JP4644507B2 - Air knocker - Google Patents
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Description
この発明は、ホッパ等に貯留された粉粒体が互いに固着するブリッジ状態を破壊又は抑制するのに用いられるエアノッカの改良に関する。 The present invention relates to an improvement in an air knocker used for destroying or suppressing a bridge state in which powder particles stored in a hopper or the like adhere to each other.
粉体輸送又は貯留のためホッパ内に粉粒体を供給し、必要時にホッパ下部の弁を開き自重で落下供給する、あるいは空気圧で輸送するいわゆる粉体輸送の際に、ホッパ内で所定時間粉粒体が滞溜した間に互いに固着し、ブリッジ状態を起すことがあり、このブリッジ状態を破壊又は抑制する方法として、ホッパ周壁にエアノッカを取付け、ホッパ内の粉粒体に衝撃を加えてブリッジ状態を解消する方法が一般に行なわれている。このような方法の一例として特許文献1の「エアパルサおよびそのエアパルサを利用する装置」の発明が公知である。
The powder is supplied into the hopper for powder transportation or storage, and when it is necessary, the valve at the bottom of the hopper is opened and supplied by its own weight, or it is transported by air pressure. The particles may stick together while stagnant, causing a bridge state. As a method of destroying or suppressing this bridge state, an air knocker is attached to the peripheral wall of the hopper, and an impact is applied to the powder particles in the hopper. A method for eliminating the state is generally performed. As an example of such a method, the invention of “Air Pulser and Device Using the Air Pulser” of
この公報に記載された「エアノッカ」は、打撃プレートが先端に取付けられたシリンダ内にピストンと、そのピストンを打撃プレートから離反する方向に付勢するリターンスプリングとを組込み、そのシリンダの後端部に、シリンダ内にエアパルスを噴射するエアパルサを設けて形成されている。エアパルサは、上記シリンダの後端部に一体化されたボディを有し、ボディの内部空間にダイヤフラムを弾性力の付与により変形自在に設け、ダイヤフラムで開閉されてエアを噴射するエア噴射筒と、弁プレートに設けた弁孔を、弁プレートに対し取付けられた弁体が有する永久磁石の磁力により吸着、離反させて開閉し、これによりダイヤフラムをエア噴射筒に対し開閉し、パルスエアを間欠的に供給するようにしている。 The "air knocker" described in this publication incorporates a piston and a return spring that urges the piston in a direction away from the striking plate in a cylinder with a striking plate attached to the tip, and the rear end of the cylinder Further, an air pulser for injecting an air pulse is provided in the cylinder. The air pulsar has a body integrated with the rear end of the cylinder, and a diaphragm is provided in the inner space of the body so as to be deformable by applying an elastic force, and is opened and closed by the diaphragm to inject air, and The valve hole provided in the valve plate is opened and closed by attracting and separating by the magnetic force of the permanent magnet of the valve body attached to the valve plate, thereby opening and closing the diaphragm with respect to the air injection cylinder, and intermittently supplying pulsed air I am trying to supply.
上述したエアノッカは、エアパルサとして電磁弁を用いずにパルスエアを供給できる点で装置の小型化、簡略化、コストの低減を図ることができ、このような利点を有するエアパルサを用いることによりエアノッカ自体も同様な利点を有する。しかし、上記エアノッカは、ホッパに取付けられるシリンダの取付端寄りに設けた打撃プレート(ベースプレート)をピストンで打撃し、間接的にホッパに衝撃波を伝える形式である。このように、シリンダがホッパに対し、衝撃を間接的に伝える形式であっても金属同士の衝撃波は依然として大きい。 The air knocker described above can reduce the size, simplify, and reduce the cost of the apparatus because it can supply pulsed air without using an electromagnetic valve as an air pulser. By using an air pulser having such advantages, the air knocker itself can be used. Has similar advantages. However, the air knocker is of a type in which a striking plate (base plate) provided near the mounting end of a cylinder mounted on the hopper is struck with a piston and a shock wave is indirectly transmitted to the hopper. As described above, even if the cylinder indirectly transmits the shock to the hopper, the shock wave between the metals is still large.
