JPS6247576B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は、粒状物または固体を混合する技術の
改良に関するものであり、特に、粒状物を混合す
る方法及び装置に関するものである。

ロ 従来の技術 一様な混合物を得るために、ホツパーカーまた
はトラツクサイズの量の粒状物または固体を混合
することがしばしば必要になる。例えば、プラス
チツク工業では、ポリマーの特性が生産ラインご
とにわずかに異なつている。このような生産ライ
ンでつくられたペレツトを混合することにより製
品の特性を一様にすることは重要である。米国特
許第3216629号、同第3275303号、同第3456922号
及び同第4068828号に開示されているように、鉛
直方向に延びた複数の管を有する容器を備えた装
置を用いて、粒状物の効果的な混合が達成され
る。混合されるべき固体は、管を取囲む容器内に
入れられる。管は開口を有しており、この開口を
通して、粒状物が、管を介して共通の回収部へ重
力により下方へ流れるように管内に入る。

ハ 発明が解決しようとする問題点 上述の特許明細書に開示されたタイプの混合装
置は非常に効率のよいものであるが、このような
混合装置の下部から粒状物または固体をサンプル
抽出及び混合をより改良した方が好ましい。

ニ 問題点を解決するための手段 本発明によると、上述のタイプの改良された混
合装置が提供される。本発明による混合装置の実
施例においては、混合容器は上部と下部とを有し
ている。容器の下部は下方に収束したほぼ円錐状
底壁により画定されている。固体出口装置は、容
器の底部の内部と連通している。混合装置は、容
器の上部の内部の少なくとも１ケ所と底壁の下の
第１の位置の固体出口装置とを連通し、固体を容
器の上部から固体出口装置に供給する。混合装置
は、第１の位置の下方の第２の位置で固体出口装
置内に配設された第１の固体流制御装置を備えて
おり、第１の固体流制御装置が第１の状態にある
ときには固体出口装置を介した固体の下方への流
れを阻止し、また、第１の固体流制御装置が第２
の位置にあるときには、固体出口装置を介して混
合された固体を下方に流す。混合装置は、固体を
収容するための容器の上方に設けた固体ホツパー
装置を有することもでき、固体ホツパー装置は上
下端部を有している。ホツパー管装置は固体ホツ
パー装置の下端部と容器の上部の内部とに連通し
ている。第２の固体流制御装置が第１の状態にあ
るとき、ホツパー管装置を介しての気体及び固体
流を阻止し、第２の固体流制御装置が第２の状態
にあるとき、ホツパー管装置を介して固体を下方
に流す第２の固体流制装置がホツパー管装置に設
けられている。混合装置は固体ホツパー装置の上
端部の内部に流体連通する負圧装置を有してお
り、固体ホツパー装置の内部に負圧を与える。混
合装置は、第１の位置と第２の位置との間の第３
の位置で固体出口装置と固体ホツパー装置の内部
とを連通する固体環流管装置を有することもで
き、負圧装置により固体ホツパー装置の内部にか
けられた負圧に応答して、固体出口装置から固体
ホツパー装置の内部へ固体を供給する。

本発明の目的は粒状物または固体をサンプリン
グ及び混合する改良された混合装置を提供するこ
とである。

本発明の他の目的は粒状物または固体をサンプ
リング及び混合する改良された混合方法を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、装置を介して粒状物また
は固体の単一ラインにおいて粒状物または固体を
混合する改良された装置及び方法を提供すること
である。

本発明の他の目的は、粒状物または固体を容器
に満たす間に混合された粒状物または固体をサン
プリングする方法と装置を提供することである。

本発明の他の目的は、信頼性が高くかつ低コス
トで作動する、混合された粒状物または固体をサ
ンプリングする改良された方法及び装置を提供す
ることである。

ホ 実施例 本発明の実施例を添付図面を参照して詳述す
る。図示するように、直立状でほぼ円筒状容器１
０は、ほぼ円筒状側壁１２、頂部カバー１４及び
下方に収束したほぼ円錐状底壁、すなわち、底部
カバー１６を有している。頂部カバー１４は固体
入口である供給口１８を備えており、底壁１６
は、その収束した下端部に連通する固体出口であ
る排出管２０を備えている。容器１０は複数個の
足２２により鉛直状に保持されている。側壁１２
の頂部カバー１４とが容器１０の上部を画定して
おり、底壁１６が容器１０の下部を画定してい
る。

