JP7027799B2 - 吸引式搬送機 - Google Patents

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Description

本発明は、精米機への玄米を供給する吸引式の揚穀機をはじめとする吸引式の搬送機に関する。
原料の詰められた容器内から被搬送物を吸引して搬送するものには、原料玄米の詰められた容器(米袋)から玄米を吸引して、精米機に供給する特許文献1のような吸引式の揚穀機がある。
この吸引式の揚穀機は、原料玄米の詰められた容器内に挿入することができる吸引ノズルと、該吸引ノズルに接続された吸込ホースと、該吸込ホースが接続された米粒収集ホッパーと、該米粒収集ホッパー内を負圧にする吸引機、米粒収集ホッパー内に貯留された玄米を精米機の一時貯留ホッパーに落とす開閉蓋とを備える。開閉蓋は、吸引機が作動して米粒収集ホッパー内が負圧になるとその自重に抗して閉鎖し、吸引機が停止することで負圧が解除されることでその自重で開放されるものである。
玄米の搬送は、吸引機が作動して米粒収集ホッパー内を負圧することで、玄米を吸引ホースで吸引して米粒収集ホッパー内に貯留し、その後、吸引機が停止して米粒収集ホッパー内の負圧を解除され開閉蓋が開放され、米粒収集ホッパー内に貯留された玄米が精米機の一時貯留ホッパーに排出されることで行われる。
これによれば、作業者は原料玄米の詰められた容器内に吸引ノズルを挿入して、原料玄米を吸引し精米機に供給できるので、揚穀作業の負担が軽いものとなる。
特開2017-80664号公報
特許文献1に記載のような吸引式の揚穀機では、玄米を米粒収集ホッパーから精米機の一時貯留ホッパーに排出する際には、米粒収集ホッパー内の負圧を解除するため吸引機を停止しておく必要がある。
このため、原料玄米が詰められた容器内の玄米が吸引されてなくなるまでの時間が、吸引機を停止している時間だけ長くなってしまっていた。
そこで、本発明の目的は、原料が詰められた容器内の被搬送物が吸引されてなくなるまでの時間を短縮させ、搬送効率を向上させることが可能な吸引式搬送装置を提供することである。
本願請求項1に係る発明は、被吸引物を収集ホッパーに搬送する吸引管と、前記吸引管が連結され内部が負圧になることで前記吸引管を通して被吸引物を内部に収集する収集ホッパーと、前記収集ホッパー内を負圧にする吸引手段と、を備えた吸引式搬送装置であって、前記収集ホッパーは、第一収集ホッパーと第二収集ホッパーとを備えており、搬送されてきた被搬送物を前記第一収集ホッパー及び前記第二収集ホッパーのいずれか一方に収集する切替弁を備えており、前記第一収集ホッパーと前記第二収集ホッパーとは、その内部を共有する共有空間を備えており、前記共有空間には、前記吸引管が連結されているとともに前記切替弁が設けられていることを特徴とする吸引式搬送装置である。
本願請求項に係る発明は、前記吸引手段は、前記共有空間から吸引することで前記第一収集ホッパー又は前記第二収集ホッパー内を負圧にすることを特徴とする請求項に記載の吸引式搬送装置である。
本願請求項に係る発明は、前記第一収集ホッパー及び前記第二収集ホッパーは、吸引しているときには閉塞し吸引を停止しているときには開放する開閉蓋を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸引式搬送装置である。
請求項1乃至に係る構成により、原料が詰められた容器内の被搬送物が吸引されてなくなるまでの時間を短縮させ、搬送効率を向上させることができる。
第1の実施形態で本発明の吸引式搬送装置を精米機に適用した全体斜視図である。 第1の実施形態で本発明の吸引式搬送装置の一部分を示す斜視図である。 図2におけるX部分の右上からの斜視図である。 図2におけるX部分の左上からの斜視図である。 従来のものと比較した本発明の吸引式搬送装置のタイムチャートである。 第2の実施形態で本発明の吸引式搬送装置の平面図である。 第3の実施形態で本発明の吸引式搬送装置の平面図である。 第4の実施形態で本発明の吸引式搬送装置の平面図である。 第5の実施形態で本発明の吸引式搬送装置の平面図である。
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。
〔第1の実施形態〕
以下、本発明に係る第1の実施形態について、図面の図1乃至図5と共に説明する。
第1の実施形態は、本発明の吸引式搬送装置を精米機1の揚穀機10として適用したものである。
