JP2014124592A - Kneader - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、混練装置、更に詳細には、回転する2軸に設けた混練部材を回転させることにより各種原料を混練しながら搬送する混練装置に関する。 The present invention relates to a kneading apparatus, and more particularly to a kneading apparatus that conveys various raw materials while kneading them by rotating a kneading member provided on two rotating shafts.
従来、この種の混練装置(ミキサー)は、例えば脱水汚泥、焼却あるいは集塵ダスト、セメントなどの固化剤混入ダスト、あるいは肥料などの粉体ないし粒体などの原料の混練、及びこれらの原料に液体を加えての混練に使用されている。 Conventionally, this kind of kneading apparatus (mixer) is used for kneading raw materials such as dehydrated sludge, incineration or dust collection dust, solidifying agent mixed dust such as cement, powders or granules such as fertilizer, and these raw materials. It is used for kneading with adding liquid.
従来、例えば特許文献1に記載されているように、複数のロッドが互いに逆螺旋状に並ぶように立設された2つの回転軸を不等速回転させることにより、原料を混練しながら一方向に搬送する混練装置が知られている。このような混練装置では、ロッドの先端が相手の回転軸の外周面に近接するように配置されるので、両回転軸の回転により相手側の回転軸の外周面に付着した混練物を掻き落すセルフクリーニングが得られる。このようなロッドは、ほぼ平板状のパドルに置き換えることができることが同特許文献に記載されている(段落0045)。
Conventionally, as described in, for example,
また、特許文献2から、外周に撹拌部材としてのパドルを所定の螺旋ピッチで螺旋状に所定の角度ピッチ間隔で並ぶように複数立設した第1の回転軸と、同様なパドルを所定の螺旋ピッチで、第1の回転軸の螺旋とは逆螺旋状に所定の角度ピッチ間隔で並ぶように複数立設した第2の回転軸を備えた混練装置が知られている。この混練装置においても、第1と第2の回転軸は不等速で逆方向に回転され、第1と第2の回転軸の螺旋ピッチの比は第1と第2の回転軸の回転数比と逆比に、また、第1と第2の回転軸のパドルの角度ピッチの比は第1と第2の回転軸の回転数比と同比となるように設定されている。
Further, from
上述した混練装置では、第1と第2の回転軸に設けられた混練部材(ロッドやパドル)の回転軸の軸端からの各位置は、それぞれ同じになっている。従って、両回転軸の回転に従って第1と第2の回転軸の軸端から同じ位置で対向する各混練部材が衝突しないようにするために、第1と第2の回転軸間の距離を混練部材のサイズに応じて離す必要があり、一方の回転軸の混練部材の先端が他方の回転軸の外周面に近接できる距離が限定されてしまう。このため、相手側の回転軸の外周面に付着した混練物を掻き落すセルフクリーニング効果が低減する、という問題があった。 In the kneading apparatus described above, the positions of the kneading members (rods and paddles) provided on the first and second rotating shafts from the shaft end of the rotating shaft are the same. Therefore, in order to prevent the kneading members facing each other at the same position from the shaft ends of the first and second rotating shafts from colliding with the rotation of both rotating shafts, the distance between the first and second rotating shafts is kneaded. It is necessary to separate according to the size of the member, and the distance that the tip of the kneading member of one rotating shaft can approach the outer peripheral surface of the other rotating shaft is limited. For this reason, there has been a problem that the self-cleaning effect of scraping off the kneaded material adhering to the outer peripheral surface of the counterpart rotating shaft is reduced.
本発明は、このような問題点を解決するもので、機体を小型化でき、かつ高いセルフクリーニング効果が得られる混練装置を提供することを課題とする。 This invention solves such a problem, and makes it a subject to provide the kneading apparatus which can reduce a body and can obtain the high self-cleaning effect.
上記課題を解決する本発明は、
混練部材を軸方向に所定ピッチずらす毎に周方向に所定の角度ピッチずらして螺旋状に配置した第1の回転軸と、混練部材を前記所定ピッチずらす毎に逆周方向に所定角度ピッチずらして逆螺旋状に配置した第2の回転軸と、を平行に配置して互いに不等速に回転させることにより被混練物を混練する混練装置であって、
第1と第2の回転軸の角度ピッチの比は第1と第2の回転軸の回転数の比と同比に設定されており、
第1の回転軸の各混練部材は、第2の回転軸の各混練部材とは、その回転軸の軸端からの取り付け位置が互いにずれていることを特徴とする。
The present invention for solving the above problems
Each time the kneading member is shifted by a predetermined pitch in the axial direction, the first rotating shaft that is spirally arranged by shifting the kneading member by a predetermined angle pitch in the circumferential direction, and by a predetermined angle pitch in the reverse circumferential direction every time the kneading member is shifted by the predetermined pitch. A kneading apparatus for kneading the material to be kneaded by arranging the second rotating shafts arranged in a reverse spiral shape in parallel and rotating them at unequal speed,
The ratio of the angular pitch of the first and second rotating shafts is set to the same ratio as the ratio of the rotational speeds of the first and second rotating shafts,
Each kneading member of the first rotating shaft is different from each kneading member of the second rotating shaft in that attachment positions from the shaft end of the rotating shaft are shifted from each other.
