JPH01123621A

JPH01123621A - 粒子混合装置

Info

Publication number: JPH01123621A
Application number: JP63249179A
Authority: JP
Inventors: Robert R Goins; ロバート　ラルフ　ゴインズ
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1989-05-16
Also published as: AU2196288A; AU608890B2; US4755061A; EP0315168A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、粒子状固体の混合と、槽内への送給との両方
又は一方を行うための装置に関する。

［従来の技術］プラスチック材料を使用する多くの場合、着色剤の使用
を必要とする。着色剤としては染料、有機顔料、無機顔
料がある。着色剤は、乾燥粉末の形であったり、あるい
は又使用されるポリマーの高濃度の色に濃縮された濃縮
物であってもよい。

［発明が解決しようとする課題］プラスチック材料を着色する方法の中で最も簡単なのは
バレル調合（ブレンディング）である。

この方法では計量された着色剤部分が、タンプリングに
よって、計Ｍされたプラスチック素材（未着色材）と混
合される。バレル調合は、しかし、大量の加Ｊ、にはあ
まり適していない。いくつかの工業的加工では一般的に
大型のタンク調合装置を用いる。この装置では計量され
た調合される材料の各部分が調合タンク内に入れられ、
それら材料の調合が終了するとタンクから取り出される
。調合がバッチ方式で行われる場合、調合された材料は
プロセス機械（即ち、モールディング、スピニング等を
行う機械）で用いられるときまで貯蔵されな番ノればな
らない。しかしこの場合、調合材料が用いられる前に分
離する事によるいくつかの問題が生じる。この問題を解
決する１つの方法は貯蔵ＩＭ設からプロレス機械への直
接比率送給を行うことである。

直接比率送給の１つの実例として、ｌｆｓ計りベルトフ
ィーダシステムを用いるものがある。その最も簡単なシ
ステムは、素材ベレット貯蔵車ツバ−と色濃縮物ベレッ
ト貯蔵ホッパーとを備え、それぞれのホッパーはそれぞ
れ独自の重ｆｆｉ計りベルトコンベアを有する。２つの
コンペＡアはそれぞれの材料を１つの共通の受容器、例
えば押出機の送給ホッパーへ放出する。このシステムは
バッチ処理システムより優れているが、しかし欠点がな
いわけではない。例えば維持費が高い。更に比率送給方
法は正確な計量と送給を行なう装置によって成立するの
で較正の問題がしばしば起る。

色彩レベルのより良い制御への使用者の要望が高くなっ
たので、より精密で高価な制御装置が採用され、より安
く簡単な装置が求められるということはあまりない。そ
こで本発明の目的は粒子状固体の比率送給を行うための
改良された装置を提供することにある。

本発明のその他の目的、特徴、長所は、添付図面と関連
して後に続ける詳細な記述及び特許請求の範囲から当該
技術者に明らかになろう。

［課題を解決するための手段］２種類又はそれ以上の粒子状固体の供給材料を、それら
の未混合固体がそれぞれの容器からほぼ垂直な部分を有
する共通混合容器内へ送り込まれる際の構成比率で混合
する際、本発明は、上記共通混合ビン内の固体のレベル
の下まで延在するフィーダ装置を備えた改良されたフィ
ーダを提供する。

そのフィーダ装置は、水平方向断面積の異なる少なくて
も２つの組み重ね式の導管を備える。１つ又はそれ以上
の組み重ね式の導管が調節装置によって持上げられ（又
は降ろされて）より大きい水平方向断面積を有する導管
に係合し、これによって送給される粒子状固体の構成比
率−を所望のように変化させる。

［実施例］全体的に第１図は本発明の比率フィーダの１つの実施例
を示す。第１図に示された実施例の比率フィーダは槽２
を備え、この槽は上端部分４、中間部分６、及び下端部
分８を為する。槽２の上端部分４と中間部分６は全体的
に垂直の空洞を形成する。

第１図において、槽２の下端部分８は、出口装′ａ１２
に開口する収束空洞を形成する。出口装置１２は何れか
の適当な個所へ直接開口できる。そのような個所の実例
としては、制約的ではないが、押出機、加工機械の送給
ホッパー、ペレット調合装置、重ケ計りベルトコンベヤ
、空気コンベヤ、そして第１図に示されるような流れ制
御装ｒ１１４がある。

