JP4653956B2

JP4653956B2 - 気体圧力検出装置とそれを用いた粉粒体輸送装置

Info

Publication number: JP4653956B2
Application number: JP2004045653A
Authority: JP
Inventors: 一成花岡; 稔春; 啓司木村
Original assignee: Matsui Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Matsui Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2024-02-23
Also published as: JP2005233856A

Description

本発明は、気体の流れによる圧力変動を信号として検出し、この検出信号を必要とする装置に送る気体圧力検出装置と、この気体圧力検出装置を用い、かつ合成樹脂原料の粉粒体等を気体の流れにより輸送する粉粒体輸送装置に関する。

従来、この種の粉粒体輸送装置とそれに用いている気体圧力検出装置は、図４、図５に示すようなものであった。すなわち、気体・粉粒体分離器４０は、入っている合成樹脂の粉粒体が成形機（図示せず）に使用されてなくなると、これを検出した検知器４１の検出信号を第２制御装置４２が取り込んで作動装置４３を作動させ、この作動装置４３により吸引装置４４が駆動される。そして、吸引装置４４は気体・粉粒体分離器４０を介して輸送管４５内に空気の気体流を生じさせて減圧状態にする。

その結果、輸送管４５の最上手に設けた気体圧力検出部４６は輸送管４５内の減圧を検出するとともに、その検出信号を取り込んだ第１制御装置４７が作動装置４８を制御し、この作動装置４８により開閉装置４９が開成する。そして、粉粒体貯留槽５０に貯留している粉粒体は、開いた開閉装置４９を通じて輸送管４５に入り、気体流に搬送されて気体・粉粒体分離器４０に輸送され、かつ気体と分離されて貯留される。

このようにして粉粒体が粉粒体貯留槽５０から気体・粉粒体分離器４０に輸送される際に、輸送管４５内の減圧状態を検出する気体圧力検出部４６は、図５に示すように輸送管４５の端部にある外気導入口５１をばね５２により閉じている閉塞板５３と、輸送管４５内が減圧状態になると外気導入口５１を通じて大気圧を受けている閉塞板５３がばね５２に抗して図６のように下に動き外気導入口５１を開いた時、今まで閉塞板５３に接して開いていた接点を閉じ、第１制御装置４７に検出信号を送る検知器５４とで構成している。

しかしながら、このような気体圧力検出装置では気体流による粉粒体の輸送及び停止による輸送管４５内の圧力変動に応じて閉塞板５３が上下に移動するため、輸送管４５との間に隙間５５を設ける必要があった。従って、粉粒体の輸送中、図６のように減圧で閉塞板５３が下に移動して開いた外気導入口５１から空気が流入し、しかも隙間５５を経て（リークして）輸送管４５の気体流に加わることになり、閉塞板５３が圧力変動への反応が穏やかで、かつ粉粒体の安定輸送が妨げられることになる。

特に、このような吸引空気で粉粒体の輸送を行う場合には、空気の流速を確保し、粉粒体に対する搬送用の空気の混入比を調整するための２次空気の調整が重要になる。前記混入比とは粉粒体を単位時間に輸送した重量を、単位時間に輸送した空気の重量で割った値で、この値が大きいと輸送管の抵抗が大きくなり、そして空気の流速が遅くなることで輸送管が閉塞する可能性がある。

従って、前記混入比を調整するための２次空気を図４に示す粉粒体輸送装置に流入させるとすれば、図７に示すように粉粒体貯留槽５０の接続された輸送管４５の部分５６（材料投入部ともいう）の前流入部５７、または後流入部５８を設けて行うことになる。そして、２次空気を後流入部５８から入れるのは、流動性の悪い粉粒体で粉粒体が輸送管４５に流れ込んで行き難い場合に行い、逆に２次空気を前流入部５７から入れるのは、流動性の良い粉粒体で輸送管４５に粉粒体が流れ込みやすく、輸送管４５内の粉粒体の混入量を薄めて粉粒体が閉塞しないようにする時である。

