JP5774528B2 - 粉粒体供給装置 - Google Patents

Description

本発明は粉粒体の均し装置を具備した粉粒体供給装置に関し、高い精度でバッチ式計量を行うことができる粉粒体供給装置に関するものである。

従来、粉粒体の定量供給装置は底板上に間隙を介して粉粒体供給用の内筒を設け、該内筒と中心線を共有する外筒の下端を底板上に接続し、内外筒間に上記間隙から払い出される粉粒体の環状通路を形成し、該通路に排出口を設け、かつ底板の中心部に突設した直立回転体に中央回転羽根（スポーク）を設け、該スポークの先端に外筒の内周面に沿って外周回転リングを設け、該回転リングに複数の内向爪を設けてなり、上記排出口から定量排出するものであった（例えば特許文献１）。

この種の粉粒体供給装置において、粉粒体の排出時の粉粒体の脈動を防止するため、上記排出口に至る上記環状通路内に、粉粒体の上面均し板を配設し、上記排出口に至る粉粒体の上面を均すことで上記粉粒体の脈動を抑制し、これにより粉粒体の計量精度を向上させる技術が提案されている（特許文献２）。

実公平６−４７８６０号公報 実開平６−５４６４０号公報（図１６）

ところで、上記従来の均し装置（図１０参照）は、その粉粒体の上面均し板４０の設置位置４０’から、粉粒体が落下する排出口４１に至るまで、長い距離Ｒが存在するため、上記均し板４０と上記排出口４１との間において、中央回転羽根４２又は内向爪４３が上記距離Ｒを移動する際、上記中央回転羽根４２又は内向爪４３の上部に粉粒体の脈動ｆが発生することがあった。

バッチ式計量によって目標値の粉粒体を得るには、粉粒体の計量値が目標値に近づいたときに中央回転羽根４２の回転駆動を停止すること等により行う。このとき、上記距離Ｒの範囲における粉粒体に脈動ｆがあると、中央回転羽根４２の停止タイミングにおける排出口４１の上流側の側縁４１’の粉粒体の状況（脈動の山か谷か等）が、計量値に影響を与える可能性がある。

従って、より精度の高いバッチ式計量の可能な粉粒体供給装置が望まれている。また、上記従来の装置では、排出口４１の下流側に上記中央回転羽根４２上に残留する粉粒体の掻き出し板４４を設ける必要があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、粉粒体の上面均し板を用いた粉粒体供給装置において、粉粒体の上面均し板から粉粒体の排出口までの距離を短縮することによって粉粒体の脈動による計量値に与える影響をなくし、精度の高いバッチ式計量を行うことができる粉粒体供給装置を提供することを目的とする。

また、排出口の下流側に掻き出し板を設ける必要のない粉粒体供給装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
第１に、内筒（２）内の粉粒体を該内筒（２）内の下端（２”）から外筒（３）内の環状通路（５）に安息角（θ）を形成して払い出す払い出し間隙（ｔ）が設けられ、底板（４）に沿って回転する複数のスポーク状中央回転羽根（８）によって上記環状通路（５）内を移送される粉粒体の排出口（６）が設けられ、かつ上記排出口（６）の上流側に粉粒体の上面均し板（１５）を上記環状通路（５）内に配設し、上記環状通路（５）内を移送されてくる粉粒体の上面を上記上面均し板（１５）にて均すように構成した粉粒体供給装置において、上記上面均し板（１５）が上昇位置（ａ）と下降位置（ａ’）との間を昇降可能に設けられており、上記上面均し板（１５）の設置位置が上記排出口（６）の上流側の側縁（６’）の直近であって、上記上面均し板（１５）の上記下降位置（ａ’）において、上記底板（４）から上記上面均し板（１５）の下端（１５ｂ’）までの距離をｈとし、上記上面均し板（１５）の下端（１５ｂ’）から上記排出口（６）の上記上流側の側縁（６’）までの距離をＬとすると、上記距離Ｌは、上記環状通路（５）における上記スポーク状中央回転羽根（８）の幅Ｔよりも小であると共に、常時「Ｌ＞ｈ」であって、上記距離Ｌが、上記排出口（６）の上記上流側の側縁（６’）の幅方向に亘って一定であることを特徴とする粉粒体供給装置により構成される。

上記スポーク状中央回転羽根（８）の幅Ｔとは、例えば環状通路（５）における上記回転羽根（８）の最大幅Ｔをいう。このように構成すると、上記距離Ｌが環状通路におけるスポーク状中央回転羽根の幅Ｔよりも小であって非常に短いので、バッチ式計量の後半において、上面均し板を下降位置に位置させたとき、粉粒体の上面は上記上面均し板で塞き止められ、上面を均されて脈動が除去された後、直ちに排出口から下方に落下供給される。また、上記上面均し板の下端と底板の距離ｈは上記距離Ｌよりもさらに短い距離となるので（Ｌ＞ｈ）、環状通路における粉粒体の脈動は確実に排除され、上記上面均し板が下降した後は、少量の粉粒体が排出口から脈動を生ずることなく直ちに落下供給される状態となる。従って、バッチ式計量の後半において上面均し板を下降させることにより、精度の高いバッチ式計量を行うことができる。

第２に、上記スポーク状中央回転羽根（８）の厚さをｋとすると、「Ｌ＞ｈ＞ｋ」の関係を有するものであることを特徴とする上記第１記載の粉粒体供給装置により構成される。

このように構成すると、上記上面均し板を下降したとき、上記スポーク状中央回転羽根の上面は上記上面均し板の下端に近接した位置を通過することになるので、上記上面均し板にて上記スポーク状中央回転羽根の上面に位置する粉粒体を上記上面均し板で掻き落とすことができる。よって、従来のように掻き出し板を別途設ける必要がない。

