JP5038083B2

JP5038083B2 - 粉粒体篩機

Info

Publication number: JP5038083B2
Application number: JP2007260756A
Authority: JP
Inventors: 文雄加藤
Original assignee: Tsukasa Co Ltd
Current assignee: Tsukasa Co Ltd
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-10-04
Also published as: JP2009090167A

Description

食料品・化学品・薬品等の各種粉粒体を篩（ふるい）にかける粉粒体篩機に関する。

本出願人は、特許文献１で提案した通り、篩の能力を超えた場合に、篩の適正な処理を確保するため、バッフル１５は、開口部１ｂ付近に配置され、開口部１ｂとの間に異物（ボルト・ナット等）を排出できる程度のクリアランス１５０が形成され、バッフル１５は円板６１と該円板６１の周辺に形成された円形の曲板６２とを有する邪魔板１５１と、邪魔板１５１の内側領域４ａに臨む面の半径方向に形成され、かつ、モータ１１側から見て反時計方向に傾斜した複数（ここでは１２枚）のセパレータ６４と、貫通穴１５３とキー溝１５４とネジ穴１５５を有し、曲板６２の中心部に形成された回転軸取付穴６５と、を備え、シーブ８の目が非常に細かい目の場合、シーブ８を通過して外側領域４ｂに排出しきれずにその推進力によって、本来通過しなければいけない粉粒体も過剰にオーバー・アウトレット１０から排出されてしまうことを防止できる発明を提案している。同様の構造が特許文献２にも開示されている。

特開２００１−２８６８２３号公報特開平１１−２４４７８４号公報

ところが、従来の技術では、粉粒体の中に含まれる異物によって網が破損し易くなるおそれがある。例えば、上流のサイロから石のように硬い粉塊がシーブ内に流入し篩網を損傷するおそれがある。サイロの中で雨漏り等や結露によって、粉が付着して硬質の粉塊ができ、その粉塊がたまに出てくることがあるからである。さらにこのような粉塊以外の異物が篩網の破損原因となる場合もある。

また、特許文献１のバッフルは、網内に入った多量の粉粒体を網の前方に跳ね返す機能はあるものの、篩の処理能力を超えた粉粒体が網内に供給された後に、事後的に粉粒体の流量を網内で規制するので、流量規制の効果が不十分であった。従来の分離分級スクリーンは、バッフルをシーブの下流端に設けてはあるが、粉粒体受入部から篩処理室へそのまま粉粒体を通過させてしまうので、脈動してきた粉粒体をそのまま篩にかけてしまい、大量の粉粒体で供給過剰となって、篩網が損傷しやすくなったり、篩面積と回転数に対して一時的な能力不足に陥る不都合があった。

そこで、本発明はこれらの問題点を解決するために成されたもので、第１の目的は、異物による網の破損を防止すること、第２の目的は、篩処理能力のオーバーフローを好適に解消することである。

前記目的を達成するために請求項１〜２に記載の発明がなされたものである。請求項１によれば、前記供給室と篩処理室の境界の近傍において、外周部が前記筒体の内面と間隙を設けられ、前記回転軸に同軸上に半径方向に延び出した状態で軸着され前記シーブへの粉粒体の流入を規制する円板状のプレ・セパレート板を設けている。この間隙により、シーブ内に流入する粉粒体の大きさを制限し、また、異物の流入を制限することができる。

プレ・セパレート板が、半径方向に設けられて粉粒体の通過を許容する複数の通過孔と、該通過孔を形成する一辺から、主面に対して傾斜して周方向に延び出し、該通過孔を覆うように設け、前記通過孔を形成する他辺との間で間隙を形成するセパレータと、を備えたものである。間隙の大きさは、粉粒体の種類やシーブの篩能力等の種々の設計条件に応じて、適宜設定し得る。

前記回転軸よりも太径の横断面が円形のドラムを、前記回転軸の軸方向に前記シーブに対して同軸状に設け、前記ドラムの前部が円錐形状に形成されて、その外周面に前記回転攪拌翼を取り付け、前記プレ・セパレート板を前記ドラムの外径面に周設したことが好ましい。

請求項１記載の発明によれば、異物流入によるシーブの損傷を防止でき、また、シーブへの粉粒体の流入規制を実現できる。

請求項１の発明によれば、前記間隙に加えて、通過孔とセパレータによっても、供給室から篩処理室への粉粒体の通過領域を増大することで、異物の除去と、シーブへの粉粒体の流入規制を一層、効果的なものとすることができる。

