JP7460961B2 - バキュームコンベア - Google Patents

Description

本発明は、バキュームコンベアに関する。さらに詳しくは、バキュームコンベア内部に位置する吸引部の先端にフラップバルブが設けられているバキュームコンベアに関する。

空気輸送とは、粉体または粒体を、輸送元から輸送先容器へ空気流を用いて輸送する輸送方式である。この空気輸送は、粉体等を背後から空気流で圧送する圧送式と、真空を利用して前方から吸引する吸引式とに大別できる。このうち後者の吸引式は、輸送元の吸引部の構造が簡単で、複数箇所から１箇所への集約輸送に適しており、配管経路に亀裂などの損傷が生じても粉塵が漏洩しないという利点があるため、工場での採用が多くなっている。

この吸引式の空気輸送は、バキュームコンベア（吸引式空気輸送機）を用いて行われる。特許文献１には、バッチ式のバキュームコンベアが開示されている。このバキュームコンベアは、円筒形の本体を備えている。そして円筒の側部には吸込管が設けられている。粉体が、本体の中央部付近に供給されるように、吸込管の本体内部側の端部は本体の中央部付近まで延伸している。そして吸込管の内側端部にはフラップバルブが設けられている。

このバキュームコンベアでは、本体の上部が真空源に接続しており、バキュームコンベアに粉体が流入する際には、下部の排出ダンパーが閉じられるとともに、真空源によりバキュームコンベア内部の圧力が大気圧よりも小さくなる。これにより吸込管から粉体が流入する。この際フラップバルブは開かれている。他方バキュームコンベアから粉体が排出される際には、下部の排出ダンパーが開放され、ここから粉体が流出する。この際真空源とバキュームコンベア内部とは遮断されるとともに、吸引口のフラップバルブは閉じられ、吸込管からの粉体の供給は止められている。

特開２００４－１３１１８９号公報

搬送される粉体等が、研削材のように硬いものである場合、粉体等がバキュームコンベアの内部に衝突することでその部分の摩耗が進行する。特に粉体等がバキュームコンベア内部に流入する際の通り道になる吸込管での摩耗が著しい。ここで図３に従来の吸引部５１の構造を示す。図３は吸引部５１の側面方向からの断面図である。従来の構成においてフラップバルブ５６を備えた先端パイプ５５内が摩耗すると、フラップバルブ５６が先端パイプ５５に溶接で固定されており、先端パイプ５５と合わせてフラップバルブ５６まで交換する必要があった。すなわち、この交換にはフラップバルブ５６の費用を含むため、バキュームコンベアのメンテナンス費用が高くなるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑み、吸引部での摩耗が発生した際に、よりメンテナンスのコストを抑えることが可能となるバキュームコンベアを提供することを目的とする。

第１発明のバキュームコンベアは、筒状の本体と、該本体の側面に、粉体または粒体が流入するために設けられた吸引部と、を含んで構成され、前記吸引部は、前記本体の側面に貫通して固定された吸引パイプと、前記本体の内部で、該吸引パイプの連通不通を制御するフラップバルブを備える先端パイプと、を有し、前記吸引パイプと、前記先端パイプとの間に中間パイプが備えられていることを特徴とする。
第２発明のバキュームコンベアは、第１発明において、前記先端パイプの肉厚が、前記中間パイプの肉厚よりも厚いことを特徴とする。
第３発明のバキュームコンベアは、第１発明または第２発明において、前記先端パイプと前記中間パイプとは、ネジ構造により結合され、前記先端パイプには雌ネジが、前記中間パイプには雄ネジが設けられていることを特徴とする。

第１発明によれば、吸引パイプと先端パイプとの間に中間パイプが設けられていることにより、吸引パイプより先端部分が摩耗した場合でも、中間パイプを取り替えることで、フラップバルブが固定されている先端パイプを交換する必要がなく、よりメンテナンスのコストを抑えることが可能となる。
第２発明によれば、先端パイプの肉厚が、中間パイプの肉厚よりも厚いことにより、先端パイプの摩耗に対する寿命が長くなり、よりメンテナンスのコストを抑えることができる。
第３発明によれば、先端パイプに雌ネジが設けられていることにより、中間パイプの内径よりも先端パイプの内径を大きくでき、先端パイプの摩耗を中間パイプの摩耗よりも少なくでき、さらにメンテナンスのコストを抑えることができる。また、中間パイプが内側に先端パイプが外側に配置されるので、高額で複雑な構造の先端パイプの、構造的に摩耗に弱いネジ部を保護することができる。

