JP5032109B2

JP5032109B2 - 粉粒体移送用流路切換装置

Info

Publication number: JP5032109B2
Application number: JP2006352266A
Authority: JP
Inventors: 文雄加藤
Original assignee: Tsukasa Co Ltd
Current assignee: Tsukasa Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: KR20080061227A; CN101209781B; CN101209781A; DE602007005449D1; KR101292712B1; EP1939119B1; EP1939119A1; US20080159818A1; US7534074B2; JP2008162731A

Description

本発明は、ダンパー構造の空気輸送用流路切換装置における粉粒体の輸送流路の切換装置に関し、食品、医薬品、飼料、肥料等の各種粉粒体の空気輸送プラントにおいて、種々の原料タンク等から空気輸送される各種粉粒体を所要の配合割合に混合し、輸送するなどの為に、その輸送流路を切り換えることを目的として使用するものである。

特許文献１、２に記載されている通り、この種の流路切換装置は、主管部と枝管部とで管体を構成し、この管体内に回転軸を支点として揺動する切換ダンパーを設け、この切換ダンパーの外周緑部にパッキンを取着した基本構成を備えている。
そして、適宜手段による回転軸の回動に基づいて切換ダンパーを揺動させ、パッキンを管体の内壁面に圧接し、主管部と枝管部の分岐部分を閉塞して主管部の流入口と流出口とを連通状態とし、或は、主管部の中途部分を閉塞し、主管部の流入口または流出口と枝管部を連通状態として流路の切り換えを行っている。このパッキンによって、ブロワ圧力が高くなっても、鋳物でできたボールバルブ等のものよりも、エアリーク量を相対的に低く押えている。
また、板金のプレス加工によって管を作り、各パーツを溶接により接続することで、従来の鋳物で製作されたボールバルブ型等の流路切換装置の軽量化を図り、施工の容易性、コストパフォーマンスを確保している。

実公昭６３−３３８５８号公報実公平２−１９６７３号公報

しかしながら、従来の技術では、パッキンが劣化し、損傷する等、パッキン破片が異物として粉粒体に混入するおそれがあり、また、例えば食品であればカビが生えたり虫が発生したりする等のコンタミネーションのおそれもあり、食品の安全性確保などのため、より一層シール部の安全性を確保するように要望されている。また、消耗品として定期的にパッキンを取り替えなければならばならないと言う問題があった。
さらに、ステンレス鋼等を溶接し、板金加工でシール部の曲線部を構成していたので、職人の熟練した板金技術が要求され、その技術をもってしても、シール部に製作誤差が生じる場合があり、安定した加工精度がでないという問題があった。

本発明は、上記点に鑑み、食品等の粉粒体のコンタミネーションを防止し、メンテナンスを容易とし、シールの加工精度を高めることを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、主管部と枝管部とで管体を構成し、軸受部で回転自在に支承される回転軸を設け、該回転軸に固定されるとともに該回転軸を支点として管体内で揺動する切換ダンパーを設けた粉粒体移送用流路切換装置において、前記主管部は斜めに分割された第１主管部及び第２主管部を備え、当該第１主管部の一端に第１開口と第２開口を設け、前記第１主管部の第１開口と第２主管部とを、開放端を備える第１環状部を介して接続し、前記第１主管部の第２開口と前記枝管部とを、前記第１環状部とは角度を設けた、開放端を備える第２環状部を介して接続し、前記回転軸及び軸受部が前記第１開口と第２開口の境界部に位置するように設定するとともに、前記軸受部に前記第１環状部、第２環状部、第２主管部、及び前記枝管部とが接続し、前記切換ダンパーが前記第１環状部及び第２環状部の間で前記回転軸を支点として揺動する構成とし、前記切換ダンパーの外周端面が前記第１環状部又は第２環状部の内周端面に金属同士で圧接することにより、前記第１主管部と前記第２主管部、又は、前記第１主管部と前記枝管部のいずれかの連通を閉塞するとともにシールすることを特徴とする粉粒体移送用流路切換装置を要旨とする。

請求項２の発明のように、前記管体が板金加工された金属性の鋼材で構成され、前記切換ダンパー、第１環状部、及び第２環状部が鋼板を機械加工した金属性の鋼材であって、前記管体の壁の厚みよりもその厚みが大きく設定され、前記第１主管部が前記第１環状部と第２環状部に溶接で接続され、前記第２主管部が前記軸受部及び前記第１環状部に溶接接続され、前記第枝管部が前記軸受部及び前記第２環状部に溶接接続されることが好ましい。

