JP4832737B2 - 秤量装置を備えた真空搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文の特徴部を有する秤量装置及び計測器を備えた真空搬送装置に関する。

真空搬送装置は、例えば下記文献１に記述されるように、一般的に空気又は不活性ガスから成る吸引ガス流内で、通常、粉末、細粒、塵、錠剤又は端材のような小粒子又は粉末状物質を搬送するために使用される。その物質は例えば、手動吸引チューブ又は供給漏斗を介して供給側から吸引され、ホース又はチューブ管を通じて搬送され、吸引口を介して真空搬送装置の分離容器に到達する。吸引ガスは、分離容器内で収集された被搬送物質から分離され、必要があればガス側の下流にはフィルタ要素が設けられる。吸引ガスは、分離室を出て、通常分離容器の上側に直接固定設置されている真空ポンプの方向へ進む。

ドイツ特許公開ＤＥ ４２００２４０ Ｃ２

標準の真空搬送装置では、排出弁は主に分離容器の下側に位置する。その排出弁を介して物質は分離容器から離れ充填用容器内に直接到達する。さらに、ガスバルブが、分離容器と真空ポンプとの間に設けられることもある。

吸引工程が行われるいわゆる吸引サイクルでは、排出弁は閉じられ分離容器及び真空ポンプ間のガスバルブは開かれる。このように分離容器は、所定時間又は物質が一定程度の充填量に達するまで充填される。次に、いわゆる排出サイクルでは、分離容器と真空ポンプとの間のガスバルブは閉じられ又は真空ポンプが停止され、排出弁は開かれる。そして、もっとも簡単な場合は、被搬送物質は、分離容器から排出口を通って落下する。しかし必要があれば、物質を過剰圧力によって分離容器から吹き飛ばしてもよいし、或いは橋架け状滞留物質（bridge-building materials）を流動化させてもよい。純粋ガス側からの逆風によって、フィルタから付着塊状物質を除去することもできる。サイクル制御は、特定の吸引サイクル及び排出サイクルの持続期間を規定する。

真空搬送装置のなかには、単に搬送するだけでなく、に被搬送物質を秤量することができるものもある。このような秤量機能を備えた真空搬送装置が、秤量機能を備えていない真空搬送装置と特に異なる点は、真空ポンプを停止し又は吸引を中断した後、分離容器内の搬送が完全に停止するまで排出弁が十分な時間閉じられることである。この結果、まだ浮遊状態のすべての物質が分離容器内に堆積する。その後、秤量装置で物質の搬送量が秤量される。秤量は例えば、３個の荷重測定セルを備えたフレーム構造体などの秤量装置によって真空搬送装置を支持させることで達成される。これにより真空搬送装置及びその中に含まれる被搬送物質を加算した全体量が計測される。

次に、排出弁が開かれる。その後及び/又は予め、排出した被搬送物質の量を確定するために真空搬送装置の空重量が秤量される。経験上、搬送工程の初めの一回の空重量の秤量では十分ではないことが分かっているため、繰り返し秤量が実行される。なぜなら、真空搬送装置のフィルタ及び分離容器の壁に付着する被搬送物質の量が、搬送サイクルごとに変動して測定誤差を生むからである。

一回のサイクルで吸引可能な量より多量の被搬送物質を秤量するためには、物質を複数の吸引サイクルで搬送する。制御装置は、前もって必要な吸引サイクルの回数及び吸引サイクルごとの理論充填量を決定する。通常、第一番目のサイクルでは、迅速充填サイクルで大量の物質が搬送される。最後のサイクルでは、必要があれば、飛ばし搬送モード(flying conveyance mode)で運転され、連続性の高い搬送を実行して、公称搬送量に近づけることができる。しかしながら、この工程には、非常に時間がかかる。

そのため、搬送中に連続して真空搬送装置の秤量することも提案された。特定の吸引サイクルについての理論充填量に達する少し前に、真空ポンプのスイッチを切るか、或いは吸引プロセスを中断する。この方法はより早く実行できるが、搬送操作時に分離容器上で作用する横方向フォースが変動して、正確な秤量へ影響を与える。実際上、これらの真空搬送装置の秤量精度がしばしば不十分であることが明らかとなった。被搬送物質によっては、実際に達成される搬送量（目標量）から２０gから５００gの誤差を生むこともある。

図１は、秤量装置を備えた従来の真空搬送装置１００を示す。図１に示すように、真空搬送装置は、３点式秤量装置１５０を介してフレーム構造体１２０に支持されており、真空搬送装置の分離容器１１０上に真空ポンプ１７０を備えている。真空搬送装置は搬送工程中、継続的に秤量されるため、秤量への妨害作用力及びその影響を可能な限り抑制しなければならない。