槽２の内容物を流れ制御装置の中へ分散するには、いず
れかの適当な手段が用いられよう。第１図の実施例に於
いては、採用された流れ制御装置は、スクリュコンベヤ
ハウジング１６とスクリュ１８を備えたスクリュコンベ
ヤ１４である。第１図において、スクリュ１８は、速度
制御装置２２によって回転速度を設定されるモータ２０
によって回転される。制御装置２２の速度設定は手動と
自動のいずれによっても調節できる。第１図の速度υ制
御装置２２の調節は自動的に行われる。

槽２は更に、上端部分４を通って開口し、中間部分６内
へ延びる第１入口１置３０を備える。本発明のこの第１
入口装置は少なくても２個の組み重ね式の導管を備える
。第１図の実施例において、第１入口装置３０は、水平
方向断面積が順次に小さくなる３個の全体的に？表に向
いた組み重ね式の導管要素３２．３４．３６を備える。

導管３２は上端部４４と下端部４６を有する。

導管３２の上端部４４は槽２の上端部分４の内側壁に恒
久的に固定されている。、ＩＰ管３２の上端部４４、は
更に第１内方延出周縁リブ４８を備える。

導管３２は更に、その上端部４４と下端部４６との間に
設置される第２内方延出周縁リブ５０を備える。

導管３４も上端部５２と下端部５４を有する。。

導管３４の上端部５２は外方延出周縁リプ部分５６と内
方延出周縁リプ部分５８を備える。ＩＰ管３４の外方延
出周縁リプ部分５６は導管３２の第２周縁リプ５０の上
方に設けられる。導管３４の外方延出周縁リプ部分５６
の長さは、導管３４がその最下位置になったときりブ部
分５６の１・而がリプ５０の上面の上に乗り、そして導
管３４がその最上位置になったときリプ部分５６の上面
がリプ４８の下面に当たるようなものとされる。導管３
４は更に、その上端部５２と下端部５４との間に設置さ
れる第２内方延出周縁リブ４９を備える。

導管３４の長さは、導管３４が最下位置になったときそ
の下端部５４が導管３２の下端部４６の下方になり、そ
して導管３４が最下位置になったとき下端部５４が導管
３２の下端部４６の上方にあるものとされる。

導管３６は上端部６０と下端部６２とを有し、モして又
それら上端部６０左下端部６２との間に設けられる外方
延出周縁リプ６４を備える。この周縁リプ６４は導管３
４の内り延出リプ部分５８の下方に設置される。周縁リ
プ６４の長さは、導管３６の上端部６０に取付けられた
導管ｒＡＷＪ装置６６によって導管３６が持ち上げられ
たときりブ６４の上面が内方延出リブ５８の下面に当た
り、そして導管３６が最下位置になったときりプロ４の
下面がリブ４９の上面に当たるものとされる。

導管３６の長さは、リブ６４の上面が内方延出リブ５８
の下面に最初に接するように持上げられたとき導管３６
の下端部６２が、導管３２の下端部４６の下にある導管
３４の下端１１ｓ５４の上方にあるものとされる。それ
から導管３６がその最上位置まで持上げられると、リブ
６４の上面が内方延出リブ部分５８の下面に当たり、且
つ外方延出リブ部分５６の上面が内方延出リブ４８の下
面に当たる。導管３６のこの最上位置において、その下
端部６２は、導管３２の下端部４６の上方にある導管３
４の下端部５４の上方にある。

第１人０装［３０は場合により貯蔵１ｉ！６８を含む。

この貯蔵槽はｌ管７０と直接連通し、また導管３６内に
開口する。導管７０が導管３６内に延出できるように、
導管７０の外側寸法は導管３６の内側寸法より小さくな
っている。導管７０が導管３６内に延出する一方、その
長さは、導ｆＲ３６が最下位置のとき導管７ｏの下端部
が導管３６の下端部６２の上方にあるものとされる。

