JP5481124B2 - 粉粒体用バタフライ弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂原料等の粉粒体を輸送もしくは供給する粉粒体用配管内の流路を開閉するための粉粒体用バタフライ弁装置に関する。

従来、この種の粉粒体用開閉弁装置として、例えば、粉粒体の貯蔵ホッパーの下端部の出口に粉粒体用配管（輸送管）を連結し、この粉粒体用配管内に該配管内の流路を開閉するボールバルブを備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００２−６８４７４号公報

しかしながら、上記粉粒体用開閉弁装置では、ボールバルブの開閉に伴い球状弁体と弁体シールに噛み込みやこすれることにより異物を発生し、この球状弁体から発生する異物が成形材料たる粉粒体に混入しそのまま合成樹脂成形機に輸送されると成形不良品の発生の原因になっていた。
また、ボールバルブの開閉に伴い球状弁体と粉粒体用配管の内周面との間に粉粒体が滞留し、原料変え等のときに滞留した原料が粉粒体に混入しそのまま合成樹脂成形機に輸送されて成形不良品発生の原因となっていた。さらに、球状弁体と粉粒体用配管の内周面との間に粉粒体が噛み込み、それが原因で弁の作動不良を起こすという問題もあった。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、粉粒体用開閉弁としてバタフライ弁を採用し、粉粒体特有の性質を利用してバタフライ弁の円板状弁体の構成に工夫を凝らすことにより、異物の発生防止及び粉粒体の噛み込み防止を図ることができる粉粒体用バタフライ弁装置を提供することにある。

本発明は、請求項１に記載のように、粉粒体を輸送もしくは供給する粉粒体用配管の流路内に円板状弁体が粉粒体の通過を許容する開き姿勢と粉粒体の通過を阻止する閉じ姿勢とにわたって弁棒回りに回転可能に設けられている粉粒体用バタフライ弁装置において、
前記粉粒体用配管は上下方向の縦向き管部を有し、この縦向き管部の流路内に前記円板状弁体が設けられており、
前記開き姿勢を円板状弁体が流路の軸線方向と平行となる状態に設定するとともに、前記開き姿勢から前記閉じ姿勢への円板状弁体の回転角度を８５度〜７５度の範囲内の角度に設定し、かつ、該閉じ姿勢における円板状弁体の外周縁部と前記縦向き管部の内周面との間には隙間が設けられており、
前記閉じ姿勢における粉粒体の通過の阻止は、粉粒体が前記隙間をブリッジすることにより行われることを特徴とするものである。

上記構成の粉粒体用バタフライ弁装置によると、円板状弁体の閉じ姿勢において該円板状弁体の外周縁部と粉粒体用配管の内周面との間に隙間が形成されているので、バタフライ弁の開閉に伴い円板状弁体の外周縁部が粉粒体用配管の内周面にこすれるようなことがない。これにより、こすれを原因とする異物発生を防止できる。
また、前記隙間の存在により、円板状弁体の外周縁部と粉粒体用配管の内周面との間での粉粒体の噛み込みも防止できる。

本発明に係る粉粒体用バタフライ弁装置では、請求項１に記載のように、前記開き姿勢を円板状弁体が流路の軸線方向と平行となる状態に設定するとともに、前記開き姿勢から前記閉じ姿勢への円板状弁体の回転角度を８５度〜７５度の範囲内の角度に設定されている。
これによると、円板状弁体の流路の軸線方向と平行な開き姿勢から閉じ姿勢への回転角度を９０度に設定した場合よりも、円板状弁体の外周縁部と粉粒体用配管の内周面との間での粉粒体の噛み込み防止効果をより一層高めることができる。

また、本発明に係る粉粒体用バタフライ弁装置では、請求項１に記載のように、前記閉じ姿勢における粉粒体の通過の阻止が粉粒体のブリッジ現象により行われるようにしている。この場合、前記閉じ姿勢における隙間の寸法は、粉粒体が該隙間でブリッジする程度の寸法に設定されており、粉粒体の粒子同士がアーチ構造を形成することにより該隙間を閉塞し、粉粒体が遮断されるようになっている。請求項１の発明は、かかる粉粒体特有の性質を積極的に利用したものである。

