉体の生産ラインの後段に設けた脱気ステーションに設置し、粉体の生産工程に連続して脱気処理を施すことができる。或いは、空気輸送ラインの終端に設けることもできる。
脱気装置10の上段ホッパーユニット12には、生産ライン或いは空気輸送ラインから連続的又は間欠的に粉体を供給することができる。
【0018】
脱気サイクルの開始時には、上段、中段のホッパーユニット12、14の遮断弁68、76は夫々閉じてあるが、下段のホッパーユニット16の遮断弁84は開かれていて中段のホッパーユニット14の脱気室80には大気圧が導入されている(図4(1))。
全てのフラップ弁は閉じてあり、上段のホッパーユニット12のホッパー24には粉体が投入されており、下段のホッパーユニット16のホッパーには前回のサイクルで脱気された粉体が入っている。
【0019】
上段のホッパーユニット12のダンパー機構30を作動させてそのフラップ弁28を開くと共に、下段のホッパーユニット16のダンパー機構58を作動させてそのフラップ弁92を開くと、上段のホッパー24内の粉体は中段のホッパーユニット14のホッパー96に装入されると共に、前回のサイクルで脱気された下段ホッパーユニット16内の粉体は下方へ排出される(図4(2))。
なお、予め遮断弁84を開けることによりフラップ弁92の前後の圧力は同圧化されているので、フラップ弁92は容易に開弁する。
【0020】
次に、フラップ弁28、92および遮断弁84を閉じた上で、遮断弁68、76を開くことにより、真空源66からの負圧を上段ホッパーユニット12の脱気室32および中段ホッパーユニット14の脱気室80に印加する(図4(3))。
【0021】
こうして中段のホッパーユニット14のフラップ弁94の前後の脱気室32および80を真空ないし負圧雰囲気にした上で、中段のホッパーユニット14のダンパー機構56を作動させてそのフラップ弁94を開くと、中段ホッパーユニット14のホッパー96内の粉体は下段のホッパーユニット16へと重力により落下するのが許容され、下段のホッパー98に溜まる(図4(4))。
中段のホッパーユニット14から下段のホッパーユニット16へと重力落下する過程では、粉体はバラバラに分散された状態で真空中を落下するので、粒子間の空気は容易に奪取され、粉体は強度に脱気され引き締まる。
【0022】
脱気が終わると、フラップ弁94と遮断弁68、76を閉じ、遮断弁84を開いて脱気室80に大気圧を導入する(図4(1))。以上の工程を繰り返すことにより粉体の装入、脱気、排出がバッチ式に行われる。
【0023】
図5には、本発明の脱気方法および装置の第2実施例を示す。この実施例は、脱気装置は4つのホッパーユニットを備え、粉体は1サイクル中に2回脱気を受けることを特徴としている。
図5においては、前述した第1実施例の構成要素と同一又は均等の構成要素は同じ参照番号で示し、重複する説明は省略する。
【0024】
第1実施例との相違点のみ説明するに、この実施例では、第3ホッパーユニット16の下には第1〜第3ユニット12、14、16と同様の第4のホッパーユニット100が接続してあり、この第4ユニット100はフラップ弁102と下室104を有する。
4つのホッパーユニットを備えたこの実施例では、第3ユニット16の下室90は脱気室として作用する。このため、第3ユニット16の圧力導入管82は遮断弁106を備えた導管108を介して真空源66に接続されている。
第4ユニット100の圧力導入管110はバイパス導管86によって第3ユニット16の脱気室90に接続することができる。
【0025】
この第2実施例の作動を説明するに、遮断弁76は常時開けておくことができ、第2ホッパーユニット14の脱気室80には常時負圧を印加しておくことができる。
最初は全てのフラップ弁28、92、94、102は閉じてあり、遮断弁76、106を開けることにより第2、第3ホッパーユニット14、16の脱気室80、90には負圧が印加されている(図5(1))。
第1ホッパーユニット12のホッパー24には粉体が投入されており、第3ホッパーユニット16のホッパーには前回のサイクルで脱気された粉体が入っている。
【0026】
先ず、第1ホッパーユニット12のフラップ弁28を開くと共に、第3ホッパーユニット16のフラップ弁92を開くと、第1ホッパーユニット12のホッパー24内の粉体は第2ホッパーユニット14のホッパー96に装入されると共に、前回のサイクルで脱気されていた第3ホッパーユニット16内の粉体は第4ホッパーユニット100へと落下するのが許容され、最下段のホッパーに溜まる(図5(2))。
その際、第3ホッパーユニット16から第4ホッパーユニット100へと落下する過程では、前回のサイクルで既に一回目の脱気作用を受けていた粉体は更に二回目の脱気作用を受け、一層引き締まる。
【0027】
次に、全てのフラップ弁28、92、94、102を閉じ、遮断弁68を開くことにより、真空源66からの負圧を第1ホッパーユニット12の脱気室32に印加する(図5(3))。また、フラップ弁102の開放に備え、遮断弁84を開いて脱気室90に大気圧を導入する。
【0028】
次に、第2ホッパーユニット14のフラップ弁94を開くと共に、第4ホッパーユニット100のフラップ弁102を開くと、第1ホッパーユニット12から第2ホッパーユニット14へと落下する過程で粉体は一回目の脱気作用を受けると共に、第4ホッパーユニット100内の粉体は下方へ排出される(図5(4))。
こうして一回目の脱気が終わると、全てのフラップ弁28、92、94、102を閉じ、大気圧導入用遮断弁84を閉じると共に負圧印加用遮断弁106を開けて第3ホッパーユニット16の脱気室90に負圧を印加する(図5(1))。以上の工程を繰り返すことにより粉体の装入、脱気、排出がバッチ式に行われる。
【0029】
以上には本発明の特定の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更や修正を施すことができる。例えば、サイロ20は不可欠ではない。また、ダンパー機構としては、アクチュエータによってフラップ弁を直接に開閉する形式のものを使用することができる。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、粉体が強度に脱気され引き締められるので、袋詰めなどの充填効率を向上させ、物流コストを低減することができる。また、本発明は、粉体の切り出しや取り扱い中にブリッジやフラッシングを防止するのに寄与する。
本発明によれば、静止状態で脱気する場合に比較して、より短時間で、かつ、体積収縮率にして2〜3割も強く脱気することができた。
第2実施例のように2段階で脱気を行うようにすれば、脱気効果を一層増強することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱気装置の第1実施例の一部切欠き側面図である。
【図2】図1に示した脱気装置のホッパーユニットの一部切欠き側面図である。
【図3】図2に示したホッパーユニットのダンパー機構を斜め下から視た斜視図である。
【図4】図1に示した脱気装置の第1実施例の動作を示す模式図である。
【図5】本発明の脱気装置の第2実施例のの動作を示す模式図である。
【符号の説明】
10: 脱気装置
12、14、16、100: ホッパーユニット
22: 本体
24: ホッパー
30、56、58: ダンパー機構
32、80、90: 脱気室
34/64/68;72/74/76;82/106/108: 負圧印加手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for degassing and tightening airy and fluffy powder (in this specification, powder includes short fibers).
[0002]
[Prior art]