図1は、精米機1の全体図を示したものである。吸引式搬送装置である揚穀機10は、容器2(米袋)に詰められた玄米3を精米機本体4に設けられた一時貯留ホッパー5まで搬送する。一時貯留ホッパー5に搬送された玄米は、精米機本体4内で搗精される。精米機1は、他にも精品排出樋、糠排出樋、駆動源、架台などを備えているが、図示を省略している。
図1に示すように、揚穀機10は、吸引管11、第一収集ホッパー12、第二収集ホッパー13、上蓋14、吸引機15、排気口16、開閉蓋17を備えている。また、揚穀機10は、後述するように共有空間20を備え、当該共有空間20に切替弁30を備えている。
吸引管11は、容器2側に図示しないノズルを備えており、容器2内に入った玄米3内に挿入され、直接玄米3を吸引するものである。玄米は本発明の被吸引物及び被搬送物に相当する。吸引管11は、一部または全部がフレキシブルな構造となっており、ノズルの反対側端部は、収集ホッパーに連結されている。吸引管11は、精米機1を制御するスイッチや操作ハンドルも備えているが、図示を省略している。
図1及び図2に示すように、第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13は、左右に並んで配置されている。第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13は、上部が円形状の円筒部12a、13a、下部が略楕円形状の楕円筒部12b、13b、円筒部12a、13aと楕円筒部12b、13bとの間は下方に向って絞られたような形状のテーパー部12c、13cとなっている。楕円筒部12b、13bには底壁があり、底壁は一方に向って傾斜しており側面に開口が設けられている。
円筒部12a、13aの上部には、上蓋14が取り付けられるフランジ12d、13dが設けられている。フランジ12d、13dには、ボルト孔12e、13eが設けられている。
第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13の楕円筒部12b、13bの下部側面の開口には、開閉蓋17がそれぞれ設けられている。開閉蓋17は、上端が回動軸により回動自在に取り付けられており、下端が自由端として形成されている。これにより、収集ホッパー内の負圧が解除されているとき(吸引が停止しているとき)は開閉蓋17の自重により垂れ下がった状態で、収集ホッパーの下部の開口を開放し、収集ホッパー内が負圧となるとき(吸引しているとき)には、開閉蓋17が自重に抗して収集ホッパーの下部の開口を閉塞する。
第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13のフランジ12d、13dには、上蓋14が取り付けられる。図1では、上蓋14は第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13から分解した状態で示されている。上蓋14は、第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13を覆って密閉できるものである。上蓋14には、円筒部12a、13aのフランジ12d、13dのボルト孔12e、13eに対応する箇所にボルト孔14aが設けられている。上蓋14は、図示しないボルトをボルト孔14aとボルト孔12e、13eとに通して図示しないナットで締結することで、第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13に取り付けられる。
上蓋14の上面には、吸引機15、排気口16、切替弁駆動装置33が設けられる。
図2に示すように、第一収集ホッパー12内の円筒部12aとテーパー部12cとの境界部であって、第二収集ホッパー13側の一部にステージ12fが形成されている。第一収集ホッパー12のステージ12fは、水平の板状であって、第一収集ホッパー12内部に存在する第二収集ホッパー13の円筒部13aを上に設けることができる程度の大きさで設けられている。第二収集ホッパー13内にも、第一収集ホッパー12のステージ12fと同様のステージ13fが設けられている。ステージ12fとステージ13fとは、後述する共有空間20において上面を共有している。
