(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口、出口、及び入口から出口へ延在する内側壁を有するハウジングと、
回転軸周りに回転可能なハブ、及び複数の駆動ディスクを有し、駆動ディスクの少なくとも一つは、内側コア及び弾性部分を有し、上記弾性部分は、ブラシ形状ではなく、エラストマーの外周端を形成し、内側コアの対向する外表面に外皮成型され、内側コアの外側周縁部を超えて延在する、駆動ロータと、
内側壁、駆動ロータ、及び少なくとも２つの駆動ディスクにより形成される材料移送ダクトと、
を備えたバルク材ポンプフィーダ。
【請求項２】
上記弾性部分は、シールを作成することなく内側壁と精密公差にて存在する、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項３】
上記駆動ロータは、弾性部分を含んでいない少なくとも一つの駆動ディスクをさらに含む、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項４】
上記少なくとも２つの駆動ディスクは、異なる柔軟性特性を有する、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項５】
弾性部分を有する少なくとも一つの駆動ディスクは、中央部分から外側部分へ変化する柔軟性特性を含む、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項６】
上記柔軟性特性における変化は、少なくとも一つの駆動ディスクを製造するのに使用される材料の変化に対応する、請求項５記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項７】
第１の複数の駆動ディスクは、非弾性ディスクである外側ディスクを含み、上記弾性部分を有する少なくとも一つの駆動ディスクは内側ディスクである、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項８】
上記弾性部分は、外側シェルとして構成される、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項９】
上記弾性部分は、ポリマーを含む、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項１０】
上記ポリマーは、エラストマーを含む、請求項９記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項１１】
上記内側コアは、上記弾性部分の中間点まで半径方向に延在する、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項１２】
上記弾性部分は、少なくとも一つの駆動ディスクの先端まで延在する外皮成型ポリマーを含む、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項１３】
上記弾性部分は、上記内側コアを覆い、支えのない距離にて内側コアの外側周縁部を超えて延在し、上記内側コアの中心から上記弾性部分の外周端までの距離に対する支えのない距離の比は、０．１と０．３との間である、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項１４】
上記弾性部分は、実質的に内側コアの全てを覆う、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項１５】
上記弾性部分は、内側壁よりも高い摩擦係数を有する、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項１６】
複数の駆動ディスクは、回転軸と垂直にハブから延在する、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【請求項１７】
内側コアは、弾性部分よりも柔軟性が低い、請求項１記載のバルク材ポンプフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には材料取扱装置に関し、特に、バルク材を供給する材料取扱装置のポンプフィーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
参考による編入
この出願は、発明者のTimothy R. Baer 及びJames T. Foley により２００６年５月１６日に出願された名称「ディスクジャムを減じたバルク材ポンプフィーダ」の米国特許第７，０４４，２８８号、発明者のTimothy R. Baer 及びJames T. Foley により２００４年１２月２１日に出願された名称「バルク材ポンプフィーダ」の米国特許第６，８３２，８８７号、２００５年１０月１２日に出願された名称「ディスクジャムを減じたバルク材ポンプフィーダ、弾性ディスク」、及びここに引用された他の全ての文献を参考により編入する。
【０００３】
米国特許第５，０５１，０４１号、及び米国特許第５，３５５，９９３号に記載され図示される装置のようなバルク材取扱装置において、ポンプフィーダは、回転ハブに装着された、あるいは回転ハブと一体化した２枚以上の駆動ディスクを有する回転駆動ロータによってハウジングを通って入口から出口へバルク材を移動する。従来、この種の装置は、均一な、及び非均一な粒度を有する石炭及び他の壊れやすい材料の供給のために用いられていた。一般的には、この装置用の駆動系は、低速で大きなトルクを提供する。
【特許文献１】米国特許５，０５１，０４１号公報
