JPH10507988A - 再使用可能粘稠材料分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 再使用可能な粘稠材料分配装置は、不活性ガス入口（２９）を備えた丸くなった上部（１４）と、粘稠材料出入口（２８）を備えた丸くなった底部（１２）とを有する密閉圧力シリンダ（８）を有する。加圧ボート（１６）は、バラスト（２０）で重みをつけた下方船殻部（１８）と、上部（２２）とを有する。下方船殻部（１８）および上部（２２）は円形の境界部（２６）に沿って結合している。この円形境界部（２６）の直径はシリンダ（８）の直径よりも小さい。ボート８１６）は粘稠材料（２３）で満たされたシリンダ内で浮動する。粘稠材料（２３）はボート（１６）の境界部（２６）と圧力シリンダ（８）の内面との間にガス圧力シールを形成する。フィン（２４）が加圧ボート（１６）の境界部（２６）から半径方向外方へ突出しており、境界部（２６）がシリンダ（８）の側壁面から粘稠材料（２３）を掻き取るのを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】 再使用可能粘稠材料分配装置 発明の背景 発明の分野 本発明は粘稠材料送出装置の分野に関し、更に具体的に述べると、装置の途中 の洗浄を行うことなく繰り返し充填、排出を行うようになっており、また、大量 の粘稠材料を装置から効果的に送出する密閉式粘稠材料送出・分配装置に関する 。従来技術の説明 膨大な量の粘稠材料が輸送機関や産業業界で使用されている。車両、機械の潤 滑を行うためには濃厚な潤滑用グリースが使用されているし、産業では濃厚な粘 稠化学薬品が用いられている。食品処理分野では、チーズ、クリーム、食料ペー ストなどを或る点から或る点まで移動させるときに食品の品質、新鮮さを過剰に 低下させてはならない。ファインケミカルスおよび薬剤製品の製造では、粘稠材 料が使用されることが多く、これらの粘稠材料の品質を維持することはきわめて 重要である。 粘稠材料を送出，分配するということは、これらの材料が容器に粘着して、最 終的には送出用の圧送機械を覆ってしまう傾向があるために、製造業者にとって は常に難題であった。粘稠流体を送出する従来方法は、押出し 用ピストンあるいはフォロワー・プレート間ならびに粘稠材料容器の側壁間に流 体密のシールを設け、それを維持することに集中している。Consaga他の米国特 許第5,248,069号、Crosby他の米国特許第5,297,702号およびHumeの米国特許第5, 312,028号の装置すべては、満足のゆくシールをもたらすことについて向けられ たものである。 しかしながら、従来技術の装置は、粘稠材料容器の側壁が完全に丸くなってい なかったり、くぼんでいたりすると、非常に壊れやすい。さらに、特にConsaga 他の装置およびHumeの装置は、すべての部品が高精密でなければならず、比較的 かさばり、高価である。 したがって、比較的低コストのコンポーネントを使用し、途中で容器の洗浄や 再状態調整を行うことなく繰り返し再充填可能であり、頑丈で耐久性があり、容 器から大量の粘稠材料を送出できるシール式装置の必要性が依然としてある。 発明の簡単な概要 本発明は、さらに、ほぼ円筒形の側壁、頂部に設けた不活性ガス入口、底部に 設けた粘稠材料出入口を有する密閉圧力容器から濃厚な粘稠材料を分配する際に 使用するための再使用可能粘稠材料分配装置を提供する。 前記密閉圧力容器内には加圧ボートが設置してあり、この加圧ボートは下方船 殻部と上方船殻部とを有する。下方船殻部および上方船殻部は、円筒形の密閉圧 力容器 の内径よりも小さい直径の円形の境界部で連結されていると好ましい。前記加圧 ボートは円形境界部が円筒形容器の側壁内面に直接触れるのを防ぐ手段を有する 。 システム使用時、出入口を通して粘稠材料を満たされた容器は、密閉圧力容器 内で加圧ボートを上昇させ、加圧ボートの境界部と容器側壁内面との間に粘稠材 料シールを形成する。加圧ボートの上面に不活性ガス圧力を加えることによって 、加圧ボートが粘稠材料出入口を通して容器から粘稠材料を排出させることにな る。本発明の装置は容器の途中での洗浄あるいは再状態調整を行うことなく繰り 返し再充填、再使用が可能である。 本発明は、さらに、側壁、不活性ガス入口を備えたほぼ円筒形の上端および出 入口を備えたほぼ半球形の下端を有する円筒形の本体を有する密閉圧力シリンダ から粘稠材料を分配する際に使用するための再使用可能粘稠材料分配装置を提供 する。 