JP3983706B2 - 粉体計量供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体貯室から外部へ供給される粉体の重量を連続的又は間欠的に計測して供給量を計量する粉体計量供給装置に関し、詳しくは低コストで精度良く計量でき、しかも既設の粉体供給装置へ後付けを可能にする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粉体計量供給装置は、図１１に示すように粉体を貯留したホッパーの自重を計測するロードセル２４をチャージホッパー２０とは別の計量用ホッパー２３本体に付設し、計量用ホッパー２３からの粉体の吐出時に初期自重値から現自重値を引算した減少値を供給した粉体の重量値として供給量を計量するようにした減量式が一般的である（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、前記構成は、ホッパーをチャージ用と計量用の２体が必要で元来高コストの設備であった。また、供給と並行してチャージホッパー２０から不足分の粉体を計量用ホッパー２３にチャージすると、その衝撃で計量値が変化してチャージ中に計量が行えないし、その無計量中にチャージの影響で供給状態が変化しても異常を発見することができなかった。さらに、このチャージ時間を短縮するためにフィーダの能力を大きくすると設備費が高騰するという問題もあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３２３３６５公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、ホッパーに粉体をチャージ中でも衝撃の影響を受けずに並行して計量でき、しかも計量用ホッパーを別途とせず一つのホッパーで低コストに計量でき、さらに既設の粉体供給装置へ後付けも可能にする粉体計量供給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた摺切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤の羽根とケーシングの底面とで仕切られた空間を摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、供給盤の回転で摺り切られた粉体を吐出口から外部へ定量供給できるようにした粉体供給装置において、前記ケーシング底面の摺り切られた粉体が通過する位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、しかも摺切り板の計測面の部分を含むそれ以降の厚みを薄くして羽根上端部に空隙が形成されるようにし、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにしたことを特徴とする粉体計量供給装置
２） 粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた仕切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤と同じ構造の補助供給盤を供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の投入口と対向する位置に投入口を備えた摺切り板を補助供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤及び補助供給盤の羽根と仕切り板とケーシングの底面とで仕切られた各空間を仕切り板及び摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、補助供給盤の回転で摺り切られた所定量の粉体を下方の供給盤の粉体空間へ移送して吐出口から外部へ定量供給できるようにした粉体供給装置であって、前記ケーシング底面の摺り切られた粉体が通過する位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、しかも供給盤の羽根の高さを補助供給盤の羽根より高く形成し、補助供給盤で摺り切られた粉体を供給盤の粉体空間へ収容した際粉体上方に空気層が形成されるようにし、仕切り板からの荷重を無くして計量に影響しないようにし、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにしたことを特徴とする粉体計量供給装置
３） ケーシングの計量孔と重量計測器の計測面との間に膜状のシール部材を張設し、計量孔から粉体が漏出しないようにした前記１）又は２）記載の粉体計量供給装置
にある。
【０００７】
【作用】