しかしながら、上記したように気体圧力検出部４６では図５、図６から明らかなように外から空気が流入することで２次空気の調整がつかない場合が起こり、輸送に影響を与えることになる。

また、前記従来例とは別に流体通路内に弁体を設け、該弁体が流体通路内の圧力変動により開閉動作するように形成するとともに前記流体通路の外気開口を閉塞するダイヤフラムを設け、該ダイヤフラムの可動部と前記弁体を連動させるようにした感圧装置が知られている。（特許文献２参照）このような装置によれば外気開口が閉塞されているため外気が流体通路に入ることによる悪影響をなくすことができるものである。

しかしながら、上記のような装置においては外気開口がダイヤフラムによって常時閉塞されているため流体通路に流体圧力が作用していないときでも高圧気体を吹き込んで清掃することが不可能である。
特開２０００−１５３９２２号公報特開平０９−１７８５８６号公報

上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、圧力変動を迅速に検出する気体圧力検出装置と、この気体圧力検出装置を用いることで安定した輸送の行える粉粒体輸送装置を提供することにある。

本発明は、気体流による圧力変動に応じて移動する圧力検出板と、前記圧力検出板の上手側に位置し、前記気体流が生じた時の前記圧力検出板の移動に連動して前記圧力検出板の上手側に通じる外気口を閉じる閉塞板と、前記圧力検出板の移動に連動し、前記圧力変動を検知器に伝えるとともに前記圧力変動を検知器に伝えた位置で前記圧力検出板の移動方向と反対方向に弾性力が作用するように配置した板バネより成る弾性体とを備えた気体圧力検出装置である。

これにより、閉塞板が圧力検出板の上手側の外気口を閉じ、圧力検出板への空気の流入がなくなり、圧力変動を迅速に検出できるとともに、安定した気体流を確保できる。

本発明の気体圧力検出装置とそれを用いた粉粒体輸送装置は、圧力検出板の移動に連動して閉塞板が圧力検出板の上手側の外気口を閉じるので、気体流による圧力変動を迅速に検出できるとともに、気体流の調整が容易になり安定した気体流を確保できる。また、安定した粉粒体の輸送が可能になる。

第１の発明は、気体流の生じる通路に連通するとともに一端部を外気口とした筒体内に設けられ、気体流による圧力変動に応じて移動する圧力検出板と、前記圧力検出板の上手側に位置し、前記気体流が生じた時の前記圧力検出板の移動に連動して前記外気口を閉じるとともに前記気体流が停止した時の前記圧力検出板の移動に連動して前記外気口を開く閉塞板と、前記圧力検出板の移動に連動し、前記圧力変動を検知器に伝えるとともに前記圧力変動を検知器に伝えた位置で前記圧力検出板の移動方向と反対方向に弾性力が作用するように配置した板バネより成る弾性体とを備えた気体圧力検出装置である。

これにより、圧力検出板は気体流の発生で圧力変動が起こると移動し、この移動に連動した閉塞板が前記圧力検出板の上手側の外気口を閉じて前記圧力検出板への空気の流入を防止し、さらに弾性体が前記圧力検出板の移動に連動して圧力変動を検知器に伝えるので、気体流による圧力変動を迅速に検出できるとともに、気体流の調整が容易になり、例えば気体流を利用して粉粒体等の材料を輸送管により輸送先に輸送する際に、輸送材料の抵抗の大小があっても容易に輸送できるようにするため、２次空気を混入する調整が正確に行え安定した輸送を確保できる。

また、第１の発明の弾性体は板バネで形成するとともに、検知器に圧力変動を伝えた時に弾性力が作用するように配置されている。

これにより、弾性体は板バネなのでコイルスプリング等に比し構成を簡単にできるだけでなく、弾性力を検知器への圧力変動の伝達と圧力検出板の復帰にも作用でき、一層構成を簡単にできる。

第２の発明は、第１の発明における閉塞板と弾性体を前記圧力検出板に１本のロッドでそれぞれ連結し、かつ前記閉塞板と弾性体を前記筒体外に配置した気体圧力検出装置である。