密閉圧力容器の中には加圧ボートが収容されており、この加圧ボートは圧力シ リンダのほぼ半球形の下端の形状に一致するように全体的に丸くなった形状の下 方船殻部分と、圧力シリンダのほぼ半球形の状態の形状に一致するように全体的 に丸くなった形状の上方船殻部分とを有する。ボートの上方船殻部分はその頂部 に小さいオリフィスが形成してあり、前記上方、下方船殻部分は円筒形圧力容器 の内径よりも小さい直径の円形の境界部に沿って相互に連結してあると好ましい 。ボートは、下方船 殻部分で、それが下降したときに排除する粘稠材料の重量がボートの全重量とほ ぼ他しくなるような重量となっている。こうすることによって、加圧ボートが粘 稠材料内に浮かび、粘稠材料が加圧ボートの境界部に達することができる。ボー トは境界部付近から半径方向外方へ突出する複数のフィンを有する。これらのフ ィンは幅の狭い端部あるいは端縁を有し、これらの端縁はシリンダの側壁内面と ほぼ接触せず、接触したとしても、シリンダの側壁内面に粘稠材料の軽い掻き取 り線を残すだけであり、これらの掻き取り線は容易に充填に供することができる 。 装置使用時、圧力シリンダはその出入口を通して粘稠材料を充填され、圧力シ リンダ内で加圧ボートを上昇させ、境界部、そのフィンとシリンダ側壁内面との 間に粘稠材料シールを形成する。加圧ボートに上方から不活性ガス圧力を加える ことによって、加圧ボートは粘稠材料出入口を通して粘稠材料を容器から排出し 、しかもこの間、加圧ボートと密閉圧力容器の内面とのシールを維持することが できる。 したがって、本発明の一目的は、密閉容器から粘稠度の高い材料を送出する可 逆性再充填可能装置を提供し、また、頑丈でかつ過酷な環境で機能する装置を提 供し、中味がこぼれず、輸送上安全な装置を提供し、簡単かつ低コストの装置を 提供することにある。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の粘稠材料送出装置を粘稠材料充填状態で示す正面断面図で ある。 第２図は、浮動ボート、側壁面およびそこに形成した粘稠材料シールを示す詳 細図である。 第３図は、本発明の粘稠材料送出装置を空の状態で示す正面断面図である。 第４図は、本発明の浮動ボートの部分断面正面図である。 第５図は、第４図の５−５線に沿ったボートの横断面図である。 第６図は、本発明の浮動ボートの別の実施例の正面図である。 発明の詳細な説明 まず第１図を参照して、装置は、側壁１０を有する圧力シリンダ８を使用する 。この側壁１０は丸くなった底部１２と丸くなった頂部１４とを有する。シリン ダ１０の内部には恒久的に圧力「ボート」１６が設置してある。この加圧ボート １６は丸くなった下方船殻部１８を有し、その底壁３０の内面にはバラスト２０ が設置してある。下方船殻部１８の上方には上方船殻部２２が設置してある。丸 くなった下方船殻部１８、上方船殻部２２およびバラスト２０の重量は、ボート １６の下方船殻部１８の圧下によって排除される粘稠材料の体積の重量とほぼ同 じ重量となるように較正されている。多くの普通の粘稠材料、たとえば、濃厚な 産業グリースの場合、比密度は ほぼ均一である。個別のバラストの代わりに、より厚いゲージ材料を使用するこ とによって、下方船殻部１８を上方船殻部よりも重く作ることができる。 ボート１６はシリンダ８の内径よりも小さい円形の横断面を有する（第４図参 照）。第１図，第２図を参照してみると、シリンダ１２の下部は粘稠材料２３で 満たされ、その上部２５が不活性ガス（たとえば、窒素）で加圧されたとき、ボ ート１６は粘稠材料上に「浮遊」し、粘稠材料２３のレベルがボート１６の上下 の船殻部１８、２２の境界部２６とほぼ同じ高さになる。加圧窒素ガスは入口弁 ２９を通してシリンダに供給される。大きなシリンダ、すなわち、２５ガロンを 超えるシリンダの場合、窒素は一定圧力の下に、すなわち、窒素シリンダによっ て供給されてもよい。より小さいシリンダの場合には、シリンダを所定体積の窒 素、すなわち、１００psiの窒素で充填してもよく、この場合、シリンダから粘 稠材料２３を送出する原動力を与えることになる。 ボート１６の上方船殻部２２は丸くなった形で示してあるが、所望に応じて他 の形状であってもよい。しかし、水抜き孔２７を備えた丸い形状であれば、粘稠 材料がボート１６に入るのを防ぎながら良好に機能し、加圧ボート１６を加圧不 活性ガスで満たすことができる。第１図乃至第５図を参照すると、少なくとも３ つのフィン２４がボート１６の丸くなった上下の部分１８，２２の境界部２６に 設けてある。