JP4634624B2

JP4634624B2 - ホッパ貯留物の掻き均し装置

Info

Publication number: JP4634624B2
Application number: JP2001035418A
Authority: JP
Inventors: 成人有松; 志郎小高
Original assignee: Maezawa Industries Inc
Current assignee: Maezawa Industries Inc
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-02-13
Also published as: JP2002240960A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホッパ貯留物の掻き均し装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水処理システムにおいては沈砂やスクリーンかす（し渣）等を一時的に貯留する目的でホッパが設けられることが多く、その場合、上方に配設したシュータから沈砂やし渣等をホッパに落下投入するというライン形態が一般的である。これら水処理システムにおける処理対象物はその性質上、ホッパに落下投入された際には平坦状とはならずに山形に堆積し易く、ホッパ内に非貯留部の無駄なスペースが生じやすいという問題がある。
【０００３】
この問題に対し、ホッパ内の貯留物を平坦状に均す均し装置を別途設けるという手法が従来より行われており、その均し方法としては主に次のようなものがある。先ず第１には図５（ａ）に示すようにホッパＨのケーシングに振動を与えることにより貯留物Ｆの山形の堆積形状を崩していくという方法、第２には図５（ｂ）に示すようにフライト式の掻き均し装置５１を設け、そのエンドレスチェン５２に間隔的に複数取り付けた掻き寄せ板５３により貯留物Ｆを掻き均していく方法、第３には図５（ｃ）に示すようにホッパＨ内において回転するアーム部材６１を設け、このアーム部材６１自体により、或いは先端に取り付けた攪拌板６２により貯留物Ｆを掻き均していく方法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、先ず振動を与える方法では高価な振動発生装置を要するという点や、ホッパにおいては耐振性のケーシングとしなければならないという問題があり、コスト面において問題があった。また、フライト式の掻き均し装置５１による場合においても装置が複雑で高価なものとなり、また大型となるためレイアウトスペースを広く必要とするという問題があった。これらの方法に比して図５（ｃ）に示した掻き均し方法によれば装置の構造も簡易なものとなり、コスト面において有利である。しかしながら、前記したように貯留物Ｆの粘性が高い場合などには、掻き均しの際に貯留物Ｆから受ける負荷が大きくなり、アーム部材６１や攪拌板６２、また軸体６３やその駆動源のモータ（図示せず）にそのまま過度の負荷がかかって、これらの構成部材が損傷しやすいという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するために創作されたものであり、簡易な構造であり、且つ構成部材の損傷防止が図れるホッパ貯留物の掻き均し装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、ホッパ内の貯留物との接触により加わる負荷を緩衝させる負荷緩衝手段を有する均し部材としてのリンクチェンと、均し部材を垂下支持し、水平面上を回転する回転部材と、上下方向における前記均し部材の下端部の位置を調整可能とする位置調整手段と、貯留物の堆積レベルを検知する検知手段と、前記位置調整手段を制御する制御装置とを備え、前記検知手段は、前記リンクチェンの最下から数個目のチェン片に受力部を下方に向けて取り付けられる感圧式センサからなり、前記制御装置は、前記感圧式センサを取り付けたチェン片の直下に連結したチェン片が、貯留物との接触により屈曲して前記受力部を押圧したときの前記感圧式センサの検知信号の有無に基づいて掻き均し装置の昇降停止作動を制御することを特徴とする。