本発明によれば、粉体供給装置のケーシングの下方一部に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設したから、供給される粉体が直接計測面に載り、粉体のみの重量が連続的又は間欠的に計測される。従って、従来のようにホッパーを含めた重量を計測しないから、計量用のホッパーを別途必要とせず一つのホッパーで計量が行え、チャージの衝撃がホッパーから粉体供給装置へ直接伝播しない限りチャージ中も計量が可能となる。また、ケーシングの下方一部を開口するシンプルな構造であるから、既設の粉体供給装置に大掛かりな工事を必要とせず容易に後付けでき、低コストで実施できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明では、ケーシングの計量孔と重量計測器の計測面との間にダイアフラム等の膜状のシール部材を張設すると、計量孔から粉体の漏出を防止するとともに正確な計量が行える。計量手段としては、計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を演算するプログラム又は回路を備えたコントローラが設けられる。
【０００９】
投入口を備えた仕切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤と同じ構造の補助供給盤を供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の投入口と対向する位置に投入口を備えた摺切り板を補助供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設けると、補助供給盤の回転で摺り切られた定容積の粉体を下方の供給盤の粉体空間へ移送して吐出口から外部へ安定的に定量供給される。この供給盤の羽根の高さを補助供給盤の羽根より高く形成すると、補助供給盤で摺り切られた粉体を供給盤の粉体空間へ収容した際粉体上方に空気層が形成され、仕切り板からの荷重を無くして計量に影響しないようにできる。
【００１０】
供給盤としては、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設し、供給盤の羽根とケーシングの内壁面と底面とで仕切られた空間を粉体空間とする構造が一般的であるが、この供給盤の外周にさらにリングを取り付け、供給盤の羽根とリングの内壁面とケーシングの底面とで仕切られた空間を粉体空間とする構造も採用できる。また、大型の撹拌筒等の粉体貯室の下部に排出口を複数設け、各排出口に本発明の粉体計量供給装置をそれぞれ取り付けると、粉体を独立して計量しながら同時に多方向へ供給できる。以下、本発明の各実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【００１１】
【実施例】
実施例１（図１〜４参照）：図１〜４に示す実施例１は１段の供給盤を設けた例である。図１は実施例１の粉体計量供給装置の一部断面説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は実施例１の粉体計量を示す説明図、図４は図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１２】
図中、１は粉体計量供給装置、２はケーシング、２ａは開口部、２ｂは吐出口、２ｃは摺切り板、２ｄは投入口、２ｅは計量孔、２ｆは取付治具、３は減速機付きモータ、３ａは回転軸、４は供給盤、４ａは羽根、４ｂは粉体空間、４ｃはＶリング、６は撹拌体、７はダイアフラム、８はロードセル、８ａは秤台、８ｂは受圧板、８ｃはボルト、９はインバータ、１０はコントローラ、１１はホッパー、１１ａは排出口、１２はシュート、Ａは空気層、Ｆは粉体である。
【００１３】
実施例１の粉体計量供給装置１は、図１，２に示すように粉体貯室であるホッパー１１の排出口１１ａに上面に開口部２ａと底面に吐出口２ｂが形成されたケーシング２を取り付け、同ケーシング２の下部に減速機付きモータ３を取り付けてその回転軸３ａをケーシング２内に垂直に配設し、同回転軸３ａに外周縁に複数の羽根４ａを放射状に突設した供給盤４をケーシング２の底部で軸着し、供給盤４の上方に円錐状の撹拌体６を軸着し、ケーシング２の内壁に半輪状の摺切り板２ｃを供給盤４の羽根４ａ上端高さで羽根４ａの回転軌跡面を覆うように取り付けて投入口２ｄを形成している。摺切り板２ｃは図４に示すように計測面の部分を含むそれ以降の厚みを薄くし、羽根４ａ上端部に空隙が形成されるようにしている。
【００１４】
ケーシング２底面の羽根４ａの回転軌跡途中には計量孔２ｅを開口し、図３に示すようにケーシング２の下面外縁に吊設した重量計測器であるロードセル８の秤台８ａ面に計量孔２ｅの開口面積より広いダイアフラム７を介して受圧板８ｂをボルト８ｃで装着し、この秤台８ａの外周に張り出したダイアフラム７を計量孔２ｅに取付治具２ｆで密閉するように張設している。コントローラ１０は減速機付きモータ３を制御する制御回路と、回転軸３ａの回転数信号及びロードセル８の計測信号（重量値）に基づいて粉体Ｆの供給量を算出する演算回路とを備えている。
【００１５】