本発明の一実施形態に係るバキュームコンベアの吸引部の側面方向からの断面図である。 図１のバキュームコンベアの動作説明図である。図２（Ａ）は、バキュームコンベア外部から吸引部１１を通過して、粉体等がバキュームコンベア内に輸送されている状態を表した図である。図２（Ｂ）は、バキュームコンベア内部から、バキュームコンベア下部にある排出口を通って、粉体等が排出されている状態を表した図である。 従来例のバキュームコンベアの吸引部の側面方向からの断面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのバキュームコンベアを例示するものであって、本発明はバキュームコンベアを以下のものに特定しない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。

（バキュームコンベア１０の構成）
図２には、本発明の一実施形態に係るバキュームコンベア１０の動作説明図を示す。図２（Ａ）はバキュームコンベア１０の外部から吸引部１１を通過して、粉体等がバキュームコンベア１０内に輸送されている状態を表した図であり、図２（Ｂ）はバキュームコンベア１０の内部から、バキュームコンベア１０の下部にある排出口Ｕを通って、粉体等が排出されている状態を表した図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）はどちらとも、バキュームコンベア１０を正面方向から見た断面図である。

バキュームコンベア１０は、吸引式空気輸送機とも呼ばれ、真空を利用して粉体または粒体（以下、本明細書において「粉体等」とする）を、輸送元から輸送先の容器へ輸送する際に用いられる。図示していないが、本実施形態のバキュームコンベア１０では、輸送元は、吸引口Ｓと接続されている。輸送先の容器は図２の紙面においてバキュームコンベア１０の下方に設置され、粉体等は排出口Ｕから重力により搬出される。

図２に示すように、本実施形態に係るバキュームコンベア１０は、筒状の本体２０を有する。筒状の本体２０は、上から第１本体２０ａ、第２本体２０ｂ、第３本体２０ｃの３つの円筒体から構成されており、これらの円筒体がバックルなどにより接合されることで本体２０が構成されている。

第１本体２０ａの上部には、真空装置（不図示）と接続するための真空装置接続口Ｔが設けられている。また、この真空装置からの吸引を遮断するための遮断弁２１が第１本体２０ａと真空装置接続口Ｔとの間に設けられている。真空装置としてはルーツブロアー、多段リングブロアーに代表されるブロアー、エジェクター型真空ポンプまたは他の形式の真空ポンプが該当する。加えて第１本体２０ａには、フィルタ２２が設けられている。このフィルタ２２により、真空装置へ粉体等が流入するのを防止できると共に、粉体等を確実に捕集できる。

第１本体２０ａの側部、すなわち本体２０の側面には、粉体等が流入するための吸引部１１が設けられている。図１にはこの吸引部１１周辺の側面方向からの断面図を示す。吸引部１１は、第１本体２０ａの側面に貫通して溶接により固定された吸引パイプ１２を有する。この吸引パイプ１２の材質は、特に限定されないが、溶接が容易になるように第１本体２０ａと同じ材質であることが好ましい。

吸引部１１は、吸引パイプ１２とともに、第１本体２０ａの内部に先端パイプ１５を備えている。先端パイプ１５の開放端部は、先端パイプ１５の軸心と所定の角度を持つ切断面を有している。本実施形態では、この所定の角度は４５°である。本実施形態では、先端パイプ１５の肉厚は、中間パイプ１４の肉厚よりも厚い。先端パイプ１５の材質は、耐摩耗性が高く、安価な材料が好ましい。具体的に先端パイプ１５の材質は、クロムモリブデン鋼である。先端パイプ１５には、吸引パイプ１２の連通不通を制御するフラップバルブ１６が備えられている。なお吸引パイプ１２が連通である場合とは、粉体等が吸引パイプ１２を連続的に通過している場合を言い、吸引パイプ１２が不通である場合とは、粉体等が吸引パイプ１２内にとどまっている場合を言う。