請求項２の発明により、ドラムを設けたことで圧力損失が低減し、篩効率が高くなる。

本発明第１実施形態の粉粒体篩機１について図１乃至図６を参照して説明する。図１の通り、粉粒体篩機１は、ハウジング２と、上部所定の位置にインレット３ａと、インレット３ａと連通する上部開口が形成され軸方向が横方向に形成された筒体３ｂ（例えば円筒体）と、このインレット３ａと筒体３ｂとにより囲まれる供給室３ｃとが形成された粉粒体供給部３と、粉粒体供給部３に連設された篩処理室４と、ハウジング２内において、軸受５ａ，５ｂで横方向に支持された回転軸５（図１、２参照）と、この回転軸５に設けたプレ・セパレート板６と、篩処理室４の領域に設けられ、回転軸５の外径部から半径方向に突出し、回転軸５の回転によってハウジング２の篩処理室４の内部を回動する回転攪拌翼７と、回転攪拌翼７の先端軌跡の近傍外側において、回転軸５の軸線方向に設けられ、篩処理室４を内側領域４ａと外側領域４ｂとに分割する円筒型のシーブ８と、を備えたものである。篩処理室４の内部を回転軸５、攪拌羽根７１及びシーブ８が横方向に貫通している。

また、粉粒体篩機１は、図１に示す通り、外側領域４ｂに形成されて、このシーブ８を通過した粉粒体が排出されるよう誘導するスルー・アウトレット９と、内側領域４ａと連通され、シーブ８を通過できなかった粉粒体が排出されるよう誘導する取出部１０と、回転軸５と連結するプーリ１１と、を備えたものである。この粉粒体篩機１は、例えば、開袋機の下流に設置されて篩を行ったり、サイロから供給される粉粒体を袋にパッキングする前に篩を行って夾雑物（異物）を除去したり、粉粒体を２次加工する場合、塊を砕いたり（ダマ取り）、複数種類の粉粒体を混合する前に篩処理を行なう等、様々な用途に利用できる。以下、各部を詳細に説明する。

ハウジング２は上述の構成のほか、図１に示す通り、機械室２ａを備え、回転軸５の一部、軸受５ａ、５ｂ等が収容されている。

粉粒体供給部３は、図１に示す通り、その内部領域にある回転軸５から半径方向に延び出す攪拌羽根３ｄを備えている。この攪拌羽根３ｄはパドル形状に設定され、インレット３ａから供給室３ｃへ供給された粉粒体を筒体３ｂを経て、篩処理室４へ送り出すものである。攪拌羽根３ｄは、所定間隔毎に半径方向に延び出す複数の支持軸と、支持軸に取り付けられた羽根を備えたものである。攪拌羽根３ｄにより、粉粒体供給部３の内部空間で粉粒体の流動化を十分に促進するものである。

この攪拌羽根３ｄは上流側機器がバッチ処理の場合に好適であるが、連続的、定量的な供給にも適用可能である。従来のスクリューフィーダでも粉粒体供給部３の送りの長さが長ければある程度、定量的に供給されることはできるが、上方から粉粒体を供給する構造、シーブ８等の占有スペースの関係上、どうしても相対的に距離が短くなるので、従来技術では対応できない。そこで、攪拌羽根３ｄとすることで、送り長さが短いことに対応できる。支持軸は１８０度毎に配置されているが、その他の角度、例えば、支持軸の径や軸長によっては、９０度ずつでも良い。

プレ・セパレート板６は、図３、図４の通り、回転軸５が貫通した状態で固定されて一体回転可能である。異物Ｍ（図６円内参照）の通過を阻止し異物Ｍによりシーブ８が損傷することを防止したり、或いは、粉粒体が供給過剰になった場合に、本来は粉粒体供給部３へ供給された粉粒体が篩処理室４に一度に入ることを阻止し、シーブ８の適正な能力を確保するものである。設計条件によって、攪拌羽根３ｄと組み合わせても良いし、プレ・セパレート板６を単独でも使用可能である。

このプレ・セパレート板６は、図１及び図６に示す通り、筒体３ｂのうち、供給室３ｃと篩処理室４の境界付近にある部分の内部において、回転軸５の位置に固定され、筒体３ｂの内面との間に、粉塊等の異物（図６円内参照）の排出を阻止する程度のクリアランス６０が形成されている。プレ・セパレート板６は、円板６１と、この円板６１の周辺に形成された円形の曲板６２とを有する。この円板６１には、半径方向に所定間隔又は適宜間隔で放射状に形成され粉粒体が通過する複数の通過孔６３と、この通過孔６３の各々を覆うように主面に対して傾斜した複数（ここでは８枚）のセパレータ６４と、曲板６２の中心部に形成された回転軸取付穴６５と、キー溝６６と、を備えたものである。回転軸取付穴６５に回転軸５が貫挿され、キー溝６６が回転止めとなり、セットボルト（図示略）が取り付けられるようになっている。プレ・セパレート板６と回転軸５とは溶接接続によって固定してもよいが、溶接せずに、キー溝６６によって回転止めをする構成とすることが好ましい。これによりプレプレ・セパレート板６の取付方向を必要に応じて容易に逆転させることができる。

