JPH0743061Y2 - 粉粒体供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、粉粒体供給装置に関し、特に流量変化が少
なく、精度の高い投入制御（バッチ式）および流量制御
（連続式）が可能なホッパ形式の粉粒体供給装置に関す
るものである。

〈従来技術〉 薬品、窯業、化学、食品等の各種の分野において、粉粒
体を投入する装置として、従来、振動フィーダ、ロータ
リフィーダ、スクリューフィーダ、テーブルフィーダ等
が使用されていた。

〈考案が解決すべき課題〉 例えば、第14図に示す従来の粉粒体供給装置では、ホッ
パ１からフィーダ２を経て供給される粉体３の瞬時流量
は第15図の４に示すようにほぼ周期的に変動する。瞬時
流量が変動する原因としては、ロータリフィーダやスク
リューフィーダのように粉体をフィーダの回転運動によ
って強制的に送ることによって必然的に生ずるフィーダ
特性に起因する粉体の流量変動、粉体が固まりとなる凝
集性とか付着性等の粉体特性に起因する粉体の流量変動
がある。粉体の瞬時流量が変化すると、粉体の累積供給
量は第16図のｂに示すように、瞬時変動が無い場合の累
積供給量ａを中心にして上下に変動し、粉体を精度良く
投入制御（バッチ式の場合）したり、流量制御（連続式
の場合）することができないという欠点がある。

〈課題を解決するための手段〉 この考案による粉粒体供給装置は、底部排出口に例えば
網状または板に多数の孔が穿設された多孔板状の有孔排
出板を具えた倒立した円錐状ホッパと、該ホッパの内底
部で上記有孔排出板上面の近傍に設けられたスクレーパ
と、該スクレーパに結合され、これを上記有孔排出板上
面に沿って回転させる駆動用アームと、該アームの駆動
手段とからなり、上記スクレーパが、上記有孔排出板上
面の中央部で回転する第１のスクレーパと、上記有孔排
出板上面の上記第１のスクレーパの回転領域をとり囲む
周辺領域で回転する第２のスクレーパとからなる。ま
た、バッチ式の定量に用いる場合には上記有孔排出板と
回転スクレーパによる構成にスクリューフィーダを組合
わせた構成としてもよい。

〈作用〉 ホッパ上に設けられたモータにより駆動用アームを回転
させてこれに結合されたスクレーパを回転させると、こ
のスクレーパの動きに伴って有孔排出板の開孔部に形成
された粉粒体（以下では粉体と総称する）のブリッジが
順次破壊されて、粉体は有孔排出板の網目又は小孔等の
各開孔から一定量づつ切出されて排出される。スクレー
パが通過した後の開孔部には粉体が押し寄せて再びブリ
ッジが形成される。スクレーパが通過することにより各
開孔から粉体が排出される排出状態は、極めて均一性が
高く、従って、所定の有孔排出板を通って順次排出され
る粉体の単位時間当たりの流量がスクレーパの回転数に
比例し、高精度の流量制御が可能である。第１のスクレ
ーパと第２のスクレーパとを設けた構成は、その一方を
停止させて他方のみを回転させると実質的に有孔排出板
を通過して排出される出口が小さくなり、その小さい出
口から粉体が排出されるようになるから、回転数の変更
と組み合わせると、粉体排出流量を広い範囲でより細か
く制御できる。なお、スクリューフィーダを組合せたも
のはバッチ式計量用であり、投入精度に影響しない供給
の途中までスクリューフィーダに排出動作をさせること
により、実質的な投入制御は有孔排出板とスクレーパと
で行う。

〈実施例の説明〉 実施例の説明の前に、この考案による粉粒体供給装置の
基礎となった単純な構成の基本例を第１図乃至第７図を
用いて説明する。

第１図で１は倒立円錐状のホッパで、その下部排出口の
部分には例えば第４図に示すようなメッシュ網５が設け
られている。メッシュ５の上方にはこれに接近してスク
レーパ６が設けられており、該スクレーパ６はホッパ１
の内壁面に沿って設けられた駆動用アーム７に結合され
ている。アーム７の上端部は駆動用モータ８の回転軸９
にカプラ10を介して結合されている。11はホッパ１内に
収容された粉体である。モータ８を動作させるとスクレ
ーパ６はアーム７によって第２図の矢印で示すようにメ
ッシュ５上をこれに沿って回転する。

