JP7331427B2 - 篩い分け装置 - Google Patents
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Description
このピュリファイアは、目の粗さが異なる複数の篩網を配設したシーブボックスの四隅部を、ラバースプリングを介して支柱で支持し、シーブボックスを振動電動機に連結し、シーブボックスの上部一端に分別前のストックを供給する供給樋を連結し、シーブボックスの下方に、落下したストックを捕集する捕集装置を設置して構成される。
そして、振動電動機を作動させると、シーブボックス及び捕集装置が前後方向に往復振動し、供給樋を通してシーブボックス上に供給されたストックが揺り動かされることにより、ストックが粒径ごとに分別され、捕集装置で捕集される。
また、稼動を始めてからは、保守担当者が、同じく目視によって、揺動状態が適正に保たれているか否か点検していた。さらに、シーブボックスの振動数は、モータインバータの出力周波数で設定しているだけであった。
しかし、目視による点検では、担当者によって判断が異なるため異常であっても対処が遅れることがあり、シーブボックスを支持するラバースプリングが劣化したり、機械が故障した場合に、異常を見過ごして、事故が発生するおそれがある。また、振動電動機に障害が発生すると、ストックが篩上に均一に広がらず、純化性能が落ちることもあった。
さらに、振動部の振動数を計測していないので、設定値と実際の振動数とが異なる場合があり、この結果、篩い分け性能が製品仕様まで達しないこともあった。
本発明が解決しようとする課題は、振動部の振動状態を常時監視し、機械的な故障、振動電動機の障害等をいち早く察知でき、篩い分けによる純化機能が低下するのを防ぐ篩い分け装置を提供することにある。
本願請求項2に係る発明は、前記第1センサユニットは、前記振動部の角速度を検知可能な振動部角速度検知部を備え、前記振動状態測定部は、前記第1センサユニットが検知した前記振動部の角速度に基づいて、前記振動部の振動状態を測定することを特徴とする請求項1に記載の篩い分け装置である。
本願請求項3に係る発明は、架台と、前記架台に対して平面視の一方向に往復振動し、篩枠を有する振動部と、を備える篩い分け装置であって、前記架台は、前記振動部の前記往復振動によって振動しないように基盤に設置されるものであって、前記篩い分け装置は、前記架台に該架台の加速度を検知可能な架台加速度検知部と、前記架台の角速度を検知可能な架台角速度検知部との少なくともいずれか一方を有するセンサユニットと、前記センサユニットが検知した前記架台の加速度及び角速度の少なくともいずれか一方に基づいて前記架台の振動状態を測定する振動状態測定部と、を備えることを特徴とする篩い分け装置である。
本願請求項4に係る発明は、前記振動状態測定部が測定する振動状態は振動角度であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の篩い分け装置である。
本願請求項5に係る発明は、前記振動状態測定部が測定する振動状態は変位であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の篩い分け装置である。
本願請求項6に係る発明は、前記振動状態測定部は、前記振動部加速度検知部が検知した加速度に基づいて、少なくとも前記振動部が往復振動する一方向に対して直交方向の変位を測定可能であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の篩い分け装置である。
本願請求項7に係る発明は、前記振動状態測定部が測定する前記振動部の振動状態は、前記一方向の振動数であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の篩い分け装置である。
本願請求項8に係る発明は、前記振動状態測定部が測定した振動状態を表示する表示装置を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の篩い分け装置である。
本願請求項9に係る発明は、前記振動状態測定部が測定した振動状態を表示する表示装置を有し、前記振動状態測定部は、前記架台の設置角度を振動状態として測定することが可能であって、前記設置角度を前記表示装置の表示画面に水準器を模した画像として表示することが可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の篩い分け装置である。
