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エアーブレンダー

装置の詳細説明

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本装置は、個別に精密重量計量機にて計量され、空気輸送で上方の位置の輸送された粒子群を、一旦ホッパーに貯槽後、その容器の中で 
「空気輸送用に準備された空気」
で混合するシステム:である。
通常、樹脂の押出成形や射出成型機には、重力を利用し、上方から落下させ溶融部分に入れるため、空気/搬送用輸送機は必須である。
しかしながら、数種類の原料を計量し、空気輸送しても混合はされない。そのため、充分な粒子群の混合のためには、別途混合器を用意して混合操作を行うことが必須となる。

本提案では、空気輸送の装置をうまく使って「混合を行う」と、システムはすこぶるシンプルとなることに注目している。
空気輸送用に使っている吸引空気を使って、「混合のための噴流層」を形成し、混合操作を行うシステムを考案したのが本装置である。

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エアーブレンダー: プロジェクト

(Ⅰ)、この時、大切なことは、以下の点である。

1, 原料に用いている「粗粒子」や「微粒子」を、一粒残らず動かし、短時間で混合すること。言い換えれば、「微粒子」が、「粗粒子」と同じように動かない部位があってはならない。混合に必要な動きを与えるために、本装置では「噴流層状態」を実現している。

2, 吸引形式で空気/ガス導入を行っているために下部センターコーン弁と外周の間のギャップは、均一な寸法である事が求められる。ギャップ寸法が不均一であると、寸法の大きい一部のみから空気が大量に流れこむ、均一な噴流層は実現できず、混合は不均一となる。

3, 容器内に粒子が居残るデッドスペースがあっては、ならない。本装置では「原料粒子の安息角」を測定し、その値を考慮した「頂頭角」を有する「センターコーン弁」を設計、使用している。

4, 空気速度は、粒子密度と空気密度、粒子直径と空気動粘度を考慮した「ストークスの式」を鑑み、終端速度より大きな噴流層を作るガス速度を設定する必要がある。

5, 平均粒子径を持つ粒子が噴流層を形成すれば、それより「粒子径の大きい微小量の粗粒子」や、それより、「粒径の小さい少量の粒子」も、共に動くことになる。したがって、大粒子/粗粒子の終端速度に合わせる必要はない。

6, センターコーン弁の1段目の昇降は、2mmほどの降下を設計し、その状態で噴流層用の位置とする。混合操作を終了後、センターコーン弁はさらに降下し、粒子群は下方へ落下して、次工程へ移動する、その際に一粒の粒子も容器内へ残留してはならない。

7, 次のバッチ原料を受け入れるためには、センターコーン弁を上昇させ、ギャップを閉じる。

​      ※下図は、出典元から許可をいただいて提示しています


キャプチャ2_edited_edited_edited.jpg

(Ⅱ)、装置各部の動き

1, 本図では示されていないが、センターコーン弁は、原料安息角を考慮して形成されている。

2, 当該センター今弁は垂直に昇降し、ギャップの均一性を保っている。

3, 完全空気閉止位置、混合操作用ギャップ保持位置と、粒子群排出時の位置、という3つの位置をとれるようになっている。

4, 容器上部の空気排出ノズル前には、広い面積で、粒子飛散防止用のフィルターが取り付けられている。

5, 空気速度は、原料粒径に合わせて最適な数値となる様に、原料粒径に合わせて変更できる様になっている。

グラフィックス2.jpg
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