JP3485619B2 - 粉粒体材料の気力輸送システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多室構造の材料輸送栓
を使用して粉粒体材料を気力輸送する粉粒体材料の気力
輸送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、粉粒体材料を材料輸送栓に
充填補給して輸送管路内を気力輸送する場合、輸送管路
の途中に湾曲したベンド管を設け、このベンド管内を材
料輸送栓を上昇させるときに、材料輸送栓の連結棒も湾
曲し、このとき材料輸送栓の栓体と輸送管路内面との間
に生じた隙間から、粉粒体材料が漏れ落ち、次の材料輸
送栓の移送の妨げとなっていた。

【０００３】また、輸送管路の基端部において、材料輸
送栓に粉粒体材料を充填補給する際、充填補給量を増大
させると、輸送すべき粉粒体の安息角によって粉粒体貯
留空間に粉粒体材料が盛り上がってしまい、そのため輸
送管路の基端部を通過する際に、盛り上がった粉粒体材
料の一部が擦り切られて、輸送栓の外方に放出されるこ
とがあった。

【０００４】そこで、このような不具合いをなくすた
め、本出願人は、材料輸送栓の後栓の前方に、補助栓を
設けた構造の材料輸送栓を特開平４−２１７５１２号に
おいて提案した。ところが、この提案に係る材料輸送栓
では、輸送すべき粉粒体材料の容量を増大させるため
に、栓体の外径と栓体間のスパンを増大させ材料貯留空
間の寸法を大きくすると、粉粒体材料の充填補給を一度
に行うことは出来ず、材料輸送栓を移動させ、空きとな
っている材料貯留空間に粉粒体材料を充填する必要があ
り、積み残しを生じてしまうなどの問題が残されてい
た。また、粉粒体材料の充填補給量を増大させると、材
料輸送栓が輸送管路内を移送するときの抵抗が増大する
ため、気力輸送システムの気力源もパワーアップさせる
必要が生じるなどの問題もあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みてなされたもので、粉粒体材料の補給充填を
スピーディに行って、輸送管路内をスムーズに気力輸送
させ、また材料輸送栓の帰還時における衝撃を和らげる
ことによって、材料輸送栓の衝撃による破壊を防止し、
繰り返し使用できる粉粒体材料の気力輸送システムを提
案することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に提案された本発明の粉粒体材料の気力輸送システムで
は、材料輸送栓は、粉粒体材料を充填補給させる材料貯
留空間を少なくとも１以上の補助栓で区分した多室構造
となっており、上記輸送管路の基端部には、輸送管路内
にセットされた上記多室構造の材料輸送栓に形成された
材料貯留空間の各々に粉粒体材料を充填補給させる分配
装置を設けた構造となっている。

【０００７】このような本発明の気力輸送システムで
は、薬錠剤、カプセルの他、半導体部品、菓子などの固
形物の他、所定の大きさを有した粉体、顆粒物の気力輸
送に適用できる。

【０００８】

【作用】本発明の粉粒体材料の気力輸送システムによれ
ば、材料貯留空間を補助栓で区分して形成された多室構
造の材料輸送栓に粉粒体材料を補給充填する際、輸送管
路の基端部に設けられた分配供給装置より粉粒体材料を
投入するので、材料輸送栓の材料貯留空間には、粉粒材
料を同時にかつ均等に充填補給できる。このため、大容
量の粉粒体材料を充填補充する際にも、粉粒体材料の充
填に要する時間がスピードアップできる。

【０００９】また、材料輸送栓の材料貯留空間に充填さ
れた粉粒体材料は、貯留層底面の全体が輸送管路の内面
に接触することによって生じる摩擦抵抗の増大がなくな
るので、輸送管路が長くなった場合の推進力不足も解消
される。このため、大容量の粉粒体材料の気力輸送シス
テムを構成する場合にも、パワーの小さな気力源装置で
充分に対応でき、気力源装置や気力輸送システム全体の
設備コストも低減できる。

【００１０】材料貯留空間の前後には、複数の栓体より
成る頭部と尾部を設けているため、材料貯留空間を長く
した場合にもバランスの不安定さが解消できるばかりで
なく、輸送管路内を移送する最中において材料貯留空間
より粉粒体材料が漏れ出ても尾部の栓体で受け止めでき
る。このため、輸送時に割れや欠けなどを生じることが
ないので、錠剤などの気力輸送に最適である。