これは、シリンダ内でピストンにより打撃プレートを打撃する際に、シリンダ内を打撃プレートに向ってピストンが移動する間の空気抵抗を小さくするために打撃プレートの付近に排気口が設けられており、この排気口を介して直接的にかつ打撃プレートから間接的に衝撃音が外部へ伝播されるからである。従って、なお一層の衝撃音の低減が求められているという点で改善すべき問題が残されている。
この発明は、上記の問題に留意して、シリンダの排気口から外部へ洩れる衝撃波(音)を、シリンダに排気口を設ける位置及びピストンの形状、材質を考慮して、極力低減し、打撃音が外部へ洩れるのを低減することにより周囲への騒音による影響を減少し得るエアノッカを提供することを課題とする。 In consideration of the above problems, the present invention reduces the shock wave (sound) leaking from the exhaust port of the cylinder to the outside in consideration of the position where the exhaust port is provided in the cylinder, the shape and material of the piston, and the impact sound. An object of the present invention is to provide an air knocker that can reduce the influence of noise on the surroundings by reducing the leakage of the air to the outside.
この発明は、上記の課題を解決する手段として、打撃プレートを先端部内に有するシリンダ内に摺動可能なピストンを含む打撃子と、この打撃子のピストンを打撃プレートから離反する方向に付勢するリターンスプリングとを組込み、そのシリンダの後端部に設けられたエアパルサからシリンダ内に噴射されるエアパルスによりピストンを移動させて打撃プレートを打撃するようにしたエアノッカにおいて、上記打撃子はピストンと、その一端に嵌合され打撃プレートに向って延びる樹脂製のピストンロッドとにより形成し、シリンダには打撃プレートからシリンダ後端側に片寄った位置にピストン前側のシリンダ内のエアを排出する排気口を設け、その排気口と前記打撃プレート間のシリンダ内周に、前記打撃子が打撃プレートを打撃した際の衝撃音を減少させる音響低減手段を設け、その音響低減手段が、排気口付近に形成された絞り部、シリンダ内周面に設けられた吸音材、排気口付近に形成された波形消音部の一種からなることを特徴とするエアノッカとしたのである。 As a means for solving the above-described problems, the present invention urges the striking element including a piston slidable in a cylinder having a striking plate in the tip portion, and the piston of the striking element in a direction away from the striking plate. In the air knocker in which a return spring is incorporated and the piston is moved by an air pulse injected into the cylinder from an air pulser provided at the rear end of the cylinder, the striking plate is struck. It is formed by a resin piston rod that is fitted to one end and extends toward the striking plate, and the cylinder is provided with an exhaust port that discharges air in the cylinder on the front side of the piston at a position offset from the striking plate to the rear end side of the cylinder , the cylinder inner periphery between the exhaust port and the striking plate, the striker has struck the striking plate An acoustic reduction means for reducing the impact noise of the diaphragm is provided. The acoustic reduction means includes a throttle portion formed near the exhaust port, a sound absorbing material provided on the inner peripheral surface of the cylinder, and a waveform silencer portion formed near the exhaust port. The air knocker is characterized by being made of a kind .
上記の構成としたこの発明のエアノッカは、粉粒体を貯留、充填するホッパの側方に取付けて使用される。エアノッカにエアパルサからパルスエアが間欠的に噴射、供給されると、その都度エアノッカ内の打撃子が移動して打撃プレートを打撃して強力な衝撃を与え、ホッパに振動を加えてホッパ内の粉粒体が互いに固着し、ブリッジを形成するのを抑制し、あるいはブリッジが形成された場合は、振動によりブリッジを破壊して粉粒体を輸送又は落下可能な状態とする。 The air knocker of the present invention configured as described above is used by being attached to the side of a hopper for storing and filling a granular material. When pulse air is intermittently injected and supplied from the air pulser to the air knocker, the impactor in the air knocker moves each time and strikes the impacting plate to give a strong impact, and the hopper is vibrated to generate powder particles in the hopper. When the bodies adhere to each other and suppress the formation of a bridge, or when a bridge is formed, the bridge is broken by vibration so that the granular material can be transported or dropped.
