JP5197932B2 - Powder microfeeder - Google Patents
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Description
本発明は、例えば数μmの粉体を微量ずつ被供給対象に供給する粉体微量供給装置に関する。 The present invention relates to a fine powder supply apparatus that supplies a small amount of powder of, for example, several μm to a supply target.
粉末染料や顔料を噴射して塗装を行う分野や、粉体の化学薬剤や貴金属の調合や配合等を行う分野では、粉体を定量供給する供給装置が用いられている。この種の装置としては、例えば、スクリューフィーダーやテーブルフィーダーを用いたもの(特許文献1等)、粉体を収容する容器を振動させて粉体を排出するもの(特許文献2等)等が公知である。
上記のように粉体を供給する装置は各種知られているが、いずれも微量の供給を行うのは困難である。例えば、スクリューフィーダーを用いた供給装置の場合、1時間あたり50〜100gの供給を行うものは現在でも市販されているが、数g/h乃至それ以下という微量で粉体を供給できる装置は見当たらない。 Various apparatuses for supplying powder as described above are known, but it is difficult to supply a small amount of any of them. For example, in the case of a supply device using a screw feeder, a device that supplies 50 to 100 g per hour is still commercially available, but there is no device that can supply powder in a trace amount of several g / h or less. Absent.
また、上記のほかにも、空気搬送によって粉体を供給する装置も知られているが、微量の粉体を搬送するためには極細の粉体送給管が必要となり、管内で粉体の詰まりが生じ易くなる。また、微量供給するために、圧縮空気の流量を少なくしすぎると、粉体の搬送力不足で粉体が粉体送給管内で滞留しやすくなり、圧縮空気の流量を多くすると微量の供給が困難になる。 In addition to the above, an apparatus for supplying powder by pneumatic conveyance is also known, but in order to convey a small amount of powder, an extremely fine powder feed pipe is required, and the powder is fed inside the pipe. Clogging is likely to occur. In addition, if the flow rate of compressed air is too small to supply a minute amount, the powder tends to stay in the powder feed pipe due to insufficient powder conveying force, and if the flow rate of compressed air is increased, a small amount of supply will not occur. It becomes difficult.
本発明は、空気搬送を用いて粉体の微量供給が可能な粉体微量供給装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a fine powder supply device capable of supplying a small amount of powder using air conveyance.
本発明の粉体微量供給装置は、粉体を貯留する貯留容器と、一端が前記貯留容器内で粉体の上面よりも上方に配置され、且つ、他端側が前記貯留容器外に配置された粉体送給管と、前記貯留容器内に下方から圧縮空気を供給する第1圧縮空気供給手段と、前記粉体送給管の途中に圧縮空気を供給する第2圧縮空気供給手段と、を備えており、前記貯留容器は、前記粉体送給管を除いて前記粉体を密閉しており、前記第1圧縮空気供給手段は、前記貯留容器内の空間部分に粉体を浮遊させるとともに、浮遊させた粉体を前記粉体送給管内に流入させており、前記第2圧縮空気供給手段は、前記粉体送給管内に流入した前記粉体を希薄化させるとともに、空気搬送する、ことを特徴とする。
The fine powder supply device of the present invention has a storage container for storing powder, one end disposed above the upper surface of the powder in the storage container, and the other end disposed outside the storage container. A powder feed pipe, a first compressed air supply means for supplying compressed air from below into the storage container, and a second compressed air supply means for supplying compressed air in the middle of the powder feed pipe. with which the storage container is sealed with the powder except the powder feeding tube, the first compressed air supply means may be suspended powder in the space portion of the storage container , was suspended powder has flowed into the powder feed pipe, the second compressed air supply means may be dilute the powder that has flowed into the powder feed pipe, air transport, It is characterized by that.
上記粉体微量供給装置は、前記貯留容器を振動させる振動機構を、更に備えており、
前記振動機構は、前記貯留容器に連結されている基板と、前記基板の一端部を固定する本体部と、前記基板を振動させる振動発生部と、前記本体部を下側から弾性的に支持する弾性支持部とを備えており、前記振動発生部は、電磁石を備えており、且つ前記本体部に固定されており、前記電磁石に電流を流すことによって間欠的に前記基板を吸着する。
The fine powder supply device further includes a vibration mechanism for vibrating the storage container ,
The vibration mechanism elastically supports the main body from below, a substrate connected to the storage container, a main body that fixes one end of the substrate, a vibration generating unit that vibrates the substrate, and The vibration generating unit includes an electromagnet and is fixed to the main body, and intermittently adsorbs the substrate by passing a current through the electromagnet .
