JP4269070B2 - 流動性物質の排出装置 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、粉状物質や粒状物質等の流動性を有する物質の微調整排出を可能とした装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
食品、医薬品、化学品等の広い産業分野では、粉体や粒体等からなる流動性を有する多種類の物質が製品化のための原料として使用されている。これらの流動性を有する物質(以下、単に流動性物質と称する)は、内容成分を異にする種類毎にホッパーに収容され、保管されており、必要に応じてホッパーを所定の場所に移送し、定量を排出していた。
【0003】
従来、収容した流動性物質をホッパーから排出するためにはスクリューフィーダーや振動フィーダー等の排出装置を使用していたが、これらの装置は一台のホッパーにそれぞれ設置する必要がある。従って、流動性物質が多種類存在する場合には、排出装置を有するホッパーを用意しなければならず、経済的負担が大きいものであった。
【0004】
そこで、例えば、特開平7−300189号や特表平8−507032号に示されるように、ホッパー内にコーン型バルブを設置し、バルブを開閉操作することによってホッパー下部の排出口から流動性物質を排出する技術が提供されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術は、バルブをホッパーの下方にある昇降装置によって上昇させて流動性物質の排出流路を形成するようにしてあるので、排出流路中に昇降のためのアクチュエータ部分が存在し、この部分への流動性物質の付着、堆積が避けられないものであった。
【0006】
本願出願人は、この問題点を解決するために、特願平9−279332号(特開平11−100091号)ではホッパー内において排出口を開閉するコーン型バルブを、ホッパー外においてホッパーの上方に設置した昇降装置によって上下動させ、流動性物質の排出能力を向上させる排出装置を提供している。
【0007】
しかし、物質の性状によってはホッパー内でブリッジ現象を生じ、バルブを開放しても物質を排出することができない事態を生じていた。特に、本願出願人の提供する装置では、排出量の精度向上を図る時、排出口とバルブ位置で形成される排出流路空間を狭めるため、物質によるブリッジが形成しやすくなっていた。また、シャフトやバルブに振動を与えてブリッジを破壊する手段もあるが、強固なブリッジを破壊することはできないものであった。
【0008】
本発明は、上記する従来技術の種々の問題点に鑑み、流動性物質の排出量を微調整可能にするとともに貯留槽内でブリッジを生ずることのない流動性物質の排出装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明排出装置は、粉体、粒体等の流動性物質を収容した貯留槽の下部に設けた排出口を貯留槽内に設けたバルブによって開閉可能とし、バルブ操作によって流動性物質を排出口から排出する装置において、貯留槽を上方に貫通するシャフトにより水平方向に回転可能であるとともに垂直方向に上下動可能なバルブの下部には、バルブ上昇時にともなって貯留槽に収容された流動性物質を排出口に排出する排出空間を有し、かつ、前記シャフト回転時に排出口の内面に接することのできる外径からなる円筒状の流量調節部材を設けたものである。
【0010】
シャフトにはシャフトとともに回転するブリッジブレーカーを設けてある。また、流量調節部材は、円筒体の上部から下方に向けて拡開する排出空間を有するもにであり、或いは、円筒体の周面に排出孔を形成したものであり、更に、円筒体に形成した縦長な排出孔を周方向に複数形成したものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は本発明装置の全体を示すものであり、ホッパー、コンテナ、サイロ等を総称する流動性物質の貯留槽1は、円筒体の下部に円錐部を形成するとともに円錐部の下端には流動性物質の排出口2を形成したものであり、この貯留槽1は、載置台3上に立設してある。尚、流動性物質は、貯留槽1の上部に設けた投入口4から供給される。
【0012】
符号5はコーン型バルブであり、図2に拡大して示すように、上方に垂直状に連結したシャフト6により水平方向に回転可能であるとともに垂直方向に上下動することができるようになっている。バルブ5の下端周面にはゴム製のリング7が嵌めてあり、バルブ5が最下点位置にあるときリング7は排出口2を密に閉じるようになっている。また、バルブ5の下部には、排出口2の内面に接することのできる外径を有する円筒状の流量調節部材8が一体に連結してある。
【0013】
この流量調節部材8は、バルブ5を上昇させて排出口2を開放し、流動性物質を排出する時に排出量の制御あるいは排出量の微調整をするものである。このため、図2、図3に示すように、円筒体9には、上部から下方に向けて拡開する形状とした排出空間10が形成してあり、この排出空間10は円筒体9の周方向にそって二以上複数配設してある。
