JPS5848220B2 - ガスで汚染された微粒材料の清浄化用装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスによって少なくとも部分的に汚染された微
粒材料を清浄化するための装置及び方法に関する。

本発明は、粉末冶金の分野において、特に、圧密、すな
わち熱及び圧力の下での緻密化のために超合金型の金属
粉末を準備することに対して特に有用である。

この粉末のかなりの部分は例えばアルゴンのような不活
性雰囲気内で作られる。

しかし、この粉末を圧密または緻密化する前に、該粉末
から上記不活性ガスを除去することが必要である。

粉末化金属のガス抜きにおける顕著な進歩が本願の発明
者によって既になされており、その発明は米国特許第４
，０ ５ ６，３ ６ ８号において記載及び特許請求
されている。

この米国特許の発明によれば、ガス抜きは、ガスで汚染
された微粒材料を、真空ポンプに連結された真空室内に
導入することによってなされる。

１組またはそれ以上の組の電極両端間に電圧を印加する
ことにより、上記真空室内に１つまたはそれ以上の電界
を発生させる。

この電界は汚染ガスを帯電させて励起させ、これにより
該汚染ガスを微粒材料から分離させて真空室から簡単に
除去できるようにする。

これは、ガスで汚染された微粒材料で満たした容器を真
空室の上に置いて該容器を該真空室に連結し、微粒材料
が該真空室を下方へ通過して受入れ容器内に流入するよ
うにすることによって行なわれ、上記受入れ容器は密封
して装置から取り外され、従って該容器内の粉末はその
後の処理のために真空状態に保持されている。

ガスで汚染された微粉金属を真空室を１回通過させるだ
けでは該微粉金属を充分にガス抜きできない場合が極め
て多い。

かかる場合には、この容器を真空装置から分離して位置
変更させ、そして装置全体を継続作動させて新たな作動
モードを開始させなければならない。

本発明はガスによって少なくとも部分的に汚染された微
粒材料を清浄化するための方法及び装置１０，１１０に
関するものである。

ガスで汚染された微粒材料を第１の容器２４，１２４か
ら下方へ真空室１２，１１２を通って第２の容器２６，
１２６内へ通過させ、この間、上記ガスで汚染された微
粒材料が真空室１２，１１２を通過するときに該微粒材
料を電界にさらしてそのガス状汚染物を帯電させて微粒
材料から分離させ、そして該ガス状汚染物を真空室１２
，１１２から除去１４，１１４する。

本発明は、真空室１２，１１２に連結されている容器２
４，１２４，２６，１２６を支持する支持装置４２，１
４２が容器２４，１２４，２６，１２６及び真空室１２
，１１２を逆向きに回転させて第２の容器２６ ，１
２６を真空室１２，１１２の上及び第１の容器２４，１
２４の上に位置させ、ガスで汚染された微粒材料を真空
室１２，１１２を通って第１の容器２４，１２４内へ戻
らせることを特徴とする。

従来技術に対する本発明の主な利点は、ガスで汚染され
た微粒材料が所望のガス抜き値に到達するまで、容器を
１８００の弧を描いて前後に回転させて微粒材料を真空
室を前後に継続的に通過させることができるということ
である。

言うまでもなく、これは全て、容器をガス抜き装置から
分離させることなしに行なわれる。

本発明により、微粒材料を所望の値にまでガス抜きする
のに要する時間を格段に減少させることができる。

また、極めて重要なこととして、ガス抜きは、容器を入
手で連結及び分離する必要なしに、自動的に継続して行
なわれる。

本発明の他の利点は、とんぼ返りまたは逆向き運動によ
り微粒材料の混合が増進されることである。

このとんぼ返り運動を、装置全体を自動的に継続作動さ
せるように制御装置を設定することによって制御し、こ
れにより、ガス抜き及びとんぼ返り運動を選定した時間
にわたって自動的に行なわせるようにすることができる
。

本発明の他の利点は、図面を参照して行なう以下の詳細
な説明から明らかになり、また本発明をよりよく理解で
きる。

第１図及び第３図について説明すると、アルゴンのよう
なガスによって少なくとも部分的に汚染されている粉末
金属のような微粒材料を清浄化するための装置を番号１
０で示す。