第３に、上記上面均し板（１５）の上記下降位置（ａ’）において、上記上面均し板（１５）の下方を上記スポーク状中央回転羽根（８）が通過する際、上記上面均し板（１５）の下端（１５ｂ’）は、上記スポーク状中央回転羽根（８）の上面に近接しているものであることを特徴とする上記第１又は２記載の粉粒体供給装置により構成される。

ここで上記近接とは、上記上面均し板の下端と上記スポーク状中央回転羽根の上面との距離が例えば約４ｍｍ〜６ｍｍ（＝ｈ”）となることをいう。このように構成すると、上記上面均し板の下降時、上記スポーク状中央回転羽根が上記上面均し板の下端を通過する際、上記上面均し板にて上記スポーク状中央回転羽根の上面に位置する粉粒体を掻き落とすことができ、別途掻き出し板を設ける必要がない。

第４に、上記環状通路（５）内に上記上面均し板（１５）の板面に沿うガイド板（１７，１７’）を固定し、上記上面均し板（１５）は上記ガイド板（１７，１７’）に沿って昇降し得るように構成したものであることを特徴とする上記第１〜３の何れかに記載の粉粒体供給装置により構成される。

このように構成すると、上記上面均し板は、上記ガイド板に沿って昇降し得るので、安定した昇降動作を行うことができる。

第５に、上記ガイド板（１７，１７’）にストッパー部材（１８）を設けると共に、上記上面均し板（１５）にストッパー部材（１８）に係合する係合部材（１６）を設け、上記上面均し板（１５）が上記下降位置に下降したとき、上記係合部材（１６）が上記ストッパー部材（１８）に当接して上記上面均し板（１５）のそれ以上の下降を規制するものであることを特徴とする上記第４に記載の粉粒体供給装置により構成される。

上記ストッパー部材はストッパーピン（１８）、上記係合部材は位置規制片（１６）により構成することができる。このように構成すると、上記上面均し板が下降位置に位置したとき、その下降位置をストッパー部材により規制することができるので、正確な位置に上面均し板を停止させることができ、上面均し板の正確な位置制御を行うことができる。

本発明によれば、上面均し板を下降位置に位置させたとき、粉粒体は上記上面均し板によって上面を均され脈動を除去された後、距離ｈの間隙を介して直ちに排出口から下方に落下供給され、少量の粉粒体が排出口から脈動を生ずることなく落下供給される状態となるので、正確なバッチ式計量を行うことができる。

また、上面均し板を下降したとき、スポーク状中央回転羽根の上面は上記上面均し板の下端に近接した位置を通過することになるので、上記上面均し板にて上記スポーク状中央回転羽根の上面に位置する粉粒体を上記上面均し板で掻き落とすことができ、従来装置のように、排出口の下流側に掻き出し板を別途設ける必要がない。

また、上面均し板をガイド板に沿って昇降し得るので、安定した昇降動作を行うことができる。

また、上面均し板が下降位置に位置したとき、その下降位置をストッパー部材により規制することができるので、正確な位置に上面均し板を停止させることができ、上面均し板を正確に昇降駆動させることができる。

本発明に係る粉粒体供給装置の側面断面図である。 同上供給装置の平面図である。 同上供給装置の上面均し板近傍の拡大側面断面図である。 同上供給装置の上面均し板近傍の拡大平面図である。 同上供給装置の上面均し板近傍の拡大正面断面図である。 同上供給装置の上面均し板近傍の拡大正面断面図である。 同上供給装置の他の実施形態における上面均し板近傍の拡大平面図である。 （ａ）は同上供給装置の排出口と上面均し板との関係を示す平面図、（ｂ）は同上供給装置の他の実施形態における排出口と上面均し板との関係を示す平面図である。 同上供給装置の上面均し板近傍の各部の寸法を示す図である。 従来の粉粒体供給装置の排出口近傍の拡大側面断面図である。

以下、添付図面に従って、本発明に係る粉粒体供給装置の実施形態を詳細に説明する。

粉粒体ホッパー１の下端開口部のフランジ１’に内筒２の上端フランジ２’をボルトＢで取り付ける。この内筒２の外側面には環状の円板３’を介して上記内筒２と中心線Ｃを共有する外筒３を一体に固定する。

尚、図２において、スポーク状中央回転羽根８の回転方向を矢印Ａ方向とし、内筒２と外筒３間の環状通路５における特定の基準位置に対して、矢印Ａ方向とは反対方向を「上流側」、上記特定の基準位置に対して矢印Ａ方向側を「下流側」という。

この外筒３の下端フランジ３”には底板４の外縁４’をボルトＢで接続し、内外筒２，３間に環状通路５を設け、該通路５の下面を構成する上記底板４に粉粒体の排出口６を設ける。この排出口６は図４、図８（ａ）に示すように、上記通路５内において上記中心線Ｃを中心とする円の半径方向に沿う上流側の側縁６’と、同じく上記中心線Ｃを中心とする円の半径方向に沿う下流側の側縁６”と、上記中心線Ｃを中心とし上記内筒２の半径より若干長い半径の円の円周に沿った内側円弧状側縁６ａと、上記中心線Ｃを中心とし上記外筒３と略同様の半径の円の円周に沿った外側円弧状側縁６ａ’により構成されており、排出口６全体として略扇形状を成すものである。

そして、上記内筒２の下端２”（図１参照）を上記底板４に近づけ、上記内筒２の下端２”と上記底板４の上面との間に粉粒体の払い出し間隙（排出間隙）ｔを設ける。

また上記中心線Ｃを共有する直立回転軸７’の上端部７を上記底板４上に突出し、該上端部７に４枚のスポーク状中央回転羽根８を上記底板４に沿って互いに９０度の角度差を以って設ける（図２参照）。

