JP4713002B2 - 計量した一定量のバルク材料を狭小な開口部を有する容器に払出す装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、正確に計量された一定量の乾燥したおよび／または粉体のバルク材料（特に毒性を有する物質）を、秤に載せた小型容器に払出す装置に関する。
バルク材料は、搬送装置により貯蔵容器から払出される。
【０００２】
【発明の背景】
染料などの乾燥したおよび／または粉体のバルク材料を払出す装置は公知であり、実際に使用されている。この種の装置としては、下側に閉鎖可能な出口を有する払出し容器と、搬送手段によるバルク材料の払出しが可能である秤とを有する装置を、ＥＰ−Ａ ０ ４０６ １６４が開示している。この装置における容器の閉鎖は、底部から上部にかけて先細に形成され垂直方向下方へ移動可能なテーパ付き弁体で行う。このテーパ付き弁体は、開状態で回転し、バルク材料を出口の方へ送る手段を備えている。
【０００３】
上記の装置は、断面積が小さい開口部をもつ容器にバルク材料を払出す用途には適していない。上記の装置では、出口に近い側の幅広部分が、材料の粉粒体が払出される際に材料に半径方向に水平な速度成分を与えるので、材料を受ける側の容器の開口部が比較的広くても、その外側に材料を撒き散らすおそれがある。したがって、リング形出口に比べて小さい開口部を有する容器にバルク材料を払出す場合、材料の損失や周辺区域の汚染を防ぐのは難しい。また、このことにより、費用のかかる清掃段階を払出し工程に追加する必要が生じる場合もある。
【０００４】
上記の装置で、特に毒性を有する粉体を払出すとき、費用のかかる清掃を特に弁と出口の区域において行う必要があるだけでなく、駆動シャフトが払出し容器の内部にあるので払出し容器自体の内部の清掃も必要になる。この公知の装置の払出し容器は駆動シャフトを有するので、容器の内容物を一定量ずつ払出すという目的に使用するためには、その目的に特別に適合させた特殊で高コストの構成としなければならない。また、駆動シャフトの存在は、払出し作業を始める前に払出し容器に材料を充填する工程の障害にもなる。
【０００５】
【発明の目的】
したがって、本発明の目的は、一定量のバルク材料を、小さな開口部を有する容器の中に周囲にこぼれないように正確に払出すための装置を提供することと、その装置を清掃が簡単で扱いやすいものにするという付帯的な要求を満足させることにある。
【０００６】
【発明の要約】
バルク材料（主に粉体のような粘稠度を有する物質）を払出す装置は、一定量ずつ払出される材料を受ける秤と、貯蔵容器と、この貯蔵容器の下側を閉鎖するカバーから成る。カバー内部には、搬送装置が組込まれている。搬送装置は、垂直方向に移動や回転ができるコンベヤ本体を含み、このコンベヤ本体は、バルク材料を払出す出口をほぼ閉鎖状態にすることが可能である。コンベヤ本体の下部はリング状に形成され、下端に向かって次第に先細になっている。このコンベヤ本体の先細部分は、カバーに設けられたこれに対応する形状の凹部に達する。出口通路は、好ましくはわずかに下向きに広がった円錐形とし、コンベヤ本体の中心を外れた位置に配置する。出口は、コンベヤ本体が通るリング状通路上に位置し、バルク材料を受ける容器の方向に向けられ、バルク材料を容器内に集中して払出すようになっている。
【０００７】
方向性をもたせて集中的に材料を払出すと材料がこぼれないので、材料を受ける容器を載せた秤が汚染されることがなく、粉体材料が受け容器からこぼれて計量皿に載った場合に生じるような計量結果の誤差もないという利点がある。
【０００８】
コンベヤ本体の回転速度や、貯蔵容器の通路の断面の大きさを決めるコンベヤ本体の垂直位置など、いくつかのパラメータを調整することによって、払出し工程で要求される供給速度が得られる。たとえば、払出し工程の初めの段階では供給速度を高速にし、工程の終わりにかけて次第に遅くするということができる。
【０００９】
