JP4664481B2 - 粉体搬出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム缶やペール缶などの粉体容器内に収容された小麦粉、セメント、顔料などの各種粉体を、空気吸引によって搬出する粉体搬出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
粉体移送用の一軸偏心ねじポンプについては、実開平2−54391号公報、実開平2−54392号公報などに記載されているように実用化している。それらのポンプは、ホッパー等を用いて粉体を供給口に投入する形式であるが、そのほかに、容器内に収容された粉体を吸い上げて移送する形式のポンプとして、特開平1−294980号公報に記載の装置がある。このポンプは、雄ねじ形ロータの下端にプロペラシャフトを突設し、このシャフトをステータ下端の粉体吸込口より下方へ突出させ、前記シャフトに粉体の吸込羽根を取着し、前記ステータ上端の吐出口に近接させてポンプケーシングに粉体搬出口を開設した構造からなる。さらに、特開平9−67018号公報の記載の通り、一軸偏心ねじポンプを備え、バイブレータによる攪拌作用によって吸上げ効率を高めたものがある。
【0003】
この一軸偏心ねじポンプは、ロータとステータを備え、ロータがステータの内部を回転しながら、往復運動をするものである。この両者の間にできる空間に充満する流動化した粉体は、切れ目のない無限ピストン運動により、吸い込み側から吐出側に移送される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上の粉体搬送装置では特殊で高価な一軸偏心ねじポンプを必須とするので、コストが高いという問題がある。また、粉体の長距離輸送に不適当であるという難点がある。更に吸上げ管を人手で操作しなければならない不都合がある。
従って、本発明の課題は、一軸偏心ねじポンプを無くすことでコストを削減し、長距離輸送ができ、操作性が向上した粉体搬出装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段及び効果】
この発明は上述の点に鑑みなされたものであり、請求項1記載の装置は、ドラム缶やペール缶の粉体容器内に収容された粉体を、吸上げ管で吸い上げて搬出する時に使用する粉体搬出装置であって、ベース上に前記粉体容器を載置可能なターンテーブル部を取り付け、ベース上にスタンドを配設し、前記スタンドに前記吸上げ管を上下方向に案内する昇降駆動案内部を取りつけ、前記昇降駆動案内部の下部又は下方に環状部材を設け、前記環状部材に、前記粉体容器の内袋を脱着自在なホルダを回転自在に設け、前記環状部材にエアーを送るエアー供給部を接続し、前記ターンテーブル部の回転に伴い、前記ホルダ及び前記内袋も回転し、前記エアー供給部から前記環状部材及び前記内袋内にエアーを供給しつつ、前記吸上げ管が前記粉体を吸い上げることを特徴とする粉体搬出装置である。
【0012】
請求項1記載の装置により、一軸偏心ポンプが不要となり、コスト削減と、長距離輸送が実現し、しかも、昇降駆動案内部によって簡素な構成にもかかわらず、故障の少なく操作性の良い装置を提供できる。粉体容器の内袋を吊り下げて粉体容器の排出空間を覆うことで、内袋をカバーとして利用し、前記排出空間を略密閉状態とし、空気を内袋内に送り込むことで、内袋の収縮を防止できる。粉体容器及び内袋が回転するにもかかわらず、内袋内部を略密閉状態にできるので、粉体が外部に漏れることがない。
【0014】
請求項2記載の装置のように、前記昇降駆動案内部は、フレームと、前記フレーム内に前記吸上げ管を案内する案内ローラと、前記案内ローラを駆動する駆動源と、を備えたことが好ましい。
請求項2記載の装置によれば、案内ローラによって案内することから、故障が少なく、簡素な構造を提供できる。
【0015】
請求項3記載の装置のように、前記ホルダに環状の周回路を設け、前記環状部材に、前記周回路を走行する周回部材と、前記内袋を脱着可能なクランプとを備えたことが好ましい。
請求項3記載の装置によれば、周回路を周回部材が走行することで、走行に伴う抵抗が減少するとともに、クランプによって内袋の脱着が容易になる。
【0016】
請求項4の装置のように、前記ターンテーブル部と、前記ホルダとを脱着自在に連結する連結部材を設けることが好ましい。
請求項4記載の装置によれば、連結部材が前記ターンテーブル部の回転力をホルダに伝達することで、内袋の負荷を軽減することで、内袋のねじれを防止できる。連結部材としてはチェーンなどの剛性部材が好ましい。