本発明では、第1の回転軸の各混練部材は、第2の回転軸の各混練部材とは、回転軸の軸端からの取り付け位置が互いにずれているので、両回転軸が回転したとき第1と第2の回転軸の対向する混練部材が衝突する危険が少なくなる。従って、第1と第2の回転軸間の距離を、取り付け位置をずらさない場合よりも短くでき、一方の回転軸の混練部材の先端を他方の回転軸の外周面により近接させることができ、相手側の回転軸の外周面に付着した混練物を掻き落すセルフクリーニング効果をより高めることができる。 In the present invention, each kneading member of the first rotating shaft is displaced from each kneading member of the second rotating shaft from the shaft end of the rotating shaft so that both rotating shafts rotate. The risk that the kneading members facing the first and second rotating shafts collide with each other is reduced. Therefore, the distance between the first and second rotating shafts can be made shorter than the case where the mounting position is not shifted, the tip of the kneading member of one rotating shaft can be brought closer to the outer peripheral surface of the other rotating shaft, The self-cleaning effect of scraping off the kneaded material adhering to the outer peripheral surface of the counterpart rotating shaft can be further enhanced.
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の混練装置を詳細に説明する。 Hereinafter, the kneading apparatus of the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
図1〜図3は、本発明の実施例による混練装置の構造を説明するもので、図1は、筐体内の一方の回転軸に配置されたパドル(混練部材)を側方から見たときの状態を示した混練装置の縦断面図、図2は、筐体の上側の大部分を取り払った状態で2つの回転軸に配置されたパドルを示す混練装置の上面図、図3は、図2のA−A’線に沿った断面図である。 FIGS. 1 to 3 illustrate the structure of a kneading apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a paddle (kneading member) disposed on one rotating shaft in a housing as viewed from the side. FIG. 2 is a top view of the kneading apparatus showing the paddles disposed on the two rotating shafts in a state where most of the upper side of the casing is removed, and FIG. It is sectional drawing along the AA 'line of 2. FIG.
図1〜図3において、1は混練装置の筐体であり、基台10上に設けられたフレーム2上に水平に設けられる。筐体1は、ステンレススチールなどの金属製であり、ここでは細長い直方体形状に形成されていて、その下方部は、図3に示すように、回転軸3、4のパドルの先端が描く円形に対応した円弧となっている。
In FIG. 1 to FIG. 3,
図1に示す右端部の上側には、不図示のホッパーから、ダスト状あるいは粉体ないし粒体状の原料(被混練物)を筐体1内に投入するための投入口1aが設けられる。また左端部の下側には、混練物を筐体1から不図示のコンベア上へ排出するための排出口1bが設けられる。なお、図示されていないが、筐体1の上方部には、被混練物に注入される薬液、溶剤などを投入するための投入口が必要に応じて設けられる。
On the upper side of the right end portion shown in FIG. 1, an input port 1 a is provided for supplying dusty, powdery or granular raw materials (kneaded material) into the
筐体1内には、その長手方向に沿って同じ径の2本の回転軸3、4が互いに平行に架設されている。回転軸3、4はステンレススチールなどの金属製であり、断面が円形となっている。2本の回転軸3、4の間隔は、一方の回転軸に配置されたパドルの先端と他方の回転軸の外周の間に僅かに隙間が生じる位置まで近づけているため、筐体1の幅を小さくすることができる。
In the
回転軸3の右端部3aと左端部3bはそれぞれ回転軸3より小径となっており、筐体1から外部に突出して基台10、11に固定された軸受部5、6に回転可能に軸受されている。また、回転軸4の右端部4aと左端部4bはそれぞれ回転軸4より小径となっており、筐体1から外部に突出して、基台10、11に固定された軸受部7、8に回転可能に軸受されている。
The right end portion 3a and the
回転軸3、4の図1、2中の右端部3a、4aはギアボックス12に挿通されており、ギアボックス12内の回転軸3、4の右端部3a、4aには、互いに噛合するギア13、14が固定されている。
1 and 2 of the rotating
回転軸4の軸受部7の外側には、スプロケット15が固定されている。また、基台10上にはモータ18が取り付けられており、その出力軸にはスプロケット17が固定されている。スプロケット15と17間には、チェーン16が張り渡されている。
A
