JP5724511B2 - Powder and particle metering device - Google Patents
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Description
本発明は、流動性の乏しい粉粒体を、所定量計量する装置に関する。工業、食品用途などの広範な分野において利用される粉粒体の計量供給装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for measuring a predetermined amount of a granular material having poor fluidity. The present invention relates to a metering device for powder particles used in a wide range of fields such as industrial and food applications.
工業、食品用途などの分野においては、粉粒体を繰り返し計量する生産工程が存在する。これらの工程では、粉粒体を正確に、かつ効率的に計量することが可能な装置が求められている。 In the fields of industry, food use, etc., there are production processes in which powder particles are repeatedly weighed. In these processes, an apparatus capable of accurately and efficiently weighing the powder particles is required.
被計量物質である粉粒体の多くは、粒子同士が互いに吸着しあう「粘着」と呼ばれる性質を有しており、加圧されると粉粒体材料がつき固められて塊を形成し、材料供給の際に問題となることが知られている。 Many of the granular materials that are substances to be weighed have a property called `` adhesion '' in which particles adsorb each other, and when pressed, the granular material is solidified to form a lump, It is known that there is a problem in supplying materials.
また、乾燥した小径の粉粒体材料では、粉粒体同士の摩擦などが原因で静電気が発生し、装置壁面に粉粒体が付着して計量精度が悪くなるという問題が存在し、計量後の供給・運搬工程での取り扱いも困難である。 In addition, dry small particle material has a problem that static electricity is generated due to friction between the particles, and the particles adhere to the equipment wall surface, resulting in poor measurement accuracy. It is difficult to handle in the supply / transport process.
逆に径の大きな粒体では、ブリッジと呼ばれる粒体同士で架橋した状態となり、空隙を多く形成する現象が知られている。これが容量計量方式の計量装置において、計量精度悪化の原因となることがある。 On the other hand, in the case of a large-diameter granule, a phenomenon is known in which a large number of voids are formed by bridging particles called bridges. This may cause deterioration in measurement accuracy in a capacity measurement type weighing device.
このようなブリッジによる計量精度の悪化を防止するため、粉粒体が充填されるキャビティ部に機械的振動を与えることで、粉粒体間に形成したブリッジを解消する手法が公知であった。しかしながら、計量装置の振動によるブリッジトラブル対策では、生産現場などで連続的かつ長期に渡って使用する場合、機械的な振動によって、計量装置の故障・破損・計量精度の悪化等が誘発されるおそれがある。 In order to prevent such deterioration of the measurement accuracy due to the bridge, a technique for eliminating the bridge formed between the powder particles by applying mechanical vibration to the cavity filled with the powder particles has been known. However, in bridge measures due to vibration of weighing equipment, when used continuously and for a long time at production sites, etc., there is a risk that mechanical vibrations will cause failure, damage, deterioration of weighing accuracy, etc. There is.
例えば、特許文献1には、粉粒体を一定量計測して供給する粉粒体の定量供給装置が開示されている。この特許文献1記載の装置は、材料供給用のホッパー下部にノズルを配置し、ノズル下部には計量カップを備え、更に計量精度の向上を目的としてスクリューオーガとエア抜き穴を有した装置である。
For example,
また、特許文献2には、材料供給ホッパーの下部に計量キャビティが設置され、粉粒体の自重による落下で材料供給をおこなう計量装置が記載されている。
しかしながら、引用文献1のスクリューオーガを有した計量装置では、装置自体が大きく複雑な構成となり、製造コストも高くなる。またスクリューオーガを用いた場合は、原料の粒径が比較的均一な場合、精度良く計量が可能であるが、粉粒体の径が不均一になると、計量値にバラつきが生じ、計量精度が材料に依存してしまうという問題がある。
However, in the weighing device having the screw auger of the cited
また、特許文献2に記載の計量装置では、材料供給ホッパーの下部に計量キャビティが設置され、粉粒体の自重による落下で材料供給をおこなうため、計量値がホッパー内の総粉粒体量に影響を受け易いという問題がある。
Moreover, in the measuring device described in
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するものであって、ホッパー、キャビティ、駆動装置からなる簡便な構成で、高速に高精度で計量を行うことが可能な、容量計量方式の粉粒体計量供給装置を提供することを課題とする。 The present invention solves such a problem of the prior art, and is a capacity-measuring type powder capable of high-speed and high-precision weighing with a simple configuration including a hopper, a cavity, and a driving device. It is an object of the present invention to provide a granule metering device.
