JP3577656B2

JP3577656B2 - 粉体充填装置

Info

Publication number: JP3577656B2
Application number: JP12760097A
Authority: JP
Inventors: 明弘菅野; 龍介重岡
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: JPH10316111A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、殊に嵩高な粉体を通気性粉体袋に迅速に且つ高密度で充填するのに適した粉体充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平１−３２０８１号公報には、微粉水和珪酸、微粉珪酸カルシウム、微粉炭酸マグネシウム、カーボンブラック等の嵩高な粉体を、クラフト紙製粉体袋の如き通気性を有する粉体袋に迅速且つ高密度で充填するのに適した粉体充填装置が開示されている。この粉体充填装置は減圧チャンバー、重量測定手段、粉体供給手段、減圧手段及び制御手段を具備している。減圧チャンバーは開閉動せしめられる扉を有し、扉を開動せしめて内部に装填される粉体袋を収容する。粉体袋には、通常、筒状充填口頸部が形成されており、この充填口頸部の開口した先端が充填口を規定している。重量測定手段は減圧チャンバーを支持しており、減圧チャンバー、その内部に収容された粉体袋及び粉体袋内に充填された粉体の総重量を測定する。粉体供給手段は粉体収容手段、充填ノズル、及び粉体収容手段と充填ノズルとを接続している粉体流路手段を含んでいる。充填ノズルは充填口を通して充填口頸部内に挿入される。粉体流路手段には、粉体流路手段を通って粉体が流動するのを許容する開状態と粉体流路手段を通って粉体が流動するのを阻止する閉位置とに選択的に設定される弁手段が配設されている。減圧手段は減圧源、及びこの減圧源と上記減圧チャンバーとを接続している排気路手段を含んでいる。制御手段は、減圧源の作用によって減圧チャンバーを排気して減圧チャンバー内を減圧せしめる減圧状態と、減圧チャンバーの排気を停止して減圧チャンバーを大気圧に解放する解放状態とを交互に繰り返して生成せしめ、これによって減圧チャンバー内に収容されている粉体袋に気体衝撃を加えて、粉体収容手段から粉体流路手段及び充填ノズルを通して粉体袋内に粉体を流入せしめる。粉体袋内に粉体が充填せしめられると、これに応じて重量測定手段が測定する重量が漸次増大する。重量測定手段が測定する重量が目標値に達すると、粉体流路手段に配設されている弁手段が閉状態にせしめられ、そしてまた減圧手段による減圧チャンバーの排気が停止され、粉体袋内への粉体充填が終了する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特公平１−３２０８１号公報に開示されている上述したとおりの粉体充填装置は、嵩高な粉体を通気性粉体袋に迅速に且つ高密度に充填することができる優れたものであるが、本発明者等の経験によれば、未だ充分に満足し得るものではなく、次のとおりの解決すべき問題が存在することが判明している。減圧チャンバー内を減圧せしめる減圧状態と減圧チャンバー内を大気に解放する解放状態とが繰り返される故に、重量測定手段による重量測定が安定せず、これに起因して粉体袋内に充填される粉体の重量に相当な誤差が生成されることが少なくない。また、粉体袋の充填口頸部とこれに挿入された充填ノズルとの間を適宜の様式によって密封し、これによって粉体の飛散を防止せんとしているが、減圧チャンバー内、従って粉体袋内が減圧状態と解放状態とに繰り返される故に、粉体袋の充填口頸部とこれに挿入された充填ノズルとの間の密封が毀損され、粉体の飛散が発生する虞が少なくない。
【０００４】
従って、本発明の技術的課題は、流路における粉体閉塞等を発生せしめることなく、嵩高な粉体を通気性粉体袋に迅速に且つ高密度で充填することができることに加えて、重量測定が充分精密に遂行され、それ故に粉体袋内に充填される粉体の重量が安定して所定範囲内にせしめられ、そしてまた粉体袋の充填口頸部とこれに挿入された充填ノズルとの間が充分確実に密封され、粉体の飛散が充分確実に防止される、新規且つ改良された粉体充填装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意研究の結果、上述したとおりの形態の従来の粉体充填装置を、減圧チャンバーを排気して減圧チャンバー内を減圧せしめる減圧状態と減圧チャンバーの排気を停止して減圧チャンバーを大気圧に解放する解放状態とを交互に繰り返して生成せしめることに代えて、減圧手段を連続的に作動せしめて減圧チャンバー内を連続的に減圧状態に維持して、粉体収容手段から粉体流路手段及び充填ノズルを介して粉体袋に粉体を流入せしめるように構成し、そしてまた断面積が大きい大量流路と断面積が小さい少量流路とを併設し、大量流路には大量弁手段を小量流路には小量弁手段を配設し、測定される重量が所定切換値になるまでは大量弁手段を開状態に設定して粉体袋に粉体を大量流入せしめ、測定される重量が切換値になると大量弁手段を閉状態に設定し且つ小量弁手段を開状態に設定して、粉体袋に粉体を小量流入せしめる、ことによって、上記技術的課題を達成することができることを見出した。
【０００６】
即ち、本発明によれば、上記技術的課題を達成する粉体充填装置として、開閉動せしめられる扉を有する、通気性粉体袋を収容するための減圧チャンバーと、
該減圧チャンバーを支持している重量測定手段と、
粉体収容手段、該減圧チャンバー内に収容されている粉体袋に形成されている充填口を通して粉体袋内に挿入せしめられる充填ノズル、断面積が大きい大量流路、該大量流路に配置され、該大量流路を通って該粉体収容手段から該充填ノズルに粉体が流動するのを許容する開状態と、該大量流路を通って該粉体収容手段から該充填ノズルに粉体が流動するのを阻止する閉状態とに選択的に設定される大量弁手段、断面積が小さい少量流路、及び該小量流路に配置され、該小量流路を通って該粉体収容手段から該充填ノズルに粉体が流動するのを許容する開状態と、該小量流路を通って該粉体収容手段から該充填ノズルに粉体が流動するのを阻止する閉状態とに選択的に設定される小量弁手段を含む粉体供給手段と、
減圧源、及び該減圧源と該減圧チャンバー内とを接続している排気路手段とを含む減圧手段と、
該減圧手段を連続的に作動せしめて該減圧チャンバー内を連続的に減圧状態にすると共に、該大量弁手段を開状態に設定して、該粉体収容手段から該大量流路及び該充填ノズルを介して該粉体袋に粉体を大量流入せしめ、次いで該重量測定手段によって測定される重量が目標値よりも所定量だけ小さい切換値になると、該大量弁手段を閉状態に設定し且つ該小量弁手段を開状態に設定して、該粉体収容手段から該小量流路及び該充填ノズルを介して該粉体袋に粉体を小量流入せしめ、しかる後に該重量測定手段によって測定される重量が該目標値になると、該大量弁手段と該小量弁手段との双方を閉状態にし、そしてまた該減圧手段による該減圧チャンバーの減圧作用を停止する制御手段と、
を具備することを特徴とする粉体充填装置が提供される。
【０００７】
好ましくは、該制御手段は、該重量測定手段によって測定される重量が該切換値になるまでは該減圧チャンバー内を連続的に高度減圧状態にし、該重量測定手段によって測定される重量が該切換値になると、該減圧チャンバー内を連続的に低度減圧状態にする。好適実施形態においては、該減圧手段の該排気路手段は該減圧チャンバーの側壁に形成された開口を介して該減圧チャンバー内に連通せしめられており、該減圧チャンバーには制限手段が付設されており、該制限手段は、該減圧チャンバーの鉛直方向移動は実質上制限しないが、該減圧手段の作用によって該減圧チャンバー内を該排気路手段を介して排気することに起因して該減圧チャンバーが鉛直方向以外に移動するのを実質上制限する。該制限手段は複数対の制限機構から構成されており、該制限機構の各々は、静止基台に固定され且つ実質上鉛直に延びる第一のロッド、該減圧チャンバーに固定され実質上鉛直に延びる第二のロッド、該第一のロッドが貫通せしめられる第一の貫通孔と該第二のロッドが貫通せしめられる第二の貫通孔とが形成されたばね鋼製板片を含むことができる。該粉体供給手段の該大量流路及び該小量流路は伸縮自在な管部材を含有し、該減圧手段の該排気路手段も伸縮自在な管部材を含有しているのが好適である。好適実施形態においては、粉体袋は開口された先端が充填口を規定している筒状充填口頸部を有する形態であり、該充填ノズルは、先端が開口された管状ノズル部材、該ノズル部材の外周に配設され、両端縁が該ノズル部材に固定された伸縮自在スリーブ、及び該ノズル部材と該伸縮自在スリーブとの間に圧縮空気を供給する作動状態と該ノズル部材と該伸縮自在スリーブとの間を大気に解放する非作動状態とに選択的に設定されるスリーブ作動手段を具備し、該ノズル部材及び該伸縮自在スリーブが粉体袋の充填口頸部に挿入せしめられ、該スリーブ作動手段が作動状態に設定されて該ノズル部材と該伸縮自在スリーブとの間に圧縮空気が供給されると、該伸縮自在スリーブが膨出せしめられて該伸縮自在スリーブの外周面が粉体袋の充填口頸部の内周面に密接せしめられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された粉体充填装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明に従って構成された粉体充填装置の主要構成要素が簡略に図示されている。