第３図に示すように、粉体11の性質によりメッシュ５の
各開孔（網目）部には粉体のブリッジ12、12……が形成
されて、このままでは粉体はメッシュ５から落下しな
い。そこで上記のようにモータ８を動作させて、スクレ
ーパ６を回転させると、スクレーパ６の通過に伴ないブ
リッジ12は順次破壊されて、粉体はブリッジの破壊によ
って切出される量を単位量として各開孔から順次排出さ
れる。スクレーパ６が通過した後の開孔の目開き部には
周囲の粉体が押し寄せて再びブリッジが形成される。

第５図は第２の基本例で、スクレーパ61を丸棒状の駆動
用アーム７の下端部を折曲げてこれと一体的に形成した
ものである。また、第６図は第３の基本例で、スクレー
パ62として４枚羽根形のものを使用し、その中心部に駆
動用アーム７の下端を結合したものである。これら第２
および第３の基本例の動作、作用は第１図に示す第１の
実施例のそれと実質的に同じである。

各基本例共、スクレーパによりホッパ底部の排出口から
切出される粉体は、メッシュ５の開孔の大きさとそこに
形成されるブリッジの大きさとにより決定される量に分
割されるので、開孔の大きさを粉体の粒子寸法より大き
く且つ可能な限り小さく設定することにより、粉体をそ
の粒子に近い単位で切出すことができる。一般にメッシ
ュの開孔の大きさは、最も精度良く定量排出できるよう
に粉体の粒度、形状等の性状、さらに温度、湿度を考慮
して選定され、スクレーパの回転速度もこれらの点を考
慮して適宜選定される。

第８図および第９図はこの考案による粉粒体供給装置の
第１の実施例で、メッシュ５の中央領域で回転する第１
のスクレーパ63と、この第１のスクレーパ63の回転領域
を囲む外側の周辺領域を回転する第２のスクレーパ64と
からなっている。第１のスクレーパ63はホッパ１の中心
を貫通する駆動用アームすなわち回転軸42に結合され、
該回転軸42は歯車13、14を介して第１のモータ15に結合
されている。第２のスクレーパ64は第１のスクレーパ63
を囲むリング16の周囲に取付けられており、その１枚の
スクレーパには駆動用アーム７が結合されている。アー
ム７の上端は筒状カプラ17に結合され、該筒状カプラ17
は歯車18、19を介して第２のモータ20に結合されてい
る。40、41は回転軸42、カプラ17を回転可能に支持する
ベアリングである。

この第１の実施例では、最初は２個のモータ15、20を共
に動作させて双方のスクレーパ63、64を回転させ、粉体
をメッシュ５の全面から排出させる。そして、排出量が
目標重量の例えば90％に達すると、第２のモータ20を停
止させ、第１のスクレーパ63のみを回転させてメッシュ
５の中央領域のみから粉体を微少排出する。粉体の供給
量が目標重量に達すると、第１のモータ15も停止させて
排出を終了する。

この第１の実施例では、粉体の排出を大排出と微少排出
の２段に分けて行なうので、排出能力を大きくして、し
かも定量カット精度を向上させることができる。

第10図はこの考案による粉粒体供給装置の第２の実施例
で、ホッパ１の排出口の中央部にスクリューフィーダ70
を設け、ホッパ１の排出口の上記スクリューフィーダ70
を設けた残りの環状排出口に対してメッシュ80とこれに
対するスクレーパ81を設けてある。スクリューフィーダ
70はホッパ１に同心的に固定された外筒71とスクリュー
72とスクリュー72を歯車73、74を介して回転駆動するモ
ータ75とからなる。メッシュ80はホッパ１の下端開口縁
と外筒71の外周とに結合されている。スクレーパ81は駆
動用アーム82の下端に固定され、駆動用アーム82の上端
がスクリュー72の軸75の外周に軸受83を介して支持され
た筒状部84に取付けてあり、筒状部84が歯車85、86を介
してモータ87で回転駆動されるようになっている。筒状
部84の回転によりスクレーパ81はメッシュ80の上面に沿
って旋回する。

この第２の実施例では、最初は２個のモータ75、87を共
に動作させ、スクリューフィーダ70とメッシュ80の部分
の双方から粉体11を排出させる。そして排出量が目標重
量の例えば90％程度に達すると、モータ75を停止させ、
スクレーパ80のみを回転させてメッシュ80のみから粉体
を排出する。排出による粉体供給量が目標重量に達する
と、モータ87も停止させ、排出を停止する。