上記課題を解決するために請求項1にかかる発明にあっては、材料供給ホッパーと容量の計量が可能な計量キャビティを含む計量ユニットを備える容量計量方式の粉粒体計量供給装置であって、前記材料供給ホッパーと前記計量キャビティの間で移動可能な予備計量キャビティを備え、前記材料供給ホッパーから前記予備計量キャビティに粉粒体が供給され、該粉粒体が供給された予備計量キャビティが前記計量キャビティまで移動し、前記予備計量キャビティ内の粉粒体が前記計量キャビティに供給され、かつ、前記予備計量キャビティ内から前記計量キャビティへの粉粒体の供給が複数回に分けておこなわれることを特徴とする容量計量方式の粉粒体計量供給装置とした。
また、請求項2にかかる発明としては、前記計量ユニットが計量ピストンを備え、該計量ピストンが計量キャビティ内を移動することにより計量キャビティ内の容量調整が可能であることを特徴とする請求項1記載の粉粒体計量供給装置とした。
また、請求項3にかかる発明としては、前記予備計量キャビティを複数備え、該複数の予備計量キャビティがブレード上に同心円状に配置され、該ブレードの間欠もしくは連続回転運動により前記予備計量キャビティが材料供給ホッパーと計量キャビティ間を移動す
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の粉粒体計量供給装置とした。
また、請求項4にかかる発明としては、粉粒体計量供給装置がさらに除電機構を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の粉粒体計量供給装置とした。
また、請求項5にかかる発明としては、粉粒体計量供給装置がさらに防湿機構を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の粉粒体計量供給装置とした。
In the invention according to
According to a second aspect of the present invention, the measuring unit includes a measuring piston, and the capacity in the measuring cavity can be adjusted by moving the measuring piston in the measuring cavity. It was set as the granular material measurement supply apparatus of description.
According to a third aspect of the present invention, a plurality of the pre-weighing cavities are provided, the plurality of pre-measuring cavities are arranged concentrically on the blade, and the pre-measuring cavity is made of a material by intermittent or continuous rotational movement of the blade. The granular material metering device according to claim 1 or 2, wherein the powder material metering device is moved between the feeding hopper and the metering cavity.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the granular material metering device according to any one of
Moreover, as
請求項1にかかる発明によれば、材料供給ホッパーから供給された粉粒体は、いったん予備計量キャビティに供給され、該予備計量キャビティが移動し、該予備キャビティに供給された粉粒体が容量を計測する計量キャビティに供給される。これにより、材料供給ホッパー内部の粉粒体の量に左右されずに精度良く計量が可能となる。材料供給ホッパーから直接粉粒体を計量キャビティに供給した場合には、材料供給ホッパー内の粉粒体の量によって計量キャビティ内に供給される粉粒体にかかる圧力が変化するため、粉粒体の正確な容量の計測をおこなうことができない。請求項1にかかる発明によれば、常に一定の予備計量キャビティの容量以下の少量の粉粒体が計量キャビティへ投入されるため、材料供給ホッパー内部の粉粒体の量に影響を受けることなく正確な容量の計測をおこなうことができる。 According to the first aspect of the present invention, the granular material supplied from the material supply hopper is once supplied to the preliminary measurement cavity, the preliminary measurement cavity moves, and the granular material supplied to the preliminary cavity has a capacity. Is supplied to a measuring cavity for measuring Thereby, it becomes possible to measure with high accuracy without being influenced by the amount of the granular material inside the material supply hopper. When powder is supplied directly from the material supply hopper to the measurement cavity, the pressure applied to the powder supplied to the measurement cavity varies depending on the amount of powder in the material supply hopper. It is not possible to measure the exact capacity of. According to the first aspect of the present invention, since a small amount of powder particles below the capacity of the predetermined pre-weighing cavity are always put into the measuring cavity, the amount of powder particles inside the material supply hopper is not affected. Accurate capacity can be measured.
