JP5137028B2 - 定量供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、化学プラント、食品プラント等において、被移送物（例えば、粉体等）を、ホッパ等の供給装置から輸送路の配管に所定量だけ供給する定量供給装置に関する。

従来の定量供給装置として、筒状のケーシングと、ケーシング内に、ケーシングの筒軸方向に交差して配設される回転軸を軸芯にして回転可能に設けられ、被移送物が導入されるポケットを有するバルブと、ケーシングの筒軸方向の両側に嵌挿され、バルブに密着してシールする一対のシートリングと、を備えるものが知られており、上記バルブは、円筒部と、円筒部の両端部を閉塞する一対の側面板と、円筒部の周面に形成される開口部と、を備えている。そして、上記した従来の定量供給装置では、バルブを回転させることにより、ケーシングの一端側から投入された被移送物を、一定量ずつ、ケーシングの他端側から排出している（例えば、特許文献１参照）。

特許第３８７２４４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の定量供給装置では、バルブが回転することにより、被移送物がバルブとケーシングとの隙間空間に入り込んで固化してしまい、バルブの回転を妨げる可能性があった。また、上記隙間空間に被移送物が入り込まないように、上記隙間空間を埋める部材を別途設けることも考えられるが、結局、その部材とバルブとの間に被移送物が入り込んで固化してしまうため、根本的な解決にはならなかった。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、バルブとケーシングとの隙間空間での被移送物の固化を防止することができ、バルブの回転を良好に維持することができる定量供給装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）筒状のケーシングと、ケーシング内に、ケーシングの筒軸方向に交差して配設される回転軸を軸芯にして回転可能に設けられ、被移送物が投入されるポケットを有するバルブと、ケーシングの筒軸方向の両側に嵌挿され、バルブに密着してシールする一対のシートリングと、を備え、バルブを回転させることにより、ケーシングの一端側から投入された被移送物を、一定量ずつ、ケーシングの他端側から排出する定量供給装置であって、バルブは、バルブとケーシングとの隙間空間に入り込んだ被移送物を収集するブレードと、ブレードにより収集された被移送物をポケット内に導入する導入口と、を有することを特徴とする定量供給装置。
（２）バルブは、円筒部と、円筒部の両端部を閉塞する一対の側面板と、円筒部の周面に形成される開口部と、を備え、ブレード及び導入口は、一対の側面板の少なくとも一方に設けられることを特徴とする（１）に記載の定量供給装置。
（３）ブレードは、バルブの回転方向後方に向かって凹状、且つ導入口の開口縁に連続するように円弧状に設けられることを特徴とする（１）又は（２）に記載の定量供給装置。
（４）ブレード及び導入口は、バルブの開口部のバルブの回転方向前方の端縁の近傍に配置されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の定量供給装置。

本発明の定量供給装置によれば、バルブは、バルブとケーシングとの隙間空間に入り込んだ被移送物を収集するブレードと、ブレードにより収集された被移送物をポケット内に導入する導入口と、を有するため、例え、バルブとケーシングとの隙間空間に被移送物が入り込んだとしても、ブレードにより被移送物が速やかに収集され、導入口を介してポケット内に導入される。これにより、バルブとケーシングとの隙間空間での被移送物の固化を防止することができるので、バルブの回転を良好に維持することができる。

また、本発明の定量供給装置によれば、ブレードは、バルブの回転方向後方に向かって凹状、且つ導入口の開口縁に連続するように円弧状に設けられるため、バルブとケーシングとの隙間空間に入り込んだ被移送物をブレードに沿って効率よく収集することができ、ポケット内に速やかに導入することができる。

また、本発明の定量供給装置によれば、ブレード及び導入口は、バルブの開口部のバルブの回転方向前方の端縁の近傍に配置されるため、ブレードにより収集された被移送物を重力を利用してポケット内に速やかに導入することができる。

以下、本発明に係る定量供給装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、被移送物として粉体を対象とする定量供給装置を例に挙げて説明する。