モータ18の一方向への回転駆動力がスプロケット17、チェーン16及びスプロケット15を介して回転軸4に伝達されて回転軸4が一方向に回転し、さらに回転駆動力がギア14、13を介して回転軸3に伝達されて回転軸3が逆方向に回転する。回転軸3、4は、ギヤ13、14を介して、Nを2以上の整数としてN:N−1の回転数比で不等速で回転される。例えば、Nは2〜6に設定され、本実施例では、Nは5に設定されて、回転軸3、4は5:4の回転数比で回転される。なお、回転軸3、4の回転方向は、図2、図3に示すように、上方から見て互いの内側へ向かって回転する方向となっている。
A rotational driving force in one direction of the
回転軸3の外周には混練部材としてのパドルP1〜P13、P1’〜P13’が、回転軸4の外周にはパドルQ1〜Q13、Q1’〜Q13’がそれぞれ立設されている。パドルP1〜P13、P1’〜P13’、Q1〜Q13、Q1’〜Q13’は、以下では、n=1〜13としてパドルPn、Pn’、Qn、Qn’とも表現される。
Paddles P1 to P13 and P1 'to P13' as kneading members are provided on the outer periphery of the
パドルPn、Pn’、Qnはそれぞれ同一形状、同一材質であり、例えばステンレススチールなどの金属製である。代表してパドルP1が図4(a)〜(e)に図示されている。パドルQn’はこれらとは形状が異なっており、代表してパドルQ1’が図5(a)〜(e)に図示されている。以下では、代表して回転軸3に取り付けたパドルP1に符号20を付して、また回転軸4に取り付けたパドルQ1’に符号40を付して、説明を行うが、その説明は、他のパドルPn、Pn’、Qn、Qn’並びにそれらが取り付けられる回転軸にも当てはまるものである。
The paddles Pn, Pn ′, and Qn have the same shape and the same material, and are made of metal such as stainless steel. A paddle P1 is representatively shown in FIGS. 4 (a) to 4 (e). The paddles Qn 'are different in shape from these, and the paddles Q1' are typically shown in FIGS. 5 (a) to 5 (e). In the following description, the paddle P1 attached to the
パドル20は、その下面の中央で、パドル20を回転軸3、4に取り付けるための金属製の取付台60と溶接などで一体化されている。取付台60には、パドル20を回転軸3、4に取り付けるためのボルト穴61、62が形成される。取付台60の下面は、回転軸3、4の外周の曲率に合わせた円弧状となっている。
The
パドル20は、図4(a)〜(e)に示すように、扇形状の平板部22とその中央に設けられ回転軸3、4に垂直に立設される柱状部21が一体に形成されている。図4(c)で、平板部22の下面27は回転軸3、4の外径よりもやや大きい径の円弧状となっていて、上面28はこれと同心で一方の回転軸の中心と他方の回転軸の外周面との距離よりやや小さい径の円弧状となっている。平板部22の二つの端面29、30のなす角度βは150°となっている。平板部22の二つの側面32、33は互いに平行で回転軸に垂直に配置されているため、平板部22の厚さtは図4(b)に示すように一定となっている。図4(e)に示すように、パドル20は充実断面となっている。
As shown in FIGS. 4A to 4E, the
柱状部21は、図4(b)で紙面と平行な面で切断した場合の断面形状が菱形の4角柱状となっていて、柱状部21の二つの側面23、24が平板部22の一方の側面32から、また柱状部21の他の二つの側面25、26が平板部22の他方の側面33から、それぞれ突出した形となっている。柱状部21の断面の大きさは下面31に対して上面34がやや大きくなっている。柱状部21の下面31は、平板部22の下面よりやや外側(図4(c)では上側)となっている。平板部22の上面28は、回転軸と同心の円弧状に湾曲している。
The
パドル40もパドル20と同様に平板部22に柱状部21が設けられた構成となっているが、柱状部21の位置がパドル20と異なっている。図5(c)の平板部22の中心線と柱状部21の中心線のなす角度γは、パドルQ’nの柱状部21の中心線と回転軸4の軸長方向で同位置に取り付けられるパドルQnの柱状部21の中心線とのなす角度(図3の角度α)が144°(72°の2倍)となるように、36°とする。このようにすることによって、軸方向の同位置に配置されるパドルQn、Qn’の角度ピッチを所定の角度としつつ、平板部22の角度βを大きくすることができる。柱状部21と平板部22の形状はパドル20と同様であるから、各部に図4(a)〜(e)と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。
Similarly to the
パドルPn、Pn’、Qn、Qn’(n=1〜13)は、回転軸3、4の外周に所定の螺旋ピッチで互いに回転軸の周方向(回転方向)に所定の角度ピッチずつずらして螺旋状に配置される。この状態が図6(c)に図示されている。図6(c)に示す取り付け状態は、図2に図示したものに対応している。図6(c)あるいは図2に示すパドルの取り付け状態は、複雑であるので、わかりやすくするために、図6(a)にパドルPn、Qnだけを取り出して、また図6(b)にはパドルPn’、Qn’だけを取り出して、その配置が図示されている。また、取り付け状態を明瞭にするために、パドルPn’、Qn’には陰影が付されている。
The paddles Pn, Pn ′, Qn, Qn ′ (n = 1 to 13) are shifted from each other by a predetermined angular pitch in the circumferential direction (rotational direction) of the rotary shaft at a predetermined spiral pitch on the outer periphery of the
また、図6において、右側には、角度が示されている。0°の角度は、図6で見て回転軸3、4の中心から垂直下方に(図3では、水平方向に左向きに)延びる角度で、回転軸の円周に沿って時計方向に回転させたときの角度がそれぞれ図示されている。また、R1〜R13(回転軸3)、S1〜S13(回転軸4)は、回転軸の軸方向に沿ったパドルの取り付け位置で、取り付け位置間の距離(軸方向のピッチ)はすべて2dの等距離となっている。この軸方向のピッチ2dは、柱状部21の軸方向の厚さ(長さ)よりやや大きくなっており、回転軸3、4が回転するとき、互いに隣接するパドル(例えば、パドルP1とパドルQ1)が接触することがないような長さに設定されている。このような設定により、パドルの数を一定とした場合、パドルを傾けて配置した場合に比べて筐体の長さを小さくすることができ、混練装置を小型化できる。