本実施形態では、フラップバルブ１６は、アクチュエータ１７と、支持バー１８と、蓋１９と、を含んで構成されている。アクチュエータ１７は、例えば揺動型ロータリエアアクチュエータである。このアクチュエータ１７は、先端パイプ１５の外周面に溶接で固定されている。図１に示すよう支持バー１８は、アクチュエータ１７により、支持バー１８の一方の端部（図１においては紙面の右側端部）に設けられている支持点を中心に回転させられる。支持バー１８の他方の端部には、蓋１９が設けられている。

フラップバルブ１６を構成する蓋１９は、先端パイプ１５の開放端部がシールできるように、開放端部に合わせて先端パイプ１５と接する面が調整されている。蓋１９の材質は、耐摩耗性が高く、安価な材料が好ましい。本実施形態では、蓋１９の材質はクロムモリブデン鋼が採用されている。

図１に示すように、本実施形態では、吸引パイプ１２と先端パイプ１５との間に中間パイプ１４が設けられている。この中間パイプ１４の材質は、耐摩耗性が高く、安価な材料が好ましい。具体的に本実施形態では、中間パイプ１４の材質は、クロムモリブデン鋼である。本実施形態では、吸引パイプ１２と中間パイプ１４とは、ヘルール継手１３により結合される。ただし結合方法はこれらに限定されない。

先端パイプ１５および中間パイプ１４の材質がクロムモリブデン鋼であることにより、クロムモリブデン鋼は、低コストな耐摩耗性材料であるので、低コストで耐摩耗性を向上できる。

中間パイプ１４と先端パイプ１５とはネジ構造により結合される。中間パイプ１４には雄ネジが設けられ、先端パイプ１５には雌ネジが設けられる構成が好ましい。ただし結合方法はこれらに限定されない。

吸引パイプ１２と先端パイプ１５との間に中間パイプ１４が設けられていることにより、吸引パイプ１２より先端部分が摩耗した場合でも、中間パイプ１４を取り替えることで、フラップバルブ１６が固定されている先端パイプ１５を交換する必要がなく、よりメンテナンスのコストを抑えることが可能となる。

先端パイプ１５の肉厚が、中間パイプ１４の肉厚よりも厚いことにより、先端パイプ１５の摩耗に対する寿命が長くなり、よりメンテナンスのコストを抑えることができる。

先端パイプ１５に雌ネジが設けられていることにより、中間パイプ１４の内径よりも先端パイプ１５の内径を大きくでき、先端パイプ１５の摩耗を中間パイプ１４の摩耗よりも少なくでき、さらにメンテナンスのコストを抑えることができる。

図２に示すように、本実施形態では、第１本体２０ａの下方に第２本体２０ｂが設けられており、さらに第２本体２０ｂの下方に第３本体２０ｃが設けられている。第３本体２０ｃには、排出ダンパー２３が設けられている。排出ダンパー２３は、排出口Ｕの開閉を制御する。図２（Ａ）に示している状態が、排出ダンパー２３により排出口Ｕが閉鎖された状態であり、図２（Ｂ）に示している状態が、排出ダンパー２３により排出口Ｕが開放された状態である。

（バキュームコンベア１０の動作）
図２（Ａ）を用いて、粉体等がバキュームコンベア１０内に輸送される工程を説明する。図２（Ａ）に示すように、バキュームコンベア１０は、輸送段階で、吸引部１１にある吸引口Ｓからバキュームコンベア１０内部に粉体等を流入させる。図２（Ａ）および図２（Ｂ）において、小円の外周に突起が描かれているもの、例えば吸引口Ｓの右にあるものが粉体等を表している。図２（Ａ）に示された状態では、真空装置接続口Ｔに接続された真空装置（不図示）により、バキュームコンベア１０内部は大気圧よりも低い圧力となる。真空装置接続口Ｔの、バキュームコンベア１０内部側に設けられた遮断弁２１は、開放状態を維持する。吸引部１１のフラップバルブ１６は開放状態を維持する。第３本体２０ｃ内の排出ダンパー２３は閉止状態を維持する。この状態であることにより吸引口Ｓから粉体等が搬入され、搬入された粉体等の大部分は、第３本体２０ｃ内に貯留される。搬入された粉体等のうち、軽いものは、第３本体２０ｃ内に沈降せずにフィルタ２２に捕集される。

