JP3426335B2 - 粉体供給装置 - Google Patents
粉体供給装置Info
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- JP3426335B2 JP3426335B2 JP09333794A JP9333794A JP3426335B2 JP 3426335 B2 JP3426335 B2 JP 3426335B2 JP 09333794 A JP09333794 A JP 09333794A JP 9333794 A JP9333794 A JP 9333794A JP 3426335 B2 JP3426335 B2 JP 3426335B2
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- Filling Or Emptying Of Bunkers, Hoppers, And Tanks (AREA)
Description
体供給方法に係り、特に、粉体の排出流量を微小量から
大量まで可変制御することにより、粉体供給量を高精度
に制御できる粉体供給装置および粉体供給方法に関す
る。
する装置の一つとして粉体供給装置が知られている。粉
体供給装置によって一定量の粉体を供給する場合、スク
リューの回転をオン・オフし、且つ回転速度を可変制御
することだけでは、供給量を十分に精度良く制御するこ
とができない。これは、凝集性のため、粉体が塊となっ
て不規則に排出されるからである。
な排出の問題を解決するために考案された粉体供給装置
が、実開平1−120629号公報に開示されている。
この粉体供給装置は、フィーダチューブの粉体流出口に
進退可能な回転円盤を有しており、円盤には小開口が形
成されている。この小開口は、円盤が回転することによ
って、粉体流出口の開口断面を略満遍なく通過するよう
に配置されている。計量の終点に近づくと、円盤は粉体
流出口に進出し、回転しながら小開口から粉体が排出さ
れる。粉体流出口で凝集している粉体は回転円盤の小開
口によって切り崩されながら、低速回転のスクリューに
よってその小開口から排出されるので、塊となって排出
されることがない。
盤が粉体流出口に進出した状態で粉体を排出するとき、
粉体は円盤にせき止められたかたちでフィーダチューブ
内に充満しており、スクリューによるスラストと、円盤
による『せき止め』とで粉体は積極的に圧し固められ
る。そして、圧し固められた粉体が回転円盤の小開口の
エッジによって少量ずつ削り取られるメカニズムによっ
て粉体が排出される。したがって、小開口から排出され
る粉体は、少量であるとは言えども本質的には凝集した
状態から脱しきれていない。
て粉体の微量排出を行い、高精度な粉体計量供給を可能
にする粉体供給装置および粉体供給方法を提供すること
にある。
置の第1の形態は、粉体を貯留するホッパーの下端部に
接続されて略水平方向に延びるフィーダチューブと、該
フィーダチューブ内に収容されたスクリューとを有して
なる粉体供給装置にして、上記フィーダチューブは、粉
体の水平流路部分を区画形成し、その先端がスクリュー
の先端よりも前方で軸直角平面内に開口されて粉体流出
口に形成されており、上記粉体流出口に対する近接位置
と遠隔位置との間で移動可能であって、該近接位置にあ
っては該粉体流出口の周囲部分との間に所定幅の隙間を
形成して該隙間から粉体の溢れ出るのを許容する部分閉
塞手段と、上記部分閉塞手段と共に移動可能であって該
部分閉塞手段が上記近接位置にあるとき、上記フィーダ
チューブ内で上記スクリューとは独立して回転可能な分
散手段とを備えている。
は、粉体を貯留するホッパーの下端部に接続されて略水
平方向に延びるフィーダチューブと、該フィーダチュー
ブ内に収容されたスクリューとを有してなる粉体供給装
置にして、上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部
分を区画形成し、その先端がスクリューの先端よりも前
方で軸直角平面内に開口されて粉体流出口に形成されて
おり、上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で
該スクリューの軸上に固着されて径方向に延び、フィー
ダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉体
を分散させるべく該軸と共に回転する分散手段と、上記
粉体流出口に対する近接位置と遠隔位置との間で移動可
能であって、該近接位置にあっては該粉体流出口の周囲
部分との間に所定幅の隙間を形成して該隙間から粉体の
溢れ出るのを許容する部分閉塞手段とを備えている。
は、粉体を貯留するホッパーの下端部に接続されて略水
平方向に延びるフィーダチューブと、該フィーダチュー
ブ内に収容されたスクリューとを有してなる粉体供給装
置にして、上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部
分を区画形成し、その先端がスクリューの先端よりも前
方で軸直角平面内に開口されて粉体流出口に形成されて
おり、上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で
該スクリューの軸上に固着されて径方向に延び、フィー
ダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉体
を分散させるべく該軸と共に回転する第1分散手段と、
上記粉体流出口に対する近接位置と遠隔位置との間で移
動可能であって、該近接位置にあっては該粉体流出口の
周囲部分との間に所定幅の隙間を形成して該隙間から粉
体の溢れ出るのを許容する部分閉塞手段と、上記部分閉
塞手段と共に移動可能であって該部分閉塞手段が上記近
接位置にあるとき、上記フィーダチューブ内で上記第1
分散手段と対向する位置で、該第1分散手段とは独立し
て回転可能な第2分散手段とを備えている。
は、粉体を貯留するホッパーの下端部に接続されて略水
平方向に延びるフィーダチューブと、該フィーダチュー
ブ内に収容されたスクリューとを有してなる粉体供給装
置にして、上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部