この粉体充填装置は減圧チャンバー２を具備している。この減圧チャンバー２は、台秤から構成されている重量測定手段４上に載置され、これに支持されている。減圧チャンバー２は全体として直方体形状であり、その前面には扉６が配設されている。この扉６は旋回軸線７を中心として旋回自在に装着されている。扉６には、例えば空気圧シリンダ機構から構成することができる開閉動手段８が付設されている。開閉動手段８の作用によって扉６が図示の閉位置にせしめられると、減圧チャンバー２は実質上気密に密閉される。扉６が開位置に開動せしめられると、減圧チャンバー２が解放され、粉体が充填された（粉体の充填について後に更に詳述する）粉体袋１０を減圧チャンバー２から取り出し、そして次の空の粉体袋１０を減圧チャンバー２内に収容することができる。それ自体は周知の構成でよい減圧チャンバー２内には粉体袋支持枠（図示していない）が配設されており、粉体袋１０はこの支持枠によって直立状態に支持される。通気性を有する周知のクラフト紙製粉体袋でよい粉体袋１０には、その上端部片側（図１において左側）に筒状充填口頸部１２が形成されており、充填口頸部１２の先端（図１において左端）は開口されていて充填口を規定している（図２も参照されたい）。減圧チャンバー２の扉６には、電磁ソレノイドを含む扉ロック機構１４も付設されており、扉４が閉位置にせしめられて扉ロック機構１４が付勢されると、扉４が閉位置に充分確実にロックされる。
【００１０】
図１を参照して説明を続けると、粉体充填装置には全体を番号１６で示す粉体供給手段が配設されている。この粉体供給手段１６は粉体収容手段１８、充填ノズル２０、及び粉体収容手段１８と充填ノズル２０とを接続している粉体流路手段２２を含んでいる。
【００１１】
粉体供給手段１６の粉体収容手段１８はサイロから構成されており、その上端面には流入口２４が形成されている。また、粉体収容手段１８には２個の流出口、即ち下端に配設された大量流出口２６及びこの大量流出口２６よりも幾分上方に配設された小量流出口２８も形成されている。矢印３０で示す如く、粉体収容手段１８内に収容されている粉体の量が低減すると、流入口２４を通して粉体が粉体収容手段１８内に流入せしめられる。
【００１２】
図１と共に図２を参照して説明すると、粉体供給手段１６の充填ノズル２０は管状ノズル部材３２を具備している。上記減圧チャンバー２の片側壁（図１及び図２において左側壁）の上部には開口が形成されており、ノズル部材３２はかかる開口を通って減圧チャンバー２内に挿入せしめられている。ノズル部材３２の前部には付加部材３４が固定されている。この付加部材３４は外側周壁３６、環状前壁３８及び環状後壁４０を有し、ノズル部材３２と付加部材３４との間には環状空間が規定されている。付加部材３４の外側周壁３６の片端部（図１及び図２において左端部）は適宜の様式によって減圧チャンバー２の上記片側壁に固定されており、これによって充填ノズル２０が減圧チャンバー２の所要位置に固定されている。付加部材３４の外側周壁３６の片端部と減圧チャンバー２の片側壁に形成されている開口との間にはシール部材（図示していない）が配設されており、両者間は気密に閉じられている。ノズル部材３２の外周、更に詳しくは上記付加部材３４の外側周壁３６の外周には、伸縮自在スリーブ４２が配設されている。適宜の合成ゴム等から形成することができるスリーブ４２の両端部は、締付けリング４４によって外側周壁３６の外周面に緊密に固定されている。外側周壁３６には周方向に間隔をおいて複数個の孔４６（図２にその内の１個を図示している）が形成されており、かかる孔４６はスリーブ４２によって覆われている。
【００１３】