図６に示すクリアランス６０の寸法Ｄ₁と、図５（ａ）（ｂ）に示す通り、セパレータ６４と主面６１ａとの間隙６４ａの寸法Ｄ₂は、異物Ｍ（図６円内参照）がシーブ８内に入り衝突によってシーブ８が損傷することを阻止するため、あるいは、篩処理室４に過剰に供給される粉粒体によるシーブ８の変形等を防止する趣旨で、その大きさが制限されている。また、プレ・セパレート板６を設けると、適正な量の粉粒体が篩処理室４に送られるので、篩効率が向上する。粉粒体が脈動して一度に多量に粉粒体供給部３に供給されてきたとき、粉粒体を篩処理室４に多量に送り出すことを防止し、シーブ８への粉粒体の供給を安定させ、粉粒体の送り量が抑制でき、粉粒体の脈動に起因する供給過剰をなくすことができる。つまり、クリアランス６０と、通過孔６３と、を通過する粉粒体の径と通過量を制限したものである。通過できる粉粒体の径は、クリアランス６０の寸法Ｄ₁、間隙６４ａの寸法Ｄ₂により、また、粉粒体の通過量は、クリアランス６０の寸法Ｄ₁、間隙６４ａの寸法Ｄ₂、通過孔６３の面積により適宜設定できる。セパレータ６４は、粉粒体の通過量を規制するため、主面６１ａに対して垂直ではなく、傾斜させることが好ましい。

プレ・セパレート板６は金属製が好ましいが限定されるわけではない。製作工程は、板金加工、もしくは、鋳物等で製造したものでも良い。大きな異物、例えばサイロで凝集した硬質の粉塊が混入した場合、プレ・セパレート板６に衝突するので、適宜な強度を持たせる必要がある。図４（ｂ）に示す通り、隙間６４ａ、セパレータ６４のない盲板でもよい。

プレ・セパレート板６の寸法は、供給能力によって相違するため、限定されるわけではないが、板厚が３ｍｍ、最大直径２４０ｍｍ、セパレータ６４の個数が８個で、その傾斜角度が主面６１ａに対して２０度、縦６４ｍｍ、横１９ｍｍ、主面６１ａの径が２１０ｍｍ、通過孔６３は縦６４ｍｍ、横２０ｍｍ、クリアランス６０の寸法Ｄ₁（図６参照）と隙間６４ａの寸法Ｄ₂（図５（ａ）参照）は、３ｍｍが一例として挙げられる。クリアランス６０、プレセパレータ板６の寸法は供給能力等の設計条件によって適宜設定し得る。クリアランス６０の寸法Ｄ₁は３〜３０ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍ、特に好ましくは３〜５ｍｍであるが、限定されるものではない。また、隙間６４ａの寸法Ｄ₂は、３〜５ｍｍが好ましいが、限定されるわけではない。

本実施形態では回転軸５の回転方向はプーリ１１から見て時計方向に設定され、セパレータ６４の傾斜方向は、篩処理室４側へ傾斜するように設定されている。通過させたい粉粒体の量や種類によっては、回転方向或いは傾斜方向を逆方向に設定することもある。

円板６１の周辺に形成された円形の曲板６２は、図１及び図６に示す通り、シーブ８側に傾斜した構造であるが、粉粒体供給部３の側に傾斜した構造でもよい。

回転攪拌翼７は、図１及び図６の通り、回転軸５の半径方向に延び出す複数のアーム７０に固定された攪拌羽根７１から構成されたものである。攪拌羽根７１は、複数枚、ここでは９０度毎に４枚設けられ、回転軸５の軸線方向に対して所定角度傾斜して配置されたものである。回転攪拌翼７の回転方向は予め設定されていることが好ましいが、時計方向、反時計方向にいずれにも回転できるように設定しておいてもよい。これにより流量規制の大きさを調整することができる。

シーブ８は、図１の通り、水平方向に篩処理室４に配置され、円筒形の網８ａと、網を支持する網固定具８ｂと、を備え、その前端は、筒体３ｂの後端部に固定され、その後端は後壁１ａに固定されている。このシーブ８の詳細な構造については国際公開番号ＷＯ２００４／０６０５８４Ａ1号公報を参照されたい。