分を区画形成し、その先端がスクリューの先端よりも前
方で軸直角平面内に開口されて粉体流出口に形成されて
おり、上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で
該スクリューの軸上に固着されて径方向に延び、フィー
ダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉体
を分散させるべく該軸と共に回転する第1分散手段と、
上記粉体流出口に当接して該粉体流出口を閉止する閉止
位置と、該粉体流出口に近接して該粉体流出口の周囲部
分との間に形成される所定幅の隙間から粉体の溢れ出る
のを許容する近接位置と、該粉体流出口から十分に離れ
て該流出口を開放する開放位置とのそれぞれの位置に静
止可能な蓋手段と、上記蓋手段が上記近接位置にあると
き、上記フィーダチューブ内で上記第1分散手段と対向
する位置で、該第1分散手段とは独立して回転可能な第
2分散手段とを備えている。
は、粉体を貯留するホッパーの下端部に接続されて略水
平方向に延びるフィーダチューブと、該フィーダチュー
ブ内に収容されたスクリューとを有してなる粉体供給装
置にして、上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部
分を区画形成し、その先端がスクリューの先端よりも前
方で軸直角平面内に開口されて粉体流出口に形成されて
おり、上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で
該スクリューの軸上に固着されて径方向に延び、フィー
ダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉体
を分散させるべく該軸と共に回転する第1分散手段と、
上記粉体流出口に対する近接位置と遠隔位置との間で移
動可能であって、該近接位置にあっては該粉体流出口の
周囲部分との間に所定幅の隙間を形成して該隙間から粉
体の溢れ出るのを許容する部分閉塞手段と、上記部分閉
塞手段と共に移動可能であって該部分閉塞手段が上記近
接位置にあるとき、上記フィーダチューブ内で上記第1
分散手段と対向する位置で、該第1分散手段とは独立し
て回転可能な第2分散手段とを備えた粉体供給装置を用
い、上記部分閉塞手段が上記遠隔位置にあって上記粉体
流出口が全開の状態で上記スクリューの軸を高速で回転
させる第1ステップと、上記部分閉塞手段が上記遠隔位
置にあって上記粉体流出口が全開の状態で上記スクリュ
ーの軸を中速で回転させる第2ステップと、上記部分閉
塞手段が上記遠隔位置にあって上記粉体流出口が全開の
状態で上記スクリューの軸を低速で回転させる第3ステ
ップと、上記部分閉塞手段を上記近接位置に位置させた
状態で上記スクリューの軸を低速で回転させつつ上記第
2分散手段を高速で回転させる第4ステップと、上記部
分閉塞手段を上記近接位置に位置させた状態で上記スク
リューの軸を低速で回転させつつ上記第2分散手段を中
速で回転させる第5ステップと、上記部分閉塞手段を上
記近接位置に位置させた状態で上記スクリューの軸を低
速で回転させつつ上記第2分散手段を低速で回転させる
第6ステップと、上記部分閉塞手段を上記近接位置に位
置させた状態で上記スクリューの軸の回転を停止し、且
つ上記第2分散手段を微小回転角ずつ断続的に回転させ
る第7ステップとを有し、上記各ステップにおける粉体
の供給量は、第1ステップから第7ステップまで順に少
なくされ、上記各ステップのうち、複数の任意のステッ
プをステップ順に行う。
は、粉体を貯留するホッパーの下端部に接続されて略水
平方向に延びるフィーダチューブと、該フィーダチュー
ブ内に収容されたスクリューとを有してなる粉体供給装
置にして、上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部
分を区画形成し、その先端がスクリューの先端よりも前
方で軸直角平面内に開口されて粉体流出口に形成されて
おり、上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で
該スクリューの軸上に固着されて径方向に延び、フィー
ダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉体
を分散させるべく該軸と共に回転する第1分散手段と、
上記粉体流出口に当接して該粉体流出口を閉止する閉止
位置と、該粉体流出口に近接して該粉体流出口の周囲部
分との間に形成される所定幅の隙間から粉体の溢れ出る
のを許容する近接位置と、該粉体流出口から十分に離れ
て該流出口を開放する開放位置とのそれぞれの位置に静
止可能な蓋手段と、上記蓋手段が上記近接位置にあると
き、上記フィーダチューブ内で上記第1分散手段と対向
する位置で、該第1分散手段とは独立して回転可能な第
2分散手段とを備えた粉体供給装置を用い、上記蓋手段
が上記開放位置にあって上記粉体流出口が全開の状態で
上記スクリューの軸を高速で回転させる第1ステップ
と、上記蓋手段が上記開放位置にあって上記粉体流出口
が全開の状態で上記スクリューの軸を中速で回転させる
第2ステップと、上記蓋手段が上記開放位置にあって上
記粉体流出口が全開の状態で上記スクリューの軸を低速
で回転させる第3ステップと、上記蓋手段を上記近接位
置に位置させた状態で上記スクリューの軸を低速で回転
させつつ上記第2分散手段を高速で回転させる第4ステ
ップと、上記蓋手段を上記近接位置に位置させた状態で
上記スクリューの軸を低速で回転させつつ上記第2分散
手段を中速で回転させる第5ステップと、上記蓋手段を
上記近接位置に位置させた状態で上記スクリューの軸を
低速で回転させつつ上記第2分散手段を低速で回転させ
る第6ステップと、上記蓋手段を上記近接位置に位置さ
せた状態で上記スクリューの軸の回転を停止し、且つ上
記第2分散手段を微小回転角ずつ断続的に回転させる第
7ステップとを有し、上記各ステップにおける粉体の供
給量は、第1ステップから第7ステップまで順に少なく
され、上記各ステップのうち、複数の任意のステップを
ステップ順に行う。
第1の形態では、部分閉塞手段が粉体流出口から離れて
いるとき、従前のスクリューフィーダと同様に粉体を大
流量で排出する。部分閉塞手段が粉体流出口を部分的に
