(57)【要約】  ホッパー（１０２）を備える、粉体を移送するための装置。ホッパーは、スタンド（１１６）上に配置され、粉体を受けるための入口と、粉体を分配するための出口（１０８）と、を有している。振動器（１０４）が、ホッパーに取り付けられており、ホッパーが、バネ手段（１０６）を介してスタンド（１１６）に懸架されている。
2016533996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタンド（１１６；２１６）上に配置されたホッパー（１０２；２０２）を備える、粉体を移送するための装置であって、
前記ホッパーが、粉体を受けるための入口と、粉体を分配するための出口（１０８；２０８）と、を有し、
振動器（１０４；２０４）が、前記ホッパーに取り付けられており、前記ホッパーが、バネ手段（１０６）を介して前記スタンド（１１６；２１６）に懸架されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記出口（１０８；２０８）が、振動が前記出口から離れるように伝播することを防止するように構成された弾性装置（１０９；２０９）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記弾性装置が、前記ホッパーに隣接してもしくは前記ホッパーと組み合わせて又は前記ホッパーの出口の下流に一体化された、エラストマーホース部品、金属ベローズホース部品及びエラストマーメンブレン又は任意のそれらの組み合わせを含むグループから選択されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
ブラフボディ（２１２）が、前記ホッパー（２０２）の内部に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記ブラフボディが、振動するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ブラフボディが、振動器を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
前記ブラフボディが、バネ（２１４）を介して前記ホッパーに懸架されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ブラフボディ（２１２）と、前記ブラフボディを前記ホッパー（２０２）に懸架するバネ（２１４）と、を備えたブラフボディ装置が、前記振動器（２０４）の振動数に対応する固有振動数を有していることを特徴とする請求項４又は５に記載の装置。
【請求項９】
前記ブラフボディ（２１２）と、前記ブラフボディを前記ホッパー（２０２）に懸架するバネ（２１４）と、を備えたブラフボディ装置が、前記ホッパー（２０２）の振動数に対応する固有振動数を有していることを特徴とする請求項４又は５に記載の装置。
【請求項１０】
前記振動器が、前記ホッパーに溶接された振動器（１０４；２０４）マウントを介して前記ホッパーに取り付けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記振動器（１０４；２０４）が、回転マスアンバランスタイプ又は往復マスハンマータイプであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置が、粉体ホッパー、好ましくは円錐形の粉体ホッパーであることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記振動器（１０４；２０４）によって供給される振動数が、選択的に前記ホッパーの任意の内容物を含む、前記ホッパー及び前記バネ手段の固有振動数に調整されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を移送するための装置、特に粉体ホッパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホッパーを介して粉末材料を分配する場合、周知の影響として“ラットホール”の生成がある。通常のケースである、粉末材料のバルクがホッパーを通る流れ方向を有するという仮定から始まると、ラットホールは、バルクの上流部分がバルクの下流部分の運動に続かないときに形成されたキャビティとして定義される。これらキャビティが形成される可能性は、粉末材料の特性と、ホッパーの特性と、例えばバルクの速度を意味する処理特性と、によって影響を及ぼされる。
【０００３】
