JP4875261B2 - 円筒形容器内の粉体を吸引する装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄やアルミニウムのような金属、繊維強化樹脂、板紙などで形成されたドラム缶のような円筒形容器に収容された粉体を空気輸送するにあたり当該容器から粉体を吸引するための吸引装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の粉体の輸送や取り扱いにあたり、金属、繊維強化樹脂、板紙などで形成されたドラム缶の形の円筒形の粉体容器が使用されている。
この種の粉体容器に入れて搬送して来た粉体をホッパーや混合機や他の貯蔵・処理容器に移すにあたっては、粉塵の発生を最小限にするため、バキュームコンベヤを用いて粉体を空気輸送するのが望ましい。
このため、従来、バキュームコンベヤに接続した吸引ノズルが使用されている。このやり方では、円筒形粉体容器の蓋を開けて吸引ノズルを粉体容器内に差し込み、バキュームコンベヤを作動させてバキュームによって粉体を円筒形容器から吸引する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
粉体の吸引につれて、円筒形粉体容器内では吸引ノズルの吸込口の周りの粉体が局部的になくなり、残留粉体のある場所に偏りが生じると共に、容器内の粉体の残量自体も少なくなる。そこで、作業員は容器内の粉体をかき回すように吸引ノズルを動かすことにより、粉体がまんべんなく吸引ノズルから吸引されるようにしなければならない。
このため、バキュームコンベヤを用いて円筒形粉体容器から粉体を吸引するには人手が不可欠であり、吸引工程を自動化することができなかった。
【０００４】
本発明の目的は、円筒形容器に収容された粉体を吸引するにあたり人手による介入を廃止し若しくは最小限にすることの可能な吸引装置および方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、円筒形容器に収容された粉体の吸引をほぼ自動化することが可能な吸引装置および方法を提供することにある。
【０００５】
また、従来のやり方では、吸引ノズルを用いた吸引作業は円筒形粉体容器の蓋を開けた状態で行われるので、外部雰囲気の空気が粉体容器内に吸い込まれ、輸送すべき粉体が雰囲気空気中の浮遊塵埃によって汚染されるという難点がある。このため、医薬品材料や半導体製造材料や食品材料のような高純度が要求され或いは汚染を嫌う材料を取り扱うことができなかった。
そこで、本発明の他の目的は、輸送すべき粉体が雰囲気中の浮遊塵埃によって汚染されることのない吸引装置および方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒形容器に収容された粉体を吸引するための吸引装置を提供するもので、この装置は、粉体を収容した有底円筒形の容器を回転可能に搭載するための回転テーブル装置と、回転テーブル装置に載置された前記粉体容器をその軸線を中心として回転させる駆動手段と、回転テーブル装置をほぼ水平な軸線を中心として水平位置と傾斜位置との間で傾動させる傾動機構と、バキュームコンベヤに接続可能な吸引ノズルと、回転テーブル装置に載置された粉体容器の底に向かって吸引ノズルを進退させるためのノズル昇降機構と、前記駆動手段、傾動機構およびノズル昇降機構を制御する制御装置とを備えている。
【０００７】
本発明の吸引装置においては、回転テーブル装置を傾斜させた状態で、駆動手段により回転テーブルを駆動するか或いは容器を直接駆動することにより粉体容器を回転駆動する。このように粉体容器を傾斜させながら容器の軸線を中心として回転させるので、粉体容器内の残留粉体は傾斜した粉体容器の底の片隅に集められる。従って、吸引ノズルの先端をこの片隅に位置決めすることにより、粉体容器内の残留粉体を最後の残量まで滞りなく吸引することができる。
【０００８】
他の実施態様においては、吸引装置は、有底円筒形の粉体容器を回転可能に搭載するための回転テーブル装置と、回転テーブル装置に載置された粉体容器をその軸線を中心として回転させる駆動手段と、バキュームコンベヤに接続可能な吸引ノズルと、回転テーブル装置に載置された粉体容器の底に向かって吸引ノズルを進退させるためのノズル昇降機構と、回転テーブル装置およびノズル昇降機構を搭載した基板と、前記基板をほぼ水平な軸線を中心として水平位置と傾斜位置との間で傾動させる傾動機構と、前記駆動手段、ノズル昇降機構および傾動機構を制御する制御装置とを備えている。
【０００９】