【0017】
請求項5の装置のように、前記粉体容器に内袋がない場合、内袋に代えて別途の覆いシートを用意し、前記ホルダと前記粉体容器に脱着自在に取り付け可能としたことが好ましい。
請求項5記載の装置によれば、内袋のない場合でも適用でき、内袋があると同様の効果を生じさせることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明粉体搬出装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
粉体搬出装置1は、図1〜図15に示すように、ドラム缶やペール缶などの粉体容器2内に収容された粉体を、吸上げ管3で吸い上げて搬出する時に使用するものであり、ベース4上に粉体容器2を載置可能なターンテーブル部5を取り付け、ベース4上にスタンド6を配設し、スタンド6に吸上げ管3を上下方向に案内する昇降駆動案内部7を取りつけ、昇降駆動案内部7の下部に環状部材8を設け、環状部材8に、粉体容器2の図15に示す内袋21(ビニール袋など)を脱着自在なホルダ9を回転自在に設け、環状部材8にエアーを送るエアー供給部10を接続し、ターンテーブル部5の回転に伴い、内袋21及びホルダ9も回転し、エアー供給部10から環状部材8及び内袋21の内部にエアーを供給しつつ、吸上げ管3から粉体を吸い上げるものである。以下、各部を詳細に説明する。
【0019】
(吸上げ管3の構成)
吸上げ管3の基部は、図15に示すすように、吸引ファン30等を備えたバグフィルタ31及びロータリーバルブ32を介して空気輸送ライン33に接続されている。また、吸上げ管3は昇降駆動案内部7の上部から内部を貫通して環状部材8の内部に挿入され、先端の吸込口35はラッパ形状となっており、下端に車輪が取り付けられ、衝撃が緩和できるようになっている。ここでは、吸上げ管3はプラスチック(ナイロン等)などを採用することができる。
【0020】
(ベース4の構成)
ベース4は、図5〜図9に示すように、筒形の中空ケーシング40と、中空ケーシングの上面に固定され中央に貫通孔41が形成され天板42と、中空ケーシング40の側面に接続された連結部43と、連結部43に取り付けられスタンド6の基部を固定するフレーム44と、を備えている。
【0021】
(ターンテーブル部5の構成)
ターンテーブル部5は、粉体容器2を回転させることでまんべんなく粉体を吸い上げるためのものであり、図5〜図9に示した通り、ベース4の天板42の貫通孔41付近に吊り下げるように取り付けられたギヤードモータ50と、ベース4の上面に突出するギヤードモータ50の回転シャフト51とを備えている。また、ターンテーブル部5は、中心部の裏面に軸受52が設けられてこれに回転シャフト51が嵌め込まれギヤードモータ50の回転力で回転するターンテーブル部本体53と、ターンテーブル部本体53の裏面の外周面に中心部から放射状に均等間隔で取り付けられ、ターンテーブル部本体53が回転する際に天板42の上面を回転しながら移動する複数(ここでは6個)のキャスター54a〜57f(図8参照)と、天板42とターンテーブル本体53とに設けられターンテーブル本体53の回転位置を検出する原点検出用リミットスイッチ55(図9参照)と、回転中の粉体容器2のぶれを防ぐリング状の規制ストッパ56と、を備えている。
【0022】
(スタンド6の構成)
スタンド6の下部は、図2〜図4に示すように、フレーム43に固定され、また、スタンド6は複数の垂直フレーム60,61及び水平フレーム62,63から構成され、水平フレーム62,63に昇降駆動案内部7がターンテーブル部5の上部に位置するように固定され、ターンテーブル部5の上面に粉体容器2を載置した場合、粉体容器2の上面から環状部材8下端まで所定間隙が形成されるように高さが設定されている。
【0023】
(昇降駆動案内部7の構成)
昇降駆動案内部7は、図2に示すように、水平フレーム62,63に固定されたフレーム構造体70を備え、フレーム構造体70は、下板70aと、上板70bと、下板70aと上板70bを連結する垂直板70cから構成されている。