第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13とは、その内部空間の一部を共有している。本実施形態での共有空間20は、第一収集ホッパー12の円筒部12a、第二収集ホッパー13の円筒部13aとで囲まれた空間であり、具体的には、第一収集ホッパー12の円筒部12a、第二収集ホッパー13の円筒部13a、第一収集ホッパー12のステージ12f、第二収集ホッパー13のステージ13f及び上蓋14で囲まれた空間である。
図1及び図2に示すように、第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13には吸引管11が連結されている。具体的は、吸引管11が円筒部12a、13aを貫通しその先端が共有空間20の略半分程度まで位置している。容器から玄米3が吸引管11を通って共有空間20に搬送されるようになっている。吸引管11は、円筒部12a、13aの接線方向に連結されている。
図2に示すように、共有空間20における第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13の円筒部12a、13aが吸引管11の端部に対向する箇所には、開口12g、13gが設けられている。開口12g、13gによって、共有空間20と第一収集ホッパー12、第二収集ホッパー13内の共有されていない空間とが連通される。吸引管11から共有空間20に搬送された玄米3は、開口13gを通って第一収集ホッパー12側に、開口12gを通って第二収集ホッパー13側に搬送される。
図1に示すように、吸引機15及び排気口16は、上蓋14における中心部であって共有空間20の上方に配置されている。また、図示しないが吸引機15の吸引口が共有空間20に開口するように配置されている。吸引機15が作動すると、共有空間20に開口した吸引口から空気が吸引され排気口16から空気が排出される。排気口16から玄米が排出されないように、吸引機15の吸引口にはフィルタが設けられている。吸引機15は、本発明の吸引手段に相当する。
図2に示すように、共有空間20には、切替弁30が設けられている。切替弁30は、搬送されてきた玄米を第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13のいずれかに収集するように切り替えるものである。切替弁30は、弁本体31と回動軸32を備えている。弁本体31は、一端が回動軸32に固定されており、他端は自由端となっている。回動軸32は鉛直方向に設けられ、下端はステージ12f、13fに回動可能に設けられており、上端は上蓋14を回動可能に貫通し、上蓋14の上面に設けられた切替弁駆動装置33(図1)と連結されている。切替弁駆動装置33によって、回動軸32を回動させることで、弁本体31が回動軸32を中心にして、第一収集ホッパー12の円筒部12aと第二収集ホッパー13の円筒部13aとの間を移動し、円筒部12a、13aの開口12g、13gの開閉を行う。弁本体31は、弾性体で形成されており、円筒部12a、13aの形状に沿って開口12g、13gを塞ぐことができ、また、生じた負圧によっても開口12g、13gを塞いだ状態に保持することができる程度の弾性を有している。
図3及び図4を用いて、切替弁30の動作を説明する。
図3は、切替弁30が、玄米を第一収集ホッパー12内に搬送する位置(第一収集ホッパー搬送側)に作動した状況を示したものである。回動軸32が切替弁駆動装置によって平面視時計回りに回動して、弁本体31が第一収集ホッパー12の円筒部12aに沿って押さえつけられるとともに開口12gを塞いでおり、第二収集ホッパー13の円筒部13aの開口13gが開口した状態となっている。この状態で、吸引管11から共有空間20に搬送されてきた玄米は、弁本体31及び円筒部12aの湾曲面に沿って第二収集ホッパー13の円筒部13aの開口13gを通って、第一収集ホッパー12内に平面視時計回りの旋回流Rとなり、玄米と空気が分離される。玄米は、螺旋状に第一収集ホッパー12内を旋回しながら落下し貯留され、空気は排気口より排出される。
図4は、切替弁30が、玄米を第二収集ホッパー13内に搬送する位置(第二収集ホッパー搬送側)に作動した状況を示したものである。回動軸32が切替弁駆動装置によって平面視反時計回りに回動して、弁本体31が第二収集ホッパー13の円筒部13aに沿って押さえつけられるとともに開口13gを塞いでおり、第一収集ホッパー12の円筒部12aの開口12gが開口した状態となっている。この状態で、吸引管11から共有空間20に搬送されてきた玄米は、弁本体31及び円筒部13aの湾曲面に沿って第一収集ホッパー12の円筒部12aの開口12gを通って、第二収集ホッパー13内に平面視反時計回りの旋回流Lとなり、玄米と空気が分離される。玄米は、螺旋状に第二収集ホッパー13内を旋回しながら落下し貯留され、空気は排気口より排出される。