このようなキャビティは、さまざまな欠点をもたらす可能性がある。一例は、キャビティが崩壊したにもかかわらず、粉末材料の下流処理への流れがストップすることであり、これは、容易に欠点だと理解される。さらに、キャビティが崩壊するときに、圧力波が生成されてさらに下流に配置された投与設備を妨害する可能性がある。また、形成されたキャビティは、バルク内に空気を取り込む可能性があり、このことは、例えば粉体が食品製品を形成するために後に液体内に混ぜ合わされる場合に、結果として生じる下流製品に影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
従って、まさにラットホールが発生する前に、ラットホールを排除する要求がある。
【０００５】
上記ではホッパーを一例として挙げたが、同じ問題が、粉体サイロ、大型バッグ排出ステーションなどから粉体を取り除くときに生じる可能性があり、従って、本発明の適用性はホッパーのみに限定されるものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような問題は新規なものではなく、むしろいくつかの解決法が数年にわたって提示されてきた。いくつかの例について言及するために、空気が、粉体バルク内に注入され、バルクがかき混ぜられてもよい。本発明は、ラットホールが生じることを回避するための改良された装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このために、本発明は、スタンド上に配置されたホッパーを備える、粉体を移送するための装置であって、ホッパーが、粉体を受けるための入口と、粉体を分配するための出口と、を有し、振動器が、ホッパーに取り付けられており、ホッパーが、振動器によって生成された振動の伝播を相殺するバネ手段を介してスタンドに懸架されている、装置に関する。装置は、特に、“ラットホール”、すなわちホッパーを通って移送される粉体の塊に生成されるキャビティが生じることを防止するように構成されている。
【０００８】
１つ以上の実施形態では、出口が、振動が出口から離れるように伝播することを防止するように構成された弾性装置を備えている。この弾性装置は、１つ以上の実施形態では、出口パイプの下流に組み込まれた可撓性ホース部品（例えば弾性材料、例えばエラストマーから又は金属ベローズホース部品から形成されたホースの長さ）と、粉体ホッパーの一体型可撓性部分（例えばエラストマーもしくは金属ベローズ部分又はそれらの組み合わせ）と、を含むグループから選択される。いくつかの特別な例は、実施形態の詳細な説明に関連して与えられるであろう。
【０００９】
１つ以上の実施形態では、ブラフボディが、ホッパーの内部に配置され、このブラフボディは、独立したブラフボディ振動器を備えることによって、もしくはバネを介してホッパーに懸架されることによって、又はそれらの組み合わせで振動するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の原理的配置を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態をさらに示す図１と対応する図である。
【図３】どのように第１実施形態又は第２実施形態の原理的配置が実際に実現されるかの一例を示す第３実施形態の側面図である。
【図４】第２実施形態の場合の図３の断面図である。
【図５】出口端部のための弾性装置の詳細図である。
【図６】出口端部のための弾性装置の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態１００の基本原理を説明するために使用される概略図である。ホッパー（又は本実施形態のホッパーコーン）１０２が、第１（上方）端部から第２（下方）端部へ粉末材料をガイドするように構成されている。ホッパー１０２は、略円錐形状を有しており、粉体と接触する表面は、好ましくは塊となることを促進しない材料から形成されている。材料は、ステンレス鋼であり、さらに摩擦を減少させるための表面処理が、必須ではないにしても可能である。
【００１２】
振動器１０４が、振動器１０４の作動がホッパー１０２への振動、それによりホッパー内に収容される粉体への振動を誘導するために使用されるように、ホッパー１０２に接続されている。振動器は、好ましくは、電気的に又は空気圧で動力を供給され、且つ回転マスアンバランスタイプ又は往復マスハンマータイプからなり、また、振動器は、ホッパーコーンに強固に取り付けられてもよい。さまざまな据え付けのために正確な振動数間隔を提示することは本発明の目的ではないが、典型的な振動数は１５Ｈｚから６０Ｈｚの範囲である。振動器の回転アンバランス及びモータ出力は、粉体で充填されたホッパーの重量に従って選択される一方で、ホッパー懸架バネが、振動器励起振動数と同じであるか又はこの振動数に近いシステム全体（ホッパー、バネ、粉体）の固有振動数を得るように構成されるか、又は逆に効果を向上させるように構成される。