Moreover, in FIG. 6, the angle is shown on the right side. The angle of 0 ° is an angle extending vertically downward from the center of the
また、回転軸3、4の軸端からの取り付け位置R1〜R13、S1〜S13は、それぞれパドルの軸方向中心を通過する位置であり、一方の回転軸3のパドルPnの軸方向の取り付け位置(R1〜R13)と他方の回転軸4のパドルQnの軸方向の取り付け位置(S1〜S13)とは互いに軸方向に軸方向ピッチ2dの1/2(=d)だけ位置がずれている。また、回転軸3、4間の距離は、各回転軸3、4が回転したとき各回転軸の混練部材の先端(パドル20、40の上面28、34)が相手側の回転軸の外周面に近接して、混練部材の先端が対向する回転軸の外周面に付着した混練物を掻き落しセルフクリーニングできるような値に設定される。
Further, the mounting positions R1 to R13 and S1 to S13 from the shaft ends of the
このように、本実施例では、回転軸3の各パドルPnは、回転軸4の各パドルQnとは、回転軸の軸端からの取り付け位置Rn、Snが同一でなく互いに軸方向ピッチ2dの1/2だけずれている。同一の取り付け位置であると、各パドルPn、Qnが衝突する危険性が大きくなるが、上述したように、距離dだけずれているので、その危険性はすくなくなる。従って、回転軸3、4間の距離を、取り付け位置をずらさない場合よりも短くでき、一方の回転軸の混練部材の先端を他方の回転軸の外周面により近接させることができるので、相手側の回転軸の外周面に付着した混練物を掻き落すセルフクリーニング効果をより高めることができる。
Thus, in this embodiment, each paddle Pn of the
パドルPnとパドルQnは、以下に説明するように、回転軸3と4の回転数比と同比の角度ピッチで、また回転数3と4の回転数比と逆比の螺旋ピッチで互いに逆螺旋状に回転軸3と4に取り付けられる。
As described below, the paddle Pn and the paddle Qn are reversely spiraled with each other at an angular pitch having the same ratio as the rotational speed ratio of the
まず、パドルP1は、図6(a)に示したように、軸方向のR1の位置で90°(b)の角度位置に、パドルP2はR2の位置でパドルP1の角度位置から回転軸3の回転方向と逆方向(以下、時計方向という)に90°の角度ピッチずらした180°(c)の角度位置に、パドルP3はR3の位置でパドルP2の角度位置からさらに時計方向に90°ずらした270°(d)の角度位置に、パドルP4は、R4の位置でパドルP3の角度位置からさらに時計方向に90°ずらした0°(a)の角度位置に取り付けられる。以下、同様に、パドルP5〜P13は、それぞれR5〜R13の位置に、時計方向に90°ずつずらして取り付けられる。このようにパドルPnは軸方向に所定ピッチ(距離2d)ずれる(移動する)ごとに周方向(時計方向)に90°の角度ずらして配置されるので、パドルPnの並びは螺旋ピッチL(=8d)の螺旋状となる。このように、所定の螺旋ピッチ(L)で所定の角度ピッチ(90°)間隔で螺旋状に配列されたパドル配列を、本明細書では、1条の螺旋配列という。 First, as shown in FIG. 6A, the paddle P1 is positioned at an angular position of 90 ° (b) at the position R1 in the axial direction, and the paddle P2 is rotated from the angular position of the paddle P1 at the position R2. The paddle P3 is positioned at an angular position of 180 ° (c) shifted by an angular pitch of 90 ° in the direction opposite to the rotation direction (hereinafter referred to as clockwise), and the paddle P3 is further rotated 90 ° clockwise from the angular position of the paddle P2 at the position R3. At the shifted angular position of 270 ° (d), the paddle P4 is attached at the angular position of 0 ° (a), which is further shifted 90 ° clockwise from the angular position of the paddle P3 at the position of R4. Hereinafter, similarly, the paddles P5 to P13 are attached to the positions of R5 to R13 while being shifted by 90 ° in the clockwise direction. In this way, the paddles Pn are arranged so as to be shifted by 90 ° in the circumferential direction (clockwise) every time they are shifted (moved) by a predetermined pitch (distance 2d) in the axial direction. 8d) spiral shape. In this specification, the paddle array arranged in a spiral manner at a predetermined angular pitch (90 °) interval at a predetermined spiral pitch (L) is referred to as a single spiral array in this specification.