前記第1圧縮空気供給手段は、前記貯留容器内に一定流量で連続的に圧縮空気を供給するように構成されていることが好ましい。 It is preferable that the first compressed air supply means is configured to continuously supply compressed air at a constant flow rate into the storage container.
前記第2圧縮空気供給手段は、前記粉体送給管に一定流量で連続的に圧縮空気を供給するように構成されていることが好ましい。 The second compressed air supply means is preferably configured to continuously supply compressed air at a constant flow rate to the powder feed pipe.
前記貯留容器は、空気の通過を許容するとともに粉体の通過を阻止する通気部材を内部に備え、該通気部材は、前記貯留容器内の粉体を下側から受けており、前記第1圧縮空気供給手段が、通気部材の下側から圧縮空気を供給するように構成されていることが好ましい。 The storage container includes a ventilation member that allows passage of air and prevents passage of powder therein, and the ventilation member receives the powder in the storage container from below, and the first compression It is preferable that the air supply means is configured to supply compressed air from below the ventilation member.
請求項1の発明によれば、第1圧縮空気供給手段によって貯留容器内に下方から圧縮空気を供給することにより、貯留容器内の粉体を流動化させ、貯留容器内の空間部分に浮遊した粉体を粉体送給管の一端から流入させる。したがって、粉体を微量ずつ粉体送給管内に流入することができる。さらに、第2圧縮空気供給手段によって粉体送給管内に粉体搬送方向の空気の流れを作り、粉体送給管に流入した粉体を空気搬送することができる。 According to the first aspect of the present invention, the compressed air is supplied into the storage container from below by the first compressed air supply means, thereby fluidizing the powder in the storage container and floating in the space portion in the storage container. Powder is introduced from one end of the powder feed tube. Therefore, it is possible to flow a small amount of powder into the powder feed pipe. Further, the second compressed air supply means can create an air flow in the powder conveying direction in the powder feeding pipe, and the powder flowing into the powder feeding pipe can be conveyed by air.
請求項2の発明によれば、微量の粉体を粉体送給管に流入させるため、第1圧縮空気供給手段により供給する圧縮空気量を少なくし、それによって、粉体容器内の粉体の流動化が不十分になったとしても、振動機構によって貯留容器を振動させることで、貯留容器内で粉体が偏って減少することが少なくなる。 According to the invention of claim 2, in order to allow a small amount of powder to flow into the powder feed pipe, the amount of compressed air supplied by the first compressed air supply means is reduced, whereby the powder in the powder container is reduced. Even if the fluidization of the liquid becomes insufficient, it is less likely that the powder is biased and reduced in the storage container by vibrating the storage container by the vibration mechanism.
請求項3の発明によれば、貯留容器内に連続的に圧縮空気を供給しているので、貯留容器内の空間部に略均一に粉体を浮遊させることができ、略一定量ずつ粉体送給管内に流入させることができる。 According to the invention of claim 3, since the compressed air is continuously supplied into the storage container, the powder can be suspended substantially uniformly in the space in the storage container, and the powder is supplied in a substantially constant amount. It can flow into the feed pipe.
請求項4の発明によれば、粉体送給管に連続的に圧縮空気を供給しているので、粉体送給管内に流入した粉体を均一に空気搬送し、排出することができる。 According to the invention of claim 4, since compressed air is continuously supplied to the powder feed pipe, the powder flowing into the powder feed pipe can be uniformly conveyed by air and discharged.
請求項5の発明によれば、第1圧縮空気供給手段によって通気部材上の粉体に略均一に圧縮空気を供給することができ、該粉体が貯留容器内で凝集したり閉塞したりすることを防止できる。 According to the invention of claim 5, the compressed air can be supplied to the powder on the ventilation member substantially uniformly by the first compressed air supply means, and the powder aggregates or closes in the storage container. Can be prevented.