また、請求項1にかかる発明によれば、前記予備計量キャビティ内から前記計量キャビティへの粉粒体の供給が複数分けておこなわれる。複数回に分けて予備計量キャビティから計量キャビティに粉粒体を供給することにより、1回の予備計量キャビティから計量キャビティへの粉粒体の供給量を小さくすることができ、粉粒体に一度にかかる圧力が分散され、計量キャビティ内での粉粒体同士の粘着が低減され正確な容量の計測をおこなうことができる。
Moreover, according to the
また、請求項1にかかる発明によれば、材料計量方法を容量計量方式とているため、ロードセル等の重量測定機器やスクリューオーガ等の充填用機器を必要とせず、コスト的に有利である。
Moreover, according to the
請求項2にかかる発明によれば、計量キャビティ内を移動することにより計量を段階的におこなうことが容易となる。また、一度に計量キャビティ内に供給する粉粒体の量を少なくすることができ、計量キャビティ内でのブリッジトラブルを解決することが可能である。また、計量操作を複数回行うことで、粒径が不均一な材料が分散され、計量精度を向上させることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, it becomes easy to perform measurement stepwise by moving in the measurement cavity. In addition, the amount of powder particles supplied into the measurement cavity at a time can be reduced, and bridge troubles in the measurement cavity can be solved. Further, by performing the weighing operation a plurality of times, the material having a non-uniform particle size is dispersed, and the weighing accuracy can be improved.
請求項3にかかる発明によれば、予備計量キャビティを複数備え、該複数の予備計量キャビティをブレード上に同心円状に配置することにより、該ブレードの間欠回転運動もしくは連続回転運動により、予備計量キャビティの材料供給ホッパーと計量キャビティ間の移動を効率的におこなうことができる。
According to the invention of
請求項4にかかる発明によれば、粉粒体計量供給装置が除電機構を備えることにより、材料供給ホッパーまたは計量キャビティまたは予備計量キャビティ等の壁面への粉粒体の付着を抑えることができ、より正確な容量の計測をおこなうことができる。
According to the invention of
請求項5にかかる発明によれば、粉粒体計量供給装置が防湿機構を備えることにより、
計量する際に吸湿による壁面への粉粒体の付着や粉粒体同士の吸着による粉粒体の容積の
増大を抑えることができ、より正確な容量の計測をおこなうことができる。
According to the
When measuring, it is possible to suppress an increase in the volume of the granular material due to the adhesion of the granular material to the wall surface due to moisture absorption or the adsorption between the granular materials, and a more accurate capacity measurement can be performed.
以下、本発明の粉粒体計量供給装置について説明する。 Hereinafter, the granular material metering device of the present invention will be described.
図1に本発明の実施形態である粉粒体計量供給装置の模式図(斜視図)を示した。図1の粉粒体計量供給装置にあっては、材料供給ホッパー1下端部に、複数の予備計量キャビティ3と排出キャビティ6を同心円状に備える円形ブレード2が配置されている。円形ブレード2は材料供給ホッパー1と定盤4の間を回転運動することが可能で、更に定盤4上を摺動して平行移動することも可能となっている。円形ブレード2の下には定盤4が配置され、定盤4中には計量ユニットを備える。計量ユニットは、計量キャビティ5と計量キャビティ5の下端部は計量ピストン7を備え、上下動が可能であり計量キャビティ5の容量を可変とすることができる。円形ブレード2中の予備計量キャビティ3は上面の材料供給ホッパー1及び下面の計量キャビティ5の間で粉粒体の移動が可能なように、ブレード中に貫通して形成されている。一方、円形ブレード中の排出キャビティ6は、下面の計量キャビティ5及び供給口9の間で粉粒体が可能なようにブレードの下部に空隙が形成されており、空隙はブレード上面まで貫通していない。
FIG. 1 shows a schematic view (perspective view) of a granular material metering device according to an embodiment of the present invention. In the granular material metering device of FIG. 1, a
材料供給ホッパー1の下端部と円形ブレード2の上面は接するように設けられており、円形ブレード2の移動によって材料供給ホッパー1から予備計量キャビティ3に充填された粉粒体の擦り切りが可能となっている。同様に、円形ブレード2の下面と定盤4の上面は接するように設けられており、円形ブレード2の移動によって予備計量キャビティ3から計量キャビティ5に充填された粉粒体の擦り切りが可能となっている。
The lower end portion of the
また、定盤4には、計量された粉粒体を次工程に供給するための供給口9を備える。本発明の粉粒体計量供給装置にあっては、材料供給ホッパーから投入された粉粒体は計量キャビティで容量が計量され、計量された粉粒体は供給口9から次工程に供給される。
Further, the
なお、本発明の粉粒体計量供給装置にあっては予備計量キャビティ3が材料供給ホッパー1と計量キャビティ5間を水平方向に移動可能な構造であれば限定されるものではない。また、予備計量キャビティ3を格納するブレードも円形ブレード2に限定されるものではない。例えば、ブレードが矩形で予備計量キャビティが材料供給ホッパーと計量キャビティ間を往復直線運動する形態であっても構わない。また、計量ユニット8の駆動機構にはエアシリンダ、サーボモータ、ステッピングモータなどが考えられ、計量精度を考慮した上で適宜選択することができる。