Certain powders with low interparticle force (van der Waals force), such as amorphous silica powder added as a reinforcing filler to plastic injection molding materials and alumina fine powder, are in the manufacturing stage and pneumatic transport. When subjected to aeration at the stage or handling stage, it becomes a fluffy state containing air.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When the powder contains air and is bulky in this way, the filling efficiency deteriorates when packing into a bag or a container, and a large bag or container is required, increasing the logistics cost.
Further, when the reinforcing silica powder or the like is cut out from the hopper to the extruder so as to add the reinforcing filler to the main material of the injection molding, it is easy to form a bridge in the hopper if the powder contains air and is fluffy.
On the other hand, in some cases, air-containing powder may exhibit water-like fluidity (flushing phenomenon), which also makes it difficult to handle the powder.
[0004]
Therefore, the present inventor first transported the powder to the destination container using a vacuum conveyor, and then vacuumed the destination container after fully closing the inlet of the vacuum conveyor, It has been proposed to forcibly degas the powder in the container (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-287701).
[0005]
An object of the present invention is to provide a powder degassing method and apparatus which are improved by the above-described method and have a superior degassing effect.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is characterized in that the powder is degassed by dropping it in a vacuum (negative pressure) atmosphere while dispersing the powder.
In this way, if the powder is deaerated while being dropped in a vacuum while being dispersed, the air between the particles is easily taken away, so that the powder is quickly degassed and tightened.
According to the present invention, compared with the case of deaeration in a stationary state, it was possible to deaerate more than 20-30% in a shorter time and in volume shrinkage.
[0007]
In another aspect, the present invention provides a powder degassing apparatus for carrying out the degassing method, the apparatus comprising: at least three modular hopper units connected one above the other in an airtight manner Each hopper unit includes a hopper having a powder discharge port, a damper mechanism for opening and closing the powder discharge port of the hopper, and a deaeration chamber in cooperation with the hopper of the lower hopper unit below the hopper And at least the uppermost and middle hopper units are provided with means for applying a negative pressure to the deaeration chamber at a predetermined time.
This device opens the damper of the uppermost hopper unit, loads the powder into the hopper of the middle hopper unit, closes the damper of the uppermost hopper unit, and loads it into the deaeration chambers of the uppermost and middle hopper units. After the pressure is applied, by opening the damper of the middle hopper unit, by dropping the powder in a dispersed state across the deaeration chamber under the negative pressure of the middle hopper unit to the hopper of the lowermost hopper unit It is characterized by degassing the powder.
[0008]
In a preferred embodiment, the apparatus further applies a negative pressure to a fourth hopper unit connected below the third-stage hopper unit and a deaeration chamber of the third-stage hopper unit at a predetermined time. For further degassing by dropping the powder in a dispersed state across the degassing chamber under the negative pressure of the third hopper unit to the hopper of the fourth hopper unit. Yes.