管２４，２６，２８，３０，３２及び３４は、
容器内でほぼ相互に平行かつ鉛直に保持されるよ
うに適当な支持体３６により容器の上部に位置決
めされている。各管の上端部には、管の内部と容
器１０の上部の内部とを連通する少なくとも１つ
の開口３８が形成されている。各管の下端部は容
器１０の内部の下部と底壁１６の対応する開口を
通して下方まで延在し、この開口は通過する管の
外表面と密封係合している。下方に収束しほぼ円
錐状の管４０は、管２４，２６，２８，３０，３
２及び３４の下端と連通し、固体出口２０の外側
からそれを包囲するように延びた出口管に下端で
連続している。出口管４２と固体出口２０は固体
混合装置内の固体出口装置を形成している。例え
ば、管２４，２６，２８，３０，３２及び３４の
うちの１つに各々関連した管のように、管２４，
２６，２８，３０，３２及び３４の下端と管４２
と固体出口２０の外部との間の環状スペースとの
間での流通をなすには他の管の形態も使うことが
できることがわかる。管４０または同等な構造
は、容器１０の内部から開口３８と管２４，２
６，２８，３０，３２及び３４とを介して出口管
４２と固体出口２０との間の環状スペースまでの
重力により粒状材料または固体を搬送する手段を
形成している。

固体流制御弁４４は、出口管４２の下部内に配
置されており、弁４４が第１の状態にあるときに
は、出口管４２を介して固体の下方の流れを阻止
する手段を形成し、また、弁４４が第２の状態に
あるときには、出口管４２を介して混合された固
体を下方に流す手段を形成している。固体流制御
弁４４として使われる弁は、回転しない第１の状
態では固体流を阻止し、第２の状態では空気流を
実質的に防ぐが固体を流通させる回転空気流防止
弁が好ましい。弁４４の上流で、弁４４のロータ
ー室の中間部の内部と出口管４２との内部との間
の流通を形成する通気管４６を弁４４に設けるこ
とも好ましい。通気管４６と弁４４の上流の出口
管４２の連結部の近くの位置４８で、出口管４２
の内部を外気に開放することが好ましい。管４６
を介して出口管４２へまた通気部４８から開放す
ることにより、弁４４から通気管４６へ搬送され
た固体を出口管４２へ逆送できる。

固体ホツパー５０は容器１０の上に設けられて
おり、上端部５２及び下端部５４を有しているこ
とに特徴がある。ホツパー管５６は下端部５４と
容器１０の上部内部との間を連通している。容器
１０の上部内部への連結は、下方に延びるホツパ
ー管５６の下端部を固体入口１８の内部へ連結す
ることにより達成することが便利である。固体流
制御弁５８は、ホツパー管５６に設けられてお
り、弁５８が第１の状態にあるときにはホツパー
管５６を通る気体と固体の流れを防止し、また、
弁５８が第２の状態にあるときには、ホツパー管
５６を介して下方へ固体を流す手段を形成してい
る。固体流制御弁５８としては他のものも使える
が、ロータリエアロツク弁を使うことが好まし
い。例えば、固体流制御弁５８としては、羽根弁
を用いることが好ましく、この羽根弁は、第１の
状態すなわち閉状態に重力またはばね力で付勢さ
れておりかつ固体ホツパー５０の内部に負圧をか
けることによつても閉状態に付勢されるようにす
る。