【特許文献２】米国特許５，３５５，９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような装置は、異なるサイズで供給された異なる材料を扱うのに適しているので、以前に遭遇していない問題が生じている。主に重要なそのような一つの問題は、より小さいサイズの装置で、より激しく扱われて、プラスチックのようなより小さなサイズの材料の傾向であり、回転駆動ロータとハウジング若しくはハウジングに装着された固定部材との間に材料がかみ込んだとき、時々単に一時的に失速することである。この材料の詰め込みは、例えば駆動ロータの駆動ディスクとハウジング内側壁との間、あるいは駆動ロータのハブとハウジング内側壁に装着された材料スクレーパーとの間で発生する場合がある。
【０００５】
そのかみ込みを克服するために駆動力を単に増加させる（つまり、より大きな駆動モータを設ける）ことは、ほとんどの実例において、その問題の適切なあるいは満足な解法ではない。増加した駆動力を単に提供することには、コスト及び空間の制限が、この２つの制限のみではないが、存在する。取り扱われるある材料は、容易に壊れず、したがって、大きな駆動モータは、回転駆動ロータとハウジング若しくはハウジングに装着された固定部材との間に材料を詰め込む結果を単に増加させる。したがって、より大きな駆動モータは、問題を悪化させ、結果として完全な動作停止及び装置への損傷となる場合がある。石炭のような壊れやすい材料では、駆動トルクは、回転駆動ロータとハウジング若しくはハウジングに装着された固定部材との間に詰め込まれない、より小さな片へ材料を壊すか砕くことができるほど十分に大きい。
【０００６】
このような逆の詰め込み効果は、常に生じず、異なるタイプの材料を扱う場合には異なるだろうが、一時的でさえ詰め込みが生じるとき、それは、受け入れがたい程度まで精度及びフィーダー能力に影響を与える。この詰め込みによる、一時的若しくは長時間にわたる装置失速の傾向は、装置の高速動作にて多くなるので、詰め込みの可能性を減じるために、装置動作を遅くすることは、材料の詰め込みの見込みを減少するが、多分、受け入れがたい。
【０００７】
既存の装置の欠点を克服するために、新しいバルク材ポンプフィーダが提供される。
本発明は、ディスクの詰まりを最小限にする改善されたバルク材ポンプフィーダを提供することを目的とする。関連する目的は、材料が扱われたとき、回転駆動ロータとハウジングあるいはハウジングに装着された固定部材との間の詰め込みにより引き起こされる一時的でさえ失速を防ぐことである。別の目的は、詰め込みの問題を克服するために駆動力を高めなければならないことを回避することである。本発明のさらに別の目的は、コスト及び空間の制限の範囲内でこれらの利点を達成することである。さらにこの発明の目的は、異なるサイズにて供給される種々の異なる材料を扱うのに適したバルク材ポンプフィーダを提供することである。追加の目的は、精度を達成し、最適なフィーダー能力を保証することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施形態において、入口、出口、及び入口から出口へ延在する内側壁を有するハウジングを含むバルク材ポンプフィーダが存在する。バルク材ポンプフィーダは、また、回転軸周りに回転可能なハブ、複数の駆動ディスクを有する駆動ロータを含む。駆動ディスクの少なくとも一つは、成型された弾性部分を有する。バルク材ポンプフィーダは、また、内側壁により形成される材料移送ダクト、駆動ロータ、及び少なくとも２つの駆動ディスクを有する。
【０００９】
バルク材ポンプフィーダの別の実施形態において、少なくとも２つの駆動ディスクは、シールを形成することなく、内側壁とわずかな誤差における弾性部分を有する。バルク材ポンプフィーダの別の実施形態において、駆動ロータは、弾性部分を含んでいない少なくとも一つの駆動ディスクをさらに含む。バルク材ポンプフィーダのさらに別の実施形態において、駆動ディスクの少なくとも２つは、異なる柔軟特性を有する。バルク材ポンプフィーダの一つの実施形態において、弾性部分を有する駆動ディスクの少なくとも一つは、中央部分から外側部分へ変化する柔軟特性を含む。バルク材ポンプフィーダの別の実施形態において、柔軟特性における変化は、ディスクを作製するのに使用される材料の変更に対応する。バルク材ポンプフィーダのさらなる実施形態において、第１の複数駆動ディスクは、非弾性ディスクである外側ディスクを含み、少なくとも一つの弾性ディスクが内側ディスクである。バルク材ポンプフィーダのさらに別の実施形態において、ディスクの少なくとも一つは、内側コアと外側シェルとを含んでいる。バルク材ポンプフィーダの一つの実施形態において、外側シェルは、ポリマーを含んでいる。バルク材ポンプフィーダの別の実施形態において、ポリマーは、エラストマーを含んでいる。バルク材ポンプフィーダのさらなる実施形態において、内側コアは、ディスクの先端まで半径方向に延在する。一つの実施形態において、内側コアは、ディスクの中間地点まで半径方向に延在する。一つの実施形態において、外側シェルは、ディスクの先端まで延在する外皮成型ポリマーを含んでいる。別の実施形態において、外側シェルは、内側コアの先端を超えて延在する柔軟領域を含んでいる。バルク材ポンプフィーダの一つの実施形態は、支えのない距離を有する柔軟な支えのない外側周縁部を含み、内側コアは、放射状の範囲を含んでおり、また、内側コアの放射状の範囲に対する支えのない距離の比は、約０．１と約０．３との間にある。バルク材ポンプフィーダの別の実施形態において、ディスクの少なくとも一つは、材料移送ダクトを通る材料の移動を容易にする摩擦特性を有する外側シェルを含んでいる。
【００１０】