この実施態様においては、回転テーブル装置とノズル昇降機構とを搭載した基板を傾動させることにより粉体容器はノズル昇降機構ごと傾斜せられる。斯く傾斜させた粉体容器を回転駆動することにより、粉体容器内の残留粉体を傾斜した粉体容器の底の片隅に集めながら吸引ノズルによって吸引することは最初の実施態様と同じである。
【００１０】
好ましい実施態様においては、吸引装置は回転テーブル装置に載置された粉体容器の上部開口を気密に閉鎖するダストカバーを更に備え、吸引ノズルはダストカバーの開口を摺動可能かつ気密に通過しており、吸引ノズルは中央吸引通路と外側二次空気導入通路とが形成された二重管構造を有し、吸引装置は吸引ノズルの二次空気導入通路の入口に接続されたフィルターを更に備えている。
このようにすれば、粉体吸引中に外部雰囲気中の塵埃が粉体容器内に吸引されることがないので、塵埃による粉体の汚染を回避することができる。
【００１１】
他の観点においては、本発明は有底円筒形の容器に収容された粉体を吸引ノズルによって吸引する方法を提供するもので、この方法は、前記容器を傾斜させながら回転させることにより、容器内の残留粉体を容器の底の片隅に集め、この片隅に位置決めした吸引ノズルによって吸引することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明の吸引装置を用いた空気輸送システムの非限定的なレイアウトを示す。
図１を参照するに、この空気輸送システムは、本発明の吸引装置１０と従来型のバキュームコンベヤ１２とを備え、ドラム缶のような有底円筒形容器１４に収容された粉体を例えば混合機１６に空気輸送するようになっている。
【００１３】
バキュームコンベヤ１２と混合機１６は、いづれも従来型のものであり、本発明を構成するものでないので、簡単にのみ説明する。
混合機１６は回転式のもので、例えば３つの材料投入口１８を備え、水平回転軸２０を中心として回転させることにより装入された材料を混合するようになっている。
バキュームコンベヤ１２はバッチ式のもので、入口管２２を備えた本体モジュール２４と、バキュームユニット２６と、排出ダンパーモジュール２８とで構成されている。バキュームコンベヤ１２は支柱３０を中心として旋回する旋回アーム３２に搭載されており、混合機１６に材料を装入する時にはいづれかの材料投入口１８の上に持ち来たし、混合機１６の回転時には混合機１６に干渉しない位置へと移動させるようになっている。
【００１４】
次に、本発明の吸引装置１０を説明するに、吸引装置１０は、従来型の吸引ノズル３４と、この吸引ノズル３４を昇降させるためのノズル昇降スタンド３６と、粉体を収容した円筒形容器１４を回転可能に搭載する回転テーブル装置３８と、この回転テーブル装置３８をほぼ水平な回転軸４０を中心として傾動させる傾動機構４２を有する。
【００１５】
吸引ノズル３４としては、中央吸引管と外側管との間に二次空気供給通路が形成された後述する二重管構造を有する吸引ノズルを使用してもよいし、単管構造の吸引ノズルを使用してもよい。吸引ノズル３４は輸送管４３によりバキュームコンベヤ１２の入口管２２に接続される。
ノズル昇降スタンド３６は油圧シリンダ４４を有し、スタンドに装着された吸引ノズル３４を昇降させるようになっている。
【００１６】
回転テーブル装置３８は、水平回転軸４０を中心として傾動可能なベース４６と、このベースに回転可能に支持された回転テーブル４８とで構成することができる。回転テーブル４８は駆動式でも遊動式でもよく、前者の場合には、回転テーブル４８は例えば駆動モータ５０とベルト伝動機構やギヤ伝動機構その他の伝動機構（図示せず）からなる駆動手段によって駆動される。
【００１７】
回転テーブル装置３８のベース４６を水平回転軸４０を中心として傾動させた時に回転テーブル４８上の傾斜した円筒形容器１４の側壁を側方から支持するため、ベース４６には円周方向に離間した例えば３箇所に支持軸５２が設けてあり、夫々の支持軸５２には遊動式の容器支持ローラ５４が回転可能に装着してある。回転テーブル４８を遊動式にする場合には、ローラ５４を駆動することにより容器１４を回転駆動してもよい。
【００１８】
傾動機構４２は回転テーブル装置３８のベース４６に連結された油圧シリンダ４２で構成することができる。油圧シリンダに代えて、モータ・歯車機構や空圧シリンダを使用することも可能である。
吸引装置１０のノズル昇降スタンド３６、回転テーブル装置３８、油圧シリンダ４２、並びに、空気輸送システムのバキュームコンベヤ１２および混合機１６は、プログラムされた制御装置５６によって制御される。