【００１１】また、請求項２において提案されたよう
に、垂直に降下する垂直配管を２股分岐管の下方に連設
した構造のものでは、材料計量室より粉粒体材料が２股
分岐管の傾斜面を通じて落下して来たときに、垂直配管
によって排出方向が変更されるので、傾斜面に沿って放
出されたときに生じる安息角が崩され、材料輸送栓の貯
留空間に充填される粉粒体材料の充填量を増大できる。

【００１２】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の気力輸送シス
テムの一実施例を説明する。図１は本発明システムにお
いて使用される材料輸送栓の概略構成を示した側面図で
ある。材料輸送栓Ａは、この図に見るように、輸送管路
３の内面に対応させた複数の円板状栓体１１〜１３を、
柔軟な連結棒１８で連結した構造となっており、栓体１
１〜１３の各々は、テフロン樹脂などのように滑りの良
い樹脂で製され、２枚の栓体１１，１１で頭部を構成
し、２枚の栓体１２，１２で尾部を構成している。そし
て、材料輸送栓Ａの頭部の後側の栓体１１と、尾部の前
側の栓体１２によって挟まれた空間を材料貯留空間とな
し、この材料貯留空間を１本の補助栓体１３で２分割し
て、前材料貯留空間イと後材料貯留空間ロを形成してい
る。

【００１３】一方の連結棒１８は、ピアノ線を芯線１８
ａとし、その芯線１８ａを柔軟なシリコンチューブ１８
ｂで被覆した構造となっている。そして、最前方の栓体
１１と、最後方の栓体１２とは、軸線方向に貫通孔１６
ａを形成したボルト１６を栓体１１，１２の中央孔に貫
通させ、その突出した部分にナット１５を螺合し、ボル
ト１６の貫通孔１６ａに芯線１８ａを挿通させ、その先
端をＬ字に折曲して、抜け止め固定１９ａし、中間の栓
体１１，１２，１３は、その中央孔１１ａ〜１３ａにネ
ジ溝を形成した套管１７の両方の突出部にナット１５，
１５を螺合させ、套管１７に芯線１８ａを挿通させ、そ
の外側をシリコンチューブ１８ｂで被覆した構造となっ
ている。

【００１４】このような構造の材料輸送栓Ａによれば、
前方と後方には、２枚の栓体１１，１２を設けているの
で、ラビリンス効果が高められ、輸送ガスの漏れを防止
できる。また、栓体１１，１２間のスパンを大きくして
材料貯留空間（イ），（ロ）の容量を増大させたときに
も、材料輸送栓Ａの前方、後方の浮き上がりを有効に防
止できるので、安定性も良く輸送管路３内をスムーズに
輸送できる。

【００１５】加えて、材料輸送栓Ａは、材料貯留空間
（ロ）の後方に位置する栓体１２，１２も隙間を隔てた
２重構造となっているので、材料貯留空間（ロ）から粉
粒体材料を漏れ出た場合にも、その隙間に形成された補
助空間（ハ）で受け止めることができる。更に、従来構
造の材料輸送栓に比べて、材料貯留空間を増大させたと
きにも、補助栓体１３が輸送管路の内面に接触するの
で、材料貯留空間に充填補給された粉粒体材料の全体が
輸送管路の内面に接触して摩擦抵抗を増大させることが
なく、このため輸送管路３内をスムーズに気力輸送させ
ることができる。

【００１６】図４は、材料輸送栓Ａの材料貯留空間
（イ），（ロ）に、粉粒体材料Ｐ’，Ｐ’を収容させ
て、垂直管を上昇させている様子を示しているが、この
ような本発明によって採用される材料輸送栓の構造によ
れば、従来構造に比べて、極めて小さい引張り力で気力
輸送できることが本発明者らの実験結果より明らかにな
っている。