図１及び図２を参照して説明を続けると、充填ノズル２０には全体を番号４８で示すスリーブ作動手段が付設されている。かかるスリーブ作動手段４８は空気流路手段５０を含んでいる。この空気流路手段５０の上流端は圧縮空気源５２に接続されており、下流端は上記付加部材３４の環状後壁４０に形成された開口を通してノズル部材３２と付加部材３４との間に規定されている環状空間に接続されている。空気流路手段５０には、減圧弁５４、圧力検出器５６、制御弁手段５８、延在方向に伸縮自在である管部材６０、及び急速排気弁６２が配設されている。図２に明確に図示するとおり、付加部材３４を備えたノズル部材３２の前部は、減圧チャンバー２内に収容されている粉体袋１０の筒状充填口頸部１２内に挿入せしめられる。制御弁手段５８が開状態に設定せしめられると、減圧弁５４及び非排気状態に設定されている急速排気弁６２を通して、圧縮空気がノズル部材３２と付加部材３４との間に規定されている環状空間に導入され、付加部材３４の外側周壁３６に形成されている孔４６から排出される。かくすると、図１及び図２に２点鎖線で図示する如く、導入された圧縮空気の作用によって伸縮自在スリーブ４２が半径方向外側に膨出せしめられて、粉体袋１０の充填口頸部１２の内周面に密接せしめられ、かくしてノズル部材３２と粉体袋１０の充填口頸部１２との間が気密に閉じられる。制御弁手段５８を閉状態に設定すると共に急速排気弁６２を排気状態に設定すると、スリーブ４２に作用する圧縮空気が解放され、スリーブ４２はそれ自身の弾性によって図１及び図２において夫々破線及び実線で示す状態に復元する。圧力検出器５６が検出する圧力はマイクロプロセッサから構成することができる制御手段６４（図３）に送給され、制御手段６４は減圧弁５４を適宜に調整してスリーブ４２に作用せしめられる圧力を所定値に設定する。スリーブ作動手段４８の空気流路手段５０には、所謂フレキシブルチューブでよい伸縮自在な管部材６０が含まれている故に、スリーブ作動手段４８から減圧チャンバー２に負荷が加えられて重量測定手段４による減圧チャンバー２の重量測定に悪影響が及ぼされることは実質上ない。
【００１４】
図２に図示する如く、充填ノズル２０の先端には前方に延出する支持片６５が付設されている。支持片６５は真直に延びる丸棒から或いは適宜の形態に湾曲せしめた丸棒から形成することができる。ノズル部材３２の前部が粉体袋１０の充填口頸部１２内に挿入せしめられると、支持片６５は粉体袋１０の主部内に延出し、充填口頸部１２に続く部位（図１及び図２において充填口頸部１２の右側に位置する部位）において粉体袋１０の上端を支持し、粉体袋１０が下方に垂れ下がるのを防止する。粉体袋１０が下方に垂れ下がるのを防止するために、充填ノズル２０の先端に支持片６５を付設することに代えて、上記特公平１−３２０８１号公報に開示されている如く、ノズル部材３２自体の先端にその上半部から突出する突出片を一体に形成することも意図され得る。しかしながら、ノズル部材３２にかような突出片を一体に形成した場合には、ノズル部材３２を通して粉体袋１０内に充填される粉体の一部が突出片の内面に比較的多量に付着し、粉体充填完了後に粉体袋１０をノズル部材３２から離隔する際又はその後に、突出片の内面に付着した粉体が落下乃至飛散して減圧チャンバー２内を汚染してしまう虞が少なくない。
【００１５】
図１を参照して説明すると、粉体流路手段２２は大量流路６６と小量流路６８とを含んでいることが重要である。断面積が大きい管部材から形成することができる大量流路６６は、粉体収容手段１８に形成されている上記大量流出口２６から延びており、延在方向に伸縮自在な管部材７０を介して上記充填ノズル２０の上流端に接続されている。伸縮自在な管部材７０は所謂フレキシブルチューブから構成することができる。大量流路６６には流路の開閉を制御するための大量弁手段７２が配設されている。断面積が小さい管部材から形成することができる小量流路６８は、粉体収容手段１８に形成されている上記小量流出口２８から延びており、大量弁手段７２よりも下流側において大量流路６６に接続されている。小量流路６８には流路の開閉を制御するための小量弁手段７４が配設されている。粉体流路手段２２の下流端には伸縮自在な管部材７０が配設されている故に、粉体収容手段１８及び粉体流路手段２２から減圧チャンバー２に負荷が加えられて重量測定に悪影響が及ぼされることはない。
【００１６】
大量流路６６及び／又は小量流路６８内を通る粉体の流動を促進するために、大量流路６６及び／又は小量流路６８内にスクリュウフィーダの如き機械的搬送手段を配設することも意図され得る。しかしながら、かような機械的搬送手段を配設すると、サイロから構成されている粉体収容手段１８内で沈静化された粉体が大量流路６６及び／又は小量流路６８を通る際に、機械的搬送手段によって粉体に攪拌等の物理的作用が加えられて粉体が活性化され、これに起因して粉体の嵩密度が低下される等の問題が生成される傾向がある。本発明者等の経験によれば、本発明に従って構成された粉体充填装置においては、大量流路６６及び／又は小量流路６８内に機械的搬送手段を配設せずとも、特に問題を発生せしめることなく大量流路６６及び小量流路６８を通して充分円滑に粉体を流動せしめることができる。