図10に示した通り、昇降駆動案内部7は、下板70aの上面に、昇降用モータ71と、下板70aに開口形成され吸上げ管3が上下両方向に通過する下部貫通穴72とを備え、この下部貫通穴72の周辺に駆動ローラ73が軸受74を介して回転可能に取り付けられている。下部貫通穴72を吸い上げ管3が貫通しているが、シール(図示略)などによって粉体が隙間から漏れないようにすることができる(図12参照)。この駆動ローラ73は端辺にスプロケット75が固定されており、ドライブチェーン76を介して昇降用モータ71の回転軸に取り付けられたスプロケット77に連結されている。一方、駆動ローラ73が取り付けられた下部貫通穴72の対抗面には、圧力調整コントローラ78を備え駆動ローラ73との間で吸上げ管3を挟み込むため従動ローラ79が設けられている。駆動ローラ73及び従動ローラ79は吸上げ管3を案内するローラとして作用させるため、それぞれ側面に円弧面が形成されている。
【0024】
図3に示すとおり、昇降駆動案内部7の上板70bには、垂直軸線方向において下部貫通穴72の位置に合致する上部貫通穴80(図1参照)が開口形成されており、吸上げ管3がこれらの下部貫通穴72及び上部貫通穴80の内部を貫通して昇降できるようになっている。この上部貫通穴80の周辺には、吸上げ管3を誘導する従動ローラ81が設けられており、従動ローラ81の対抗面に、圧力調整コントローラ82を備え吸上げ管3を両側から挟み込む従動ローラ83が設けられている。従動ローラ81及び83は吸上げ管3を案内するローラとして作用させるため、それぞれ側面に円弧面が形成されている。
【0025】
また、図1〜図3の通り、昇降駆動案内部7の上面に吸上げ管3の昇降位置を検出する昇降位置検出部84が設けられている。この昇降位置検出部84は、図1に示した通り、上板70bに立設された昇降位置検出バー84aと、昇降位置検出バー84aに複数箇所(ここでは3箇所)備えられている昇降位置検出用リミットスイッチ84b〜84dとを備え、リミットスイッチ84b〜84dが吸上げ管3に設けたドグ84eを感知するようになっている。
【0026】
(環状部材8の構成)
環状部材8は、図11〜図14に示した通り、昇降駆動案内部7の下板70aから下方に軸線方向が垂直と成るように取り付けられたものであり、吸上げ管3の径よりの大径とされている広口円形の管85と、管85の略中央部外周に外方向に水平に延び出す円環状の板材86と、板材86の外周に設けた凹みからなる円環状の周回路87と、板材86の上部側に形成された送風用の貫通孔88と、を備えたものである。
【0027】
(ホルダ9の構成)
ホルダ9は、図13及び図14に示すように、管85より若干大径の回転リング90と、回転リング90の内周面に取り付けられて前記周回路87を走行する複数のカムフォロワ91と、回転リング90の下方に複数(ここでは3本)均等間隔で放射状に取り付けられ内袋21の上端部を着脱できるようになっているトグルクランプ92〜94とを備えている。
【0028】
(エアー供給部10の構成)
エアー供給管10は、図11に示すように、管85の貫通孔88の外周付近に横方向に連通するように取り付けられた送風管101と、この送風管101と接続され垂直フレーム60に固定された送風ファン102とを備え、管85内部に送風するものである。この送風ファン102は、内袋21がトグルクランプ92〜94に保持されて、吸上げ管3で粉体容器2から粉体を吸引して空気輸送する際に、粉体容器2の内部が急激に負圧になり、内袋21が潰れて塞がることを防止するために適度に内袋21の内部を加圧して吸引状態を適切に制御するためのものである。
【0029】
次に、本実施形態の粉体搬出装置1の動作について説明する。まず、ターンテーブル部本体53の上面に粉体容器2を載置する。次に、図15の通り、トグルクランプ92〜94に内袋21を取り付け、内袋21を回転リング90の下端面から吊り下げると、内袋21と円環部材8と粉体容器2の内部は連通され、かつ、略密閉状態となる。
【0030】
図示せぬ制御装置の運転スイッチをONにすると、この制御装置からギヤードモータ50に回転指令信号を出力するとともに、送風ファン102に駆動信号を出力し、これにより、ターンテーブル部本体53は粉体容器2を載せた状態で回転を開始する。また、吸引ファン30、バグフィルタ31、ロータリーバルブ32の駆動を開始し、空気吸引を行なう。
【0031】
先ず、ターンテーブル部本体53及び粉体容器2の回転に伴い内袋21も一緒に回転するので、トグルクランプ92〜94が取り付けられている回転リング90が内袋21によって引っ張られ、カムフォロワ91が周回路87を走行し、そのため、回転リング90が管85の周囲を自由に回転する。このとき、トグルクランプ92〜94が管85の外周面に当接しながら回転するので、回転リング90が安定的に回転できる。