【００１７】ついで、錠剤輸送に適用された本発明の気
力輸送システムの一実施例を説明する。図２，図３はシ
ステムの概略構成を示す図である。打錠機（不図示）よ
り連続的に製造された錠剤Ｐは、粉取機で粉塵が除去さ
れた後、パッカー式ダンパとコニックバルブを有した気
密輸送タンク２内に供給され計量された後、分配供給装
置２３，２３によって、輸送管路３内の基端部３１内に
待機している材料輸送栓Ａの材料貯留空間（イ），
（ロ）に均等に分配され充填投入される。ここに示され
た分配供給装置は、垂直に降下する垂直配管２３ａ，２
３ａを２股分岐管２３，２３の下方に連設した構造にな
っているので、材料計量室３０より粉粒体材料Ｐが２股
分岐管２３，２３の傾斜面を通じて落下して来たとき
に、垂直配管２３ａ，２３ａによって排出方向が変更さ
れる。このため、材料充填時に自然に形成される安息角
を崩して、材料輸送栓Ａの貯留空間に充填される粉粒体
材料の充填量を増大できる。分配供給装置２３，２３に
よる錠剤Ｐの材料輸送栓Ａへの充填補給が終了すると、
後述する手順で加圧ガスが輸送管路３内に供給され、こ
の加圧ガスによって材料輸送栓Ａは輸送管路３内を圧送
され、最後に捕集器４に到達する。かくして、錠剤Ｐを
充填補給した材料輸送栓Ａが捕集器４まで到達すると、
錠剤Ｐは捕集器４の材料排出口４１よりほぼ自然落下に
近い状態で落下して、ジグザク板４２ａを設けた衝撃防
止シュート４２内を通じて貯蔵容器（不図示）内に落下
され、貯蔵される。

【００１８】このような気力輸送システムを構成する各
部の構成を説明すると、輸送管路３は、その基端部３１
に材料輸送栓Ａを収容する輸送栓収容部３１ａを有して
おり、図２，図３に示した例では、気密輸送タンク２の
下部に分配供給装置となる垂直出口２３ａ，２３ａを有
した２股に分岐された材料投入口２３，２３の直下に形
成されている。

【００１９】輸送管路３は、基端部３１を含む下部水平
管路３ａにベンド管３ｂを介して大径の垂直立ち上がり
管路３ｃの下端を接続し、この垂直立ち上がり管３ｃの
上端には別のベンド管３ｄを連結し、その終端に捕集器
４を接続して構成されており、該捕集器４の下方には前
述した緩衝シュート４２を付設させている。また、この
ような輸送管路３の始端部には輸送ガス供給管路５が設
けられ、この輸送ガス供給管５からは、低速、高速輸送
用の制御弁を開閉して、加圧された輸送ガスを供給する
一方、輸送管路３内のエアーを吸引して材料輸送栓Ａを
帰還させている。

【００２０】輸送管路３には、後述する制御を行うため
に種々な輸送栓検出のためのセンサーを設けている。す
なわち、輸送管路３の始端に設けたセンサーＳ１は材料
輸送栓Ａの待機位置への帰還を検出するため、センサー
Ｓ２は材料輸送栓Ａの材料貯留空間（イ），（ロ）内へ
の粉粒体材料の充填補給を検出するため、センサーＳ３
は材料輸送栓Ａの加速位置、センサーＳ４は材料輸送栓
Ａの減速位置、センサーＳ５は材料輸送栓Ａの終端位置
を検出するためにそれぞれ設けられている。

【００２１】このような気力輸送システムでは、材料輸
送栓Ａが捕集器４に達すると、センサーＳ４がこれを検
知し、輸送ガスの間欠供給によって材料輸送栓Ａを更に
捕集器４の材料投入口４１まで移送させ、材料輸送栓Ａ
によって移送されて来た粉粒体材料を捕集器４の材料投
入口４１より落下させるのに充分な所定の遅れ時間が経
過した後、輸送ガス制御手段を吸引モードに切換設定し
て材料輸送栓Ａを最初の待機位置まで吸引帰還させる
が、材料輸送栓Ａが錠剤の気力輸送を終了して待機位置
まで強制帰還されると、センサーＳ１が材料輸送栓Ａを
検知して輸送ガス制御手段による吸引モードの動作を停
止させて、気密輸送タンク２のコニックバルブ２４ａを
開き、次の輸送分の錠剤Ｐを材料輸送栓Ａに充填補給さ
せる。なお、材料輸送栓Ａの検知のために設置されたセ
ンサーＳ１〜Ｓ５はカラーセンサー、光センサーが使用
できる。