上記スポーク状中央回転羽根８の先端部は上記粉粒体の払い出し間隙ｔを通って上記通路５の外筒３の近接位置まで至り、上記スポーク状中央回転羽根８の各先端部に回転輪９を接続し、上記回転輪９を上記スポーク状中央回転羽根８と共に、上記中心線Ｃの周りに回転させることができるように構成する。

そして、上記回転輪９にはその内側に上記底板４に沿う複数の内向爪１０を、内側に向って設けてなるものである。上記内向爪１０は上記スポーク状中央回転羽根８，８間に３枚ずつ設けられており（全１２枚、図２参照）、上記環状通路５を横切ってその先端部は上記内筒２の内側に若干入り込むように構成されている。

上記直立回転軸７には、減速機３２を介してインバーターモータによる駆動用原動機３３が設けられ、上記スポーク状中央回転羽根８は上記原動機３３により矢印Ａ方向に回転駆動されるように構成されている。

従って、上記ホッパー１に供給された粉粒体は、内筒２の下端２”の全周の払い出し間隙ｔから上記環状通路５内に安息角θの角度で流出して払い出され（図１二点鎖線参照）、かかる状態で上記スポーク状中央回転羽根８を矢印Ａ方向（図２参照）に回転することにより、上記環状通路５に流出した粉粒体は、上記中央回転羽根８及び上記内向爪１０の矢印Ａ方向の回転により矢印Ａ方向に移送されて行き、上記粉粒体排出口６から下方に落下供給されるように構成されている（図５参照）。

尚、図１において、３８は上記底板４を支持する支持柱、３４は上記支持柱３８が接続され、上記粉粒体供給装置全体を支持する支持台、１”は上記ホッパー１の原料投入口である。上記支持台３４は台秤の機能を有しており、上記ホッパー１に投入された粉粒体の全体の重量を計測し得るように構成されている。

よって粉粒体が上記排出口６から排出されていくと、上記台秤の計量値は上記排出口６から排出された粉粒体の分だけ徐々に低下して行き、この計量値がコントローラ３５に計量信号として送出される。上記コントローラ３５は減算式計量装置を構成しており、上記計量信号に基づいて上記排出口６から排出された粉粒体の重量を計測し得るものである。

次に、上記粉粒体供給装置の粉粒体の上面均し板１５に係る構成について説明する。

図４に示すように、上記排出口６の上流側の側縁６’近傍に対応する上方の上記円板３’の板面の位置から、上流側方向に向けて上記円板３’に方形開口３ａを貫設し、当該開口３ａを閉鎖するように、上記円板３’上に、略中央部にロッド貫通孔１１ａ（図３参照）を有するシリンダー支持基板１１を４つのボルトＢ及びナットＮにて水平に固定する。

そしてエアシリンダー１２の伸縮ロッド１２ａを上記ロッド貫通孔１１ａに挿入してその下端部を通路５内に位置させた状態で、当該エアシリンダー１２を上記シリンダー支持基板１１上に垂直に立設支持し、シリンダー本体の下端フランジ１２ｂの２箇所をボルトＢ，Ｂにて上記シリンダー支持基板１１上に固定する（図４参照）。これにより、当該シリンダー１２を上記シリンダー支持基板１１に垂直に立設固定する（図３参照）。

この状態において、上記シリンダー１２の伸縮ロッド１２ａは、上記シリンダー支持基板１１から上記ロッド貫通孔１１ａを介して、下方の上記粉粒体の環状通路５内に下方向きに垂直に降ろされ、上記伸縮ロッド１２ａの伸長状態では、図６に示すように、その下端１２ａ’が上記通路５の上下幅の略中程に位置するように構成されており、当該伸縮ロッド１２ａを上記環状通路５内において上下方向に伸縮し得るように構成されている。尚、上記伸縮ロッド１２ａの上下伸縮動作により、上記上面均し板１５は上昇位置ａ（図５参照）と下降位置ａ’（図６参照）間を上下に移動することになる。

上記シリンダー１２の伸縮ロッド１２ａの下端１２ａ’には支持板１３が取付ボルト１４にて水平に固定されており、その支持板１３の下流側の端部には粉粒体の上面均し板１５がその上端部を以って上記伸縮ロッド１２ａに平行となるように垂直方向に固定されている（図５、図６参照）。

この上面均し板１５は、図３に示すように、上記支持板１３に固定された上半部の基部１５ａと該基部１５ａより幅広で下方に延出された均し部１５ｂにより構成された単一の板により構成されており、当該上面均し板１５は図４、図８（ａ）に示すように、その板面１５’が上記排出口６の上流側の側縁６’に平行となるように設けられ、かつ、上記均し部１５ｂと上記排出口６の上流側の側縁６’までの距離Ｌが極めて短くなる位置（距離Ｌはスポーク状中央回転羽根８の幅Ｔより短い距離であって、例えばＬ＝１０ｍｍ〜１５ｍｍ）に設置されている（図４、図６、図９参照）。

さらに、この上面均し板１５の下端１５ｂ’は、上記シリンダー１２の伸縮ロッド１２ａの縮小位置では図５の位置（図６の上昇位置ａ、即ち図６の通路５の上下方向の中間の上面均し板１５の破線位置）に位置しているが、当該位置から上記シリンダー１２を下方に伸長すると、図６の下降位置ａ’（図６の通路５の底板４に近接した上面均し板１５の実線で示す位置）まで下降するように構成されている。