図1は、本発明の実施形態にかかる粉体微量供給装置の概略的な全体構成図である。供給装置11は、粉体を貯留可能な貯留容器12と、該貯留容器12を振動させる振動機構13と、貯留容器12内の粉体を空気搬送する搬送機構14と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a powder microfeeder according to an embodiment of the present invention. The
図2は、貯留容器12の縦断面図であり、該貯留容器12は、上下端部にフランジ部15、16を突出した円筒形状の容器本体17と、容器本体17の上部開口を閉鎖する蓋体18と、容器本体17の下部開口を閉鎖する覆板19と、容器本体17内の覆板19のやや上側に配置された通気部材20と、を備えている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
容器本体17は、ステンレス等の金属によって、全高が約80mm、胴部の外径が約60mmに形成されている。また、容器本体17は、筒部21と、漏斗部23とを上下方向に接合することによって構成されている。筒部21は、円筒形に形成されており、上端外周部に径方向外方に突出するフランジ部15を備えている。
The
漏斗部23は、上部内面23aが、下方に向けて内径が小さくなるように傾斜する円錐状とされ、下部内面23bが、上部内面の最小内径よりも大径の円筒状に形成され、上部内面23aと下部内面23bとの間には段部23cが形成されている。上部内面23aの傾斜角度は約45°とされている。漏斗部23の下端外周部には、径方向外方に突出するフランジ部16が形成されている。フランジ部16は、振動機構13の基板27上に載せられた状態で、該基板27にボルト固定されている。
The
覆板19は、平面視円形状の板材であり、その外周部がボルト28を介して漏斗部23の下面に固定されている。この覆板19を取り付けた部分には、基板27に開口27aが形成されている。覆板19には、容器本体17の中心線上に、後述する第1空気流動管31が接続されている。
The
通気部材20は、リング状の支持枠33の内側に設けられ、空気の通過は許容するが、容器本体17内の粉体Pの通過を阻止するものとなっている。そして、通気部材20は、容器本体17内の粉体Pを下側から受けている。支持枠33は、覆板19と段部23cとの間にOリング34を介して挟持されている。この通気部材20としては、例えば、複数の焼結金網を重ね合わせて結合したものを用いることができる。
The
蓋体18は、容器本体17の上端部のフランジ部15と略同じ外径を有する平面視円盤状に形成されている。そして、蓋体18は、容器本体17の上面との間にシール部材35を介在させた状態で、クランプ具36によって容器本体17に固定され、該容器本体17を密閉するようになっている。
The
蓋体18には、粉体送給管40が一体的に固着されている。粉体送給管40は、ステンレス等の直線状のパイプ材により形成され、上下方向に向けて配置されるとともに、蓋体18の中心を上下方向に貫通している。粉体送給管40の下端部は、容器本体17内の上部、具体的には、蓋体18のやや下側に配置されており、容器本体17内に貯留した粉体Pの上面よりも上方に配置されている。また、粉体送給管40の下端部は、第1空気流動管31に対向している。
A
粉体送給管40の上部側は、蓋体18から上方に突出している。粉体送給管40は、例えば内径が約2mmとされている。粉体送給管40の途中にはT字状の継手管41を介して第2空気流動管42が接続されている。
The upper side of the
図1に示すように、搬送機構14は、圧縮空気を生成するブロワやコンプレッサ等の圧縮空気供給源44を備えている。圧縮空気供給源44には、主空気流動管45が接続され、主空気流動管45には、エアチャンバー46を介して第1,第2空気流動管31,42と圧力計47とが接続されている。第1,第2空気流動管31,42には、それぞれフローメータ48,48と流量調整弁49,49が設けられており、各管31,42を流れる空気流量が調整可能とされている。また、第2空気流動管42には圧力計50が設けられ、貯留容器12の蓋体18には、貯留容器12内の圧力を計測する圧力計51が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、圧縮空気供給源44、主空気流動管45、エアチャンバー46、第1空気流動管31等により第1圧縮空気供給手段52が構成され、圧縮空気供給源44、主空気流動管45、エアチャンバー46、第2空気流動管42等により第2圧縮空気供給手段53が構成されている。
Here, the compressed
第1,第2空気流動管31,42には、略同じ流量、例えば、約0.3〜3L/minの圧縮空気が流動するようになっている。また、第1,第2空気流動管31,42は、略同じ内径(例えば、約2mm)のものが用いられ、該内径は、粉体送給管40の内径より大きくなっている。
In the first and second
振動機構13は、本体部55と、該本体部55を下側から弾性的に支持する弾性支持部56と、基板27と、該基板27を振動させる振動発生部57とを有する。弾性支持部56は、本体部55の底面から下方に延びる複数本の脚部58によって構成され、該脚部58は、圧縮コイルバネによって構成されている。基板27は、水平方向に延びる上部と、上部から斜め下方に傾斜して延びる下部とによって、略への字形状に形成されている。基板27の上部には、貯留容器12が連結され、基板27の下端は、本体部55の一側部にボルト等によって固定されている。
The
振動発生部57は、電磁石59のコイルに間欠的に(例えば、1秒間に数回〜数十回)電流を流すことによって、基板27を間欠的に吸着し、矢印aで示すように振動させる。これによって、該基板27に取り付けた貯留容器12を共に振動させるようになっている。
The
<本実施形態の作用効果>
次に、上記構成を有する供給装置の作用効果について説明する。
<Operational effects of this embodiment>
Next, the effect of the supply apparatus having the above configuration will be described.