これにより、筒体内には圧力検出板と１本のロッドの一部が配置されるだけとなり組立てを容易にできるとともに、筒体と圧力検出板との隙間も圧力検出板の移動を重視して設定することが可能になり、隙間からの空気のリークを抑え圧力変動を迅速に検出できる。また、閉塞板が筒体の端面に当接して外気口を閉じると、それ以上の圧力検出板の移動はなくなり、弾性体に無理な力が加わるのを防止でき破壊等から保護できる。更に、閉塞板１５の当接する筒体１８の端面を、ストッパーとしても利用しているので構成を簡単にできる。

第３の発明は、第１の発明から第２の発明のいずれかの気体圧力検出装置を用いた粉粒体輸送装置である。これにより、第１の発明から第２の発明に記載した作用効果を期待でき、安定して粉粒体を輸送できる装置を得ることができる。

第４の発明は、粉流体貯留槽と気体・粉粒体分離器を輸送管で接続し、気体流発生源により前記輸送管内に生じる気体流により粉流体貯留槽の粉粒体を気体・粉粒体分離器に輸送するものにあって、前記粉流体貯留槽の近傍における前記輸送管に、第１の発明から第２の発明のいずれかの気体圧力検出装置を設けてなる粉粒体輸送装置である。

これにより、第１の発明から第２の発明に記載した作用効果を期待でき、安定して粉粒体を輸送できる装置を得ることができる。

本発明の目的は、第１の発明から第４の発明を実施の形態の要部とすることにより達成できるので、各請求項に対応する実施の形態の詳細を、以下に図面を参照しながら説明し、本発明を実施するための最良の形態の説明とする。なお、本発明は本実施の形態により限定されるものではない。また、本実施の形態の説明において、同一構成並びに作用効果を奏するところには同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。

（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１における気体圧力検出装置を用いた粉粒体輸送装置の概略構成図で、図２は同実施の形態１における気体圧力検出装置の要部断面図で、図３は同実施の形態１における気体圧力検出装置の圧力検出時の要部断面図である。

図１〜図３において、プラスチックスの成形機１に成形材料である合成樹脂等の粉粒体を供給する気体・粉粒体分離器２は、上部に接続した通路としての輸送管３を通る気体流により搬送されてきた粉粒体を空気と分離して一時的に入れるもので漏斗状を成し、中程に粉粒体の残量を検出する粉粒体量検出器４を有する。粉粒体量検出器４は、気体・粉粒体分離器２の粉粒体が成形機１に使用されて所定量以下になると、これを検出して気体流発生制御装置５に信号線６を介して検出信号を発する。

気体流発生制御装置５は、マイクロコンピュータ及びその周辺回路等で構成し、空気吸引機能を有する気体流発生源７の運転開始と停止の制御を行うとともに、粉粒体量検出器４が検出した前記所定量以下の信号を取り込んだ時にも気体流発生源７を運転開始させ、かつ輸送管３を通じて気体・粉粒体分離器２が必要とする粉粒体を得るのに必要な輸送時間だけ気体流発生源７を運転させた後に停止させる輸送時間の設定ができるように構成している。

気体流発生源７は吸引管８を気体・粉粒体分離器２の上部中央に接続し、気体・粉粒体分離器２を通じて輸送管３内の空気を吸引し輸送管３内を減圧状態にして気体流を発生させる。粉粒体貯留槽９は、合成樹脂等の粉粒体を入れる入れ口と出口（いずれも図示せず）を有する。開閉装置１０は、例えば電磁弁を粉粒体貯留槽９の出口に設けて構成し、更に輸送管３に接続して粉粒体貯留槽９からの粉粒体を輸送管３に排出及び停止のため開閉する。本発明に係る気体圧力検出装置１１は、粉粒体貯留槽９の近傍における輸送管３に設け、気体流の発生及び停止で輸送管３内に生じる圧力変化を検出して信号を粉粒体排出制御装置１２に信号線１３を通じて発
する。

