JPH05503492A - 粒体を搬送しかつ計量するための複式絞り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＼　を　゛　しかつ−量　るための　り装発■Ｑ背景 光盟例分野 本発明は、粒体の搬送兼計量のための装置と方法に関する。更に詳しく言うと、 本発明は、広範囲の寸法の固形物を、大量でも少量でも、搬送しかつ計量できる 粒体取り扱い装置と方法に関する。

従米芝術 従来、種々の機器か、粒体の搬送または計量のいずれかに用いられている。こソ バ−及びこれらに類するものがある。粒体の搬送と計量の両方を行うには、通常 、両タイプの機器をシステムに組み入れる必要かある。

種々のファクターを勘案して、１つ以上の搬送と計量機器を、固形物搬送システ ムに採用する。たとえば、搬送される粒体の量、寸法及びタイプを考慮しなけれ ばならない。固形物が搬送される距離、及び搬送中の大気圧の変化も勘案しなけ ればならない。

現在使われている種々の搬送兼計量システムは、すべているいろな長所と短所が あり、機能が限定されていて、広範囲な種類の粒体を、搬送しかつ計量すること はできない。

大気圧下でも、与圧下でも、種々の粒体を１台で搬送と計量を同時に行えるもの が望まれている。

石炭の大量搬送と計量には、独特な問題がある。あるタイプの石炭の搬送に適し ている搬送機器またはシステムは、異なるタイプの石炭の搬送には向いていない 。たとえば、ケンタラキー炭は、スクリューコンベヤーかコンベヤーベルトのよ うな通常機器で搬送するとうまくいく。しかし、西部アメリカ炭は、正常の搬送 操作をしても、砕は易く、かなりの分が粉末になってしまう。すべてのタイプの 石炭を、粉末化を最小に抑えて搬送できる装置の提供が望まれている。

粒体の含水量は、搬送システムを設計するにあたり、考慮しなければならぬもう １つのファクターである。完全に乾燥した粒体を搬送するのに適した多くの搬送 機は、粒体の含水量が増えると、適切に機能しなくなる。同じことか、粒体の計 量器についても言える。

乾燥した粒体を計量するための在来型計量器は、湿った固形物の計量には適して いない。

含水量と無関係に、粒体を搬送し計量できる装置が望まれている。また、圧力に 抗して、粒体を搬送し計量することか望まれる場合がよくある。

大気圧下でも、与圧システム内に入れたときの圧力下でも、あるいは、粒体を重 力に逆らって上方に搬送する時でも、搬送と計量を同時に行うことができる装取 り扱い装置に対する需要は、明らかに大きい。

この装置は、種々の条件下で、種々のタイプの粒体を搬送し計量できねばならな い。

更に、この装置は、長時間無故障で連続運転できるように、堅固な構造で、機械 的に簡単で、耐久性があることが必要である。

方法か提供される。本発明の固形物用ポンプは、大気圧下で粒体を搬送しかつ計 量するのに役立つばかりか、固形物を与圧システムの中に搬送しかつ計量するの にも役立つ。更にこの装置は、種々の含水量を有する、小粒でも大粒でも、ある いはそれらの混合物を含む広範囲の粒体を搬送するのに用いることができる。

本発明は、粒体が、ダクトを通過中に、圧縮で粒子間の間隙を埋められ、密着を 妨げられ、再度密集させられる摩擦力で、広範囲の粒体が、ダクト即ち通路を介 して搬送され、かつ計量することができるという発見に基いている。

第１絞りにより、ダクトの断面積は小さくなり、粒体間の間隙を埋めることがで きる。第１絞りの次に、ダクトの断面積を拡げて、粒子の密着を妨げる。

本発明では、そのダクトの断面積を再縮小して、粒体がポンプを出ていく前に再 圧縮する。

固形物用ポンプは、バルブなしの確実な搬送ポンプとして作動し、粒体を正確に 計量し、かつ、大気圧下でも、与圧下でも搬送できる。

本発明の固形物用ポンプは、入口、出口及び入口と出口間にダクトを有するハウ ジングを備えている。そのダクトは、２つの向かい合っている摩擦駆動壁と、１ つ以上の固定壁で形成されている。摩擦駆動壁は、ポンプハウジングに対して、 入口から出口に向けて動かすことができるが、固定壁は、ポンプハウジングに対 し、入口と出口間で動かないうちに、固着されている。摩擦駆動壁は、固定壁に 比して、粒体との接触表面積は、より大きくなげればならない。