装置１０は真空室１２を有しており、該真空室は水平に
延びるガス出口１４を有している。

堅いパイプ１６が出口１４に対して半径方向に、次いで
平行に延びて可撓ホース１８に連結されており、該ホー
スは室１２を排気するために真空ポンプ（図示せず）に
連結されている。

真空室１２は第１及び第２の端部２０及び２２を有して
おり、各端部には、微粒材料の流れを室１２内へ及びこ
れから外へ導くための流路がある。

電界発生装置が設けられている。

この電界発生装置は、第５図及び第６図について後述す
る一般型のものであって室１２内に垂直に配置されるか
、または、本出願人に譲渡された本発明者にかかる１９
８１年１１月１６日出願の係属中の米国特許出願第３２
２，０２５号において開示及び特許請求されている型の
ものであってガス出口管１４内に水平に配置される。

米国特許第４，０ ５ ６，３ ６ ８号に記載されて
いるように、この電界発生装置は電界を発生し、ガスで
汚染された微粒材料をこの電界にさらしてガス状汚染物
を帯電させ、そしてこのガス状汚染物を微粒材料から分
離させて該ガス状汚染物を真空室１２からガス出口１４
を通じて取り出すことを容易ならしめる。

この本発明装置は第１及び第２の容器装置２４及び２６
を有す。

容器装置２４及び２６は同構造であり、完全に交換でき
る。

各容器装置２４及び２６は真空室１２の第１及び第２の
端部２０及び２２における流路に連結されてこれと連通
ずる。

上記真空室に対する各容器の連結部を第２図に詳細に示
す。

第２図に示すように、各容器はこれから延びる堅い管２
８を有す。

管２８の端部には、環状フランジ３２が一体に形成され
ている可撓ホース３０が連結されている。

管すなわちホース３０は管２８との間を気密封止するよ
うに該管に対して、締め付け、接着剤付けまたはその他
の方法で固定される。

同様に、堅い管３４が真空室１２の各端部２０及び２２
から延びており、端部にフランジ３８を有する可撓管３
６が管３４の周りに配置されてこれに気密封止されてい
る。

換言すれば、可撓管状部材３０及び３６は同構造である
。

フランジ３２及び３８は環状であり、密封のために相互
間に少なくとも１つの０ １Ｊングを有しており、フラ
ンジ３２及び３８を互いに密封関係に締め付けるための
付属の蝶形ナットを有するＣ字形締付け部材４０のよう
な適当な締付け装置によって互いに締め付けられている
。

容器を本発明装置から取り外すには、可撓管状部材３０
及び３６を互いに締め付けて管状部材３０及び３６に沿
う密封を行ない、上記容器内への通路及び上記真空室内
への通路をそれぞれ密封する。

ホースまたは管３０及び３６を密封したら、クランプす
なわち締付け部材４０を取り外してフランジ３２及び３
８を分離させることができる。

このようにして、周囲の雰囲気に対して密封した状態で
容器を本発明装置から取り外すことができる。

容器を上記真空室と連通させるには上記と逆の手順を行
なう。

装置１０は、真空室１２並びに容器２４及び２６を支持
する支持装置４２を有す。

支持装置４２は、当初は図示のように第１の容器２４を
第２の容器２６の上に位置させ、微粒材料を第ｌの容器
２４から下方へ真空室１２を通って第２の容器２６内へ
流れさせる。

微粒材料が容器２４から全部出切り、真空室１２を通過
して容器２６に入ったら、支持装置４２は真空室１２並
びに容器２４及び２６を互いに連結したまま回転させて
第２の容器２６を第１の容器２４の上に位置変更させ、
微粒材料を第２の容器２６から反対方向に真空室１２を
通過して第１の容器２４へ戻らせる。

ガスで汚染された微粒材料は一方の容器から下方へ真空
室１２を通過して他方の容器内に入らせられ、この間、
電界にさらされてガス状汚染物は帯電させられて微粒材
料から分離し、真空室１２からガス出口１４を通じて除
去される。