粉粒体排出制御装置１２はマイクロコンピュータ及びその周辺回路等で構成し、輸送管３内に気体流が生じた時の圧力変化を検出した気体圧力検出装置１１の信号を取り込んだ時、開閉装置１０を制御して開成し粉粒体貯留槽９から粉粒体を輸送管３に排出させるとともに、気体流発生源７を制御する気体流発生制御装置５の輸送時間に対応して気体・粉粒体分離器２が必要とする粉粒体量を粉粒体貯留槽９から排出（切出しともいう）可能な輸送時間だけ開閉装置１０を開成した後に閉じさせる制御を行うものである。

気体圧力検出装置１１は、図２に示すように圧力検出板１４と閉塞板１５と弾性体１６と検知器１７とで構成している。圧力検出板１４は、輸送管３に設けた円筒状の筒体１８の内面に案内されて円滑に上下動可能に設け、気体流の発生及び停止による輸送管３内の圧力変動に応じて上下に移動する。閉塞板１５は、筒体１８より外形を大きく形成して筒体１８の外側において圧力検出板１４の上手に位置するとともに、圧力検出板１４の上下の移動に連動し、圧力検出板１４が下動した時に筒体１８の一端部である外気口１９の端面に外側において当接して外気口１９を図３のように閉じる。

弾性体１６は細長い板バネで形成し、かつ筒体１８の外側において一端部を１本のロッド２０により閉塞板１５とともに圧力検出板１４にナットで締結固定し、他端部を筒体１８に取りつけた支持板２１に固定したマイクロスイッチ等の検知器１７に回転可能に軸支２２している。

従って、弾性体１６は輸送管３内に気体流が発生している時の減圧作用で圧力検出板１５の下への動きに連動することで弾性力に抗して変形して蓄力し、かつ検知器１７を押圧して圧力変動を伝え、更に閉塞板１５は下方向に動いて外気口１９を閉じた図３の状態なる。

また、弾性体１６は輸送管３内の気体流の発生が停止した時には、輸送管３内の減圧が圧力検出板１４に作用しなくなり、前記の蓄力作用により検知器１７に設けた軸支２２を支点に上方向に動いて検知器１７の押圧を解除して圧力変動を伝え、かつ圧力検出板１４と閉塞板１５を上方向に動かし、そして閉塞板１５に外気口１９を開かせ図２の状態にする。

なお、図１において、流動性の良い、または悪い粉粒体に応じて２次空気を輸送管３に流入させ、輸送の安定化を図る２次空気の前流入部２３と後流入部２４は、粉粒体貯留槽９の開閉装置１０の接続されている輸送管３の近傍における前後に設け、次のように使分ける。すなわち、前流入部２３は流動性の良い粉粒体で輸送管３に粉粒体が流れ込みやすく、輸送管３内の粉粒体の混入量を薄め、粉粒体が閉塞しないようにする時に、前流入部２３から２次空気を輸送管３に混入する。後流入部２４は、流動性の悪い粉粒体で輸送管４５に流れ込んで行き難い場合に、後流入部２４から２次空気を輸送管３に混入する。

図中、２５は気体圧力検出装置１１のカバーで、支持板２１に固定して閉塞板１５、弾性体１６、検知器１７、筒体１８等を覆う。２６は粉粒体貯留槽９の外ケースで、粉粒体排出制御装置１２を露出して取り付けている。

上記実施の形態において、気体・粉粒体分離器２に入っている合成樹脂の粉粒体が成形機１に使用され所定量以下になると、これを検出した粉粒体量検出器４の検出信号を気体流発生制御装置５が取り込んで気体流発生源７を制御して運転開始させる。そして、気体流発生源７は吸引管８、気体・粉粒体分離器２を介して輸送管３内の空気を吸引して気体流を生じさせ減圧状態にするとともに、気体流発生制御装置５に設定された輸送時間だけ運転すると停止する。