【００１９】
次に、本発明の吸引装置１０およびそれを備えた空気輸送システムの作動と使用の態様の一例を説明する。容器１４内の粉体を混合機１６へ移送するに際しては、バキュームコンベヤ１２は予め混合機１６のいづれかの材料投入口１８の上方に位置決めする。
粉体の入った容器１４を人手若しくはロボットのような自動化取扱い装置により回転テーブル装置３８の回転テーブル４８に載置し、容器１４の蓋を開ける。
【００２０】
次に、油圧シリンダ４２を作動させることにより回転テーブル装置３８を、それに搭載した容器１４ごと、水平回転軸４０を中心として図２に矢印５８で示したように傾動させると共に、モータ５０を駆動して回転テーブル４８を回転させることにより容器１４を図２に矢印６０で示したようにその傾斜した軸線６２を中心として回転させる。
傾斜した容器１４はその側壁に係合する支持ローラ５４によって支承される。
【００２１】
ノズル昇降スタンド３６の油圧シリンダ４４を作動させることにより吸引ノズル３４を図２に矢印６４で示したように徐々に下降させながら、バキュームコンベヤ１２を作動させると、容器１４内の粉体は吸引ノズル３４により吸引され、輸送管４３を介してバキュームコンベヤ１２に空気輸送され、バッチ毎にバキュームコンベヤ１２から混合機１６に投入される。
【００２２】
粉体の吸引と輸送が進むにつれて、容器１４内の粉体６６の残量は少なくなるであろう。回転テーブル装置３８の傾動による容器１４の傾斜角は、吸引の初期に小さく、粉体残量の減少につれて大きくすることができる。
このように容器１４が傾斜していると共に回転駆動されているので、容器１４内の粉体６６の残量は、図２に示したように、粉体容器１４の底の片隅に集まる。
この片隅に向かって吸引ノズル３４の先端を所望の制御された速度で下降させることにより、容器１４内の粉体を残量の最後まで吸引させることができる。
【００２３】
図３は本発明の第２実施例に係る吸引装置を示す。この第２実施例は、粉体吸引中に外部雰囲気中の塵埃が粉体容器内に吸引されないようにしたことを特徴としている。図３においては、図１および図２に示した第１実施例の構成要素と共通する構成要素は同じ参照番号で示し、重複する説明は省略する。
【００２４】
図３を参照するに、この実施例においては、回転テーブル装置３８とノズル昇降スタンド３６とは水平な回転軸４０を中心として傾動する共通の基板７０に搭載されており、油圧シリンダ４２を作動させることにより回転テーブル装置３８がノズル昇降スタンド３６ごと傾動するようになっている。このように、ノズル昇降スタンド３６が傾斜しない第１実施例と異なり、回転テーブル装置３８とノズル昇降スタンド３６とは等しく傾斜するので、吸引ノズル３４は粉体容器１４の傾斜に関係なく粉体容器１４の軸線に沿って移動させることができる。
【００２５】
この実施例では、吸引装置１０は、回転テーブル装置３８の回転テーブル４８に載置された粉体容器１４の上部開口を気密に閉鎖するダストカバー７２を備えている。吸引ノズル３４はこのダストカバー７２の中央開口を貫通しており、ノズル昇降スタンド３６を作動させることにより吸引ノズル３４を昇降させた時に吸引ノズル３４がダストカバー７２を通って軸方向に摺動するようになっている。
吸引ノズル３４とダストカバー７２との間をシールするため、ダストカバー７２にはエラストマー製のシール部材７４が装着してある。
【００２６】
吸引ノズル３４は、図４および図５に示したように、中央吸引管７６と外側管７８からなる二重管構造を有し、中央吸引管７６と外側管７８との間には二次空気供給通路８０が形成されている。
外側管７８の下端の内側には例えば金属棒をＵ字形に折り曲げて形成した２本のガード兼用ガイド８２が溶接などにより取付けてある。２本のガード兼用ガイド８２はそれらの中央で十字形に交差させてある。夫々のガード兼用ガイド８２の対向する２つの自由端は直径方向内側に縮径してあり、中央吸引管７６を摺動自在に案内するようになっている。
【００２７】
図５に示したように、吸引ノズル３４の二次空気供給通路８０の上端は外側管７８の上端に固定された二次空気ジョイント８４によって閉鎖されており、中央吸引管７６はこの二次空気ジョイント８４を摺動自在に貫通している。中央吸引管７６は外側管７８に対して多少出入りさせることができ、両者の相対位置は二次空気ジョイント８４および外側管７８に螺合した蝶ねじ８６を中央吸引管７６に対して締め付けることにより固定される。二次空気ジョイント８４はＯリング８８によって中央吸引管７６および外側管７８に対してシールされている。
【００２８】