前に述べたように、真空室１２を通る微粒材料の１回の
通過でガス状汚染物を微粒材料から所望の程度にまで除
去することは不可能である。

そこで、上記支持装置は第１及び第２の容器２４及び２
６を真空室１２と共に逆向きに回転させ、第２の容器２
６を、第１の容器２４の元の位置に、且つ真空室１２の
上に、且つ第１の容器２４の上に位置させ、そこで第１
の容器２４は第２の容器２６の元の位置に来、ガスで汚
染された微粒材料は真空室１２を反対方向に通過して第
２の容器２６から第１の容器２４内へ戻らされる。

この本発明装置は、微粒材料が所望の程度にガス抜きさ
れまで、第１及び第２の容器２４及び２６並びに真空室
１２を逆向きに且つ前後に１８０°の弧を描いて回転さ
せる。

この１８０°の前後運動において、真空ポンプのような
真空源に通じている可撓ホース１８は、第３図に実線及
び破線でそれぞれ示す位置の間で１８０°前後にとんぼ
返りする。

換言すれば、支持装置４２は１８０°回転せず、停止し
ておって微粒材料を一方の容器から他方の容器へ通過さ
せ、次いで同じ方向に他の１８００の回転を継続する。

これと反対に、支持装置４２は１８００回転して容器２
４及び２６の位置を交換させ、一方の容器内の材料の全
部が他方の容器に入ると、反対方向に１８０°回転して
上記容器を互いに位置変更させる。

これは、支持装置４２をガス出口１４と同軸の回転軸中
心に１８０°の弧を描いて前後に回転させるための駆動
装置によってなされる。

この駆動装置は、２つの軸受ブロック４６に回転可能に
支持されておって末端部を支持装置４２に連結してこれ
を支持しているシャフト４４を有す。

上記駆動装置は更に、シャフト４４をギヤボックス５０
に連結している連結部材４８を有しており、該連結部材
はモータ５２によって駆動され、このようにして上記駆
動装置の一部を形成している。

この駆動系全体の継続作動は適当な制御器を含む制御装
置５４によって制御される。

上記全ての構成部品は、溶接で相互連結された金属製の
梁材及び溝形材を有するフレーム構造５６に支持されて
おり、該フレーム構造は車輪またはキャスタ５８によっ
て移動自在に支持されており、そして、定置位置にある
時は、外方に延びている梁材６２から下方へ延びる調節
柱６０上に支持される。

支持装置４２はシャフト４４に固定された梁材６４を有
す。

１つまたはそれ以上のブラケット６６が梁材６４から延
びて真空室１２を支持している。

梁材６４の各端部には、容器２４及び２６をこれに着脱
式に連結するための連結装置がある。

更に詳述すると、上記連結装置は、箱形支持部材７０に
よって支持されてこれから上方へ延びる１対のほぼＵ字
形のサドル部材６８を有す。

箱形支持部材７０はＵ字形の開口７２を有し、各容器の
管２８を所定位置へ及びこれから移動させることができ
るようになっている。

プレース７４が箱形支持部材７０の外端部から上記回転
軸の方へ角度をなして延びてガス出口１４を支持してい
る。

上記容器のための連結装置は、それぞれの容器２４及び
２６をそれぞれのサドル部材６８に締め付けるための締
付け装置を有す。

第１図、第３図及び第４図に示すように、各サドル部材
６８は、該サドル部材６８のＵ字形壁から横方向に延び
るＵ字形の水平フランジ７６を有す。

各容器装置は、保護または補強用ジャケット８０内に配
置された例えばステンレススチールのような薄いライナ
７８を有す。

ライナ７８の側壁の上端部は丸まっており、ジャケット
８０の丸まった上端部上にかぶさっている。

ガスケットがライナ７８の丸まった上端部上に配置され
ており、丸まった周縁部を有する孔あき部材８２が上記
ジャケット上に配置されており、その上にガスケットが
配置されておって金属製の円錐状カバー８４の丸まった
周縁部を受け止めるようになっている。