スルー・アウトレット９は、図１の通り、ホッパ形状であって底部に排出口９ａが形成されたものである。取出部１０は、開口部１ｂを覆うように後壁１ａに連設されたもので、底部に排出口１０ａが形成されたものである。貯留部１０ｂが排出口１０ａの下流に形成されている。

次に粉粒体篩機１の動作について図面を参照して説明する。粉粒体供給部３の上部から粉粒体が、インレット３ａへ供給され、回転軸５に設けた攪拌羽根３ｄにより、右方向に粉粒体が送られる。粉粒体供給部３の内部空間では、攪拌羽根３ｄの働きにより粉粒体が十分に流動化する。

粉粒体供給部３へ供給され攪拌羽根３ｄで攪拌された粉粒体は、供給室３ｃからクリアランス６０又は隙間６４ａを経て、粉塊等の異物Ｍの通過を阻止し、粉粒体の供給量が規制されながら、篩処理室４へ供給される。

シーブ８の内側領域４ａでは回転攪拌翼７が回転し、シーブ８の目より小さい粉粒体をシーブ８から通過させて外側領域４ｂへ排出させ、次いでスルー・アウトレット９から排出させる。一方、シーブ８の目より大きい粉粒体はシーブ８を通過できず、内側領域４ａを推進し、取出部１０から外部に排出される。

図６の円内の記載の通り、硬質化した粉塊等の異物Ｍは、篩処理室４へ入ることができず、粉粒体供給部３の底部に貯留するので、粉粒体篩機１の駆動を停止させ、図示せぬ点検口を開いて、適宜、外部に排出する。

なお、粉粒体の用途によって主となる目的が違ってくる。
粉粒体篩機１は、定量供給が原則である。定量供給のためには、通常、ロータリーバルブ、スクリューフィーダー等の定量供給機が必要になってくる。ところが、本実施形態においては、プレ・セパレート板６によって、流量を規制するので、そういったものが必要なくなってくる効果を生じることがある。また、通常、ラインにおいては粉体の流量は既に計量してロータリーバルブで流量規制されてきているが、空気輸送では、粉が脈動することが多く、途中で圧力変化が生じることがある。しかしながら、本実施形態においては、プレ・セパレート板６によって、粉粒体が脈動して入ってきたときに、流量を均すことができる。サイロから粉体が供給されてくるようにラインを自動化している設備に適用する場合には、サイロを年間、何回かは掃除をするにしても、粉塊が出てくることがある。そうすると、網８ａを破損して、シフターとしての役目を果たさなくなってしまうおそれがある。こうした場合には、プレ・セパレート板６は、網８ａの破損防止が主である。
一方、人が袋をカッターで切り込んで、粉粒体供給部３へ粉粒体を供給する場合、粉塊はあまり出てこないので、プレ・セパレート板６は、流量規制が主となる。流量規制によりシーブ８への供給量が均される。このように、異物除去によるシーブの破損防止が主ではなく、流量規制として主に用いるのであれば、この隙間Ｄ₁をもう少し広くする、つまり、プレ・セパレート板６の直径を小さくする方が好適な場合がある。

本発明の第２実施形態である粉粒体篩機１０１を図７を参照して説明する。インライン型粉粒体篩機に適用したものであり、部品番号を１００番台として共通する要素の図示及び説明は援用する。粉体と空気の混合気は、インレット１０３ａから供給室１０３ｃに入り、螺旋流となって、篩処理室１０４に入る。なお、篩機自体の詳細な構造については、国際公開番号ＷＯ０２／３８２９０Ａ１号公報を参照されたい。インライン型の場合は、混合気が旋回流となるので、回転軸１０５の回転方向と、セパレータの傾斜方向が同一方向であることが好ましい。

本発明の第３実施形態である粉粒体篩機２０１を図８を参照して説明する。ドラム型のインライン型粉粒体篩機に適用したものであり、軸２０５にドラム２０５cが固定され、このドラム２０５ｃにプレ・セパレート板２０６が固定されたものであるので、部品番号を２００番台として共通する部品の図示及び説明は援用する。ドラム２０５ｃの詳細は特願２００６−１３１９０４号又は国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０００５０６号を参照されたい。なお、このドラム２０５ｃの前部に形成される円錐部をなくして、円筒型ドラムとして（実開平２−１２４８７号公報、実開平４−７８９６８号公報参照）、第１実施形態の粉粒体篩機に適用する別の実施形態としてもよい。