【００２２】気密輸送タンク２は、逆コーン状の底部を
有した材料投入ホッパー２１の下方に、材料輸送栓Ａに
よる１回分の充填補給量を計量させるために材料計量室
２０を通過させ、この材料計量室２０の下方にコニック
バルブ機構２４を設けている。このような構造のコニッ
クバルブ機構２４では、不図示のバルブ制御手段から加
圧エアーが供給されたときには、傘状弁体２４ａは、そ
の加圧力を受けて上昇されて材料計量室２０の材料排出
口２０ａを閉じるが、バルブ制御手段が加圧エアーの供
給を停止すると、傘状弁体２４ａは自重で降下して材料
排出口２０ａが開かれる。

【００２３】材料計量室２０内に設けた材料受け体２２
は、材料投入ホッパー２１の外方に設けたエアーシンリ
ダーのロッド（不図示）に連動するリンク機構２１ｂを
介して回動させて材料排出口２０ａを開閉させる構造と
なっている。このような構造のパッカー式ダンパー機構
は、構造が簡単な上に、材料投入ホッパー２１より固形
物材料が連続して投入されて来ても落下して来た固形物
材料は、湾曲した受け面を形成した材料受け体２２によ
って受け止められるので、噛み込みを生じたり、傷を付
けたりすることがない。

【００２４】次に、本発明の気力輸送システムの動作に
ついて説明する。錠剤Ｐが打錠機（不図示）などから送
られて来ると、気密輸送タンク２の材料計量室２０内に
収容され、このときコニックバルブ機構２４の弁傘２４
ａは材料計量室２０の排出口２０ａを閉じているが、材
料計量室２０内に所定容量の錠剤Ｐが貯留されると、レ
ベルセンサー２５がこれを検出してパッカー式ダンパー
の材料受け体２２を回動させて材料ホッパー２１の供給
口２１ａを閉じ、ついでコニックバルブ２４の傘弁２４
ａが下降し、これによって材料輸送栓Ａに投下すべき１
回分の錠剤Ｐが充填補充される。すなわち、コニックバ
ルブ機構２４の弁傘２４ａが下動されると、材料計量室
２０に貯留された錠剤Ｐは、２股の分岐管２３，２３を
通じて垂直分岐管２３ａ，２３ａより自然落下して材料
輸送栓Ａの材料収容空間（イ），（ロ）に同時に収容さ
れる。

【００２５】ついで、センサーＳ２によって錠剤Ｐの材
料輸送栓Ａの材料収容空間（イ），（ロ）への充填補給
が終了したことが検知され弁傘２４ａが上動し、低速輸
送用の制御弁が開かれてガス供給管５より加圧された輸
送ガスが供給され、この結果、材料輸送栓Ａは低速で移
動する。材料輸送栓Ａが輸送管路３の基端部から離れて
行くとき、材料輸送栓Ａの材料収容空間（イ），（ロ）
より盛り上がった錠剤Ｐは、その安息角が次第に崩れて
充填されて行き、材料収容空間（イ），（ロ）を形成す
る後方の栓体を乗り越えた一部の錠剤は、後方の材料収
容空間（ロ）や補助空間（ハ）に収容される。

【００２６】材料輸送栓Ａは、輸送管路３内におけるセ
ンサーＳ３が検知信号を出力するまでの間は、低速で移
送され、センサーＳ３を検知した後は、高速輸送用の制
御弁が開かれて輸送管路３内を高速で移送する。材料輸
送栓Ａは輸送管路３内を高速で移送され、ベンド管３ｂ
を上昇し始めると、ベンド管３ｂの曲率に応じて材料輸
送栓Ａの連結棒１８も湾曲して、栓体１２の上端面とベ
ンド管３ｂ内面との間で隙間を生じ、ここから粉粒体材
料が漏れ落ちる場合がある。しかし、このような場合に
万一漏れ落ちが生じても、材料輸送栓Ａの補助空間
（ハ）に収容保持されるので、そのまま材料輸送栓Ａに
よって移送される。そして、捕集器４の手前でセンサー
Ｓ４が検知信号を出力するまで、材料輸送栓Ａは高速で
移送され、センサーＳ４が検知信号を出力すると、再び
低速輸送となって捕集器４の終端まで材料輸送栓Ａを移
送する。このときの低速輸送は、インチング操作によっ
てなされ、材料輸送栓Ａは間欠的に移送される。そし
て、センサーＳ５が材料輸送栓Ａを検知すると、低速輸
送用の制御弁が閉じられる。材料輸送栓Ａは、このイン
チング操作によって、材料輸送栓Ａの材料貯留空間に充
填補給した粉粒体材料を捕集器４に排出する。材料輸送
栓Ａは、インチング操作によって終端位置まで次第に圧
送されて行く。材料輸送栓Ａが捕集器４の材料投入口４
１に到達すると、材料投下口４２からの輸送ガスの漏れ
出しによって推進力がなくなるとともに、材料収容空間
（イ），（ロ）と補助空間（ハ）に収容された錠剤Ｐ
は、捕集器４の材料落下口４２よりほとんど自然落下に
近い状態で落下する。