一つの実施形態において、入口、出口、及び入口から出口へ延在する内側壁を有するハウジングと、駆動ローラとを含み、駆動ローラは、回転軸周りに回転可能なハブと、複数の駆動ディスクと、ここで駆動ディスクの少なくとも一つが駆動ディスクの別の一つの構成から異なる構成、及び内側壁により形成される複数の材料移送ダクトを有し、駆動ロータと、複数の駆動ディスクとを有する。バルク材ポンプフィーダのさらなる実施形態において、複数の駆動ディスクのうちの２つは、第１構成を有し、ここで少なくとも一つの追加の駆動ディスクは、第１構成とは異なる第２構成を有する外側駆動ディスクである。バルク材の別の実施形態において、第１構成と第２構成との間の違いは、内側壁に関するシール構成である。
【００１１】
一つの実施形態において、内側壁を有するハウジングと、複数の駆動ディスクを有するディスクセットと、内側壁及びディスクセットで形成される複数の移送ダクトとを含み、駆動ディスクの少なくとも一つは従順な外側周縁部を有するバルク材ポンプフィーダが存在する。
【００１２】
別の実施形態において、従順な外側周縁部を備えた複数の駆動ディスクを有するディスクセットを備えたバルク材ポンプフィーダが存在する。
【００１３】
先の一般的な記述及び次の詳細な記述の両方が発明の例示であるが、これらに限定されないことは理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から最も良く理解される。一般的な方法に従い、図の各特徴部は寸法通りではないことを強調する。一方、様々な特徴部の寸法は、明確にするため、任意に拡張あるいは縮小されている。
【００１５】
図１及び図２を参照して、本発明に従って構成されたバルク材ポンプフィーダは、入口１２、出口１４、及び入口１２から出口１４へ延在する内側壁１６を有するハウジング１０を含む。本発明に従って構成されたバルク材ポンプフィーダは、その内容が参考として本書に編入される米国特許第５，０５１，０４１号及び米国特許第５，３５５，９９３号に記述され図示された装置の構成及び動作において一般的に類似する。
【００１６】
図１及び２に示すバルク材ポンプフィーダは、また、ハブ２０を有し回転軸２２の周りに回転可能である駆動ロータ１８と、ハウジング１０の内側壁１６の方へハブ２０から離れて延在する一対の駆動ディスク２４とを有する。記述している発明の実施形態に関し、ハブ２０及び駆動ディスク２４は、単一で、一体的に、単一体のユニットとして形成されている。駆動ディスク２４は、ハウジング１０の入口１２から出口１４への材料の移送を容易にするため、米国特許第５，３５５，９９３号に記述され図示されるように、内部面上で半径方向に不連続に延在して形成することができる。好ましくは、駆動ディスク２４の外表面は、以下に説明する理由のため、駆動ディスクの周縁端にて傾斜２４ａを有する。
【００１７】
駆動ロータ１８は、回転軸２２の周りに回転するため、ハウジング１０に取り付けられ、例えばネジ２５によって適所に保持される。図示され記述されている発明の実施形態については、駆動ロータ１８は、２つの駆動ディスク２４を有する。しかしながら、駆動ロータ１８は、２つを超える駆動ディスク２４を持つように計画することができる。駆動ロータ１８に含まれる駆動ディスク２４の数は、バルク材ポンプフィーダの特定の応用（つまり移送される材料、能力仕様など）に依存する。
【００１８】
Ａ．第１の実施形態
駆動ディスク２４とハウジング１０の内側壁１６との関係の概略図である図３に最も明確に示されるように、駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間の距離は、図示され記述されている発明の実施形態に関して矢印で示されるように時計回り方向である、駆動ロータ１８の回転方向において、ハウジング１０の「INLET」（入口）１２からハウジング１０の「OUTLET」（出口）１４へ増加する。駆動ディスク２４及びハウジング１０の内側壁１６は、２つの構成部分間の所望の間隔を提供するため異なる方法で形づくることができる。図示され記述されている発明の実施形態では、駆動ディスク２４は、円形で、ハブ２０の回転軸２２に垂直にハブ２０から離れて延在し、ハウジング１０の内側壁１６は、螺旋状に形成されている。ハウジング１０の螺旋状形状の内側壁１６は、アルキメデスの螺旋方程式：
Ｒ＝θ＊ａ
によって形成することができる。
【００１９】
ここで、「Ｒ」は半径であり、「θ」は極角であり、「ａ」は、ｍｍ／度のような、角度単位当たりのある測定単位にて与えられる半径の増加率である。駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間の距離は、図示の目的のため、図３において誇張されている。
【００２０】
図３にて表わされる本発明の実施形態に関し、駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間の所望の増加距離は、ハウジング１０の内側壁１６の螺旋形状によって影響される。この駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間の所望の増加距離は、別の構成部分の設計及び提供により、又はそのような別の構成部分の設計とハウジング１０の内側壁１６の設計との組み合わせによっても達成されることがある。
【００２１】
ハウジング１０の内側壁１６、駆動ディスク２４の内側表面、及びハブ２０は、材料がハウジング１０の入口１２からハウジング１０の出口１４へ移送される材料移送ダクトを形成する。駆動ロータ１８は、適当な機構によって駆動ロータ１８に連結されたモーター（図示せず）によって回転する。駆動ロータ１８が回転したとき、駆動ディスク２４は、ハウジング１０の入口１２を通してバルク材ポンプフィーダへ導入された材料を、材料がバルク材ポンプフィーダから排出されるハウジング１０の出口１４へ移送させる。
【００２２】
