JPH08282855A - 粉体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種粉体の所望の量を精度よく計り取る粉体
の供給装置並びに粉体の計量装置を備えた粉体供給装置
に関するものである。 【構成】 粉体貯蔵部の底部に粉体排出口を設け、該排
出口が単数または複数個の開放孔によって構成され、該
排出口近傍の粉体に振動を与える振動機構と粉体貯蔵部
の有効粉体高さを所望の高さに保つ機構と粉体量を計測
する計測装置と連動する振動機構よりなる粉体供給装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種粉体の所望の量を
精度よく計り取る粉体の供給装置並びに粉体の計量装置
を備えた粉体供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉体供給装置と電子天秤を組み合
わせ、粉体を計量する方法はいくつか知られている。粉
体供給装置のタイプとしては、スクリュータイプ、テー
ブルタイプ、樋形の電磁フィーダタイプなどがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】スクリュータイプの粉
体供給装置は、スクリューを回転させて、決められた量
を排出する装置であるが、排出量の決定の際には、粉体
の物性に合わせてスクリューの径、回転数、ピッチなど
をその都度設計する必要がある。この作業は、多くの経
験と実際の粉体を使って実験をすることが必要となり、
大変困難である。排出量をかえるには、回転数を変える
ことで対応可能であるが、回転数の可変範囲は限定さ
れ、スクリューを再設計し新規のものに取り替えるとい
う面倒さがある。

【０００４】さらに計量精度を上げるには、設定計量値
の上限近くになるとスクリュー回転数を減少させて微量
排出をして対応するが、粉体は、停止後に遅れて落下
し、精度を上げにくく制御が難しいという欠点がある。
また、粉体の物性によっては、スクリューの回転によっ
て粉体がゲル状となり固着したり、団塊となりトラブル
の原因となるという欠点がある。他の粉体に切り替える
場合には、内部の掃除をする必要があり、前に使用した
粉体を完全に除去するには困難であり、さらに時間がか
かるという欠点がある。

【０００５】テーブルタイプの粉体供給装置は、テーブ
ルの回転数とテーブル上の堰高さを変えることによって
排出量を調節し、決められた量を排出する装置である
が、排出量の決定の際には、粉体の物性に合わせてテー
ブルの直径、回転数、堰高さをその都度設計する必要が
ある。この作業は、多くの経験と実際の粉体を使って実
験をすることが必要となり、大変困難である。排出量を
変えるには、回転数や堰高さを変えることで対応可能で
あるが、回転数の可変範囲は限定され、条件を見つける
のは大変難しいという欠点がある。

【０００６】さらに計量精度を上げるには、設定計量値
の上限近くになるとテーブル回転数を下げるか、堰高さ
を下げることによって対応するが、粉体は、停止後に遅
れて落下し、精度を上げにくく制御が難しいという欠点
がある。また、他の粉体に切り替える場合には、内部の
掃除をする必要があり、前に使用した粉体を完全に除去
するには困難であり、さらに時間がかかるという欠点が
ある。

【０００７】樋形の電磁フイーダタイプの粉体供給装置
は、樋状の細長い通路を振動させて決められた量を排出
する装置であるが、排出量の決定の際には、粉体の物性
に合わせて振動数、樋の幅、樋の長さをその都度設計す
る必要がある。この作業は、多くの経験と使用する粉体
を使って実験をすることが必要となり大変に困難であ
る。

【０００８】排出量を変えるには、振動数や樋の幅、樋
の長さを変えるが、可変範囲は限定され、条件を見つけ
るのは大変困難であるという欠点がある。また、粉体の
物性によっては、樋の先端を下向きに傾斜させて使用す
る場合があるが、この場合には粉体は、振動停止後に遅
れて落下し、精度を上げにくく制御が難しいという欠点
がある。さらに、一般に従来の粉体供給装置において
は、ブリッジ現象を起こす粉体を供給すること、特に定
量的および、または定速的に供給することが困難である
という共通的重大欠点があった。

【０００９】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述の欠点を解消しようとするものである。すなわち本発
明は、排出量を決めるときに、装置の再設計や再製作を
必要とせずに簡単に排出量の条件設定ができ、また粉体
は、装置の作動、停止に対してタイムラグなく供給また
は供給停止され、粉体の排出量を短時間で精度よく自動
的に計量する装置を提供する。