図1に示すように、貯留容器12には、粉体Pが通気部材20の上に載った状態で貯留されている。粉体送給管40の下端部は、粉体Pの上方に配置され、下向きに開口している。圧縮空気供給源44を作動すると、圧縮空気がエアチャンバー46を介して第1,2空気流動管31,42に流れ、各流量調整弁49,49によって流量が調整される。
As shown in FIG. 1, the powder P is stored in the
第1空気流動管31を流れる圧縮空気は、通気部材20を通過して貯留容器12内に一定流量で連続的に流入し、通気部材20上の粉体Pを流動化(浮遊懸濁化)させる。この際、粉体Pの上側に形成された空間部Sには粉体P’が煙状に浮遊し、浮遊した粉体P’は、粉体送給管40内に下端から流入する。
The compressed air flowing through the first
第2空気流動管42を流れる圧縮空気は、粉体送給管40の途中に一定流量で連続的に流入し、矢印bで示すような上向きの搬送流を生成する。粉体送給管40内に流入した粉体Pは搬送流に乗って上方に流れ、粉体送給管40の終端(粉体送給管40にホース等が接続されている場合にはその終端)から極めて薄い煙状となって排出される。従って、粉体Pを極微量ずつ被供給箇所に供給できることになる。上記供給装置11の供給量は、粉体Pの種類にもよるが、例えば、1時間あたり数μg〜数gとすることが可能である。
The compressed air flowing through the second
上記のように、第1空気流動管31(第1圧縮空気供給手段52)から通気部材20を介して貯留容器12の下方から圧縮空気を供給し、貯留容器12内の空間部Sに粉体P’を浮遊させることで、極微量の粉体Pを粉体送給管40内に流入させることができる。また、第1空気流動管31を介して連続的に一定流量の空気を流すことによって、空間部Sに略均一な濃度で粉体P’を浮遊させることができ、これによって粉体送給管40内に一定量ずつ粉体Pを流入させることができる。
As described above, compressed air is supplied from the lower side of the
さらに、第2空気流動管42(第2圧縮空気供給手段53)を介して粉体送給管40の途中から圧縮空気を供給することで、粉体Pをスムーズに搬送することができるとともに、粉体Pの濃度をより希薄化、均一化することができる。したがって、粉体送給管40内で粉体Pが詰まったり、滞留してしまったりすることはほとんどない。
Furthermore, by supplying compressed air from the middle of the
また、粉体送給管40の途中に連続的に一定流量の圧縮空気を供給することで、排出される粉体Pに濃淡が生じないようにすることができる。
Further, by supplying a constant flow rate of compressed air continuously in the middle of the
粉体Pが粉体送給管40を経て排出されていくと、貯留容器12内の粉体Pは徐々に減少する。この際、貯留容器12内の粉体Pの流動化が十分になされていない場合、例えば、粉体Pを極微量ずつ排出するために、第1空気流動管31から供給する圧縮空気の流量を小さくしている場合等には、粉体Pが貯留容器12内の中央側から減少し、内壁近傍に偏った状態で残り、完全に排出できなくなってしまうことがある。そのため、本実施形態では、粉体の搬送を行っている間、振動機構13を作動することによって、貯留容器12を振動させ、該容器12内の粉体Pにも振動を与えて、粉体Pを偏りがないように均平化し、貯留容器12内の粉体Pを完全に排出できるようにしている。
As the powder P is discharged through the
換言すると、本実施形態のような振動機構13を備えることで、第1空気流動管31を介して供給する圧縮空気の流量をより少なくして空間部Sにおける粉体Pの浮遊をより少なくし、より微量の粉体P’を粉体送給管40に流入させるようにしたとしても、貯留容器12内の粉体Pの偏りを防止することができる。
In other words, by providing the
<その他の作用効果>
(1)図2に示すように、粉体送給管40は、蓋体18に一体的に固着されているので、容器本体17に蓋体18を取り付けるだけで、粉体送給管40の下端を適切な高さ(すなわち、粉体Pの上方)に配置することができる。また、容器本体17から蓋体18を取り外すことで、同時に粉体送給管40を容器本体17から抜き取ることができる。したがって、容器本体17への粉体Pの補充作業等を簡単且つ迅速に行うことができる。
<Other effects>
(1) As shown in FIG. 2, the
(2)粉体送給管40は、貯留容器12の蓋体18から上方に突出しているので、粉体送給管40に対する第2空気流動管42やその他のホース等の接続等を容易に行うことができる。
(2) Since the
(3)図1に示すように、第1,第2空気流動管31,42への圧縮空気は、共通の圧縮空気供給源44よって生成されるので、空気流動管31,42ごとに、個別に圧縮空気供給源44を備える場合に比べて装置の簡素化及びコスト減を図ることができる。
(3) As shown in FIG. 1, since the compressed air to the 1st, 2nd
(4)供給装置11は、貯留容器12から下方に粉体Pを排出するのではなく、貯留容器12から粉体送給管40を介して上方に粉体Pを排出するものであるので、貯留容器12内の下部で粉体Pの詰まりが生じたり、ブリッジ減少が生じたりすることを防止することができる。
(4) The
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更可能である。例えば、空気流動管31,42を流れる空気流量、貯留容器12や粉体送給管40、空気流動管31,42の寸法等は、単なる1例を示すものであって、本発明を限定するものではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed as appropriate. For example, the flow rate of air flowing through the