実施例１では、減速機付きモータ３の駆動力による供給盤４と撹拌体６の回転でホッパー１１に貯留されていた粉体Ｆが排出口１１ａからケーシング２の開口部２ａへ取り込まれて撹拌体６で撹拌されながら下方の投入口２ｄへ送られ、送られた粉体Ｆは供給盤４の外周壁面と隣接する各羽根４ａ側面とケーシング２の側壁面と底面とで仕切られた各粉体空間４ｂにそれぞれ落下して収容され、供給盤４の回転で各粉体空間４ｂに収容された粉体Ｆが摺切り板２ｃで順に摺り切られてほぼ粉体空間４ｂの容積分充填された状態で周方向へ移送される。
【００１６】
各粉体空間４ｂに収容された粉体Ｆは、図３に示すように周方向へ移送途中にロードセル８の受圧板８ｂ上を通過する。このとき、図４に示すように薄板化された摺切り板２ｃの下方に空気層Ａが形成されるから、計測時に吐出口２ｂ側又は外部と均圧することで受圧板８ｂに対する空気圧の影響が防止されて精度良く計測される。この受圧板８ｂ上に一時的に載上する粉体Ｆの重量がロードセル８で連続的又は間欠的に計測され、コントローラ１０はロードセル８の計測した重量値と回転軸３ａの単位時間当たりの回転数でもって粉体Ｆの供給量を算出して計量される。粉体Ｆは、その後吐出口２ｂから吐出されてシュート１２で所定場所へ供給される。
【００１７】
実施例１はこのように構成したから、供給される粉体Ｆが直接計測面に載り、粉体Ｆのみの重量が連続的又は間欠的に計測される。従って、従来のようにホッパーを含めた重量を計測しないから、計量用のホッパーを別途必要とせず一つのホッパーで計量が行え、しかもチャージの衝撃が粉体供給装置へ直接伝播しないからチャージ中も計量が可能となった。また、ケーシング２の下方一部に形成した計量孔２ｅへ計測面を配設するというシンプルな構造であるから、既設の粉体供給装置に大掛かりな工事を必要とせずに容易に後付けでき、低コストで実施できる。
【００１８】
実施例２（図５〜８参照）：図５〜８に示す実施例２は供給盤を上下２段に設けた例である。図５は実施例２の粉体計量供給装置の一部断面説明図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７は図５のＢ−Ｂ断面図、図８は実施例２の粉体の摺り切りを示す説明図である。図中、２ｇは仕切り板、２ｈは投入口、５は補助供給盤、５ａは羽根、５ｂは粉体空間である。
【００１９】
実施例２の粉体計量供給装置１は、図５〜７に示すように供給盤４上方の同軸上に外周縁に複数の羽根５ａを放射状に突設した補助供給盤５をそれぞれ各羽根４ａ，５ａの上下位置が合うように軸着し、半輪状の摺切り板２ｃを補助供給盤５の羽根５ａ上端高さで羽根５ａの回転軌跡面を覆うように取り付けて投入口２ｄを形成し、補助供給盤５と供給盤４の間に半輪状の仕切り板２ｇを摺切り板２ｃと反対向きで羽根４ａの回転軌跡面を覆うように取り付けて投入口２ｈを形成している。供給盤４の羽根４ａの高さは補助供給盤５の羽根５ａより１０％高く形成している。
【００２０】
実施例２では、投入口２ｄへ送られた粉体Ｆは補助供給盤５の外周壁面と隣接する各羽根４ａ側面とケーシング２の側壁面と仕切り板２ｇ上面とで仕切られた各粉体空間５ｂにそれぞれ落下して収容された後、補助供給盤５の回転で各粉体空間５ｂに収容された粉体Ｆが摺切り板２ｃで順に摺り切られてほぼ粉体空間５ｂの容積分充填された状態で周方向へ移送される。次いで、各粉体空間５ｂに収容された粉体Ｆが、直下の供給盤４の各粉体空間４ｂに投入口２ｈを通じてそれぞれ順に落下して収容され、供給盤４の回転で各粉体空間４ｂに落下した粉体Ｆが周方向に沿ってロードセル８側へ移送される。
【００２１】
このとき、図８（ａ），（ｂ）に示すように羽根４ａの高さＨ₂ が羽根５ａの高さＨ₁ より高く形成しているから、粉体空間４ｂの容積が粉体空間５ｂより大きくなっている。従って、上側で摺り切られた粉体Ｆが下側の粉体空間４ｂに収容されると粉体Ｆ上に空気層Ａが形成されるから、仕切り板２ｇの荷重圧が空気層で緩和されて圧力変動を抑制し、その後の計量に影響を与えないようにしている。また、摺切りを２回行うことでホッパー１１の排出口１１ａから投入される粉体Ｆの粉圧を緩和して衝撃を抑制し、計量を正確に行えるようにしている。その他、符号、構成は実施例１と同じである。
【００２２】
実施例３（図９，１０参照）：図９，１０に示す実施例３は、撹拌筒に実施例１の粉体計量供給装置を複数取り付けて粉体を多方向へ供給できるようにした粉体供給設備の例である。図９は実施例３の粉体供給設備の平面図、図１０は実施例３の粉体供給設備の一部省略側面図である。図中、１３は撹拌筒、１４は撹拌用モータ、１５はサポート、１６は覗き窓である。
【００２３】