【００１０】また、前述の粉体供給装置は、主に水平方
向に粉体を排出するタイプが多く、従来形の粉体供給装
置とは機構が基本的に異なる装置を提供するものであ
る。さらには、内部の構造が簡単であり、掃除が容易で
あり、粉体の品種替えが容易な、従来の装置と比較して
格段に安価な装置を提供する。さらには、本発明の目的
は、ブリッジ現象を起こす粉体を円滑にしかも定量的お
よび、または定速的に供給することに特に適した粉体供
給装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、粉体貯蔵部の
底部に粉体排出口を持つ粉体供給装置において、該排出
口が単数または複数個の開放孔によって構成され、該開
放孔は粉体を通過させるに充分であり且つ静止時には粉
体がブリッジ現象を起こす範囲の大きさの孔径を持ち、
さらに該排出口近傍の粉体に対して振動を与えてブリッ
ジ現象を破壊することにより粉体を排出する振動機構を
備え、必要に応じて粉体貯蔵部の有効粉体高さを所望の
高さに保つ機構を備え、さらに必要に応じて排出されつ
つある粉体量を計測する装置を備え、該計測装置と粉体
供給装置の振動機構を連動して所望の量の粉体を定量的
および、または定速的に取り出すことを特徴とする粉体
供給装置を提供する。

【００１２】本発明の装置においては、粉体排出口とし
ては、単数または複数個の開放孔によって構成され、該
開放孔は粉体を通過させるに充分であり且つ静止時には
粉体がブリッジ現象を起こす範囲の大きさの口径のもの
が使用される。単数または複数個の開放孔としては、粉
体の性状、物性、排出量などを考慮して選定することが
できる。粉体の粒径やブリッジ性の程度などに応じて、
数ミクロンから数十ミリメートルの範囲の孔径から選ば
れることが好ましい。粉体排出口としては、単数または
複数個のキャピラリー、目皿網、メッシュ金網、多孔焼
結体、繊維性の網その他の微小孔開け加工などのものを
使用することができる。

【００１３】これらのものを選択する場合においては、
供給すべき粉体に応じてキャピラリー径や金網の目開き
などの開放孔径を選択することが必要である。選択基準
としては、静止時には粉体のブリッジ現象などによって
粉体が実質的に通過せず、振動を与えた時点で粉体が支
障なく通過する条件が適用される。取扱いやコストなど
を考慮し、メッシュ金網などの薄いものを使用すること
が望ましい。厚みについては、上記の理由により、極力
薄い形状がよくまた粉体の摩耗や、粉体の重量によって
変形しない材質のものであれば、金属類、セラミック、
プラスチックなどいずれの材質のものも採用できる。

【００１４】また、粉体排出口にメッシュ金網を使用す
る場合は、容易に取り替え可能とし、粉体の品種替え
や、破損したとき、掃除をするときなどに対応しやすく
することが好ましい。さらには粉体の安定した排出量を
よりよくするために、最適の目開きのものを選ぶことが
できる。

【００１５】粉体貯蔵部の粉体排出口の近傍の粉体に振
動を与え、ブリッジ現象を破壊し粉体を排出する振動機
構としては、図１に示すように、機械的な振動器を使用
し、粉体に振動を与える方法や図５に示すように、複数
個の小径のノズルから空気を吹込みながら粉体に振動を
与える方法のいずれの方法も採用できる。振動機構のタ
イプとしては、電磁振動、超音波振動、高周波振動、振
動モータなどを使用する方法や、図５に示すように、エ
ヤーを吹き込む方法などのブリッジ現象を破壊する方法
であればいずれのものも使用してよい。

【００１６】粉体貯蔵部の有効粉体高さを所望の高さに
保つ機構は、粉体排出中において、粉体の上面の減少に
よる変動や変化に関係なく、排出量の変動がなく、安定
した連続排出の再現性を確保するために有用である。粉
体貯蔵部の有効粉体高さを所望の高さに保つ機構として
は、レベル計で粉体上面を一定に保つ方法や、粉体貯蔵
部内に錐形状物を設置して粉体圧をカットするいずれの
方法も採用できる。図１に示すように、錐形状物底面
は、粉体排出口上面と一定の間隔をとって設置すること
により、排出速度の調整や安定した連続性を容易にする
ことができる。

