JPH0380076B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 粒子寸法解析装置であつて、 ａ 外周に複数の長手方向の面を有する多角形ド
ラム装置と、 ｂ 粒状試料を寸法群に分級するためにドラム装
置の面に取付けた複数のスクリーン装置とを備
え、スクリーン装置は比較的小さい開口から比
較的大きい開口まで順次の等級とし、 ｃ 解析すべき試料をドラム内に導入するための
ドア装置と、 ｄ ドラムを長手軸線を中心として角度度分だけ
順次回転し各スクリーンを順次ドラムの最下面
とする割出装置と、 ｅ ドラムの長手軸線に沿う往復運動を与えて解
析間試料を振揺する振動装置と、 ｆ 各スクリーン装置の振動時間を定め所定振動
時間後にドラムの次の大きなスクリーン寸法に
回動させるために割出装置を附勢する制御装置
と、 ｇ 解析される試料の順次のスクリーン分別を収
集する装置とを備えることを特徴とする粒子寸
法解析装置。

２ 請求の範囲第１項記載の装置において、前記
制御装置をマイクロプロセサとすることを特徴と
する粒子寸法解析装置。

３ 請求の範囲第２項記載の装置において、前記
収集装置にはマイクロプロセサに結合した秤を備
え、マイクロプロセサは順次のスクリーン分別の
重量の入力を受けてスクリーン解析割合を計算す
ることを特徴とする粒子寸法解析装置。

４ 請求の範囲第１項記載の装置において、前記
ドア装置をドラム装置の開放面とすることを特徴
とする粒子寸法解析装置。

５ 請求の範囲第４項記載の装置において、前記
開放面を最小開口のスクリーンに隣接させること
を特徴とする粒子寸法解析装置。

６ 請求の範囲第１項記載の装置において、前記
ドア装置をドラムの一端の位置とすることを特徴
とする粒子寸法解析装置。

７ 請求の範囲第１項記載の装置において、前記
ドラムを断面正多角形とすることを特徴とする粒
子寸法解析装置。

８ 請求の範囲第７項記載の装置において、前記
割出装置はドラムを角度360°／ｎだけ回転させ、
ｎはドラムの面へ数とすることを特徴とする粒子
寸法解析装置。

技術分野 本発明は自動的に粒状材料のスクリーン解析を
行なう装置に関する。本発明の装置では作業者は
試料を装入して装置を始動するだけを行なう。好
適な例では、手動の秤量又は計算は不必要であ
る。

背景技術 粒子寸法解析は標準試験法として各種材料例え
ば殻粒、コンクリート材料、木材チツプ等から数
回の試料抽出によつて行なう。多くの市販材料は
所定寸法分級を基準として販売、購入される。寸
法分級データは各種製造過程を制御するための入
力として屡々使用される。この分級を通常スクリ
ーン解析と称し、粒子寸法分布を定める研究室法
で使用される用語である。スクリーン解析を行な
う最も通常の方法は分級寸法のスクリーンを重ね
た組立体である。最上のスクリーンは最も粗く、
最下のスクリーンは開口が最も細かい。試験すべ
き試料を頂部スクリーン上に置き、スクリーンの
網を所定時間振動させる。振動時間後に各スクリ
ーン上及び底部の皿上の材料を各個に秤量し、こ
の重量値を使用してスクリーン解析の計算を行な
う。

各種の工業的スクリーン装置も各種開口のスク
リーンを重ねた装置の原理に基く。この場合、ス
クリーンは通常傾斜させて所定スクリーン上の分
別はスクリーン端から所定のビン又はコンベア上
に落ちる。他の通常の工業スクリーンは傾斜回転
ドラムである。ドラム面はスクリーンから成り、
スクリーンは入口で比較的細かく、出口端で比較
的粗い。各分別分は個別のピン又は夫々のコンベ
ア装置上を搬送される。

回転スクリーン装置は多年前に完成期に到達し
たように思われる。近年の発展の例として、２個
の比較的近年の米国特許を記す。サタケの米国特
許3750884号は朱の分級装置であり、２個のドラ
ム型スクリーンの外周にスロツト開口を有する。
クロードの米国特許4043901号は木材チツプ洗滌
装置であり、森林内残存チツプ等の材料用とす
る。この装置の基本は回転ドラムであり、チツプ
からごみを除き、更にチツプを使用可能と過大寸
法に分別する。クロードの特許には木材チツプ用
回転スクリーンの進歩の記述がある。

過去20年間の研究室試験手順の自動化の変化は
革命的と称し得る。驚くべきことに、この革命は
スクリーン解析装置に影響していない。この分野
では初期と同様に手作業で行なう。いくつかの新
しい装置が開発されたが多くの手作業の秤量作業
を追放する程有効でない。米国特許4141451号、
ラボインテ、はこの例である。この装置は木材チ
ツプを厚さで分級する。複数の調整可能の帯状部
材が回転ドラムの外周を形成する。試料をドラム
内に挿入し、ドラムを所定時間回転させ、この時
は帯状部材間は所定間隙とする。ドラムを停止
し、部材を次の間隔に調整し、回転を再開して所
定時間続ける。所定厚さのチツプは振動傾斜スク
リーン上に帯状部材間から落ち、長さ又は巾に応
じて更に分級する。試験回転の最後に、各スクリ
ーン分別を集めて手作業で秤量する。