請求項３の発明のように、前記第１環状部及び第２環状部がそれぞれ、コ字形状又はＵ字形状の３枚以上の鋼板を備え、両側の鋼板の間隙に中間の鋼板が嵌合され、前記３枚以上の鋼板が締結された積層構造を備えることが好ましい。なお、請求項１乃至３の発明において、第１環状部及び第２環状部と切換ダンパーとの間のシール性を向上させるために、切換ダンパーの外周端面に、該外周端面の長辺方向と平行な単数条又は複数条の溝を設け、前記第１環状部及び前記第２環状部の内周端面を前記切換ダンパーの外周端面に対して傾斜面とし、この傾斜面に対して切換ダンパーの外周端面の端部が圧接する構造としてもよい。また、請求項３の発明のように、第１環状部及び第２環状部が３枚以上の鋼板を備える場合には、前記傾斜面を、その内の１枚、好ましくは中間部の１枚の鋼板に形成してもよい。

請求項１の発明によれば、以下の効果がある。
（１）シールを金属部材の圧接により構成しているので、異物混入のリスクがなく、シール破損片の粉粒体への混入を防止し、カビ、害虫等の異物が発生し難く、コンタミネーションを好適に防止できるとともに、エアリークを確実に防止できる。
（２）主管部を２つのパーツに分割するとともに、第１環状部及び第２環状部を設けることで、シール部の安定した加工精度を実現できる。

請求項２の発明によれば、管体を板金加工するとともに、第１環状部と第２環状部とを精度の高い機械加工することでシール部の加工精度が一層向上する。

請求項３の発明によれば、第１環状部と第２環状部の取付作業を容易化するとともに、エアリークの防止を確実とする。

以下、本発明実施形態の粉粒体移送用流路切換装置１（以下、流路切換装置１という。）について図面を参照して説明する。流路切換装置１は、粉粒体の空気輸送（圧送）、高濃度輸送、シュート輸送など、高シール性が要求される粉粒体輸送装置の切換装置である。本実施形態では流路切換装置１を二叉状の管体に構成した場合について説明する。

流路切換装置１は、図１〜図１０に示す通り、第１主管部２と第２主管部３と枝管部４とで管体５を構成し、軸受部６で回転自在に支承される回転軸７を設け、この回転軸７に固定されるとともに回転軸７を支点として管体５内で揺動する切換ダンパー８を設けたものである。第１主管部２乃至枝管部４は１つの部品として別体で製作したものである。第１主管部２と第２主管部３は別々の製作工程で製作されたものでもよいし、１つの主管部を板金加工した後、２つのパーツに切断し分離したものでもよい。第１主管部２と第２主管部３とは中心軸線が共通であり、枝管部４の中心軸線に対して鋭角（例えば３０°〜４０°が好ましい）をなすように配置され、また、開放端９０を備える第１環状部９を介して接続している。第１環状部９は中心軸線に対して鋭角に傾斜して配置されている。第１環状部９とは鋭角（例えば、３０〜５０°が好ましい）をなして、開放端１００を備えた第２環状部１０が配置され、この第２環状部１０を介して主管部２の下端部が枝管部４の上端部に接続されている。そのため第１主管部２の第１開口２０と第２開口２１とがＶ字形状をなすように鋭角をなして形成されている。第１開口２０と第２開口２１とは相隣接する。軸受部６を第１開口２０と第２開口２１の下端部に位置するように設定するとともに、軸受部６の両端部に第２主管部３と枝管部４が接続する。そして、切換ダンパー８が第１環状部９、第２環状部１０の間で回転軸７を支点として揺動する構成とする。さらに、切換ダンパー８の外周端面８０が第１環状部９の鋼板９３の内周端面９１、又は第２環状部１０の内周端面１０１に金属同士で圧接することにより、第１主管部２と第２主管部３、又は、第１主管部２と枝管部４のいずれかの連通を閉塞しシールするとともに、他方を連通するように設定されている。

また、揺動レバー１１は下端部を回転軸７に軸着固定したＵ字形状のアーム部材であって、回転軸７、切換ダンパー８と一体に揺動するようになっている。揺動レバー１１は端部に揺動機構部１２を備え、揺動機構部１２がピストンロッド１３に固定され、揺動レバー１１を揺動させるようになっている。エアーシリンダ構造のシリンダ１４は、第１主管部２と平行に配置されて、回転軸７と切換ダンパー８揺動レバー１１とを一体回転するようになっている。シリンダ１４はボルト、ピン等からなるブラケット１５を備え、ブラケット１５が第１主管部２の取付片２３に固定されている。なお、標準装備として、電磁弁、シリンダースイッチ等を備えている。以下、各構成要素を詳細に説明する。