さらに、本発明に係る粉粒体用バタフライ弁装置では、請求項１に記載のように、前記粉粒体用配管は上下方向の縦向き管部を有し、この縦向き管部の流路内に前記円板状弁体が前記隙間を形成して設けられているという構成を採用している。これによると、粉粒体用配管の上下方向の縦向き管部の流路内で粉粒体を自重により落下させることでブリッジ現象をより有効に発揮させることができる。なお、縦向き管部の方向は厳密な意味での鉛直方向にのみ限られるものではなく、斜め方向に傾いた上下方向でも良い。

本発明によれば、閉じ姿勢において円板状弁体の外周縁部と粉粒体用配管の内周面との間に所定の隙間を形成するという簡単な構成により、こすれを原因とする異物の発生を防止することができ、また、円板状弁体の外周縁部と粉粒体用配管の内周面との間で粉粒体が噛み込まれることも防止することができる。この結果、成形不良品の発生や弁の作動不良を防止することができる。

本発明の一実施例の粉粒体用バタフライ弁装置を備えた粉粒体貯留ホッパー下部のコレクションボックスの縦断正面図である。 図１の粉粒体用バタフライ弁装置の円板状弁体の開閉動作図である。 他の実施例の粉粒体用バタフライ弁装置を備えた粉粒体の混合及び微粉除去装置の縦断面図である。 更に他の実施例の粉粒体用バタフライ弁装置を備えた粉粒体用配管の一部概略正面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づき説明する。

本発明の一実施例の粉粒体用バタフライ弁装置１は、図１に示すように、樹脂ペレット等の粉粒体を貯留する粉粒体貯留ホッパー２の下部に設けた粉粒体用配管の一例であるコレクションボックス３に設けたものである。

コレクションボックス３は、図外の合成樹脂成形機等の材料入口側に設置される図外の気体・粉粒体分離器とを接続して粉粒体貯留ホッパー２内の粉粒体を気体・粉粒体分離器に気力輸送（吸引輸送）する輸送本管４の上流端側と、粉粒体貯留ホッパー２の出口との間に介在配備される。コレクションボックス３は、粉粒体貯留ホッパー２側に向かって上方に延びる縦向き管部３ａと、この縦向き管部３ａの下端から斜め上方へ連通状に延びる横向き管部３ｂとを有する「レ」の字形状に形成されている。本実施例の粉粒体用バタフライ弁装置１は、コレクションボックス３の縦向き管部３ａ内に設けられている。

粉粒体用バタフライ弁装置１は、図２に示すように、縦向き管部３ａ内に円板状弁体５を縦向き管部３ａ内の流路を開く姿勢（図２において破線状態）、すなわち円板状弁体５が流路の軸線方向Ｙと平行もしくは略平行な開き姿勢と、該流路を閉じる姿勢、すなわち円板状弁体５が流路の軸線方向Ｙに対し交差する閉じ姿勢（図２において実線状態）とにわたって弁棒６回りに回転可能に支持されている。図１に示すように、円板状弁体５は弁棒６の一端部にカップリング７を介して連結したロータリーアクチュエータ８で開閉駆動される。

本発明は、上記のような構成を有する粉粒体用バタフライ弁装置１において、円板状弁体５の閉じ姿勢における円板状弁体５の外周縁部５ａと縦向き管部３ａの内周面との間に所定の隙間ｃを形成することを特徴としている。その隙間ｃの寸法は、図２に示すように、その隙間ｃで粉粒体貯留ホッパー２内の粉粒体Ｍの粒子同士がアーチ構造ａを形成して閉塞し、粉粒体Ｍが隙間ｃから排出されないというブリッジ現象が生じるように設定するものである。この場合、粉粒体Ｍの粒子の大きさが隙間ｃよりも大きい場合はもちろん、粒子の大きさが上記隙間ｃよりも小さい粒子が混ざっている場合にもブリッジ現象により排出を阻止することができる。

このように、円板状弁体５の閉じ姿勢において該円板状弁体５の外周縁部５ａと縦向き管部３ａの内周面との間に所定の隙間ｃが形成されているので、バタフライ弁の開閉に伴い円板状弁体５の外周縁部５ａが縦向き管部３ａの内周面にこすれることがなく、従ってこすれを原因とする異物発生を防止できる。また、バタフライ弁を閉じた際に、円板状弁体５の外周縁部５ａと縦向き管部３ａの内周面との間で粉粒体Ｍが噛み込まれることを防止することができる。