閉塞してその周囲とフィーダチューブの内周面の間に隙
間を形成するとき、分散手段は粉体流出口近辺のフィー
ダチューブ内に位置し、そこにある粉体を分散させる。
フィーダチューブは、その粉体流出口がスクリューの先
端よりも前にあるので、スクリューから押し出された粉
体は、粉体流出口に至るまでの流動で幾らか分散されて
いる。流出口近辺にまで来た粉体は、回転する分散手段
によって確実に分散され、その分散によって生じる粉体
自身の流動により、粉体は上記隙間から流出できる。十
分に分散された粉体は、個々の粒子に分離した流動性の
良い粉体となって排出される。塊状の粉体がなくなるの
で、粉体流出量は安定している。分散手段はスクリュー
とは別に回転する。したがって分散手段は、スクリュー
による粉体押し出し量には関係なく、分散のために必要
な回転速度で回転する。そして必要に応じた微流量で粉
体を排出でき、しかもその流量は安定しているので、高
い精度での粉体供給が可能になる。
は、スクリュー軸上に取り付けられた分散手段がスクリ
ューと共に回転する。スクリューにより押し出された粉
体は、スクリューの先端を越えてから分散手段によって
分散される。すなわち、スクリューから押し出された粉
体が塊状に凝集していても、回転する分散手段によって
分散され、個々の粒子に分離した流動性の良い粉体とな
ってフィーダチューブの先端の粉体流出口から排出され
る。塊状の粉体がなくなるので、粉体流出量が安定し、
精度の高い供給量制御を可能にする。部分閉塞手段が粉
体流出口から離れているとき、粉体を大流量で排出する
ことができる。部分閉塞手段が粉体流出口を部分的に閉
塞してその周囲とフィーダチューブの内周面の間に隙間
を形成するとき、分散手段が粉体を分散することによっ
て生じる粉体自身の流動により、粉体はその隙間から流
出できる。したがって、微量排出においても流量を安定
させることができ、高い精度での粉体供給が可能にな
る。
は、目標供給量をオーバーする危険性が低いので、従来
よりも目標供給量に近い供給量に至るまで大流量排出を
行うことができる。また、微量排出において高精度が達
成できることは、小流量排出による総供給量を小さくし
ても所望の精度を達成できるので、このことも大流量排
出による総供給量の設定を高くするのに寄与する。その
結果、目標供給量に達するまでの所要時間は短縮され
る。しかも、供給量の精度は極めて高い。
態では、上述の第1形態に加えて、第2分散手段が設け
られており、この第2分散手段は粉体流出口近辺で凝集
しようとする粉体を有効に分散させる。第2分散手段は
第1分散手段とも協働し、特に粉体流出口近辺での分散
効果を確実にする。
は、上述の第3形態における部分閉塞手段に代わって、
蓋手段が機能する。蓋手段も、粉体流出口を閉塞する寸
前の位置に静止することで、フィーダチューブとの間に
所望の隙間を形成する。蓋手段は、粉体排出停止時には
フィーダチューブの粉体流出口を閉止する。
ら小流量または微小流量にいたるまで、いずれの流量で
排出中であっても塊状粉体が排出されることが殆どなく
なるので、大流量排出による総供給量を大きく設定でき
る。したがって、目標供給量に達するまでの所要時間を
短縮できる。微小流量でも高い精度を達成できるので、
供給量の精度は飛躍的に向上する。
貯留するホッパーの壁体であり、その下端部が図示され
ている。ホッパー10の下端部からは、円筒状のフィー
ダチューブ11が略水平に突出しており、ホッパー10
の内部からフィーダチューブ11内へスクリュー12が
延びている。フィーダチューブ11の内径は、スクリュ
ー12の直径よりも僅かに大きい。フィーダチューブ1
1内では、スクリュー12の先端よりもさらに前方(図
において左方)に、複数本の第1分散アーム13がスク
リュー軸14から放射状に突出して設けられている。本
実施例では中心角45゜毎に8本の第1分散アーム13
が配設されている。
アーム13よりも前方の軸直角方向の端面の位置で開放
されており、フィーダチューブ11の粉体流出口15に
形成されている。フィーダチューブ11内のスクリュー
12の先端から粉体流出口15までの間は、粉体がスク
リュー12の羽根による拘束から解放されて自由粉体と
して挙動できる非拘束空間となっている。すなわち、ス
クリュー12の先端位置までは、フィーダチューブ11
内は略満杯の状態に粉体で満たされているが、スクリュ
ー12の先端を越えた位置からは粉体は第1分散アーム
13の回転によって分散され、粉体の積み上がった高さ
が徐々に低くなっていく。そして、粉体流出口15近辺
での粉体高さは最も低くなっている。スクリュー12の
スラストでこの空間内に押し出された粉体は、ある程度
凝集していたとしても、ここで回転している第1分散ア
ーム13によって分散され、個々の粒子に分離した流動
性の良い粉体となってさらに推進される。
の下面には開口17が形成され、フィーダチューブ11
の粉体流出口15から流出した粉体は、この開口17を
通って排出される。ハウジング16は、フィーダチュー
ブ11の外周を覆ってホッパー10の壁体からフィーダ
チューブ11の延びる方向に延び、フィーダチューブ1
1の先端よりもさらに延びている。スクリュー軸14も
また、フィーダチューブ11の先端よりも前方へ延びて
おり、その延長部分20がハウジング16に対して、以
下に述べるように間接的に軸支されている。図中23は
ハウジング16の端面壁であって、この端面壁23に対
して軸受24が軸受固定リング25によって固定されて
いる。軸受24の内周には固定ブッシュ26が嵌装され
ている。図中27は、軸受24を固定ブッシュ26に固
定する軸受押さえナットである。固定ブッシュ26の内
周には、スクリュー軸14の延長部分20との間で軸方
向へスライド可能なスライドブッシュ19が挿入されて
いる。固定ブッシュ26は、その径方向内方へ突出する
複数のピン28を有しており、スライドブッシュ19に
は、このピン28を受け入れる長穴29が形成されてい
る。このピン28と長穴29との係合により、スライド
ブッシュ19は図1に示す位置から図3に示す位置まで
のスライドが許容され、且つ固定ブッシュ26が回転す
るとき、その回転がスライドブッシュ19にも伝達され
る。固定ブッシュ26の端部の内周には軸受30が嵌装
され、軸受30の内周にはスクリュー軸14の延長部分
20が軸支されている。軸受30は、固定ブッシュ26