第１図の実施例は更に第２入口装置７２を備える。場合
によっては、第２入口装置７２も固体貯蔵ＷＩ７４を含
むことができる。この貯蔵槽７４はｌｊ管７６と直接連
通する。Ｓ管７６は槽２の上端部分４内に開口する。

ｆｆｆ２の上端部分４と中間部分６とによって形成され
る全体的に垂直の空洞は、第１入口装置の最下側導管の
下端部から上部分４と中間部分６とによって形成される
全体的に垂直の空洞の本体部分を通って流れる各材料の
下方への流率が均等になるような、充分な長さと形状を
備えていなければならない。一般的に、そのような全体
的に垂直の空洞の長さは、そこを通って送給される固体
粒子材料に応じて決められる。例えば、ある場合には、
そのような垂直空洞の長さは、１２のいずれの水平面に
おける最大断面寸法より小さくされる。しかし最も一般
的にいって、均等な流れを作るためには、全体的に垂直
な空洞の長さは少なくても、槽２のいずれの水平面の最
大断面寸法にも等しいものとされる。

第１図の実施例の操作において、選択自由の貯蔵装置６
８と７４から固体ベレットがそれぞれに導管７０と７６
を通じて比率フィーダｔＰＩ２へ供給される。フィーダ
槽２は第１入口装置１３０を通じて色濃細物ベレットを
、そして第２入口装置７２・　　　を通じて素材ベレッ
トを供給される。

フィーダ槽２へのベレット供給を行う前に、第１入口装
置３０の組み重ね式の導管を適正に位置決めすることに
よって、出口装置１２から流出する素材ベレットに対す
る着色ベレットの所要の比率が決められる。ここで、槽
２の垂直空洞の水平方向断面積に対する最下側導管の水
平方向断面積の比率は、一般的に、出口装置１２を通じ
て流れる素材ベレットに対する着色ベレットの比率に比
例する。

組み重ね式導管の適正な位置決めが行われた後、選択自
由な流れ制御装置１４がオフ９置にされている状態で、
第２入口装置７２を通じて素材ベレットがフィーダ槽２
に充填される。その後で第１入口装置３０を通じて色濃
細物ベレットがフィーダ槽２に供給される。それから流
れ制御Ｉｌ装ｒ１１１４が作動され、そこで素材ベレッ
トと色濃細物ベレットはｍ力によって下方向へ均等にフ
ィーダを通過してい（。適正な比率の混合が行われるた
めには、出口装！１１２を通る１ｆｆｉが、槽２内へ供
給される粒子状材料の総合流量より大きくてはならない
。更に、所要の比率に対応するよう適正な組み重ね式導
管の位置決めがなされた復、第１入口装置と第２入口装
置の両方を通る粒子状材料の流れが制限されずに連続的
に行われなくてはならない。

先に述べたように、第１図の実施例では、出口装置１２
を通るＦｔ砂は選択自由にスクリュコンベヤ１４によっ
て制御される。第１図において、スクリュ１８の回転速
度は選択自由なレベル制御ｌ装ａによって制御される。

この実施例において、出口装置１２を通る粒子状材料の
流れは、選択Ｉｌｉ［能な貯蔵槽６８と７４内の粒子状
材料のレベルに応じて決まる。ここで、速度制御猪首２
２の設定は選択可能なレベル表示装ぎ２４と選択可能な
レベル制御装置２６によって調節される。レベル表示装
置２４は選択可能な貯蔵槽６８と７４内の粒子状材料の
レベルを記録する。この情報はレベル制御装置２６へ送
られる。レベル制御装置２６は各貯蔵槽内の粒子状材料
の実際のレベルとプリセットされたレベルとを比較する
。実際のレベルがプリセットレベルより低く落ちた場合
、レベル制御装置２６は、アラームＢを発するか出口装
置１２を通る粒子状材料の流れを停止させるか又は出口
装置１２を通じて送られる材料の流量を調節する１８号
を出すことができる。第１−において、レベル制御装ｄ
２６から発せられる信号は、貯蔵槽内の粒子状材料の実
際のレベルをプリセットレベルより高く維持するように
速度制御装置２２を制御する。