二次空気ジョイント８４は二次空気取入口８９を有し、この二次空気取入口８９にはホース継手９０が装着してある。このホース継手９０は空気ホース９２を介してフィルター９４に接続されている（図３）。フィルター９４は例えばノズル昇降スタンド３６に取付けることができる。
図３および図４から良く分かるように、吸引ノズル３４は湾曲させてあり、吸引ノズル３４を下降させた時にその先端が粉体容器１４の底の片隅に指向するようになっている。
【００２９】
次に、この第２実施例の作動を説明するに、粉体を入れた容器１４を回転テーブル装置３８の回転テーブル４８に載置し、容器１４の蓋を開けたならば、容器１４の上縁にダストカバー７２を密着させて容器１４を密閉する。
バキュームコンベヤ１２を作動させると、バキュームコンベヤの負圧は輸送管４３を介して吸引ノズル３４の中央吸引管７６に印加され、中央吸引管７６は粉体容器１４内の空気を吸引する。
【００３０】
粉体容器１４はダストカバー７２によって密閉されているので、粉体容器１４内の空気の吸引に伴い粉体容器１４内が負圧になるにつれて、雰囲気の空気は、フィルター９４、空気ホース９２、二次空気ジョイント８４および二次空気供給通路８０を介して粉体容器１４内に導入される。その際、空気はフィルター９４により濾過されるので、外部雰囲気中の塵埃が粉体容器１４内に吸引されることがない。従って、容器内の粉体が外部雰囲気中の塵埃によって汚染されることがない。
【００３１】
油圧シリンダ４２を伸長させて図３（Ｂ）に示したように回転テーブル装置３８をノズル昇降スタンド３６ごと傾動させながら回転テーブル４８を回転させると共に、吸引ノズル３４を徐々に下降させると、容器１４内の粉体は容器内に導入された二次空気と共に吸引ノズル３４から吸引され、バキュームコンベヤ１２に空気輸送される。
この第２実施例ではノズル昇降スタンド３６は回転テーブル装置３８と共に傾動し、吸引ノズル３４は粉体容器１４の軸線６２に平行に移動するので、ダストカバー７２とシール部材７４によって粉体容器１４を密閉しながら吸引ノズル３４を下降させることができる。
【００３２】
この第２実施例では吸引ノズル３４は粉体容器１４の底の片隅に向かって湾曲させてあるので、ノズル昇降スタンド３６の傾動に伴い吸引ノズル３４が傾斜しても容器１４内の粉体は完全に吸引される。
【００３３】
図示しない最も簡素な実施形態においては、回転テーブル装置を傾動させる傾動機構を省略し、回転テーブル装置自体を傾斜した回転軸線を中心として回転するように最初から傾斜させた状態で設置することができる。
【００３４】
以上には本発明の特定の実施例を記載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の修正や変更を施すことができる。例えば、粉体容器はクランプ装置やチャッキング装置によって回転テーブルに固定することができ、この場合には支持ローラは不要である。
また、回転テーブル装置に代えて、円筒形粉体容器の下縁を例えば３点支持の形に円周上に配置された複数のフランジ付きローラで支持し、いづれかのローラを駆動することにより容器を回転させることもできる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ドラム缶のような粉体容器を傾斜させかつ回転させることにより、粉体容器内の残留粉体を粉体容器の底の片隅に集めながら吸引するので、最後の残量まで滞りなく吸引することができる。
従って、人手による介入を廃止若しくは最小限にし、粉体の吸引・空気輸送工程をほぼ自動化することに寄与することができる。
【００３６】
粉体容器の上部開口を気密に閉鎖するダストカバーを備え、二次空気導入通路を有する二重管構造の吸引ノズルをダストカバーに摺動可能に通過させ、吸引ノズルの二次空気導入通路をフィルターに接続した実施態様においては、粉体吸引中に外部雰囲気中の塵埃が粉体容器内に吸引されないので、医薬品材料や半導体製造材料や食品材料のような高純度が要求され或いは汚染を嫌う材料を取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る吸引装置を備えた空気輸送システムの概略的側面図である。
【図２】図１に示した吸引装置の作動状態を示す一部切欠き側面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る吸引装置の側面図で、（Ａ）は容器を搭載したところを示し、（Ｂ）は容器を傾斜させたところを示す。