これらのフィン２４は約１／４イ ンチ外方へ突出している（第４図および第５図参照）。特別の粘稠材料をシステ ムによって分配することに応じて、ボート１６の境界部２６とシリンダ８の側壁 面１０との間隔は充分なシールを形成するように最適化することができる。フィ ン２４のサイズも調節する必要がある。これらのフィン２４はボート１６の境界 部２６がシリンダ８の側壁面１０から粘稠材料２３を掻き落とすのを防ぐように なっている。通常の操作では、フィン２４はシリンダ８の側壁面１０と接触する ことはほとんどない。たとえフィン２４と側壁面１０の間に接触があったとして も、せいぜい、フィン２４が側壁面１０を覆っている粘稠材料２３に非常に幅の 狭い掻き跡の線（図示せず）を残す程度であり、これは粘稠材料２３の加圧状態 によって直ぐになくなる。 第２図を参照して、ボート１６の境界部２６およびシリンダ側壁面１０は充分 に接近しているが接触してはおらず、粘稠材料２３それ自体がボート１６とのガ ス圧シールを作っている。ボート１６に加えられた窒素ガス圧力とボート１６の 重量が粘稠材料２３を下方へ押し、シリンダ底部１２にある底部開口２８から押 し出す。 第１図，第４図を参照すると、ボート１６の上方船殻部２２の頂部には小さい 水抜き孔２７が形成してある。この水抜き孔２７により、ボート１６内のスペー スに加圧窒素ガスを充填し、シリンダ８を常に最大体積の窒素ガスで充填するこ とができる。 第３図を参照して説明すると、シリンダ８の中の粘稠材料２３がほとんど空に なると、ボート１６の底面３０が底部開口２８に着座し、そこをシールし、それ 以上の粘稠材料２３が放出されることがなく、たとえ弁３１を開いてもＮ２ガス が放出されることもない。この時点で、シリンダ８からの粘稠材料２３の流出が 完全に遮断され、シリンダ８に粘稠材料２３を再充填しなければならないことを ユーザが知る。容器８を粘稠材料２３で再充填するには、粘稠材料２３を同じ底 部開口２８を通してシリンダ８内に圧送する。粘稠材料２３が再充填するにつれ てボート１６がシリンダ８の頂部１４まで押されることになる。シリンダ８が粘 稠材料２３を再充填されると、粘稠材料２３が再び上述したように分配され得る 。 ボート１６の丸い底部１６はボート１６に完全に一致しており、粘稠材料２３ の大部分（約９７パーセント）を２２ガロンのシリンダから押し出す。対照的に 、従来のプッシャ・プレート・システムでは概して９０パーセント以下の中味し か送出できない。 ボート１６とシリンダ側壁面１０の間のシールが、シリンダ８の側壁１０の内 面およびボート１６のやや隔たった周囲境界部２６にある粘稠材料２３によって 形成されるので、粘稠材料２３がボート１６の上方船殻部２２に乗り上げ、そこ に溜まったり、上下動する加圧ボート１６の上方のガス充填部分２５に入る、と いう問題はほとんどない。特定の粘稠材料２３がシステムで利用され る状態に応じて、薄い粘稠材料２３の層がシリンダ８の側壁面１０に残る可能性 がある。しかしながら、これは、（ａ）窒素ガスが粘稠材料の酸化、乾燥を防ぎ 、そして（ｂ）掻き取りが行われないので、問題とはならない。本発明のシステ ムは、粘稠度の高いグリース、たとえば、０，１，２およびそれ以上のNational Lubricating Grease Institue(NLGI)等級のグリースや、容易に注入できない粘 稠度の高いグリースその他の材料について、非常に良好に機能する。しかしなが ら、たいていの濃厚なグリースはほぼ同じ比重を持つので、１種類のグリースに ついて適切なバラスト２０で調節するならば、加圧ボートはたいていのグリース に対して良好に機能する。 第６図は浮動ボート３２の別の実施例の図である。この浮動ボート３２では、 湾曲した上下の船殻部３４，３６が円筒形の中間部３８のところで結合している 。複数のフィン４０は、先端が尖ったものではなくて、縁４２を持つ薄くて扁平 なブレード状のものであってもよい。これらのフィン４０は円筒形の中間部３８ に沿って取り付けてある。上方船殻部３４の頂部には水抜き孔４２が設けてあり 、ガスが浮動ボート３２に入ることができる。この浮動ボート３２は、シリンダ が偶発的にひっくり返った場合でもひっくり返るのが完全に防止される。 請求の範囲に記載した本発明と異なり、従来技術のシステムはシリンダ内壁面 とドラム／プッシャ・プレートの間の非常に接近した嵌合を得ることを探求して きた。 従来技術のアプローチは、シリンダあるいはドラムがくぼんでいたり、やや丸い 形から外れていて、プッシャ・プレートが引っかかった場合には、破壊、損傷に 敏感過ぎるのである。