縦向き管部３ａ内において円板状弁体５が流路の軸線方向Ｙと平行な開き姿勢から流路の軸線方向に対し交差する閉じ姿勢への回転角度θは８５度〜７５度、より好ましくは８０度に設定する。

このように弁体５の回転角度θを８５度〜７５度の範囲内の角度に設定すると、円板状弁体５の流路の軸線方向Ｙと平行な開き姿勢から閉じ姿勢への回転角度を９０度に設定した場合と比較して、円板状弁体５の外周縁部５ａと縦向き管部３ａの内周面との間での粉粒体の噛み込みをより一層防止することができる。

この縦向き管部３ａのように、上下方向の流路内に本実施例のバタフライ弁装置１を設けた場合には、ブリッジ現象をより有効に発揮して粉粒体の通過を阻止できる点で好ましい。

図３は他の実施例を示している。この実施例は、本発明のバタフライ弁装置１を、公知の粉粒体の混合及び微粉除去装置１５に設けた場合を示している。この粉粒体の混合及び微粉除去装置１５は、流動ホッパー１０の出入口１０ａと一時貯留ホッパー１１との間に、縦向き管１２ａと横向き管１２ｂからなる粉粒体供給管１２を設け、流動ホッパー１０の上部の排気口１３に接続された吸引空気源１４の気力により図外の各材料供給源内の混合すべき粉粒体を粉粒体供給管１２を介して流動ホッパー１０内に吸引輸送して混合するとともに、該粉粒体に付着している微粉を除去するように構成されている。本実施例のバタフライ弁装置１は、この粉粒体の混合及び微粉除去装置１５の粉粒体供給管１２を粉粒体用配管の他例とし、この粉粒体供給管１２の縦向き管１２ａ内の吸引口１６の下方に設けられている。これによると、バタフライ弁装置１の円板状弁体５を閉じ姿勢にすることにより、吸引輸送されてきた粉粒体が未混合のまま吸引口１６から下方の一時貯留ホッパー１１へ落下することを防止することができる。

図４は更に他の実施例を示している。この実施例では、粉粒体を矢印Ａ方向に気力輸送するための鉛直方向（上下方向でも良い）の輸送・供給管１７（粉粒体用配管の他例）内の流路に、本発明に係る簡易な構造の粉粒体用バタフライ弁装置１と気密性の確実なボールバルブ１８とを上下に配設したものである。これによれば、粉粒体用バタフライ弁装置１の円板状弁体５を閉じ姿勢にすることにより粉粒体の通過を阻止する一方、ボールバルブ１８を閉じ姿勢にすることにより空気やガス等の気体の通過を遮断するというように、粉粒体の遮断と気体のシールとをそれぞれのバルブに担わせることができ、本発明の適用範囲を広げることができる。

Ｍ 粉粒体
３ コレクションボックス（粉粒体用配管の一例）
５ 円板状弁体
５ａ 外周縁部
６ 弁棒
１２ 粉粒体供給管（粉粒体用配管の他例）
１７ 輸送・供給管（粉粒体用配管の他例）
ｃ 隙間

Claims (1)

1. 粉粒体を輸送もしくは供給する粉粒体用配管の流路内に円板状弁体が粉粒体の通過を許容する開き姿勢と粉粒体の通過を阻止する閉じ姿勢とにわたって弁棒回りに回転可能に設けられている粉粒体用バタフライ弁装置において、
   前記粉粒体用配管は上下方向の縦向き管部を有し、この縦向き管部の流路内に前記円板状弁体が設けられており、
   前記開き姿勢を円板状弁体が流路の軸線方向と平行となる状態に設定するとともに、前記開き姿勢から前記閉じ姿勢への円板状弁体の回転角度を８５度〜７５度の範囲内の角度に設定し、かつ、該閉じ姿勢における円板状弁体の外周縁部と前記縦向き管部の内周面との間には隙間が設けられており、
   前記閉じ姿勢における粉粒体の通過の阻止は、粉粒体が前記隙間をブリッジすることにより行われることを特徴とする粉粒体用バタフライ弁装置。

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