適当なモータ駆動ブローワー６０が適当な管６
２によりホツパー５０の上端部の内部に接続され
ており、ホツパー５０の内部に負圧をかける手段
を形成している。ホツパー５０は、ブローワーが
ホツパーの内部に負圧をかけるときブローワー６
０に接続した管６２からホツパー５０内で固体を
分離するために、適当なフイルター６４を備えて
いる。

環流管６６は、固体出口２０の下方、固体流制
御弁４４の上方の位置の出口管４２の内部と固体
ホツパー５０の内部とを互いに連通する。環流管
６６は、ブローワー６０及び管６２を介して固体
ホツパー５０の内部に加えられた負圧に応答して
出口管４２の内部から固体ホツパー５０へ固体を
環流させる手段を形成している。環流管６６の下
端部は、参照番号６８で示されるように出口管４
２の内部でその鉛直中心線上またはその近くに位
置することが好ましい。環流管６６の下端部をこ
のように位置させることにより、固体出口２０か
らまた出口管４２と固体出口２０の外面との間の
環状スペースからの下方へ流れる混合された固体
の一部を取出すことが容易になる。

出口管４２の内部で、環流管６６の下端６８の
すぐ下方、出口管４２の通気管４８の上方に付加
的固体流制御機構７０を設けることが好ましい。
この機構すなわち弁７０は、出口管４２の水平断
面積の大部分をふさぐように延在するが、この水
平断面積の半分以下であることが好ましい固定傾
斜板７２を有している。環流管６６の開放下端６
８が傾斜板７２の上面にできるだけ近くに位置す
ることが好ましい。固体流制御弁７０は、管内に
延在し、図面に実線で示すように調節板７４の第
１の位置で出口管４２の水平断面を全面しやへい
するように傾斜板７０と協働することができる調
節板７４をさらに備えている。調節板７４は、図
面において左側上方点線で示すように摺動できる
ようになつており、板７４と７２の間で断面流域
を変化させ、本発明の装置の作動を適正にすべ
く、固体流を制御する。必要であれば、板７２を
板７４と同様な構造の調節板とすることもでき、
両方の板７２と７４を調節すれば、その間の開口
は出口管４２の中心に正確に位置することができ
る。

適当な弁７６は、環流管６６と連通しており、
固体環流管６６から固体のサンプルを採取し、採
取された固体を連結管７８を介して適当なサンプ
ル容器８０に送る手段を形成している。弁７６
は、負圧が環流管６６から除かれ管６６内の固体
が管６６の下部に回収されたとき、サンプルを採
取するようにすることが好ましい。環流管６６を
介して負圧環流の間に固体のサンプルを採取する
ような弁７６も本発明の範囲にあるものである。
環流された固体の充分なサンプルを確実に採取す
るために負圧が環流管６６から取除かれると、弁
７６は、環流管６６の下部に収つた固体ベツドの
上面より実質的に下方の環流管の位置で環流管に
連通することがわかる。管６６の内部と大気との
間に各々が連通しており、環流管６６の下部の長
さにそつて隔離した１つ以上の通気路８２を環流
管に設けることが好ましい。弁８２は、空気また
は他の気体を通過させる手段を形成しており、ブ
ローワー６０により管６６にかけられた負圧に応
答して環流管６６内の固体を流動しやすくしてい
る。負圧を前もつて解消して管６６内の固体がそ
の底部に回収された後ブローワー６０を再スター
トさせるときに通気路８２は特に利点を有する。
各通気路８２に適当な通気弁８４を設け、環流管
６６への負圧に応答して気体流を調節するように
することが好ましい。通気弁８４は過剰流タイプ
とすることが好ましい。過剰流タイプの通気弁に
より、空気または気体の流量が所定値以上になる
まで弁と弁が介装された通路８２とを介して空気
または気体が流れる。空気または気体流が所定値
になると、通気弁が閉じ、対応する通路の空気ま
たは気体流を阻止する。閉じた通気弁８４に対す
る差圧が所定値より降下すると、通気弁は自動的
に開き空気または気体を対応する出口から大気開
放する。通気路８２は環流管６６にそつて離れて
おり、負圧が環流管から取除かれたとき管内の下
部に回収された固体のベツドの上面より下にわず
かな距離をもつて最上位の通気路が位置してい
る。負圧がブローワー６０により再度環流管６６
にかけられると、空気はすべての通気路８２及び
開いた弁８４を介して吸収され、管６６内の回収
固体ベツドが流動化されやすくなる。固体ベツド
の上部が管６６内で流動化されると、最上位の通
気路８２及び対応する弁８４を通る空気または気
体流は、流量が所定値に到達して最上位の弁８４
を閉じるまで増大する。全ベツドが流動化されか
つ環流管６６を介して出口管４２まで上方への固
体の環流が達成されるまで、上述の作動が各々次
の最上位通気路８２及び弁８４について連続す
る。