溶接したスチールのドラムはまれに完全な円筒形である。 また、従来のプッシャ・プレート・システムの場合、プッシャ・プレートの頂部 に常に落下してきたグリースが溜まる。結局、ドラムは開いて清掃しなければな らない。多くの場合、すなわち、大気が汚れている場合（すなわち、炭鉱）ある いは製品が汚染物あるいは空気またはこれら両方に敏感である場合（すなわち、 食品／薬品製造）、ドラムを開いて清掃することにより製品は使用不可能となる 。製品が害されなくても、ドラムの清掃には余計な時間がかかり、汚れ仕事であ る。本発明は、非乾燥であり、安価であり、不活性であり、粘稠材料に溶解しな い（二酸化炭素は溶解する）ために駆動力として窒素ガスを使用する。他の不活 性ガス、たとえばヘリウムやアルゴンも使用できるが、これらは高すぎる。作動 圧力範囲が２０乃至１２０ｐｓｉであると、たいていの濃厚な粘稠材料に対して も良く作動し、最適な圧力範囲は特定の粘稠材料に応じて決まる。 図面および上記の説明は本発明の唯一の形態をその構造および操作方法の詳細 に関して表しているものではない。実際に、本発明の精神、範囲から逸脱するこ となく変更、修正をなし得ることは当業者には明らかであろう。部品の形態、比 率における変更ならびに均等物での代替 も状況あるいは便宜に応じて意図している。また、特殊な用語を使用してきたが 、包括的な説明の意味でのみ使用したものであり、限定の目的で使用したもので はない。発明の範囲は以下の請求の範囲に記載してある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 濃厚な粘稠材料を分配する際に使用するための再使用可能な粘稠材料分 配装置であって、 ほぼ円筒形の側壁、頂部にある不活性ガス入口および底部にある粘稠材 料出入口を有する密閉圧力容器と、 この密閉圧力容器内に設置してあり、下方船殻部と上方船殻部とを有す る加圧ボートであり、最大円筒直径部が円筒形の密閉圧力容器の横断内径よりも 小さく、前記最大円筒直径部が円筒形容器の側壁内面と直接接触するのを防ぐ手 段を有する加圧ボートとを包含し、システム使用時に、容器にその出入口を通し て粘稠材料を充填し、密閉圧力容器内で加圧ボートを上昇させ、加圧ボートの最 大直径部と容器側壁の内面との間に粘稠材料シールを形成し、加圧ボートに上か ら不活性ガス圧力を加えることによって、加圧ボートが粘稠材料出入口を通して 容器から粘稠材料を押し出すようになっていることを特徴とする再使用可能な粘 稠材料分配装置。 ２． 請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、加圧 ボートが、その下方船殻部によって排除される粘稠材料の重量が加圧ボートの重 量にほぼ等しくなるような重量となっていることを特徴とする再使用可能な粘稠 材料分配装置。 ３． 請求の範囲第２項記載の再使用可能な粘稠材料 分配装置において、下方船殻部がバラストで重みがつけてあることを特徴とする 再使用可能な粘稠材料分配装置。 ４． 請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、密閉 圧力容器の下方部分が丸くなっており、加圧ボートの下方船殻部も丸くなってお り、シリンダ内の粘稠材料がほとんど空になったときに粘稠材料出入口上に着座 して粘稠材料の流れを遮断する着座面を有することを特徴とする再使用可能な粘 稠材料分配装置。 ５． 請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、ボー トの上方船殻部が丸くなっており、加圧ボートの内部スペースを不活性ガスで加 圧できるように開口が形成してあることを特徴とする再使用可能な粘稠材料分配 装置。 ６． 請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、加圧 ボートの最大円筒直径部がシリンダの側壁内面と接触するのを防ぐ手段が、加圧 ボートの境界部付近から外方へ突出する複数のフィンを包含し、これらのフィン が加圧ボートの境界部付近から外方へ突出する複数のフィンを包含し、これらの フィンがシリンダの側壁内面とほとんど接触しない先端を有し、接触したとした としても、これらのフィンの先端がシリンダの側壁内面上の粘稠材料に軽い掻き 取り線を描くだけであり、これらの掻き取り線が容易に塞がれることを特徴とす る再使用可能な粘稠材料分配装置。 ７． 