本発明では、ダクトは第１絞りを有しており、粒体が入口に導入されると、粒ま たポンプは、少なくとも第２絞りを有しており、ダクトの断面積を、第１絞りの それより拡大するが、ポンプ入口のそれより小さくシ、粒子の密着を妨げ、それ から、ダクトの断面積を再び小さくし、ダクトの第１部分のそれに近ずける。

第２絞りにより、摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間を拡大し、ダクトの第２部 分の断面積が、通路の第１部分の断面積より大きくなり、入口の断面積より小さ くなる。

第２絞りにより、通路の第３部分で、摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間を再び 縮小し、ダクトの断面積は、出口から出る前に、ダクトの第１部分の断面積とほ ぼ等しくなる。

ポンプダクト内で粒体を複数同校ると、ダクトを介して、固形物を均一に確実に 移動させることができる。それは、種々の条件下で、粒体を搬送しかつ計量する のに適していることを発見した。

本発明の特徴は、摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間の縮小率を変えて、種々の 絞りを行えることにある。そのため、搬送される粒体のタイプが異なっても、装 置を微調整することができる。

本発明の他の特徴は、ハウジング内で回転できるローターディスクの外縁で、ダ クトの範囲か限定されていることである。ローターディスク一式は、１つ以上の Ｕ形溝を備えており、それは、摩擦駆動壁の範囲を限定する向かい合う内面を有 している。

径方向に外側にある固定壁は、ハウジングに固着されており、それより外側にあ る固定壁を形成している。固定壁は、単一の構造をしており、本発明の種々の絞 りにより、ダクトの断面積を変えることができる。

代案として、固定壁を多数のファクターで作り、ローターディスクに対して、径 方向に内側と外側に調整でき、搬送しかつ計量される粒体により、絞りを変える ことができるようにしてもよい。

本発明の別の特徴は、ハウジングの出口の２つの側面の間に水平仕切板かあり、 その上面に、固形物が出口を出る際滞留できることである。

ているので、ポンプ操作中、出口を完全に粒体で満たすことかできる。

そのため、ポンプの出口を満たす粒子のダムができ、液体か気体の圧送管のよう な与圧システムにポンプで送り込むとき、液体がポンプに逆流するのを防ぐ防壁 になる。

本発明の装置は、流動割合を均一で一定にすることができ、そのため特に計量装 置として適用することかできる。受は渡しされる粒体の容量は、ダクトの回転速 度を測定し、それとダクトの断面積との関係によって、簡単に正確に決めること ができる。

計量操作の間、在来型のモニター機を取りつけて、通路か計量中固形物で満たさ れているかを確かめることができる。

本発明の前述した効果や、その他の多くの特徴や付随長所は、下記の詳細な説明 と添付図面を参照すれば、より良く理解できると思う。

図面９間率な脱型 図１は、本発明の好ましい実施例の固形物ポンプの部分断面側面図で、第１絞り と第２絞りは調整可能であることを示す。

図２は、図１の切断線２−２の断面図である。

図３は、図１の切断線３−３の断面図である。

図４は、本発明の好ましい実施例の固形物ポンプの簡略側面図で、第１絞り、第 ２絞りと、ポンプ通路内の縮小図と拡大区を示す。

図５は、ダクトの断面積の変化と、そのポンプ入口から出口間の位置関係を示す 。

光朋■詳稚友説明 本発明の好ましい実施例の装置は、図１と図２の１０で示す。

装置１０は、入口１４と出口１６を有するハウジング１２を備えている。

ハウシング１２の中に、回転ローター１８か配置されている。回転ローター１８ は、回転軸２０に取りつけられており、回転軸２ｏは、在来型低摩擦ベアリング 一式２２内に回転可能に据えつけられている。回転軸２０は、流体静力学的また は電動のモーター（図示せず）に接続されている。回転軸２０は、図１の欠番駆 動ディスク２６．２８は、回転ローター１８の全長の半分を形成している。