揚穀機10の動作を説明する。
図1に示すように、容器2に詰められた玄米3に吸引管11の図示しないノズルを挿入する。次に、切替弁駆動装置33を作動させ、切替弁30を第一収集ホッパー搬送側に操作する(図3)。次に、吸引機15を作動させ、共有空間20、開口13gを介して、第一収集ホッパー12内の空気を吸引し排気口16から排気し、共有空間20を含んだ第一収集ホッパー12内に負圧を作用させる。第一収集ホッパー12内に負圧が作用するので、第一収集ホッパー12の開閉蓋17が閉じる。このとき、切替弁30の弁本体31によって第一収集ホッパー12の円筒部12aの開口12gは閉じられているので、第二収集ホッパー13内には負圧は作用せず、第二収集ホッパー13の開閉蓋17は開放されている。
共有空間20を含んだ第一収集ホッパー12内に負圧が作用することになるので、吸引管11のノズルから容器2内の玄米3が吸引される。吸引管11によって共有空間20まで空気とともに搬送されて玄米は、弁本体31及び円筒部12aの湾曲面に沿って第二収集ホッパー13の円筒部13aの開口13gを通って、第一収集ホッパー12内に平面視時計回りの旋回流Rとなり、玄米と空気が分離される。玄米は、螺旋状に第一収集ホッパー12内を旋回しながら落下し貯留され、空気は排気口より排出される。
第一収集ホッパー12内に貯留された玄米が所定量となったときに、切替弁駆動装置33を作動させ、弁本体31を第二収集ホッパー搬送側に操作する(図4)。
この切替弁30の作動時には吸引機15の作動を停止しても良いし、作動させながら行っても良い。吸引機15を作動させながら切替弁30を切り替える場合、吸引機15のオンオフ動作が不要になり、切り替えられる第二収集ホッパー13内を早く負圧にすることができる。また、吸引機15の作動を停止して切替弁30を切り替える場合、弁本体31が押し付けられる第二収集ホッパー13の円筒部13aと弁本体31とに間に玄米が挟まってしまい共有空間20と第二収集ホッパー13内とが確実に遮断されず、第二収集ホッパー13内への玄米の収集及び第一収集ホッパー12内からの玄米の排出の効率が低下する可能性を低くすることができる。
吸引機15の作動によって、共有空間20、開口12gを介して、第二収集ホッパー13内の空気が吸引され排気口16から排気され、共有空間20を含んだ第二収集ホッパー13内に負圧が作用する。第二収集ホッパー13内に負圧が作用するので、第二収集ホッパー13の開閉蓋17が閉じる。このとき、切替弁30の弁本体31によって第二収集ホッパー13の円筒部13aの開口13gは閉じられるので、第一収集ホッパー12内では負圧が解除され、第一収集ホッパー12の開閉蓋17は開放される。第一収集ホッパー12の開閉蓋17の開放によって、先ほど第一収集ホッパー12内に貯留された玄米が下方に排出される。
第二収集ホッパー13内に貯留された玄米が所定量となったときに、切替弁駆動装置33を作動させ、弁本体31を第一収集ホッパー搬送側に操作し(図3)、第一収集ホッパー12内に玄米を貯留させる一方で、第二収集ホッパー13内に貯留した玄米を下方に排出する。
この動作を容器2内の玄米3がなくなるまで、繰り返す。切替弁30の切り替えのタイミングは、収集ホッパー内にセンサーなどを設けたり、重量などを計測することに基づいて行う。
このように、連続して吸引を行うことができるので、容器内に詰められた玄米が吸引されてなくなるまでの時間を短縮させ、搬送効率を向上させることができる。
この効果を具体的に図5に示す。図5は、従来のものと比較した本発明の吸引式搬送装置のタイムチャートである。従来のものと本発明のものについては、共に容器は30kgの玄米が詰められたもので、従来の収集ホッパー、本発明の第一収集ホッパー、第二収集ホッパーの玄米を貯留する所定量(例えば最大貯留量)を共に10kgとしている。また、各収集ホッパー内の玄米の貯留量が所定量に達するまでの時間と、所定量からすべて排出されるまでの時間とは同じにしている。
図5(A)は、従来の吸引式搬送装置におけるタイムチャートである。