【００１３】
ホッパーは、スタンド又は他の構造物（図１には図示せず）上に配置されており、且つ例えば１つ以上のバネを備えるか又は１つの以上のバネ及びダンパーを備える懸架装置１０６を介してスタンド又は他の構造物に接続されている。懸架装置１０６の目的は、ホッパー部分が大きな振幅、例えば１ｍｍから５０ｍｍの間で往復することを可能にするとともに、振動がホッパー１０２からスタンド又は任意の他の周囲設備に伝播することを防止するか又は振動を許容可能なレベルにまで少なくとも減衰させることである。
【００１４】
ホッパー１０２の下方部分では、出口１０８が配置されている。ホッパーの下方部分には、出口１０８を介して振動が伝播することを防止する弾性装置１０９も設けられている。これは、可撓性導管を使用することによって解決されてもよい。可撓性導管が、その長手方向において可撓性を有する導管、例えば螺旋状に巻かれた可撓性パイプ、織物又は布材料から形成された、非伸張チューブ、ベローズチューブなどからなってもよいが、可撓性導管は、その長手方向において剛性を有するホース又はパイプであってもよく、さらにこの場合、十分な長さが、出口１０８に固定された端部がホース又はパイプの第２端部の運動を誘導することなく自由に動くことが可能とされるために提供される。上記の例の総括は、出口１０８が、出口から離れるように振動が伝播することを防止するように構成された弾性装置１０９を備えているべきであるということである。
【００１５】
また、ホッパー１０２は、ホッパー１０２内での粉体のレベルを制御するレベルセンサ１１０を備えている。
【００１６】
結果として、振動器１０４は、完全なホッパー１０２であって、バネ１０６に取り付けられており、且つ可撓性メンブレン（又は可撓性ホース）１０９を介して出口パイプ１０８まで周囲から隔離された、ホッパー１０２を励起するために使用される。振動ホッパー１０２は、静かな動作をもたらす一方で、ホッパーの振動は、ほとんどの粉体でラットホールを回避するのに十分である。
【００１７】
図２は、同様に概略的に示された、本発明の第２実施形態の断面図である。第２実施形態は、より困難な粉体、すなわちラットホールを生成しやすい粉体のために使用される実施形態である。構成は、基本的に同一であり、同様の構成要素は、同様の参照符号が与えられているが、第２実施形態にわたって、ベースは、図１と関連して使用された符号１００がベースではなく、符号２００である。第２実施形態の主な差異は、ホッパー２０２の内部に配置された、バネが取り付けられたブラフボディ２１２である。ブラフボディ２１２は、バネ２１４上に配置されている。１つ以上のバネが設けられ、このケースでは、ブラフボディ２１２とホッパー２０２との間で延在する２つのバネ２１４が使用されている。バネは、ホッパー２０２の周囲の周りに均一に分配され、すなわち、バネは、（図２の図中での高さに対応する）所定の軸方向位置において、この配置では互いに反対側の関係で配置されている。ブラフボディ２１２の正確な位置は重大ではないが、ブラフボディは、ラットホールが形成されやすい、出口に極めて近い位置に対応する場所に配置されることと、出口２０８をブロックしないことと、が好ましい。ブラフボディのために提案される解決法は、シンプルであり且つ信頼性がある。より複雑な解決法は、ブラフボディ２１２のために独立した振動器の装置を含んでいる。このような実施形態では、ブラフボディ２１２は、さらにバネ懸架されている。
【００１８】
バネ２１４は、若干上向きの角度で配置されてもよく、本実施形態及びより多くの実施形態では、バネは、ホッパーの回転対称の中心軸に向かってホッパー２０２の内面から垂直に延在している（これは、表面が平面的である場合に“直角”に対応し、表面が湾曲している場合には“法線方向”に対応する）。他の実施形態では、バネは、別の角度で配置されてもよい。
【００１９】
ブラフボディ装置（ブラフボディ２１２及びその懸架部２１４）の特徴的な特性は、振動器２０４によって励起されたバネ懸架型ホッパーの振動数と同様であるか又は同一である固有振動数を有することである。これは、振動器２０４がホッパー２０２の振動を誘導するときに、この振動がブラフボディ装置にまで伝播してブラフボディ２１２を振動させることを意味し、より大まかに言うと、ブラフボディ装置の固有振動数は、振動器２０４によって励起されたバネ懸架型ホッパーの振動数に対応するといわれる。このように、粉体は、ホッパー２０２及びブラフボディ２１２から、すなわち外部及び内部からの振動によって影響を及ぼされ、現れるラットホールは広がる可能性がさらに低くなる。ブラフボディが、粉体の所定の層で覆われる場合、振動器から伝達されるエネルギーは、ブラフボディの振動が周囲の粉体によって減衰されるので、完全なホッパーシステムを振動させるためにほぼ完全に使用される。しかしながら、ブラフボディが、例えば現れたラットホールによって露出されると、振動器から伝達されるエネルギーは、ブラフボディを前後に振動させるために部分的に使用される。