容器１０の上部と下部との間にバツフル８６を
用いるのが好ましく、上部と下部との実質的な流
通を防止している。バツフル８６は適宜ほぼ円錐
状部８８を有しており、その頂部９０が上方に向
いている。バツフル８６は必ずしも使わなくても
よいことがわかる。

容器１０は、固体入口１８に連通する管９２に
よつて混合される粒状物または固体で満たされて
いる。管９４は、固体流制御弁４４の下の出口管
４２の下端に接続されており、混合された粒状物
又は固体を送出する。管９４は、適当なコンベア
９６に連通しており、コンベア９６によつて、混
合された粒状物または固体が次のステツプに搬送
される。コンベア９６として適当な構造は、空気
または負圧源に接続された管と同様に、開閉式機
械コンベアを有しており、次のステツプへ粒状物
または固体を搬送する。

以下、本発明の装置の作動を説明する。本発明
の装置は、装置の一連のラインにおいて大量また
は定量の粒状物を混合するのに、好ましくは、用
いられる。このように装置を作動するに当り、弁
４４と５８は、まず、各々第１の状態、例えば、
回転しない状態で、粒状物または固体流を阻止し
ている。固体流制御弁７０は、まず、完全に粒状
物の流れを完全に遮断するようになつている。粒
状物または固体が管９２及び固体入口１８を介し
て容器１０に供給される。

容器１０を粒状物で満たす間に、弁５８が第２
の状態すなわち回転状態になり、ブローワー６０
が作動し、固体ホツパー５０と環流管６６に負圧
を与え、このように導入された固体の一部を環流
管６６を介して出口管４２から固体ホツパー５０
に吸引する。重力またはばね力付勢のフラツプ弁
が固体流制御弁５８として用いられた場合、弁５
８は、銅製管５６を介した気体及び固体流を遮へ
いする第１の状態にまず付勢される。固体ホツパ
ー５０に環流する粒状物の量には制限はないが、
容器１０へ供給される粒状物の総量の約10％から
50％以上の範囲で粒状物が固体ホツパー５０に環
流される。混合されるべき粒状物または固体の全
量が容器１０に供給された後に、ブローワー６０
が停止し、環流管６６内の粒状物が重力により環
流管内に落着く。容器１０を満たし粒状物が集ま
る間にブローワー６０を停止することもできる。
このとき、サンプル弁７６が開かれて、環流され
た粒状物または固体のサンプルが解析のため環流
管６６から管７８を介してサンプル容器８０に送
出される。そして弁７６は固体の通過を阻止する
その第１の状態になる。環流管６６から取除かれ
たサンプルは、負圧による固体の流動化により、
粒状物が管６６の中でよく混合されるので、出口
通路４２からの混合状態をよく代表している。