t0時の吸引機の作動により、収集ホッパー内の玄米の貯留量が増加し始めるとともに、容器内の玄米量が減少し始める。t1時の収集ホッパー内の玄米が最大貯留量の10kgとなったときに、吸引機の停止により、開閉蓋が開放され収集ホッパー内の玄米の排出が開始されるとともに、容器内の玄米量は20kgまで減少したところで変化しなくなる。収集ホッパー内の玄米がなくなったt2時での吸引機の作動により、収集ホッパー内の玄米の貯留量が増加し始めるとともに、容器内の玄米量が再び減少し始める。t3時の収集ホッパー内の玄米が最大貯留量の10kgとなったときに、吸引機の停止により、開閉蓋が開放され収集ホッパー内の玄米の排出が開始されるとともに、容器内の玄米量は10kgまで減少したところで変化しなくなる。収集ホッパー内の玄米がなくったときのt4時での吸引機の作動により、収集ホッパー内の玄米の貯留量が増加し始めるとともに、容器内の玄米量が再び減少し始める。t5時の収集ホッパー内の玄米が最大貯留量の10kgとなったときに、吸引機を停止し、容器内の玄米はなくなる。
図5(B)は、本発明の吸引式搬送装置におけるタイムチャートである。
切替弁が第一収集ホッパー搬送側に切り替えられており、t0時の吸引機の作動により、第一収集ホッパー内の玄米の貯留量が増加し始めるとともに、容器内の玄米量が減少し始める(第二収集ホッパー内には玄米は貯留されない。)。t1時の収集ホッパー内の玄米が最大貯留量の10kgとなったときに、吸引機は作動し続け切替弁が第二収集ホッパー搬送側に切り替えられ、第二収集ホッパー内の玄米の貯留量が増加し始める。このときも、容器内の玄米量は減少し続ける。また、このとき第一収集ホッパーの開閉蓋が開放され、第一収集ホッパー内の玄米の排出が開始される。t2時の第二収集ホッパー内の玄米が最大貯留量の10kgとなり、第一収集ホッパー内の玄米がなくなったときに、吸引機は作動し続け切替弁が第一収集ホッパー搬送側に切り替えられ、第一収集ホッパー内の玄米の貯留量が増加し始める。このときも、容器内の玄米量は減少し続ける。また、このとき第二収集ホッパーの開閉蓋が開放され、第二収集ホッパー内の玄米の排出が開始される。t3時の第一収集ホッパー内の玄米が最大貯留量の10kgとなったときに、吸引機が停止し、容器内の玄米はなくなる。このとき切替弁は第二収集ホッパー搬送側に切替り、第一収集ホッパー内の玄米の排出が開始される。
図5に示すように、容器内に詰められた玄米が吸引されてなくなるまでの時間は、従来ではt5時であり、本発明ではt3時であり、時間Tだけ短縮することができる。
また、収集ホッパーを複数設けても、吸引機、吸引管を複数設ける必要がないので、設備が簡易にすることができる。
〔第2の実施形態〕
以下、本発明に係る第2の実施形態について図面の図6と共に説明する。なお、第1の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第1の実施形態では、共有空間20の吸引機15及び排気口16を配置していたが、吸引効率や良好な旋回流が得られない場合もある。本実施形態は、このような場合に適用できるものである。
図6に示すように、本実施形態では、吸引機15及び排気口16を第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13のそれぞれに対応して設けている。吸引機15の吸引口を第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13の中心部に対応して配置することで、各収集ホッパー内で確実な吸引を行うことができ、また、安定した旋回流R、Lを生じさせることができる。第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13のそれぞれの吸引機15は、共有空間20に配置された図示しない切替弁の切り替えと連動して交互に作動する。
〔第3の実施形態〕
以下、本発明に係る第3の実施形態について図面の図7と共に説明する。なお、第1及び第2の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第2の実施形態では、吸引機15及び排気口16を第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13のそれぞれに対応して設けていたが、吸引機15が複数になるので、本実施形態では第2の実施形態の効果を得られ、かつ一つの吸引機としたものである。