【００１７】さらに粉体貯蔵部が空の状態で粉体貯蔵部
へ粉体をチャージするときは、錐形状物底面は、粉体貯
蔵部底面の粉体排出口と接触し密着していることが好都
合である。その理由は、粉体をチャージする時に生ずる
振動により、粉体排出口からの粉漏れを阻止できるため
である。レベル計で有効粉体高さを制御する方法では、
レベル計に連動した粉体供給器、排出量の調整、粉体排
出口からの粉漏れを無くする装置などを別に取り付ける
ことができる。従って、図１に示すように、錐形状物を
設置することが極めて簡単な機構となり有利である。

【００１８】排出を速やかにして、しかも計量精度を上
げるためには排出当初は、最大の振動数または空気量で
運転し、設定計量値の７０〜９５％の値の時点になる
と、振動数または空気量を減少して微小計量を可能に
し、計量精度を上げることができる。この方式では、粉
体は、振動停止後に遅れて落下することはなく、確実に
排出を停止し、粉体の排出量を短時間で精度よく自動的
に計量することができる。

【００１９】

【作用】本発明の粉体供給計量装置は、ブリッジ性のも
のを極めて容易に排出することができる。図１に示すよ
うに、粉体貯蔵部の底部に粉体排出口を取り付け、粉体
排出口近傍の粉体に振動を与えてブリッジ現象を破壊す
ると流動化がおきやすくなる。粉体の流動性を制御して
粉体の排出量の調整や安定した連続性をもたせて、均一
な排出を実現できる。また粉体貯蔵部の有効粉体高さを
所望の高さに保つ機構を備え、連続的に排出されつつあ
る粉体量を計測する装置を備え、計測装置と振動装置を
連動して所望の量の粉体を定量的および、または定速的
に取り出し、正確な計量精度が得られる。

【００２０】

【実施例】本発明の実施例を図１に基づいて説明する。
図１に示すように、この粉体供給装置は、粉体貯蔵部底
部３に粉体排出口７を取り付け、粉体貯蔵部１の内部に
配設された錐形状物上下機構６で上下する錐形状物４を
配置している。この粉体貯蔵部１は、上部の筒胴部１ａ
は、筒状に開放し、下部のコーン部１ｂは、コーン状に
絞りこの粉体貯蔵部底部３に粉体排出口７を取り付けて
いる。下部のコーン部１ｂの排出口の近傍に振動器１０
を取り付けて、粉体貯蔵部１内の粉体の排出制御を行っ
ている。

【００２１】振動機構のタイプとしては、電磁振動、超
音波振動、高周波振動、振動モータなどを使用する方法
や図５に示すように、空気配管１４から空気吹込配管１
６を通して、空気吹込口１５より空気を吹き込む方法な
どのブリッジ現象を破壊する方法であればいずれのもの
も使用してよい。本実施例では、電磁振動を使用した。

【００２２】図２は、錐形状物４を取り付けた場合の一
定時間毎の排出量の積算値を測定した実験結果の説明図
である。粉体排出口７には、６０メッシュのメッシュ金
網を取り付けて、錐形状物４の垂直方向のリフトは５ｍ
ｍである。図３は、錐形状物４を取り付けない場合の一
定時間毎の排出量の積算値を測定した実験結果の説明図
である。粉体排出口７には、６０メッシュのメッシュ金
網を取り付けている。図２と図３を比較すると、錐形状
物４を取り付けたことによる効果は明確に認められる。

【００２３】上記の錐形状物４は、下部のコーン部１ｂ
の内壁面と錐形状物底面５の外周部が任意の間隔に設定
でき、排出速度の調節が容易にできる。図４は、錐形状
物４のリフトの違いによる排出速度を示す実験結果の説
明図である。粉体排出口７には、６０メッシュのメッシ
ュ金網を取り付けて、錐形状物のリフトを５ｍｍと１０
ｍｍとしての測定結果である。これによるとリフトの高
さによっても排出速度を容易に変えることができること
がわかる。図４において実線は、リフトが５ｍｍを示
し、破線は、リフトが１０ｍｍを示す。

【００２４】粉体貯蔵部底部３に取り付けた粉体排出口
７は容易に取り外しができる粉体排出口取り替え機構８
を備えている。長時間の使用によって目詰まりを起こし
た場合や、破損したとき、品種変えの時、掃除の際に容
易に取り外しができる構造である。

【００２５】この粉体貯蔵部１の下部には、計量器が配
置されている。この計量器は、粉体貯蔵部１から排出さ
れた粉体の重量を計量するもので、本実施例では、風防
つきの電子天秤２である。この電子天秤２の実計量検出
信号は制御装置に入力している。また計量方法として
は、粉体供給装置本体を計量器上に取り付けた減量方式
としてもよいが、振動などがある場合には計量器に対し
て余り好ましくはない。