回転軸3が矢印で示した方向に回転すると、この1条の螺旋配列によるスクリュー効果により、被混練物は矢印で示したように図6でみて左方向に搬送される。
When the
一方、パドルQ1は、図6(a)に示したように、回転軸4の軸方向のS1の位置で0°(A)の角度位置に、パドルQ2はS2の位置でパドルQ1の角度位置から回転軸4の回転方向と逆方向(以下、反時計方向という)に、72°の角度ピッチずらした288°(E)の角度位置に取り付けられる。パドルQ3はS3の位置でパドルQ2の角度位置からさらに反時計方向に72°ずらした216°(D)の角度位置に、パドルQ4はS4の位置でパドルQ3の角度位置からさらに反時計方向に72°ずらした144°(C)の角度位置に、パドルQ5は、S5の位置でパドルQ4の角度位置からさらに反時計方向に72°ずらした72°(B)の位置に取り付けられる。以下、同様に、Q6〜Q13は、それぞれS6〜S13の位置に、それぞれ反時計方向に72°ずつずらして取り付けられる。
On the other hand, as shown in FIG. 6A, the paddle Q1 is at an angular position of 0 ° (A) at the position S1 in the axial direction of the
このようにパドルQnは軸方向に2dの距離移動するごとに逆周方向(反時計方向)に72°の角度ずらして配置されるので、パドルQnは、螺旋ピッチ1.25L(=10d)であり、この螺旋ピッチで72°の角度ピッチ間隔で配置され、そのパドル配列は、パドルPnの螺旋とは逆の螺旋状となった1条の螺旋配列となる。回転軸4が矢印で示した方向に回転すると、被混練物はこの1条の螺旋配列によるスクリュー効果により同様に矢印で示したように左方向に搬送される。このとき、螺旋ピッチは、回転数比の逆比である1.25L(=10d)となっているので、パドルPnによる搬送速度とQnによる搬送速度は同一となっている。
Thus, since the paddle Qn is displaced by an angle of 72 ° in the reverse circumferential direction (counterclockwise direction) every time it moves 2d in the axial direction, the paddle Qn has a spiral pitch of 1.25L (= 10d). Yes, this spiral pitch is arranged at an angular pitch interval of 72 °, and the paddle array is a single spiral array that is a spiral opposite to the spiral of the paddle Pn. When the
また、パドルPnの角度ピッチ(角度のずれ)90°とパドルQnの角度ピッチ72°の比は、回転軸3と4の回転数比5対4と同比となっているので、回転軸3がn回転したとき、回転軸4は(4/5)*n回転し、それぞれ隣接するパドルPn、Qnの角度位置は、回転軸3のn回転以前と同じ角度位置となり、図7を参照して後で説明するように、回転軸3、4の回転に従って隣接する軸方向位置にあるパドルPn、Qn(Pn、Qn+1)の互いの角度関係は周期的な繰り返しとなり、角度位相がずれることはない。
Further, since the ratio of the angular pitch (angle deviation) 90 ° of the paddle Pn and the
また、本実施例では、図6(b)に示したように、パドルP1が取り付けられる回転軸3のR1の位置で、時計方向にパドルP1と180°(90°×2)の角度ピッチずれた角度位置にパドルP1’が取り付けられる。同様に、パドルPn(n=2〜13)が取り付けられる回転軸3のRn(n=2〜13)の位置で、時計方向にパドルPn(n=2〜13)と180°の角度ピッチずれた位置にパドルPn’(n=2〜13)が取り付けられる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the angular pitch deviation of 180 ° (90 ° × 2) from the paddle P1 in the clockwise direction at the position R1 of the
このように、パドルPn’は、パドルPnの軸方向位置Rnと同じ位置で、その位置に取り付けられたパドルPnの取り付け角度から180°異なるそれぞれの角度位置に、取り付けられており、パドルPn’の配列は、もう1条の螺旋配列となって、回転軸3には、2条の螺旋配列となったパドルが取り付けられることになる。この回転軸3の2条の螺旋配列が、複雑な図示ではあるが、図6(c)、図2に図示されている。
In this way, the paddle Pn ′ is attached at each angular position that is 180 ° different from the attachment angle of the paddle Pn attached at the same position as the axial position Rn of the paddle Pn. This arrangement is another spiral arrangement, and a paddle having a two-row arrangement is attached to the
同様に、図6(b)に示したように、パドルQ1が取り付けられる回転軸3の軸方向のS1の位置で、柱状部21の中心位置が反時計方向にパドルQ1と144°(72°×2)の角度ピッチずれた角度位置にパドルQ1’が取り付けられる。以下、同様に、パドルQn’(n=2〜13)が取り付けられる回転軸4のSn(n=2〜13)の位置で、柱状部21の中心位置が反時計方向にパドルQn(n=2〜13)と144°の角度ピッチずれた位置にパドルQn’(n=2〜13)が取り付けられる。
Similarly, as shown in FIG. 6B, at the position S1 in the axial direction of the
パドルQn’は、パドルQnの軸方向位置Snと同じ位置で、その位置に取り付けられたパドルQnの取り付け角度から180°(柱状部21の位置に着目すると144°)異なるそれぞれの角度位置に、取り付けられており、パドルQn’の配置は、もう1条の螺旋配列となって、回転軸3と同様に、2条の螺旋配列が得られる。回転軸4の2条となった螺旋配列のパドルが、図6(c)、図2に図示されている。
The paddle Qn ′ is at the same position as the axial position Sn of the paddle Qn, and at an angular position different from the attachment angle of the paddle Qn attached at that position by 180 ° (144 ° when paying attention to the position of the columnar portion 21), The arrangement of the paddles Qn ′ is another spiral arrangement, and two spiral arrangements are obtained in the same manner as the
n=1〜13としてパドルPn’とパドルQn’も、パドルPnとパドルQnと同様に、回転軸3と4の回転数比と同比の角度ピッチで、また回転軸3と4の回転数比と逆比の螺旋ピッチで互いに逆螺旋状に回転軸3と4に取り付けられるので、回転軸3、4が矢印で示した方向に回転すると、被混練物は各回転軸のパドルの2条の螺旋配列によるスクリュー効果で矢印で示したように図6で左方向に同一の速度で、1条の螺旋配列に比較して大きな搬送力で搬送される。
As with n = 1 to 13, the paddle Pn ′ and the paddle Qn ′ have the same angular pitch as the rotational speed ratio of the
次に、このように構成された混練装置の動作について説明する。 Next, operation | movement of the kneading apparatus comprised in this way is demonstrated.