これにより、モータや軸体等、装置を構成する部材の損傷防止及び使用寿命の長期化が実現される。
また、前記負荷緩衝手段を有する均し部材としてリンクチェンを用いる構成とすれば、リンクチェンが貯留物の表層の凹凸に追従して屈曲しながら掻き均していくことになり、より効率的に貯留物を掻き均すことができる。
【０００７】
また、上下方向における前記均し部材の下端部の位置を調整可能とする位置調整手段を備えるため、貯留物の種類、粘性、堆積レベル、貯留時間、その他の状態に応じて均し部材の下端部の位置を適宜に調整できるため、効率的な掻き均しが可能となる。
【０００８】
また、貯留物の堆積レベルを検知する検知手段を設け、かつ前記位置調整手段を制御する制御装置を設け、前記検知手段は、前記リンクチェンの最下から数個目のチェン片に受力部を下方に向けて取り付けられる感圧式センサからなり、前記制御装置は、前記感圧式センサを取り付けたチェン片の直下に連結したチェン片が、貯留物との接触により屈曲して前記受力部を押圧したときの前記感圧式センサの検知信号の有無に基づいて掻き均し装置の昇降停止作動を制御するため、貯留物に対する均し部材の高さ位置の調整が素早く、無人で自動的に行われるようになり、安定した掻き均し作業及び人的コストの削減が実現される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明について図１〜図４を参照しながら説明する。先ず、ホッパＨは例えば水処理システム中において設置され、シュータＳから落下投入される沈砂やし渣等を貯留物として一時的に貯留する。ホッパＨは、図に示すように上部に大きく開口した投入部Ｈａ、下部に排出部Ｈｂを形成した略四角錘台形状を呈するものの他、円錐台形状を呈するものなど貯留物を貯留可能であれば、そのケーシングの形状は特に限定されるものではない。排出部Ｈｂの下方には例えばベルトコンベアＣ等が配設される。
【００１０】
本発明にかかるホッパ貯留物の掻き均し装置１は、貯留物Ｆに接触して貯留物Ｆを均す均し部材２と、均し部材２を垂下支持し、水平面上を回転する回転部材３と、貯留物Ｆとの接触により均し部材２に加わる負荷が直接的に回転部材３に伝達しないように前記負荷を緩衝させる負荷緩衝手段４と、を備えることを主な特徴とするものである。本形態では、負荷緩衝手段４として、均し部材２を柔軟性を有する部材とする構成としている。
【００１１】
ホッパＨの上方には、その出力軸Ｍａを下方に向けた減速機付きのモータＭが図示しないブラケットに取り付けられて配設されており、出力軸Ｍａにはカップリング５等を介して軸体６が鉛直状に取り付けられている。軸体６の下端には、Ｌ形鋼材などからなるアーム７が平面視十文字状となるように水平方向に延設されており、このアーム７が前記回転部材３に相当する。モータＭを駆動すると、各アーム７は軸体６を中心に水平面上を回転する。
【００１２】
各アーム７には、均し部材２としてリンクチェン８が複数列にわたって吊り掛けられている。吊り掛け態様としては、例えばアーム７にその長手方向に沿って適宜間隔にて複数の吊り掛け用孔７ａを穿設し、この各吊り掛け用孔７ａにフック部材９等を介してリンクチェン８を垂下させる。フック部材９は吊り掛け用孔７ａに対して自由度をもって、つまり可動となるように吊り掛けられ、フック部材９とリンクチェン８の上端のチェン片も互いに可動となるように連結される。無論、アーム７に直接リンクチェン８を垂下させるようにしても良い。また、柔軟性を有する均し部材２としてはリンクチェン８に限らず、互いに自由度をもって連結された多関節式の条体や帯状体、また場合によっては可撓性を有する部材、例えば合成ゴム材などの弾性部材から構成することも可能である。
【００１３】