ジャケット８０は締付けボルト８８を受入れるためにこ
れから延びるフランジ８６を有す。

ボルトまたは固定千８８を締め付けると、環状リング９
０が上記諸部材の弧状周縁部を密封関係に締め付ける。

この密封は気密封止であり、従って上記容器を真空状態
で搬送することができる。

孔あき部材８２は、粉体すなわち微粒材料が容器に出入
りする際に該粉体を混合し易くする。

１対のピン９２がジャケット８０に溶接されておって直
径方向両側から延びている。

アイボルト９４は、ピン９２に係合するための円形部分
９６、及びサドル部材のフランジ７６内の孔を通って上
方へ延びるねじ山付き部分９８を有す。

環状スペーサリング１００がフランジ７６に溶接または
その他の方法で固定されておって締付けボルト８８の頭
部に対して間隔をあけるようになっており、これにより
、ボルト９４を締め付けて容器をサドル部材６８のフラ
ンジ７６に対して締め付けることができる。

フレーム構造５６は上方へ延びる柱１０１を有しており
、該柱はその頂部に発光体を支持し、何時この装置が作
動しているかを表示するようになっている。

容器を所定位置へ及びこれから外へ移動させてサドル部
材６８に連結し及びこれから分離するための装荷装置が
柱１０１に隣接してこの装置の中央に配置されている。

更に詳述すると、この装置は第３図に番号１０２で示す
ローラの台床を有す。

これらローラと組み合ってその中央部にＬ字形フレーム
があり、該Ｌ字形フレームは、下部のまたはほぼ水平に
延びる台床１０３、及び軸１０５中心に回転可能な上部
のまたはほぼ垂直に延びるフレーム１０４を有す。

フレーム構造５６は支持梁材１０６を有しており、この
梁材１０６相互間の中央には液カモーク１０７が配置さ
れており、該モータは装荷装置の垂直フレーム１０４に
連結されている。

第１図に示すように、容器２６をこの装置から取り外し
たい場合には、モータ１０７を作動させて垂直フレーム
１０４を軸１０５中心に時計方向に回転させ、これによ
り台床１０３を持ち上げて容器２６の底部に係合させて
これを支持させる。

台床１０３上に支持されている間に、ボルト９４を連結
解除して上記容器の全重量を台床１０３上にかける。

その後、モータ１０７を作動させて容器２６を下方へ移
動させ、これにより該容器がローラ１０２と共動してこ
の装置から外に横方向に移動できるようにする。

本発明の他の実施例を第５図及び第６図に番号１１０で
示す。

上記第１の実施例におけるように、真空室１１２が設け
られており、該真空室は、連結体１１５によって該真空
室１１２の両端部に連結されたガス出口管１１４を有す
。

ガス出口管１１４は堅い継手１１６を介して可撓管状部
材１１８に連結されている。

管状部材１１８は可撓性であり、上記第１の実施例の可
撓管状部材１８と同様の仕方で１８０°間で前後にとん
ぼ返りする。

管状部材１１８は真空ポンプ装置１１９に連結され、室
１１２を真空状態にすることによって室１１２からガス
状汚染物を排気するようになっている。

真空室１１２は第１及び第２の端部１２０及び１２２を
有しており、各端部には、微粒材料の流れを室１１２内
へ及びこれから外へ導くための流路または管がある。

真空室１１２の第１及び第２の端部１２０及び１２２に
おける流路には第１及び第２の容器１２４及び１２６が
連結され、これと気密封止されて連通ずる。

図示してはないが、容器１２４及び１２６は、第２図に
示し且つ説明した仕方で真空室１１２のそれぞれの端部
１２０及び１２２に連結される。

電界発生装置は回転軸に対して対称的に配置された複数
の電極を有し、少なくとも１つの電極１２８が回転軸上
に配置されている。

更に詳述すると、漏斗形のガラス部材１３０が真空室の
内部の各端部に配置されており、且つ微粒材料が通過す
る下方へ延びる出口を有している。

電極１３２が漏斗形部材１３０の下方部分の外部の周り
に配置されており、該電極１３２は中央の電極１２８に
対して及び回転軸に対して対称的に配置されている。

導電線１３４が室１１２と封止係合して配置され、且つ
電極１２８に接続されている。

他の適当な導電線が室１１２内に引き込まれて電極１３
２に接続されている。

装置１１０は真空室１１２並ひに容器１２４及び１２６
を支持するための支持装置１４２を有す。

支持装置１４２は、その両側から延びて軸受取付台また
はブロック１４６に回転可能に支持されているトラニオ
ンまたはシャフト１４４を有す。

リングギャ１４８が溶接またはその他の方法で一方のト
ラ二オン１４４に固定されておってピニオン１５０と噛
み合っており、該ピニオンはモータ１５２によって駆動
される。