スクリーン解析の決定は所要時間の長い作業で
あるため、この解析を全自動作業として行なう希
望が大きい。本発明は上述の要求を満足する粒子
寸法解析装置である。作業者は、試料を装置内に
置き、作動開始させるだけである。最終的には印
字され又はデイジタル表示され、各スクリーンの
分別の割合又は重量解析を示す。

発明の開示 本発明は粒子寸法解析装置であり、手作業の秤
量又は計算の必要なくスクリーン解析を行なう全
自動化が可能である。本発明の装置は多角形ドラ
ム装置を備えており、この多角形ドラム装置は長
手軸又は多角形ドラム装置の両側に配設された太
く短い形状の軸に回転自在に取付けられている。
ドラム装置には外周面に複数の長手方向の面を有
する。多角形ドラムの面に複数のスクリーン装置
を取付け、各面に１個として粒状試料を寸法群に
分級する。スクリーン装置は順次分級し、隣接す
るスクリーンは比較的細かい開口と比較的粗い開
口である。ドラムには解析すべき試料を導入する
ためのドア装置を有する。割出装置を設けて順次
ドラムを長手軸線を中心として所定角度だけ回転
し、各スクリーンは順次ドラムの最下部となる。
ドラムが正多角形の場合は回転角度は360°／ｎで
あり、ｎはドラムの面の数となる。ドラムを断面
正多角形としてすべての面を等しい巾とする必要
はない。場合によつて、細かいスクリーンを大き
な面積として、試料質量が最大の時のスクリーン
効率を大にするのが望ましい。

有効な篩分を行なうために振動装置をドラムに
結合して長手軸線に沿う往復運動を行なわせる。
この点が他のドラム分級装置との主要な差であ
り、既知のドラムは回転して試料を転動させて振
動を与える。割出装置と振動装置とは制御装置に
結合し各スクリーンの振動時間を定める。所定時
間が経過すれば制御装置は振動装置を停止させ、
割出装置を回転させてドラムを次の粗いスクリー
ンの位置とする。新しい振動時間が附与され、こ
の後にドラムは再び回動して次の粗いスクリーン
寸法とする。最後に試料の残分をドラムから排出
する。このためには最終スクリーンの開口を十分
に大として試料残部を通すか、又はドラムの１個
の面にスクリーンを取付けない。ドラム下法に試
料の順次のスクリーン分別を収集秤量する装置を
設ける。

本発明の好適な形式として、制御装置をマイク
ロプロセサとして振動時間に関する所要の情報を
プログラムし、更に割出装置に信号を送つて次の
角度だけ回動させる。本発明の好適な例によつ
て、粒子寸法解析装置に収集装置に組合せた秤を
設ける。秤はマイクロプロセサに組合せてマイク
ロプロセサは各スクリーン分別の重量入力を受け
る。この値は差として容易に計算できる。各スク
リーン分別の値と作業終了時の全体重量からマイ
クロプロセサは割出としスクリーン解析を計算で
きる。これは各種表示とし得る。大部分の場合、
最も便利な表示はスクリーン解析の印字である。
デイジタル表示とすることもでき、遠隔のプロセ
ス制御計算機に送ることもできる。

本発明の目的は全自動粒子寸法解析装置を提供
する。他の目的はスクリーン解析を定めるために
手作業の秤量又は計算の必要のない粒子寸法解析
装置を提供する。

別の目的は作動確実で比較的構造簡単な自動粒
子寸法解析装置を提供する。

本発明の目的を明らかにするための例示とした
実施例並びに図面について詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

第１図は粒子寸法解析装置の僅に一側方から見
た傾斜図であり、第２図は解析装置の平面図であ
り、第３図は正面図であり、第４図は第３図の４
−４線に沿う断面とした側面図であり、第５図は
第３図の５−５線に沿う詳細を示す断面とした側
面図である。

発明を実施するための最良の形態 自動粒子寸法解析装置の構造と作動を詳細に述
べる。図において、装置の心臓部は多角形ドラム
であり全体を１０として示す。ドラム１０は山形
鋼又は他の適切な構造材料製の構造フレーム１２
から成る。図示の例では、ドラムの端部はスポー
ク構造である。他の例として端部を孔のない壁と
して形成することもできる。図の例では、ドラム
は六角形断面とし、６個の長手方向の面を有す
る。

