(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム缶やペール缶の粉体容器内に収容された粉体を、吸上げ管で吸い上げて搬出する時に使用する粉体搬出装置であって、
ベース上に前記粉体容器を載置可能なターンテーブル部を取り付け、
ベース上にスタンドを配設し、
前記スタンドに前記吸上げ管を上下方向に案内する昇降駆動案内部を取りつけ、
前記昇降駆動案内部の下部又は下方に環状部材を設け、
前記環状部材に、前記粉体容器の内袋を脱着自在なホルダを回転自在に設け、
前記環状部材にエアーを送るエアー供給部を接続し、
前記ターンテーブル部の回転に伴い、前記ホルダ及び前記内袋も回転し、前記エアー供給部から前記環状部材及び前記内袋内にエアーを供給しつつ、前記吸上げ管が前記粉体を吸い上げることを特徴とする粉体搬出装置。
【請求項２】
前記昇降駆動案内部は、フレームと、前記フレーム内に前記吸上げ管を案内する案内ローラと、前記案内ローラを駆動する駆動源と、を備えた請求項１記載の粉体搬出装置。
【請求項３】
前記ホルダに環状の周回路を設け、
前記環状部材に、前記周回路を走行する周回部材と、前記内袋を脱着可能なクランプとを備えた請求項１又は２に記載の粉体搬出装置。
【請求項４】
前記ターンテーブル部と、前記ホルダとを脱着自在に連結する連結部材を設けた請求項１乃至３いずれかに記載の粉体搬出装置。
【請求項５】
前記粉体容器に内袋がない場合、内袋に代えて別途の覆いシートを用意し、前記ホルダと前記粉体容器に脱着自在に取り付け可能とした請求項１乃至４いずれかに記載の粉体搬出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム缶やペール缶などの粉体容器内に収容された小麦粉、セメント、顔料などの各種粉体を、空気吸引によって搬出する粉体搬出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粉体移送用の一軸偏心ねじポンプについては、実開平２−５４３９１号公報、実開平２−５４３９２号公報などに記載されているように実用化している。それらのポンプは、ホッパー等を用いて粉体を供給口に投入する形式であるが、そのほかに、容器内に収容された粉体を吸い上げて移送する形式のポンプとして、特開平１−２９４９８０号公報に記載の装置がある。このポンプは、雄ねじ形ロータの下端にプロペラシャフトを突設し、このシャフトをステータ下端の粉体吸込口より下方へ突出させ、前記シャフトに粉体の吸込羽根を取着し、前記ステータ上端の吐出口に近接させてポンプケーシングに粉体搬出口を開設した構造からなる。さらに、特開平９−６７０１８号公報の記載の通り、一軸偏心ねじポンプを備え、バイブレータによる攪拌作用によって吸上げ効率を高めたものがある。
【０００３】
この一軸偏心ねじポンプは、ロータとステータを備え、ロータがステータの内部を回転しながら、往復運動をするものである。この両者の間にできる空間に充満する流動化した粉体は、切れ目のない無限ピストン運動により、吸い込み側から吐出側に移送される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上の粉体搬送装置では特殊で高価な一軸偏心ねじポンプを必須とするので、コストが高いという問題がある。また、粉体の長距離輸送に不適当であるという難点がある。更に吸上げ管を人手で操作しなければならない不都合がある。
従って、本発明の課題は、一軸偏心ねじポンプを無くすことでコストを削減し、長距離輸送ができ、操作性が向上した粉体搬出装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び効果】