このため、特に分離容器の入り口側は、アイソレータ１４０（isolation system）を備える。図１に示すように、アイソレータは分離容器の吸引口に接続され、その他方の端部は搬送側のホース又は管（図示せず）が接続されているフレーム構造に固定接続されている。このアイソレータは、被搬送物質によって発生した力が秤量に妨害作用力を確実に与えないようにする。

しかしこの手段では、秤量妨害作用の影響を許容できる程度まで制限するのに十分ではないことは明らかとなった。搬送管内の真空レベル内で繰り返し発生する圧力変動による横方向フォース妨害作用の影響は、アイソレータによるフォース分離にも関わらず従来の方法では本質的に補うことはできない。フォース分離は、むしろ被搬送製品や搬送管の固有の重量によって生じた衝撃及び機械的張力を避けるために役立つ。真空ポンプの停止又は吸引工程の中断の時点は、真空搬送装置の重量測定に基づいて決定されるが、従来の真空搬送装置ではこの時点は適切に設定できなかった。上述した誤差からも明らかなように、搬送量の目標値は十分正確には達成されない。

したがって、真空搬送装置を製造する上での課題は、より正確に秤量すること、及び/又は、進行する搬送工程中の真空ポンプの停止又は吸引工程の中断の時点をさらに正確に規定することである。

この課題を解決するため、請求項１の特徴を有する真空搬送装置を提案する。本発明は、吸引流で搬送された物質を間欠的に中間貯蔵するための真空によって作用する分離容器と、特に分離容器を継続して秤量するための秤量装置と、真空ポンプ７０と、制御装置と、を含む秤量装置を備えた真空搬送装置において、真空ポンプ７０は、当該真空ポンプの吸引パイプが直接接続される分離容器からのフォースに関して分離しているという基本的理念に基づく。

真空ポンプと分離容器との間のフォース分離は、秤量される全質量が真空ポンプ及び恐らく真空ポンプに付随する部品の質量分だけ削減されるという利点があり、これによって秤量精度が向上する。さらに搬送工程中の真空ポンプでのフォース変動は、秤量装置に影響を与えることはない。

本発明は、真空搬送装置及び特に周辺環境間の圧力差によって起こる横方向のフォースから生じる妨害作用が継続して秤量に影響するとの認識のもとになされたものである。この妨害作用も、真空搬送装置内の真空レベルの変動の結果として変動しやすい。

本発明によれば分離容器は、分離容器へ被搬送物質を搬入するための吸引口（真空搬送装置の搬送側）と、吸引ガスを排出するための排気口（真空搬送装置の純粋ガス側）とに加えて、フォースアイソレータも備えている。真空導管は好ましくは排気口に接続され、真空ポンプへ続く。分離容器の吸引ガス用吸引口及び排気口が反対方向に向き、且つほぼ同軸上に位置することにより、妨害作用横方向フォースは相当程度補償される。このように、好ましくはそれぞれの吸引サイクルで搬送された実際量に基づいて、多少の誤差は生じるかもしれないが、次のサイクルのために理論充填量を適切に規定するための制御が可能である。これにより秤量の正確さが改善され、さらに秤量時間が短縮される。

上述され、且つ特許請求の範囲に記載された本発明の構成要素は、実施例でも記述するが、寸法、形状、物質選択及び技術思想に特別な例外的条件が適用されるものではない。その結果、応用分野において知られる選択基準は制限なく適用できる。

本発明の目的の付加的な詳細、特徴及び利点は、従属請求項及び添付図面の下記の記述から理解されよう。図面は、本発明の真空搬送装置のいくつかの実施例を例示している。図面については後述する。

図２〜図５は本発明の真空搬送装置の実施例の耐真空分離容器１０及び支持装置２０を示す異なる視点からの図である。

分離容器は、物質を搬送するためにやや接線方向の吸引接続部１２を備えた横方向の吸引口１２Ａと、ガスを吸引するための頂部側にある排気接続部１４と、排出弁（図示せず）又は排出フラップ（図示）のような底部側にある耐真空排出手段１６とを備え、その排出手段を用いて被搬送物質が毎回の搬送サイクル後に排出される。

図６は、分離容器１０を示す概略縦断面図である。被搬送物質は吸引ガス流Ｓで吸引接続部１２を通過し、分離容器の内部に到着する。吸引ガスは、真空ポンプ７０によって吸引され（概略的に示す）、フィルタ１５を通過し排気接続部１４を通って分離容器１０から排気される（真空流Ｖ）。被搬送物質は、ここでは排出フラップとして形成されている閉じられた排出手段１６上に収集される。