第１主管部２と第２主管部３と枝管部４から構成される管体５は、金属性の鋼材で、好ましくは、ステンレス鋼のＳＵＳ３０４を採用し、板金のプレス加工をしたものである。第１主管部２、第２主管部３及び枝管部４は図示する通り、横断面が概ね角型から円型へ徐々に変化するように形成された管路である。第１主管部２と第２主管部３とは同軸状に配置され、枝管部４は第１主管部２と第２主管部３の軸方向に対して枝分かれ状に斜めに配置されている。第１主管部２、第２主管部３、枝管部４にはそれぞれフランジ２４、フランジ３０、フランジ４０が形成され、それぞれに、取付孔２５、３１及び４１が形成されている。また、図２〜図５に示す通り、第１主管部２は上部開口２６、第１開口２０及び第２開口２１を備え、第２主管部３は上部の開口３２と下部の開口３３（図３（ｃ）及び図６参照）とを備え、枝管部４は上部の開口４２、下部の開口４３を備えている（図６参照）。

軸受部６は軸方向に配置され第２主管部３と枝管部４の境界部分において回転軸７を前後方向に貫通させて、回転軸７の前後部で軸受支持するものである。軸受部６は機密構造である。第２主管部３、枝管部４、第１環状部９、第２環状部１０の端部と接続するボス６０と、ボス６０に形成されるＵ字形溝６１と、ボス６０の外側に取り付けられる軸受端部６２と、を備えている。切換ダンパー８の下端部は回転軸７に軸方向に沿って軸着固定したものである。回転軸７の下方の周囲にはシール６３が配置され、その下部にシール押さえ６４が配置されている。

回転軸７は両端部に軸着部７０が固定してあり、この軸着部７０に揺動レバー１１の端部が軸着されている。

切換ダンパー８は、第１主管部２上端部の開口から排出される粉粒体の流路を、枝管部４の斜め下方の開口、又は、第２主管部３の下端開口のいずれかから吸い上げられるように、その流路を切り換えるものである。図１０に示す通り、この切換ダンパー８は、外周端面８０に、複数条（ここでは一対）の溝８１が端面の長辺方向（長手方向）に形成されるとともに、下端部に回転軸７に取り付けるための連結部８２を備えている。また、切換ダンパー８は表裏に主面８３を備えている。さらに連結部８２には回転軸７を貫通させ固定するための貫通孔８４が備えられている。第１環状部９の内周端面９１、第２環条部１０の内周端面１０１は、外周端面８０に対して傾斜面となっており、この傾斜面に対して外周端面８０の端部が圧接する構造となっており、圧接面以外には隙間が形成されている。つまり、圧接する直前から圧接時まで揺動端部に行くに従って隙間が徐々に狭くなり、圧接時には、図８（ｄ）に示す通り、外周端面８０の端部の面で圧接するようになっている。これにより、製作誤差の影響を受けにくくし、圧接の精度を高め、空気のリークを防止している。隙間の傾斜角度（対向する端面のなす角度）は１°〜３°が例示される。第２環状部１０の内周端面１０１は、図８（ｄ）に示す内周端面９１とは逆方向の傾斜面になっている。

第１環状部９は、コ字形状の３枚の鋼板９２、９３、９４を備えており、両側の鋼板９２、９４の間隙に中央の鋼板９３が嵌合されて挟み込まれ、鋼板９４に形成されたねじ孔９５に螺合し、鋼板９２と鋼板９３に形成された貫通孔９６、貫通孔９７に貫通するボルト９８で締結された積層構造を備える。このように積層構造としたのは鋼板９３の位置をずらすことで製作誤差を調整するためである。ボルト９８を少し緩めて、適切に位置を合わせた後にボルト９８で圧締することでシール部の加工精度（および調整精度）を高め、エアリークを防止する。開放端９０は鋼板９３に形成されてボス６０及び／又は軸受端部６２の凹部に掛止し位置が調整可能になっている。鋼板９２及び９４の下端部は、ボス６０及び／又は軸受端部６２の凹部に嵌合し、また、内側の周縁部が第２主管部３と第１主管部２とにそれぞれ溶接接続され、２本の第１接続線Ｓ₁、Ｓ_２（図２、４参照）がコ字形状に形成されている。第２環状部１０も同様に鋼板１０２、１０３、１０４を備えているので、他の構成について、部品番号は１００番を付加した番号として説明は援用するが、第２環状部１０に関しても第２接続線Ｓ₃、Ｓ₄がコ字形状に形成されている（図２、図４参照）。また、第２主管部３の縁端部は、第１接続線Ｓ_２に連続して、ボス６０の外周部に溶接接続され、枝管部４の縁端部は、第２接続線Ｓ_３に連続して、ボス６０の外周部に溶接接続されている。鋼板９４と鋼板１０４とは、第１接続線Ｓ_１及び第２接続線Ｓ_４と連続し、軸方向に形成された接続線によって互いに溶接されている。また、鋼板９４と鋼板１０４を溶接する接続線に連続して、鋼板１０４の外周端面とボス６０とを溶接する接続線、及び、鋼板９４とボス６０とを溶接する接続線が形成されるなど、適所に溶接が施されている。なお、図１の状態では、図３の分解図に示す通り、切換ダンパー８は第１環状部９に圧接している。図４の状態では、図５の分解図に示す通り、切換ダンパー８は第２環状部１０に圧接している。