回転ローター１８は、固形物ポンプの組み立てを容易にするため、２つの別々の 駆動ディスクで形成するのが望ましい。駆動ディスク２６．２８は、両方とも鍵 部３０を介して、回転軸２ｏに固着されている。回転ローター１８の大きさは、 搬送しかつ計量される粒体のタイプと容量により広く変えることができる。

概して、駆動ディスク２６．２８の外径は、数Ｃｍから数ｍに亘る。

小型の駆動ディスクは、食品添加物や薬品のような比較的少量の固形物を搬送し かつ計量するのに向いている。大型の駆動ディスクは、食品、石炭、砂利などを 含む大量の有機物や無機物の搬送や計量に用いることができる。

この装置は、大粒も小粒も、その混合物も、大量でも少量でも、同様に搬送しか つ計量するのに向いている。また濡れている粒体も乾燥しているものも搬送し計 量することができる。但し、例外は、それ程濡れてはいないが、粘着力があり、 粒体間の間隙を埋めるのを妨げられる場合である。

図２に示すように、回転ローター１８の内面は、左側面の壁３２．底面のハブ３ ４、及び右（１１１Ｊ面の壁３６を有している。

２つの側面３２．３６は向かい合っており、両者の間で粒体は、絞りの間、ぎっ しり詰め込まれる。この詰め込みで、粒子間の間隙は埋まり、ポンプを動かすこ とができるようになる。対向する壁を別の配置にしてもよい。しかし、図１゜２ に示したように、径方向に伸びる壁３２．３６を採用するのが望ましい。

２つの側壁３２．３６及びハブ３４は、固形物３８を人口１４から出口工６まで 摩擦で駆動する。

装置１ｏは、２つの外側にあるシュー４０．４２を備えている。

シュー４０．４２は、図２９図３に示すように、回転ローター１８の左側壁３２ と、右側壁３６との間に適合するように設計されている。

外側にあるシュー４０．４２は、それぞれ内側にある固定壁４４．４６を有して いる。

シュー４０．４２は両方とも、ピボットビン４８でハウジングに取りつけられて いる。

ねじ型調整器５０は、５２で、上部シュー４０に接続されている。

ねじ型調整器５０は、ピボットビン４８の辺りで、シュー４０を径方向に内方へ かつ外方へ調整できるようにしである。

以下に詳述するように、シュー４０を径方向に内方へかつ外方へ調整することに より、固形物がポンプ内を通過中に、第１絞り、即ち粒体の詰め込みを調整する ことができる。

第２ねじ型調整器５４が、５６の位置で、下部シュー４２に取りつけられている 。

ねし型調整器５４は、ねじ型調整器５０と同じタイプであり、シュー４２を、径 方向に内方へかつ外方へ調整できる。シュー４２を、径方向に内方へかつ外方へ 調整すると、固形物が第１シユー４０を通過しポンプ内を移動中に、ダクトの寸 法を変えることができる。

バルブ６ｏか付いているダストドレーン５８は、ハウジングの底面に取りつけら れており、ポンプ操作中に出る塵を排出することができる。

バルブ６０は、ポンプ操作申開いており、塵は、内部の回収溝６２を介してトレ ーン内に落ち、連続して除去される。

この代案として、バルブ６０を閉じておき、回収溝６２が塵で一杯になったとき のみ開くようにしてもよい。

バルブ６０の開閉度は、勿論、搬送される粒体中の塵の量や砕は易さによる。

ハウジングキャップ６４もまた、操作中にでる塵を収容でき、汚染物質がハウジ ング内に入るのを防止できる。ハウジングキャップ６４を外せば、装置の組み立 て、検査、分解のために、回転ローター１８に接近し易くなる。