本実施形態の定量供給装置１０は、図１及び図２に示すように、筒状のケーシング２０と、ケーシング２０内に、ケーシング２０の筒軸方向に交差して配設される第１及び第２回転軸３５，３６を軸芯にして回転可能に設けられるバルブ３０と、ケーシング２０の筒軸方向の両側に嵌挿され、バルブ３０に密着してシールする一対のシートリング４０と、バルブ３０の第１回転軸３５に接続され、バルブ３０を回転させる駆動装置５０と、を備える。

ケーシング２０は、粉体の移送路である第１円筒部２１と、第１円筒部２１の中間部に、第１円筒部２１の筒軸方向と直交するように接合される第２円筒部２２と、第２円筒部２２の一端部（図１の右端部）を閉塞し、第２円筒部２２にネジ締結される第１ボンネット板２３と、第２円筒部２２の他端部（図１の左端部）を閉塞し、第２円筒部２２に接合される第２ボンネット板２４と、第１円筒部２１及び第２円筒部２２が交差する部分に形成され、バルブ３０を収容するバルブ収容部２５と、を備える。

また、第１円筒部２１の両端部には、フランジ部２６がそれぞれ接合されており、本実施形態では、上側のフランジ部２６にプラントのホッパ等の供給装置が接続され、下側のフランジ部２６に輸送用配管が接続される。

バルブ３０は、ドラム型のバルブであり、図３に示すように、円筒部３１と、円筒部３１の両端部を閉塞する一対の側面板３２と、円筒部３１の周面に形成される開口部３３と、を備え、バルブ３０内に被移送物が導入されるポケット３４が形成される。また、開口部３３は、バルブ３０の回転方向前方の端縁が直線状に形成されると共に、バルブ３０の回転方向後方の端縁が略Ｖの字状に形成される。また、バルブ３０は、ステンレス製（ＳＵＳ３０４等）であり、表面にハードクロムメッキ（ＨＣＲ）が施されている。なお、本実施形態では、バルブ３０は、図２において時計回転方向に回転される。

また、バルブ３０の一方側（図３の右側）の側面板３２の中心には、駆動装置５０に接続される第１回転軸３５が突設され、他方側（図３に左側）の側面板３２の中心には、第２ボンネット板２４に中心にネジ締結される軸受カバー２４ａに回転可能に支持される第２回転軸３６が突設される。また、この第２回転軸３６と軸受カバー２４ａとの間にはすべり軸受２４ｂが介装される。なお、第１及び第２回転軸３５，３６は同軸上に配置されている。

シートリング４０は、図１及び図２に示すように、第１円筒部２１の両端部に内嵌可能な外径寸法を有する円筒状部材であり、その一端部に、バルブ３０の円筒部３１の外周面に密着して摺接する摺接面４１が形成される。

また、シートリング４０の外周面には２本の周溝４２，４２が形成されており、この周溝４２，４２には、第１円筒部２１の内周面とシートリング４０の外周面との間のシール性を維持する不図示のＯリングが装着される。

また、シートリング４０のバルブ３０に対するシール性（密着力）は、ケーシング２０の両端部の径方向対称位置にそれぞれ配置される密着力調整機構６０により調整されており、密着力調整機構６０は、図１及び図２に示すように、第１円筒部２１の外周面に固定される支持片６１と、シートリング４０の外周面に固定され、第１円筒部２１の周面に形成される溝穴２１ａを介して外部に突出する押圧片６２と、支持片６１に螺着され、押圧片６２の先端部に形成される二股部６２ａ間を通過する連結部材６３と、連結部材６３を支持片６１に締結する固定ナット６４と、連結部材６３に挿通される複数の皿バネ６５と、押圧片６２の二股部６２ａとの間に複数の皿バネ６５を挟み込むように連結部材６３の端部に螺着される調整ナット６６と、を備える。そして、密着力調整機構６０によるシール性の調整は、調整ナット６６を回転させ、複数の皿バネ６５の付勢力を調整することにより行う。