本発明は、貯蔵容器の構造を単純にし、貯蔵容器のカバーと搬送装置を一体化することにより、たとえば、使用後の貯蔵容器を、続いて払出そうとするバルク材料を入れた次の貯蔵容器と交換するというような操作が容易になる。カバーと一体化した搬送装置をポリマーなどの安価な材料を使用して製造すれば、特に毒性をもつ粉体を扱う場合、清掃が簡単になる。なぜなら、搬送装置を含むカバーユニット全体は一度しか使われないからである（貯蔵容器は、出口開口部を閉鎖して、保管容器としても用いられる）。貯蔵容器の内容物が払出され完全に空になった後、ユニット全体を安全に廃棄することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施例において、コンベヤ本体は、リング状通路の中心軸の上端に向かって先細になった円錐状を呈している。この円錐部分は、バルク材料を払出す通路となる開口部を有する。開口部を区切るスポークは、バルク材料を掬い上げる手段として設計してもよく、特にショベル状に形成してもよい。
【００１１】
本発明の好ましい別の実施例において、コンベヤ本体のリング状部分には、バルク材料の粉粒体を掬い上げる手段が取り付けられている。この掬い上げ手段は、リングの円周に対し直角に延びるコンベヤのスリットとして、あるいはコンベヤの柱（ledge）として、あるいはリングの周上の溝として、形成してもよい。コンベヤ本体は二つの部分で構成し、その一方を掬い上げ手段として主部の上方に配置することも可能であり、その場合、掬い上げ手段を交換可能な要素として形成するのが好ましい。掬い上げ手段を独立した部分として取り付けるという思想により、バルク材料の粘稠度に特に適した材料と形状で掬い上げ手段を製造することが可能になる。その材料には、シリコーンなどの柔らかいポリマーが適している。この場合、掬い上げ手段は、リングの円周に対し直角に延びるフィンガ状か、ブラシ状に形成すればよい。さまざまなコンベヤ本体が使用できるということには、払出そうとするバルク材料の粘稠度（自由に流動する、粘着性がある、など）に装置を適合させうるという利点がある。この思想は、コンベヤ本体下側のリング状部分の形状をどの設計においても基本的に同一に、したがってカバーのリング状コンベヤ溝の形状をどの設計においても基本的に同一にすれば実現される。このことは、一種類の部品しか必要でないということを意味する。しかし、流出速度を最適にするためには、コンベヤ溝の形状を、それぞれの用途に特化した掬い上げ手段の要件に合わせるようにしてもよい。バルク材料を出口開口部へ送るために特に有利な実施例では、深さと幅が変化し、その幅が出口開口部にかけて次第に狭くなっている無心の（non-centric）コンベヤ溝を用いる。
【００１２】
非常に粘着力のある粉体を扱うために、本発明は出口開口部にワイパー装置を設けている。ワイパー装置の位置はコンベヤ本体の高さに合わせて決定するが、好ましくは、コンベヤ本体の軸方向の位置が変化してもコンベヤ本体から一定の距離を保ち、十分な効果を維持するようにする。ワイパー装置は、コンベヤ本体の下側にある掬い上げ手段の形状（たとえば、リングの円周に対して直角に延びるスリットまたは柱や、リングの円周に設けた溝など）に対応させ、凹部の形状や、突出して溝に達するフィンガの形状に合わせて形成される。たとえばコンベヤ本体の下側に複数のコンベヤ溝がある場合、複数のフィンガを櫛状に配置することも可能である。
【００１３】
本発明の特に有利な実施例において、コンベヤ本体を保持するシャフトは、払出装置のカバー中心部下側から延び、出口開口部の反対側に取り付けたモータで駆動される。
【００１４】
あまり流動性が高くないバルク材料を扱うためには、貯蔵容器の内部に攪拌手段を配置するだけでなく、貯蔵容器の外部に配置可能な振動装置を設けることが好ましい。
【００１５】