ここで、図６に示すように、上記下降位置ａ’における上記均し板１５下端１５ｂ’と上記底板４との間の距離をｈ、上記上面均し板１５の上流側端面から上記排出口６の上流側の側縁６’までの距離をＬ、上記均し板１５が下降位置ａ’にあるとき、上記距離ｈから排出口方向に流出する粉粒体の安息角をθ度、上記スポーク状中央回転羽根８の上記環状通路における幅をＴ（例えば、上記環状通路５における上記回転羽根８の幅Ｔ（図８（ａ）（ｂ）参照））、上記スポーク状中央回転羽根８の厚さをｋとする（図９参照）。

尚、ここでは上記スポーク状中央回転羽根８の幅Ｔは上記環状通路５における最大幅（図８（ａ）参照）を基準とするが、その他の位置における幅（最小幅Ｔ１、中間位置の幅Ｔ２）を基準としても良い。

ここで、本発明の粉粒体供給装置は、上面均し板１５の下降位置ａ’における当該上面均し板１５の下端１５ｂ’が上記排出口６の上流側の側縁６’の上流側であって、上記側縁６’の直近に位置していることを特徴とする。具体的には、上記上面均し板１５の下端１５ｂ’から上記排出口６の上流側の側縁６’までの距離をＬとすると、上記距離Ｌは、上記スポーク状回転羽根８の上記幅Ｔ（又はＴ１又はＴ２）よりも小となるように構成する（Ｌ＜Ｔ（又はＬ＜Ｔ１又はＬ＜Ｔ２）、図９参照）。

このように構成することにより、上記上面均し板１５から上記排出口６までの距離Ｌが、スポーク状中央回転羽根８の幅Ｔよりも短い距離となるので、上記上面均し板１５を通過した粉粒体は直ちに排出口６から落下することになり、かかる短い距離Ｌにて粉粒体の脈動ｆが発生することを防止することができ、脈動による粉粒体の変動を防止して正確なバッチ式計量を行うことができる。

上記粉粒体の脈動ｆは、図６に示すように、スポーク状中央回転羽根８の板面の略上部を中心として粉粒体が山状に盛り上がることにより構成され（山部ｆ１参照）、当該脈動ｆを形成する上下流側に存在する谷（谷部ｆ２，ｆ２）の幅Ｍは、Ｍ＞Ｔであるので、上記距離Ｌを、上記環状通路５における上記回転羽根８の幅Ｔより小とすることにより、上記距離Ｌの間において粉粒体の脈動を防止して、正確なバッチ式計量を行うことができる。

さらに、上面均し板１５の上記下降位置ａ’における当該均し板１５の下端１５ｂ’から上記底板４までの上記距離ｈと、上記距離Ｌとの関係は、常時「Ｌ＞ｈ」であり、かつ上面均し板１５の幅方向（上記開口部６の側縁６’の幅方向）において上記距離Ｌが一定であることを特徴としている（図８（ａ）参照）。例えば、Ｌ＝１０ｍｍ〜１５ｍｍ、ｈ＝５ｍｍ（Ｌ＝ｈ＋５ｍｍ、又はＬ＝ｈ＋１０ｍｍ）、Ｔ＝３０ｍｍ〜５０ｍｍ、ｋ＝４ｍｍ又は６ｍｍとすることができる。

このとき、上記距離ｈは、図６における粉粒体の山部ｆ１の高さの約１／６の高さとなり、粉粒体の谷部ｆ２の高さより低くなるように構成されており、従って、上記上面均し板１５が下降位置ａ’まで下降した状態においては、上記粉粒体の山部ｆ１と谷部ｆ２により構成される脈動ｆは上記上面均し板１５の板面に当接して塞き止められて除去され、上記距離ｈの間隔から脈動のない少量の粉粒体Ｇが上記排出口６より落下供給されるように構成されている。

また、上述のように、上記距離Ｌは上記スポーク状中央回転羽根８の幅Ｔより小であり（Ｌ＜Ｔ）、上記距離Ｍよりも小（Ｌ≒Ｍ／６、Ｌ＜Ｍ）であるため、上記距離ｈの間隙から流出した粉粒体が上記排出口６に至るまでの間において、脈動が発生しないように構成している。

また、図９に示すように、上記スポーク状中央回転羽根８の厚さｋと上記距離ｈとの関係は、「ｈ＞ｋ」となるように構成されている。よって、上記距離Ｌと距離ｈと上記厚さｋとの関係は、「Ｌ＞ｈ＞ｋ」（幅Ｔを含めるとＴ＞Ｌ＞ｈ＞ｋ）となる。

従って、上記スポーク状回転羽根８の上面と上記上面均し板１５の下端１５ｂ’との距離ｈ”は極めて小さくなり、上記上面均し板１５の下降位置ａ’において、その下端部１５ｂ’は、回転してくる上記スポーク状中央回転羽根８の上面に近接して位置するように構成されている。例えば、上記下端部１５ｂ’と上記スポーク状中央回転羽根８の上面との距離ｈ”は約４ｍｍ〜６ｍｍとなるように構成される。このように構成することで、上記スポーク状回転羽根８は上記上面均し板１５の下端部１５ｂ’の近接位置を通過し、当該通過時に上記スポーク状回転羽根８上の粉粒体を上記上面均し板１５によって掻き落とすことができる。よって、図１０に示す従来装置のように、開口部の下流側に上記スポーク状回転羽根８の上面に残った粉粒体を掻き落とすための粉粒体掻き落し板（４４）を別途設ける必要がない。