切換ダンパー８、第１環状部９、及び第２環状部１０は、鋼板を機械加工した金属性の鋼材、例えば、一般構造用圧延鋼材であるＳＳ４００フラットバーを工作機械で機械加工したものであって、表面はユニクロメッキ又はニッケルクロムメッキ仕上げである。管体５の壁の厚みよりも、その厚みが大きく設定されている。第１主管部２の第１開口２０、第２開口２１を区画形成する縁端がそれぞれ鋼板９４と鋼板１０４の主面内側端に溶接で接続され、第２主管部３の開口３２を区画形成する縁端がボス６０の外周部及び鋼板９２の主面内側端に溶接接続され、枝管部４の開口４２を区画形成する縁端がボス６０の外周部及び鋼板１０２の主面内側端に溶接接続されている。鋼板９２、９４、１０２、１０４の基部はそれぞれボス６０の外周面に溶接接続されている。第１環状部９と第２環状部１０は第１主管部２、第２主管部３、枝管部４の表面から外部に突出する形状となっており、これにより外部からの締結を可能とする。

粉粒体移送用流路切換装置１の動作について図面を参照して説明する。前記構成の流路切換装置１は、特許文献１に記載の粉粒体移送装置に組み込まれて、その使用に供される。同装置の詳細構造は同文献を参照されたい。流路切換装置１を輸送管（図示略）の間に設置し使用する場合に、切換ダンパー８を２つの原料タンク（図示略）のいずれか一方と連通すべく切換操作する。枝管部４の上流にある原料タンク（図示略）からの移送を行なう場合には、ピストンロッド１３を図１の矢印Ａの方向に伸長動作させ、回転軸７を支点として図１の矢印Ｂに示す通り切換ダンパー８と揺動レバー１１とを一体揺動して流路切換を行い、切換ダンパー８を第１環状部９に圧接させる。これにより、外周端面８０の端部が鋼板９３の内周端面９１に圧接され、図１の矢印Ｃ及びＤに示す通り、原料タンク（図示略）の所要の粉粒体が枝管部４から第１主管部２を経て屈曲経路にて移送される。逆に、第２主管部３の上流にある他の原料タンク（図示略）からの移送を行なう場合には、ピストンロッド１３を図１の矢印Ａの方向に短縮動作させ、回転軸７を支点として図１の矢印Ｂに示す通り切換ダンパー８と揺動レバー１１とを一体揺動し流路切換を行い、切換ダンパー８を第２環状部１０に圧接させる。これにより、外周端面８０の端部が鋼板１０３の内周端面に密着され、図１の矢印Ｅ及びＤに示す通り、他の原料タンク（図示略）の所要の粉粒体が第２主管部３から第１主管部２を経て直線状に移送される。

なお、本発明では二叉状の管体５を採用した場合における流路切換装置について説明したが、三叉状の管体５を構成するも、何等本考案の要旨を変えるものではない。

以上説明した実施形態によれば、次の効果がある。即ち、シールを金属部材である切換ダンパー８と第１環状部９、又は切換ダンパー８と第２環状部１０の圧接により構成しているので、異物混入のリスクがなく、シール破損片の粉粒体への混入を防止し、カビ、害虫等の異物が発生し難く、コンタミネーションを好適に防止できるとともに、エアリークを確実に防止できる。管体５が第１主管部２と第２主管部３と枝管部４の３つのパーツから構成されるので、第１環状部及び第２環状部を別体で高精度で製作することで、安定したシールの加工精度を実現できる。例えば、管体５を板金加工するとともに、第１環状部９と第２環状部１０とをレーザー加工機等で機械加工し、それらを溶接で接続することで加工精度が一層向上する。また、第１環状部９と第２環状部１０の取付作業を容易化するとともに、エアリークの防止を確実とする。さらに、溝８１を設けているので、シール効果を高めることができる。ボールバルブのように本体ハウジングが無い構造であるので、超軽量である。