また、別発明として、以下のものでもよい。
手段1は、架台と、前記架台に対して平面視の一方向に往復振動し、篩枠を有する振動部と、を備える篩い分け装置であって、前記篩い分け装置は、少なくとも前記振動部の加速度を検知可能な振動部加速度検知部を有する第1センサユニットを前記振動部に備え、前記第1センサユニットが検知した前記振動部の加速度に基づいて、前記振動部の振動状態を測定する振動状態測定部と、を備えることを特徴とする篩い分け装置である。
図1乃至図5は、本発明の第1実施形態を示す。
図1及び図2に示すように、本発明の篩い分け装置1は、架台2と、架台2に対して平面視で一方向に往復振動し、篩枠3を有する振動部4とを備える。
以下の説明では、振動部4が往復振動する方向をX方向(図1における紙面左右方向、図2における紙面奥行き方向)、平面視でX方向に直交する方向をY方向(図1における紙面奥行き方向、図2における紙面左右方向)、X方向及びY方向に直交する方向をZ方向(図1及び図2における紙面上下方向)という。
振動部4には振動電動機7が設けられ、振動電動機7を作動させることにより振動部4がX方向に往復振動する。
架台2には図示しないフレームが設けられており、フレームにはカバー30が設けられている。架台2、フレーム、カバー30は往復振動しない。
符合8で示されるものは、篩枠3内に篩い分け前の粒状物を上方から供給する供給筒である。
振動部4には、篩枠3の各篩網を通過した粒状物を級別に捕集する捕集装置9が設置され、捕集装置9で捕集された粒状物は機外へ取り出される。また、篩枠3上に残った粒状物は別の経路を通って機外へ排出される。
以上の構造は従来周知なので、詳細な説明は省略する。
図3に示すように、第1センサユニット10は、振動部4の3軸方向の加速度を検知可能な振動部加速度検知部11、及び、振動部4の3軸方向の角速度を検知可能な振動部角速度検知部12を有する。
第1センサユニット10は、カバー30の外面に設置された監視装置13(図2参照)に接続される。
また、第1センサユニット10の振動部加速度検知部11及び振動部角速度検知部12、表示装置16並びに警報ブザー17は、振動状態測定部14に接続される。さらに、振動状態測定部14は、汎用の外部通信手段を介して施設の運転管理システムに接続されている。
振動状態測定部14は、演算処理部であって、振動部加速度検知部11が検知した振動部4の加速度、及び、振動部角速度検知部12が検知した振動部4の角速度に基づいて、振動部4の振動状態を測定する。測定された振動状態は、表示情報に変換されて表示装置16に送られる。
運転開始操作を行うことにより篩い分け装置1が起動し、振動部4が往復振動すると共に、第1センサユニット10が検知を開始する。
第1センサユニット10の振動部加速度検知部11が検知した振動部4の加速度、及び、振動部角速度検知部12が検知した振動部4の角速度は、それぞれ無線通信あるいは有線通信によって振動状態測定部14に送られる。
変位の測定は、検知された加速度からノイズ分を除去し、さらに、重力加速度の影響を除いて2回積分することにより求められる。
振動角度は、振動部4の加速度及び角速度からカルマンフィルタ、拡張カルマンフィルタ、Madgwickフィルタ、相補フィルタ等を用いて算出する。
また、振動部4のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向それぞれの変位と、3方向の振動角度(振動によるX-Y面内における傾斜角度、X-Z面内における傾斜角度、Y-Z面内における傾斜角度)、X軸方向の振動数、ならびに、合成された波形から測定されるX軸方向の振幅を数値として表示装置16の画面に表示する。
この数値で示されるように、X軸方向に振動部4は振動しており、Z軸方向に若干振動し、Y軸方向にはほぼ振動していないことがわかる。また、X-Z面内における傾斜角度だけ6.0°であるのは、図1で示すように篩枠3が紙面左方向下側に傾斜しており、実際の振動部4はX軸方向に平行に振動するのではなく、図1の両矢印で示すように、傾斜して振動している。
一方、これらの値が判定値から外れた場合は、異常処理を行って警報ブザー17を作動させると共に、表示装置16の文字による表示を「不安定」などに変更し、作業者あるいは監督者に異常の発生を知らせる。