そして、本実施形態では、図１〜図４に示すように、バルブ３０のポケット３４内に、ポケット３４内に導入された被移送物を掻き落とすスクレーパ装置７０が設けられており、このスクレーパ装置７０は、バルブ３０の第２回転軸３６に同芯に挿通される軸部７１と、軸部７１に支持される一対のアーム部７２と、一対のアーム部７２の先端部に固定されるスクレーパ部７３と、軸部７１の一端部（図３の右端部）に外嵌され、第１回転軸３５の基端部の中心に形成される支持穴３５ａに内嵌されるすべり軸受７４と、軸部７１の他端部（図３の左端部）に形成される切込み７１ａに取り付けられ、軸受カバー２４ａにネジ締結される固定板７５と、を備える。

スクレーパ部７３は、ステンレス製（ＳＵＳ３０４等）であり、表面にハードクロムメッキ（ＨＣＲ）が施されている。なお、本実施形態では、スクレーパ部７３の断面形状は、矩形状であるが、これに限定されず、三角形、台形、円形、楕円形、長円形などでもよく、その形状は任意である。また、スクレーパ部７３のバルブ３０の回転方向後方の端縁に沿って複数の刃部を形成してもよい。また、スクレーパ部７３は合成樹脂製であってもよい。

また、本実施形態では、図３〜図５に示すように、アーム部７２の基端部に、アーム部７２（スクレーパ部７３）に所定以上の荷重が作用した時に回転を許容する回転許容機構であるクランプ部８０が設けられる。このクランプ部８０は、アーム部７２の基端部に軸部７１の軸線に沿って形成される切込み８１と、切込み８１により形成される一対の挟持部８２と、一対の挟持部８２の対向面にそれぞれ形成される軸部７１と略同径の挟持面８３と、一対の挟持部８２間を締め付け、挟持面８３間に軸部７１を挟み込むボルト８４と、を備える。

また、本実施形態では、図２に示すように、スクレーパ部７３は、ケーシング２０の排出側（図２の下側）に配置されるシートリング４０よりバルブ３０の回転方向後方、且つケーシング２０の投入側（図２の上側）に配置されるシートリング４０よりバルブ３０の回転方向前方の範囲内に配置される。

さらに、本実施形態では、図１〜図３及び図６に示すように、バルブ３０の一対の側面板３２に、バルブ３０の一対の側面板３２と第１及び第２ボンネット板２３，２４との隙間空間Ｓに入り込んだ被移送物を収集する収集ブレード９１と、収集ブレード９１により収集された被移送物をポケット３４内に導入する円形状の導入口９２と、が設けられる。

収集ブレード９１は、図６に示すように、バルブ３０の回転方向後方に向かって凹状、且つ導入口９２の開口縁に連続するように円弧状に形成される。また、収集ブレード９１は、円形の導入口９２の開口縁に沿って形成される。

また、本実施形態では、図６に示すように、収集ブレード９１及び導入口９２は、開口部３３のバルブ３０の回転方向前方の端縁の近傍に配置される。なお、収集ブレード９１及び導入口９２は、バルブ３０の側面板３２に対して１組しか設けられていないが、これに限定されず、複数組設けられていてもよい。

また、収集ブレード９１は、ステンレス製（ＳＵＳ３０４等）であり、表面にハードクロムメッキ（ＨＣＲ）が施されている。なお、本実施形態では、収集ブレード９１は、バルブ３０の側面板３２に溶接により固定されているが、これに限定されず、ネジ締結により固定されてもよく、この場合は、合成樹脂製であってもよい。さらに、収集ブレード９１は鋳型による一体成形でもよい。また、本実施形態では、導入口９２は、円形に形成されているが、これに限定されず、三角形、四角形、台形、楕円形、長円形などでもよく、その形状は任意である。