この第２の実施例は、第１の実施例と同様に粉体の排出
を大流量と小流量との２段に分けて行う点で同様に排出
能力を大きくでき、定量カット精度も向上させることが
できる。そしてこの実施例では大流量排出の際にスクリ
ューフィーダ70が排出動作するものである点で第１の実
施例と異なる。この相違は、粉粒体のバッチ計量におい
て、供給流量をより高めることができる点で第１の実施
例よりも優れている。すなわち、バッチ計量で定量カッ
ト精度を向上させるためには定量前の粉粒体供給流量を
少なく変動のない状態とすることが必要であり、この点
については双方共に同じで満足できるものであるが、計
量サイクルを短縮するためには小流量排出とする以前の
大流量排出の能力を大きくすることが必要であり、この
点について第２の実施例のようにスクリューフィーダを
組合せた場合の方が有利である。

第11図はこの考案による粉粒体供給装置の第３の実施例
で、第２の実施例と異なる点はスクリューフィーダ70の
スクリュー軸76とスクレーパ81の駆動用アーム82とが同
一の回転駆動源であるモータ90によって駆動されるよう
になっている点であり、モータ90は正逆双方に回転駆動
できる点である。このほかの第２の実施例と同等部分は
同一図面符号で示して説明を省略する。

この第３の実施例では、最初の大流量排出はモータ90を
正方向に回転させ、スクリューフィーダ70とメッシュ80
の部分の双方から粉体11を排出させる。そして小流量排
出するときはモータ90を逆方向に回転させ、スクリュー
フィーダ70を逆流状態とすることによって事実上その排
出を停止してメッシュ80の部分のみから排出する。

この第３の実施例では第２の実施例よりも駆動アーム82
及びスクリュー軸76の回転駆動部が共用となっている分
が簡略化されている。

なお、第２、第３の実施例でスクレーパ81は１個である
が、必要に応じて増設してもよい。

第12図は先に説明した第１、第２、第３の基本例の粉粒
体供給装置の使用例を示す。21はこの基本例による粉粒
体供給装置、22は計量器、23は受入れ容器、24は粉粒体
供給装置21のホッパ１に粉体を投入する投入手段であ
る。容器23に所定量の粉体が投入されると、計量器22は
ライン45を通じてモータ８に定量信号を供給してモータ
を停止させ、粉体の排出を停止させる。

第１、第２、第３の実施例の粉粒体供給装置を同様な用
途に使用する場合は、第10図に示すように、制御部91に
設定部92から投入定量値を指示し、はかり22aからの計
量値を表わす信号を制御部91に与えるようにして、容器
23aに投入された粉体が定量値の90％になった段階で大
流量排出を小流量排出に切換えるように制御部91から所
定のモータへ制御信号（停止又は逆回転信号）を与え、
さらに定量値になった段階で制御部91から所定のモータ
へ停止信号を与えるようにすればよい。

第13図は第１、第２、第３の基本例の粉粒体供給装置の
第２の使用例でロスインウエイ方式の使用例を示す。粉
粒体供給装置21の下にはコンベア25、26が設けられてお
り、空の容器27、27……、粉体投入済みの容器28、28…
…が順次送られる。粉粒体供給装置21ははかり29に結合
されており、はかり29の計量値を表わす信号はライン30
を経て制御部31に送られる。32は投入量設定部で、投入
量を制御部31に指示する。容器位置検出スイッチ33から
ライン34を経て供給される容器位置検出信号に応答して
制御部31はライン35を経てモータ８に駆動信号を供給
し、スクレーパを回転させ粉体を排出させる。ホッパ１
直下の容器37への粉体の投入量が所定値に達すると、は
かり29より制御31に定量信号を供給し、制御部31はモー
タ８に停止信号を供給すると共にライン36を経てコンベ
ア26のモータ38に駆動信号を供給し、コンベア26を動作
させて次の容器を粉粒体投入装置21の下にもってくる。
容器位置検出スイッチ33から制御部31に送られる信号に
より次の粉体投入が開始される。

第２の使用例と同じ用途に第１、第２、第３の実施例の
粉粒体供給装置を使用する場合は、第10図の制御部91に
よる大流量排出から小流量排出に切換えてから停止する
制御を、第13図における制御部31に行わせるようにすれ
ばよい。

第１図に示す第１の基本例において、メッシュ５として
42メッシュ、外径15mm、ホッパ１の外径120mm、傾斜部
の高さ90mm、粉体11としてコーンスターチを使用して試
験を行った所、次の結果を得た。

定量停止精度 設定値 100mg 毎秒当りの投入量 4.8mg/sec 試験回数 40回 平均値 100.2mg 最大−最小の差 1mg 因に、上記と同じ条件で従来のツインスクリューフィー
ダを用いて試験を行った結果、平均値は100.3mg、最大
−最小の差は10mgであり、この第１の基本例の粉粒体供
給装置の投入精度が極めてよいことから、第１、第２、
第３の実施例の投入精度が極めてよいことは容易に類推
されよう。