以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で多くの技術的な設計変更を施し得ることは当然である。

本発明第１実施形態の粉粒体篩機の内部構造図である。図１のＡ-Ａ断面図である。（ａ）は同粉粒体篩機のプレ・セパレート板の正面図、（ｂ）は同平面図、（ｃ）は同背面図である。（ａ）は同プレ・セパレート板の斜視図、（ｂ）は同プレ・セパレート板の変更形態の斜視図である。（ａ）は図３（ａ）のＢ-Ｂ断面図、（ｂ）は図３（ａ）のＣ-Ｃ断面図である。図１のプレ・セパレート板付近の部分拡大図である。本発明第２実施形態の粉粒体篩機の内部構造図である。本発明第３実施形態の粉粒体篩機の内部構造図である。

符号の説明

１・・・粉粒体篩機１ａ・・・後壁１ｂ・・・開口部２・・・ハウジング
２ａ・・・機械室３ａ・・・インレット３ｂ・・・筒体
３ｃ・・・供給室３ｄ・・・攪拌羽根３・・・粉粒体供給部
４・・・篩処理室４ａ・・・内側領域４ｂ・・・外側領域
５ａ，５ｂ・・・軸受５・・・回転軸６・・・プレ・セパレート板
６０・・・クリアランス６１・・・円板６１ａ・・・主面６２・・・曲板
６３・・・通過孔６４・・・セパレータ６４ａ・・・間隙
６５・・・回転軸取付穴６６・・・キー溝Ｄ₁，Ｄ₂・・・寸法
７・・・回転攪拌翼７０・・・アーム７１・・・攪拌羽根８・・・シーブ
９・・・スルー・アウトレット９ａ・・・排出口
１０・・・取出部１０ａ・・・排出口１０ｂ・・・貯留部
１１・・・プーリ

Claims

上流から供給される粉粒体を受け入れるインレットを形成した筒体と、前記筒体により囲まれる供給室と、を備えた粉粒体供給部と、
該粉粒体供給部の供給室と横方向に連通する篩処理室と、
前記供給室及び前記篩処理室の内部に横方向に配置された回転軸と、
前記篩処理室の内部に前記回転軸と同軸状に配置される円筒状のシーブと、
前記供給室と篩処理室の境界の近傍において、外周部が前記筒体の内面と間隙を設け、前記回転軸に同軸上に半径方向に延び出した状態で軸着され、前記シーブへの粉粒体の流入を規制する円板状のプレ・セパレート板と、
前記シーブの内側領域に配置され、前記回転軸に取り付けられた回転羽根によって前記シーブの内側領域から外側領域に向けて粉粒体を送り出す回転攪拌翼と、
前記シーブを通過できない粉粒体を前記シーブの内側領域から取り出す取出部と、
前記シーブの内側領域から外側領域に向かって通過した粉粒体を排出するスルー・アウトレットと、
を備え、
前記プレ・セパレート板が、半径方向に設けられて粉粒体の通過を許容する複数の通過孔と、該通過孔を形成する一辺から、主面に対して傾斜して周方向に延び出し、該通過孔を覆うように設け、前記通過孔を形成する他辺との間で間隙を形成するセパレータと、を備えた粉粒体篩機。
上流から供給される粉粒体を受け入れるインレットを形成した筒体と、前記筒体により囲まれる供給室と、を備えた粉粒体供給部と、
該粉粒体供給部の供給室と横方向に連通する篩処理室と、
前記供給室及び前記篩処理室の内部に横方向に配置された回転軸と、
前記篩処理室の内部に前記回転軸と同軸状に配置される円筒状のシーブと、
前記供給室と篩処理室の境界の近傍において、外周部が前記筒体の内面と間隙を設け、前記回転軸に同軸上に半径方向に延び出した状態で軸着され、前記シーブへの粉粒体の流入を規制する円板状のプレ・セパレート板と、
前記シーブの内側領域に配置され、前記回転軸に取り付けられた回転羽根によって前記シーブの内側領域から外側領域に向けて粉粒体を送り出す回転攪拌翼と、
前記シーブを通過できない粉粒体を前記シーブの内側領域から取り出す取出部と、
前記シーブの内側領域から外側領域に向かって通過した粉粒体を排出するスルー・アウトレットと、
を備え、
前記回転軸よりも太径で縦断面が円形のドラムを、前記回転軸の軸方向に前記シーブに対して同軸状に設け、前記ドラムの前部が円錐形状に形成されて、その外周面に前記回転攪拌翼を取り付け、前記プレ・セパレート板を前記ドラムの外径面に周設した粉粒体篩機。