In addition, in the granular material measurement supply apparatus of this invention, if the
次に本発明の粉粒体計量供給装置を用いた粉粒体の計量供給方法について説明する。図2に本発明の実施形態である粉粒体計量供給装置の予備計量工程、多段階計量工程の説明図(模式断面図)を示した。図3に本発明の実施形態である粉粒体計量供給装置の排出供給工程の説明図(模式断面図)を示した。 Next, a method for measuring and supplying a granular material using the granular material measuring and supplying apparatus of the present invention will be described. FIG. 2 shows an explanatory view (schematic cross-sectional view) of a preliminary weighing process and a multi-stage weighing process of the powder and granular material metering supply apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an explanatory view (schematic cross-sectional view) of the discharge and supply process of the granular material metering and supply apparatus according to the embodiment of the present invention.
(予備計量工程)
まず、粉粒体は材料供給ホッパー1へと投入される。材料供給ホッパー1と予備計量キャビティ3を備える円形ブレードは接しており、円形ブレード2が回転移動して予備計量キャビティ3をホッパー下部に移動・停止させると、粉粒体材料は予備計量キャビティ3へ充填される(図2(a))。
(Preliminary weighing process)
First, the granular material is put into the
(多段階計量工程)
続いて、円形ブレード2が再び回転運動を始めると、予備計量キャビティ3上端部と材料供給ホッパー1下端部で材料の擦り切りがおこなわれ、予備計量キャビティ3の容量以下の粉粒体が予備計量キャビティ3に供給される。さらに円形ブレード2の回転移動により、粉粒体が充填された予備計量キャビティ3は計量ユニットまで移動する。
(Multi-stage weighing process)
Subsequently, when the
計量ユニットにあっては、計量ピストン9を上下動させることで計量キャビティ5の下端を調整し、計量キャビティ内の容量を調整することが可能である。まず、計量キャビティ5は計量ピストン7を上下に移動させることにより、予備計量キャビティから計量キャビティに供給される粉粒体の計量値が設定される。その後、円形ブレード2を回転させ、粉粒体材料が充填した予備計量キャビティ3を計量キャビティ5の上部で停止させ、予備計量キャビティ3の材料を計量キャビティ5へ落下・充填させる(図2(b))。続いて、円形ブレード2が回転することで、計量キャビティ5上端部で擦り切り動作がおこなわれて、1回の計量値分の粉粒体材料が計量キャビティ5に充填される(図2(c))。続いて計量ピストン9を降下移動させ、計量キャビティ5の容量を増加して、2回目の計量値を設定する。その後、円形ブレードを回転移動させ、同様の計量・擦り切り動作をおこない、所定量の粉粒体を計量キャビティに供給する。予め設定された所定の計量値が計量キャビティで量り取られるまで上記動作は繰り返される(図2(d))。
In the measuring unit, it is possible to adjust the capacity in the measuring cavity by adjusting the lower end of the measuring
(排出供給工程)
次に、計量キャビティに容量計量された粉粒体の供給口9までの搬送方法について説明する。所定の計量値が計量キャビティ5で量り取られ計量工程が終了したら、円形ブレード2を回転移動させて粉粒体が充填された計量キャビティ5の上部に排出キャビティを配置する(図3(e))。次に、計量ピストン9を上昇させ、計量キャビティ5内の量りとられた粉粒体を排出キャビティ6へ移動する(図3(f))。次に、円形ブレード2を水平移動して所定量の粉粒体が供給された排出キャビティ6を供給口9上部まで移動させ、排出キャビティ内の粉粒体を供給口9に排出する(図3(g))。
(Discharge supply process)
Next, a description will be given of a method for transporting the powder particles volume-measured to the measuring cavity to the
図4にも本発明の実施形態である粉粒体計量供給装置の排出供給工程の説明図(斜視図)を示した。図4(a)に示すように所定の計量値が計量キャビティ5で量り取られ計量工程が終了したら計量キャビティ内の粉粒体を排出キャビティ6へ移動する。次に、図4(b)に示すように円形ブレード2を水平移動して所定量の粉粒体が供給された排出キャビティ6を供給口9上部まで移動させ、排出キャビティ内の粉粒体を供給口9に排出する。
FIG. 4 also shows an explanatory view (perspective view) of the discharge and supply process of the powder and granular material supply apparatus according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4A, when a predetermined measurement value is weighed in the
以上の予備計量工程、多段階計量工程、排出供給工程により、材料供給ホッパーから投入された粉粒体は、計量キャビティにて容量計量され供給口から排出される。 Through the preliminary weighing process, the multistage weighing process, and the discharge and supply process, the granular material charged from the material supply hopper is volume-measured in the measurement cavity and discharged from the supply port.