モータ18を駆動すると、回転軸3、4は、上述したように、N:N−1(本実施例では、5:4)の回転数比で互いに内側に不等速で逆回転する。
When the
この状態で、投入口1aから被混練物が投入される。投入された被混練物は、回転軸3、4の回転に伴って回転する各パドルにより混練されながら、各パドルの2条の螺旋配列によるスクリュー効果により、排出口1bに向けて搬送される。このとき、回転軸3と回転軸4の間の空間で、回転軸3に取り付けられたパドルPn、Pn’と回転軸4に取り付けられたパドルQn、Qn’が、互いの柱状部の側面がほぼ並行となるような状態で接近するので、柱状部の側面に付着した被混練物が隣接した軸方向位置のパドルの柱状部により掻き落とされ、高いセルフクリーニング効果が得られる。また、隣接した軸方向位置のパドルの平板部は常に平行な位置関係にあるが、回転が不等速であるため相対的に回転軸の回転方向に動いていて、平板部の側面に付着した被混練物も隣接した平板部により掻き落とされる。
In this state, the material to be kneaded is charged from the charging port 1a. The charged material to be kneaded is conveyed toward the discharge port 1b by the screw effect by the two-row spiral arrangement of each paddle while being kneaded by each paddle rotating as the
この状態が、図7、図8に図示されている。図7において、k=0〜23としてそれぞれ1増分するごとに回転軸3は90°回転し、回転軸4は両回転軸の回転数比5:4と同比の72°回転する状態を表したもので、それぞれkの値を示した矩形の下側に、回転軸3、4の総回転数が図示されている。k=0のパドルの位相は、図2、図6(c)でS1、Q1に位置するパドルを右側からみたときのもので、回転軸3のパドルはP、P’、回転軸4のパドルはQ、Q’で図示されている。パドルの陰影図示は、図2、図6(c)のものに対応している。なお、図7、図8においては、パドルQn、Qn’が手前側となっているため、本来はパドルPn、Pn’の一部は見えないが、柱状部21の位置関係をわかりやすくするためにその部分も実線で図示してある。
This state is illustrated in FIGS. In FIG. 7, the
図8は、対向するパドルが近接するときの状態を、回転軸4が8°刻みで順次回転させた時の状態を示すもので、回転軸3は、10°ずつ逆回転し、図8の左側に示したものは、図7のk=1の状態に達するまでの回転状態を、また、右側に示したものは、k=13の状態に達するまでの回転状態を示している。
FIG. 8 shows a state in which the opposing paddles are close to each other, and shows a state in which the
回転軸3、4は、図7に示したように、それぞれ5回転、4回転した時(k=20)に、0回転(k=0)のときと同じ位相になり、これを一周期としてこの間の位相を周期的に繰り返す。このk=0〜20間で、k=1、3、5、7、11、13、15、17のときに互いに軸方向位置が隣接するパドルの柱状部21が近接する。
As shown in FIG. 7, the rotating
このように、k=0〜20を一周期とする間に、軸方向位置が隣接するパドルP、P’、Q、Q’の側面同士が、8回近接する。この隣接するパドルの近接により、高いセルフクリーニング効果が得られる。また、各パドルは柱状部が設けてあるので、平板状のパドルに比較して、隣接するパドルの面積が大きいので、圧縮効果、解砕効果を更に向上させることができる。 As described above, the side surfaces of the paddles P, P ′, Q, and Q ′ whose axial positions are adjacent to each other approach each other eight times while setting k = 0 to 20 as one cycle. Due to the proximity of the adjacent paddles, a high self-cleaning effect can be obtained. Since each paddle is provided with a columnar portion, the area of adjacent paddles is larger than that of a flat paddle, so that the compression effect and the crushing effect can be further improved.
また、本実施例では、回転軸3の各パドルPnは、回転軸4の各パドルQnとは、回転軸の軸端からの取り付け位置Rn、Snが同一でなく互いに軸方向ピッチ2dの1/2だけずれているので、回転軸3、4間の距離を、取り付け位置をずらさない場合よりも短くでき、一方の回転軸の混練部材の先端を他方の回転軸の外周面により近接させることできるので、相手側の回転軸の外周面に付着した混練物を掻き落すセルフクリーニング効果をより高めることができる。このパドルPn、Qnの取り付け位置のずれは、軸方向ピッチ2dの1/2ではなく、他の値とすることもできる。その場合は、隣接するパドルPn、Qnのパドル面間の距離は、nが偶数か奇数かで異なるようになるが、いずれの場合でも、隣接するパドルPn、Qnが両回転軸の回転に伴って衝突することのないような値に設定され、同様な圧縮効果、解砕効果、セルフクリーニング効果が得られる。
Further, in this embodiment, each paddle Pn of the
このような圧縮効果、解砕効果、セルフクリーニング効果は、各S1〜S13、R1〜R13に配置された全てのパドルに関しても同様であり、全体として、各効果を飛躍的に向上させている。 Such compression effect, crushing effect, and self-cleaning effect are the same for all paddles arranged in S1 to S13 and R1 to R13, respectively, and each effect is drastically improved.