【００１７】
図１を参照して説明を続けると、粉体充填装置には全体を番号７６で示す減圧手段も配設されている。この減圧手段７６は減圧源７８及び排気路手段８０を含んでいる。図示の実施形態における減圧源７８は湿式真空ポンプ８２から構成されている。この真空ポンプ８２の吸引側は循環水路８４を介して循環水タンク８６に接続されている。真空ポンプ８２の排出側には排出路８８が接続されており、この排出路８８は大気に解放されている排気路９０と循環水タンク８６に接続されている排液路９２とに分岐されている。循環水タンク８６はボールタップでよい水位規定弁９４を介して水源９６に接続されており、循環水タンク８６内に収容されている循環水の量は一定に維持される。循環水タンク８６には弁手段９８を有する排水路１００も接続されている。
【００１８】
上記減圧チャンバー２の片側壁（図１において左側壁）の下部には開口が形成されており、かかる開口には排気管１０２が連結されている。減圧手段７６における排気路手段８０は、上記真空ポンプ８２の吸引側に接続された下流端から延在する主排気路１０４を含んでいる。管部材から構成することができる主排気路１０４の上流端は、所謂フレキシブルチューブから形成することができる延在方向に伸縮自在な管部材１０６を介して、減圧チャンバー２の排気管１０２に接続されている。伸縮自在な管部材１０６が配設されている故に、減圧手段７６から減圧チャンバー２に負荷が加えられて重量測定手段４による減圧チャンバー２の重量測定に悪影響が及ぼされることは実質上ない。主排気路１０４には減圧度検出器１０８及び真空弁手段１１０が配設されている。また、主排気路１０４には、真空弁手段１１０の下流側から分岐して延びる大気吸入路１１２が付設されており、この大気吸入路１１２には減圧度調整弁手段１１４が配設されている。主排気路１０４には、更に、真空弁手段１１０の上流側から分岐して延びる大気連通路１１６も付設されており、この大気連通路１１６には制御弁手段１１８が配設されている。
【００１９】
上述したとおりの減圧手段７６においては、大気連通路１１６に配設されている制御弁手段１１８が閉状態に設定されて、真空ポンプ８２が作動せしめられると共に真空弁手段１１０が開状態に設定されると、減圧チャンバー２内の気体が主排気路１０４を介して真空ポンプ８２に吸引され、かくして減圧チャンバー２内が減圧される。減圧度検出器１０８検出する減圧度は制御手段６４（図３）に送給され、制御手段６４は減圧度調整弁手段１１４の開度を調整して大気吸引路１１２から主排気路１０４に吸引される大気量を調整し、これによって減圧チャンバー２内の減圧度を所要とおりに調整する。減圧チャンバー２から真空ポンプ８２に吸引される気体には、粉体袋１０から流出乃至飛散した幾分かの粉体が含有されるが、かかる粉体は循環水路８４を介して真空ポンプ８２に吸引される水に混入され、排出路８８及び排液路９２を通して循環水タンク８６に送給される。真空ポンプ８２から排出路８８に送出される気体は排気路９０を通して大気に排出される。循環水タンク８６内の循環水に含有される粉体が過剰になった時には、弁部材９８を開状態にせしめて循環水タンク８６内の汚染された循環水を排出することができる。真空弁手段１１０を閉状態にせしめると共に真空ポンプ８２の作動を停止せしめ、そして大気連通路１１６に配設されている制御弁手段１１８を開状態に設定すると、減圧チャンバー２内が大気連通路１１６を介して大気に連通せしめられる。
【００２０】
図１を参照して説明すると、上記減圧チャンバー２には、更に、図１において上下方向（鉛直方向）に間隔をおいて配設された２対の制限機構、即ち上側制限機構対と下側制限機構対とを含む制限手段が付設されている。上側制限機構対は図１において紙面に垂直な方向に間隔をおいて配設された一対の制限機構１２０から構成され、下側制限機構対も同様に図１において紙面に垂直な方向に間隔をおいて配設された一対の制限機構１２２から構成されている。図１と共に図４を参照して説明を続けると、一対の制限機構１２０の各々は、静止基台の直立支持柱１２４に固定されたブラケット１２６と、減圧チャンバー２の片側壁（図１において左側壁）に固定されたブラケット１２８とを含んでいる。