図6乃至図10は、本発明の第2実施形態を示す。
第2実施形態では、第1実施形態の構造に加えて、図6に示すように、架台2に取り付けられた第2センサユニット18を備える。
図7に示すように、第2センサユニット18は監視装置13の振動状態測定部14に接続され、第2センサユニット18の架台加速度検知部19が検知した架台2の加速度、及び架台角速度検知部20が検知した架台2の角速度は監視装置13の振動状態測定部14に送信される。
なお、架台2は、本来固定されており、ラバースプリング6により振動部4の往復振動の影響を受けないので、通常は、変位及び設置角度を測定し、振動数及び振幅は測定しない。
表示装置16の表示画面には、架台2の変位が、互いに直交するX-Y軸のリサージュ図形(図8の左側の図形)、X-Z軸のリサージュ図形(図8の中央の図形)、Y-Z軸のリサージュ図形(図8の右側の図形)として表示される。
また、架台2のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向それぞれの変位が数値として表示される。
この数値で示されるように、架台2ほとんど変位しておらず、すなわち振動部4の振動が伝わってきておらず、ラバースプリング6が十分に機能していることがわかる。
振動状態測定部14の測定値がすべて判定値内に収まっている場合は、表示装置16の画面に、「正常」のように文字で表示する。
測定値が判定値から外れた場合は、異常処理を行って警報ブザー17を作動させると共に、表示装置16の文字による表示を「正常」から「異常」などに変更する。
作業者あるいは監督者は、同じく警報ブザー17が作動しても、文字による表示を見て、振動部4の不具合であるのか、架台2の不具合であるのか直ちに理解できる。
表示装置16の表示画面には、架台2の設置角度が、水準器を模した画像として表示される。
このように水準器を模した表示をすることで、作業者あるいは監督者は架台の設置状態を容易に理解することができる。
例えば、「キャリブレーション」ボタンは、モーメンタリスイッチとして、タッチされている間はONの状態が継続されるように設けられる。また、「ホールド」ボタンと「リセット」ボタンはオルターネートスイッチとして、タッチされる度にONの状態とOFFの状態が交互に切り替わるように設けられる。
「ホールド」ボタンをタッチすることで、表示されている架台2の設置角度の値を任意のタイミングで止めることができる。これにより、振動部4から架台2に伝わった振動が原因で、測定された設置角度の値が随時変動して目視しにくい状態でも、表示装置16の表示画面に表示される設置角度の値を止めて確認することが可能となる。
このように、監視装置13に設けられた表示装置16を操作することで振動状態測定部14の調整を行えるようにすることで、振動状態測定部14取付け時の調整や、定期的なメンテナンスを行う手間を大幅に削減することが可能となる。
この場合、振動状態測定部14の測定値がすべて判定値内に収まっている場合は、表示装置16の画面に、「正常」のように文字で表示する。測定値が判定値から外れた場合は、異常処理を行って警報ブザー17を作動させると共に、表示装置16の文字による表示を「正常」から「異常」などに変更する。
このようにすれば、作業者あるいは監督者は、同じく警報ブザー17が作動しても、文字による表示を見て、振動部4の不具合であるのか、架台2の不具合であるのか直ちに理解できる。
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
また、振動部の平面視における一方向(X方向)への振動は、本来振動すべき方向なのであまり問題にならないが、これに直交する方向(Y方向、Z方向)への振動が大きすぎると、粒状物の飛散、機械の故障等のような影響があるので、振動状態測定部は、Y方向とZ方向の変位のみを測定し、X方向の変位は測定せずに省略することもできる。
篩枠上の粒状物がこぼれないようにするには、X-Z面内の傾斜角度とY-Z面内の傾斜角度を警戒すればよいので、角度判定値としてX-Z面内及びY-Z面内における適正な傾斜角度のみを設定しておき、これら角度判定値と、測定したX-Z面内の傾斜角度、及びY-Z面内の傾斜角度を比較してもよい。