この発明は上述の点に鑑みなされたものであり、請求項１記載の装置は、ドラム缶やペール缶の粉体容器内に収容された粉体を、吸上げ管で吸い上げて搬出する時に使用する粉体搬出装置であって、ベース上に前記粉体容器を載置可能なターンテーブル部を取り付け、ベース上にスタンドを配設し、前記スタンドに前記吸上げ管を上下方向に案内する昇降駆動案内部を取りつけ、前記昇降駆動案内部の下部又は下方に環状部材を設け、前記環状部材に、前記粉体容器の内袋を脱着自在なホルダを回転自在に設け、前記環状部材にエアーを送るエアー供給部を接続し、前記ターンテーブル部の回転に伴い、前記ホルダ及び前記内袋も回転し、前記エアー供給部から前記環状部材及び前記内袋内にエアーを供給しつつ、前記吸上げ管が前記粉体を吸い上げることを特徴とする粉体搬出装置である。
【００１２】
請求項１記載の装置により、一軸偏心ポンプが不要となり、コスト削減と、長距離輸送が実現し、しかも、昇降駆動案内部によって簡素な構成にもかかわらず、故障の少なく操作性の良い装置を提供できる。粉体容器の内袋を吊り下げて粉体容器の排出空間を覆うことで、内袋をカバーとして利用し、前記排出空間を略密閉状態とし、空気を内袋内に送り込むことで、内袋の収縮を防止できる。粉体容器及び内袋が回転するにもかかわらず、内袋内部を略密閉状態にできるので、粉体が外部に漏れることがない。
【００１４】
請求項２記載の装置のように、前記昇降駆動案内部は、フレームと、前記フレーム内に前記吸上げ管を案内する案内ローラと、前記案内ローラを駆動する駆動源と、を備えたことが好ましい。
請求項２記載の装置によれば、案内ローラによって案内することから、故障が少なく、簡素な構造を提供できる。
【００１５】
請求項３記載の装置のように、前記ホルダに環状の周回路を設け、前記環状部材に、前記周回路を走行する周回部材と、前記内袋を脱着可能なクランプとを備えたことが好ましい。
請求項３記載の装置によれば、周回路を周回部材が走行することで、走行に伴う抵抗が減少するとともに、クランプによって内袋の脱着が容易になる。
【００１６】
請求項４の装置のように、前記ターンテーブル部と、前記ホルダとを脱着自在に連結する連結部材を設けることが好ましい。
請求項４記載の装置によれば、連結部材が前記ターンテーブル部の回転力をホルダに伝達することで、内袋の負荷を軽減することで、内袋のねじれを防止できる。連結部材としてはチェーンなどの剛性部材が好ましい。
【００１７】
請求項５の装置のように、前記粉体容器に内袋がない場合、内袋に代えて別途の覆いシートを用意し、前記ホルダと前記粉体容器に脱着自在に取り付け可能としたことが好ましい。
請求項５記載の装置によれば、内袋のない場合でも適用でき、内袋があると同様の効果を生じさせることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明粉体搬出装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
粉体搬出装置１は、図１〜図１５に示すように、ドラム缶やペール缶などの粉体容器２内に収容された粉体を、吸上げ管３で吸い上げて搬出する時に使用するものであり、ベース４上に粉体容器２を載置可能なターンテーブル部５を取り付け、ベース４上にスタンド６を配設し、スタンド６に吸上げ管３を上下方向に案内する昇降駆動案内部７を取りつけ、昇降駆動案内部７の下部に環状部材８を設け、環状部材８に、粉体容器２の図１５に示す内袋２１（ビニール袋など）を脱着自在なホルダ９を回転自在に設け、環状部材８にエアーを送るエアー供給部１０を接続し、ターンテーブル部５の回転に伴い、内袋２１及びホルダ９も回転し、エアー供給部１０から環状部材８及び内袋２１の内部にエアーを供給しつつ、吸上げ管３から粉体を吸い上げるものである。以下、各部を詳細に説明する。
【００１９】
（吸上げ管３の構成）