５個の面はスクリーン１４，１６，１８，２
０，２２で覆われ、スクリーン２２は最大の開口
を有し、スクリーン１４の開口は最小とする。ス
クリーンの配置は、開口寸法を順次として、各隣
接スクリーンが前のスクリーンよりも大きな開口
となるようにする。ドラム２４の第６図の面は開
放面とする。この開放面はドアの役割とし、試料
を最初にドラム内のスクリーン１４上に導入し、
過大寸法の粒子を篩分サイクルの終了後にドアか
ら排出する。

周知の通り、スクリーンの構成は各種とする。
図示の例では多孔板であるが、編んだワイヤのス
クリーン、平行棒スクリーン等の他の寸法等級別
装置を既知の構造、寸法とすることができる。

多角形トラムとその駆動装置をフレーム３０に
取付ける。軸受ブロツク３２，３４をフレームに
ボルト止めし、太く短い形状の軸（以下軸と呼
ぶ）３６，３８でドラムを指示する。軸３８は軸
４０内に抜差可能に取付けた延長部とし、軸４０
のドラムに固着する。この配置の目的は後述す
る。駆動モータ４４は好適な例では高減速比歯車
減速モータとし、ドラムを回転させる割出装置の
役割とし、順次のスクリーンを下方位置とする。
モータ４４はベルトとプーリ４６，４８，５０，
５２から成る減速装置を経てドラムに結合する。

本発明の特長とシて、ドラム型分級器と振銅ス
クリーンの最良の特質を組合せる。即ち、他のギ
アモータ５６が全多角形ドラムに往復振動作用を
行なう。このためのクランク５８は、軸３６の外
方端内に保持した球端６２に接触するロツド６０
を介してドラムに結合する。このクランク配置に
よつてドラムに往復運動が作用すれば軸３６は軸
受ブロツク３２内を前後に滑動する。ドラムの反
対端では軸３８は軸受ブロツク３４内では往復し
ないように永久的に固定される。往復すればドラ
ムのスクリーンの割出運動駆動装置は複雑にな
る。軸４０を往復させるために、軸３８は軸４０
内で抜差可能とする。このために、第５図に示す
通り、循環ボール４０を使用する線状ボールブツ
シユを使用する。１個のボールが軸の凹み３９内
に係合してモータ４４とその駆動系からの回転運
動がドラムに伝達される。好適な構造として、軸
３８は軸４０内に上述のブツシユ２個又は他の支
持装置によつて保持されてドラムと軸３８との間
に角度偏向を防ぐ。

作動に際して、第１図に示す姿勢としたドラム
のスクリーン１４上に試料を置く。作業者は制御
箱６６上の所要のスイツチを入れる。制御箱６６
内にはマイクロプロセサと、２個の駆動モータへ
の電気ケーブル７２，７４と、粒子受け部での秤
との間の電気ケーブル７０とを有する。スクリー
ン１４上試料を入れて、多角形ドラムを所要時間
往復させ、スクリーン１４の開口寸法より小さな
材料はスクリーンを通つて受け皿６８上に保持さ
れる。受け皿は電気秤７６上に支持され、秤７６
は電気制御ケーブル７０を経て制御箱６６に接続
する。秤７６はプリンタ７８に電気的に連結し、
プリンタは制御箱６６内のマイクロプロセサに電
気的に接続する。

篩分する材料の特性とスクリーンの開口寸法に
応じて、試料が細かいスクリーン上にある時は長
い振動時間とするのが通常である。この理由は、
多量の試料が存在し、すべての試料部分をスクリ
ーン面上を通らせるには長い振動が必要である。

本発明によるスクリーンの実施例として、多角
形ドラムを六角断面とする。各面は巾42cm、長65
cmのスクリーンを取付ける。クランク輪は
155rpmで駆動し、クランクオフセツトは役45mm
とし、ドラムは各ストローク間に合計90mm往復す
る。ドラムのスクリーン変更のための割出しは磁
気ブレーキ付きモータとし、出力速度13.5rpmと
する。この速度をベルトとプーリ装置で約1/10に
減速する。プログラム可能の制御装置のプログラ
ムによつて、各振動期間の後にドラムを時計方向
に60°回動するように駆動モータ４４を動かす。

上述の装置を使用すれば試料の最初の重量を秤
量する必要はない。多角形ドラム内に装入された
すべての材料は最終的には皿６８上に回収され
る。各スクリーン通過分の分別の合計は出発重量
に等しい。各スクリーン分別を形成する篩分材料
の量は、プログラム可能の制御装置信号モータ４
４がドラムを次の粗いスクリーンに回動する直前
での差によつて求められる。

上述の説明は本発明を実施するための最良の形
態であるが、本開示に示す特定の構造、作動方法
からの各種の変型を想到し得ることは明らかであ
る。例えば、ドラムの一方の面を完全開放とする
必要はない。更に試料をドラムに入れるドアを一
方の端壁に設けることもできる。更に、収集装置
に取付けた秤をマイクロプロセサに内蔵させるこ
とが絶対必要ではない。従つて、本発明は請求の
範囲のみが限定条件であると理解すべきである。