上記エアノッカとしての振動作用を与える際に、シリンダ内で打撃子のピストンロッドが打撃プレートを打撃することにより発生する衝撃波(音)は、金属製(鉄)の打撃プレートに対して(硬質)樹脂製のピストンロッドで打撃するため、金属同士で打撃する場合に比して異質の鈍い音となる。さらに、衝撃波は、シリンダ内のエアを逃すための排気口から外部へ洩れるが、排気口を打撃プレートからシリンダ後端側に片寄った位置まで極力離して設けているため、衝撃波(音)は排気口から直接洩れることなく、シリンダ内で減衰されて外部へ伝播される。従って、周囲の環境へ与える騒音の影響は、従来の形式のエアノッカに比して格段に低下する。 When applying the vibration action as the air knocker, the shock wave (sound) generated by the striker piston rod striking the striking plate in the cylinder is (hard) resin against the metal (iron) striking plate. Since it is hit with a piston rod made of metal, it becomes a dull sound that is different from that when hitting with metal. Furthermore, the shock wave leaks from the exhaust port for escaping the air in the cylinder to the outside, but the shock wave (sound) is exhausted because the exhaust port is provided as far as possible from the striking plate to the position toward the rear end of the cylinder. Without being leaked directly from the mouth, it is attenuated in the cylinder and propagated to the outside. Therefore, the influence of noise on the surrounding environment is significantly reduced as compared with the conventional type of air knocker.
この発明のエアノッカは、シリンダ内に摺動自在に設けた打撃子のピストンロッドを樹脂製とし、かつ打撃プレートからシリンダ後端側に片寄った位置に排気口を設けた構成としたから、ピストンロッドによる打撃で強力な振動をホッパに付与することができ、かつ打撃により発生する衝撃波(音)を金属同士の衝撃によるものとは異質な鈍い衝撃音とし、この衝撃音は外部へ洩れ難い位置の排気口から伝播されるため、周囲へ与える騒音のレベルは従来のエアノッカに比して極めて低い衝撃音となるという優れた効果を与える。 The air knocker of the present invention has a structure in which the piston rod of the striker provided slidably in the cylinder is made of resin, and the exhaust port is provided at a position offset from the strike plate toward the rear end side of the cylinder. A powerful vibration can be applied to the hopper by striking with a shock, and the shock wave (sound) generated by the striking is a dull impact sound that is different from that caused by metal-to-metal shocks. Since it is propagated from the exhaust port, the noise level given to the surroundings has an excellent effect that the impact sound is extremely low compared to the conventional air knocker.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、第一実施形態のエアノッカの主縦断面図を示す。なお、図示のエアノッカA1 はノッカ本体20と、その後端にダイヤフラム式のエアパルサ1を一体に連結した例を示すが、エアパルサ1は、その基本構成が特開2003−34429号公報に記載のものと同じであるから、エアノッカA1 の説明の後で、図示のエアパルサ1の構成、作用について簡単に説明する。エアパルサ1の構成については、図示のもの以外の従来の形式で、電磁弁等により制御してエアパルスを間欠的に供給し得る機能を有するものでもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a main longitudinal sectional view of an air knocker according to a first embodiment. The illustrated air knocker A 1 shows an example in which a