[0009]
The above-described features and effects of the present invention as well as other features and effects will be further clarified as the following examples are described.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the degassing method and apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings showing non-limiting embodiments. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, the
In order to increase the powder capacity of the
[0011]
Since the three
Referring to FIG. 2, in the illustrated embodiment, the
A
A
[0012]
2 and 3, in the illustrated non-limiting example, the
[0013]
The
As can be seen from FIG. 2, an elastomeric
The
[0014]
Referring to FIG. 1, the
Similarly, the pneumatic actuators of the
[0015]
Still referring to FIG. 1, the
The
Similarly, the
[0016]
Preferably, the
[0017]
Next, an operation mode of the
The
Powder can be supplied to the
[0018]
At the start of the degassing cycle, the
All the flap valves are closed, and the powder is put into the
[0019]
When the
Since the pressure before and after the
[0020]
Next, the
[0021]
When the
In the process of gravity dropping from the
[0022]
When the deaeration is completed, the flap valve 94 and the
[0023]
FIG. 5 shows a second embodiment of the deaeration method and apparatus of the present invention. This embodiment is characterized in that the degassing device comprises four hopper units and the powder is degassed twice during one cycle.
In FIG. 5, the same or equivalent components as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0024]
In this embodiment, a
In this embodiment with four hopper units, the
The
[0025]
In order to explain the operation of the second embodiment, the
Initially, all
The
[0026]
First, when the
At that time, in the process of falling from the
[0027]
Next, by closing all the
[0028]
Next, when the flap valve 94 of the
When the first deaeration is completed in this way, all the
[0029]
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various changes and modifications can be made. For example, the
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the powder is strongly degassed and tightened, the filling efficiency such as bagging can be improved and the distribution cost can be reduced. The present invention also contributes to preventing bridging and flushing during powder cutting and handling.
According to the present invention, as compared with the case of deaeration in a stationary state, it was possible to deaerate more strongly by 20 to 30% in a shorter time and in volume shrinkage.
If the deaeration is performed in two stages as in the second embodiment, the deaeration effect can be further enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway side view of a first embodiment of a deaeration device of the invention.
2 is a partially cutaway side view of the hopper unit of the deaeration device shown in FIG. 1. FIG.
3 is a perspective view of the damper mechanism of the hopper unit shown in FIG. 2 as viewed obliquely from below. FIG.
4 is a schematic view showing the operation of the first embodiment of the deaeration device shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a schematic view showing the operation of the second embodiment of the deaeration device of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: Deaerator
12, 14, 16, 100: Hopper unit 22: Main body 24: Hopper
30, 56, 58: Damper mechanism
32, 80, 90: Deaeration chamber
34/64/68; 72/74/76; 82/106/108: Negative pressure application means
Claims (2)
互いに気密に上下に接続された少なくとも3つのホッパーユニットを備え、
前記3つのホッパーユニットは、夫々、構成要素が共通化された互換的なモジュールの形に構成されており、
各ホッパーユニットは、粉体排出口を有するホッパーと、ホッパーの前記粉体排出口を開閉するダンパー機構と、ホッパーの下側に下段のホッパーユニットのホッパーと協働して脱気室を画成する筒状の本体とを備え、
少なくとも最上段および中段のホッパーユニットは所定の時期にその脱気室に負圧を印加する手段を備え、
最上段のホッパーユニットのダンパーを開けて中段のホッパーユニットのホッパーに粉体を装填し、最上段のホッパーユニットのダンパーを閉じて最上段および中段のホッパーユニットの脱気室に負圧を印加した後、中段のホッパーユニットのダンパーを開けることにより、中段のホッパーユニットの負圧下の脱気室を横切って最下段のホッパーユニットのホッパーへと粉体を分散状態で落下させることにより粉体を脱気することを特徴とする粉体脱気装置。A powder deaerator for degassing powder by dropping it in a vacuum atmosphere while dispersing the powder:
Comprising at least three hopper units connected up and down in an airtight manner,
Each of the three hopper units is configured in the form of an interchangeable module with common components.
Each hopper unit defines a deaeration chamber in cooperation with a hopper having a powder discharge port, a damper mechanism for opening and closing the powder discharge port of the hopper, and a hopper of a lower hopper unit below the hopper. A cylindrical main body,
At least the uppermost and middle hopper units include means for applying a negative pressure to the deaeration chamber at a predetermined time,
The damper of the uppermost hopper unit was opened, the powder was loaded into the hopper of the middle hopper unit, the damper of the uppermost hopper unit was closed, and negative pressure was applied to the deaeration chambers of the uppermost and middle hopper units. After that, by opening the damper of the middle hopper unit, the powder is removed by dropping the powder in a dispersed state across the deaeration chamber under the negative pressure of the middle hopper unit to the hopper of the lowermost hopper unit. A powder degassing device characterized by concern.
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