ハウジング１０の内側壁１６と駆動ディスク２４の周縁端との間に詰め込まれる傾向にある、入口１２から出口１４へバルク材ポンプフィーダを通して搬送される材料片は、駆動ロータ１８の回転方向において駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間のより大きい間隔へ移動し、駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間の間隔の増加のため、詰め込まれまい。その代りに、この材料は、出口１４を通り排出される。周縁端において駆動ディスク２４の外側表面に斜角をつけることによって、駆動ディスク２４の周縁端の表面面積は最小限にされ、その結果、駆動ディスク２４とハウジング１０の内側壁１６との間に材料が詰め込まれる傾向を縮小する。
【００２３】
図１、図２及び図４を参照して、本発明に従って構成されたバルク材ポンプフィーダは、出口１４から下流側で入口１２から上流側で、ハウジング１０の内側壁１６における凹部２８に取り付けられた材料スクレーパー２６を含むのが好ましい。材料スクレーパー２６は、駆動ディスク２４の内側表面間の空間にて、ほとんどハブ２０に接触して、駆動ロータ１８内へ延在する。
【００２４】
バルク材ポンプフィーダによって搬送されるある材料は、ある条件の下では、駆動ロータ１８にくっつくだろう。このようなくっつく材料は、出口１４を通って排出されないことがある。材料スクレーパー２６は、駆動ロータ１８からくっついた材料をこすり落とし、一般的に、この材料は後に落ち、出口１４を通って首尾良く排出される。
【００２５】
材料スクレーパー２６は、駆動ディスク２４の周縁端に面する２つの表面３０（一つのみが図１に示される）を有する。材料スクレーパー２６の表面３０と、駆動ディスク２４の周縁端との間の距離は、ハウジング１０の出口１４での、ハウジング１０の内側壁１６と駆動ディスク２４の周縁端との間の距離から、ハウジング１０の入口１２での、ハウジング１０の内側壁１６と駆動ディスク２４の周縁端との間の距離まで、駆動ロータ１８の回転方向において増加する。特に、材料スクレーパー２６の表面３０は、実質的にハウジング１０の内側壁１６の延長であり、その結果、出口１４にて排出されず材料スクレーパー２６と駆動ディスク２４の周縁端との間に詰め込まれる傾向にある材料は、駆動ロータ１８の回転方向において、駆動ディスク２４と材料スクレーパー２６との間のより大きい空間へ移動し、後へ落ち、出口１４を通り排出される、又は入口１２で供給される材料へ落ちる。材料スクレーパー２６の表面３０と駆動ディスク２４の周縁端との間の空間を、出口１４から入口１２まで増加することは、図３に示されている。
【００２６】
図１及び図４に図示される材料スクレーパー２６は、出口１４で排出されない材料をこする複数のスクレーピング先端２６ａ、２６ｂ及び２６ｃを有する。図４に示されるように、材料スクレーパー２６とハブ２０との間の空間、特にスクレーピング先端２６ａ、２６ｂ、２６ｃとハブ２０との間の空間は、材料スクレーパー２６とハブ２０との間に材料が詰め込まれる傾向を減少する、さらに排除するために、出口１４から入口１２へ駆動ロータ１８の回転方向において増加する。スクレーピング先端２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、螺旋状上の点、あるいは単にハブ２０から所望の距離で配置される点であってもよい。
【００２７】
第２の形態の材料スクレーパー３６が図５に示されている。図５の材料スクレーパー３６は、図４に示す材料スクレーパー２６におけるように、複数のスクレーピング先端２６ａ、２６ｂ、２６ｃではなく、連続したスクレーピング面４０を有する。材料スクレーパー３６のスクレーピング面４０とハブ２０との間の空間は、材料スクレーパー３６とハブ２０との間に材料が詰め込まれる傾向を減少する、さらに排除するために、出口１４から入口１２へ駆動ロータ１８の回転方向において増加する。材料スクレーパー３６のスクレーピング面４０は、螺旋形状とすることができる。
【００２８】
上述した本発明の第１の実施形態では、駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間の距離は、ハウジング１０の入口１２からハウジング１０の出口１４へ駆動ロータ１８の回転方向において増加する。バルク材ポンプフィーダを通り搬送される材料は、駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間の増加する空間のために、詰め込まれない。本発明の他の２つの実施形態は、また、バルク材ポンプフィーダが作動中のとき、駆動ディスク２４における材料のジャムの可能性を減少する。
【００２９】
Ｂ．第２の実施形態
本発明の第２の実施形態において、図６及び図７に図示されるように、低摩擦ブラシシール５０が駆動ディスク２４の周囲に配置される。ブラシシール５０は、例えば、パイプクリーナーとロープを含む、多くの異なった材料で作製可能である。ブラシシール５０は、また、炭素鋼、ステンレス鋼、あるいはアルミニウムのような金属の基材と天然又は合成繊維で作られた非金属ブラシとを組み合わせることにより構成されてもよい。
【００３０】
ブラシシール５０は、駆動ディスク２４の周囲とハウジング１０の内側壁１６との間の完全なシールを形成する必要はない。ブラシシール５０とハウジング１０の内側壁１６との間に僅かな接触が発生するが、駆動ディスク２４が回転するとき、ブラシシール５０は、駆動ディスク２４とハウジング１０の内側壁１６との間に摩擦をほとんどあるいはまったく引き起こさない。低摩擦シールは、駆動モータにおける余分な負荷を回避するのに重要である。さらに、ブラシシール５０の追加は、バルク材ポンプフィーダの設計に許容誤差の問題を導入しない。
【００３１】