ブラケット１２６は支持柱１２４から減圧チャンバー２に向かって突出せしめられており、その先端部には実質上鉛直に下方に延びる第一のロッド１３０が固定されている。ブラケット１２８は減圧チャンバー２の片側壁から支持柱１２４に向かって突出せしめられており、その先端には実質上鉛直に上方に延びる第二のロッド１３２が固定されている。第一のロッド１３０は丸棒から構成されており、その上端は溶接或いは螺着等の適宜の様式によってブラケット１２６に固定されている。同様に、第二のロッド１３２も丸棒から構成されており、その下端は溶接或いは螺合等の適宜の様式によってブラケット１２８に固定されている。第一のロッド１３０の下端部には環状規制片１３４が装着され、第二のロッド１３２の上端部にも環状規制片１３６が装着されている。一対の制限機構１２０の各々は、更に、薄いばね鋼製板片１３８を含んでいる。かかる板片１３８には第一のロッド１３０及び第二のロッド１３２の外径に対応した、更に詳しくは第一のロッド１３０及び第二のロッド１３２の外径と実質上同一乃至これらよりも若干大きい内径の貫通孔１４０及び１４２が形成されている。図４に明確に図示する如く、第一のロッド１３０を板片１３８の貫通孔１４０に挿通せしめ、第二のロッド１３２を板片１３８の貫通孔１４２に挿通せしめることによって、板片１３８が第一のロッド１３０と第二のロッド１３２との間に接続される。第一のロッド１３０を板片１３８の貫通孔１４０に挿通せしめた後に、第一のロッド１３０の下端部には更に別個の環状規制片１４４が装着される。また、第二のロッド１３２を板片１３８の貫通孔１４２に挿通せしめた後に、第二のロッド１３２の上端部には更に別個の環状規制片１４６が装着される。第一のロッド１３０に装着されている環状規制片１３４と環状規制片１４４との間隔は両者間に存在する板片１３８の厚さよりも幾分大きく、第二のロッド１３２に装着されている環状規制片１３６と環状規制片１４６との間隔も両者間に存在する板片１３８の厚さよりも幾分大きい。従って、第一のロッド１３０及び第二のロッド１３４に対して板片１３８は鉛直方向に相対的に移動することができる。第一のロッド１３０に対する環状規制片１３４及び１４４の装着、並びに第二のロッド１３２に対する環状規制片１３６及び１４６の装着は、螺着等の適宜の様式で遂行することができる。一対の制限手段１２２の各々の構成は一対の制限手段１２０の各々と実質上同一でよい故に、一対の制限手段１２２の各々の構成については説明を省略する。
【００２１】
図１を参照することによって理解される如く、減圧手段７６の作用によって減圧チャンバー２内の気体を排気して減圧チャンバー２内を減圧すると、排気路手段８０内に生成される減圧に起因して伸縮自在な管部材７０を収縮せしめんとする力が作用し、減圧チャンバー２には図１において左向きの力が作用する。上述した制限手段１２０及び１２２は、減圧チャンバー２に作用するかような力に抗して減圧チャンバー２が図１において左方に移動するのを防止する。他方、制限手段１２０及び１２２の存在にかかわらず、例えば制限手段１２０における第一のロッド１３０及び板片１３８に対して第二のロッド１３２が鉛直方向に相対的に移動することによって或いはばね鋼製である板片１３８が若干弾性的に撓むことによって、減圧チャンバー２は鉛直方向には実質上自由に移動することができる。それ故に、減圧手段７６によって減圧チャンバー２内を減圧することに起因して、減圧チャンバー２並びにその内部に収容されている粉体袋１０及び粉体袋１０内の粉体の、重量測定手段４による重量測定に許容し得ない大きな誤差が生成されることが充分確実に回避され、粉体袋１０内に充填された粉体の重量を充分精密に測定することができる。
【００２２】
次に、主として図１を参照して、制御手段６４（図３）によって制御される粉体充填装置の作動手順を要約して説明する。
【００２３】
減圧チャンバー２の扉６を開動し、新しい粉体袋１０を減圧チャンバー２内に所要とおりに収納し、粉体供給手段１６における充填ノズル２０に対して粉体袋１０の充填口頸部１２を所要とおりに位置付け、かくして準備操作が終了すると、作動開始スイッチ（図示していない）が閉成される。かくすると、扉６に付設れている開閉動手段８が作動せしめられて扉６が閉じられ、次いで扉ロック機構１４が付勢されて扉６が閉位置にロックされる。また、スリーブ作動手段４８の制御弁部材５８が開状態に設定され、これによって充填ノズル２０のスリーブ４２が図１及び図２に二点鎖線で図示する如くに膨出せしめられて、粉体袋１０の充填口頸部１２の内周面に密接せしめられる。次いで、上記各種作動に起因する減圧チャンバー２の振動が減衰せしめられるのに必要な若干の時間（例えば２秒程度でよい）経過後、重量測定手段４による重量測定値（即ち粉体袋１０内が空の時の重量）が零に較正される。