【００２０】
バネ２１４は、例えば直線形バネ、圧縮バネ（コイルバネ）、張力バネ、又はブラフボディの適切な挙動をもたらす任意の他のバネであってもよい。
【００２１】
ブラフボディ２１２の別の予期されない効果は、ブラフボディの下流のホッパーの下部にある粉体部分への圧縮圧力を減少させるようにも作用することである。上流の粉体バルクの重量に起因して生じる圧縮圧力は、ホッパー出口を通る望ましい粉体移送を妨げる方式で粉体を押し固め、また、圧力を減少させることによって、ブラフボディが、粉体の流れを容易にする。
【００２２】
図３は、本発明の第３実施形態の側面図である。なお、図３は、図１及び図２の原理図の実際のレイアウトがどのように見えるかを示すために使用される。図３のほとんどの構成要素は、スタンド又はフレーム２１６及び振動器マウント２１８を別にすれば、図２に関連して説明してある。スタンドは、安定性を上げるためにクロスバーを有する三脚スタンドであり、ホッパーコーン２０２は、圧縮バネ２０６を介してスタンド２１６に接続されている。振動器マウント２１８は、本実施形態では、シート金属から形成されたＵ字状外形であり、Ｕ字の脚の長さに沿って、振動器マウント２１８が、好ましくは溶接によりホッパーコーン２０２に取り付けられている。他の取り付け解決法は、排除されるべきではない。マウント２１８の第１の目的は、振動器２０４とホッパー２０２との間の接触面を増大させることである。第２の目的は、ホッパー２０２の外部から容易にアクセス可能なシンプルな取り付けを提供することである。
【００２３】
取付ボルト２２０も、図３の図に示され、これらボルトは、図２及び図４に示したブラフボディ２１２にバネ２１４を取り付けるために使用される。図３が図１の実施形態の実際の例を示すために使用される場合、取付ボルト２２０は取り除かれてもよい。
【００２４】
図４の断面図では、ブラフボディ２１２及び対応する懸架部２１４が示してある。全ての他の構成要素は、上記の実施形態に関連して十分に説明されている。
【００２５】
図５及び図６は、弾性装置２０９のための２つの例の解決法を示す。図５の実施形態では、弾性装置２０９は、ホッパーコーン２０２の延長部を形成するベローズ構造体を備えている。ベローズ構造体は、円錐形であり、且つ金属又はエラストマーから形成することができる。大まかに言えば、この実施形態の弾性装置は、メンブレンと称されてもよい。
【００２６】
図６の実施形態では、弾性装置２０９は、出口２０８の下流に配置された弾性ホースを備え、弾性ホースは、上述したものよりもよりシンプルな解決法とみなされてもよいが、すべての用途において必ずしも最適ではない。再び、弾性ホースは、エラストマー、金属ベローズ構造体、又は必要とされる程度の自由をもたらす別の構成から形成されてもよい。図５又は図６の弾性装置の間の接続は、図面に示すように、標準的な構成要素によって実現することができる。金属ベローズを使用することは、フレキシブル金属コネクタを提供する唯一の解決法ではなく、他の代替案、例えば螺旋状に巻かれた金属パイプなどがある。
【００２７】
上記の説明は、網羅的であるようには且つ本発明の実施形態を開示された実際の形態に限定するようには意図されず、修正及び変更が、上記の技術を考慮して可能であるか、又は本発明のさまざまな実施形態の実施から得ることができる。本明細書で説明した実施形態は、本発明のさまざまな実施形態の原理及び性質並びに本発明の実際の応用を表現するために選択され且つ説明されたもので、当業者は、特に考慮した特別な使用に適するようにさまざまな実施形態で及びさまざま修正して本発明を利用することが可能である。本明細書で説明した実施形態の特性は、方法、装置、モジュール及びシステムの全ての考えられる組み合わせで組み合わせられてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０２；２０２  ホッパー、１０４；２０４  振動器、１０６  バネ手段、１０８；２０８  出口、１０９；２０９  弾性装置、１１６；２１６  スタンド、２１２  ブラフボディ、２１４  バネ
【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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【国際調査報告】
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