と軸受固定リング33によってその外周が固定され、固
定ブッシュ26と軸受固定リング33とはボルト36に
よって互いに結合されている。
リュー軸14の軸方向と平行に回転伝達ピン35が突出
している。このピン35は、固定ブッシュ26からスラ
イドブッシュ19を介して第2分散アーム22へ回転を
伝達すべく、図4に示す第2分散アーム駆動モータ52
からの駆動系を接続遮断する。スクリュー軸14の延長
部分20の端部は、軸受30から軸方向外方へ突出して
半割りクラッチ31に連結されている。この半割りクラ
ッチ31は、図4に示すスクリュー駆動モータ51から
の駆動系を接続遮断する。なお、スライドブッシュ19
のスライド駆動機構については、後に図4および図5を
参照して詳細に説明する。
ィーダチューブ11の開閉蓋18と、円盤部材21と、
第2分散アーム22が取り付けられており、それぞれス
ライドブッシュ19と共に回転し、軸方向へ移動する。
図中32はダストパッキンであり、その外周縁はハウジ
ング16の内周面にスライド可能に接し、内周縁は軸受
固定リング34,34に挟持されている。軸受固定リン
グ34,34の内周には軸受37が嵌装されている。3
8は軸受押さえナット、39および40はそれぞれスペ
ーサである。
ではフィーダチューブ11の粉体流出口15から最も遠
ざかった位置にあり、図2に示す小流量排出位置では粉
体流出口15を閉塞することなく近接した位置にある。
図3に示す排出停止位置では、フィーダチューブ11の
端面に当接し、フィーダチューブ11の粉体流出口15
を完全に閉塞する。フィーダチューブ11に当接する箇
所には、密封パッキン41が装着されている。
置では開閉蓋18と共にフィーダチューブ11の粉体流
出口15から最も遠ざかった位置にあり、粉体がフィー
ダチューブ11から自由に流出するのを許容する。図2
の小流量排出位置では、この円盤部材21はフィーダチ
ューブ11の粉体流出口15に位置し、フィーダチュー
ブ11の内周面と円盤部材21の外周面との間に一定幅
の隙間を形成する。隙間の幅は、供給する粉体の種類も
しくは物性にもよるが、略1〜3mm以下程度が好まし
く、それ以上に広いと粉体の流出量を十分な微量にまで
抑制するのが困難となる。
ってスライドブッシュ19から径方向外方へ放射状に延
び、円盤部材21の径寸法と略同径となる位置で略直角
に屈曲されて第1分散アーム13の方へ向かって軸方向
に延びている。本実施例では、第2分散アーム22は、
第1分散アーム13と同様に8本設けられている。第2
分散アーム22の屈曲部分の長さは、約5〜20mm程
度が好ましく、粉体流出口15の近辺で凝集しようとす
る粉体を、スライドブッシュ19と共に回転して十分に
分散させられる。また、第1部分アーム13の先端との
間の距離は、互いの分散効果を相乗的に発揮させるため
には、約3〜5mm程度とするのが好ましい。なお、こ
れらの数値は、実験的に求められる数値であり、粉体の
種類や物性によって幾分変動する値である。特に、第1
分散アーム13と第2分散アーム22の回転方向は、互
いに対向するのが分散効果の向上に好ましい。また、第
2分散アーム22だけでなく円盤部材21も回転するこ
とは、円盤部材21に接触している粉体を第2分散アー
ム22と共に分散させるのに好都合である。
ー12のスラストによって前方へ押し出され、スクリュ
ー12の先端を通過するまでは圧力により凝集して塊状
になる傾向にあるが、スクリュー12の先端を通過して
からは粉体流出口15までの間で第1分散アーム13に
よって分散され、大流量排出位置では粉体流出口15が
全開されているので、塊状態ではなく個々に分離した流
動性の良い状態となってその粉体流出口15から安定し
た一定の大流量で排出される。スクリュー12は粉体の
排出流量に相当する速度で回転される。小流量排出位置
では、スクリュー12は、流量に相当する低速で回転し
ている。スクリュー12の先端を通過した粉体は、第1
分散アーム13で分散された後、粉体流出口直前でさら
に第2分散アーム22による分散作用を受ける。このと
きの粉体流出口15は、円盤部材21とフィーダチュー
ブ11の内周面との間に形成されている僅かな幅の隙間
となっており、この粉体流出口15直前での粉体の高さ
は最も低くなっている。粉体は、スクリュー12の回転
速度を適宜調整することにより、その速度に略比例した
流量で僅かずつ、よく分散された流動性の良い粉体とな
って流出する。また、円盤部材21および第2分散アー
ム22の回転速度も調整することにより、回転速度に略
比例した強い分散効果、弱い分散効果が得られることは
勿論、高速回転時や瞬間的な高速回転開始時で粉体を飛
散させる飛散効果も期待できる。この飛散効果は、スク
リュー12の回転停止時であっても、飛び散った粉体が
円盤部材21とフィーダチューブ11の間の隙間から一
定の割合で流出することが期待でき、特に微量の調整に
は適している。このように、粉体流出口15の開度、ス
クリュー12および第1分散アーム13の回転速度、第
2分散アーム13および円盤部材21の回転速度を種々
に組み合わせることにより、大流量から小流量および微
小流量まで、特に小流量および微小流量段階での流量を
極めて細やかに可変調整でき、精度の高い供給量制御が
行える。
2および第2分散アーム22の駆動機構ならびにスライ
ドブッシュ19の駆動機構について説明する。これらの
駆動機構は、ホッパー10やハウジング16とは別に設
けられた基台50上に据え付けられている。基台50は
ホッパー10やハウジング16に対して移動可能であ
り、複数の粉体供給装置(ホッパーと本発明のスクリュ
ーフィーダを含む)に対して1基の供給機構で対応する
ことが可能である。図4において69は、基台50を前
進後退させるためのエアシリンダ、70は基台50の前
進後退を案内するガイドである。基台50上には、スク
リュー駆動モータ51および第2分散アーム駆動モータ
52と、夫々の駆動力を伝達するための駆動系と、スラ
イドブッシュ19の駆動機構が据え付けられている。
駆動力を伝達する駆動シャフトであり、一端がベルト掛
け機構54によりモータ51に連結され、他端は半割り
クラッチ31に連結れている。この半割りクラッチ31
は、駆動シャフト53が基台50の移動と共に軸方向へ