図４１図５は、回転ローター１８と、２つの外側にあるシュー４０．４２を示す 。

回転ローター１８の内面と、第１．第２ンユーの表面で範囲を限定されているダ クトは、入口から時計と反対方向に、第１ゾーンから第５ゾーンに区分されてい る。

図４１図５に示すごとく、第１．第２シユーの表面は、ダクトの断面積を縮小− のハブの方向に収斂し、図５に示すように、ダクトの断面積を縮小する。

第２ゾーンでは、第１シユーの内側にある固定壁４４は、回転ローターのハブの 方向に収斂し続ける。第２ゾーンで、内側にある固定壁４４が回転ローターのハ ブの方向に収斂する度合いは、第１ゾーンのそれよりは少ない。

固定壁４４が回転ローターのハブの方向に収斂する度合を一定にしてもよい。

第２ゾーンは、第１シユーの下流の端で終わる。この地点で、シュー４０の内側 にある固定壁４４と、ローター１８の内壁で、ダクトの断面積の範囲を限定して いる。

第２ゾーンから下流に向かって、第２シユー４２の内側にある固定壁４６は、回 転ローターのハブから外方向に拡がり、ダクトの断面積を増やす。

第３ゾーンで、断面積が拡大すると、第１ゾーンと第２ゾーンで行われた圧縮が 幾分解放される。

この解放で、第１絞りにより行われた粒子間の密着が妨げられる。この解放の程 度は変えることができる。但し、第３ゾーンで、第２シユー４２によるダクトの 断面積の拡大は、入口の断面積を上回らない範囲とする。

第４ゾーンでの粒体の再密集が、粒体が第２ゾーンを出るときと同程度になるよ うに、シュー４２の内側にある固定壁４６は形成されている。

もし必要なら、搬送される粒体とその流動性に合わせて、粒体の再密集の度合い を強くも弱くもできる。

しかし、全ての場合、粒体が、ポンプを介して、摩擦駆動されている間、少なく とも１回は、粒子間の間隙を埋め、密着を妨げられ、それから再密集して、ぎっ しり詰め込まれなければならない。

第５ゾーンは、固形物がポンプで出口から出される前に通過する最後の区域であ る。

第５ゾーンでは、シュー４２の内側にある固定壁は、ダクトの断面積に変化が生 じないように、回転ローターと同一中心にするのがよい。

第１ゾーン、第２ゾーンのダクトの円周は、第３ゾーン、第４ゾーン、第５ゾ第 ２ゾーン、第３ゾーンよりずっと短い方がよい。

粒体がポンプできっしり詰め込まれる程度は、搬送される粒体、ポンプの回転速 度それに、粒体が圧力水頭でポンピングされるか否かにより大きく変わる。

実施例では、ポンプは、第１絞りと第２絞りを制御するのに、２つの調整シュー のみを示したが、多数の絞りができるように、２つ以上のシューを設けてもよい 。

２つ以上の絞りを設ける場合は、絞りにより、ダクトの断面積の縮小と拡大を交 互にするとよい。

更に、最後の絞りは、出口から出ていく前に、粒体を再密集させる縮小区域で終 わることが必要である。

絞りに適合する断面積を決めたら、調整可能シューを適所に調整する。

ポンプで送る粒体の特質が変わらぬ限り、ンユーをそれ以上調整する必要はない 。

種々の粒体を同一ポンプで搬送する必要かあるときは、シュー４０．４２をそれ ぞれの粒体に合わせて調整することかできる。

別の実施例では、２つの調整シュー４０．４２を、１つの固定シューまたはハウ ジングに置き換えることができる。ポンプのその他の部分は同じである。

必要な絞りは、粒体に応じて予め決めておき、ハウジングに組み込まれる。この 固定シューの実施例は、搬送と計量が、単一タイプの粒体に限られている時に用 いるのに適している。この場合、翼整可能シューにおける万能さはないが、適切 なポンプ操作に必要な２つ以上の絞りが組み込まれていて、１つに統合された固 定ハウジングの簡便さがある。

本発明の装置は、大気圧で、粒体を搬送するのに用いることができる。

更に、与圧システムに固形物をポンプで送り込むのに有用であることが分かった 。

図１２図２を参照しなから説明すると、与圧システムに固形物をポンプで送り込 むとき、出口１６の断面積全体が、ポンプ中、固形物で満たされることが重要流 するのを未然に防ぐ防壁になる。

