すべてのホッパーは同じように作られているわけではありません

ジョー・マリネリ氏、ソリッド・ハンドリング・テクノロジーズ社社長 | 2021年5月10日

材料の処理に使用できるホッパーにはさまざまな種類があります。 円錐形のホッパーが材料を処理する唯一の方法であると考える人もいます。 利用可能ないくつかの異なるジオメトリについて説明します。 特定のバルク固体は、漏斗流パターン (一部の材料が移動し、大部分は停滞したまま) または質量流パターン (いずれかの材料が取り出されるたびにすべての材料が移動する) で流れることがあります。 適切な流動パターンの選択は、主に粉末の流動特性と特定の用途の要件によって決まります。

ホッパーは、材料を出口に供給するための収束を提供します。 収束の選択とスタイルは、必ずしも直観的であるとは限りません。 選択プロセスは、特定の素材によって異なる場合があります。 ただし、以下では、より一般的なホッパー スタイルと、マテリアル フローとの相互作用について簡単に説明します。

最も一般的なホッパー スタイルである円錐形のホッパーは、中央に配置された出口に向かって全方向に均等に収束します。 このスタイルのホッパーでは、構造的に頑丈なホッパーをより簡単に製造できるため、大幅なコスト削減が可能になります。 漏斗の流れが適している粉末の場合、ホッパーの角度を浅くして高さを低くすることができます。

質量流量が必要な粉末や、凝集力が大きい製品の場合、円錐形のホッパーは面倒な場合があります。 材料は円錐内で橋渡しやアーチを形成しやすく、また円錐では質量流量を達成するためにより急な角度が必要です。

正方形ホッパーとも呼ばれるこのスタイルのホッパーは、長方形から正方形の断面に収束します。 このスタイルのゴミ箱は、4 つの平らな面が一緒になったシンプルな構造を提供します。 流れの観点から見ると、ピラミッド型のビンは材料が両方向に集まるため、円錐形のホッパーに似ています。 漏斗流に適した材料の場合、このホッパー スタイルは非常にうまく機能し、高さを低く抑えることができます。 材料をきれいに除去したい場合、側壁と端壁の間の接合部に問題が生じる可能性があります。 2 つのプレートは浅い谷の角度を形成しており、急峻ではないことに加えて、ビルドアップのピンチ ポイントとしても機能します。

質量流量が必要な材料の場合、ピラミッド型ホッパーは円錐形ホッパーの課題を共有するだけでなく (つまり、材料が出口をより簡単に橋渡しできる)、谷が円錐形ホッパーの質量流量角度で傾斜している必要があり、多くの場合、場合によっては、谷の角度も丸める必要があるかもしれません。

ウェッジ スタイルのホッパーにはさまざまな構成があり、伝統的な直線端壁のウェッジ ホッパー、トランジション ホッパー、およびチゼル ホッパーに見られます。 これらのホッパー スタイルを統一するのは、材料がほぼ 1 つの軸に沿って、通常は幅の 3 倍の長さを持つ長いスロットの出口に集中していることです。

このホッパー スタイルの最初の課題は、スロットの長さ全体に供給できる供給装置を見つけることです。 そのため、ベルトフィーダーとスクリューフィーダーの両方がウェッジホッパーと共生することがよくあります。

ウェッジホッパーは、凝集固体が出口でアーチ状になる傾向が少ないという点で、明確な流れの利点を提供します。 漏斗流と同様に、多くの場合、安定したラットホールが形成される可能性を減らすために、より大きな流路が実現される可能性があります。 質量流量では、くさび型ホッパーを使用すると、ホッパー壁に沿った流れを達成するために、あまり急でないホッパー角度が可能になります。 このスタイルのホッパーは通常、製造の複雑さとコストの増加を犠牲にします。

これらはホッパーの最も一般的な 3 つのスタイルですが、使用可能なオプションはこれだけではありません。 他のホッパー スタイルには、平底ビンや非対称ビン、さらにここで説明した 3 つのホッパーに出口の数を追加したバリエーション (パンツレッグ ホッパーなど) が含まれます。 同様に、既存のホッパー内に配置されたさまざまなインサートを使用して、特定のホッパー内の材料の流れを変更できます。

これはホッパーに関する簡単な説明です。 あるホッパー スタイルを別のホッパー スタイルより選択する場合は、各アプリケーションのニーズを理解して決定するのが最善です。 同様に、これらのホッパーのスタイルとその設計は、それぞれの材料の流動特性に依存します。