往復動することによって接続および遮断される。駆動シ
ャフト53の中間部は、軸受を内蔵したピローブロック
55によって回転可能に支持されている。ピローブロッ
ク55は基台50に固定されている。
介してホイール部材57が嵌装されている。このホイー
ル部材57の一端には、第2分散アーム駆動モータ52
からの駆動力がベルト掛け機構58によって伝達され、
駆動シャフト53とは別に回転駆動される。ホイール部
材57の他端は筒状に形成されており、その内周面に
は、上述の回転伝達ピン35に係合する内方突起59が
形成されている。これら回転伝達ピン35と内方突起5
9との対は、周方向に等分割された位置に複数形成され
るのが好ましい。これらの係合関係による駆動力伝達機
構も、ホイール部材57が基台50と共に軸方向へ往復
動することによって接続および遮断される。
の延長部分20上でスライドするための駆動力は、エア
シリンダ60によって発生される。このエアシリンダ6
0は、他の油圧シリンダ等の往復動機構に代えて用いる
ことも勿論可能である。このエアシリンダ60のシャフ
ト先端には、ラック61が取り付けられており、このラ
ック61にはピニオン62が噛合している。また、ピニ
オン62と同軸上に設けられた別のギア65には、中心
角略90°の扇型ギア63が噛合している。扇型ギア6
3のシャフト66は、ハウジング16の下を通ってハウ
ジング16の反対側まで延びており、ハウジング16の
両側位置で2本のレバー64を支持している。一方、ス
ライドブッシュ19からは、アーム部材67が水平方向
両側へ延びており、バネ68によって常時ホッパー10
側へ引っ張られるように付勢されている。
61を押し出すと、ピニオン62、ギア65、扇型ギア
63を介してレバー64が略90°のピボット運動して
水平に横になる。逆に、エアシリンダ60でラック61
を引き寄せることにより、図5に示すようにレバー64
が垂直に起立した状態とすることができる。レバー64
は、垂直位置となるとき、バネ68の付勢力に抗してア
ーム部材67を基台50の方へ引き付け、装置を図1の
大流量排出状態にする。また、水平位置となるとき、ア
ーム部材67はレバー64から解放され、バネ68の付
勢力によってホッパー10の方へ引き付けられ、装置は
図3に示す排出停止状態となる。図2の小流量排出状態
は、レバー64を水平位置と垂直位置との中間に止める
ことによって得られる。すなわち、エアシリンダ60の
シャフトの押し出し量を調整することによって、装置を
図1から図3のいずれの状態にもすることができる。
供給を行う場合の具体的制御について説明する。まず第
1ステップでは、図1の状態でスクリュー12および第
1分散アーム13を高速回転させ、最大の流量で粉体を
排出する。第2ステップでは、図1の状態でスクリュー
12および第1分散アーム13を中速回転させ、第1ス
テップよりも少ない流量で粉体を排出する。第3ステッ
プでは、図1の状態でさらにスクリュー軸14の回転速
度を落とし、第2ステップよりも少ない流量で粉体を排
出する。第1ステップから第3ステップまでは、粉体は
図1の状態で排出され、所謂大流量での粉体供給が行わ
れる。第4ステップから第6ステップまでは、図2の状
態で所謂小流量での粉体供給を行う。これらのステップ
では、スクリュー12による粉体の押し出しは非拘束空
間への粉体の供給を行うのみで、円盤部材21とフィー
ダチューブ11の内周面の間の隙間から粉体を排出する
ための推力は発揮しない。隙間からの粉体の流出は、分
散作用を受けた粉体の自身の流動によってなされる。第
4ステップでは、スクリュー軸14を低速(第3ステッ
プと同速もしくは必要に応じて間欠回転)で回転させな
がら、スライドブッシュ19上の円盤部材21および第
2分散アーム22を高速回転させ、第5ステップでは、
スクリュー軸14を低速回転させたままスライドブッシ
ュ19を中速回転させ、第6ステップではスクリュー軸
14を低速回転のままスライドブッシュ19をさらに低
速回転させる。最終の第7ステップでは、スクリュー軸
14を停止し、スライドブッシュ19を最微速運転もし
くは微動間欠回転によって粉体を流出させる。第7ステ
ップでは、例えばコーンスターチの粉体で0.03グラ
ム程度の極めて微小流量で粉体流出が行える。
天秤(図示せず)により計重された状態で容器(図示せ
ず)に受けられる。上述の各ステップでは、そのステッ
プ毎に計重目標となる閾値が設定されており、その閾値
はステップ順に最終目標値に近づけられる。各ステップ
において粉体供給量が閾値に達したとき、そのステップ
が終了して次のステップが行われる。この閾値は、粉体
が塊状で排出されることが殆どないので、早期のステッ
プ順の段階でかなりの目標値に近い値を設定できる。例
えば第1ステップでは目標値の70%、第2ステップで
目標値の90%、第3ステップで目標値の96%程度ま
で設定しても、塊状粉体が落下して目標値を越えてしま
うことはない。
まで閾値を設定し、第2および第3ステップを行わず第
4ステップから粉体供給を続けるなど、閾値の設定の仕
方によっては適宜ステップを跳ばして省略することも可
能である。また、粉体の種類によっては、第1ステップ
から第3ステップ程度で十分な精度で目標値に達するこ
ともあり、その場合には以降のステップは省略される。
を、目標値まで残り4グラムの段階から第4,5,6,
7のステップで供給した場合、精度および終了までの所
要時間について、円盤部材21を有する本発明の実施例
(表1)と、円盤部材21を除去した比較例(表2)と
で実験した結果を表している。実験条件は以下のとおり
である。スクリュー径寸法60mm、ピッチ60mm、
単巻き、フィーダチューブ内径67mm、円盤部材径6
4mm、スクリュー回転速度1.6rpmおよびその速
度での間欠回転(1秒回転、10秒停止)、第2分散ア
ームの回転速度、第4ステップで18rpm、第5ステ
ップで2.4rpm、第6ステップで1.5rpm、第
7ステップでは0.3秒回転および1秒停止の微動間欠
回転であった。
の実施例は、比較例に対して非常に高精度で目標値を達
成できている。なお、比較例において所要時間が短いの
は、粉体の塊状落下があったためである。本発明の粉体
供給方法では、大流量から小流量または微小流量にいた
るまで、いずれの流量で排出中であっても塊状粉体が排
