JPH08267012A - 振動ふるい方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濡れた石炭などが乾いた石炭などと混在して
いるような被ふるい物の場合でも、効率良くふるい網の
目詰まりを防止しつつふるい作業を行う。 【構成】 振動計９により検出された振幅が基準振幅Ａ
0 より小さい場合には、コントローラ１０は、バイブレ
ータ８の振動数を徐々に小さく変更することにより、ス
クリーン１や石炭４などからなる被振動体がその共振点
近傍で振動されるようにバイブレータ８の振動数を制御
する。また、バイブレータ８の振動数を徐々に小さくし
て下限振動数に達したような場合には、その後は徐々に
大きくするように制御する。このように被振動体の固有
振動数の変化に追従してバイブレータ８による加振が行
われ、被振動体を常にその共振点近傍で継続的に大きく
振動させてふるい作業を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バイブレータにより振
動されるふるい網を使用して、石炭や鉱石などの固形物
をふるう振動ふるいに関し、特に、ふるい網の目詰まり
を防止できるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ダンプトラック等により運び
込まれる石炭や鉱石などの固形物を受け入れる際には、
これらの石炭や鉱石などを一時貯溜するためのホッパに
供給されるが、このホッパの上部には振動ふるい装置が
設置されており、木材などの大きな異物を予め除去する
ことができるようになっている。

【０００３】このような従来の振動ふるい装置は、所定
の大きさの網の目が形成されたふるい網を有しており、
このふるい網により、その網目の大きさよりも大きい異
物の通過を抑止する。すなわち、ホッパに供給すべき石
炭や鉱石などを網の目を通して落下させ、木材などの異
物と分離することができる。また、ふるい網には従来公
知のバイブレータが取り付けられ、このバイブレータを
動作させることによりふるい網に振動が加えられる。こ
れにより、迅速にふるい作業を行うと共に、目詰まりの
解消を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ホッパに供
給される石炭などは、野外に積んだ状態のものからダン
プトラック等により直接運び込まれるので、特に積まれ
たものの下の部分には濡れたものが多く、これらの濡れ
た石炭などがそのまま振動ふるい装置のふるい網の上に
置かれることが往々にしてあった。

【０００５】このため、上記従来の振動ふるい装置にあ
っては、ふるい網の上に濡れた石炭などが乾いた石炭な
どと混在して載置されると、目詰まりを生じてふるい網
の上に堆積してしまい、ホッパ内に石炭などが供給され
て行かないという問題があった。この場合に、バイブレ
ータによりふるい網に振動が加えられるが、目詰まりを
解消できる程の振動を被振動体に起こさせることができ
ないものであった。

【０００６】これに対し、ふるい網振動駆動部の通常の
駆動時には振動数を初期振動数から所定量づつ所定時間
ごとに階段状に上昇させる動作を一定時間間隔で繰り返
し、また、固定した振動数で、所定の長い周期ごとに所
定時間だけ通常の運転時より充分大きな駆動力をパルス
として作用させて目詰まりを防止するようにした技術が
知られている（特開平４−２４７２７２号公報参照）。

【０００７】しかしながら、ふるい網振動駆動部の振動
数を所定量づつ所定時間ごとに階段状に上昇させる方式
では、その間に共振点が存在していたとしても単に共振
点を通過するに過ぎず、共振点にて駆動されるのは僅か
な時間でしかない。このため、大きな振幅を伴ったふる
い作業を集中的に行うことができず、濡れた石炭などが
乾いた石炭などと混在しているような場合には、その間
にふるい作業を完了させることはきわめて困難である。
したがって、別途所定の長い周期ごとに大きな駆動力を
作用させたとしても、通常時にふるい網の上に被ふるい
物の堆積が進行してしまっているので目詰まりを解消す
ることができず、ふるい作業を中断して人手によって堆
積物を取り除かなければならなくなる虞れが大きい。し
かも、共振点におけるふるい作業時間の全体の作業時間
の中に占める割合が低く、作業性の観点からも効率の低
いものであった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、濡れた石
炭などが乾いた石炭などと混在しているような被ふるい
物の場合であっても、効率良くふるい網の目詰まりを防
止しつつふるい作業を行うことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、ふるい網をバイブレータにより振動させ
て、被ふるい物をふるう振動ふるい方法において、振動
されるふるい網の振幅を検出し、当該検出信号に基づい
て、被振動体がその共振点近傍で振動されるようにバイ
ブレータの振動数を制御することを特徴とする。