ブローワー６０が停止し、環流管６６から所定
のサンプルが抽出された後に、弁５８が第２の状
態に保持され、すなわち、弁が回転し、固体ホツ
パー５０内の固体を弁５８、ホツパー管５６及び
固体入口１８を介した重力により下方に流し、粒
状物または固体全体を混合状態にするように装置
を作動させる。重力またはばね付勢フラツプ弁が
固体流制御弁５８として用いられた場合、固体ホ
ツパー内の固体の重さがブローワー６０による固
体ホツパー５０の内部にかけられた負圧がない重
力またはばね付勢力に打ちかち、フラツプ弁を第
２の状態すなわち開状態にし、固体ホツパー５０
内の固体を重力により下方に流す。固体がフラツ
プ弁を介して固体ホツパーから下方に吸引される
と、フラツプ弁の重力またはばね付勢力により、
フラツプ弁を第１の状態すなわち閉状態にする。

容器１０が満たされ環流ホツパーが容器１０に
送出すると、固体流制御弁４４が第２の状態すな
わち回転状態になる。そして、固体流制御弁７０
が第２の状態になり、出口管４２を開き送出量を
調節し、粒状物または固体を出口管４２及び弁４
４から混合装置外下方に通過され、混合された粒
状物または固体が次のステツプ用に管９４とコン
ベア９６を介して搬送される。弁４４は充分大き
な容量を有するべきで、弁４４と弁７０との間に
固体を形成しないような充分な作動速度を有する
べきである。

環流システムは吸引された粒状物または固体の
一部のみを抽出し、混合装置からの一様な混合物
を環流するわけではないので、固体流制御弁７０
が開いて粒状物または固体が環流システムから吸
引されている状態では、本発明の装置の環流シス
テムは使用しない。環流システムは、容器１０が
満たされる前にスタートできて、容器を満たし始
め、混合装置が満たされ混合物の良好なサンプル
が得られるときに環流システムをスタートさせる
ことが好ましい。さらに混合が必要な場合は、環
流をさらに一定時間続けることができる。

環流管６６の下端６８の入口が出口管４２の鉛
直中心線のわずかに横に位置していても、出口管
４２が充分長く固体流制御弁７０が固体出口２０
の下方に充分離れて、例えば、出口管４２の内径
の約２倍程度離れており、出口管４２の上部に一
様な流れを形成するので、環流の間、粒状物また
は固体が混合装置の下部から一様に送出される。
このようにして、粒状物または固体の流れが安定
し、環流管６６の下端６８に向かつて流れ、固体
出口２０と同様に混合管２４，２６，２８，３
０，３２及び３４のすべてから一様な組成を形成
し、サンプル弁７６を介して環流管６６から良好
なサンプルを採取できる。固体出口２０の下部開
口において出口管４２内下方に一様な固体がない
混合装置からも一様なサンプルが環流システムに
より得ることができる。このような状態におい
て、固体出口２０及び固体出口２０と出口管４２
との間の環状スペースが粒状物または固体で満た
されて作動する。