出されることが殆どなくなるので、大流量排出による総
供給量を大きく設定できる。したがって、粉体を供給し
始めから目標供給量に達するまでの総所要時間は短縮さ
れている。
施例であり、装置の状態は夫々図1から図3に示した状
態に相当する。殆どの構成および作用については第1の
実施例と同様であり、したがって相当する構成について
は参照符号を同一の符号で示すことによって重複する説
明を省略する。第1の実施例との相違点は、円盤部材2
1が除去されて、第2分散アーム22が開閉蓋18のす
ぐ近傍に配置されている点である。したがって、部品点
数が削減されている。また、第2分散アーム22の軸方
向屈曲部分の屈曲方向が第1実施例の場合とは反対にさ
れており、小流量排出位置では第2分散アーム22の径
方向に延びている部分が粉体流出口15からさらに奥に
位置するようにされている。したがって、第2分散アー
ム22のこの部分による分散作用が、第1実施例の場合
よりも奥の位置から始まり、より広範な領域で分散効果
が得られる。また、第1の実施例では、小流量排出位置
で円盤部材21がフィーダチューブ11の内周面との間
に隙間を形成したが、変形実施例では、これに相当する
隙間は、図7に示すように、開閉蓋18とフィーダチュ
ーブ11の端面との間に形成される。また、ダストパッ
キン32は、開閉蓋18の端面に直接取り付けること
で、第1実施例におけるパッキン41の機能も兼ねてい
る。
ム13と第2分散アーム22を設けたが、第1分散アー
ム13を設けずに第2分散アーム22だけを用いた場合
でも、十分な分散効果は得られる。その場合、大流量排
出では、円盤部材21が粉体流出口15から離れて従前
のスクリューフィーダと同様に粉体を排出する。小流量
排出の場合、円盤部材21が粉体流出口15の位置に来
てその周囲とフィーダチューブ11の内周面との間に隙
間を形成し、第2分散アーム22は粉体流出口15の近
辺のフィーダチューブ内に位置し、そこにある粉体を分
散させる。フィーダチューブ11の粉体流出口15がス
クリュー12の先端よりも前にあるので、スクリュー1
2から押し出された粉体は、粉体流出口15に至るまで
の流動で幾らか分散される。流出口15近辺にまで来た
粉体は、回転する第2分散アーム22によって確実に分
散され、その分散によって生じる粉体自身の流動によ
り、粉体は上述の隙間から流出できる。十分に分散され
た粉体は、個々の粒子に分離した流動性の良い粉体とな
って排出される。塊状の粉体がなくなるので、粉体流出
量は安定している。これとは逆に、第2分散アーム22
を設けずに第1分散アーム13だけでも十分に分散効果
は得られる。第2分散アームを設けずとも、第1分散ア
ーム13の先端をさらに粉体流出口15に近づければ、
第1部材アーム13による分散と円盤部材21もしくは
開閉蓋18の周囲の隙間とによって十分微量の粉体排出
が可能となる。
用がフィーダチューブ11内の中心領域から外周領域に
まで及ぶ形状で、且つ外周領域ほど前方へ向かって延び
ているのが好ましい。これに対して第2分散アーム22
は、粉体流出口15付近で高さの低くなっている粉体に
対して分散作用が及ぶものであれば十分である。また、
分散効果を高めるためには、蛇行形状や屈曲形状、ある
いは枝状突起を有する形状も好ましい。
における粉体流出口近辺の構造を示す要部断面図であ
り、大流量で粉体を排出する場合の状態を表している。
で粉体を排出する場合の状態を表している。
排出を停止している状態を表す。
ならびにスライドブッシュの駆動機構を上方から見て示
す模式図である。
前方から見て示す模式図である。
例における粉体流出口近辺の構造を示す要部断面図であ
り、大流量で粉体を排出する場合の状態を表している。
で粉体を排出する場合の状態を表している。
排出を停止している状態を表す。
ダチューブ 12 スクリュー 13 第1分
散アーム 14 スクリュー軸 15 粉体流
出口 16 ハウジング 17 開口 18 開閉蓋 19 スライ
ドブッシュ 20 スクリュー軸の延長部分 21 円盤部
材 22 第2分散アーム 23 ハウジ
ングの端面壁 24 軸受 25 軸受固
定リング 26 固定ブッシュ 27 軸受押
さえナット 28 ピン 29 長穴 30 軸受 31 半割り
クラッチ 32 ダストパッキン 33 軸受固
定リング 34 軸受固定リング 35 回転伝
達ピン 36 ボルト 37 軸受 38 軸受押さえナット 39 スペー
サ 40 スペーサ 41 パッキ
ン 50 基台 51 スクリ
ュー駆動モータ 52 第2分散アーム駆動モータ 53 駆動シ
ャフト 54 ベルト掛け機構 55 ピロー
ブロック 56 軸受 57 ホイー
ル部材 58 ベルト掛け機構 59 内方突
起 60 エアシリンダ 61 ラック 62 ピニオン 63 扇型ギ
ア 64 レバー 65 ギア 66 シャフト 67 アーム
部材 68 バネ 69 エアシ
リンダ 70 ガイド
Claims (15)
- 【請求項1】 粉体を貯留するホッパー(10)の下端
部に接続されて略水平方向に延びるフィーダチューブ
(11)と、該フィーダチューブ内に収容されたスクリ
ュー(12)とを有してなる粉体供給装置にして、 上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部分を区画形
成し、その先端がスクリューの先端よりも前方で軸直角
平面内に開口されて粉体流出口(15)に形成されてお
り、 上記粉体流出口に対する近接位置と遠隔位置との間で移
動可能であって、該近接位置にあっては該粉体流出口の
周囲部分との間に所定幅の隙間を形成して該隙間から粉
体の溢れ出るのを許容する部分閉塞手段(21)と、 上記部分閉塞手段と共に移動可能であって該部分閉塞手
段が上記近接位置にあるとき、上記フィーダチューブ内
で上記スクリューとは独立して回転可能な分散手段(2
2)とを備えている粉体供給装置。 - 【請求項2】 粉体を貯留するホッパー(10)の下端
部に接続されて略水平方向に延びるフィーダチューブ
(11)と、該フィーダチューブ内に収容されたスクリ
ュー(12)とを有してなる粉体供給装置にして、 上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部分を区画形
成し、その先端がスクリューの先端よりも前方で軸直角