以上の構成により、モータＭを駆動するとアーム７が軸体６を中心に回転し、垂下した各リンクチェン８がホッパＨ内の貯留物Ｆを回転しながら掻き均していく。貯留物Ｆが例えば高い粘性を有していたり、或いは局部的に固形化して接触抵抗が大きい場合であっても、貯留物Ｆとの接触によりリンクチェン８が受ける負荷はリンクチェン８の各リンク部において、またフック部材９とアーム７との連結部において緩衝されることとなり、アーム７や軸体６、モータＭの出力軸Ｍａにおいては貯留物Ｆから受ける負荷がほとんど無視できる程度にまで低減されることとなる。これにより駆動源たるモータＭや軸体６、アーム７等、装置を構成する部材の損傷防止及び使用寿命の長期化が実現される。
【００１４】
また、均し部材２を柔軟性を有さない部材とした場合、例えば図４に示すように単なる鋼棒１０などから構成した場合の一例としては、前記フック部材９にてこの鋼棒１０をアーム７に対し可動として複数列垂下させる構造とする。これにより鋼棒１０が貯留物Ｆから受ける負荷はフック部材９とアーム７（吊り掛け用孔７ａ）との自由度を有した連結部（負荷緩衝手段４に相当）にて緩衝されることになり、この場合も、軸体６やモータＭの出力軸Ｍａにおいて貯留物Ｆに起因する負荷がほとんど無視できる程度にまで低減されることとなる。しかし、均し部材２を柔軟性を有した部材とすれば、特に前記したようにリンクチェン８等の多関節式の部材とすれば、貯留物Ｆの表層の凹凸に追従して屈曲しながら掻き均していくため、より効率的に貯留物Ｆを掻き均すことができる。また、汎用性のあるリンクチェンを用いることで経済的な掻き均し装置１とすることができる。
【００１５】
さて、掻き均し効率の点から見ると均し部材２の下端部が常に貯留物Ｆの表層部に接触している状態が好ましく、定量的にし渣等が投入される場合には予め均し部材２を適宜な高さ位置に調整しておくことで貯留物Ｆを効率的に掻き均すことができるようになる。しかし、シュータＳから投入されるし渣等は必ずしも定量とならない場合が多く、加えてし渣自体の粘性や局部的な固形化に起因してホッパＨ内における貯留物Ｆの貯留レベル（堆積レベル），貯留分布は絶えず変化しやすく、予めセッティングした均し部材２と貯留物Ｆとの位置関係がずれてきて、例えば均し部材２が貯留物Ｆに対し非接触となって空回り状態になるなどの事態も起こり得る。
【００１６】
そこで本発明では、上下方向における均し部材２の下端部の位置を調整可能とする位置調整手段１１（図３（ｂ））を設ける構成としている。この位置調整手段１１としてはフック部材９に対するリンクチェン８の引っ掛け位置を変更するなど均し部材２自体の長さを調整する方法や均し装置１全体を上下に昇降させる方法等がある。後者の方法としては例えば前記モータＭを取り付けたブラケットごと送りねじ機構により昇降させる構造などであり、オートとする場合には別途に電動モータを設けてスイッチ操作により当該電動モータを正逆回転させ掻き均し装置１全体を昇降させるようにすれば良い。
【００１７】
以上のように位置調整手段１１を設ける構成とすれば貯留物Ｆの種類、粘性、堆積レベル、貯留時間、その他の状態に応じて均し部材２の下端部の位置を適宜に調整できるため、効率的な掻き均しが可能となる。また、ホッパＨ内の洗浄、その他のメンテナンス作業を行う場合においても、位置調整手段１１により均し部材２の位置を上昇させておくことで作業空間を広く確保でき、作業効率が向上するという効果が奏される。さらに、前記したようにスイッチ操作により電動モータを正逆駆動させて位置調整を行う構成とすれば、定期巡回中の作業員がその都度貯留物Ｆの状態をチェックして調整する際、容易に且つ素早い位置調整が可能となる。
【００１８】
ここで例えば作業員の巡回チェックの間隔が長いと長時間にわたる均し部材２と貯留物Ｆの位置関係のずれに気づきにくいという事態も考えられ、掻き均し効率が低下するという問題がある。この問題に対し、本発明では人が介在することなく均し部材２の高さ位置が素早く自動的に調整される構成とし、具体的には貯留物Ｆの堆積レベルを検知する検知手段１２を設け、該検知手段１２の検知信号に基づいて前記位置調整手段１１を作動させる構成としている。