図２〜図５に示すように、真空搬送装置は、分離容器の吸引口１２Ａまでを耐真空状態にする吸引導管（４０）（搬送側）と、排気接続部１４から真空ポンプ７０へ延びる真空導管４２（純粋ガス側）にそれぞれフォース分離手段（フォースアイソレータ４０Ａ，４２Ａ）を有する。本実施例において、フォース分離手段は、可撓性を有する耐真空圧力管要素で構成されている。搬送側及び純粋ガス側のフォースアイソレータは、好ましくは、互いに同軸であるように配置される。この同軸の領域は、分離容器１０の主軸に対して垂直であることが特に好ましい。このために、固定折曲管１４Ｂが、分離容器１０の排気接続部１４に接合される。図示の実施例では、下向きに延びる脚部を有するＵ字状折曲管を用いており、一方の脚部に繋がる排気接続部１４は、分離容器の頂部の中心に接続され、もう一方の脚部は90度折れ曲がって分離容器１０から離れ耐真空状態にてフォースアイソレータ４２Ａに接続されている。分離容器１０の吸引口１２Ａ、及び折曲管１４Ｂの端部に位置する排気口１４Ａは、それぞれの反対方向に開口するように位置している。これにより、分離容器１０内の真空の反力は互いに実質的に打ち消し合う。この作用は、反対方向に位置する開口部が同軸上にあれば特に完全なものとなる。反作用の微調整は、排気接続部１４、折曲管１４Ｂ及び排気口１４Ａに対して、吸引口１２Ａ及び吸引接続部１２の流れ断面を選択することによって行うことができる。同様に、フォースアイソレータ４０Ａ，４２Ａ、並びに吸引導管４０及び真空導管４２の開口部の吸引口１２Ａ及び排気口１４Ａに対する接続部が一直線に並ぶと有利である。フォース分離手段４０Ａ，４２Ａは、吸引導管からの妨害作用ないしフォースが分離容器の秤量に影響を与えないか又は影響があっても僅かなものとなることを確実にする。このフォース補償ないしフォース分離は、さらに詳細に後述する支持装置２０を用いて特に簡単な方法で実現される。

好ましい実施例では、支持装置２０は、２個の支持フレーム２２，２４からなる。これらの支持フレームは、上部から見ると（図５）、ほぼＵ字状でありその中心にそれぞれ垂直支持体２３，２５を備える。筋かい２６，２７は、それぞれ垂直支持体２３と支持フレーム２２間及び垂直支持体２５と支持フレーム２４間に延びる。２個の支持フレームは、２個の垂直支持体２３及び垂直支持体２５間において秤量装置５０を介して接続される。

支持フレーム２２，２４のそれぞれに関して、図５のように上部からみると、好ましくは支持フレーム２２は、支持フレーム２４の少なくとも部分的に内側にあり、且つ任意的に上方にあるように位置する。さらに垂直支持体２３、垂直支持体２５及び分離容器１０の中心は、好ましくはほぼ直線上に位置する（上方から見た場合）。内側支持フレーム２２の脚部は、分離容器１０のほぼ中心位置まで延びている。分離容器は支持フレームの脚端部に、容器を囲む取付け用ストラップに固定された２個のカラーアーム２１Ａ，２１Ｂを介して接続される。

外側の支持フレーム２４の脚部には、分離容器１０の吸引導管４０の吸引口１２Ａ、及び真空導管４２の排気口１４Ａのための少なくとも一個の支持手段２８Ｂ，２８Ａがそれぞれ装着されている。好ましくは、搬送側の吸引導管は、分離容器へ通じる管やホースは支持手段２８Ｂで一旦遮断され、フォースアイソレータ４０Ａはここへ接続される。さらに、吸引導管は分離容器１０の吸引口１２Ａへ延びている。真空側のフォースアイソレータ４２Ａ及び真空導管４２も同様に配列されている。被搬送物質は、純粋ガス側の吸引導管（真空導管）では搬送されないため、より簡単な構成を選択することもできる。このように、本実施例では、支持手段２８Ａは、フォースアイソレータ４２Ａ又は吸引導管が挿入される円状の開口部を備えた単純な板でよい。

二部分の秤量支持フレーム２２，２４も、真空搬送装置のフォース分離手段とは独立した重要な発明である。特に、秤量される容器が簡単に着脱できるという利点がある。このため、分離容器と支持フレーム２２との接続は、一方では取り外すことができる。一方、両支持フレーム２２，２４間の接続は、秤量装置５０の領域において、例えば迅速作動クランプシステムによって取り外せるようにするのが好ましい。どちらの場合も入口側及び出口側は、フォースアイソレータの領域において、例えばホースクリップを介して吸引導管４０及び真空導管４２から分離しなければならない。この方法によって、例えば製品交換などの際に、分離容器１０を容易に取り換えることが可能になり、分離容器の清掃が容易になる。