【００１０】また、ふるい網をバイブレータにより振動
させて、被ふるい物をふるう振動ふるい装置において、
振動されるふるい網の振幅を検出する振動計と、振動計
により検出された振幅が予め設定した基準振幅より小さ
い場合には、バイブレータの振動数を徐々に小さくする
と共に予め設定した下限振動数に達したときは徐々に大
きくすることにより、被振動体がその共振点近傍で振動
されるようにバイブレータの振動数を制御する制御手段
とを有することを特徴とする。

【００１１】

【作用】このように構成した本発明にあっては、バイブ
レータにより振動されるふるい網の振幅を振動計により
検出し、この検出された振幅が予め設定した基準振幅よ
り小さい場合には、制御手段は、バイブレータの振動数
を徐々に小さく変更することにより、ふるい網や被ふる
い物などからなる被振動体がその共振点近傍で振動され
るようにバイブレータの振動数を制御する。また、バイ
ブレータの振動数を徐々に小さくして下限振動数に達し
たような場合には、その後は徐々に大きくするように振
動数を制御する。このように被振動体の固有振動数の変
化に追従してバイブレータによる加振が行われ、被振動
体を常にその共振点近傍で継続的に大きく振動させてふ
るい作業を行う。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例に係る振動ふるい装置の
概略構成図、図２は図１に示される振動ふるい装置のス
クリーンおよびバイブレータを示す概略斜視図である。

【００１３】図１に示したように、本実施例の振動ふる
い装置は、網の目が形成されたふるい網としてのグリズ
リーバーとも呼ばれるスクリーン１を有している。ダン
プトラック等により運び込まれる石炭４（被ふるい物に
相当する）は、ボイラーなどの燃料として使用される前
に、このスクリーン１により予めふるい作業にかけら
れ、これにより異物の通過を抑止するようになってい
る。

【００１４】スクリーン１は、図２に模式的に示したよ
うに、方形の枠体２と、この枠体２の中に縦横に張り巡
らされた線材３とから構成され、縦横の線材３により形
成される網の目の最小単位の大きさは、本実施例では例
えば約１５０×１００ｍｍに構成される。このように比
較的大きな網の目が形成されたスクリーン１により、野
外から直接運び込まれるもののうち、石炭４を網の目を
通して落下させ、木材などの比較的大きな異物と分離す
ることができる。なお、ボルトや鉄くずなどは、このス
クリーン１により分離されるほか、後工程に別途設けら
れた図示しない除去手段によっても分離されるようにな
っている。

【００１５】また、スクリーン１は、一端が接地された
複数のばね部材７により支持されており、スクリーン１
の枠体２の側面には、図２に示したように、バイブレー
タ８が設置される。バイブレータ８は従来公知のもので
あって、本実施例では例えば、図示しない偏心錘を回転
させることにより振動を伝達するものであり、ばね部材
７に支持されるスクリーン１を水平面上で円振動（図２
のＢ方向）させることができる。

【００１６】本実施例では特に、振動されるスクリーン
１の振幅を検出する振動計９が設置される。スクリーン
１は、バイブレータ８により、前述したように水平面上
で円振動されるため、振動計９は、その円振動による移
動幅を検出するようになっている。この振動計９には、
例えばスクリーン１に設けられた図示しないマークの動
きを光学的に検出する光学センサが用いられるが、これ
に限定されるものではなく、機械的に、あるいは電気的
に検出するように構成してもよい。

【００１７】また、振動計９により検出された振幅検出
信号に基づいて、バイブレータ８の振動数を制御する制
御手段としてのコントローラ１０が設けられている。コ
ントローラ１０は、図示しない振動数設定手段を含んで
おり、このコントローラ１０の振動数設定手段は、スク
リーン１や石炭４などからなる被振動体がその共振点近
傍で振動されるように、バイブレータ８に振動数セット
信号を出力して被振動体の固有振動数に追従した積極的
な制御を行う。