【００２４】
しかる後に、減圧手段７６における真空ポンプ８２が作動され、真空弁手段１１０が開状態に設定され、これによって減圧チャンバー２内が減圧される。減圧調整弁手段１１４は例えば−３０００ｍｍ水柱程度でよい高度減圧状態に設定され、従って減圧チャンバー２内には高度減圧状態が生成される。真空弁手段１１０を開状態に設定するのと実質上同時に或いはその後に、粉体供給手段１６の大量流路６６に配設されている大量弁手段７２が開状態に設定される。かくすると、粉体収容手段１８から大量流路６６を通して充填ノズル２０に大量の粉体が空気と共に吸引され、かかる大量の粉体が空気と共に粉体袋１０内に吸引される。粉体袋１０内に吸引された粉体は袋内に保持されるが、粉体袋１０内に吸引された気体は通気性を有する袋壁を通過して減圧チャンバー２に流出し、減圧手段７６の排気路手段８０を通して排気される。粉体充填開始直後は大量の粉体が急速に粉体袋１０に充填されるが、充填が進行するに従って粉体袋１０の袋壁の所謂目詰まりが進行することによって、そしてまた粉体袋１０内に充填された粉体が気体流に抵抗することによって、粉体袋１０内への粉体の充填速度が漸次低減せしめられる。
【００２５】
重量測定手段４が測定する充填された粉体の重量が目標値よりも所定量だけ小さい値、例えば目標値の９０％になると、制御手段６４は、粉体供給手段１６の大量流路６６に配設されている大量弁手段７２を閉状態に設定し、小量流路６８に配設されている小量弁手段７４を開状態に設定する。これと同時に或いはこれに引き続いて、減圧調整弁手段１１４を操作して例えば−１７００ｍｍ水柱程度の低度減圧状態に設定する。かくして、粉体収容手段１８から小量流路６６を通して充填ノズル２０に小量の粉体が若干の気体と共に低速で吸引され、かかる小量の粉体が低速で粉体袋１０内に充填される。
【００２６】
次いで、重量測定手段４が測定する充填された粉体の重量が目標値になると、粉体供給手段１６の小量流路６８に配設されている小量弁手段７４が閉状態にせしめられ、従って充填ノズル２０への粉体の供給が停止される。そしてまた、減圧手段７６における真空ポンプ８２の作動が停止されると共に真空弁手段１１０が閉状態に設定され、減圧チャンバー２の減圧が停止される。更に、例えば２秒程度である若干の時間経過後、減圧手段７６の大気連通路１１６に配設されている制御弁手段１１８が開状態に設定され、減圧チャンバー２内が大気に連通せしめられる。次いで、例えば２秒程度でよい若干の時間遅れの後、スリーブ作動手段４８の制御弁手段５８が閉状態に設定されると共に急速排気弁６２が排気状態に設定され、これによって充填ノズル２０のスリーブ４２が図１及び図２に実線で示す状態に復元せしめられる。これと同時に或いはこれに引き続いて、扉ロック機構１４が除勢されて扉ロック作用が解除され、開閉動手段８が作動せしめられて扉６が開動される。そして、所要量の粉体が充分精密に充填された粉体袋１０が減圧チャンバー２内から取り出される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に従って構成された粉体充填装置によれば、減圧チャンバーを連続的に減圧状態に維持しながら粉体の充填が遂行され、そしてまた大量弁手段を備えた大量流路と小量弁手段を供えた小量流路とを利用して粉体が供給される故に、流路における粉体の閉塞を発生せしめることなく嵩高な粉体を通気性粉体袋に迅速に且つ高密度で充填することができる。また、重量測定が充分精密に遂行され、それ故に粉体袋内に充填される粉体の重量が安定して所定範囲内にせしめられ、そしてまた粉体袋の充填口頸部とこれに挿入された充填ノズルとの間が充分確実に密封され、粉体の飛散が充分確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された粉体充填装置の好適実施形態の主要構成要素を示す簡略図。
【図２】図１に示す粉体充填装置における充填ノズルと粉体袋の充填口頸部との関係を示す部分断面図。
【図３】図１に示す粉体充填装置における制御関連構成要素を示すブロック線図。
【図４】図１に示す粉体充填装置における制限手段を構成する制限機構を示す部分斜面図。
【符号の説明】
２：減圧チャンバー
４：重量測定手段
６：減圧チャンバーの扉
１０：粉体袋
１２：粉体袋の充填口頸部
１６：粉体供給手段
１８：粉体収容手段