図示のように、エアノッカA1 のノッカ本体20は、打撃プレート22を先端寄りの内部に有するシリンダ21内に打撃子23と、その打撃子23のピストン23aを打撃プレート22から離反する方向に押圧するリターンスプリング24とを組込んで形成されている。シリンダ21は、その長さ方向のシリンダ後端側に片寄った位置(図示の例では略中間位置)に一対のフランジ部21F 、21F を設けて2つに分割され、上記シリンダの2つの半部分の端に形成した2つのフランジ部21F 、21F 間にばね座25を設け、その中央に形成された円孔を挿通される後述するピストンロッド23bの外周に位置する円周溝25hにリターンスプリング24の一端を受け入れて支持している。また、上記中央の円孔にはピストンロッド23bの挿通時にばね座25で2つに分割されたシリンダ21a、21bの内部の第一室21aR と第二室21bR を連通する隙間27gを有する連通筒27が嵌合して設けられている。
As shown in the figure, the
上記打撃子23は、ピストン23aと、その一端に圧入嵌合された打撃プレート22に向って延びるピストンロッド23bとから成り、ピストン23aの他端にエアパルサ1から供給されるエアパルスを噴射し、その圧力によりシリンダ21b内を摺動自在に設けられている。又、上記シリンダ21を2つに分割する位置は、シリンダ後端側に片寄った位置で、かつピストン23aとピストンロッド23bが打撃プレート22を打撃するに必要な距離(ストローク)を移動したときに、ピストン23aの端とばね座25間にリターンスプリング24を圧縮状態で十分収容し得るようにばね座25を設けることができる位置とする。
The
ピストン23aの一端には溝23hが設けられ、リターンスプリング24の他端を受入れて支持している。なお、図示していないが、ばね座25にはその円周方向の所定の複数箇所に排気口26が設けられてており、ピストンロッド23bの頭部23H で打撃プレート22を打撃する際にシリンダ21内のエアを排出可能としている。但し、排気口26は、ばね座25と同じ位置でなくても、シリンダ21の長さ方向でシリンダ後端に片寄った位置(中央位置を含む)であればよく、ピストンロッド23bの頭部23H で打撃プレート22を打撃した際の衝撃波(音)が外部へ洩れるのをできるだけ小さくなるように打撃プレート22から離れていればよい。
A
又、衝撃波を小さくするため、図示の例ではピストンロッド23bは硬質樹脂材(塩化ビニル、テフロン(登録商標)等の樹脂材で硬質であればよい)が用いられている。そして、このピストンロッド23bの後端部をピストン23aの挿入孔に圧入、嵌合し、ピストンロッド23bが衝撃で変形した場合等には、容易に取替えできるように取付けている。又、図示していないが、2つに分割されたシリンダ21の半部分同士の間にばね座25を挟んでボルト等により互いに締結する固定手段が設けられている。ピストンロッド23bを取替える必要が生じたときは、固定手段を緩めてシリンダ21を分離する。
In order to reduce the shock wave, in the illustrated example, the
上記構成のこの実施形態のエアノッカA1 によれば、エアパルサ1から所望のエアパルスが間欠的に噴射、供給されると、その都度、打撃子23が前進してピストンロッド23bにより打撃プレート22を打撃し、シリンダ21の端に振動を与えることができる。このため、シリンダ21の端をホッパHに取付けることにより、ホッパHに間欠的に振動を付与することができ、ホッパH内に充填(貯留)された粉粒体にブリッジが形成されるのを抑制し、又ブリッジが形成された場合、そのブリッジを破壊することができる。
According to the air knocker A 1 of this embodiment configured as described above, each time a desired air pulse is intermittently injected and supplied from the
上記振動付与の作用では、エアパルスがエアパルサ1から供給されると、打撃子23はリターンスプリング24の弾性力に抗してこれを圧縮し、打撃プレート22へ向って移動する。このとき、シリンダ21b内の第二室21bR の体積がピストン23aの移動により縮小し、このため第二室21bR 内のエアはピストンロッド23bと連通筒27との隙間27gを通り第一室21aR 内へ移動する。そして、さらに排気口26を通って外部へ排出される。これによりエアパルスの間欠的な噴射の都度打撃プレート22に振動が与えられ、エアパルスが消失するとリターンスプリング24の弾性力により最初の状態に戻る。