【００１８】具体的には、本実施例では、コントローラ
１０は、振動計９により検出された振幅が予め設定した
基準振幅Ａ0 より小さい場合には、バイブレータ８の振
動数を徐々に小さく変更することにより、被振動体がそ
の共振点近傍で振動されるようにバイブレータ８の振動
数を制御する。また、バイブレータ８の振動数を徐々に
小さく変更して予め設定された下限振動数に達したよう
な場合には、その後は徐々に大きくすることにより、被
振動体がその共振点近傍で振動されるようにバイブレー
タ８の振動数を制御する。

【００１９】このような制御を図３および図４のグラフ
を用いて詳しく説明する。図３はバイブレータの振動数
とスクリーンの振幅との関係を示すグラフ、図４はスク
リーンの上に置かれた石炭がスクリーンから離脱すると
きのスクリーンの振幅およびバイブレータの振動数の変
化の様子を示すグラフである。

【００２０】図３のグラフは、スクリーン１の上に石
炭が無い、即ち空の場合のバイブレータ８の振動数ｆに
対するスクリーン１の振幅Ａの関係を表し、グラフ
は、スクリーン１の上に少量の石炭が堆積した場合の同
関係を表し、グラフは、スクリーン１の上に大量の石
炭が堆積した場合の同関係を表す。図示のように、それ
ぞれの振動系における被振動体の固有振動数に対応した
振動数にてバイブレータ８による加振を行えば、共振現
象を起こし、大きな振幅でスクリーン１を振動させるこ
とができるため、目詰まりを解消することが可能とな
る。逆に言えば、共振点から離れたポイントでいくら加
振しても小さな振幅しか得られず、目詰まり解消には役
立たないことがわかる。

【００２１】本実施例では、グラフにおいて最大振幅
を発生するときの共振振動数を上限振動数ｆmax 、スク
リーン１の上に石炭が最大量堆積した場合において最大
振幅を発生するときの共振振動数を下限振動数ｆmin と
し、バイブレータ８は、この範囲内で変化させられるよ
うに構成される。ここで、ばね定数ｋのばね部材により
支持される質量ｍの質点系の固有振動数をｐとすれば、
１自由度振動系に対しては、ｐ² ＝ｋ／ｍの関係があ
る。したがって、石炭４がスクリーン１へ付着し堆積す
るにつれて重量が増すと被振動体の固有振動数が低下
し、上記のように共振振動数はｆmax からｆmin の方に
徐々に移行する。

【００２２】図３において、例えば、ｆa の振動数でバ
イブレータ８による加振が行われていたとする。このと
きスクリーン１の上に置かれる石炭４が無く、空の場合
には、グラフにしたがってスクリーン１は振幅Ａa1で
振動し、予め設定された基準振幅Ａ0 以上であるため、
本実施例においては被振動体はその共振点近傍で振動し
ているものと判断される（図４の区間Ｔ1 参照）。ここ
で、基準振幅Ａ0 は、例えば上限振動数ｆmax から下限
振動数ｆmin までのそれぞれの振動数でバイブレータ８
による加振を行い共振現象を生じた場合の振幅よりも若
干小さい値に設定する。このようにすれば、共振点近傍
で振動しているとコントローラ１０により判断されるポ
イントが必ず存在し、被振動体の固有振動数に追従した
制御を安定して行うことができる。

【００２３】ところが、スクリーン１の上に少量の石炭
４が堆積されると、振動系はグラフからグラフに移
行し、バイブレータ８の振動数がｆa のときは、グラフ
にしたがってスクリーン１は振幅Ａa2で振動する。こ
の場合に、振幅Ａa2は基準振幅Ａ0 より小さいので、バ
イブレータ８の振動数が徐々に小さくなるように制御さ
れる（図４の区間Ｔ2 参照）。そして、ｆc に達したと
ころで基準振幅Ａ0 を発生させることができ、基準振幅
Ａ0 が確保される限りにおいて、この状態で加振を継続
する（図４の区間Ｔ3 参照）。なお、図４に示される符
号「Ｓa 」「Ｓc 」は、スクリーン１の振動の周期を示
す。また、図４では、理解の容易にために区間Ｔ2 をあ
る一定期間継続するように記載したが、実際にはバイブ
レータ８の振動数を時々刻々に変化追従させることによ
り、さらに短い期間とすることが可能である。