なお、上記実施例では、各回転軸の2条の螺旋配列における同じ軸方向位置での2つのパドルの取り付け角度(同位置に設けられた二つのパドルの柱状部がなす角度)は、回転軸3では、角度ピッチ90°の2倍の180°、回転軸4では、角度ピッチ72°の2倍の144°それぞれずれているが、この取り付け角度のずれをそれぞれ1条の螺旋配列における角度ピッチのn倍(nは1以上の正の整数)とするようにしてもよい。ただし、2条が1条となるようなn(回転軸3では、n=4の倍数、回転軸4ではn=5の倍数)は除くようにする。また、回転軸3におけるn倍のnと、回転軸4におけるn倍のnを異なる値とするようにしてもよい。いずれにしても、隣接する軸方向位置での2つのパドルは、可能な限り、回転軸を中心に反対側に取り付けるのが好ましいので、上記実施例のように、回転軸3では、2倍の180°、回転軸4でも2倍の144°、あるいは3倍の216°とするのが好ましい。また、回転軸3、4の1条の螺旋配列における角度ピッチの比を、例えば、回転数比と同比の45°、36°とする場合には、回転軸3では、4倍の180°、回転軸4では、5倍の180°とするのが好ましい。
In the above embodiment, the angle of attachment of the two paddles at the same axial position (the angle formed by the columnar portions of the two paddles provided at the same position) in the two spiral arrangements of the respective rotational axes is the rotational axis. 3 is 180 °, which is twice the angle pitch 90 °, and 144 °, which is twice the
また、各回転軸3、4のパドルは2条の螺旋配列にするのではなく、図6(a)、(b)に示したように、1条の螺旋配列としてもよい。この場合、パドルが近接する回数は、2条の螺旋配列よりも減少するが、図7のk=11、13、15に示したように、パドルの角度位相が周期的に変化する間に、隣接するパドルの柱状部が接近した位置関係になる期間があり同様な効果を得ることができる。
Further, the paddles of the
また、上記実施例では、パドルの平板部が回転軸と直交するように配置したが、あるパドルの平板部とこれと隣接する軸方向位置のパドルの柱状部がぶつからない範囲で、傾けて配置してもよい。 In the above embodiment, the flat plate portion of the paddle is arranged so as to be orthogonal to the rotation axis. However, the paddle flat plate portion and the columnar portion of the paddle in the axial position adjacent thereto do not collide with each other. May be.
図9(a)、(b)に図6(c)のパドルP4付近の拡大図を、図9(c)に図9(a)のE−E’線に沿った断面図を示す。回転軸4に取り付けられた二つのパドルQ4とQ5’の柱状部の間の空間に、回転軸3に取り付けられたパドルP4の柱状部がはまり込むような位置関係となっていることがわかる。パドルQ4の柱状部の側面24aとパドルP4の柱状部の側面26aとが、また、パドルP4の柱状部の側面23aとパドルQ5’の柱状部の側面25aとがそれぞれ平行に近い位置関係で接近し、互いの側面に付着した被混練物を効果的に掻き落とすことができ、また各側面間で混練物の圧縮、解砕を行うことができる。
9 (a) and 9 (b) are enlarged views of the vicinity of the paddle P4 in FIG. 6 (c), and FIG. 9 (c) is a cross-sectional view taken along line E-E 'in FIG. 9 (a). It can be seen that the positional relationship is such that the columnar portion of the paddle P4 attached to the
図7、図8で説明したように、回転軸3、4が回転するにつれて、軸方向の他の箇所でも、図9(c)と同様の位置関係となる期間があり、軸方向の全長にわたって高い圧縮効果、解砕効果、セルフクリーニング効果が得られる。
As described with reference to FIGS. 7 and 8, as the
次に、本発明の第2の実施例について説明する。第2の実施例は、第1の実施例の混練部材の形状を変更したもので、筐体と駆動機構の構成、混練部材の配置は第1の実施例と同様である。そのため、以下では、第1の実施例と異なる部分についてだけ説明を行う。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the shape of the kneading member of the first embodiment is changed, and the configuration of the housing and the drive mechanism and the arrangement of the kneading member are the same as those of the first embodiment. For this reason, only the parts different from the first embodiment will be described below.