【００２７】このようにして、材料輸送栓Ａが粉粒体材
料Ｐを捕集器４まで輸送させた後は、吸引モードとなっ
て、材料輸送栓Ａが粉粒体材料Ｐの捕集器４への輸送を
完了させた後は、ガス供給管５よりエアーを吸引し、こ
の吸引力で材料輸送栓Ａを待機位置まで復帰させるが、
この帰還の途中において、センサーＳ３が材料輸送栓Ａ
を検知すると、ガス供給管５はエアー吸引に加えて、加
圧ガスを逆噴射してブレーキを加える。この結果、材料
輸送栓Ａは減速しながら待機位置まで帰還し、センサー
Ｓ１が材料輸送栓Ａを検知すれば、その時点で吸引エア
ーと、加圧ガスの逆噴射を停止させる。

【００２８】以後は、同様な手順で錠剤Ｐを材料輸送栓
Ａの充填補給して、捕集器まで気力輸送され、図５のス
テップ１００〜１２３に基本動作をフローチャートをも
って示す。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、材料輸送栓の材料貯留
空間を少なくとも１以上の補助栓で区分した多室構造と
し、輸送管路の基端部にセットされた材料輸送栓には、
分配供給装置によって、材料輸送栓の材料貯留空間に粉
粒体材料を充填補給させる構造としているので、粉粒体
材料を材料輸送栓へスピーディにかつバランス良く充填
補給できる。

【００３０】また、粉粒体材料を充填補給した材料輸送
栓は、従来構造の材料輸送栓に比べて同量の粉粒体材料
を気力輸送する場合の輸送抵抗が小さくなっているの
で、材料輸送をスムーズに行えるため、気力源のパワー
アップを抑制し、設備コストを著しく軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用される材料輸送栓の説明図
である。

【図２】本発明の気力輸送システムの概略構成を説明す
る図である。

【図３】本発明の気力輸送システムの概略構成を説明す
る図（粉粒体材料の充填補給された状態を示す）ある。

【図４】本発明の気力輸送システムの基本動作を示した
フローチャートである。

【図５】材料輸送栓における材料輸送の状態を示した説
明図である。

【符号の説明】 Ａ 材料輸送栓 イ、ロ 材料貯留空間 ハ 補助空間 １１，１２ 栓体 １３ 補助栓体 ２ 気密輸送タンク ２３ 分配供給装置 Ｐ 粉粒体（錠剤） ３ 輸送管路 ３１ その基端部 ４ 捕集器 ５ ガス供給管 Ｓ１〜Ｓ５ センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 和栄 奈良県生駒市あすか野南２−７−２ (56)参考文献 特開 平４−217512（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−217513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−40191（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−62324（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−42348（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65G 51/04 101 B65G 51/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輸送管路の基端部内にセットされた材料輸
   送栓に粉粒体材料を充填補給し、この材料輸送栓を輸送
   管路の終端部まで気力輸送させ、粉粒体材料を排出させ
   た後、輸送管路の基端部に復帰させる動作を繰り返し行
   って、粉粒体材料を気力輸送させる粉粒体材料の気力輸
   送システムにおいて、 上記材料輸送栓は、粉粒体材料を充填補給させる材料貯
   留空間を少なくとも１以上の補助栓で区分した多室構造
   となっており、上記輸送管路の基端部では、輸送管路内
   にセットされた上記多室構造の材料輸送栓に形成された
   材料貯留空間の各々に粉粒体材料を充填補給させる分配
   供給装置を設けた構造とした粉粒体材料の気力輸送シス
   テム。
2. 【請求項２】上記分配供給装置は、コニックバルブを設
   けた材料計量室に、垂直に降下する垂直配管を連設した
   ２股分岐管を設けた構造とした請求項１に記載の粉粒体
   材料の気力輸送システム。