ブラシシール５０は、様々な方法で駆動ディスク２４の周囲へ取り付けることができる。例えば、ブラシシール５０は、糊のような接着剤を用いて、駆動ディスク２４に接着可能である。駆動ディスク２４にブラシシール５０を取り付ける現在好ましい方法は、駆動ディスク２４の周囲を形成する駆動ディスク２４の端部に溝又はチャネル５２を設けることである。ブラシシール５０は、各駆動ディスク２４の端部にあるチャネル５２に詰められる（つまり、詰め込まれる）。もちろん、駆動ディスク２４にブラシシール５０を取り付けるために、様々な方法が組み合わせることができる。よって、例えば、ブラシシール５０は、チャネル５２へ詰められ、かつ接着されることもできる。
【００３２】
ブラシシール５０は、問題を引き起こすのに十分に大きな粒子が駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０との間の領域に入るのを防ぐか、その可能性を少なくとも最小限にする。ブラシシール５０を通過するのに十分に小さい粒子は、恐らく問題を引き起こさない。ブラシシール５０は、ペレット及び粉末材の両方に関しその機能を良好に達成する。
粉末材を含む応用例に関してブラシシール５０により達成される特別な利点は、材料が駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間に集中しない、又はすりつぶさないということである。
【００３３】
ブラシシール５０は、駆動ディスク２４の周縁端とハウジング１０の内側壁１６との間に粒子が詰め込まれるのを防止し、又はその可能性を少なくとも最小限にする。
【００３４】
ブラシシール５０は、また、駆動ディスク２４とハウジング１０の内側壁１６との間に形成された隙間を粒子が通ることを防ぐか、その可能性を少なくとも最小限にする。よって、ブラシシール５０は、ハウジング１０の内側壁１６、駆動ディスク２４の内側表面、及びハブ２０によって形成される材料移送ダクトに粒子を保持するのを助け、材料移送ダクトの外側のバルク材ポンプフィーダの構成部分との干渉により粒子が問題を引き起こすのを防止する。このような保持は、きれいなバルク材ポンプフィーダという利点を達成し、清掃する必要を最小限にし、バルク材ポンプフィーダの外観の良さを促進させる。
【００３５】
上述したように、駆動ディスク２４は、米国特許第５，３５５，９９３号に記載され図示されるように、入口１２からハウジング１０の出口１４への材料の移送を容易にするため、半径方向へ内側表面を不連続に延在させて形成可能である。図６及び図７に図示するように、駆動ディスク２４の内側表面は、そのような表面構成を与える他の特徴を有することができる。くぼみ５４が図６及び図７に示されている。
【００３６】
くぼみ５４のような外観の特徴は、駆動ディスク２４と、バルク材ポンプフィーダによって取り扱われる材料との間の摩擦を増加させる。このような摩擦は、材料移送ダクトを通る材料の移動を容易にする。材料移送ダクトの最適な能力は、材料供給速度とバルク材ポンプフィーダの速度との間の安定した直線関係に依存するので、滑りは回避されねばならない。駆動ディスク２４と、バルク材ポンプフィーダによって取り扱われる材料との間のいくらかの摩擦は、滑りを回避し、材料配送の線形速度を保証するのを助ける。
【００３７】
当業者により理解されるであろうように、上述した本発明の２つの実施形態は、本発明によるバルク材ポンプフィーダに独立して組み入れることができる。あるいは、２つの実施形態は、単一のバルク材ポンプフィーダへ組み合わせることができる。少なくともある応用例に関し、このような組合わせは、相乗効果を達成すると予想可能である。
【００３８】
Ｃ．第３実施形態
本発明の第３実施形態において、図８及び図９に図示されるように、第３形態の材料スクレーパー５６が提供される。図８に示すように、材料スクレーパー５６は、図５の材料スクレーパー３６のように、連続したスクレーピング面４０を有することができる。あるいは、図９に示すように、材料スクレーパー５６は、図４に示す材料スクレーパー２６のように、複数のスクレーピング先端２６ａ、２６ｂ、２６ｃを有することができる。
【００３９】
材料スクレーパー５６の機能は、材料がバルク材ポンプフィーダを出るとき、バルク材ポンプフィーダにて扱われる材料を駆動ディスク２４及びハブ２０からかき落とすことである。多くの材料について、このようなかき落としは不必要である。材料スクレーパー５６は、かき落としが必要ない、又は少量のみのかき落としが必要な応用例に特に適している。特に、図４の材料スクレーパー２６、及び図５の材料スクレーパー３６に関し、材料スクレーパー５６を形成する大多数の構造は、削除されている（図８に最も示される）。さらに、材料スクレーパー５６は、柔軟な先端５８を設けている。柔軟な先端５８は、いずれかの適当な材料で作製可能であり、例えば、エラストマーあるいは透明なプラスチックは許容できる。好ましくは、柔軟な先端５８は、静電荷が消散するように導電性である。静電荷は、本質的に非導電性材料で構成された媒体又は管を通る荷電粒子の通過から増加又は引き出すことができる。
【００４０】
柔軟な先端５８は、通常の方法において入口１２を通り材料がバルク材ポンプフィーダに入ることを可能にするが、出口１４付近の排出点へ材料が後方へ流れるのを防ぐ。もし柔軟な先端５８が完全に材料スクレーパー５６から省略されたならば、材料は、バルク材ポンプフィーダを通して後方へ漏れることができるだろう。さらに、バルク材ポンプフィーダが材料を供給するよう作動しているとき、いくらかの材料は、材料の静電荷により、排出点を過ぎて駆動ディスク２４及びハブ２０により運ばれる傾向がある。駆動ディスク２４及びハブ２０にくっつく材料は、駆動ディスク２４と材料スクレーパーとの間に捕獲又は詰め込まれることになる傾向があり、バルク材ポンプフィーダをふさぎ動かなくする。柔軟な先端５８は、この問題を解決する。即ち、排出点を過ぎた辺りを移動する材料は、柔軟な先端５８によりそらされ、出口１４に入るか、柔軟な先端５８によって通過させ、排出側へ向けられた材料の流れを再び入れる。柔軟な先端５８を有する材料スクレーパー５６は、また駆動ディスク２４の側方と材料スクレーパーとの間に材料が詰まるのを防止する。