吸上げ管３の基部は、図１５に示すすように、吸引ファン３０等を備えたバグフィルタ３１及びロータリーバルブ３２を介して空気輸送ライン３３に接続されている。また、吸上げ管３は昇降駆動案内部７の上部から内部を貫通して環状部材８の内部に挿入され、先端の吸込口３５はラッパ形状となっており、下端に車輪が取り付けられ、衝撃が緩和できるようになっている。ここでは、吸上げ管３はプラスチック（ナイロン等）などを採用することができる。
【００２０】
（ベース４の構成）
ベース４は、図５〜図９に示すように、筒形の中空ケーシング４０と、中空ケーシングの上面に固定され中央に貫通孔４１が形成され天板４２と、中空ケーシング４０の側面に接続された連結部４３と、連結部４３に取り付けられスタンド６の基部を固定するフレーム４４と、を備えている。
【００２１】
（ターンテーブル部５の構成）
ターンテーブル部５は、粉体容器２を回転させることでまんべんなく粉体を吸い上げるためのものであり、図５〜図９に示した通り、ベース４の天板４２の貫通孔４１付近に吊り下げるように取り付けられたギヤードモータ５０と、ベース４の上面に突出するギヤードモータ５０の回転シャフト５１とを備えている。また、ターンテーブル部５は、中心部の裏面に軸受５２が設けられてこれに回転シャフト５１が嵌め込まれギヤードモータ５０の回転力で回転するターンテーブル部本体５３と、ターンテーブル部本体５３の裏面の外周面に中心部から放射状に均等間隔で取り付けられ、ターンテーブル部本体５３が回転する際に天板４２の上面を回転しながら移動する複数（ここでは６個）のキャスター５４ａ〜５７ｆ（図８参照）と、天板４２とターンテーブル本体５３とに設けられターンテーブル本体５３の回転位置を検出する原点検出用リミットスイッチ５５（図９参照）と、回転中の粉体容器２のぶれを防ぐリング状の規制ストッパ５６と、を備えている。
【００２２】
（スタンド６の構成）
スタンド６の下部は、図２〜図４に示すように、フレーム４３に固定され、また、スタンド６は複数の垂直フレーム６０，６１及び水平フレーム６２，６３から構成され、水平フレーム６２，６３に昇降駆動案内部７がターンテーブル部５の上部に位置するように固定され、ターンテーブル部５の上面に粉体容器２を載置した場合、粉体容器２の上面から環状部材８下端まで所定間隙が形成されるように高さが設定されている。
【００２３】
（昇降駆動案内部７の構成）
昇降駆動案内部７は、図２に示すように、水平フレーム６２，６３に固定されたフレーム構造体７０を備え、フレーム構造体７０は、下板７０ａと、上板７０ｂと、下板７０ａと上板７０ｂを連結する垂直板７０ｃから構成されている。
図１０に示した通り、昇降駆動案内部７は、下板７０ａの上面に、昇降用モータ７１と、下板７０ａに開口形成され吸上げ管３が上下両方向に通過する下部貫通穴７２とを備え、この下部貫通穴７２の周辺に駆動ローラ７３が軸受７４を介して回転可能に取り付けられている。下部貫通穴７２を吸い上げ管３が貫通しているが、シール（図示略）などによって粉体が隙間から漏れないようにすることができる（図１２参照）。この駆動ローラ７３は端辺にスプロケット７５が固定されており、ドライブチェーン７６を介して昇降用モータ７１の回転軸に取り付けられたスプロケット７７に連結されている。一方、駆動ローラ７３が取り付けられた下部貫通穴７２の対抗面には、圧力調整コントローラ７８を備え駆動ローラ７３との間で吸上げ管３を挟み込むため従動ローラ７９が設けられている。駆動ローラ７３及び従動ローラ７９は吸上げ管３を案内するローラとして作用させるため、それぞれ側面に円弧面が形成されている。
【００２４】