本発明の比率フィーダ槽２はいかなる適切な形状にもで
きる。例えば矩形、円形、三角形等にできる。

又第１入口装置３０に含まれる少なくても２つの垂直方
向に向く組み重ね式導管要素も矩形、円形、三角形等の
過賞な形状にできる。

第１入口装置３０を通して送入される粒子状材料の比率
を変える方法が第２図′Ｃ−説明される。既述のように
、導管３６は、重力が下向きの力を与える一方で上向き
の力を与えるための、導管の上端部６０に取り付けられ
る導管調節装置６６を為している。第１入口装置３０を
通って槽内へ供給される粒子状材料の比率は、最下側組
み重ね式導管の水平方向断面積によって決まる。

第２Ａ図において、導管調ｍ装置６６は、導管３６が最
下側組み重ね式導管となるような位置にある。この位ｊ
において、リブ６４の下面がリブ４９の、Ｆ面に当たる
。第２図で分かるように、導管３６の水平方向断面積は
導管３４又は３２のいずれの断面積よりも小さい。従っ
て、組み重ね式導管が第２Ａ図のように位置される場合
、出口装置１２を通じて流出する流量が一定であるとす
れば、組み重ね式導管が第２Ｂ図又は第２Ｃ図に示され
るように位置される場合よりも少ない吊の粒子状材料が
第１入口装置３０から槽内へ入る。

第２Ｂ図において、導管調節装置６６が導管３６を持上
げると、外方延出リブ６４の上方部分が内方延出リブ部
分５８の下面に当たり、また導管３４の外方延出リブ部
分５Ｇのト面は内方延出リブ５０の上面に乗る。導管調
節装置６６がこの位置に設定されているとき、最下側導
管は導＠３４である。第２図に示されるように、導管３
４の水平方向断面積は導管３６のそれより大きい。従っ
て組み手ね式導管が第２Ｂ図の位置にされている場合、
出口装置１２からの流出量が一定であるとすれば、組み
重ね式導管が第２Ａ図の位置にされている場合よりも多
くの量の粒子状材料が第１入口装置３０から槽内へ入る
。

第２Ｃ図において、導管調節装置６６は導管３６と３４
を同時にそれらの最上位置へ持上げている。この位置に
おいて、外方延出リプ６４の上面が内方延出リブ部分５
８の下面に当たり、そして外方延出リブ部分５６の上面
が内方延出リブ４８の下面に当たるｎ導管調節装置６６
がこの位置に設定されたとき、導管３２が最下側組み重
ね式導管である。第２図で分かるように、導？！３２の
水平方向断面積は導管３４と３６のいずれの断面積より
も大きい。従って組み重ね式導管が第２Ｃ図の位置にさ
れている場合、出口装″１１１２からの流出量が一定で
あるとすれば、組み噛ね式導管が第２Ａ図又は第２Ｂ図
のいずれかの位置にされている場合よりも多くの吊の粒
子状材料が第１入口装置３０から槽へ入る。

第１入口装置３０を通じて比率フィーダ槽２へ送給され
る固体の比率を変える代替の装置が、組み重ね式導管８
０，９２．１０２を備えるものとして第３図に示される
。この実施例において、導管調節装置６６は最外側導管
８０の上端部に取付けられる。

導管８０は、導管９２と１０２のいずれの水平方向断面
積よりも大きい水平方向断面積をもち、そして上端部７
８と下端部８４とを有する。導管８０の上端部７８は導
管調節装置６６に取付けられているａ導管８０は更に、
上端部７８と）端部８４との間に設けられる内方延出周
縁リプ８２を備える。

導管９２は、導管８０より小さい水平方向ｌ！１ｒｌＬ
Ｉ積をもち、そして上端部８８とト端部９０とを有する
。、導管？２の上端部８８は第１外方延出周縁リプ部分
１０６と第１内方延出周縁リプ部分９４を備える。ｌ管
９２は更に第２外方延出周縁リブ８６と第２内方延出周
縁リプ１１０とを備える。

リプ８６と１１０の両方は導管９２の上端部８８と下端
部９０との間に設置される。

導管１０２は導管８０と９２のいずれよりも小さい水平
方向断面積をもち、そして上端部９８と下端部１００ｅ
ｎ’する。１ｊ管１０２（７）上Ｇ６１＄９８と下端ｍ
ｉ　ｏｏとの間に外方延出周縁リプ９６が設けられてい
る。