その結果、粉粒体貯留槽９の近傍の輸送管３に設けた気体圧力検出装置１１は輸送管３内の減圧を検出し、その検出信号を取り込んだ粉粒体排出制御装置１２は気体流発生源７を制御する気体流発生制御装置５の輸送時間に対応して気体・粉粒体分離器２が必要とする粉粒体量を粉粒体貯留槽９から排出（切出しともいう）する輸送時間だけ開閉装置１０を開成する。従って、粉粒体貯留槽９に貯留している粉粒体は、開いた開閉装置１０を通じて輸送管３に入り、気体流に搬送されて気体・粉粒体分離器２に所定量が輸送され、かつ気体と分離されて貯留される。

このようにして粉粒体が粉粒体貯留槽９から気体・粉粒体分離器２に輸送される際に、輸送管３内の圧力変化を本発明の気体圧力検出装置１１は図２、図３に示すように動作して検出する。すなわち、気体流発生源７の運転による吸引力で輸送管３に発生した点線で示す気体流により輸送管３内が減圧すると、圧力検出板１４の下手側における筒体１８内も減圧される。

その結果、圧力検出板１４は前記減圧作用と圧力検出板１４の上手側に外気口１９を通じて加わる大気圧の作用により下方向に動き、ロッド２０を介して閉塞板１５も圧力検出板１４に連動して下方向に動き筒体１８の外気口１９に外側から当接してそれ以上の動きが筒体１８の端面により止められ、外気口１９を閉じる（図３）。

また、弾性体１６も他端部の軸支２２を支点に弾性体１６が持つ弾性力に抗して一端部が下方向に動き蓄力され、かつその位置で検知器１７を押圧して圧力変化を検出して信号を粉粒体排出制御装置１２に信号線１３を通じて発する。

気体流発生源７の運転が停止すると、輸送管３内の気体流がなくなり減圧が圧力検出板１４に作用しなくなる。その結果、弾性体１６は前記蓄力によりロッド２０を介して圧力検出板１４と閉塞板１５を上方向に動かし、閉塞板１５が外気口１９を開き、弾性体１６が検知器１７の押圧を解除して圧力変化を検出して信号を粉粒体排出制御装置１２に信号線１３を通じて発する（図２）。

特に本実施の形態では、閉塞板１５が圧力変動を検出した圧力検出板１４の下手側への移動に連動し、圧力検出板１４の上手側になる筒体１８の外気口１９を閉じるので、圧力検出板１４への大気圧の空気の流入がなくなり、そして圧力検出板１４と筒体１８との僅少の隙間からも圧力検出板１４の下手側にリークして輸送管３を流れる気体流に混入することがなくなり、圧力変動に対する圧力検出板１４の反応が迅速になるとともに、粉粒体の輸送の安定を図るための気体流に対する２次空気の混入調整が容易になる。

すなわち、本実施の形態のように吸引空気の気体流で粉粒体の輸送を行う場合には、空気の流速を確保し、粉粒体に対する搬送用の空気の混入比を調整するための２次空気の調整が重要になる。

然るに本実施の形態の気体圧力検出装置１１では、閉塞板１５が圧力検出板１４の上手側になる筒体１８の外気口１９を閉じるので、気体圧力検出装置１１を通じての輸送管３へ余分な空気の流入がなくなる。従って、図１に示すように粉粒体貯留槽９の開閉装置１０の接続されている輸送管３の近傍における前後に設けた２次空気の前流入部２３、または後流入部２４から２次空気を流入させて輸送管３の気体流に混入する調整を正確に行うことができるようになり、流動性の悪い粉粒体でも、流動性の良い粉粒体でも２次空気の容易な調整で安定した輸送が行える。

更にこのような機械式の気体圧力検出装置１１では、輸送作業の行われていない時に、例えば筒体１８の外気口１９から圧力空気を注入し、筒体１８と圧力検出板１４との隙間を経て圧力検出板１４の下手側の筒体１８内に流すことで、粉粒体中の塵等の付着を落として気体圧力検出装置１１のクリーニングを行え、圧力検出の動作を簡単に安定させられる特徴も備える。