【００４１】
材料スクレーパー５６は、さらに別の利点を提供する。上述の利点は、図６及び図７に示すくぼみ５４のような特徴にて駆動ディスク２４の内側表面を形成することによるものである。駆動ディスク２４の内側表面に模様を付けることに加えて、図７に示すように、ハブ２０にテクスチャ６０を形成することも同様に有利であろう。しかしながら、ほとんどの材料が、ハブ２０の模様付けされた領域（例えば、くぼみ）と材料スクレーパー２６、３６との間に詰め込まれる傾向があることから、ハブ２０のテクスチャ（ざらざらとした表面）６０には欠点がある。よって、バルク材ポンプフィーダによって取り扱われるほとんどの材料については、ハブ２０に模様を付けることはできず、また、そのような模様付けの利点はなくなる。しかしながら、柔軟な先端５８を有する材料スクレーパー５６は、ハブ２０のテクスチャ６０と材料スクレーパー５６との間への材料の詰め込みを最小限にすることから、バルク材ポンプフィーダへ材料スクレーパー５６を組み込むことは、ハブ２０がテクスチャ６０を有することを可能にする。したがって、ハブ２０に模様付けする利点が達成される。
【００４２】
図１０に示された別の実施形態において、ディスク１０２４を有し、その少なくとも一部が弾力性のある（例えば、柔軟で表面になじむことができる）ディスクセット１０１８が存在する。一つの実施形態において、弾性ディスクは、比較的不正確な構造（例えば、溶接された板状金属構造を有するフィーダ）を有するフィーダーにおいて有益である。一つの実施形態において、ディスクとハウジングの種々の部分との間にバルク材がはさまることによりフィーダーが失速するという問題を、弾性ディスクの使用は解決する。バルク材フィーダーの一つの実施形態において、ブラシシール（例えば上述したような）は、フィーダーが不正確に製造されたある応用例に関して適していないことがある。一つの実施形態において、弾性ディスク１０２４は、内側壁１６と実質的にシールを形成せず、それにより、ディスク１０２４の周縁部と内側壁１６との間を材料が容易に通過することを可能にする。一つの実施形態において、これは、ディスク２４の周縁部と内側壁１６との間を材料が容易に通過するのを実質的に防ぐように構成されるブラシシール５０を有するディスク２４から識別可能である。一つの実施形態において、弾性ディスク１０２４は、シールを作成することなく、内側壁１６と精密公差を有する。一つの実施形態において、ディスク１０２４と内側壁１６との間につかえるようになる粒子は、少なくとも一部のディスク１０２４の弾力性のため、出口１４へ動かされる。一つの実施形態において、ディスク１０２４は、固い粒子をディスクの少なくとも一部でそらすことを可能にし、あるいは装置又は両者を詰まらせることなく固い粒子を放出部あたりへ無害に引きずることを可能にするように構成される柔軟性を有する。
【００４３】
図１０に示された実施形態において、ディスクセット１０１８は、２つのディスク１０２４を含んでいる。他の実施形態において、ディスクセット１０１８は、２つを超えるディスク（例えば３つ、４つ、５つあるいは６つのディスク）を含んでいる。一つの実施形態において、ディスクセット１０１８における一つ以上のディスク１０２４は、ディスクセット１０１８における一つ以上のディスク１０２４と同じ若しくは異なるという構成（例えば、ここで述べられる一つ以上のディスクの特徴は、ディスクのサイズ、ディスクの柔軟性、周縁シールの有無、材料の選択、周囲傾斜の有無、等を含む）を有する。例えば、一つの実施形態において、ディスクセット１０１８における各ディスク１０２４は、そのディスクセットにおける他のディスクと同じ柔軟性特性を有し、一方、別の実施形態では、ディスク１０２４の柔軟性特徴は、ディスクごとに異なる。
【００４４】
一つの実施形態において、ディスクセット１０１８における一つ以上のディスク１０２４は、ディスク直径を横切って異なった特性を持っている。例えば、一つの実施形態において、一つ以上のディスク１０２４は、ディスク１０２４の中心からこのディスクの周囲へ変化する柔軟性を有する。一つの実施形態において、ディスク１０２４は、ディスク１０２４の中心から、ディスク１０２４の中心とディスク１０２４の外周との間のある点まで半径方向に延在する低柔軟性領域を有する。一つの実施形態において、ディスク１０２４の可変の特性は、ディスク１０２４を作製するために用いられる材料を組み合わせ、変更することにより達成される。
【００４５】
図１１に示された一つの実施形態において、ディスク１０２４は、２つ以上の材料から構成される。図１１の実施形態において、ディスク１０２４は、一つの材料（例えば金属又はポリマー）の中央部分１１１０と、異なる材料（例えば異なる金属、異なるポリマー、異なる特性を備えた金属、異なる特性を備えたポリマー、金属とポリマーとの組み合わせ、あるいは他の材料の組み合わせ）の第２外側部分１１２０を有する。
【００４６】
一つの実施形態において、２つ以上の材料は、異なる弾性特性（例えば柔軟性、変形可能性）を有する。一つの実施形態において、中央部分１１１０は、外側部分１１２０よりも柔軟ではない。したがって、一つの実施形態では、中央部分１１１０は、ハウジング１０へディスク１０２４を固定するのに特に適しており、外側部分１１２０は、機械を故障（例えば上述したような）無しに維持するのに特に適している。
【００４７】