与圧システム内に搬送中、出口が粒体で満たされているのを確実にするため、水 平仕切板７０が、出口の２つの側壁の間に据えつけられている。

水平仕切板７０は十分な表面積を有し、出口の中に垂直に設置されていて、固形 物は出口を出る際、水平仕切板の上に滞留する。

水平仕切板７０の表面積を広くし、その上に粒体か滞留するとき、積み上げ角度 によって、仕切板の上の出口部分が操作中溝たされねばならない。

出口を大きな垂直の開口部とするため、粒体や、その積み上げ角度によって、１ つ以上の水平仕切板７０を用いることができる。

各々の場合、粒体が水平仕切板上に滞留し、出口の底部から上方に完全に出口を 塞ぐように、十分な表面積をもった仕切板を、十分な枚数用いることが重要であ る。

好ましい実施例において、１つの回転ローターを使用しているところを図示した が、搬送装置に複数の回転ローターを備え、１つまたは複数の人口から粒体を受 け入れるようにしてもよい。

複数の回転ローターを用いると、一定時間内の処理量を増やすことができ、しか も回転ディスクの直径を大きくする必要がない。

前述のごとく、ねじ型調整器５０．５４を調整して、固形物が通路を移動中に２ 同校ることにより、好みの流体特性とポンプ条件を得ることができる。

ポンプを一度操業状態にセットしたら、シューの位置決め調整は必要ない。

もし、ポンプに物が詰まって動かなくなったら、ハウジングキャップ６４の蓋を 開けて、右の駆動ディスク２６を簡単に取り外すことができる。これで、通路に すぐ手か届くので妨害物を早く掃除することができる。

固形物がポンプ内を通過中、絞りによって、固形物間の隙間を埋めると、固形物 を確実に送り出すことができる。従って、ポンプは、搬送しかつ計量する装置と して使用することができる。ポンプで固形物を積極的に搬送することにより、計 量することができる。

それは１１回転ローター１８の回転率を測定し、ダクトの最も狭い所のダクトの いることを確実にするため、在来型の検出器を利用するのがよい。

このような在来型の検出器は、ガンマ線や電気機械技術的検出器を備えている。

これらは皆公知であるので、図面に示さず詳述もしない。

この装置の構成部は、高張力鋼又はその他の適材で作るのがよい。

駆動ディスクと調整可能シューの内壁は、金属又は運転中の摩耗に耐えられるそ の他の材料で作られるべきである。

固形物が表面上を絶えず通過する調整可能シュー又は固定シューは、尚更である 。

本発明の装置は、また流動式パイプラインシステム又は別々に反復して入れる他 のシステムの中に入れた、スラグ又はプラグのような固形物を計量するのに適し ている。

搬送と計量を正確に制御すると、粒体を与圧システムにも、非与圧システムにも 別個の量を脈動で送ることができる。

以上本発明の詳細な説明したが、上記の開示は例にすぎず、本発明の範囲内凹に よってのみ限定される。

要約書 粒体がダクトの中を摩擦駆動されている間に、粒子間の間隙を埋め、密着を妨げ 、それから再密集することができる、粒体を搬送しかつ計量するための複式絞り 装置（１０）である。

そのダクトは、入口（１４）と出口（１６）の間を動く、２つの向かい合ってい る壁（３２，３６）を有し、その表面積は、ダクトのもう１つの構成部分である 、１つ以上の固定壁（４４，４６）の表面積より大きくなっている。