ヘ 発明の効果 以上の説明から、本発明による装置及び方法は
前述の目的を充分満足することがわかる。本発明
の方法は、容器１０を固体で満たしながら、固体
の一部を出口管４２から容器１０の固体出口１８
の環流することを特徴としており、(1)環流された
一部の固体で混合されていない固体を容器１０に
導入混合し、かつ(2)充填操作において混合装置の
底（ここでは固体の混合が困難）から固体を取出
し、取出した固体を混合装置の高位置から一部混
合された固体で置換することにより、固体の混合
を改良している。上述の組合せや各要素を変更す
ることは当業者にとつて自明であり、上記実施例
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の一実例の一部破断側面図
である。 １０……容器、１２……側壁、１４……頂部カ
バー、１６……底壁、１８……供給口、２０……
出口、２４，２６，２８，３０，３２，３４……
管、３６……支持体、３８……開口、４０……
管、４２……出口管、４４……固体流制御弁、４
６……通気管、４８……通気部、５０……ホツパ
ー、５２……上端部、５４……下端部、５６……
ホツパー管、５８……弁、６０……ブローワー、
６２……管、６４……フイルター、６６……環流
管、６８……下端、７０……弁、７２……傾斜
板、７４……調節板、７６……弁、７８……連結
管、８０……サンプル容器、８２……通気路、８
４……通気弁、８６……バツフル、８８……円錐
状部、９０……頂点、９２……管、９４……管、
９６……コンベア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部及び下部を有しており、前記上部の内部
   に連通する固体入口装置１８と前記下部の内部に
   連通する固体出口装置４２とを有している容器１
   ０であつて、前記容器１０の前記下部が下方に収
   束するほぼ円錐状の底壁１６により画定される容
   器１０と、 前記容器１０の前記上部から前記固体出口装置
   ４２へ固体を搬送するため、前記容器１０の前記
   上部の内部の少なくとも１ケ所と前記底壁１６の
   下方の第１の位置の前記固体出口装置４２との間
   に連通する管装置２４，２６，２８，３０，３
   ２，４０と、 前記第１の位置の下方の第２の位置で前記固体
   出口装置４２内に設けられている第１の固体流制
   御装置４４であつて、前記第１の固体流制御装置
   ４４が第１の状態にあるとき前記固体出口装置４
   ２を介しての固体の下方流を阻止し、前記第１の
   固体流制御装置４４が第２の位置にあるとき前記
   固体出口装置４２を介して混合された固体を下方
   に流す第１の固体流制御装置４４と、 前記容器の上方で固体を収容し、上端部５２と
   下端部５４とを有している固体ホツパー装置５０
   と、 固体を前記ホツパー装置５０から前記容器１０
   の上部へ供給するため、前記固体ホツパー装置５
   ０の下端部５４と前記容器１０の上部の内部とを
   連通するホツパー管装置と、 前記ホツパー管装置５６と協働し、前記ホツパ
   ー管装置５６を介した気体及び固体の流れを阻止
   したり前記ホツパー管５６を通る固体を流す第２
   の固体流制御装置５８と、 前記固体ホツパー装置５０の内部と流体連通
   し、負圧を前記固体ホツパー装置５０の内部に与
   える負圧装置６０と、 前記第１及び第２の位置の中間の第３の位置で
   前記固体出口装置４２と前記固体ホツパー装置５
   ０の内部とを連通し、前記負圧装置６０により前
   記固体ホツパー５０の内部に与える負圧に応答し
   て固体を前記出口装置４２から前記固体ホツパー
   装置５０に供給する固体環流管装置６６とを具備
   していることを特徴とする固体混合装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の固体混合装置に
   おいて、前記固体環流管装置６６に連通してお
   り、前記固体環流管装置から固体サンプルを抽出
   する装置を備えていることを特徴とする固体混合
   装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の固
   体混合装置において、固体を前記負圧装置６０か
   ら前記固体ホツパー装置５０内で分離する装置を
   備えていることを特徴とする固体混合装置。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか一項記載の固体混合装置において、前記第１
   の固体流制御装置４４の下方で前記固体出口装置
   ４２に連通しており、混合された固体を搬送する
   コンベア装置を備えていることを特徴とする固体
   混合装置。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項までのいず
   れか一項記載の固体混合装置において、大気と前
   記第２の位置の下方の前記出口装置４２の内部と
   を連通する通気装置４８を備えていることを特徴
   とする固体混合装置。 ６ 特許請求の範囲第１項から第５項までのいず
   れか一項記載の固体混合装置において、前記通気
   装置４８の上方で前記固体出口装置４２内に配設
   され、固体流を制御する第３の固体流制御装置を
   備えていることを特徴とする固体混合装置。 ７ 特許請求の範囲第１項から第６項までのいず
   れか一項記載の固体混合装置において、前記固体
   環流管装置６６の長さにそつて少なくとも１ケ所
   で前記固体環流管装置６６の内部と大気とを連通
   し、気体を開放し、前記負圧装置６０により与え
   られた負圧に対応して前記固体環流管装置６６内
   の固体の流動化を容易にする環流通気装置８２を
   備えていることを特徴とする固体混合装置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の固体混合装置に
   おいて、前記環流通気装置８２が、前記環流通気
   装置８２を介しての気体流を制御する通気弁装置
   ８４を有していることを特徴とする固体混合装
   置。