図３に示すとおり、昇降駆動案内部７の上板７０ｂには、垂直軸線方向において下部貫通穴７２の位置に合致する上部貫通穴８０（図１参照）が開口形成されており、吸上げ管３がこれらの下部貫通穴７２及び上部貫通穴８０の内部を貫通して昇降できるようになっている。この上部貫通穴８０の周辺には、吸上げ管３を誘導する従動ローラ８１が設けられており、従動ローラ８１の対抗面に、圧力調整コントローラ８２を備え吸上げ管３を両側から挟み込む従動ローラ８３が設けられている。従動ローラ８１及び８３は吸上げ管３を案内するローラとして作用させるため、それぞれ側面に円弧面が形成されている。
【００２５】
また、図１〜図３の通り、昇降駆動案内部７の上面に吸上げ管３の昇降位置を検出する昇降位置検出部８４が設けられている。この昇降位置検出部８４は、図１に示した通り、上板７０ｂに立設された昇降位置検出バー８４ａと、昇降位置検出バー８４ａに複数箇所（ここでは３箇所）備えられている昇降位置検出用リミットスイッチ８４ｂ〜８４ｄとを備え、リミットスイッチ８４ｂ〜８４ｄが吸上げ管３に設けたドグ８４ｅを感知するようになっている。
【００２６】
（環状部材８の構成）
環状部材８は、図１１〜図１４に示した通り、昇降駆動案内部７の下板７０ａから下方に軸線方向が垂直と成るように取り付けられたものであり、吸上げ管３の径よりの大径とされている広口円形の管８５と、管８５の略中央部外周に外方向に水平に延び出す円環状の板材８６と、板材８６の外周に設けた凹みからなる円環状の周回路８７と、板材８６の上部側に形成された送風用の貫通孔８８と、を備えたものである。
【００２７】
（ホルダ９の構成）
ホルダ９は、図１３及び図１４に示すように、管８５より若干大径の回転リング９０と、回転リング９０の内周面に取り付けられて前記周回路８７を走行する複数のカムフォロワ９１と、回転リング９０の下方に複数（ここでは３本）均等間隔で放射状に取り付けられ内袋２１の上端部を着脱できるようになっているトグルクランプ９２〜９４とを備えている。
【００２８】
（エアー供給部１０の構成）
エアー供給管１０は、図１１に示すように、管８５の貫通孔８８の外周付近に横方向に連通するように取り付けられた送風管１０１と、この送風管１０１と接続され垂直フレーム６０に固定された送風ファン１０２とを備え、管８５内部に送風するものである。この送風ファン１０２は、内袋２１がトグルクランプ９２〜９４に保持されて、吸上げ管３で粉体容器２から粉体を吸引して空気輸送する際に、粉体容器２の内部が急激に負圧になり、内袋２１が潰れて塞がることを防止するために適度に内袋２１の内部を加圧して吸引状態を適切に制御するためのものである。
【００２９】
次に、本実施形態の粉体搬出装置１の動作について説明する。まず、ターンテーブル部本体５３の上面に粉体容器２を載置する。次に、図１５の通り、トグルクランプ９２〜９４に内袋２１を取り付け、内袋２１を回転リング９０の下端面から吊り下げると、内袋２１と円環部材８と粉体容器２の内部は連通され、かつ、略密閉状態となる。
【００３０】
図示せぬ制御装置の運転スイッチをＯＮにすると、この制御装置からギヤードモータ５０に回転指令信号を出力するとともに、送風ファン１０２に駆動信号を出力し、これにより、ターンテーブル部本体５３は粉体容器２を載せた状態で回転を開始する。また、吸引ファン３０、バグフィルタ３１、ロータリーバルブ３２の駆動を開始し、空気吸引を行なう。
【００３１】
先ず、ターンテーブル部本体５３及び粉体容器２の回転に伴い内袋２１も一緒に回転するので、トグルクランプ９２〜９４が取り付けられている回転リング９０が内袋２１によって引っ張られ、カムフォロワ９１が周回路８７を走行し、そのため、回転リング９０が管８５の周囲を自由に回転する。このとき、トグルクランプ９２〜９４が管８５の外周面に当接しながら回転するので、回転リング９０が安定的に回転できる。
【００３２】