一つの実施形態において、図１２に示されるように、ディスク１０２４は、内側コア１２１０と、外側シェル１２２０（クロスハッチングで図示された）とを有する。一つの実施形態において、内側コア１２１０は金属（例えば炭素鋼、ステンレス鋼）であり、外側シェル１２２０は、ポリマー（例えばシリコーン、ヴァイトン（Ｒ）、ポリウレタン、ゴム、あるいはいずれかのエラストマー）である。一つの実施形態において、ディスク１０２４は、半径方向に先端１０３０まで延在する内側コア１２１０を有する。別の実施形態では、内側コア１２１０は、中間地点１２３０まで半径方向に延在する。一つの実施形態では、外側シェル１２２０は、先端１０３０まで延在する外皮成型ポリマー（polymer over mold）である。一つの実施形態において、外皮成型された外側シェル１２２０は、外側シェル１２２０が追加のくぼみを必要とせずにバルク材と十分な摩擦を達成するので、ディスクにくぼみを作製する必要を排除する。一つの実施形態において、外側シェル１２２０は、柔軟領域１２３５を形成するため、内側コア１２１０の放射状の限界を超えて半径方向に延在する。一つの実施形態において、柔軟領域１２３５は、約１／２インチの半径長さを有する。
【００４８】
一つの実施形態において、外側シェル１２２０は、少なくとも内側コア１２１０の一部に塗布されたコーティング（例えばポリマー）である。一つの実施形態において、外側シェル１２２０は、内側コア１２１０の少なくとも一部を覆う外皮成型である。一つの実施形態において、外側シェル１２２０は、内側コア１２１０の放射状の境界線を超えて（例えば柔軟領域１２３５を形成するため）延在する。
【００４９】
一つの実施形態において、外側シェル１２２０は、内側コア１２１０の実質的にすべてをカバーする。一つの実施形態において、距離ａ（内側コア１２１０の放射状の範囲と中心線１０２２との間の距離）と、距離ｂ（外側シェル１２２０の放射状の範囲と中心線１０２２との間の距離）との間に所定の関係がある。一つの実施形態において、距離ａは、距離ｂに実質的に等しく、よって、内側コア１２１０は、先端１０３０まで半径方向に延在する。図１２に示された一つの実施形態において、距離ｂは距離ａよりも大きい。よって、内側コア１２１０が中間点１２３０まで延在するので、例えば支えのない距離ｃを生成する。一つの実施形態において、支えのない距離ｃは、ディスク１０２４の弾性外側周縁部領域を形成するように構成される。一つの実施形態において、柔軟性の高い領域は、支えのない距離ｃのほぼ全体におよぶ。別の実施形態では、柔軟性の高い領域は、支えのない距離ｃの一部におよぶ。一つの実施形態において、距離ｂに対する距離ｃの比（つまり比ｃ／ｂ）は、約０．１と約０．３との間にある。一つの実施形態において、比ｃ／ｂは、約０．２である。一つの実施形態において、例えば、距離ａは、約２・１／２インチ（内側コアがおよそ５インチの直径を有する）であり、距離ｂはおよそ３インチ（外側シェルがおよそ６インチの直径を有する）であり、距離ｃはおよそ１／２インチである。
【００５０】
一つの実施形態において、ディスク１０２４は、材料の移動を容易にする摩擦特性を有する。一つの実施形態において、外側シェル１２２０は、材料を「つかむ」高摩擦被膜であり、よって、フィーダーを通って材料を移動させる。一つの実施形態において、外側シェル１２２０は、内側壁１６よりも高い摩擦係数を有する。一つの実施形態において、バルク材の搬送を容易にするために、搬送されるバルク材の要素（例えば粒子、小粒、微粒子）が不連続面に係合するように、外側シェル１２２０の外側表面は、不連続面を含んでいる。一例において、ディスク１０２４は、異なる摩擦特性を有する内側コア及び外側表面を有する。一つの実施形態では、その摩擦特性、強さ、柔軟性、処理される材料との互換性あるいはその組合わせにより、エラストマーの外側コアが選択される。
【００５１】
図１３Ａに図示された一つの実施形態において、６つのディスク１３２４ａ〜１３２４ｆ、及び５つのダクト１３９０を含むディスクセット１３０８がある。一つの実施形態では、外側のディスク１３２４ａ、１３２４ｆは、実質的に同じ構成（例えば、ここに記述した構成のうちのどれでも、あるいは図１０に関して上述した構成）を有し、一方、内側のディスク１３２４ｂ〜１３２４ｅは、互いに実質的に同じ構成であるが外側のディスク１３２４ａ、１３２４ｆの構成とは異なる構成を有する。一つの実施形態では、内側のディスク１３２４ｂ〜１３２４ｅから外側のディスク１３２４ａ、１３２４ｆを区別する構成は、弾性特性（例えば、柔軟性あるいはここに記述した他の特性の一つ）である。別の実施形態では、内側のディスク１３２４ｂ〜１３２４ｅから外側のディスク１３２４ａ、１３２４ｆを区別する構成は、ディスク１３２４ａ〜１３２４ｆと内側壁１６との間のような、シーリング構成である。一つの実施形態では、外側のディスク１３２４ａ、１３２４ｆは、内側壁１６と実質的にシールされ（例えば、ブラシシールあるいはここに記述したもののような他のいくつかのシーリング機構を用いて）、一方、内側のディスク１３２４ｂ〜１３２４ｅは、内側のディスク１３２４ｂ〜１３２４ｅを内側壁１６に実質的にシールしない（例えば、限定されないが、５ｍｍまでのクリアランスを含むほぼｌｍｍ若しくはそれを超えるクリアランス）内側壁１６に対するクリアランスを有する。一つの実施形態では、内側のディスク１３２４ｂ〜１３２４ｅは、弾性ディスクであり、一方、外側のディスク１３２４ａ〜１３２４ｆは、実質的に弾性ディスクではない。一つの実施形態では、ディスク１３２４ａ〜１３２４ｆの一つ以上は、バルク材の移動を容易にする摩擦特性（例えばここに記述されたような）を有する。
【００５２】