もちろん、本発明の装置による一定量の材料の払出し工程は、コンピュータ／コントローラユニット（秤に内蔵してもよい）を用いて払出し工程を制御し、所定の重量の材料が払出された時点で材料の払出しを停止するという自動化を行ってもよい。自動化された装置には、さらに、所定の重量の材料が充填された容器に続いて、一定量の材料を入れるための新しい空の容器を秤まで運ぶ搬送装置を含めてもよい。
【００１６】
【好ましい実施例の説明】
貯蔵容器１は、好ましくはガラス製であり、（好ましくはねじ止め式の）カバー２で閉鎖されている。図１に示すように、貯蔵容器１の側部は、差込み式連結部２５である保持装置によって保持コンソール４に固定される。
【００１７】
バルク材料を払い出すコンベヤ本体５は、先細の上部を有し、カバー２内に一体的に設けられた回転体である。コンベヤ本体５の底部６はリング状で、下端に向かって先細になっている。
【００１８】
リング状のコンベヤ溝７は、カバー２に形成されている。溝７の形状は、コンベヤ本体５の形状に対応しており、どちらも底部にかけて先細になっている。また、コンベヤ溝７の内壁は、コンベヤ本体５のと同軸の円錐（コーン）形部分８の表面になっている。
【００１９】
回転体の中心軸に沿って延びるシャフト９が、円錐形部分８で回転自在に支持され、カバー２の下側から突出している。この突出部に、シャフト９は、駆動機構との連結部１１を有している。また、連結部１１は、コンベヤ本体５の高さ設定装置にも係合している。ばね１０が、コンベヤ本体５を下方へ、コンベヤ溝７の方向へ押圧している。駆動機構は駆動シャフト２７を有し、この駆動シャフト２７はコンベヤ本体５のシャフト９との係合・離脱のために垂直方向に移動自在である。駆動シャフト２７は、連結部１１と下方から係合し、ばね１０の力に抗してシャフト９を押し上げることによって、コンベヤ本体５を上方へ移動させ、コンベヤ溝７を解放するとともに、コンベヤ本体５を回転させてバルク材料を払出装置から払い出す。
【００２０】
駆動シャフト２７は、ギヤボックス１２を介してモータ１３に接続されている。モータ１３は、貯蔵容器の片側に配置され、保持コンソール４に収容されている。この構成により、モータ１３を収容した保持コンソール４の反対側に、出口開口部１４を設けるために十分な空間が生まれる。出口開口部１４は、下方に向かって円錐形に幅広になった管状チャンネルとするのが好ましい。このことにより、バルク材料は正確に方向付けられ、秤に載った細首の容器１６に流れ込み、こぼれて損失が生じることはない。
【００２１】
出口開口部１４は、コンベヤ本体５の垂直方向への動きによってほぼ閉鎖状態にすることが可能で、さらにシャッター２３で完全に密閉可能である。シャッター２３は、旋回軸を中心に開位置と閉位置の間で旋回するように設計してもよく、シャッターに開口部を設け、シャッターの開口が出口開口部１４の真下に並ぶ開位置と、出口開口部１４から十分離れ出口開口部１４が完全にカバーされる閉状態との間で、シャッターを平行移動させてもよい。したがって、出口開口部１４が完全に閉鎖されると、貯蔵容器１は、出口開口部１４からバルク材料がこぼれ落ちる心配がなく安全に扱える保管容器として使用できる。
【００２２】
コンベヤ本体は、ワイヤ製の攪拌器１７を備えている。攪拌器１７は、貯蔵容器１のなかのバルク材料をほぐす働きを有する。
【００２３】
払出し工程を自動化するために、払出装置は、秤１５に接続されたコンピュータ／コントローラユニット２４を備えており、払出しされたバルク材料の重量が目標値に達すると払出しを停止するように駆動ユニットを制御する。もちろん、コンピュータ／コントローラユニット２４は秤に内蔵してもよい。
【００２４】