【００１９】
検知手段１２としては、光学式のセンサにより貯留物Ｆの表面高さを検知する方法などもあるが、本形態においては、構造の簡易性及び検知精度の向上の観点から均し部材２（リンクチェン８）に感圧式センサ１３を取り付ける構成としている。感圧式センサ１３は例えば抵抗歪式のセンサであり、その受力部１４を下方に向けてリンクチェン８にねじ止めなどにより固定する。感圧式センサ１３はリンクチェン８の最下端のチェン片に取り付けることにより受力部１４が直接貯留物Ｆから力を受けるようにしても良いが、本形態では図３（ａ−１）等に示すように、例えば最下から数個目のチェン片８ａに第１の感圧式センサ１３ａを、その数個上方のチェン片８ｂに第２の感圧式センサ１３ｂを固定し、そのそれぞれ直下に連結するチェン片８ｃ，８ｄとの接触により各受力部１４が受力する構成としてある。チェン片８ｃ，８ｄは回転方向における前後どちらにも屈曲する可能性があるため、図３（ａ−１）等に示すように感圧式センサ１３ａ，１３ｂはそれぞれ前後一対として設ける態様が望ましい。なお、本形態においては感圧式センサ１３ａ，１３ｂを図３（ｂ）に示すように複数列（３列）のリンクチェン８にそれぞれ取り付けている。
【００２０】
作用を説明すると、先ず図３（ａ−１）は最下端のチェン片８ｅが貯留物Ｆと非接触の状態を示しており、全てのチェン片が垂直に吊り下げられた状態となるため、感圧式センサ１３ａ，１３ｂはいずれもＯＦＦの状態にある。このとき図３（ｂ）に示す制御装置１５は位置調整手段１１を制御し、掻き均し装置１を下降させる。そして、図３（ａ−２）に示すように、下降途中において最下のチェン片８ｅが貯留物Ｆの表層部に接触し、続いてチェン片８ｃも屈曲して感圧式センサ１３ａの受力部１４に接触して押圧すると、貯留物Ｆの所定の堆積レベルに対する信号として図３（ｂ）に示すように検知信号ｓ１が感圧式センサ１３ａから制御装置１５に送信される。制御装置１５はこの検知信号ｓ１を受信すると位置調整手段１１の作動を停止させる。つまり掻き均し装置１の下降動作を停止させる。これにより貯留物Ｆは図３（ａ−２）のように常に所定のチェン片８ｃ，８ｅにより表層部の掻き均しが行われることとなる。
【００２１】
なお、貯留物Ｆの表層部の凹凸形状が甚だしい場合においては、制御装置１５への検知信号ｓ１の入力が途絶えた場合、単にリンクチェン８が局所的な凹部を通過しているだけなのか、それとも貯留物Ｆ全体の堆積レベルが低下してきたことによるものなのかその判定は困難である。そこで、ある検知信号ｓ１の入力から一定時間、例えば６０秒間において次の検知信号ｓ１の入力がなかった場合には、既に貯留物Ｆ全体の堆積レベルが低下したものとして、再び制御装置１５により掻き均し装置１を下降させ、再び新たな検知信号ｓ１が入力されたら下降停止させるようにすれば良い。これにより、図３（ａ−２）の状態が維持されることになるので、安定した掻き均しが実現されることとなる。
【００２２】
逆に図３（ａ−２）の状態から例えばシュータＳからの投入量が不意に多くなり、貯留物Ｆ全体の堆積レベルが図３（ａ−３）に示すように上昇した場合にはチェン片８ｄが屈曲して第２の感圧式センサ１３ｂの受力部１４に接触することになる。このときに感圧式センサ１３ｂにおいて発せられる検知信号ｓ２が制御装置１５に送信されると、制御装置１５は位置調整手段１１を制御して掻き均し装置１を上昇させる。この場合の上昇ストロークは予めシミュレーション等により定めておいても良いし、また感圧式センサ１３ａ，１３ｂの検知信号ｓ１，ｓ２が共にＯＦＦとなる位置まで一旦上昇させ、その後、下降させて検知信号ｓ１のみが発せられる状態、つまり図３（ａ−２）の状態となるようにする構成としても良い。
【００２３】