すなわち、一般にこの種の輸送装置において粉粒体の輸送作業が終わると、圧力変動等で粉粒体中に含まれる塵等が圧力検出板１４の下手側における筒体１８の内面等に付着することがある。そして、半導体スイッチを使用した気体圧力検出装置では輸送管３にその内面より外側へ後退させて直接、気密に取り付けた構成なので、前記した粉粒体中に含まれる塵等が付着しても全く外から見えず、検出動作に支障が起こって始めて分かることであり、従って、このようなことのないように新たな対策をしなければならないのに比べ、本実施の形態では上記説明したように気体圧力検出装置１１を簡単にクリーニングできる点でも有利になる。

また、弾性体１６は板バネで形成しているので、コイルスプリング等に比し簡単にでき、かつ弾性力を検知器１７への圧力変動の伝達と圧力検出板１４の復帰にも利用でき、一層構成を簡単にできる。

さらに、筒体１８内には圧力検出板１４と１本のロッド２０の一部が配置されるだけとなり、組立て作業が比較的に容易にできるとともに、筒体１８と圧力検出板１４との隙間も圧力検出板１４の移動を重視して設定することが可能になり、隙間からの空気のリークを抑え圧力変動を迅速に検出できる。また、閉塞板１５が筒体１８の端面に当接して外気口１９を閉じるので、この閉塞板１５によってそれ以上の圧力検出板１４の移動はなくなり、弾性体１６に無理な力が加わるのを防止でき破壊等から保護できるとともに、閉塞板１５のストッパーとして筒体１８の端面も利用しているので構成を簡単にできる。

以上のように、本発明にかかる気体圧力検出装置とそれを用いた粉粒体輸送装置は、圧力変化を検出した圧力検出板の移動に連動して閉塞板が圧力検出板の上手側の外気口を閉じるので、気体流による圧力変動を迅速に検出でき、かつ安定した気体流の確保により安定した粉粒体の輸送が可能で、輸送管を通じ気体流で材料を搬送する技術等に適用できる。

本発明の実施の形態１における気体圧力検出装置を用いた粉粒体輸送装置の概略構成図同実施の形態１における気体圧力検出装置の要部断面図同実施の形態１における気体圧力検出装置の圧力検出時の要部断面図従来の気体圧力検出装置を用いた粉粒体輸送装置の概略構成図従来の気体圧力検出装置の要部断面図従来の気体圧力検出装置の圧力検出時の要部断面図従来の気体圧力検出装置を用いた仮定の粉粒体輸送装置の要部構成図

２気体・粉粒体分離器３輸送管９粉粒体貯留槽１１気体圧力検出装置１４圧力検出板１５閉塞板１６弾性体１７検知器１８筒体１９外気口２０ロッド

Claims

気体流の生じる通路に連通するとともに一端部を外気口とした筒体内に設けられ、気体流による圧力変動に応じて移動する圧力検出板と、前記圧力検出板の上手側に位置し、前記気体流が生じた時の前記圧力検出板の移動に連動して前記外気口を閉じるとともに前記気体流が停止した時の前記圧力検出板の移動に連動して前記外気口を開く閉塞板と、前記圧力検出板の移動に連動し、前記圧力変動を検知器に伝えるとともに前記圧力変動を検知器に伝えた位置で前記圧力検出板の移動方向と反対方向に弾性力が作用するように配置した板バネより成る弾性体とを備えた気体圧力検出装置。
閉塞板と弾性体は前記圧力検出板に１本のロッドでそれぞれ連結し、かつ前記閉塞板と弾性体を前記筒体外に配置してなる請求項１記載の気体圧力検出装置。
請求項１または請求項２のいずれかに記載の気体圧力検出装置を用いた粉粒体輸送装置。
粉粒体貯留槽と気体・粉粒体分離器を輸送管で接続し、気体流発生源により前記輸送管内に生じる気体流により粉粒体貯留槽の粉粒体を気体・粉粒体分離器に輸送するものにあって、前記粉粒体貯留槽の近傍における前記輸送管に請求項１または請求項２のいずれかに記載の気体圧力検出装置を設けてなる粉粒体輸送装置。