図２は、コンベヤ本体５を含む搬送装置をカバー２内で一体化させた実施例を示す。円錐形のコンベヤ本体は、円錐形表面に複数の通路開口部１８を有し、バルク材料がこの通路開口部１８を通過し、コンベヤ本体５と支持コーン８の間の内側に落ちて、コンベヤ溝７に入る。開口部１８の間の柱１９は箆（へら）のような形をしており、バルク材料を開口部１８に案内する。同様に、図２の実施例のコンベヤ本体５の下側６は、横リブ２０から成る粉体材料を掬い上げるための手段を有する。また、コンベヤ本体５を二つの部分から構成してもよく、二つの部分のうち粉体材料を掬い上げる部分はシリコーンなどの柔軟なポリマーで形成してコンベヤ本体の上方に配置し、好ましくは交換可能な部分とする。この場合、粉体材料を掬い上げる部分は、フィンガ形あるいはブラシ形にしてもよい。また、粉体材料の掬い上げ装置は、リングの円周に対して直角に延びる搬送スリットか、リングの周上に形成された溝としてもよい。粉体材料の掬い上げ装置は、バルク材料を出口開口部１４の方へ押す。
【００２５】
図５は、コンベヤ溝７の別の実施例を、開口部１４の上端の高さでカバー２を通って水平方向に見たものである。コンベヤ溝７は、非対称的な形状を呈している。すなわち、溝の深さ（図５には図示せず）と幅は、出口開口部１４に近づくにつれて小さくなっている。図５は、コンベヤ溝７の底７．１がコンベヤ本体５のシャフト９の軸Ａを中心とする円環を成していることを明確に示している。しかし、コンベヤ溝７の床７．１は（平面視で）、リング状以外の形状を呈していてもよい。たとえば、溝７の底は、出口開口部１４に近づくほど半径が小さくなる半円形であってもよい。
【００２６】
図３は、カバー２と開状態の搬送装置（コンベヤ本体）５を備えた貯蔵容器１の下側部分の長手方向断面図である。図４は、コンベヤ本体５が閉状態であること以外は、図３と同様の図である。図３と図４が示すように、出口開口部１４にワイパー装置２１が設けられているので、粉体の粘性が非常に高く凝固しやすい場合でも払出しが可能である。ワイパー装置２１は、支持ディスク２６によってコンベヤ本体５の垂直方向に並列に支持されている。コンベヤ本体５はばね１０で調整可能で、ワイパー装置２１がコンベヤ本体５から一定の距離を保つので、コンベヤ本体５の垂直位置のどこにおいても十分な効果を発揮する。
【００２７】
貯蔵容器1は、カバー２を駆動ユニット３から突き出た差込み式連結部２５のペグに押し込むことによって駆動ユニット３に連結される。振動発生器２２を駆動ユニット３の内部に、たとえば連結部２５の近傍に、収容してもよい。連結部２５は、振動を貯蔵容器１に、特に搬送装置を含むカバー２に伝達するので、粘性が高いバルク材料であってもばらけて流れ、コンベヤ本体５の開口部１８および出口開口部１４を通って簡単に落下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の概略的な側面図
【図２】搬送装置の、部分的に断面を示した斜視図
【図３】開位置におけるコンベヤ本体を備えた搬送装置および出口に設けたワイパー装置の好ましい実施例の断面図
【図４】閉位置におけるコンベヤ本体を備えた搬送装置および出口に設けたワイパー装置の好ましい実施例の断面図
【図５】カバーを貫いて見たコンベヤ溝の別の実施例の水平断面図
【図６】差込み式連結部を備えた駆動機構ユニットの平面図
【符号の説明】
１ 貯蔵容器
２ カバー
３ 駆動ユニット
４ 保持コンソール
５ コンベヤ本体
６ コンベヤ本体の底部
７ コンベヤ溝
８ 円錐形支持体
９ シャフト
１０ ばね
１１ 駆動機構との連結部
１２ ギヤボックス
１３ モータ
１４ 出口開口部
１５ 秤
１６ 受け側の容器
１７ 攪拌器
１８ 通路開口部
１９ 柱
２０ 横リブ
２１ ワイパー装置
２２ 振動発生器
２３ シャッター
２４ コンピュータ／コントローラユニット
２５ 差込み式連結部
２６ 支持ディスク
２７ 駆動シャフト

Claims (19)

1. 底部に開口を有するバルク材料の貯蔵容器と、
   前記貯蔵容器の底部の開口を閉鎖するカバーと、
   前記カバーに形成されたバルク材料の出口と、
   前記カバー内に組み込まれ、ほぼ垂直な軸線に沿って垂直方向に移動することで下降時に前記バルク材料の出口を閉塞し上昇時に前記バルク材料の出口を開放し、かつ前記垂直な軸線を中心に回転することで開放された前記バルク材料の出口からバルク材料を払い出すコンベヤ本体を含む搬送装置と、