請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、不活 性ガスが窒素であり、約２０〜１２０ポンド／平方インチの圧力範囲にあること を特徴とする再使用可能な粘稠材料分配装置。 ８． 請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、粘稠 材料出入口の下流側に弁手段が設置してあって粘稠材料の流れを制御することを 特徴とする再使用可能な粘稠材料分配装置。 ９． 請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、圧力 シリンダが一定の不活性ガス源に接続してあってシリンダ内で不活性ガスを比較 的一定の圧力に保つことを特徴とする再使用可能な粘稠材料分配装置。 １０．請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、圧力 シリンダが所定量の不活性ガスで加圧されており、シリンダ内に繰り返し充填さ れる粘稠材料をシリンダから追い出すように作用することを特徴とする再使用可 能な粘稠材料分配装置。 １１．請求の範囲第１項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、使用 される粘稠材料が粘度の高い産業用および車両用潤滑材であることを特徴とする 再使用可能な粘稠材料分配装置。 １２．濃厚な粘稠材料を分配する際に使用するための再使用可能な粘稠材料分 配装置であって、 側壁、不活性ガス入口を備えたほぼ半球形の上 端および出入口を備えたほぼ半球形の下端を有する円筒形本体を有する密閉圧力 シリンダと、 密閉圧力シリンダ内に収容された加圧ボートであり、圧力シリンダのほ ぼ半球形の下端の形状に一致する形状に全体的に丸くなっている下方船殻部と、 圧力シリンダのほぼ半球形の上端の形状に一致する形状に全体的に丸くなってい る上部とを有し、この上部の頂部に小さいオリフィスが形成してあり、前記上部 および下方船殻部が、円筒形圧力容器の内部横断直径よりも小さい直径の円形境 界部に沿って相互に結合してあり、前記ボートが、その下方船殻部によって排除 される粘稠材料の重量が加圧ボート全体の重量にほぼ等しくなり、粘稠材料が境 界部まわりに達したときに加圧ボートが粘稠材料内に浮かぶように下方船殻部に 重みがつけてあり、前記ボートが、さらに、加圧ボートの境界部付近から外方へ 突出する複数のフィンを包含し、これらのフィンが加圧ボートの境界部付近から 外方へ突出する複数のフィンを包含し、これらのフィンがシリンダの側壁内面と ほとんど接触しない先端を有し、接触したとしたとしても、これらのフィンの先 端がシリンダの側壁内面上の粘稠材料に軽い掻き取り線を描くだけであり、これ らの掻き取り線が容易に塞がれ、システム使用時に、容器にその出入口を通して 粘稠材料を充填し、密閉圧力容器内で加圧ボートを上昇させ、加圧ボートの最大 直径部と容器側壁の内面との間に粘稠材料シールを形成し、加圧ボートに上か ら不活性ガス圧力を加えることによって、加圧ボートが粘稠材料出入口を通して 容器から粘稠材料を押し出すようになっており、その間中、加圧ボートと密閉圧 力シリンダの内部との間のシールを維持することを特徴とする再使用可能な粘稠 材料分配装置。 １３．請求の範囲第１２項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、不 活性ガスが約２０〜１２０ポンド／平方インチの圧力範囲の窒素ガスであること を特徴とする再使用可能な粘稠材料分配装置。 １４．請求の範囲第１２項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、圧 力シリンダ内の濃厚な粘稠材料がほぼ完全に空になったときに加圧ボートの底面 が粘稠材料出入口上に着座し、そこを遮断することを特徴とする再使用可能な粘 稠材料分配装置。 １５．請求の範囲第１２項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、圧 力シリンダが所定量の不活性ガスで加圧され、繰り返しシリンダに充填される濃 厚な粘稠材料を追い出すように作用することを特徴とする再使用可能な粘稠材料 分配装置。 １６．請求の範囲第１２項記載の再使用可能な粘稠材料分配装置において、圧 力シリンダが一定の不活性ガス源に接続してあり、シリンダ内で不活性ガスを比 較的一定の圧力に維持することを特徴とする再使用可能な粘稠材料分配装置。