次に第３図の実施例の動作を簡単に記述する。

第３Ａ図において、導管調節装置６６は導管８０を最下
位置にする位置にされている。この位ｔのとき、内方延
出リプ８２の下面が外り延出リプ部分８６の上面に当た
り、そして内方延出リプ部分９４の下面が外方延出リプ
部分９６の上面に当たる。導管調節装置６６が導管８０
をその最下位置へ降ろしたとき、導管８０が最下側組み
重ね式専管になる。既述のように、導管８０は、導管９
２と１０２のいずれよりも大きい水平方向断面積をもっ
ている。従って、組み重ね式５４管が第３Ａ図の位置に
されている場合、出口装置１２からの流出部が一定であ
るとすれば、組み重ね式導管が第３Ｂ図又は第３Ｃ図の
いずれかの位置にされている場合よりも多くの吊の粒子
状材料が第１入口１ｉ３０から梢へ入る。

第３Ｂ図において、導管調節装置６６は、導管８０の内
方延出リプ８２の上面が導管９２の外方延出リプ部分１
０６の下面に当たり、そして内方延出リプ部分９４の下
面が外方延出リプ９６の上面に乗るような位置にされて
いる。導管調節装置６６が導管８０をこの位置へ持上げ
る時、導管９２が最下側組み平ね式導管になる。先述の
ように導管９２は導管１０２より大きい水平方向断面積
ｊ積を有する。従って、組み重ね式導管が第３Ｂ図の位
置にされている場合、出口装置１２からの流出部が一定
であるとすれば、組み重ね式導管達第３Ａ図の位置にさ
れている場合よりも少ない１の粒子状材料が第１入口１
ｉ３０から４豹へ入る。

第３Ｃ図において、導管調節装置６６は、内方延出リプ
８２の上面が外方延出リプ部分１０６の下面に当たり、
内方延出リプ１１０の上面が外方延出リプ９６の下面に
当たるような位置にされている。導管７１Ａ節装！ｆｆ
６６がこの位置にされているとき、導管１０２が最下側
組み重ね式導管である。

既述のように轡ｆｆｆ１０２は導管９２と８０のいずれ
よりも小さい水平断面積をもっている。従って組み重ね
式導管が第３Ｃ図のように９置されている場合、出口装
置１２からの流出部が一定であるとすれば、組み重ね式
導管が第３Ａ図又は第３Ｂ図のいずれかの位置にされて
いる場合よりも少ないＯの粒子状材料が第１入口１ｉ３
０から檜へ入る。

先に述べたように、栖の垂直ハウジングによって形成さ
れる室の長さは、第１入口装置２３０の最下側組み重ね
式導管の下端部から槽２の垂直空洞のほとんどの部分を
通って流れる各材料の下方への流冶が均等になるような
、充分な長さでなければならない。又これも既述のよう
に、この長さは一般的に少なくても、比率フィーダ槽の
いずれかの水平面における最大断面寸法と等しくされる
。

本発明が商業レベルで実施される場合、比率フィーダの
垂直室は非常に高くなることがある。そこで場合によっ
ては比率調合装置の全高を低くしなければならない。そ
の全高が問題になる場合には、槽２を通る粒子状材料の
均等な流れを損なわずに１、槽の全高を低くする何等か
の周知の改造が行われよう。

槽２の全高を低くする１つの方法は、槽２の下端部分８
の中に選択可能なバッフル装置を取付けることである。

第１図に選択可能なバッフル装置１１４が示される。こ
のバッフル装置は拡散型である。

本発明の固体容器の全高を低くし、そしてその操作性を
向上させる他の方法は、固体容器の壁と粒子状材料との
間の摩擦と静電気を少なくすることである。摩擦と静電
気を少なくする１つの方法は固体容器の内面に適当な低
摩擦材料を被覆することである。制約的ではないが、そ
のような低摩擦材料として、例えばポリエチレン、ポリ
（硫化アリレン）、ポリテトラフルオロエチレン等があ
る。