なお、本発明は、上述の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おいて、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。

本発明実施形態の流路切換装置の正面図である。同装置の斜視図である。同装置の分解斜視図であり、（ａ）は第１主管部、（ｂ）は枝管部、（ｃ）は第２主管部を示している。同装置の異なる角度から観た斜視図である。同装置の異なる角度から観た分解斜視図であり、（ａ）は第１主管部（取付片等を除去した状態）、（ｂ）は第２主管部を示している。同装置の内部を示す中央縦断面図である。（ａ）は同装置の第１環状部のうち中間の鋼板（第２環状部のうち中間の鋼板）の側面図、（ｂ）は締結された第１環状部の部分正面図、（ｃ）は同装置の本体の正面図、（ｄ）は第１主管部の側面図である。（ａ）は同装置の中間の鋼板のＦ−Ｆ線断面図、（ｂ）はＧ−Ｇ線断面図、（ｃ）は同平面図、（ｄ）は同装置の鋼板の締結構造を示す縦断面の断面図である。切換ダンパー、回転軸及び軸受部の部分断面図である。（ａ）は同装置の回転軸と切換ダンパーを示す平面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）は同正面図、（ｄ）は（ｃ）の部分拡大図である。

符号の説明

１…流路切換装置２…第１主管部２０…第１開口２１…第２開口
２３…取付片２４…フランジ２５…取付孔２６…開口
３…第２主管部３０…フランジ３１…取付孔３２…開口３３…開口
４…枝管部４０…フランジ４１…取付孔４２…開口４３…開口
５…管体６…軸受部６０…ボス６１…Ｕ字形溝６２…軸受端部
７…回転軸７０…軸着部８…切換ダンパー８０…外周端面８１…溝
８２…連結部８３…主面８４…貫通孔９…第１環状部９０…開放端
９１…内周端面９２〜９４…鋼板９５…ねじ孔９６、９７…貫通孔
９８…ボルト１０…第２環状部１００…開放端１０１…内周端面
１０２〜１０４…鋼板１１…揺動レバー１２…揺動機構部
１３…ピストンロッド１４…シリンダ１５…ブラケット

Claims

主管部と枝管部とで管体を構成し、軸受部で回転自在に支承される回転軸を設け、該回転軸に固定されるとともに該回転軸を支点として管体内で揺動する切換ダンパーを設けた粉粒体移送用流路切換装置において、
前記主管部は斜めに分割された第１主管部及び第２主管部を備え、当該第１主管部の一端に第１開口と第２開口を設け、
前記第１主管部の第１開口と第２主管部とを、開放端を備える第１環状部を介して接続し、
前記第１主管部の第２開口と前記枝管部とを、前記第１環状部とは角度を設けた、開放端を備える第２環状部を介して接続し、
前記回転軸及び軸受部が前記第１開口と第２開口の境界部に位置するように設定するとともに、前記軸受部に前記第１環状部、第２環状部、第２主管部、及び前記枝管部とが接続し、
前記切換ダンパーが前記第１環状部及び第２環状部の間で前記回転軸を支点として揺動する構成とし、
前記切換ダンパーの外周端面が前記第１環状部又は第２環状部の内周端面に金属同士で圧接することにより、前記第１主管部と前記第２主管部、又は、前記第１主管部と前記枝管部のいずれかの連通を閉塞するとともにシールすることを特徴とする粉粒体移送用流路切換装置。
前記管体が板金加工された金属性の鋼材で構成され、
前記切換ダンパー、第１環状部、及び第２環状部が鋼板を機械加工した金属性の鋼材であって、前記管体の壁の厚みよりもその厚みが大きく設定され、
前記第１主管部が前記第１環状部と第２環状部に溶接で接続され、前記第２主管部が前記軸受部及び前記第１環状部に溶接接続され、前記枝管部が前記軸受部及び前記第２環状部に溶接接続される請求項１の粉粒体移送用流路切換装置。
前記第１環状部及び第２環状部がそれぞれ、コ字形状又はＵ字形状の３枚以上の鋼板を備え、両側の鋼板の間隙に中間の鋼板が嵌合され、前記３枚以上の鋼板が締結された積層構造を備える請求項１又は２の粉粒体移送用流路切換装置。