これら構成部品の全ては支持フレームまたは構造体１５
６に支持されている。

支持装置１４２はライナ１５８を有しており、且つ容器
支持フランジ１７６を有している。

フランジ１７６は、それぞれの容器１２４及び１２６を
それぞれの支持フランジ１７６に対して締め付けるため
の締付け手段を形或する締付け用組立体１９４を支持し
ている。

モータ１５２を作動させるための適当な継続作動装置が
設けられており、これにより、支持装置１４２は当初は
図示のように第１の容器１２４を第２の容器１２６の上
に位置させ、第６図に示すように微粒材料を第１の容器
１２４から真空室１１２を通って第２の容器１２６内へ
流れさせる。

その後、支持装置１４２は回転させられ、真空室１１２
並びに容器１２４及び１２６を互いに連結したまま回転
させて第２の容器１２６を第１の容器１２４の上に位置
変更させ、微粒材料を第２の容器１２６から反対方向に
真空室１１２を通って第１の容器１２４へ戻らせる。

これら容器は、上記第１の実施例の場合におけるように
、１８０°の弧を描いて前後に移動させられる。

以上、本発明を例示的に説明したが、ここに使用した用
語は説明のためのものであり、これによって本発明を制
限するものではない。

明らかに解るように、本発明についての多くの変形及び
変更が上述の教示に照らして可能である。

従って、特許請求の範囲に記載の範囲内において本発明
を上述とは別の態様で実施することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は容器を本
発明装置の真空室に対して連結及び分離するための部品
を示す拡大部分断面図、第３図は第１図に示す装置の容
器を省いた頂面図、第４図は容器を本発明装置に着脱式
に連結するための連結装置の拡大部分断面図、第５図は
本発明の第２の実施例の一部截除立面図、第６図は第５
図の実施例の断面図である。 １２，１１２・・・・・・真空室、１４，１１４・・・
・・・ガス出口、２０ ， １ ２０・・・・・・第１
の端部、２２，１２２・・・・・・第２の端部、２４，
１２４・・・・・・第１の容器、２６，１２６・・・・
・・第２の容器、４２，１４２・・・・・・支持装置、
４４・・・・・・シャフト、４８・・・・・・連結部材
、５０・・・・・・ギヤボックス、５２，１５２・・・
・・・モータ、６８・・・・・・Ｕ字形サドル部材、９
２・・・・・・ピン、９４・・・・・・アイボルト、１
０３・・・・・・下部台床、１０４・・・・・・上部フ
レーム、１１９・・・・・・真空ポンプ装置、１２８・
・・・・・中央電極、１３２・・・・・・電極、１４４
・・・・・・トラニオン、１４８・・・・・・リングギ
ャ、１５０・・・・・・ピニオン、１９４・・・・・・
締付け用組立体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス出口１４，１１４を有する真空室１２，１１２
   と、上記室を排気するために上記ガス出口に連結された
   真空ポンプ手段１１９とを備え、上記真空室１２，１１
   ２は微粒材料の流れを上記室内へ及びこれから外へ導く
   ための通路が各々にある第１の端部２０ ，１ ２０及
   び第２の端部２２，１２２を有しており、更に、ガスで
   汚染された微粒材料を電界にさらして帯電させ且つその
   ガス状汚染物を上記微粒材料から分離させて該ガス状汚
   染物を上記真空室１２，１１２から上記ガス出口１４，
   １１４を通じて除去することを容易ならしめるための電
   界を発生する電界発生手段１２８，１３２と、上記真空
   室の上記第１及び第２の端部における上記流路に連結さ
   れてこれと連通ずる第■の容器手段２４，１２４及び第
   ２の容器手段２６，１２６とを備えているガスによって
   少なくとも部分的に汚染された微粒材料を清浄化するた