本発明の他の態様として、比率フィーダが２個以上の入
口装置を備えることも可能である（図示せず）。又更に
別の実施例として、第１図に示されるような比率フィー
ダを２個直列に設けることもできよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の比率フィーダの断面図、第２Ａ図、第
２Ｂ図、第２Ｃ図は本発明の組み重ね式導管の第１実施
例を示す断面図、第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図は本発
明の組み重ね式導管の第２実施例を示す断面図である。２・・・フィーダ槽、１２・・・出口装置、１４・・・
スクリュコンベヤ、２４・・・レベル表示装置、３０・
・・第１入口装置、３２．３４，３６・・・組み重ね式導管、６６・・・導
管ｇ４節％装、７２・・・第２入口装置、８０．９２．
１０２・・・組み重ね式導管、１１４・・・バッフル装
置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくても２種類の粒子状固体供給物を混合する
装置において、上端部分と中間部分と下端部分とを有する槽であって、
該上端部分と該中間部分とは全体として垂直な空洞を形
成し、各材料の下向きの流量が該槽の該上端部分と該中
間部分とにより形成される全体として垂直な空洞のほと
んどの部分を通じて均等になるように、該全体として垂
直な空洞が充分な長さと形状を有している槽と、該槽の該上端部分を貫通して該中間部分の中まで延在す
る第１入口導管装置であって、該第１入口導管装置は、
少なくても２個の組み重ね式の全体として垂直方向に向
く導管要素を備え、該導管要素のそれぞれは開口下端部
を有し、該開口下端部の水平方向断面積はその他の該少
なくとも２個の導管要素とは異なっている、第１入口導
管装置と、該第１入口導管装置に操作的に結合され、それにより該
少なくても２個の導管要素のいずれか１つの導管要素の
開口下端部をその他の該少なくとも２個の導管要素の該
開口下端部の下へ選択的に位置決めする、導管調節装置
と、該槽の該上端部分内に開口する第２入口導管装置、及び
、該槽の該下端部分にあって、該槽から出ていく固体を通
す出口装置と、を備える混合装置。
（２）該槽の該上端部分と該中間部分とで形成される該
全体として垂直の空洞の長さが少なくても該槽のいずれ
の水平方向面に於ける最大断面方法に等しい、特許請求
の範囲第１項記載の混合装置。
（３）該出口装置と操作的に関連し、該入口導管装置か
ら該出口装置を通る固体の流れを制御する流れ制御装置
を備える、特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれか
１項に記載の混合装置。
（４）該第１入口導管装置、該第２入口導管装置、及び
該流れ制御装置と操作的に相互関連するレベル感知装置
を備え、該レベル感知装置が、該第１及び該第２入口導
管装置内の固体のレベルを感知し、該感知されたレベル
を設定されたレベルと比較し、そして該流れ制御装置を
作動することにより該第１及び該第２入口導管装置内の
固体のレベルを該設定レベル以上に維持する、特許請求
の範囲第３項記載の混合装置。
（５）該流れ制御装置がスクリュコンベヤである、特許
請求の範囲第３項又は第４項のいずれか１項に記載の混
合装置。
（６）該槽の該上端部分と該中間部分とが両方共に全体
的に垂直の矩形形状とされる、特許請求の範囲第１項か
ら第５項までのいずれか１項に記載の混合装置。
（７）該槽の該下端部分の中で該固体出口装置の上方に
設置され、該槽から該固体出口装置内へ固体の流れを分
散させるバッフル装置を更に備える、特許請求の範囲第
１項から第６項のいずれか１項に記載の混合装置。
（８）該少なくても２個の組み重ね式の全体的に垂直方
向に向く導管要素が全体的に垂直の円筒形である、特許
請求の範囲第１項から第７項のいずれか１項に記載の混
合装置。
（９）前記第１入口導管装置が３個の組み重ね式の全体
的に垂直方向に向く導管要素を備える、特許請求の範囲
第８項記載の混合装置。
（１０）該槽の内壁面に低摩擦材料が被覆される、特許
請求の範囲第１項から第９項のいずれか１項に記載の混
合装置。
（１１）該低摩擦材料がポリエチレン、ポリ（硫化アリ
レン）、又はポリテトラフルオロエチレンである、特許
請求の範囲第１０項記載の混合装置。