JP7464910B2 - 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パイプ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。特に粉体等の経路を連通不通に制御するフラップバルブの蓋における摩耗が著しい。ここで図４に従来の吸引部５１の構造を示す。図４は吸引部５１の側面方向からの断面図である。従来の構成では、フラップバルブ５６を備えた先端パイプ５５が設けられている。フラップバルブ５６は、蓋５９を有しており、この蓋５９は、弁体５９ａとサポート５９ｂとを含んで構成されている。特に、フラップバルブ５６が閉じた状態においても、弁体５９ａと先端パイプ５５の端面との密着性が十分では無く、弁体５９ａの当り面に隙間が生じてしまうと、その隙間に粉体等を含んだ空気が高速で流れることになる。そうすると、弁体５９ａまたは先端パイプ５５の端面が局所的に摩耗し、さらに隙間が開くので、偏摩耗による漏れが加速的に増大することになる。これによりフラップバルブ５６の蓋５９による閉止状態が保てなくなる場合がある。

本発明は上記事情に鑑み、フラップバルブの局所摩耗を防止し、フラップバルブの蓋による閉止状態を保つことができ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、前記フラップバルブは、前記先端パイプの開口をふさぐ蓋と、前記先端パイプに固定され前記蓋を開閉させるためのアクチュエータと、前記蓋と前記アクチュエータとを結合し、前記蓋の開閉時に動作する支持バーと、を含んで構成され、前記蓋が、前記支持バーと前記蓋との結合部を中心に回転可能となっ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、前記蓋の、前記支持バーと前記蓋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、該回転規制機構が、前記支持バーに接触して回転を規制するストッパであることを特徴とする。

第１発明によれば、フラップバルブを構成する蓋が、フラップバルブの支持バーと蓋との結合部を中心に回転可能となっていることにより、蓋の姿勢が変化することで先端パイプの開口部を隙間なくふさぐことができ、局所摩耗を防止し、フラップバルブの蓋による閉止状態を保つことができる。よって、フラップバルブの寿命を延ばしてメンテナンス作業の負担を少なくできる。また、真空不良または粉体搬送不良等のトラブル発生を防止し、設備停止を回避できる。
第２発明によれば、蓋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ていることにより、蓋の姿勢の変化を一定範囲内に収めることができ、先端パイプ等と干渉することを防止できる。

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。 図１のバキュームコンベアの吸引部を構成するフラップバルブの蓋の姿勢の状態を示す説明図である。図３（Ａ）は二つあるストッパのいずれにも支持バーが接触していない状態の図である。図３（Ｂ）は蓋が時計回り方向へ回転した状態の図である。図３（Ｃ）は蓋が反時計回り方向へ回転した状態の図である。 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、真空装置への粉体等の流入が防止されるとともに、粉体等が確実に捕集される。

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。蓋１９は、弁体１９ａと、弁体１９ａの先端パイプ１５と接する面と反対側の面に設けられているサポート１９ｂ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に示すように支持バー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。蓋１９は、弁体１９ａとサポート１９ｂとを含んで構成されており、サポート１９ｂが支持バー１８に保持されている。本実施形態では、蓋１９は、結合部２４を中心として支持バー１８に対して回転可能に保持されている。具体的に結合部２４はボルト、ナットであり、支持バー１８とサポート１９ｂとを結合する際に、このボルト、ナットを締め切らないようにすることで、支持バー１８に対し蓋１９が回転可能となる。

本実施形態では、支持バー１８に対する蓋１９の回転動作を規制する回転規制機構が設けられている。具体的に回転規制機構は、サポート１９ｂの側面に設けられた第１ストッパ２５、および弁体１９ａのサポート１９ｂが設けられている面に設けられている第２ストッパ２６が該当する。具体的に第１ストッパ２５は、サポート１９ｂの側面に溶接された金属片であり、第２ストッパ２６は、弁体１９ａに溶接された金属片である。

図３には、フラップバルブ１６の蓋１９の姿勢の状態の説明図を示す。図３は、図１と同じように、吸引部１１の側面方向から見た図であり、フラップバルブ１６のみを記載している。図３（Ａ）は、第１ストッパ２５および第２ストッパ２６のいずれにも支持バー１８が接触していない状態の図である。図３（Ｂ）は、蓋１９が結合部２４を中心に時計回り方向に回転し、支持バー１８が第１ストッパ２５に接触した状態の図である。図３（Ｃ）は、蓋１９が結合部２４を中心に反時計回り方向に回転し、支持バー１８が第２ストッパ２６に接触した状態の図である。図３に示すように、蓋１９は結合部２４を中心に、回転可能に保持され、第１ストッパ２５および第２ストッパ２６によりその回転量が規制されている。

フラップバルブ１６を構成する蓋１９が、フラップバルブ１６の支持バー１８と蓋１９との結合部２４を中心に回転可能となっていることにより、蓋１９の姿勢が変化することで先端パイプ１５の開口部を隙間なくふさぐことができ、局所摩耗を防止し、フラップバルブ１６の蓋１９による閉止状態を保つことができる。これにより、フラップバルブ１６の寿命を延ばしてメンテナンス作業の負担を少なくできる。また、真空不良または粉体搬送不良等のトラブル発生を防止し、設備停止を回避できる。

蓋１９の結合部２４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ていることにより、蓋１９の姿勢の変化を一定範囲内に収めることができ、先端パイプ１５等と干渉することを防止できる。

フラップバルブ１６を構成する蓋１９は、バキュームコンベア使用前の調整において、先端パイプ１５の開放端部がシールできるように、先端パイプ１５の端面と接する面が摺合せ調整される。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。

上記輸送段階において、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の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１０の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。

本実施形態によれば、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バキュームコンベア１０の内部へ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、本発明のバキュームコンベア１０は、装置単独の動作そのものはバッチ式であるが、一般的な使用態様として、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ことが多い。そのようなときは、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。本実施形態によれば、このような使用態様のときでも、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。

（他の実施形態）
上記の実施形態では、支持バー１８と蓋１９との結合部２４を中心に回転可能とするための構成は、支持バー１８と蓋１９とを結合するためのボルトを締め切らない構成であったがこれに限定されない。例えば支持バー１８と蓋１９とが軸受けにより結合される場合も該当する。

また、上記の実施形態では、蓋１９は支持バー１８の長手方向に対して直角な方向に軸支された結合部２４を中心に回転可能としているが、蓋１９の回転方向はその方向に限定されない。例えば、結合部２４がユニバーサルジョイントによって構成される場合もある。

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
１７ アクチュエータ
１８ 支持バー
１９ 蓋
２０ 本体
２４ 結合部

Claims (2)

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、
   前記フラップバルブは、
   前記先端パイプの開口をふさぐ蓋と、
   前記先端パイプに固定され前記蓋を開閉させるためのアクチュエータと、
   前記蓋と前記アクチュエータとを結合し、前記蓋の開閉時に動作する支持バーと、を含んで構成され、
   前記蓋が、前記支持バーと前記蓋との結合部を中心に回転可能となっている、
   ことを特徴とするバキュームコンベア。
2. 前記蓋の、前記支持バーと前記蓋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、
   該回転規制機構が、前記支持バーに接触して回転を規制するストッパである、
   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。