次に、粉体容器２の粉体は吸上げ管３の吸込口３５から空気とともに吸引されるので、吸上げ管３の内部が負圧にならないように、粉体の吸引運転が始まると同時に、送風ファン１０２から送風管１０１を介して管８５内部に空気を送り、図示せぬ圧力センサ、図示せぬ制御装置によって風量バランスを取ることで内袋２１の内圧が最適な状態に制御される。
また、管８５と粉体容器２の間の空間部は、内袋２１で覆われるので、吸引運転中に粉体が外部に漏れることがなくなる。
【００３３】
制御装置が昇降用モータ７１に降下信号を出力すると、昇降用モータ７１が駆動し、昇降用モータ７１の回転軸に取り付けられたスプロケット７７が、ドライブチェーン７６を介して駆動ローラ７３を回転させ、これにより、従動ローラ７９，８１，８３とともに、吸上げ管３を、最上位置の昇降位置検出用リミットスイッチ８４ｂから二番目の昇降位置検出用リミットスイッチ８４ｃの位置まで降下させ停止させる。
これにより、吸上げ管３の吸込口３５が粉体容器２の上面まで降りる。
次に吸上げ管３は、吸い込み効率等から設定された下降速度で下降し、吸上げ管３の粉体を吸引し始め、これに伴い、粉体容器２内部の粉体の嵩が徐々に減少する。さらに、吸上げ管３は降下され、三番目の昇降位置検出用リミットスイッチ８４ｄの位置が検出されると昇降用モータ７１は停止され、吸上げ管３はその降下を停止するとともに、ギヤードモータ５０、送風ファン１０２、吸引ファン３０等は停止される。このようにして粉体容器２の底部分まで粉体を吸引すると、制御装置は昇降駆動案内部７の昇降用モータ７１に上昇信号を出力して吸上げ管３を最上位置に復帰させる。このようにして、粉体容器２をターンテーブル部５で回転させながら吸上げ管３を降下させることで粉体容器２の内部の粉体は効率的に吸引されることになる。
【００３４】
次に連結部材を補助的に設けた場合の構成について図１６を参照して説明する。この連結部材は、回転リング９０の外周に設けた掛止部材１１０と、ターンテーブル部本体５３上面において規制ストッパ５６の外側の位置に設けた掛止部材１１１と、前記掛止部材１１０及び１１１に脱着自在なフックを備えたチェーン１１２とを備えたものである。この連結部材によってターンテーブル部５の回転力を回転リング９０に伝達でき、内袋２１に加わる負荷が緩和され、内袋２１のねじれが防止でき周回安定性が高まる。なお、掛止部材１１０又は１１１の一方を固定構造とし、チェーン１１２の一方だけを脱着できるような構造でも良い。
【００３５】
さらに、粉体容器２に内袋２１が装着されていない場合には、内袋２１に代えて別途の円環状又は筒状の覆いシート１２１を用意し、覆いシートの下端部にクリップ又はクランプ１２２及び１２３を設けることで、粉体容器２の上縁に脱着自在に取り付けることができるように構成し、覆いシート１２１の上端部は前述実施形態と同様にトグルクランプ９２〜９４に覆いシート１２１の上端部を脱着自在に吊り下げ可能とする。これにより、内袋のない粉体容器の場合でも適用でき、内袋があると同様の効果を生じさせることができ、粉体容器２への適用範囲が拡大する。
【００３６】
以上説明した本実施形態の粉体搬出装置１によれば、以下の効果を生じる。
(1)粉体の吸引手段に専用の一軸偏心ねじポンプを備えたポンプユニットを使用せずに、製粉工場等に設置されている空気輸送システムのパイプラインに吸上げ管３を接続するようにしたことで、長距離の粉体輸送が可能になり、また、製品コスト、ランニングコスト、メインテナンスコストを低く抑えることができるようになった。
(2)粉体容器２をターンテーブル部５で回転させながら、吸上げ管３を昇降駆動案内部７で案内しながら降下させながら自動的に吸引できるようにしたことで吸引効率が向上し、粉体容器２の内部に残留する粉体が極めて少なくなった。