【0032】
次に、粉体容器2の粉体は吸上げ管3の吸込口35から空気とともに吸引されるので、吸上げ管3の内部が負圧にならないように、粉体の吸引運転が始まると同時に、送風ファン102から送風管101を介して管85内部に空気を送り、図示せぬ圧力センサ、図示せぬ制御装置によって風量バランスを取ることで内袋21の内圧が最適な状態に制御される。
また、管85と粉体容器2の間の空間部は、内袋21で覆われるので、吸引運転中に粉体が外部に漏れることがなくなる。
【0033】
制御装置が昇降用モータ71に降下信号を出力すると、昇降用モータ71が駆動し、昇降用モータ71の回転軸に取り付けられたスプロケット77が、ドライブチェーン76を介して駆動ローラ73を回転させ、これにより、従動ローラ79,81,83とともに、吸上げ管3を、最上位置の昇降位置検出用リミットスイッチ84bから二番目の昇降位置検出用リミットスイッチ84cの位置まで降下させ停止させる。
これにより、吸上げ管3の吸込口35が粉体容器2の上面まで降りる。
次に吸上げ管3は、吸い込み効率等から設定された下降速度で下降し、吸上げ管3の粉体を吸引し始め、これに伴い、粉体容器2内部の粉体の嵩が徐々に減少する。さらに、吸上げ管3は降下され、三番目の昇降位置検出用リミットスイッチ84dの位置が検出されると昇降用モータ71は停止され、吸上げ管3はその降下を停止するとともに、ギヤードモータ50、送風ファン102、吸引ファン30等は停止される。このようにして粉体容器2の底部分まで粉体を吸引すると、制御装置は昇降駆動案内部7の昇降用モータ71に上昇信号を出力して吸上げ管3を最上位置に復帰させる。このようにして、粉体容器2をターンテーブル部5で回転させながら吸上げ管3を降下させることで粉体容器2の内部の粉体は効率的に吸引されることになる。
【0034】
次に連結部材を補助的に設けた場合の構成について図16を参照して説明する。この連結部材は、回転リング90の外周に設けた掛止部材110と、ターンテーブル部本体53上面において規制ストッパ56の外側の位置に設けた掛止部材111と、前記掛止部材110及び111に脱着自在なフックを備えたチェーン112とを備えたものである。この連結部材によってターンテーブル部5の回転力を回転リング90に伝達でき、内袋21に加わる負荷が緩和され、内袋21のねじれが防止でき周回安定性が高まる。なお、掛止部材110又は111の一方を固定構造とし、チェーン112の一方だけを脱着できるような構造でも良い。
【0035】
さらに、粉体容器2に内袋21が装着されていない場合には、内袋21に代えて別途の円環状又は筒状の覆いシート121を用意し、覆いシートの下端部にクリップ又はクランプ122及び123を設けることで、粉体容器2の上縁に脱着自在に取り付けることができるように構成し、覆いシート121の上端部は前述実施形態と同様にトグルクランプ92〜94に覆いシート121の上端部を脱着自在に吊り下げ可能とする。これにより、内袋のない粉体容器の場合でも適用でき、内袋があると同様の効果を生じさせることができ、粉体容器2への適用範囲が拡大する。
【0036】
以上説明した本実施形態の粉体搬出装置1によれば、以下の効果を生じる。
(1)粉体の吸引手段に専用の一軸偏心ねじポンプを備えたポンプユニットを使用せずに、製粉工場等に設置されている空気輸送システムのパイプラインに吸上げ管3を接続するようにしたことで、長距離の粉体輸送が可能になり、また、製品コスト、ランニングコスト、メインテナンスコストを低く抑えることができるようになった。
(2)粉体容器2をターンテーブル部5で回転させながら、吸上げ管3を昇降駆動案内部7で案内しながら降下させながら自動的に吸引できるようにしたことで吸引効率が向上し、粉体容器2の内部に残留する粉体が極めて少なくなった。
(3) 粉体容器2の開口部を覆った内袋21の回転に伴い、回転リング90も回転自在としたことで、粉体容器2の上部空間を覆ったままで、粉体を吸上げることが出来るので、粉体が外部に漏れず、歩留まりが向上し、衛生、環境が向上する。
(4)送風管101から、管85の内部に送風ファン102で送風できるようにしたことで、粉体容器2から粉体を吸引して空気輸送する際に、内袋21の内部が常時最適な圧力に保持され、内袋21が吸引中に潰れることを防止し、吸引効率を最適に制御することができる。
(5)上下の案内ローラで吸上げ管3を横方向から押え込むような形で上下に昇降させることで、簡素な構造である割に、サーボモータ、チェーン、歯車等を備えたロボットが吸上げ管3に直接的に作用するわけではないので、機械的な故障が少ない。