図7に示すように、本実施形態では、吸引機15及び排気口16を設け、これから排気管41を配置し、第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13にそれぞれ排気枝管42を分岐して配置し、第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13内を吸引して負圧にできるようにしている。また、排気管41と各排気枝管42との連結部には、排気切替弁43を設けて、第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13との吸引を個別に行なえるようにしている。排気切替弁43は、共有空間20内に配置された図示しない切替弁と連動して作動するようになっている。
〔第4の実施形態〕
以下、本発明に係る第4の実施形態について図面の図8と共に説明する。なお、第1乃至第3の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
図8に示すように、第4の実施形態は、第2の実施形態のものから共有空間を設けず、吸引管11に切替弁50を設けたものである。具体的には、第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13とは共有空間を備えないように配置し、吸引管11を吸引枝管11a、11bで分岐させて第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13にそれぞれ接線方向に連結させている。また、枝分かれた箇所には、切替弁50が設けられている。この切替弁50により、玄米を第一収集ホッパー12と第二収集ホッパー13とに分けて搬送することができる。切替弁50の切り替わり動作は、第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13のそれぞれの吸引機15の交互の作動と連動する。
本実施形態では、共有空間を備えないので、第一収集ホッパー12及び第二収集ホッパー13の構造が簡易にすることができる。
〔第5の実施形態〕
以下、本発明に係る第5の実施形態について図面の図9と共に説明する。なお、第1乃至第4の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
図9に示すように、本実施形態は、第4の実施形態における吸引機15及び排気口16の配置を、第3の実施形態のものに変更したものである。本実施形態では、切替弁50と排気切替弁43とが連動して作動する。
〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
本実施形態では、精米機の揚穀機に適用したものであったが、これに限定されるものではなく、小麦などの搬送に用いてもよい。
いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。
1 精米機
2 容器
3 玄米
4 精米機本体
5 一時貯留ホッパー
10 揚穀機
11 吸引管
12 第一収集ホッパー
13 第二収集ホッパー
14 上蓋
15 吸引機
16 排気口
17 開閉蓋
20 共有空間
30、50 切替弁
31 弁本体
32 回動軸
33 切替弁駆動装置
41 排気管
42 排気枝管
43 排気切替弁

Claims (3)

  1. 被吸引物を収集ホッパーに搬送する吸引管と、前記吸引管が連結され内部が負圧になることで前記吸引管を通して被吸引物を内部に収集する収集ホッパーと、前記収集ホッパー内を負圧にする吸引手段と、を備えた吸引式搬送装置であって、
    前記収集ホッパーは、第一収集ホッパーと第二収集ホッパーとを備えており、
    搬送されてきた被搬送物を前記第一収集ホッパー及び前記第二収集ホッパーのいずれか一方に収集する切替弁を備えており、
    前記第一収集ホッパーと前記第二収集ホッパーとは、その内部を共有する共有空間を備えており、
    前記共有空間には、前記吸引管が連結されているとともに前記切替弁が設けられている
    ことを特徴とする吸引式搬送装置。
  2. 前記吸引手段は、前記共有空間から吸引することで前記第一収集ホッパー又は前記第二収集ホッパー内を負圧にすることを特徴とする請求項1に記載の吸引式搬送装置。
  3. 前記第一収集ホッパー及び前記第二収集ホッパーは、吸引しているときには閉塞し吸引を停止しているときには開放する開閉蓋を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の吸引式搬送装置。
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