上記上面均し板１５が上昇位置（上昇位置ａ）に存在している場合は、上記環状通路５から排出口６に矢印Ａ方向に運ばれてきた粉粒体は何ら遮られることなく、そのまま排出口６から下方に落下供給される（図５参照）。またバッチ式計量の計量完了の直前において、上記上面均し板１５を下降して下降位置ａ’に位置させたとき、粉粒体の上面部分は上記上面均し板１５の上流側の板面１５’に塞き止められ、上記距離ｈの間隙から排出口６方向に流出する状態となる。従って、粉粒体の脈動は除去されて粉粒体は均一に均され、上記距離ｈの間隙からの短い距離Ｌを経た後、当該距離Ｌの範囲において脈動を生ずることなく、少量の粉粒体Ｇが一定流量にて上記距離ｈの間隙から排出されることになる。

このように、上記上面均し板１５が下降した後は、上記粉粒体は上記均し板１５から直ちに上記排出口６に至り、当該排出口６から下方に落下していくため、脈動による誤差をなくして正確な計量供給を行うことができる。

さらに、図８（ａ）に示すように、上記排出口６の上流側の側縁６’と上記均し板１５との距離Ｌは、上記側縁６’に沿う側縁６’の幅方向のどの位置においても一定（上記距離Ｌ）となるように構成されている。よって、上記上面均し板１５を下降させた後、上記距離ｈを介して排出口６側に流出する粉粒体は、図８（ａ）の矢印Ｄに示すように、上面均し板１５から常時均等な距離（Ｌ）を経て排出口６から下方に落下してくため、落下供給される粉粒体の量のばらつきを抑制して正確な計量を行うことができる。

従って、上記バッチ式計量において、当初はシリンダー１２を縮小駆動して上記上面均し板１５を上昇位置ａに位置させておき、バッチ式計量の例えば最終段階（計量完了の直前）で上記シリンダー１２を伸長駆動して上記上面均し板１５を図６の下降位置ａ’まで下降し、脈動を除去して粉粒体の流量を絞ることにより、精度の高い計量を行うことができる。

１６は上記均し板１５の下流側の板面１５”における上端中央部に設けられたＬ字型の位置規制片である（図６参照）。

１７，１７’は上記上面均し板１５のガイドレールであり（図４参照）、両ガイドレール１７，１７’上端の共通の水平部１７ａ（図５参照）を上記通路５側から上記方形開口３ａを介して上記シリンダー支持板１１下面に接し、上記支持板１１上面側からボルトＢにて固定されている（図４参照）。これらのガイドレール１７，１７’は各々上記上面均し板１５の下流側において、上記均し板１５の板面１５”に直交する方向に互いに所定間隔を以って平行に対向配置されており、各々上流側の側縁１７”を上記均し板１５の下流側の板面１５”に接し、その下端部は上記通路５の上下高さの略中間部まで至っている（図５参照）。

そして、上記ガイドレール１７，１７’の対向面の下端部には両ガイドレール１７，１７’の対向面を連結するストッパーピン（ストッパー部材）１８が設けられている。上記上面均し板１５は上記上昇位置ａから上記下降位置ａ’に至る下降動作中はその下流側の板面１５”が上記ガイドレール１７，１７’の上流側の側縁１７”に摺接して上下方向にガイドされることにより、安定して上下移動し得るように構成されている。

また、上記上面均し板１５は上記下降位置ａ’まで下降したとき、図６に示すように、上記位置規制片（係合部材）１６が上記ストッパーピン１８に上から当接して位置規制され、それ以上の下降を阻止されるように構成されている。上記位置規制片１６はＬ字形状をなしており、上記上面均し板１５の下流側の板面１５”から下流側に突出形成されている。

１９は上記エアシリンダー１２の上端部に設けられ、上記伸縮ロッド１２ａの伸縮動作に基づいて上下方向に移動する略球状のスイッチ作動部であり（図３参照）、上記伸縮ロッド１２ａが伸長して上面均し板１５が下降位置ａ’に位置しているときは、図３の実線位置にあり、下降位置検出リミットスイッチＬ１をオン状態とし、上記伸縮ロッド１２ａが縮小して上面均し板１５が上昇位置ａに位置しているときは図３の破線位置にあり、上昇位置検出リミットスイッチＬ２をオン状態とするように構成されている。

上記シリンダー支持板１１は、上記エアシリンダー１２設置位置より上記外筒３の半径方向外側方向に延長されており、当該延長部上に上記筺体２０がボルトＢにより立設固定されている（図３参照）。

この筺体２０の上端部には上記上昇位置検出リミットスイッチＬ２が設けられ、当該スイッチＬ２の下方の上記筺体２０に上記下降位置検出リミットスイッチＬ１が設けられている。これらのリミットスイッチＬ１，Ｌ２は、各々軸受部２１によって水平方向の支持軸２３が支持されており、当該支持軸２３に回動アーム２２が上下方向に回動自在に設けられている。そして、上記回動アーム２２の先端部に上記スイッチ作動部１９が当接することで当該アーム２２が回動して上記リミットスイッチＬ１又はＬ２を作動し得るように構成されている。２４ａ，２４ｂは上記リミットスイッチＬ１，Ｌ２の作動に基づいて上記上面均し板１５の位置（位置ａ又はａ’）を検出する検出部である。

２５，２５はシリンダー保持アームであり（図３参照）、その先端部２５ａ，２５ａを以って各々上記エアシリンダー１２の本体の上端部と下端部を支持するものであり、当該エアシリンダー１２を直立状態に保持するものである。