When the air pulse is supplied from the
このようにしてホッパHに振動を付与する際に、ピストンロッド23bが樹脂材であるため打撃プレート22に対する衝撃波(音)は金属同士の打撃に比して異質のものとなり、かつ打撃プレート22から排気口26が離れて設けられているため衝撃音はさらに減衰して外部へ伝播される。このため、実施形態のエアノッカA1 では打撃プレート22の打撃時の衝撃波(音)が大きく低減され、ホッパH内の粉粒体の輸送時等の騒音が低下する。上記振動を付与するのに用いられるエアパルサ1について、以下説明する。
When the vibration is applied to the hopper H in this way, since the
図示のように、エアパルサ1は、円筒状のボディ本体2と、そのボディ本体2の一端に、ボルト止めされたヘッドカバー3とから成り、そのボディ本体2とヘッドカバー3との間にダイヤフラム4を置き、ボルト止めによりダイヤフラム4の外周部が挾持されている。ボディ1の内部空間は、上記ダイヤフラム4の張設によって給気チャンバ5と排気チャンバ6とに仕切られ、前記給気チャンバ5内にエア噴射筒7が設けられている。
As shown, the
ダイヤフラム4は、給気チャンバ5と排気チャンバ6を連通する小孔8が設けられている。そして、ダイヤフラム4をスプリング9と押え部材10により給気チャンバ5に向けて押圧するようにして、そのダイヤフラム4によってエア噴射筒7のエア入口が閉鎖されている。排気チャンバ6の内周には段部11が形成され、その段部11によって排気チャンバ6の内周にねじ係合された弁プレート12が支持されている。この弁プレート12の取付けによって排気チャンバ6は第1室6aと第2室6bとに仕切られている。
The diaphragm 4 is provided with a
前記弁プレート12の外周には環状溝12aが形成され、その環状溝12a内に組込まれた弾性シール13は段部11と弁プレート12の衝合面間をシールしている。弁プレート12は永久磁石が吸着可能な磁性体から成っている。この弁プレート12には第1室6aと第2室6bを連通する弁孔14が形成されている。また、弁プレート12には第1室6aに対向する端面が段状に形成されている。第2室6b内には、弁孔14と同軸上にガイド筒16が組込まれている。ガイド筒16は両端部に通気孔17を有し、内部には弁孔14を開閉する弁体18が摺動自在に組込まれている。
An
弁体18の弁プレート12と対向する端面には永久磁石19が埋設されている。この永久磁石19は着脱自在とされ、磁力の異なる他の永久磁石と交換可能とされている。前記ボディ本体2には給気チャンバ5に連通する給気口2aと、第2室6bに連通する排気口3aとが形成され、給気口2aに接続された給気通路2cに可変絞り2bが取付けられている。なお、3sは、弁体18の閉鎖状態において、その弁体18と弁プレート12の衝合面間をシールするシール部材を示す。
A
上記構成のエアパルサでは、給気口2aに対する圧縮エアの供給停止状態において、弁体18は弁プレート12と永久磁石19の吸着によって閉鎖状態に保持されている。また、ダイヤフラム4はエア噴射筒7のエア入口を閉じている。給気通路2cから給気口2aに圧縮エアを供給すると、その圧縮エアは給気チャンバ5内に流入すると共に、給気チャンバ5からダイヤフラム4の小孔8を通って排気チャンバ6の第1室6a内に流入する。
In the air pulser configured as described above, the
第1室6a内の圧力は圧縮エアの流入によって次第に高くなり、その圧力が永久磁石19が弁プレート12を吸着する吸着力より高くなると、弁体18が後退して弁孔14を開放する。上記弁孔14の開放によって第1室6a内の圧縮エアは弁孔14から第2室6b内に流入し、排気口3aから外部に排気される。その排気によって排気チャンバ6内の圧力が低下し、給気チャンバ5と排気チャンバ6の圧力差によりダイヤフラム4は排気チャンバ6側に弾性変形し、エア噴射筒7のエア入口が開放する。このため、給気チャンバ5内の圧縮エアはエア噴射筒7に流入して、そのエア噴射筒7から噴射される。
The pressure in the
一方、排気チャンバ6内の圧縮エアが排気口3aから排気されて、その排気チャンバ6内の圧力が低下すると、永久磁石19と弁プレート12の相互間に作用する吸着力により弁体18が前進して弁孔14を閉鎖する。その閉鎖によって給気チャンバ5内の圧縮エアはダイヤフラム4の小孔8から排気チャンバ6の第1室6a内に流入し、第1室6a内の圧力が上昇する。第1室6a内の圧力が給気チャンバ5内の圧力とほぼ等しくなると、ダイヤフラム4が給気チャンバ5側に弾性変形して、エア噴射筒7のエア入口を閉鎖し、エア噴射筒7からの圧縮エアの噴射が遮断される。