   前記貯蔵容器の下方に配置されて、前記出口から払いだされたバルク材料を計量する秤と、を備え、
   前記コンベヤ本体は、
   下端に向けて先細となるリング状の底部を有し、
   前記カバーに形成されたバルク材料の出口は、
   前記コンベヤ本体のリング状の底部と形状が合致しかつその先細部が入り込んでおり、前記コンベヤ本体の上昇時にはバルク材料が入り込む、下端に向けて先細となるリング状で有底のコンベヤ溝と、
   前記コンベヤ溝の底上の前記コンベヤ本体の中心を外れた位置から前記秤の上に向けて前記カバーを貫通する、わずかに下向きに広がった円錐形の出口通路と、を有し、
   バルク材料の排出方向を一定させてバルク材料の集中的払出しを可能にした計量した一定量の粉体バルク材料の払出装置。
2. 上記コンベヤ本体が上端に向かって次第に先細になり、回転軸に対して対称である請求項１に記載の払出装置。
3. 上記コンベヤ本体に上記バルク材料が通過する複数の開口部を設け、その開口部は上記バルク材料を掬い上げる形状のスポークで区切られた請求項２に記載の払出装置。
4. 上記コンベヤ本体の上記リング状部分が上記バルク材料を搬送する手段を有し、その搬送手段には同一のカバーにおいて取り換えて使用できる複数の異なる方式のものが含まれている請求項１に記載の払出装置。
5. 上記リング状コンベヤ溝に沿って上記チャンネルの深さと幅が変化し、上記コンベヤ溝が上記出口開口部にかけて次第に狭くなっている請求項１に記載の払出装置。
6. 上記バルク材料搬送装置に上記リング状通路を横切って延びる裂け目状の凹部を規則的に連続させて設けた請求項４に記載の払出装置。
7. 上記バルク材料搬送装置に上記リング状通路を横切って延びる箆状の柱を規則的に連続させて設けた請求項４に記載の払出装置。
8. 上記バルク材料搬送装置が上記コンベヤ本体から独立した部品を有する請求項４に記載の払出装置。
9. 上記独立した部品が柔軟なポリマー材料製のフィンガまたはブラシである請求項８に記載の払出装置。
10. 上記バルク材料搬送装置が、上記リング状通路の方向に延びる少なくとも一つのチャンネルを有する請求項４に記載の払出装置。
11. 上記貯蔵装置が上記バルク材料を攪拌してほぐすための追加の手段を備え、上記追加の手段が上記コンベヤ本体に取り付けられて一緒に回転する請求項１に記載の払出装置。
12. ワイパー装置を上記出口開口部に配置し、そのワイパー装置は上記コンベヤ本体が軸方向に移動したとき、上記コンベヤ本体との所定の距離を保っている請求項１に記載の払出装置。
13. ワイパー装置を上記出口開口部に配置し、上記ワイパー装置が上記溝まで延びている請求項１０に記載の払出装置。
14. モータを備えた駆動機構と、回転して垂直方向に移動可能な駆動シャフトと、上記貯蔵容器のための差込み式連結部を有し、上記貯蔵容器が上記結合器に差し込まれ、上記出口開口部の向かい側にある上記貯蔵容器の一部が上記駆動機構の一部の上方に位置した請求項１に記載の払出装置。
15. 上記コンベヤ本体を保持するシャフトを備え、上記シャフトが上記カバーの中央部から下方に突出して延び上記駆動シャフトに連結された請求項１４に記載の払出装置。
16. 上記駆動シャフトが、上記秤に接続されたコンピュータ／コントローラユニットで制御され、このコンピュータ／コントローラユニットは上記秤に内蔵されている請求項１４に記載の払出装置。
17. 上記貯蔵装置の付勢手段を備え、上記付勢手段が上記貯蔵装置の外部に配置された請求項１に記載の払出装置。
18. 上記出口開口部を閉鎖するために、上記出口開口部の下側にシャッターを備えた請求項１に記載の払出装置。
19. 閉鎖した上記貯蔵容器が保管容器として選択的に使用される請求項１に記載の払出装置。

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