上記輸送段階によって、粉体等が第３本体２０ｃ内に十分に貯留された後、バキュームコンベア１０は、図２（Ｂ）に示すように、次の排出段階に移行する。排出段階では、バキュームコンベア１０内部に貯留された粉体等を、排出口Ｕからバキュームコンベア１０の下方に位置する容器へ排出する。この際、バキュームコンベア１０の内部は、真空装置から遮断されて大気圧となる。遮断弁２１は、真空装置とバキュームコンベアの１０内部を遮断するために閉止状態を維持する。フラップバルブ１６は、吸引口Ｓから粉体等が流入するのを防止するために閉止状態を維持する。排出ダンパー２３は、バキュームコンベア１０の下方に粉体等を排出するため開放状態となる。この状態であることにより、排出口Ｕから粉体等が排出される。バキュームコンベア１０の内部が大気圧となれば、フィルタ２２に付着した粉体等は、自重により排出口Ｕへと落下する。排出ダンパー２３が開となる直前に、フィルタ２２の表面に、払落し用のエアーを吹付けても良い。また、排出ダンパー２３が開となった後で、フィルタ２２の内部側から逆ブローを掛けるようにしても良い。

さらに、本発明には、以下に示す構成を含む場合がある。

例えば、先端パイプ１５の蓋１９が、支持バー１８と蓋１９との結合部を中心に回転可能となっている場合がある。さらに、蓋１９の、支持バー１８と蓋１９との結合部を中心とした回転動作を規制する回転規制機構が設けられ、その回転規制機構が、支持バー１８に接触して回転を規制するストッパである場合がある。

上記の構成によれば、フラップバルブ１６の閉止を確実にすることができる。そうすれば、排出段階において、遮断弁２１が閉止され、フラップバルブ１６が閉止され、排出ダンパー２３が開放される一連の流れの中で、バキュームコンベア１０の内部が真空圧から大気圧に移行する過程で真空圧が残った状態となり、フラップバルブ１６の当り面の隙間から粉体等が漏れることを防止できる。そのことで、フラップバルブ１６の当り面が偏摩耗して、フラップバルブ１６からの漏れがより増大するという事態を回避することができる。

また、本発明に係るバキュームコンベア１０について、装置単独のバッチ式の動作について説明したが、これに限定されない。例えば、本発明に係るバキュームコンベア１０の２基を並列に配置して、その排出段階を交互に切替えることで、連続した空気輸送が実施できるよう構成される場合がある。この場合、吸引パイプ１２の吸込み側の配管が共通の取合いになっているので、フラップバルブ１６の当り面に隙間があると、その隙間から粉体等を含んだ空気が高速で逆流することになる。上記の構成によれば、このような使用態様の場合、フラップバルブ１６の当り面が偏摩耗して、フラップバルブ１６からの漏れがより増大するという事態を避けることができるという効果を奏する。

１０ バキュームコンベア
１１ 吸引部
１２ 吸引パイプ
１４ 中間パイプ
１５ 先端パイプ
１６ フラップバルブ
２０ 本体

Claims (3)

1. 筒状の本体と、
   該本体の側面に、粉体または粒体が流入するために設けられた吸引部と、を含んで構成され、
   前記吸引部は、
   前記本体の側面に貫通して固定された吸引パイプと、
   前記本体の内部で、該吸引パイプの連通不通を制御するフラップバルブを備える先端パイプと、を有し、
   前記吸引パイプと、前記先端パイプとの間に中間パイプが備えられている、
   ことを特徴とするバキュームコンベア。
2. 前記先端パイプの肉厚が、前記中間パイプの肉厚よりも厚い、
   ことを特徴とする請求項１に記載のバキュームコンベア。
3. 前記先端パイプと前記中間パイプとは、ネジ構造により結合され、
   前記先端パイプには雌ネジが、前記中間パイプには雄ネジが設けられている、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のバキュームコンベア。