【００２４】この振動数ｆc でバイブレータ８による加
振を継続していた場合に、スクリーン１の振幅が基準振
幅Ａ0 を下回るケースは２つある。一つのケースは、石
炭４がスクリーン１から網の目を通って離脱し、グラフ
に示す振動系に移行したとき（このときのスクリーン
１の振幅はＡc1となる）で、もう一つのケースは、石炭
４のスクリーン１の上への堆積がさらに進行し、グラフ
に示す振動系に移行したとき（このときのスクリーン
１の振幅はＡc3となる）である。バイブレータ８の振動
数を制御するのは目詰まりを解消するためであるので、
したがって本実施例では、上記のような場合には、後者
のケースを想定してバイブレータ８の振動数を徐々に小
さくするように制御し、この場合は振動数がｆd に達し
たところで基準振幅Ａ0 を発生させることができ、この
状態で加振を継続する。

【００２５】仮に、実際は前者のケース、すなわち石炭
４が離脱しグラフに示す振動系にある場合には、バイ
ブレータ８の振動数は徐々に小さくされて下限振動数ｆ
minに到達し、この後再び振動数を徐々に大きくするよ
うに制御が行われる。そして、バイブレータ８の振動数
がｆb に達したところで基準振幅Ａ0 を発生させること
ができる。

【００２６】なお、本実施例では、バイブレータ８の振
動数は、数Ｈｚ〜数十Ｈｚ、例えば１〜６０Ｈｚの範囲
で設定され、このときの振幅は、数ｍｍ〜数十ｍｍ、例
えば１〜２０ｍｍ程度である。但し、本発明は、これら
の数値の範囲に限定されるものではなく、スクリーン１
の重量や支持方法、バイブレータ８の仕様、石炭４の粒
度などにより変化するものであるため適宜設定が行われ
る。

【００２７】図１に示したように、スクリーン１の下方
には、ホッパ５が配置される。このホッパ５は、図示の
ようにラッパ状の容器であり、上部の広い開口部５ａか
らスクリーン１を通過した石炭４を受けて、一時貯溜す
るようになっている。そして、ホッパ５内の石炭４は、
下部に形成された開口部５ｂから順次送り出され、コン
ベア６により、図示しない石炭の粉砕機に運び込まれる
ようになっている。

【００２８】次に、本実施例の作用を、図５に示すバイ
ブレータの振動数制御フローチャートを参照して説明す
る。本実施例の振動ふるい装置を使用して石炭などの固
形物のふるい作業を行う場合には、先ず、コントローラ
１０はバイブレータ８の初期振動数として上限振動数ｆ
max に設定して、バイブレータ８によるスクリーン１の
加振を行う（ステップＳ１）。そして、振動するスクリ
ーン１の上にダンプトラック等の荷台から異物の混じっ
た石炭４が載置される（ステップＳ２）。

【００２９】次いで、振動されるスクリーン１の振幅が
振動計９により検出され（ステップＳ３）、コントロー
ラ１０は、振動計９により検出されたスクリーン１の振
幅が予め設定した基準振幅Ａ0 以上であるか否かの判断
を行う（ステップＳ４）。このステップＳ４にて、コン
トローラ１０によりスクリーン１の振幅が基準振幅Ａ0
より小さいと判断された場合には、コントローラ１０の
振動数設定手段は、振動数セット信号を出力してバイブ
レータ８の振動数を所定量変更する（ステップＳ５）。

【００３０】すなわち、振動計９により検出された振幅
が基準振幅Ａ0 より小さい場合には、コントローラ１０
は、バイブレータ８の振動数を所定量小さく変更し、ス
テップＳ３に戻ってスクリーン１の振幅が基準振幅Ａ0
に達するまで動作を繰り返すことにより、被振動体がそ
の共振点近傍で振動されるようにバイブレータ８の振動
数を制御する。また、バイブレータ８の振動数を徐々に
小さくして下限振動数ｆmin に達したような場合には、
その後は徐々に大きくすることにより、被振動体がその
共振点近傍で振動されるようにバイブレータ８の振動数
を制御する。