ダクトは、複数の絞りを有しており、それは、装置（１０）内を摩擦駆動される 粒体を、粒子間の間隙を埋め、密着を妨げ、それから再密集する。

装置（１０）は、粒体を同時に搬送しかつ計量することかできる。

ができる。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．入口、出口及び入口と出口間にダクトを有するハウジングを備え、ダクトは 、入口から出口に向かうポンプハウジング内に、２つの向かい合っている可動式 摩擦駆動壁の間に形成されており、１つ以上の固定壁が、入口と出口間で動かな いように、ポンプハウジングに固着されており、前記摩擦駆動壁は、固定壁より 大きな、固形物との接触表面積を有しており、第１絞りは、粒体を入口に導入後 、粒体間の間隙を埋めてぎっしり詰めるためのものであり、第１絞りによって、 摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間を縮小し、ダクトの第１部分の断面積が、入 口の断面積より縮小するようになっており、第２絞りは、粒体が第１絞りを通過 後、粒体の密着を妨げ、その後粒体を再密集させるためのもので、第２絞りによ って、摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間を拡大し、ダクトの第２部分の断面積 をダクトの第１部分の断面積より拡大するが、入口の断面積よりは小さく、また 、第２絞りによって、ダクトの第２部分と出口との間の、摩擦駆動壁と固定壁と からなる空間を縮小し、ダクトの第３部分の断面積を、ダクトの第２部分の断面 積より小さくするようになっている粒体搬送装置。
2. ２．摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間を第１部分で縮小する度合いは、第１部 分の第１ゾーンと第２ゾーンで異なり、第１ゾーンの摩擦駆動壁と固定壁による 縮小率は、第２ゾーンのそれより大きいことを特徴とする請求項１記載の粒体搬 送装置。
3. ３．第３部分で、第２絞りによって縮小したときの最小の断面積は、第１絞りに より縮小したときの最小の断面積とほぼ同じであることを特徴とする請求項１記 載の粒体搬送装置。
4. ４．第１絞りの期間は、第２絞りの期間より長いことを特徴とする請求項１記載 の粒体搬送装置。
5. ５．第１絞りによって縮小したときの最小の断面積は、粒体でダクト内の隙間を 埋めるのに十分であることを特徴とする請求項１記載の粒体搬送装置。
6. ６．摩擦駆動壁が、ハウジング内で回転可能なＵ形ローターディスクの向かい合 っている内壁によるものであることを特徴とする請求項１記載の粒体搬送装置。
7. ７．摩擦駆動壁が、ハウジング内で回転可能な複数のＵ形ローターディスクの向 かい合っている内壁によるものであることを特徴とする請求項１記載の粒体搬送 装置。
8. ８．出口が天井と底面と２つの側面からなり、水平仕切板が２つの側面の間及び 天井と底面の間に、間隔をおいて取り付けられており、水平仕切板の上面に、固 形物が出口を出る前に滞留するようになっていることを特徴とする請求項１記載 の粒体搬送装置。
9. ９．ローターディスクが、ハウジングに対して水平に固着されており、固定壁は ローターディスクに対して水平に動かすことができ、第１絞りと第２絞りで断面 積を変えることができるようになっていることを特徴とする請求項６記載の粒体 搬送装置。
10. １０．ダクトの中の固形物の流出量を計量する手段を備えていることを特徴とす る請求項１記載の粒体搬送装置。
11. １１．固定壁より大きな粒体接触表面積を有し、かつ２つの向かい合っている摩 擦駆動壁と、１つ以上の固定壁との間に形成されているダクトの入口に粒体を供 給する、 前記その摩擦駆動壁を、ダクトの出口に向けて動かす、ダクトの第１部分におい て、摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間を縮小して、粒体をぎっしり詰め込み、 粒体でダクト内の隙間を埋める、ダクトの第２部分において、摩擦駆動壁と固定 壁とからなる空間を拡大して、粒体の密着を妨げ、粒体を拡散させる、ダクトの 第３部分において、摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間を縮小して、拡散した粒 体を再密集させることを含む粒体搬送方法。
12. １２．摩擦駆動壁と固定壁とからなる空間を縮小する度合いは、第１部分内の第 １ゾーンと第２ゾーンで異なり、第１ゾーンの摩擦駆動壁と固定壁とからなる空 間を縮小する度合いは、第２ゾーンのそれより大きいことを特徴とする請求項１ １記載の粒体搬送方法。
13. １３．ダクト内を通過中の固形物の流出量を測定する手段を有することを特徴と する請求項１１記載の粒体搬送方法。
14. １４．摩擦駆動壁が、Ｕ形ローターデイスクの向かい合っている内壁によるもの であることを特徴とする請求項１１記載の粒体搬送方法。
15. １５．摩擦駆動壁が、複数のＵ形ローターディスクの向かい合っている内壁によ るものであることを特徴とする請求項１１記載の粒体搬送方法。