上記実施例において、有孔排出板としてメッシュ（網）
の代わりに多数の小孔を穿設された多孔板を使用して
も、同様な結果が得られることは言うまでもない。

〈効果〉 この考案の請求項（１）に記載の粉粒体供給装置は、排
出口の有孔排出板の開孔部に形成された粉体のブリッジ
をスクレーパにより順次破壊して、粉体を一定量づつ切
出すように排出するので、単位時間当りの排出量がほぼ
一定し、ブリッジを作り易い凝集性の高い粉体でも精度
の高い投入制御（バッチ式）および流量制御（連続式）
が可能になる。また、排出口における単位時間当りの粉
体の切出し能力は、有孔排出板の開孔部の寸法およびス
クレーパの寸法を一定にすれば、スクレーパの回転速度
によってほぼ決定されるので、スクレーパの回転速度を
調整することにより排出量を容易に制御することができ
る。そして、第１、第２のスクレーパを設けた構成によ
り、高能率で、高精度の投入制御を可能とすることがで
きる。特に薬品、窯業、化学、食品等の分野において使
用して、粉体を高い精度で計量、供給することができ、
微小量づつの計量、供給に適している。

この考案の請求項（２），（３）に記載の粉粒体供給装
置は、スクレーパにより有孔排出板の部分から排出する
構成のものにスクリューフィーダを組合せて大流量排出
の能力をいっそう拡大したものであるから、より高能率
のバッチ式計量を高精度を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の基礎となった粉粒体供給装置の第１
の基本例の概略断面図、第２図は第１図の粉粒体供給装
置の排出口の部分を示す図、第３図は第１図の粉粒体供
給装置の粉体の排出状態を示す部分拡大断面図、第４図
は排出口の部分に使用される有孔排出板の一例としてメ
ッシュを示す図、第５図はこの考案の基礎となった粉粒
体供給装置の第２の基本例の概略断面図、第６図はこの
考案の基礎となった粉粒体供給装置の第３の基本例の概
略断面図、第７図は第６図の粉粒体供給装置の排出口の
部分を示す図、第８図はこの考案による粉粒体供給装置
の第１の実施例の概略断面図、第９図は第８図の粉粒体
供給装置の排出口の部分を示す図、第10図はこの考案に
よる粉粒体供給装置の第２の実施例の概略断面図、第11
図はこの考案による粉粒体供給装置の第３の実施例の概
略断面図、第12図はこの考案による粉粒体供給装置の第
１の使用例を説明するための基本例の使用例を示す概略
構成図、第13図はこの考案による粉粒体供給装置の第２
の使用例を説明するための基本例の第２の使用例を示す
概略構成図、第14図は従来の粉粒体供給装置の一例を示
す概略断面図、第15図は第14図に示す従来の粉粒体供給
装置の供給量の瞬時変動の状態を示す図、第16図は第14
図に示す粉粒体供給装置の累積供給量の変動を示す図で
ある。 １……ホッパ、５、80……メッシュ、６、61、62、63、
64、81……スクレーパ、７、82……駆動用アーム、42…
…回転軸（駆動用アーム）、８、15、20、75、87、90…
…モータ、70……スクリューフィーダ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】底部排出口に網状又は多孔板状の有孔排出
   板を具えた倒立した円錐状ホッパと、該ホッパの底部で
   上記有孔排出板上面の近傍に設けられた回転可能なスク
   レーパと、該スクレーパに結合されこのスクレーパを上
   記有孔排出板の上面に沿って回転させる駆動アームと、
   該駆動用アームを回転駆動する駆動手段とからなり、上
   記スクレーパが、上記有孔排出板上面の中央部の領域で
   回転する第１のスクレーパと、上記有孔排出板上面であ
   って上記第１のスクレーパの回転領域を囲む周辺領域で
   回転する第２のスクレーパとからなることを特徴とする
   粉粒体供給装置。
2. 【請求項２】ホッパ内の粉粒体を排出するようにホッパ
   排出口の中央部に設けたスクリューフィーダと、該スク
   リューフィーダの外側の環状排出口に設けた網状又は多
   孔板状の有孔排出板と、該有孔排出板上面の近傍に設け
   たスクレーパと、該スクレーパを上記有孔排出板上面に
   沿って旋回させる旋回駆動手段とからなる粉粒体供給装
   置。
3. 【請求項３】上記スクリューフィーダと上記旋回駆動手
   段とは、逆回転可能な同一回転駆動源で駆動されるよう
   になっていることを特徴とする請求項（２）記載の粉粒
   体供給装置。