図10(a)〜(e)に第2の実施例で用いる混練部材41の構造を示す。混練部材41は、第1の実施例のパドル20から平板部22を取り除いて柱状部のみとした形状となっている。すなわち、混練部材41は、回転軸の表面に対してほぼ垂直な4つの側面43、44、45、46とこれらの側面とほぼ直交する下面47、上面48からなる断面形状が菱形の4角柱状の形状をしている。第1の実施例と同様に、取付板60と溶接等によって一体化されているが、平板部がないため、下面47が取付板60の上面と接合している。パドルP1〜P13、P1’〜P13’、Q1〜Q13、Q1’〜Q13’はすべて同一の形状となっている。
FIGS. 10A to 10E show the structure of the kneading member 41 used in the second embodiment. The kneading member 41 has a shape in which only the columnar portion is obtained by removing the
図11(a)〜(c)に混練部材41の回転軸への取り付け状態を示す。混練部材P1〜P13、P1’〜P13’、Q1〜Q13の軸方向の配置は、図6(a)〜(c)と同一となっている。混練部材Q1’〜Q13’の回転方向の位置は、取付板の位置で見ると回転方向(周方向)の位置が図6(a)〜(c)とは異なっているが、柱状部の位置に着目すると図6(a)〜(c)と同一の配置となっている。したがって、柱状部の位置に着目すると、全体としても図6(a)〜(c)と同一の配置となっている。そのため、第1の実施例と同様に隣接する柱状部同士が回転軸3と回転軸4の間の空間で接近し、両回転軸の回転に伴って隣接する柱状部の側面間で高い圧縮効果、解砕効果、セルフクリーニング効果が得られる。
11A to 11C show how the kneading member 41 is attached to the rotating shaft. The axial arrangement of the kneading members P1 to P13, P1 'to P13', and Q1 to Q13 is the same as that shown in FIGS. The positions of the kneading members Q1 ′ to Q13 ′ in the rotational direction are different from those in FIGS. 6A to 6C in terms of the rotational direction (circumferential direction) when viewed from the position of the mounting plate. When attention is paid to the above, the arrangement is the same as that shown in FIGS. Therefore, when attention is paid to the position of the columnar portion, the arrangement as a whole is the same as that shown in FIGS. For this reason, as in the first embodiment, adjacent columnar portions approach each other in the space between the
第1の実施例、第2の実施例ともに、柱状部の形状は菱形断面の4角柱形状以外の形状とすることができる。図12に混練部材を円柱状の柱状部のみからなるピン形状とした例を示す。ピン50はパドル20等と同様にステンレススチールなどの金属製であり、一方の端部にねじが切ってあり回転軸3に設けたネジ孔にネジ止めする構造としてある。ピン50の配置は図6(a)〜(c)と同様であり、軸方向の配置間隔は、ピン50の直径よりやや広くしてある。
In both the first embodiment and the second embodiment, the shape of the columnar portion may be a shape other than the quadrangular prism shape having a rhombus cross section. FIG. 12 shows an example in which the kneading member has a pin shape consisting of only a cylindrical columnar part. The
混練部材の柱状部の形状は、他の形状、例えば菱形断面以外の角柱状等とすることができる。また平板部の形状も、図4等に示したものと異なる形状とすることができる。 The shape of the columnar portion of the kneading member may be other shapes, for example, a prismatic shape other than the rhombus cross section. Further, the shape of the flat plate portion may be different from that shown in FIG.
図6(a)〜(c)あるいは図11(a)〜(c)では、二つの回転軸で、混練部材の軸方向の位置を軸方向ピッチの1/2だけずらしたが、このずらし量は、上述したように、隣接する混練部材が接触しない範囲で変更することができる。 6 (a) to 6 (c) or 11 (a) to 11 (c), the axial position of the kneading member is shifted by ½ of the axial pitch between the two rotating shafts. As described above, can be changed within a range where adjacent kneading members do not contact.
1 筐体
1a 投入口
1b 排出口
2 フレーム
3、4 回転軸
3a、4a 右端部
3b、4b 左端部
5、6、7、8 軸受部
10、11 基台
12 ギアボックス
13、14 ギア
15、17 スプロケット
16 チェーン
18 モータ
20 パドル
21 柱状部
22 平板部
23、24、25、26 側面
27 下面
28 上面
29、30 端面
31 下面
32、33 側面
41 混練部材
43、44、45、46 側面
47 下面
48 上面
50 ピン
60 取付台
61、62 ボルト穴
DESCRIPTION OF
Claims (6)
第1と第2の回転軸の角度ピッチの比は第1と第2の回転軸の回転数の比と同比に設定されており、
第1の回転軸の各混練部材は、第2の回転軸の各混練部材とは、その回転軸の軸端からの取り付け位置が互いにずれていることを特徴とする混練装置。 Each time the kneading member is shifted by a predetermined pitch in the axial direction, the first rotating shaft that is spirally arranged by shifting the kneading member by a predetermined angle pitch in the circumferential direction, and by a predetermined angle pitch in the reverse circumferential direction every time the kneading member is shifted by the predetermined pitch. A kneading apparatus for kneading the material to be kneaded by arranging the second rotating shafts arranged in a reverse spiral shape in parallel and rotating them at unequal speed,
The ratio of the angular pitch of the first and second rotating shafts is set to the same ratio as the ratio of the rotational speeds of the first and second rotating shafts,
Each kneading member of a 1st rotating shaft differs from each kneading member of a 2nd rotating shaft in the attachment position from the shaft end of the rotating shaft mutually, The kneading apparatus characterized by the above-mentioned.
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