このように構成された定量供給装置１０では、まず、第１円筒部２１の上部開口からシートリング４０内に投入された被移送物は、回転するバルブ３０の開口部３３と上側のシートリング４０とが連通している間に、重力によりポケット３４内に一定量導入される。次いで、ポケット３４内に導入された被移送物は、バルブ３０が回転して、開口部３３と下側のシートリング４０とが連通している間に、重力により下側のシートリング４０内に一定量導出されると共に、第１円筒部２１の下端開口から排出される。この時、ポケット３４内の被移送物は、スクレーパ装置７０により掻き落とされると共に収集されるので、ポケット３４内で固着することなく、速やかに排出される。また、例え、被移送物がポケット３４内で固着してしまったとしても、スクレーパ装置７０により固着した被移送物が破砕・収集されるので、被移送物は速やかに排出される。

また、例え、バルブ３０の内側面とアーム部７２及びスクレーパ部７３との間に被移送物が挟まったとしても、アーム部７２に所定以上の荷重が作用した時にクランプ部８０がアーム部７２の回転を許容して、挟まった被移送物と共にアーム部７２及びスクレーパ部７３がバルブ３０と同様に回転するので、被移送物が挟まることによるバルブ３０の停止が回避される。

また、バルブ３０を回転させることにより、バルブ３０の一対の側面板３２と第１及び第２ボンネット板２３，２４との隙間空間Ｓに被移送物が入り込んだとしても、バルブ３０の収集ブレード９１により被移送物が速やかに収集され、導入口９２を介してポケット３４内に導入される。これにより、隙間空間Ｓ内での被移送物の固化が防止されるので、バルブ３０の回転が良好に維持される。

以上説明したように、本実施形態の定量供給装置１０によれば、バルブ３０は、バルブ３０とケーシング２０との隙間空間Ｓに入り込んだ被移送物を収集する収集ブレード９１と、収集ブレード９１により収集された被移送物をポケット３４内に導入する導入口９２と、を有するため、例え、バルブ３０とケーシング２０との隙間空間Ｓに被移送物が入り込んだとしても、収集ブレード９１により被移送物が速やかに収集され、導入口９２を介してポケット３４内に導入される。これにより、バルブ３０とケーシング２０との隙間空間Ｓでの被移送物の固化を防止することができるので、バルブ３０の回転を良好に維持することができる。

また、本実施形態の定量供給装置１０によれば、収集ブレード９１は、バルブ３０の回転方向後方に向かって凹状、且つ導入口９２の開口縁に連続するように円弧状に設けられるため、バルブ３０とケーシング２０との隙間空間Ｓに入り込んだ被移送物を収集ブレード９１に沿って効率よく収集することができ、ポケット３４内に速やかに導入することができる。

また、本実施形態の定量供給装置１０によれば、収集ブレード９１及び導入口９２は、バルブ３０の開口部３３のバルブ３０の回転方向前方の端縁の近傍に配置されるため、収集ブレード９１により収集された被移送物を重力を利用してポケット３４内に速やかに導入することができる。

なお、本実施形態のバルブ３０の第１変形例として、図７に示すように、収集ブレード９１及び導入口９２の代わりに、バルブ３０の一対の側面板３２に、バルブ３０の一対の側面板３２と第１及び第２ボンネット板２３，２４との隙間空間Ｓに入り込んだ被移送物を攪拌する攪拌ブレード９３を複数設けるようにしてもよい。この攪拌ブレード９３は、バルブ３０の回転方向前方に向かって凸状且つ軸方向視において略Ｖの字状に形成される。

本変形例によれば、バルブ３０とケーシング２０との隙間空間Ｓに入り込んだ被移送物が複数の攪拌ブレード９３により常に攪拌されるので、隙間空間Ｓでの被移送物の固化を防止することができ、バルブ３０の回転を良好に維持することができる。