２６は上記排出口６に設けられたシュート、２７は上記排出口６を開閉するスライドゲート部であり、上記排出口６に対応する底板４の外周部にゲート通過スリット２７ａ付の取付フランジ２７ｂをボルトＢで固定し、当該取付フランジ２７ｂに板状のスライドゲート２８を水平方向（矢印Ｅ，Ｆ方向）に摺動可能に保持するゲート保持部２９を固定し、当該ゲート保持部２９の一端に上記スライドゲート２８を矢印Ｅ，Ｆ方向に開閉駆動する駆動シリンダー３１を設ける（図２参照）。尚、図２中、Ｌ３はスライドゲート閉鎖検出用のリミットスイッチ、Ｌ４はスライドゲート開放検出用のリミットスイッチであり、何れも上記スライドゲート２８の側面に設けられた作動部が当接することにより、上記スライドゲート２８の開放位置又は閉鎖位置を検出するものである。

上記コントローラ３５は、常時、上記台秤からの計量信号を受信しており、バッチ式計量においては、駆動用電動機３３を駆動してスポーク状中央回転羽根８を一定速度で回転すると共に、計量開始から計量途中においては、上記エアシリンダー１２を縮小駆動状態とし、上記上面均し板１２を上昇位置ａに位置させた状態とする（図５参照）。上記コントローラ３５には、計量の目標値である目標値Ｐ、上記目標値Ｐより若干低い値である近接値Ｓが予め設定されており、上記コントローラ３５は上記計量信号に基づいて、上記排出口６から排出された粉粒体の重量を計量値Ｑとして認識する。そして、上記コントローラ３５は、上記計量信号に基づく計量値Ｑが上記近接値Ｓになると、上記エアシリンダー１２を伸長駆動して上記上面均し板１５を下降位置ａ’まで下降し、同時に駆動用電動機３３の回転速度を低下させ（例えば１／５〜１／１０）、これにより上記スポーク状回転羽根８の回転速度を低下させる。そして、上記計量値Ｑが上記目標値Ｐに達するまで上記低速度で上記回転羽根８を回転させ、上記計量値Ｑが上記目標値Ｐに達すると上記スポーク状回転羽根の回転を停止する、という制御を行うように構成されている。

本発明は上述のように構成されるものであるから、以下、本発明の粉粒体供給装置において粉粒体のバッチ式計量を行う場合の動作を説明する。尚、バッチ式計量とは、一回分の計量値を目標値として予め定め、計量開始後は上面均し板１５を上昇位置ａに位置させた状態で、スポーク状中央回転羽根８を回転させて大供給を行い、計量完了直前で上面均し板１５を下降位置ａ’に位置させると共に、スポーク状中央回転羽根８の回転数を下げて供給量を減少させ（小供給）、目標値に到達した時点で上記回転羽根８の回転を停止する方式をいい、計量時間の短縮と計量精度を向上させる計量方式である。

尚、本実施形態では、粉粒体供給装置の排出口６のシュート２６の下方に粉粒体の収納袋等を配置して、上記排出口６から排出される粉粒体を収納する。

また、駆動シリンダー３１を駆動してスライドゲート２８を開いているものとする。さらに、エアシリンダー１２を伸縮駆動して伸縮ロッド１２ａは縮小状態、即ち、上面均し板１５の下端は上昇位置ａに位置しているものとする。よって、上記上面均し板１５の下端１５ｂ’と底板４との間は距離ｈ’となっている（図５参照）。

粉粒体ホッパー１に粉粒体を投入すると、当該粉粒体は内筒２の下端２”の全周から安息角θ度にて環状通路５に払い出される（図１二点鎖線参照）。かかる状態で駆動用原動機３３を駆動してスポーク状中央回転羽根８を矢印Ａ方向に一定速度で回転する。すると、上記環状通路５に払い出された粉粒体は上記スポーク状中央回転羽根８及び内向爪１０の矢印Ａ方向の回転により、環状通路５内を矢印Ａ方向に移送されて行き、排出口６から下方に落下供給されて行く。

このとき、上記環状通路５内の上記粉粒体は、図５に示すように、スポーク状中央回転羽根８の上部に山部ｆ１を形成し、上記回転羽根８と上記回転羽根８の間に谷部ｆ２を形成し、さらに上記谷部ｆ２において内向爪１０の上部に低い山部ｆ１’を形成するという脈動ｆが形成された状態で矢印Ａ方向に移送され、上記排出口６から下方に落下供給されて行く。

上記上面均し板１５は上述のように上昇位置ａに位置しており、当該上昇位置ａ（上面均し板１５の下端１５ｂ’）は粉粒体の山部ｆ１より上方にあるので、上記粉粒体は当該上面均し板１５で遮られることはなく、上記スポーク状回転羽根８及び内向爪１０で送られてきた粉粒体はそのまま排出口６から下方に落下供給される。上記排出口６から落下供給された粉粒体は上記収納袋等に収納蓄積されて行く。上記粉粒体の重量は支持台３４の台秤にて計量され、計量信号がコントローラ３５に送出され、該コントローラ３５にて排出量としての計量値Ｑが計測される。

ことのき上記排出口６から落下供給される粉粒体は脈動ｆを有しているため、落下供給量は上記脈動ｆに応じた変動を生じるが、バッチ式計量の途中においては上記変動は最終的な計量値に影響を及ぼさない。

そして、上記粉粒体の計量値Ｑが目標値Ｐ（例えばＰ＝３０ｋｇとする）に近接した近接値Ｓ（例えば計量完了直前の目標値Ｓ＝２９ｋｇとする）に達すると、上記コントローラ３５はこれを検出し、上記エアシリンダー１２を伸長駆動して上記上面均し板１５を下降し、上記上面均し板１５を下降位置ａ’に位置させる（図６参照）。