(3) 粉体容器２の開口部を覆った内袋２１の回転に伴い、回転リング９０も回転自在としたことで、粉体容器２の上部空間を覆ったままで、粉体を吸上げることが出来るので、粉体が外部に漏れず、歩留まりが向上し、衛生、環境が向上する。
(4)送風管１０１から、管８５の内部に送風ファン１０２で送風できるようにしたことで、粉体容器２から粉体を吸引して空気輸送する際に、内袋２１の内部が常時最適な圧力に保持され、内袋２１が吸引中に潰れることを防止し、吸引効率を最適に制御することができる。
(5)上下の案内ローラで吸上げ管３を横方向から押え込むような形で上下に昇降させることで、簡素な構造である割に、サーボモータ、チェーン、歯車等を備えたロボットが吸上げ管３に直接的に作用するわけではないので、機械的な故障が少ない。
【００３７】
なお、本発明は、上述の実施の形態又は実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲に於て、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。
カムフォロア９１に替えて、ベアリングなどでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる粉体搬出装置の正面図である。
【図２】同粉体搬出装置の左側面図である。
【図３】同粉体搬出装置の昇降駆動案内部の平面図である。
【図４】同粉体搬出装置の右側面図である。
【図５】同粉体搬出装置のベース及びターンテーブル部の内部構造を示す正面図である。
【図６】同ベース及びターンテーブル部の右側面図である。
【図７】同ベース及びターンテーブル部の背面図である。
【図８】同ベース及びターンテーブル部の平面図である。
【図９】同リミットスイッチ取り付け詳細図である。
【図１０】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】同昇降駆動案内部の正面図である。
【図１２】同昇降駆動案内部の平面図である。
【図１３】粉体搬出装置の回転リングの平面図である。
【図１４】（ａ）は周回路及びカムフォロワの平面図、（ｂ）は、同断面詳細図である。
【図１５】粉体搬出装置の動作を示す説明図である。
【図１６】連結部材を使用する場合の粉体搬出装置の構成及び動作を示す説明図である。
【図１７】内袋がない場合の粉体搬出装置の構成及び動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・粉体搬出装置、２・・・粉体容器、３・・・吸上げ管、
４・・・ベース、５・・・ターンテーブル部、６・・・スタンド、
７・・・昇降駆動案内部、８・・・環状部材、９・・・ホルダ、
１０・・・エアー供給部、２１・・・内袋、３０・・・吸引ファン、
３１・・・バグフィルタ、３２・・・ロータリーバルブ、
３３・・・空気輸送ライン、３５・・・吸込口、
７０・・・フレーム構造体、７０ａ・・・下板、７０ｂ・・・上板、
７０ｃ・・・垂直板、７１・・・昇降用モータ、７２・・・下部貫通穴、
７３・・・駆動ローラ、７４・・・軸受、７５・・・スプロケット、
７６・・・ドライブチェーン、７７・・・スプロケット、
７９・・・従動ローラ、８０・・・上部貫通穴、８１・・・従動ローラ、
８３・・・従動ローラ、８４・・・昇降位置検出部、
８４ａ・・・昇降位置検出バー、８４ｂ〜８４ｄ・・・昇降位置検出用リミットスイッチ、
８５・・・管、８６・・・板材、８７・・・周回路、
８８・・・貫通孔、９０・・・回転リング、９１・・・カムフォロワ、
９２〜９４・・・トグルクランプ、１０１・・・送風管、
１０２・・・送風ファン
【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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