【0037】
なお、本発明は、上述の実施の形態又は実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に於て、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。
カムフォロア91に替えて、ベアリングなどでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる粉体搬出装置の正面図である。
【図2】同粉体搬出装置の左側面図である。
【図3】同粉体搬出装置の昇降駆動案内部の平面図である。
【図4】同粉体搬出装置の右側面図である。
【図5】同粉体搬出装置のベース及びターンテーブル部の内部構造を示す正面図である。
【図6】同ベース及びターンテーブル部の右側面図である。
【図7】同ベース及びターンテーブル部の背面図である。
【図8】同ベース及びターンテーブル部の平面図である。
【図9】同リミットスイッチ取り付け詳細図である。
【図10】図1のX−X断面図である。
【図11】同昇降駆動案内部の正面図である。
【図12】同昇降駆動案内部の平面図である。
【図13】粉体搬出装置の回転リングの平面図である。
【図14】(a)は周回路及びカムフォロワの平面図、(b)は、同断面詳細図である。
【図15】粉体搬出装置の動作を示す説明図である。
【図16】連結部材を使用する場合の粉体搬出装置の構成及び動作を示す説明図である。
【図17】内袋がない場合の粉体搬出装置の構成及び動作を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・・粉体搬出装置、2・・・粉体容器、3・・・吸上げ管、
4・・・ベース、5・・・ターンテーブル部、6・・・スタンド、
7・・・昇降駆動案内部、8・・・環状部材、9・・・ホルダ、
10・・・エアー供給部、21・・・内袋、30・・・吸引ファン、
31・・・バグフィルタ、32・・・ロータリーバルブ、
33・・・空気輸送ライン、35・・・吸込口、
70・・・フレーム構造体、70a・・・下板、70b・・・上板、
70c・・・垂直板、71・・・昇降用モータ、72・・・下部貫通穴、
73・・・駆動ローラ、74・・・軸受、75・・・スプロケット、
76・・・ドライブチェーン、77・・・スプロケット、
79・・・従動ローラ、80・・・上部貫通穴、81・・・従動ローラ、
83・・・従動ローラ、84・・・昇降位置検出部、
84a・・・昇降位置検出バー、84b〜84d・・・昇降位置検出用リミットスイッチ、
85・・・管、86・・・板材、87・・・周回路、
88・・・貫通孔、90・・・回転リング、91・・・カムフォロワ、
92〜94・・・トグルクランプ、101・・・送風管、
102・・・送風ファン
Claims (5)
- ドラム缶やペール缶の粉体容器内に収容された粉体を、吸上げ管で吸い上げて搬出する時に使用する粉体搬出装置であって、
ベース上に前記粉体容器を載置可能なターンテーブル部を取り付け、
ベース上にスタンドを配設し、
前記スタンドに前記吸上げ管を上下方向に案内する昇降駆動案内部を取りつけ、
前記昇降駆動案内部の下部又は下方に環状部材を設け、
前記環状部材に、前記粉体容器の内袋を脱着自在なホルダを回転自在に設け、
前記環状部材にエアーを送るエアー供給部を接続し、
前記ターンテーブル部の回転に伴い、前記ホルダ及び前記内袋も回転し、前記エアー供給部から前記環状部材及び前記内袋内にエアーを供給しつつ、前記吸上げ管が前記粉体を吸い上げることを特徴とする粉体搬出装置。 - 前記昇降駆動案内部は、フレームと、前記フレーム内に前記吸上げ管を案内する案内ローラと、前記案内ローラを駆動する駆動源と、を備えた請求項1記載の粉体搬出装置。
- 前記ホルダに環状の周回路を設け、
前記環状部材に、前記周回路を走行する周回部材と、前記内袋を脱着可能なクランプとを備えた請求項1又は2に記載の粉体搬出装置。 - 前記ターンテーブル部と、前記ホルダとを脱着自在に連結する連結部材を設けた請求項1乃至3いずれかに記載の粉体搬出装置。
- 前記粉体容器に内袋がない場合、内袋に代えて別途の覆いシートを用意し、前記ホルダと前記粉体容器に脱着自在に取り付け可能とした請求項1乃至4いずれかに記載の粉体搬出装置。
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