実施例３では、図９，１０に示すように撹拌用モータ１４で回動する図示しない撹拌体を内包した撹拌筒１３の下面に図示しない排出口を３箇所形成し、同各排出口に粉体計量供給装置１をそのケーシング２の開口部２ａが前記排出口と連通するようにそれぞれ取り付けて粉体供給設備を構成し、撹拌筒１３の各排出口から排出された粉体Ｆが各粉体計量供給装置１でそれぞれ独立して計量しながら多方向へ同時供給できるようにしている。その他、符号、構成、作用は実施例１と同じである。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば粉体をチャージ中にその衝撃に影響を受けずに並行して計量でき、しかも計量用ホッパーを別途必要とせず低コストで計量でき、既設の粉体供給装置へ後付けも可能にする粉体計量供給装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の粉体計量供給装置の一部断面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施例の粉体計量を示す説明図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】実施例２の粉体計量供給装置の一部断面説明図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】実施例２の粉体の摺り切りを示す説明図である。
【図９】実施例３の粉体供給設備の平面図である。
【図１０】実施例３の粉体供給設備の一部省略側面図である。
【図１１】従来の粉体計量供給装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 粉体計量供給装置
２ ケーシング
２ａ 開口部
２ｂ 吐出口
２ｃ 摺切り板
２ｄ 投入口
２ｅ 計量孔
２ｆ 取付治具
２ｇ 仕切り板
２ｈ 投入口
３ 減速機付きモータ
３ａ 回転軸
４ 供給盤
４ａ 羽根
４ｂ 粉体空間
４ｃ Ｖリング
５ 補助供給盤
５ａ 羽根
５ｂ 粉体空間
６ 撹拌体
７ ダイアフラム
８ ロードセル
８ａ 秤台
８ｂ 受圧板
８ｃ ボルト
９ インバータ
１０ コントローラ
１１ ホッパー
１１ａ 排出口
１２ シュート
１３ 撹拌筒
１４ 撹拌用モータ
１５ サポート
１６ 覗き窓
２０ チャージホッパー
２１ チャージフィーダ
２２ 遮断弁
２３ 計量用ホッパー
２４ ロードセル
２５ 計量フィーダ
Ａ 空気層
Ｆ 粉体

Claims (3)

1. 粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた摺切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤の羽根とケーシングの底面とで仕切られた空間を摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、供給盤の回転で摺り切られた粉体を吐出口から外部へ定量供給できるようにした粉体供給装置において、前記ケーシング底面の摺り切られた粉体が通過する位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、しかも摺切り板の計測面の部分を含むそれ以降の厚みを薄くして羽根上端部に空隙が形成されるようにし、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにしたことを特徴とする粉体計量供給装置。
2. 粉体貯室の排出口下方に取り付けられるケーシングに粉体貯室の排出口と連通する開口部を上面に吐出口を底面に設け、円盤の外周縁に複数の羽根を所定間隔おいて放射状に突設した供給盤をケーシングの底部で回転自在に設け、投入口を備えた仕切り板を供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤と同じ構造の補助供給盤を供給盤の回転軸に仕切り板上で装着し、仕切り板の投入口と対向する位置に投入口を備えた摺切り板を補助供給盤の羽根の上端高さでその羽根の回転軌跡面を覆うように設け、供給盤及び補助供給盤の羽根と仕切り板とケーシングの底面とで仕切られた各空間を仕切り板及び摺切り板の投入口から落下した粉体が所定量収容される粉体空間とし、補助供給盤の回転で摺り切られた所定量の粉体を下方の供給盤の粉体空間へ移送して吐出口から外部へ定量供給できるようにした粉体供給装置であって、前記ケーシング底面の摺り切られた粉体が通過する位置に計量孔を開口し、同計量孔に重量計測器の計測面を配設し、しかも供給盤の羽根の高さを補助供給盤の羽根より高く形成し、補助供給盤で摺り切られた粉体を供給盤の粉体空間へ収容した際粉体上方に空気層が形成されるようにし、仕切り板からの荷重を無くして計量に影響しないようにし、同計測面を通過する粉体の重量を計測してその重量値と供給盤の回転数に基づいて粉体の供給量を計量できるようにしたことを特徴とする粉体計量供給装置。
3. ケーシングの計量孔と重量計測器の計測面との間に膜状のシール部材を張設し、計量孔から粉体が漏出しないようにした請求項１又は２記載の粉体計量供給装置。

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