【図４】図３に示した吸引ノズルの一部切欠き側面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った拡大断面図である。
【符号の説明】
１０： 吸引装置
１２： バキュームコンベヤ
１４： 粉体容器
３４： 吸引ノズル
３６： ノズル昇降機構
３８： 回転テーブル装置
４０： 水平傾動軸線
４２： 傾動機構
４８： 回転テーブル
５０： 回転駆動手段
５４： 容器側壁支持ローラ
５６： 制御装置
７０： 搭載基板
７２： ダストカバー
７４： シール部材
８０： 二次空気供給通路
９４： フィルター

Claims (7)

1. 有底円筒形の容器に収容された粉体を吸引するための吸引装置であって：
   粉体を収容した有底円筒形の容器を回転可能に搭載するための回転テーブル装置と、
   前記回転テーブル装置に載置された前記粉体容器をその軸線を中心として回転させる駆動手段と、
   前記回転テーブル装置をほぼ水平な軸線を中心として水平位置と傾斜位置との間で傾動させる傾動機構と、
   バキュームコンベヤに接続可能な吸引ノズルと、
   前記回転テーブル装置に載置された前記粉体容器の底に向かって前記吸引ノズルを進退させるためのノズル昇降機構と、
   前記駆動手段、傾動機構およびノズル昇降機構を制御する制御装置とを備え、
   前記回転テーブル装置を傾斜させながら前記粉体容器を回転駆動することにより、粉体容器内の残留粉体を傾斜した粉体容器の底の片隅に集めながら吸引ノズルによって吸引するようにしたことを特徴とする吸引装置。
2. 有底円筒形の容器に収容された粉体を吸引するための吸引装置であって：
   粉体を収容した有底円筒形の容器を回転可能に搭載するための回転テーブル装置と、
   前記回転テーブル装置に載置された前記粉体容器をその軸線を中心として回転させる駆動手段と、
   バキュームコンベヤに接続可能な吸引ノズルと、
   前記回転テーブル装置に載置された前記粉体容器の底に向かって前記吸引ノズルを進退させるためのノズル昇降機構と、
   前記回転テーブル装置およびノズル昇降機構を搭載した基板と、
   前記基板をほぼ水平な軸線を中心として水平位置と傾斜位置との間で傾動させる傾動機構と、
   前記駆動手段、ノズル昇降機構および傾動機構を制御する制御装置とを備え、
   前記基板を傾斜させながら前記粉体容器を回転駆動することにより、粉体容器内の残留粉体を傾斜した粉体容器の底の片隅に集めながら吸引ノズルによって吸引するようにしたことを特徴とする吸引装置。
3. 前記装置は前記回転テーブル装置に載置された粉体容器の上部開口を気密に閉鎖するダストカバーを更に備え、
   前記吸引ノズルは前記ダストカバーの開口を摺動可能かつ気密に通過しており、
   前記吸引ノズルは中央吸引通路と外側二次空気導入通路とが形成された二重管構造を有し、
   前記装置は吸引ノズルの前記二次空気導入通路の入口に接続されたフィルターを更に備え、
   もって、粉体吸引中に外部雰囲気中の塵埃が粉体容器内に吸引されないようにしたことを特徴とする請求項２に基づく吸引装置。
4. 前記吸引ノズルの先端は傾斜した粉体容器の底の片隅に指向していることを特徴とする請求項２又は３に基づく吸引装置。
5. 傾斜した粉体容器の側壁を支持する手段を更に備えていることを特徴とする請求項１から４のいづれかに基づく吸引装置。
6. 有底円筒形の容器に収容された粉体を吸引するための吸引装置であって：
   傾斜した回転軸線を有し、粉体を収容した有底円筒形の容器を回転可能に搭載するための回転支持装置と、
   前記回転支持装置に載置された粉体容器をその軸線を中心として回転させる駆動手段と、
   バキュームコンベヤに接続可能な吸引ノズルと、
   前記回転支持装置に載置された前記粉体容器の底に向かって前記吸引ノズルを進退させるためのノズル昇降機構と、
   前記駆動手段およびノズル昇降機構を制御する制御装置とを備え、
   粉体容器を傾斜した回転軸線を中心として回転駆動することにより、粉体容器内の残留粉体を粉体容器の底の片隅に集めながら吸引ノズルによって吸引するようにしたことを特徴とする吸引装置。
7. 請求項１から６のいずれかに基づく吸引装置により有底円筒形の容器に収容された粉体を吸引ノズルによって吸引するにあたり、前記容器を傾斜させながら回転させることにより、容器内の残留粉体を容器の底の片隅に集め、前記片隅に位置決めした吸引ノズルによって吸引することを特徴とする粉体吸引方法。
   

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