【００２６】この粉体供給装置を使用して粉体を計量す
るには、錐形状物４と一体である上蓋１３を粉体貯蔵部
１に取り付ける。この時錐形状物底面５は、一番下限に
あって粉体排出口７に密着している。次に脱着粉体容器
９を上蓋１３に取り付けると粉体が粉体貯蔵部１内に供
給される。供給の際の空気の排気は、上蓋１３に取り付
けた空気排気口１２より排気する。この空気排気口１２
には、数ミクロンぐらいの紙製のフイルターを取り付
け、ときどき取り替えることが好ましい。

【００２７】錐形状物４のリフトは、所定の粉体の排出
速度になるように予め設定をしておき、次に制御装置１
１の計量設定器で計量値を設定する。計量開始ボタンを
押すと同時に、錐形状物４が所定の設定リフトに上昇
し、振動器１０が振動してコーン部１ｂと錐形状物底面
５との隙間を通過し、粉体排出口７より均一に排出す
る。これを受け容器などで受け取り計量する。

【００２８】計量精度を上げるために振動器１０の振動
を二段階の切り替えとする。設定計量値の７０％〜９５
％位までは最大出力で排出し、その後は振動数を最大振
動数の７０％〜８０％に落として運転し、制御装置１１
は、実計量値の検出信号と予め設定した設定計量値の信
号との差を計算し、この計算値に基づいて振動器１０を
制御して正確に計量を行うことができる。

【００２９】第１表は、メッシュ金網６０メッシュ、錐
形状物リフトを５ｍｍとし、設定計量値を５ｇと１０ｇ
の場合である。振動数は、設定計量値の９０％までは最
大振動数で排出し、その後は、最大振動数の８０％の振
動数で排出したときの測定結果を示す。

【００３０】本粉体供給装置は、安定した連続排出がで
きるので、電子天秤２と組み合わせなくても粉体供給装
置として単独でも使用できる。用途としては、医薬、食
品、一般粉体関連など、さらには分析作業の微少計量な
どの広範囲な分野に適用される。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係わる粉体供給装置を使用する
ときは、構造が簡単で、小型で、粉体の品種替えが容易
で、掃除が容易である。また可動部がないので粉体の性
状を損なうことがなく、付着や、凝集や、団塊などがな
く、安定した連続排出が出来るために正確で精度よく短
時間に計量できる粉体供給装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を示す装置の説明図
である。

【図２】錐形状物を取り付けた場合における一定時間毎
の排出量の積算値を示す実験結果の説明図である。

【図３】錐形状物を取り付けない場合における一定時間
毎の排出量の積算値を示す実験結果の説明図である。

【図４】錐形状物のリフトの違いによる排出速度を示す
実験結果の説明図である。

【図５】粉体貯蔵部の排出口近傍に複数個の小径のノズ
ルから空気を吹き込む装置の説明図である。

【符号の説明】

１ 粉体貯蔵部 １ａ 筒胴部 １ｂ コーン部 ２ 電子天秤 ３ 粉体貯蔵部底部 ４ 錐形状物 ５ 錐形状物底面 ６ 錐形状物上下機構 ７ 粉体排出口 ８ 粉体排出口取り替え機構 ９ 脱着粉体容器 １０ 振動器 １１ 制御装置 １２ 空気排気口 １３ 上蓋 １４ 空気配管 １５ 空気吹込口 １６ 空気吹込配管

【第１表】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉体貯蔵部の底部に粉体排出口を持つ粉
   体供給装置において、該排出口が単数または複数個の開
   放孔によって構成され、該開放孔は粉体を通過させるに
   充分であり且つ静止時には粉体がブリッジ現象を起こす
   範囲の大きさの孔径を持ち、さらに該排出口近傍の粉体
   に対して振動を与えてブリッジ現象を破壊することによ
   り粉体を排出する振動機構を備えてなる粉体供給装置。
2. 【請求項２】 粉体貯蔵部の有効粉体高さを所望の高さ
   に保つ機構を備えた第１項記載の粉体供給装置。
3. 【請求項３】 排出されつつある粉体量を計測する装置
   を備え、該計測装置と粉体供給装置の振動機構を連動し
   て所望の量の粉体を定量的または、および定速的に取り
   出すことを特徴とする第１項および第２項記載の粉体供
   給装置。