なお、粉粒体の使用方法に応じて、供給口からの供給方法は変えることが可能である。例えば、供給口にカップや袋を配置し所定量の粉粒体を充填する、供給口に搬送機構を設置して次工程である加工工程へ所定量の粉粒体を搬送する、といったことがあげられる。 In addition, the supply method from a supply port can be changed according to the usage method of a granular material. For example, a cup or bag is placed at the supply port and a predetermined amount of powder is filled, a transfer mechanism is installed at the supply port, and a predetermined amount of powder is transferred to the next processing step. can give.
なお、粉粒状で供給する必要が無い場合には、所定量の粉粒体が計量された計量キャビティ5の内部で粉粒体を加圧をして錠剤形状にして供給することも可能である。計量キャビティ内部で錠剤形状とすることにより付着や吸湿といった粉粒体に多い問題を低減することができる。
In addition, when it is not necessary to supply in granular form, it is also possible to pressurize the granular substance inside the measuring
さらに、本発明の粉粒体計量供給装置の材料供給ホッパー1、円形ブレード2、各キャビティ等に除電機構を付属させることもできる。除電機構を備えることで、各壁面への粉粒体の付着を抑え、計量精度を向上させることができる。なお、除電機構としては公知のものを使用することができる。
Furthermore, a neutralization mechanism can be attached to the
さらに、本発明の粉粒体計量供給装置の材料供給ホッパー1、円形ブレード2、各キャビティ等に防湿機構を付属させることもできる。防湿機構を備えることで壁面への粉粒体の付着や粉粒体同士の吸着による粉粒体の容積の増大を抑えることができ、計量精度を向上させることができる。なお、防湿機構としては公知のものを使用することができる。
Furthermore, a moisture-proof mechanism can be attached to the
1…材料供給ホッパー
2…円形ブレード
3…予備計量キャビティ
4…定盤
5…計量キャビティ
6…排出キャビティ
7…計量ピストン
8…計量ユニット
9…供給口
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記材料供給ホッパーと前記計量キャビティの間で移動可能な予備計量キャビティを備え、
前記材料供給ホッパーから前記予備計量キャビティに粉粒体が供給され、該粉粒体が供給された予備計量キャビティが前記計量キャビティまで移動し、前記予備計量キャビティ内の粉粒体が前記計量キャビティに供給され、かつ、前記予備計量キャビティ内から前記計量キャビティへの粉粒体の供給が複数回に分けておこなわれる
ことを特徴とする容量計量方式の粉粒体計量供給装置。 A granular material metering device for capacitive measuring system comprising a measuring unit comprising a metering cavity capable metering of the material feed hopper and a capacitor,
A pre-weighing cavity movable between the material supply hopper and the weighing cavity;
The granular material is supplied from the material supply hopper to the preliminary weighing cavity, the preliminary weighing cavity to which the granular material is supplied moves to the weighing cavity, and the granular material in the preliminary weighing cavity is transferred to the measuring cavity. A capacity-measuring-type granular material measuring and supplying apparatus characterized in that the granular material is supplied to the measuring cavity from the preliminary measuring cavity in a plurality of times.
The granular material measurement and supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the granular material measurement and supply device further includes a moisture-proof mechanism.
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