【００３１】一方、このステップＳ４にて、コントロー
ラ１０によりスクリーン１の振幅が基準振幅Ａ0 以上で
あると判断された場合には、そのときの振動数にてバイ
ブレータ８による加振が継続され、ステップＳ３に戻っ
て同じ動作が繰り返されることになる。なお、ステップ
Ｓ３〜Ｓ５の間において、追加してスクリーン１の上に
石炭４が載置される場合にも上記の制御が継続して行わ
れる。

【００３２】このように振動されるスクリーン１によ
り、その網の目の大きさよりも大きい木材などの異物の
通過を抑止すると共に、石炭４を網の目を通して落下さ
せる。スクリーン１を通過した石炭４は、スクリーン１
の下方に配置したホッパ５の中に供給され、一時貯溜さ
れる。そして、ホッパ５内の石炭４は順次送り出され、
コンベア６により、図示しない石炭の粉砕機に運び込ま
れる。

【００３３】このように、本実施例によれば、スクリー
ン１や石炭４などからなる被振動体の固有振動数の変化
に追従して、バイブレータ８によるスクリーン１に対す
る加振が行われ、被振動体を常にその共振点近傍で振動
させることができる。これにより、大きな振幅での振動
を、しかも継続して効率良く起こさせることができる。
したがって、濡れた石炭などが乾いた石炭などと混在し
ているような場合であっても、目詰まりの発生を積極的
に防止することができる。

【００３４】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではなく、したがっ
て、上記実施例に開示された各要素は、本発明の技術的
範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨であ
る。たとえば、上述した実施例では、被ふるい物として
石炭を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られ
ず、例えば鉄鉱石などの固形物等にも適用することがで
きる。また、バイブレータ８は、上述した実施例の偏心
錘を回転させる振動電動機に限られず、電磁式のものを
利用して直線方向の振動を行うように構成することも可
能である。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、振動
されるふるい網の振幅を検出し、当該検出信号に基づい
て、被振動体がその共振点近傍で振動されるようにバイ
ブレータの振動数を制御するようにしたので、被振動体
の固有振動数の変化に追従して、バイブレータによるふ
るい網に対する加振が行われ、被振動体を常にその共振
点近傍で振動させることができる。これにより、共振に
伴う大きな振幅の振動を、しかも継続して効率良く起こ
させることができる。したがって、濡れた石炭などが乾
いた石炭などと混在しているような場合であっても、目
詰まりの発生を積極的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る振動ふるい装置の概
略構成図である。

【図２】 図１に示される振動ふるい装置のスクリーン
およびバイブレータを示す概略斜視図である。

【図３】 バイブレータの振動数とスクリーンの振幅と
の関係を示すグラフである。

【図４】 スクリーンの上に置かれた石炭がスクリーン
から離脱するときのスクリーンの振幅およびバイブレー
タの振動数の変化の様子を示すグラフである。

【図５】 バイブレータの振動数制御フローチャートで
ある。

【符号の説明】

１…スクリーン（ふるい網）、 ２…枠体、 ３…線材、 ４…石炭（被ふるい物）、 ５…ホッパ、 ６…コンベア、 ７…ばね部材、 ８…バイブレータ、 ９…振動計、 １０…コントローラ（制御手段）、 Ａ0 …スクリーンの基準振幅。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ふるい網(1) をバイブレータ(8) により
   振動させて、被ふるい物(4) をふるう振動ふるい方法に
   おいて、 振動されるふるい網(1) の振幅を検出し、当該検出信号
   に基づいて、被振動体がその共振点近傍で振動されるよ
   うにバイブレータ(8) の振動数を制御することを特徴と
   する振動ふるい方法。
2. 【請求項２】 ふるい網(1) をバイブレータ(8) により
   振動させて、被ふるい物(4) をふるう振動ふるい装置に
   おいて、 振動されるふるい網(1) の振幅を検出する振動計(9)
   と、 振動計(9) により検出された振幅が予め設定した基準振
   幅(A0)より小さい場合には、バイブレータ(8) の振動数
   を徐々に小さくすると共に予め設定した下限振動数(fmi
   n)に達したときは徐々に大きくすることにより、被振動
   体がその共振点近傍で振動されるようにバイブレータ
   (8) の振動数を制御する制御手段(10)とを有することを
   特徴とする振動ふるい装置。