このエアシリンダー１２の伸長駆動において、上記上面均し板１５はその下流側の板面１５’がガイドレール１７，１７’に沿って上下方向にガイドされるので、上記上面均し板１５は鉛直方向に正確に下降し得る。また、上記下降位置ａ’において、位置規制片１６がストッパーピン１８に係合し、上記上面均し板１５のそれ以上の下降を阻止するので、上記均し板１５は正確な下降位置ａ’、即ち距離ｈを形成する下降位置ａ’に正確に停止することができる。

上記上面均し板１５が下降位置ａ’に位置すると、図６に示すように、上記上面均し板１５の下端１５ｂ’と底板４との距離はｈとなり、その距離ｈは上記粉粒体の山部ｆ１の高さの約１／６となり、谷部ｆ２よりも低い位置となり、かつ上記距離ｈから流出した粉粒体の上記排出口６の側縁６’までの距離Ｌは極めて短く（Ｌ＝１０ｍｍ）、スポーク状中央回転羽根８の幅Ｔより小で、その距離Ｌは１つの山部により形成される谷部ｆ２，ｆ２間の距離Ｍの約１／６となる。

よって、粉粒体の上半部は図６に示すように、上記上面均し板１５の板面１５’に塞き止められることで脈動が除去されて均一に均され、上記距離ｈの間隙から排出口６方向に脈動が除去された少量の粉粒体Ｇが流出する状態となる。従って、脈動の除去された一定流量の少量の粉粒体Ｇが上記距離ｈの間隙から排出されることになる。

さらに、上記距離ｈの間隙から流出した粉粒体は、短い距離Ｌ（＜Ｔ）を経た後、直ちに排出口６から下方に落下供給される。従って、上記上面均し板１５から流出した粉粒体は脈動を生ずることなく、直ちに排出口６の側縁６’に至り、当該排出口６から落下供給される。

従って、上記計量値Ｑが、上記近接値Ｓ（２９ｋｇ）に到達してから目標値Ｐ（３０ｋｇ）に至るまでは、脈動のない少量の粉粒体が一定流量で落下供給される。よって上記制御部（コントローラ３５）は上記計量値Ｑが上記近接値Ｓに到達してから、上記目標値Ｐに到達するまでは、上記駆動用原動機３３を速度を低下させることにより、上記スポーク状中央回転羽根８の回転速度を低下させた後、上記中央回転羽根８の回転を停止する制御を行うことにより、上記計量値Ｑを極めて少ない誤差にて上記目標値Ｐに近づけることができる。

また、上記上面均し板１５は下降時にはその下端部１５ｂ’と回転する上記スポーク状回転羽根８上面との距離はｈ”となり、上記下端部１５ｂ’が上記回転羽根８上面に近接した位置となるので、上記スポーク状回転羽根８が上記均し板１５を通過するとき、上記均し板１５は当該回転羽根８上面に位置する粉粒体を上流側に掻き落とすことができる。そして、掻き落とされた粉粒体は次のスポーク状中央回転羽根８及び内向爪１０にて下流側（矢印Ａ方向）に押されて上記排出口６から落下供給されるので、別途掻き出し板を設けることなく、粉粒体を無駄なく排出することができる。

これにより、目標値Ｐのバッチ式計量を極めて高い精度で実現することができる。

図７及び図８（ｂ）に示すものは、本発明に係る粉粒体供給装置の他の実施形態であり、上記図４及び図８（ａ）に示す上記実施形態と同一部分及び対応部分には同一符号を付している。当該他の実施形態において、上記排出口６の上流側の側縁６’は、粉粒体の進行方向（矢印Ａ方向）に対して、外筒３から内筒２の方向に向かって傾斜して設けられており、上面均し板１５もその板面が上記傾斜した側縁６’に平行となるように、外筒３から内筒２の方向に向かって傾斜して設けたものである。上記上面均し板１５は上記エアシリンダー１２の伸縮ロッド１２ａ下端１２ａ’の支持板１３に上記傾斜角度を以って固定されている。尚、上記傾斜した側縁６’及びその側縁６’に平行な上面均し板１５以外の構造は図４の上記実施形態と同様なので便宜上それらの説明は省略する。

この他の実施形態においても（図８（ｂ）参照）、図４、図８（ａ）に示す上記実施形態と同様に、上面均し板１５の下端１５ｂ’から上記排出口６の上記上流側の側縁６’までの距離をＬとすると、上記距離Ｌは、上記環状通路５における上記スポーク状回転羽根８の幅Ｔよりも小であると共に、常時「Ｌ＞ｈ」であって、上記距離Ｌは、上記排出口６の上記側縁６’の幅方向に亘って一定となるように構成されている。

従って、当該他の実施形態においても、図８（ｂ）に示すように、上記排出口６の上流側の側縁６’と上記均し板１５との距離Ｌは、上記側縁６’に沿う側縁６’の幅方向のどの位置においても一定（上記距離Ｌ）であるので、上記上面均し板１５を下降させた後、上記距離ｈを介して排出口６側に流出する粉粒体は、上面均し板１５から均等な距離（Ｌ）を経て排出口６から下方に落下してくため、落下供給される粉粒体の量のばらつきを抑制して正確な計量を行うことができるものである。このように、当該他の実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、当該他の実施形態によると、排出口６が、上流側（上記側縁６’側）から下流側に行くに従って、その開口部の面積が狭い状態から徐々に広くなるので、上流側の狭い開口部分から少量の粉粒体を集中的に落下供給することができ、より正確なバッチ式計量を行うことができる。