一つの実施形態において、長径（full diameter）ディスク（例えば、内側壁１６まで実質的に延在する、あるいは内側壁１６の精密公差内に延在する）と、短径（reduced diameter）ディスク（例えば、ディスクと内側壁１６との間に大きな公差の隙間（例えば、１／４インチから１／２インチの隙間）を有するディスク）との組み合わせを有するバルク材フィーダーがある。一つの実施形態では、長径ディスクは、周縁部シール（例えばここに記述したようなブラシシール）を含んでいる。一つの実施形態では、長径ディスクは、弾性ディスク（例えば、エラストマーを先端に付けたディスク）を含んでいる。一つの実施形態では、長径ディスクは、ディスクセットにおける外側ディスクとして装備され、一方、短径ディスクは、ディスクセットにおける内側ディスクとして装備される。短径ディスクは、搬送されるバルク材に含まれる粒径を考慮した状態でサイズが定められるので、短径ディスクは、粒子が詰まる機会を減少又は排除するであろう。
【００５３】
図１３Ｂにおいて、減じた直径（例えば、ディスク先端とハウジングとの間の距離が約１／４インチと１／２インチとの間にある）を有する一以上（例えば、２、３又は４）の中央ディスク１３６５を有するディスクセット１３６０が図示されている。一つの実施形態において、短径ディスクは、金属ディスク（例えばステンレス鋼ディスク）、あるいはポリマーディスク（例えば、ここに記述したいずれかのポリマー）、あるいは、ポリマー被覆ディスク（例えば、ここに記述したいずれかのポリマーで覆われた）である。ディスクセット１３６０は、長径ディスクである２つの外側ディスク１３７０をさらに含む。図１３Ｂに図示された長径ディスクは、また、ブラシシール１３７１を含んでいる。
【００５４】
一つの実施形態において、ディスクセットは、一つ以上の、傾斜端を有する長径ディスク、傾斜端の無い長径ディスク、シール（例えば、ブラシシール）を有する長径ディスク、シールの無い長径ディスク、エラストマー端を有する長径ディスク、エラストマー端を有する短径ディスク、傾斜端を有する短径ディスク、傾斜端の無い短径ディスクを有する２つ以上のディスクを含むものがある。
【００５５】
図１４に示された一つの実施形態において、中央の開口１４１０内にハブ（図１４には図示せず）を収容するように構成されたディスク１４２４がある。図１４において、ディスク１４２４は、内側コアと、外側外皮成型領域１４２０と、高柔軟性領域１４３０（例えば支えのない領域）とを含んでいる。一つの実施形態において、開口１４１０は、所望のハブを収納するために選択されたいずれかの直径になりえる。
【００５６】
当業者によって理解されるであろうように、上述した本発明の実施形態は、本発明によるバルク材ポンプフィーダにおいて独立して組み入れることができる。また、いずれか２つ若しくはさらに全ての実施形態は、単一のバルク材ポンプフィーダへ組み合わせることができる。少なくともある応用例で、そのような組合わせが相乗効果を達成すると予想されることがある。ある特定の実施形態に関して図示し上述したが、それにもかかわらず、本発明は、示された細部に制限されるように意図されるものではない。むしろ、様々な改造は、請求の範囲内及び請求の範囲に等価の範囲内で、かつ発明の精神から逸脱することなく細部においてなされることがある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に従って構成されたバルク材ポンプフィーダの分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すバルク材ポンプフィーダの側面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示される、駆動ディスクとバルク材ポンプフィーダのハウジングの内側壁との関係の概略図である。
【図４】図４は、図１で示された駆動ロータハブと材料スクレーパーとの関係を示す側面図である。
【図５】図５は、図１に示された駆動ロータハブと、第２材料スクレーパーとの関係を示す側面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態に従って構成されたバルク材ポンプフィーダの分解斜視図である。
【図７】図７は、図６に示すバルク材ポンプフィーダの駆動ディスクの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施形態に従って構成されたバルク材ポンプフィーダの第３材料スクレーパーの斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態に従って構成されたバルク材ポンプフィーダの分解斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の一つの実施形態に従って構成されたバルク材ポンプフィーダの分解斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の弾性ディスクの例示である。
【図１２】図１２は、本発明の弾性ディスクの例示である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明のディスクセットの斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明の、ブラシシールを備えた全直径外側ディスクとブラシシールの無い縮小直径内側ディスクとを有するディスクセットの斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の弾性ディスクの例示である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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