２０：充填ノズル
２２：粉体流路手段
３２：環状ノズル部材
４２：伸縮自在スリーブ
４８：スリーブ作動手段
６４：制御手段
６６：大量流路
６８：小量流路
７０：伸縮自在な管部材
７２：大量弁手段
７４：小量弁手段
７６：減圧手段
７８：減圧源
８０：排気路手段
８２：真空ポンプ
１０６：伸縮自在な管部材
１１０：真空弁手段
１１４：減圧度調整弁手段
１２０：制限機構（制限手段）
１２２：制限機構（制限手段）
１３０：第一のロッド
１３２：第二のロッド
１３８：ばね鋼製板片
１４０：板片の貫通孔
１４２：板片の貫通孔

Claims

開閉動せしめられる扉を有する、通気性粉体袋を収容するための減圧チャンバーと、
該減圧チャンバーを支持している重量測定手段と、
粉体収容手段、該減圧チャンバー内に収容されている粉体袋に形成されている充填口を通して粉体袋内に挿入せしめられる充填ノズル、断面積が大きい大量流路、該大量流路に配置され、該大量流路を通って該粉体収容手段から該充填ノズルに粉体が流動するのを許容する開状態と、該大量流路を通って該粉体収容手段から該充填ノズルに粉体が流動するのを阻止する閉状態とに選択的に設定される大量弁手段、断面積が小さい少量流路、及び該小量流路に配置され、該小量流路を通って該粉体収容手段から該充填ノズルに粉体が流動するのを許容する開状態と、該小量流路を通って該粉体収容手段から該充填ノズルに粉体が流動するのを阻止する閉状態とに選択的に設定される小量弁手段を含む粉体供給手段と、
減圧源、及び該減圧源と該減圧チャンバー内とを接続している排気路手段とを含む減圧手段と、
該減圧手段を連続的に作動せしめて該減圧チャンバー内を連続的に減圧状態にすると共に、該大量弁手段を開状態に設定して、該粉体収容手段から該大量流路及び該充填ノズルを介して該粉体袋に粉体を大量流入せしめ、次いで該重量測定手段によって測定される重量が目標値よりも所定量だけ小さい切換値になると、該大量弁手段を閉状態に設定し且つ該小量弁手段を開状態に設定して、該粉体収容手段から該小量流路及び該充填ノズルを介して該粉体袋に粉体を小量流入せしめ、しかる後に該重量測定手段によって測定される重量が該目標値になると、該大量弁手段と該小量弁手段との双方を閉状態にし、そしてまた該減圧手段による該減圧チャンバーの減圧作用を停止する制御手段と、
を具備することを特徴とする粉体充填装置。
該制御手段は、該重量測定手段によって測定される重量が該切換値になるまでは該減圧チャンバー内を連続的に高度減圧状態にし、該重量測定手段によって測定される重量が該切換値になると、該減圧チャンバー内を連続的に低度減圧状態にする、
請求項１記載の粉体充填装置。
該減圧手段の該排気路手段は該減圧チャンバーの側壁に形成された開口を介して該減圧チャンバー内に連通せしめられており、
該減圧チャンバーには制限手段が付設されており、該制限手段は、該減圧チャンバーの鉛直方向移動は実質上制限しないが、該減圧手段の作用によって該減圧チャンバー内を該排気路手段を介して排気することに起因して該減圧チャンバーが鉛直方向以外に移動するのを実質上制限する、
請求項１又は２記載の粉体充填装置。
該制限手段は複数対の制限機構から構成されており、該制限機構の各々は、静止基台に固定され且つ実質上鉛直に延びる第一のロッド、該減圧チャンバーに固定され実質上鉛直に延びる第二のロッド、該第一のロッドが貫通せしめられる第一の貫通孔と該第二のロッドが貫通せしめられる第二の貫通孔とが形成されたばね鋼製板片を含む、
請求項３記載の粉体充填装置。
該粉体供給手段の該大量流路及び該少量流路は伸縮自在な管部材を含有し、該減圧手段の該排気路手段も伸縮自在な管部材を含有している、
請求項３又は４記載の粉体充填手段。
粉体袋は開口された先端が充填口を規定している筒状充填口頸部を有する形態であり、
該充填ノズルは、先端が開口された管状ノズル部材、該ノズル部材の外周に配設され、両端縁が該ノズル部材に固定された伸縮自在スリーブ、及び該ノズル部材と該伸縮自在スリーブとの間に圧縮空気を供給する作動状態と該ノズル部材と該伸縮自在スリーブとの間を大気に解放する非作動状態とに選択的に設定されるスリーブ作動手段を具備し、該ノズル部材及び該伸縮自在スリーブが粉体袋の充填口頸部に挿入せしめられ、該スリーブ作動手段が作動状態に設定されて該ノズル部材と該伸縮自在スリーブとの間に圧縮空気が供給されると、該伸縮自在スリーブが膨出せしめられて該伸縮自在スリーブの外周面が粉体袋の充填口頸部の内周面に密接せしめられる、
請求項１から５までのいずかに記載の粉体充填装置。