図４に示す粉粒体供給装置において、上記制御部（コントローラ３５）において目標値Ｐ＝３０ｋｇ、近接値Ｓ＝２９ｋｇを設定し、コントローラ３５の制御により、コントローラ３５での計量値Ｑが近接値Ｓ＝２９ｋｇとなるまで上面均し板１５を上昇位置ａに位置させておき、スポーク状中央回転羽根８を一定速度で回転させた（大供給）。

その後、上記コントローラ３５の制御により、計量値Ｑが上記近接値Ｓ＝２９ｋｇになった時点で、上記上面均し板１５を下降位置ａ’まで下降させると共に、スポーク状中央回転羽根８の回転速度を低下させ（例えば１／５〜１／１０程度に低下）、上記計量値Ｑが上記目標値Ｐになった時点で上記スポーク状中央回転羽根８を停止させた。尚、実際には、落差補正のため、計量値Ｑが目標値Ｐに到達する直前で上記回転羽根８の回転を停止した。

計量値Ｑは１回目＝３０．０３ｋｇ、２回目＝３０．０１５ｋｇとなり、１回目の誤差は０．０３ｋｇで１／１０００（０．１％）の計量精度、２回目の誤差は０．０１５ｋｇで１／２０００（０．０５％）の計量精度を実現することができた。

比較例として、図１０の従来の粉粒体供給装置において同様の計量を行ったところ、計量値Ｑは１回目＝３０．１５ｋｇ、２回目＝３０．０９ｋｇとなり、比較例１回目の誤差は０．１５ｋｇで計量精度は１／２００（０．５％）、比較例２回目の誤差は０．０９ｋｇで計量精度１／３００（０．３％）となった。

上記の結果、本発明に係る粉粒体供給装置によると、バッチ式計量において、従来の粉粒体供給装置に比べて、大幅な計量精度の向上を実現することができた。

上述のように本発明によれば、上面均し板１５を下降位置ａ’に位置させたとき、粉粒体は上記上面均し板１５を通過して上面を均された後、脈動を生じることなく直ちに排出口６から下方に落下供給され、少量の粉粒体が排出口６から脈動を生ずることなく落下供給される状態となるので、均し後の脈動がなく、精度の高い正確なバッチ式計量を行うことができる。

また、上面均し板１５を下降したとき、スポーク状中央回転羽根８の上面は上記上面均し板１５の下端に近接した位置を通過することになるので、上記上面均し板１５にて上記スポーク状中央回転羽根８の上面に位置する粉粒体を上記上面均し板１５で掻き落とすことができ、従来装置のように、排出口６の下流側に掻き出し板を設ける必要がない。

また、上面均し板１５をガイド板１７，１７’に沿って昇降し得るので、上面均し板１５の安定した昇降動作を行うことができる。

また、上面均し板１５が下降位置ａ’に位置したとき、その下降位置ａ’をストッパー部材１８により規制することができるので、正確な位置に上面均し板１５を停止させることができ、上面均し板１５を正確に昇降駆動させることができる。

本発明の粉粒体供給装置によると、正確なバッチ式計量を行うことができるので、各種の粉粒体の正確な計量に広く利用することができる。

２ 内筒
２” 下端
３ 外筒
４ 底板
５ 環状通路
６ 排出口
６’ 上流側の側縁
８ スポーク状回転羽根
１５ 上面均し板
１５ｂ’ 下端
１７，１７’ ガイドレール
１８ ストッパーピン
ａ 上昇位置
ａ’ 下降位置
ｈ 距離
ｋ 厚さ
Ｌ 距離
Ｔ 幅
ｔ 払い出し間隙
θ 安息角

Claims (5)

1. 内筒内の粉粒体を該内筒内の下端から外筒内の環状通路に安息角を形成して払い出す払い出し間隙が設けられ、
   底板に沿って回転する複数のスポーク状中央回転羽根によって上記環状通路内を移送される粉粒体の排出口が設けられ、
   かつ上記排出口の上流側に粉粒体の上面均し板を上記環状通路内に配設し、上記環状通路内を移送されてくる粉粒体の上面を上記上面均し板にて均すように構成した粉粒体供給装置において、
   上記上面均し板が上昇位置と下降位置との間を昇降可能に設けられており、
   上記上面均し板の設置位置が上記排出口の上流側の側縁の直近であって、
   上記上面均し板の上記下降位置において、上記底板から上記上面均し板の下端までの距離をｈとし、上記上面均し板の下端から上記排出口の上記上流側の側縁までの距離をＬとすると、上記距離Ｌは、上記環状通路における上記スポーク状中央回転羽根の幅Ｔよりも小であると共に、
   常時「Ｌ＞ｈ」であって、上記距離Ｌが、上記排出口の上記上流側の側縁の幅方向に亘って一定であることを特徴とする粉粒体供給装置。
2. 上記スポーク状中央回転羽根の厚さをｋとすると、「Ｌ＞ｈ＞ｋ」の関係を有するものであることを特徴とする請求項１記載の粉粒体供給装置。
3. 上記上面均し板の上記下降位置において、上記上面均し板の下方を上記スポーク状中央回転羽根が通過する際、上記上面均し板の下端は、上記スポーク状中央回転羽根の上面に近接しているものであることを特徴とする請求項１又は２記載の粉粒体供給装置。
4. 上記環状通路内に上記上面均し板の板面に沿うガイド板を固定し、
   上記上面均し板は上記ガイド板に沿って昇降し得るように構成したものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の粉粒体供給装置。
5. 上記ガイド板にストッパー部材を設けると共に、上記上面均し板にストッパー部材に係合する係合部材を設け、
   上記上面均し板が上記下降位置に下降したとき、上記係合部材が上記ストッパー部材に当接して上記上面均し板のそれ以上の下降を規制するものであることを特徴とする請求項４に記載の粉粒体供給装置。

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