   めの装置１０，１１０において、上記真空室及び上記容
   器手段を支持し、当初は上記第１の容器手段２４，１２
   ４を上記第２の容器手段２６，１２６の上に位置させて
   微粒材料が上記第１の容器手段２４，１２４から上記真
   空室１２，１１２を通って上記第２の容器手段２６，１
   ２６に流入することを許すための、及びその後に上記真
   空室１２，１１２及び上記容器手段２４，１２４，２６
   ，１２６を互いに連結したまま回転させて上記第２の容
   器手段２６，１２６を上記第１の容器手段２４，１２４
   の上に位置変更させて微粒材料が上記第２の容器手段２
   ６，１２６から反対方向に上記真空室１２，１１２を通
   って上記第１の容器手段２４．１２４へ戻ることを許す
   ための支持手段４２ ，１ ４２を備えたことを特徴と
   する微粒材料清浄化装置１０，１１０。 ２ 支持手段４２，１４２が、容器手段２４，１２４，
   ２６，１２６をこれに着脱式に連結するための連結手段
   ６Ｂ，９２，９４，１９４を含んでいる特許請求の範囲
   第１項記載の微粒材料清浄化装置。 ３ 連結手段が１対のほぼＵ字形サドル部材６８を含ん
   でおり、上記各サドル部材６８は容器手段２４．２６の
   一つに係合している特許請求の範囲第２項記載の微粒材
   料清浄化装置。 ４ 連結手段が、それぞれの容器手段２４．２６をそれ
   ぞれのサドル部材６８に対して締め付けるための締付け
   手段９２ ，９４を含んでいる特許請求の範囲第３項記
   載の微粒材料清浄化装置。 ５ 更に、支持手段４２，１４２を軸中心にｌ８０°の
   弧を描いて前後に回転させて、真空室１２，１１２を逆
   向きに回転させながら第１及び第２の容器手段２４，２
   ６，１２４，１２６の位置を逆転させるための１駆動手
   段４４．４８，５０，５２，１４４，１４８，１５０，
   １５２を含んでいる特許請求の範囲第１項記載の微粒材
   料清浄化装置。 ６ 電界発生手段が、軸に対して対称的に配置された複
   数の電極１２８，１３２を含み、少なくとも１つの電極
   １２８は上記軸上に配置されている特許請求の範囲第５
   項記載の微粒材料清浄化装置。 ７ 更に、容器手段を所定位置へ及びこれから外に移動
   させて連結手段によって支持千段４２に連結し及びこれ
   から分離させるための装荷手段１０３，１０４を含んで
   いる特許請求の範囲第１項記載の微粒材料清浄化装置。 ８ ガスで汚染された微粒材料を第１の容器２４，１２
   ４から下方へ真空室１２，１１２を通って第２の容器２
   ６，１２６内へ通過させる工程と、上記ガスで汚染され
   た微粒材料を電界にさらしてそのガス状汚染物を帯電さ
   せて該ガス状汚染物を上記微粒材料から分離させる工程
   と、上記ガス状汚染物を上記真空室１２，１１２から除
   去１４，１１４する工程とを含むガスによって少なくと
   も部分的に汚染された微粒材料を清浄化するための方法
   において、上記第１の容器２４，１２４及び第２の容器
   ２６，１２６並びに上記真空室１２，１１２を逆向きに
   回転させて上記第２の容器２６ ， １ ２６を上記真
   空室１２，１１２の上に及び上記第１の容器２４，１２
   ４の上に位置させてガスで汚染された微粒材料を上記真
   空室１２，１１２を通って上記第１の容器２４，１２４
   内へ戻らせる工程を有することを特徴とする微粒材料清
   浄化方法。 ９ 微粒材料が所望の程度にガス抜きされるまで第１の
   容器２４，１２４及び第２の容器２６，１２６及び真空
   室をｌ８００の弧を描いて逆向きに前後に継続的に回転
   させることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の微
   粒材料清浄化方法。