本発明の供給装置は、例えば、塗装やデザイン画の作成のため、粉末顔料(塗料)を噴射供給するために用いたり、薬剤等を化学反応させるため、微粉状の添加剤や触媒を噴射供給するのに用いたりすることができる。また、他の用途として、溶融金属シリコンを滴下して球状シリコンを生成する装置で、球状シリコンの固化を促進するため、装置内に粉末状シリコンを吹き込むのに用いることができる。 The supply device of the present invention is used for spraying and supplying powder pigments (paints), for example, for painting and creating design images, or for spraying and supplying fine powder additives and catalysts for chemical reaction of chemicals. It can be used to do. Further, as another application, a device for dropping molten metal silicon to produce spherical silicon can be used to blow powdered silicon into the device in order to promote solidification of the spherical silicon.
11 粉体微量供給装置
12 貯留容器
13 振動機構
14 搬送機構
44 圧縮空気供給源
52 第1圧縮空気供給手段
53 第2圧縮空気供給手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
一端が前記貯留容器内で粉体の上面よりも上方に配置され、且つ、他端側が前記貯留容器外に配置された粉体送給管と、
前記貯留容器内に下方から圧縮空気を供給する第1圧縮空気供給手段と、
前記粉体送給管の途中に圧縮空気を供給する第2圧縮空気供給手段と、を備えており、
前記貯留容器は、前記粉体送給管を除いて前記粉体を密閉しており、
前記第1圧縮空気供給手段は、前記貯留容器内の空間部分に粉体を浮遊させるとともに、浮遊させた粉体を前記粉体送給管内に流入させており、
前記第2圧縮空気供給手段は、前記粉体送給管内に流入した前記粉体を希薄化させるとともに、空気搬送する、ことを特徴とする、粉体微量供給装置。 A storage container for storing powder;
One end is disposed above the upper surface of the powder in the storage container, and the other end side is disposed outside the storage container;
First compressed air supply means for supplying compressed air from below into the storage container;
Second compressed air supply means for supplying compressed air in the middle of the powder feed pipe,
The storage container seals the powder except for the powder feeding pipe,
The first compressed air supply means may be suspended powder in the space portion of the storage container, which was suspended powder to flow into the powder feed tube,
The second compressed air supply means may be dilute the powder that has flowed into the powder feed pipe, air transport, characterized in that, the powder trace supply.
前記振動機構は、前記貯留容器に連結されている基板と、前記基板の一端部を固定する本体部と、前記基板を振動させる振動発生部と、前記本体部を下側から弾性的に支持する弾性支持部とを備えており、
前記振動発生部は、電磁石を備えており、且つ前記本体部に固定されており、前記電磁石に電流を流すことによって間欠的に前記基板を吸着する、ことを特徴とする、請求項1記載の粉体微量供給装置。 A vibration mechanism for vibrating the storage container ,
The vibration mechanism elastically supports the main body from below, a substrate connected to the storage container, a main body that fixes one end of the substrate, a vibration generating unit that vibrates the substrate, and An elastic support part,
The said vibration generation part is equipped with the electromagnet, and is being fixed to the said main-body part, The said board | substrate is adsorb | sucked intermittently by sending an electric current through the said electromagnet, It is characterized by the above-mentioned. Powder trace supply device.
前記第1圧縮空気供給手段が、通気部材の下側から圧縮空気を供給するように構成されていることを特徴とする、請求項1記載の粉体微量供給装置。 The storage container includes a ventilation member that allows passage of air and prevents passage of powder therein, and the ventilation member receives the powder in the storage container from below,
The fine powder supply device according to claim 1, wherein the first compressed air supply means is configured to supply compressed air from below the ventilation member.
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