吸引ガスが、分離容器１０から出る前にフィルタ１５を通過するため、搬送側及び真空側間に不可避なフィルタ圧力差が生じる。しかし、フィルタ圧力差は、一方では比較的小さく、他方では多くの場合一定なので、無視するか、フィルタ圧力差によるかく乱要素を考慮した計算によって測定結果を訂正すればよい。

先行技術による真空搬送装置を示す斜視図である。 本発明の実施例による真空搬送装置の分離容器及び支持装置を示す斜視図である。 図２のほぼ矢印Ａ方向から見た同真空搬送装置を示す背面図である。 図２のほぼ矢印Ｂ方向から見た同真空搬送装置を示す入口側の側面図である。 同真空搬送装置の頂部平面図である。 同真空搬送装置の分離容器を示す概略縦断面図である。

符号の説明

１０ 分離容器
１２ 吸引接続部
１２Ａ 吸引口
１４ 排気接続部
１４Ａ 排気口
１４Ｂ 折曲管
１５ フィルタ
１６ 排出手段
２０ 支持装置
２１Ａ カラーアーム
２１Ｂ カラーアーム
２２ 支持フレーム
２３ 垂直支持体
２４ 支持フレーム
２５ 垂直支持体
２６ 筋かい
２７ 筋かい
２８Ａ 支持手段
２８Ｂ 支持手段
４０ 吸引導管
４０Ａ フォースアイソレータ
４２ 真空導管
４２Ａ フォースアイソレータ
５０ 秤量装置
７０ 真空ポンプ
１００ 従来の真空搬送装置
１１０ 分離容器
１２０ フレーム構造
１４０ アイソレーターシステム
１５０ 秤量装置
１７０ 真空ポンプ

Claims (8)

1. 吸引ガス流で搬送された物質を間欠的に中間貯蔵するために真空によって作用する分離容器（１０）と、
   前記分離容器（１０）に被搬送物質を搬入する第１フォースアイソレータ（４０Ａ）と、
   純粋ガスを排出する第２フォースアイソレータ（４２Ａ）と、
   前記分離容器（１０）を継続して秤量する秤量装置（５０）と、
   真空ポンプ（７０）と、を含み、
   前記秤量装置（５０）に荷重を負荷する前記分離容器（１０）は、耐真空であり、被搬送物質の吸引口（１２Ａ）を介して吸引導管（４０）に耐真空状態で接続されるとともに、吸引ガスの排気のための排気口（１４Ａ）を介して真空導管（４２）に耐真空状態で接続されており、
   前記分離容器（１０）はさらに耐真空排出手段（１６）を含んでおり、
   前記真空ポンプ（７０）は、前記分離容器（１０）からのフォースに関して分離され、また、前記真空ポンプ（７０）は前記秤量装置（５０）によって秤量されないように位置しており、
   前記第１及び第２フォースアイソレータ（４０Ａ，４２Ａ）はほぼ同軸に延びる、ことを特徴とする、秤量装置を備えた真空搬送装置。
2. 前記吸引口（１２Ａ）及び前記排気口（１４Ａ）は、反対方向に向いている、請求項１に記載の真空搬送装置。
3. 前記分離容器（１０）を接続するための内側支持フレーム（２２）と、前記吸引導管（４０）のための支持手段（２８Ｂ）および前記真空導管（４２）のための支持手段（２８Ａ）を有する外側支持フレーム（２４）と、をさらに備える、請求項１又は２に記載の真空搬送装置。
4. 前記第１フォースアイソレータ（４０Ａ）が、前記外側支持フレーム（２４）と前記分離容器（１０）の前記吸引口（１２Ａ）の間に配置されているか、または、前記第２フォースアイソレータ（４２Ａ）が、前記外側支持フレーム（２４）と前記分離容器（１０）の前記排気口（１４Ａ）の間に配置されている、請求項３に記載の真空搬送装置。
5. 前記内側及び/又は外側支持フレーム（２２，２４）は、ほぼＵ字形状に設計されている、請求項３又は４に記載の真空搬送装置。
6. 前記内側及び/又は外側支持フレーム（２２，２４）は、Ｕ字形状のほぼ中心に位置する垂直支持体（２３，２５）を備えている、請求項５に記載の真空搬送装置。
7. 前記秤量装置（５０）は、前記内側及び外側支持フレーム（２２，２４）間で作用するように挿入されている、請求項３〜６のいずれか１つに記載の真空搬送装置。
8. 前記秤量装置は、前記内側及び/又は外側支持フレーム（２２，２４）に分離可能に接続されている、請求項７に記載の真空搬送装置。

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