【0014】
バルブ5とともに流量調節部材8を上昇させた時、排出口2に対する排出空間10の高さ位置の変化、即ち、排出空間10の面積の変化によって排出量を微調整することができる。従って、バルブ5とともに流量調節部材8が上昇するごとに排出量が増加することになる。例えば、流量調節部材8のX位置が排出口2の位置である時、排出量は少なく、Yの位置が排出口2にある時には排出空間10が全開となって排出量は大となる。
【0015】
前記のようにバルブ5は回転し、上下動するが、このためにシャフト6は貯留槽1を貫通して上端を回転機構11に直結し、また、回転機構11は昇降機構12に連結してある。符号13は軸受である。
【0016】
回転機構11は、ベベルギア構造となっており、シャフト6に直結する回転ギア14とモータ15に直結する駆動ギア16とが噛み合い、モータ15により駆動ギア16を回転させることで回転ギア14を介してシャフト6は一方方向にあるいは逆転可能なモータ15を使用することで反転可能となっている。各ギア14、16は、枠体17によって回転可能に支持されており、枠体17は連結部材18を介して昇降機構12に連結している。尚、符号19は、補助ギアであり、回転ギア14が安定して回転するよう複数設置されている。
【0017】
昇降機構12は、公知のスプラインボールネジ構造を使用している。図4に詳細を示すように、昇降機構12を構成する駆動部20は、貯留槽1を囲むようにして立設した固定フレーム21上に設置してある。駆動部20内を垂直方向に貫通する昇降軸22は固定フレーム21の下方に突出させて前記の連結部材18に連結してある。この連結部材18は、ギア構造を囲む一対の垂直板と一枚の水平板とから下向きコ字形状となっており、昇降軸22の下端は連結部材18の水平板の中央に連結している。
【0018】
駆動部20内のボールねじナット23に設けたプーリ24と、固定フレーム21上に設けた逆回転可能なモータ25のプーリ26とをチェーンあるいはベルトで連結し、モータ25でプーリ26およびプーリ24を回転させれば、ボールねじナット23は回転するが、駆動部20内の直動ベアリング27は固定してあるので、昇降軸22は回転することなく上下動することになる。そして、昇降軸22は、モータ25の回転方向によって上方あるいは下方に移動する。
【0019】
このように昇降軸22を上下動させることで回転機構11およびシャフト6を介してバルブ5も上下に移動するので、バルブ5は排出口2を閉じたり開いたりすることができる。尚、符号28は、回転機構11を安定して上下動させるためのガイドバーであり、固定フレーム21を貫通して下端が連結部材18に固定してある。
【0020】
シャフト6にはブリッジブレーカ29が取り付けてある。このブリッジブレーカ29は線材や板材等からなっており、貯留槽1の下方において一本の線や板の一端をシャフト6に連結して水平部29aを形成するとともに先端部は貯留槽1の円錐部にそって傾斜状に形成し、下端はバルブ5に連結してある。従って、ブリッジブレーカ29は、シャフト6の回転とともに回転することになる。
【0021】
本発明は上記の構成であり、常態ではバルブ5は最下点位置にあってリング7が排出口2を密に閉じているので、貯留槽1内の流動性物質は排出されることはない。今、貯留槽1内の物質を容器30に供給する必要が生じた時、昇降機構12を作動させて昇降軸22を上昇させれば、回転機構11、シャフト6に従ってバルブ5も上昇するので、流量調節部材8も上昇する。流量調節部材8の上昇により排出空間10は徐々に排出口2よりも上に位置するので排出空間10を通して流動性物質が流出する。
【0022】
ある決められた量の流動性物質を容器30に供給する時、排出空間10を全開の状態にして、例えば、80%の量を供給し、その後は流量調節部材8を下降させて排出口2に対する排出空間10の開口面積を狭め、微調整供給することで供給量を制御し、供給量が100%に達した時にバルブ5を下降させて排出口2を閉じる。
【0023】
供給量は計量器31により計算されているが、計量器31による計量値、モータ25の回転駆動による流量調節部材8の高さ位置等をコンピュータで管理することにより、排出口2に対する流量調節部材8の高さ位置を制御することで供給量の微調整、供給停止を自動的に行うことができる。
【0024】
少なくとも流動性物質の排出中、シャフト6の回転によりブリッジブレーカ29を回転させれば、貯留槽1内の流動性物質は攪拌されるので、ブリッジ現象を生ずることがなく、排出を円滑に行うことができる。図1に示すブリッジブレーカ29の形状は一例を示すものである。流動性物質を切ったり攪拌できるものであれば形状を問うものではない。例えば、バルブ5やシャフト6に高さ位置を異にして複数本のアームを水平状に突出させたものでもよい。
【0025】