また、本実施形態のバルブ３０の第２変形例として、図８に示すように、収集ブレード９１及び導入口９２の代わりに、バルブ３０の一対の側面板３２に、バルブ３０の一対の側面板３２と第１及び第２ボンネット板２３，２４との隙間空間Ｓに入り込んだ被移送物をバルブ３０の外周面に排出する排出ブレード９４を設けるようにしてもよい。この排出ブレード９４は、バルブ３０の回転方向前方に向かって凸状且つ円弧状に形成される。

本変形例によれば、バルブ３０とケーシング２０との隙間空間Ｓに入り込んだ被移送物が排出ブレード９４によりバルブ３０の外周面に排出され、その排出された被移送物がバルブ３０の回転に伴って下側のシートリング４０内に導出されるので、隙間空間Ｓでの被移送物の固化を防止することができ、バルブ３０の回転を良好に維持することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、定量供給装置は、被移送物として粉体を処理したが、これに限定されず、粒体やスラリー状のものも処理することが可能であり、具体的には、有機パウダー、金属粉、樹脂パウダー、樹脂ペレット、ガラスビーズ、木片チップ、木片、木繊維、活性フラックス、活性炭、石灰石、汚灰、及び汚泥等を処理することが可能である。

本発明に係る定量供給装置を説明するための一部切欠断面図である。 図１の矢印Ａ方向から見た定量供給装置の一部切欠断面図である。 図１に示すバルブ及びスクレーパ装置を説明するための要部断面図である。 図１に示すバルブ及びスクレーパ装置を説明するための斜視図である。 図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 図１に示すバルブを説明するための図であり、（ａ）はバルブの軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ矢視図である。 バルブの第１変形例を説明するための図であり、（ａ）はバルブの軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ矢視図である。 バルブの第２変形例を説明するための図であり、（ａ）はバルブの軸方向断面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＨ矢視図である。

符号の説明

１０ 定量供給装置
２０ ケーシング
２１ 第１円筒部
２２ 第２円筒部
２３ 第１ボンネット板
２４ 第２ボンネット板
２５ バルブ収容部
２６ フランジ部
３０ バルブ
３１ 円筒部
３２ 側面板
３３ 開口部
３４ ポケット
３５ 第１回転軸
３６ 第２回転軸
４０ シートリング
４１ 摺接面
４２ 周溝
５０ 駆動装置
６０ 密着力調整機構
７０ スクレーパ装置
７１ 軸部
７２ アーム部
７３ スクレーパ部
８０ クランプ部（回転許容機構）
９１ 収集ブレード
９２ 導入口
９３ 攪拌ブレード
９４ 排出ブレード
Ｓ 隙間空間

Claims (4)

1. 筒状のケーシングと、
   前記ケーシング内に、前記ケーシングの筒軸方向に交差して配設される回転軸を軸芯にして回転可能に設けられ、被移送物が投入されるポケットを有するバルブと、
   前記ケーシングの筒軸方向の両側に嵌挿され、前記バルブに密着してシールする一対のシートリングと、を備え、
   前記バルブを回転させることにより、前記ケーシングの一端側から投入された被移送物を、一定量ずつ、前記ケーシングの他端側から排出する定量供給装置であって、
   前記バルブは、前記バルブと前記ケーシングとの隙間空間に入り込んだ被移送物を収集するブレードと、前記ブレードにより収集された被移送物を前記ポケット内に導入する導入口と、を有することを特徴とする定量供給装置。
2. 前記バルブは、円筒部と、
   前記円筒部の両端部を閉塞する一対の側面板と、
   前記円筒部の周面に形成される開口部と、を備え、
   前記ブレード及び前記導入口は、前記一対の側面板の少なくとも一方に設けられることを特徴とする請求項１に記載の定量供給装置。
3. 前記ブレードは、前記バルブの回転方向後方に向かって凹状、且つ前記導入口の開口縁に連続するように円弧状に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の定量供給装置。
4. 前記ブレード及び前記導入口は、前記バルブの開口部の前記バルブの回転方向前方の端縁の近傍に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の定量供給装置。

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