平面内に開口されて粉体流出口(15)に形成されてお
り、 上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で該スク
リューの軸(14)上に固着されて径方向に延び、フィ
ーダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉
体を分散させるべく該軸と共に回転する分散手段(1
3)と、 上記粉体流出口に対する近接位置と遠隔位置との間で移
動可能であって、該近接位置にあっては該粉体流出口の
周囲部分との間に所定幅の隙間を形成して該隙間から粉
体の溢れ出るのを許容する部分閉塞手段(21)とを備
えている粉体供給装置。 - 【請求項3】 上記分散手段(13)は、上記スクリュ
ーの径寸法に略等しく延びている請求項2記載の粉体供
給装置。 - 【請求項4】 上記分散手段(13)は、径方向へ、且
つ軸方向に関して前方へも延びでいる請求項2記載の粉
体供給装置。 - 【請求項5】 粉体を貯留するホッパー(10)の下端
部に接続されて略水平方向に延びるフィーダチューブ
(11)と、該フィーダチューブ内に収容されたスクリ
ュー(12)とを有してなる粉体供給装置にして、 上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部分を区画形
成し、その先端がスクリューの先端よりも前方で軸直角
平面内に開口されて粉体流出口(15)に形成されてお
り、 上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で該スク
リューの軸(14)上に固着されて径方向に延び、フィ
ーダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉
体を分散させるべく該軸と共に回転する第1分散手段
(13)と、 上記粉体流出口に対する近接位置と遠隔位置との間で移
動可能であって、該近接位置にあっては該粉体流出口の
周囲部分との間に所定幅の隙間を形成して該隙間から粉
体の溢れ出るのを許容する部分閉塞手段(21)と、 上記部分閉塞手段と共に移動可能であって該部分閉塞手
段が上記近接位置にあるとき、上記フィーダチューブ内
で上記第1分散手段と対向する位置で、該第1分散手段
とは独立して回転可能な第2分散手段(22)とを備え
ている粉体供給装置。 - 【請求項6】 粉体を貯留するホッパー(10)の下端
部に接続されて略水平方向に延びるフィーダチューブ
(11)と、該フィーダチューブ内に収容されたスクリ
ュー(12)とを有してなる粉体供給装置にして、 上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部分を区画形
成し、その先端がスクリューの先端よりも前方で軸直角
平面内に開口されて粉体流出口(15)に形成されてお
り、 上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で該スク
リューの軸(14)上に固着されて径方向に延び、フィ
ーダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉
体を分散させるべく該軸と共に回転する第1分散手段
(13)と、 上記粉体流出口に当接して該粉体流出口を閉止する閉止
位置と、該粉体流出口に近接して該粉体流出口の周囲部
分との間に形成される所定幅の隙間から粉体の溢れ出る
のを許容する近接位置と、該粉体流出口から十分に離れ
て該流出口を開放する開放位置とのそれぞれの位置に静
止可能な蓋手段(18)と、 上記蓋手段が上記近接位置にあるとき、上記フィーダチ
ューブ内で上記第1分散手段と対向する位置で、該第1
分散手段とは独立して回転可能な第2分散手段(22)
とを備えている粉体供給装置。 - 【請求項7】 上記第1分散手段は、上記スクリューの
径寸法に略等しく延びている請求項5または6記載の粉
体供給装置。 - 【請求項8】 上記第1分散手段は、径方向へ、且つ軸
方向に関して前方へも延びでいる請求項5または6記載
の粉体供給装置。 - 【請求項9】 上記第2分散手段は、回転速度が可変で
あり回転方向が上記第1分散手段と対向している請求項
5または6記載の粉体供給装置。 - 【請求項10】 上記第2分散手段は、上記フィーダチ
ューブの内面近傍に位置される請求項5または6記載の
粉体供給装置。 - 【請求項11】 上記蓋手段は回転可能であり、上記第
2分散手段が該蓋手段に取り付けられている請求項6記
載の粉体供給装置。 - 【請求項12】 粉体を貯留するホッパー(10)の下
端部に接続されて略水平方向に延びるフィーダチューブ
(11)と、該フィーダチューブ内に収容されたスクリ
ュー(12)とを有してなる粉体供給装置にして、 上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部分を区画形
成し、その先端がスクリューの先端よりも前方で軸直角
平面内に開口されて粉体流出口(15)に形成されてお
り、 上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で該スク
リューの軸(14)上に固着されて径方向に延び、フィ
ーダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉
体を分散させるべく該軸と共に回転する第1分散手段
(13)と、 上記粉体流出口に対する近接位置と遠隔位置との間で移
動可能であって、該近接位置にあっては該粉体流出口の
周囲部分との間に所定幅の隙間を形成して該隙間から粉
体の溢れ出るのを許容する部分閉塞手段(21)と、 上記部分閉塞手段と共に移動可能であって該部分閉塞手
段が上記近接位置にあるとき、上記フィーダチューブ内
で上記第1分散手段と対向する位置で、該第1分散手段
とは独立して回転可能な第2分散手段(22)とを備え
た粉体供給装置を用い、 上記部分閉塞手段が上記遠隔位置にあって上記粉体流出
口が全開の状態で上記スクリューの軸を高速で回転させ
る第1ステップと、 上記部分閉塞手段が上記遠隔位置にあって上記粉体流出
口が全開の状態で上記スクリューの軸を中速で回転させ
る第2ステップと、 上記部分閉塞手段が上記遠隔位置にあって上記粉体流出