図面において符号32は、貯留槽1の下端に設置した排出シュートである。容器30を排出口2に近い位置に置いて流動性物質を供給することができるが、図示のように排出口2と容器30とが離れた状態で流動性物質の供給を行う場合には排出シュート32を設けることで流動性物質の飛散を防ぐことができる。
【0026】
図5は流量調節部材8の他の例を示すものである。この流量調節部材8は、バルブ5の下方に連結する円筒体9の周面に多数の排出孔33を形成したことに特徴を有している。流動性物質を排出するためにバルブ5を上昇させた時、流量調節部材8も上昇するので、流動性物質は各排出孔33を通して容器30に排出される。最も下に位置する排出孔33aが排出口2よりも上に位置した時が最大の排出量となる。そして、流量調節部材8を下降させる毎に排出量を微調整制御することができる。
【0027】
図6は、流量調節部材8の更に他の例を示すものである。この流量調節部材8は、円筒体9の長さ方向にそって縦長な排出孔34を形成し、この排出孔34は、円筒体9の周方向にそって多数配設したことに特徴を有している。流動性物質を排出するためにバルブ5を上昇させた時、流量調節部材8も上昇するので、各排出孔34の下端が排出口2よりも上に位置した時が最大の排出量となる。そして、流量調節部材8を下降させる毎に排出孔34の開口面積が狭まるので、排出量を微調整制御することができる。
尚、図5、図6において、各排出孔33の大きさや数、排出孔34の横幅の広さや周面方向にそった本数等は任意に選択することができる。
【0028】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば貯留槽内のバルブは、回転機構により水平方向に回転可能であるとともに昇降機構により上下動することができるので、貯留槽の下端に形成した排出口を開閉することができる。
【0029】
バルブの下部には、流動性物質の排出量を調節可能な流量調節部材が設置してあるので、バルブとともに流量調節部材を上下動させることで排出量を微調整することができ、決められた量の流動性物質を容器に供給することができ、計量精度を高めることができる。
【0030】
バルブやシャフトには同時に回転するブリッジブレーカを設けてあるので、ブリッジブレーカの回転で流動性物質を切ったり攪拌するのでブリッジ現象の発生を未然に防止することができ、流動性物質の排出をスムーズに行うことができる。
【0031】
回転機構により回転するシャフトは、貯留槽に軸受を介して回転可能に取り付けてあり、また、流量調節部材は排出口に接して回転するので、シャフトは横方向にぶれることなく回転し、騒音を発生することなく、排出を確実に行うことができる。特に、流量調節部材が回転することで、排出口周辺の流動性物質を回流させ、流出を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の全体を示す正面図である。
【図2】要部を拡大して示す断面図である。
【図3】流量調節部材の斜視図である。
【図4】昇降機構の一例を示す断面図である。
【図5】流量調節部材の他の例を示す正面図である。
【図6】流量調節部材の更に他の例を示す正面図である。
【符号の説明】
1 貯留槽
2 排出口
3 載置台
4 供給口
5 バルブ
6 シャフト
7 ゴム製リング
8 流量調節部材
9 円筒体
10 排出空間
11 回転機構
12 昇降機構
13 軸受
14 回転ギア
15 モータ
16 駆動ギア
17 枠体
18 連結部材
19 補助ギア
20 駆動部
21 固定フレーム
22 昇降軸
23 ボールねじナット
24 プーリ
25 モータ
26 プーリ
27 直動ベアリング
28 ガイドバー
29 ブリッジブレーカ
30 容器
31 計量器
32 排出シュート
33 排出孔
34 排出孔
Claims (5)
- 粉体、粒体等の流動性物質を収容した貯留槽の下部に設けた排出口を貯留槽内に設けたバルブによって開閉可能とし、バルブ操作によって流動性物質を排出口から排出する装置において、貯留槽を上方に貫通するシャフトにより水平方向に回転可能であるとともに垂直方向に上下動可能なバルブの下部には、バルブ上昇時にともなって貯留槽に収容された流動性物質を排出口に排出する排出空間を有し、かつ、前記シャフト回転時に排出口の内面に接することのできる外径からなる円筒状の流量調節部材を設けたことを特徴とする流動性物質の排出装置。
- 前記シャフトにはシャフトとともに回転するブリッジブレーカーを設けたことを特徴とする請求項1に記載する流動性物質の排出装置。
- 流量調節部材は、円筒体の上部から下方に向けて拡開する排出空間を有するものである請求項1または2に記載する流動性物質の排出装置。
- 流量調節部材は、円筒体の周面に排出孔を形成したものである請求項1または2に記載する流動性物質の排出装置。
- 流量調節部材は、円筒体に形成した縦長な排出孔を周方向に複数配設したものである請求項1または2に記載する流動性物質の排出装置。
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