また、振動状態測定部に架台の設置角度に角度判定値を設定し、振動状態測定部に測定された設置角度と角度判定値とを比較させるようにしても良い。この場合、測定された設置角度が角度判定値内に収まっている場合には、表示装置の画面に図8に示された変位と同様に「正常」などの表示を行っても良い。また、測定された設置角度が角度判定値から外れた場合にも変位のときと同様に、異常処理を行って警報ブザーを作動させると共に、表示装置の文字による表示を「正常」から「異常」などに変更するようにしても良い。
2 架台
3 篩枠
4 振動部
5 支柱
6 ラバースプリング
7 振動電動機
8 供給筒
9 捕集装置
10 第1センサユニット
11 振動部加速度検知部
12 振動部角速度検知部
13 監視装置
14 振動状態測定部
16 表示装置
17 警報ブザー
18 第2センサユニット
19 架台加速度検知部
20 架台角速度検知部
30 カバー
Claims (9)
- 架台と、前記架台に対して平面視の一方向に往復振動し、篩枠を有する振動部と、を備える篩い分け装置であって、
前記架台は、前記振動部の前記往復振動によって振動しないように基盤に設置されるものであって、
前記篩い分け装置は、
前記振動部に少なくとも前記振動部の加速度を検知可能な振動部加速度検知部を有する第1センサユニットと、
前記第1センサユニットが検知した前記振動部の加速度に基づいて、前記振動部の振動状態を測定する振動状態測定部と、
前記架台に該架台の加速度を検知可能な架台加速度検知部と、前記架台の角速度を検知可能な架台角速度検知部との少なくともいずれか一方を有する第2センサユニットと、を備え、
前記振動状態測定部は、該第2センサユニットが検知した前記架台の加速度及び角速度の少なくともいずれか一方に基づいて前記架台の振動状態を測定する
ことを特徴とする篩い分け装置。 - 前記第1センサユニットは、前記振動部の角速度を検知可能な振動部角速度検知部を備え、
前記振動状態測定部は、前記第1センサユニットが検知した前記振動部の角速度に基づいて、前記振動部の振動状態を測定する
ことを特徴とする請求項1に記載の篩い分け装置。 - 架台と、前記架台に対して平面視の一方向に往復振動し、篩枠を有する振動部と、を備える篩い分け装置であって、
前記架台は、前記振動部の前記往復振動によって振動しないように基盤に設置されるものであって、
前記篩い分け装置は、
前記架台に該架台の加速度を検知可能な架台加速度検知部と、前記架台の角速度を検知可能な架台角速度検知部との少なくともいずれか一方を有するセンサユニットと、
前記センサユニットが検知した前記架台の加速度及び角速度の少なくともいずれか一方に基づいて前記架台の振動状態を測定する振動状態測定部と、を備える
ことを特徴とする篩い分け装置。 - 前記振動状態測定部が測定する振動状態は振動角度であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の篩い分け装置。
- 前記振動状態測定部が測定する振動状態は変位であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の篩い分け装置。
- 前記振動状態測定部は、前記振動部加速度検知部が検知した加速度に基づいて、少なくとも前記振動部が往復振動する一方向に対して直交方向の変位を測定可能であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の篩い分け装置。
- 前記振動状態測定部が測定する前記振動部の振動状態は、前記一方向の振動数であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の篩い分け装置。
- 前記振動状態測定部が測定した振動状態を表示する表示装置を有することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の篩い分け装置。
- 前記振動状態測定部が測定した振動状態を表示する表示装置を有し、
前記振動状態測定部は、前記架台の設置角度を振動状態として測定することが可能であって、前記設置角度を前記表示装置の表示画面に水準器を模した画像として表示することが可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の篩い分け装置。
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