なお、前記したように本形態では複数列のリンクチェン８（図３（ｂ）には３列として図示される）にそれぞれ感圧式センサ１３ａ，１３ｂを取り付けているが、以上に説明した制御装置１５による制御は、これら複数列のリンクチェン８の内、いずれか１つにおける検知信号ｓ１，ｓ２に基づいて行うようにしても良いし、いずれか複数のリンクチェン８における検知信号ｓ１，ｓ２に基づいて、或いは全てのリンクチェン８における検知信号ｓ１，ｓ２に基づいて行うようにしても良い。
【００２４】
以上のように、貯留物Ｆの堆積レベルを検知する検知手段１２を設け、検知手段１２の検知信号に基づいて位置調整手段１１を作動させる構成とすれば、貯留物Ｆに対する均し部材２の高さ位置の調整が素早く、無人で自動的に行われるようになり、安定した掻き均し作業及び人的コストの削減が実現される。また、検知手段１２として、均し部材２においてその上下方向に複数の感圧式センサ１３（感圧式センサ１３ａ，１３ｂ）を取り付ける構成とすれば、簡易な構造及び貯留物Ｆの堆積レベルの検知精度の向上が実現される。
【００２５】
以上、本発明について好適な実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。また、貯留物として沈砂やし渣に限られることなく乾燥した粉体などにおいても本発明は適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果が奏される。
（１）ホッパ内の貯留物との接触により加わる負荷を緩衝させる負荷緩衝手段を有する均し部材としてのリンクチェンと、均し部材を垂下支持し、水平面上を回転する回転部材と、を備える構成とすれば、モータや軸体等、装置を構成する部材の損傷防止及び使用寿命の長期化が実現される。
（２）また、上下方向における均し部材の下端部の位置を調整可能とする位置調整手段を設ける構成としたので貯留物の種類、粘性、堆積レベル、貯留時間、その他の状態に応じて均し部材の下端部の位置を適宜に調整できるため、効率的な掻き均しが可能となる。
（３）貯留物の堆積レベルを検知する検知手段を設け、かつ前記位置調整手段を制御する制御装置を設け、前記検知手段は、前記リンクチェンの最下から数個目のチェン片に受力部を下方に向けて取り付けられる感圧式センサからなり、前記制御装置は、前記感圧式センサを取り付けたチェン片の直下に連結したチェン片が、貯留物との接触により屈曲して前記受力部を押圧したときの前記感圧式センサの検知信号の有無に基づいて掻き均し装置の昇降停止作動を制御するため、貯留物に対する均し部材の高さ位置の調整が素早く、無人で自動的に行われるようになり、安定した掻き均し作業及び人的コストの削減が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホッパ貯留物の掻き均し装置を示す側面説明図である。
【図２】本発明に係るホッパ貯留物の掻き均し装置を示す外観斜視図である。
【図３】位置調整手段及び検知手段を示す説明図である。
【図４】均し部材を鋼棒とした場合における掻き均し装置を示す側面説明図である。
【図５】従来のホッパ貯留物の掻き均し装置を示す側面説明図である。
【符号の説明】
Ｆ貯留物
Ｈホッパ
１掻き均し装置
２均し部材
３回転部材
４負荷緩衝手段
８リンクチェン
１１位置調整手段
１２検知手段

Claims

ホッパ内の貯留物との接触により加わる負荷を緩衝させる負荷緩衝手段を有する均し部材としてのリンクチェンと、
均し部材を垂下支持し、水平面上を回転する回転部材と、
上下方向における前記均し部材の下端部の位置を調整可能とする位置調整手段と、
貯留物の堆積レベルを検知する検知手段と、
前記位置調整手段を制御する制御装置とを備え、
前記検知手段は、前記リンクチェンの最下から数個目のチェン片に受力部を下方に向けて取り付けられる感圧式センサからなり、
前記制御装置は、前記感圧式センサを取り付けたチェン片の直下に連結したチェン片が、貯留物との接触により屈曲して前記受力部を押圧したときの前記感圧式センサの検知信号の有無に基づいて掻き均し装置の昇降停止作動を制御することを特徴とするホッパ貯留物の掻き均し装置。