On the other hand, when the compressed air in the exhaust chamber 6 is exhausted from the
弁体18は第1室6a内の圧力が永久磁石19の吸着力より高くなると開放し、排気チャンバ6内の圧縮エアが排気口3aから排気されて排気チャンバ6内の圧力が低下すると閉鎖する。一方、ダイヤフラム4は排気チャンバ6内の圧力が低下するとエア噴射筒7のエア入口を開放し、弁体18が閉鎖して第1室6a内の圧力が給気チャンバ5内の圧力とほぼ等しくなると上記エア入口を閉鎖するため、エア噴射筒7からパルスエアを間歇的に噴射することができる。このため、電磁弁を用いることなくエアパルスを形成することができる。
The
ここで、給気通路2cに設けられた可変絞り2bの操作によって給気口2aへの圧縮エアの供給量を調整することにより、エア噴射筒7から噴射されるパルスエアの間隔を調整することができる。また、弁体18に埋設された永久磁石19を吸着力の異なる永久磁石又は弁プレートの孔14を異径のものに取り替えることによって、弁体18を開放させる圧力が変化するため、エア噴射筒7から噴射されるパルスエアの圧力を変化させることができる。
Here, by adjusting the amount of compressed air supplied to the
図2は第二実施形態のエアノッカA2 の主縦断面図を示す。この例ではシリンダ21の半部分の21a内でフランジ部21F の位置に絞り部(喉部)28を設けた点が第一実施形態と異なる。その他の構成、作用は第一実施形態を同じであり、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。この実施形態では絞り部28を設けることにより、打撃プレート22への打撃による衝撃波が絞り部に当り、外部へ洩れるのがさらに緩和され、衝撃音が小さくなる。
FIG. 2 shows a main longitudinal sectional view of the air knocker A 2 of the second embodiment. That provided a
図3は第三実施形態のエアノッカA3 の主縦断面図を示す。この例では、シリンダ21の半部分の21a内周面に吸音材28’を設けた点が異なる。吸音材28’としては、一般的な材料であるグラスファイバ、ロックウール等を用いる。この実施形態でも、吸音材28’により衝撃波が外部へ洩れるのがさらに緩和され、衝撃音が小さくなる。又、第二、第三実施形態の絞り部28、吸音材28’の両手段を第一実施形態のエアノッカに適用してもよい。
FIG. 3 shows a main longitudinal sectional view of the air knocker A 3 of the third embodiment. This example is different in that a
さらに、第四実施形態のエアノッカA4 の要部縦断面図を図4に示す。この例では上記絞り部28、吸音材28’に代えて波形消音部29を設けている点のみが第一実施形態と異なっている。この波形消音部29は例えば図示のように、シリンダ21aの内周面に断面視鋸歯状の突リング面29aと平行状の突リング29bを互いに交互に又はランダムに設ける、あるいはそのいずれかを隣接して複数箇所設けて形成されている。このような波形消音部29はピストンロッド23bによる打撃音を音波が突リング面29a、29bに当って反射し、あるいは干渉し、これを利用して騒音を低減する効果がある。
Furthermore, showing a main part longitudinal sectional view of Eanokka A 4 of the fourth embodiment in FIG. This example is different from the first embodiment only in that a
この発明のエアノッカは、ピストンロッドによる打撃で強力な振動を付与すると共に、その際に生じる衝撃波(音)を極力抑制するように構成しているため、粉粒体の貯留、輸送システムのホッパ等に広く利用される。 The air knocker of the present invention is configured to give powerful vibrations by striking with a piston rod and to suppress shock waves (sounds) generated at that time as much as possible. Widely used in.
1 エアパルサ
20 ノッカ本体
21 シリンダ
21aR 第一室
21bR 第二室
21F フランジ部
22 打撃プレート
23 打撃子
23a ピストン
23b ピストンロッド
24 リターンスプリング
25 ばね座
26 排気口
27 連通筒
28 絞り部
28’ 吸音材
29 波形消音部
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