口が全開の状態で上記スクリューの軸を低速で回転させ
る第3ステップと、 上記部分閉塞手段を上記近接位置に位置させた状態で上
記スクリューの軸を低速で回転させつつ上記第2分散手
段を高速で回転させる第4ステップと、 上記部分閉塞手段を上記近接位置に位置させた状態で上
記スクリューの軸を低速で回転させつつ上記第2分散手
段を中速で回転させる第5ステップと、 上記部分閉塞手段を上記近接位置に位置させた状態で上
記スクリューの軸を低速で回転させつつ上記第2分散手
段を低速で回転させる第6ステップと、 上記部分閉塞手段を上記近接位置に位置させた状態で上
記スクリューの軸の回転を停止し、且つ上記第2分散手
段を微小回転角ずつ断続的に回転させる第7ステップと
を有し、 上記各ステップにおける粉体の供給量は、第1ステップ
から第7ステップまで順に少なくされ、 上記各ステップのうち、複数の任意のステップをステッ
プ順に行う粉体供給方法。 - 【請求項13】 粉体を貯留するホッパー(10)の下
端部に接続されて略水平方向に延びるフィーダチューブ
(11)と、該フィーダチューブ内に収容されたスクリ
ュー(12)とを有してなる粉体供給装置にして、 上記フィーダチューブは、粉体の水平流路部分を区画形
成し、その先端がスクリューの先端よりも前方で軸直角
平面内に開口されて粉体流出口(15)に形成されてお
り、 上記スクリューの先端と上記粉体流出口との間で該スク
リューの軸(14)上に固着されて径方向に延び、フィ
ーダチューブ内で粉体流出口近辺に凝集しようとする粉
体を分散させるべく該軸と共に回転する第1分散手段
(13)と、 上記粉体流出口に当接して該粉体流出口を閉止する閉止
位置と、該粉体流出口に近接して該粉体流出口の周囲部
分との間に形成される所定幅の隙間から粉体の溢れ出る
のを許容する近接位置と、該粉体流出口から十分に離れ
て該流出口を開放する開放位置とのそれぞれの位置に静
止可能な蓋手段(18)と、 上記蓋手段が上記近接位置にあるとき、上記フィーダチ
ューブ内で上記第1分散手段と対向する位置で、該第1
分散手段とは独立して回転可能な第2分散手段(22)
とを備えた粉体供給装置を用い、 上記蓋手段が上記開放位置にあって上記粉体流出口が全
開の状態で上記スクリューの軸を高速で回転させる第1
ステップと、 上記蓋手段が上記開放位置にあって上記粉体流出口が全
開の状態で上記スクリューの軸を中速で回転させる第2
ステップと、 上記蓋手段が上記開放位置にあって上記粉体流出口が全
開の状態で上記スクリューの軸を低速で回転させる第3
ステップと、 上記蓋手段を上記近接位置に位置させた状態で上記スク
リューの軸を低速で回転させつつ上記第2分散手段を高
速で回転させる第4ステップと、 上記蓋手段を上記近接位置に位置させた状態で上記スク
リューの軸を低速で回転させつつ上記第2分散手段を中
速で回転させる第5ステップと、 上記蓋手段を上記近接位置に位置させた状態で上記スク
リューの軸を低速で回転させつつ上記第2分散手段を低
速で回転させる第6ステップと、 上記蓋手段を上記近接位置に位置させた状態で上記スク
リューの軸の回転を停止し、且つ上記第2分散手段を微
小回転角ずつ断続的に回転させる第7ステップとを有
し、 上記各ステップにおける粉体の供給量は、第1ステップ
から第7ステップまで順に少なくされ、 上記各ステップのうち、複数の任意のステップをステッ
プ順に行う粉体供給方法。 - 【請求項14】 上記第1ステップから第3ステップま
でのうちの任意のステップと、 上記第4ステップから第7ステップまでのうちの任意の
ステップとを、ステップ順に行う請求項12または13記載
の粉体供給方法。 - 【請求項15】 上記第4ステップから第6ステップま
での上記スクリューの低速回転は間欠回転である請求項
12ないし14のいずれかに記載の粉体供給方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09333794A JP3426335B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 粉体供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09333794A JP3426335B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 粉体供給装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07301553A JPH07301553A (ja) | 1995-11-14 |
JP3426335B2 true JP3426335B2 (ja) | 2003-07-14 |
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ID=14079460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09333794A Expired - Lifetime JP3426335B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | 粉体供給装置 |
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JP (1) | JP3426335B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108545417B (zh) * | 2018-05-23 | 2024-02-23 | 佛山市南海天富科技有限公司 | 一种下料口组件 |
CN109502372B (zh) * | 2018-12-28 | 2024-02-27 | 泰安康平纳机械有限公司 | 一种适合于大量粉体染料存储称量配送的储料桶设备 |
-
1994
- 1994-05-02 JP JP09333794A patent/JP3426335B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07301553A (ja) | 1995-11-14 |
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