CN1280004C - 被处理材料搅拌处理装置 - Google Patents

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Abstract

该被处理材料搅拌处理装置包括：设置了被处理材料(A)的供给口(13)和排出口(12)的壳体(1)、以沿长度方向延伸的形态配置成在上述壳体内的螺旋型的搅拌构件(2)、使搅拌构件(2)在上述壳体内进行自轴旋转的驱动机构(3)。而且，搅拌构件(2)通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而一边搅拌壳体(1)内的被处理材料(A)一边推进该被处理材料。由此，被处理材料(A)的滞留时间可以通过搅拌构件(2)的顺方向和反方向的自轴旋转的组合任意设定，并且被处理材料(A)的搅拌效果也可以由搅拌构件(2)的旋转速度任意设定。

Description

被处理材料搅拌处理装置
技术领域
本发明涉及在对被处理材料实施混合、混匀、干燥、加热、熔融、反应、反应加工、推出、反应推出等各种处理时使用的边搅拌边推进被处理材料的被处理材料搅拌处理装置。
技术背景
以前，作为对被处理材料实施混合、混匀、干燥、加热、熔融、反应、反应加工、推出、反应推出等各种处理时使用的边搅拌边推进被处理材料的被处理材料搅拌处理装置已被众所周知。该被处理材料搅拌处理装置由设置了被处理材料的供给口和排出口的壳体、搅拌轴和设置在该搅拌轴的周面上的搅拌叶片构成，并且具有以向长度方向延伸的样态配置在上述壳体内的搅拌构件和使该搅拌构件自轴旋转的驱动机构。
而且，该被处理材料搅拌处理装置通过搅拌构件的顺方向的自轴旋转，一边搅拌供应到壳体内的被处理材料一边推进该被处理材料，在其搅拌中或者搅拌后，对被处理材料实施混合、混匀、干燥、加热、熔融、反应、反应加工、推出、反应推出等各种处理。例如，具有被处理材料搅拌处理装置的功能的推出装置，由搅拌构件边搅拌供给到壳体内的被处理材料边推进该被处理材料，在搅拌中加热被处理材料并做成压缩了的塑性体，由搅拌构件的推进力把做成塑性体的被处理材料从设置在壳体的前端上的模推出。
据此，由于用搅拌构件搅拌被处理材料，所以与对被处理材料直接地实施上述各种处理的情况相比，可以高效率地对被处理材料实施上述各种处理。
但是，在上述的被处理材料搅拌处理装置中，由于通过搅拌构件向顺方向这样的一定方向进行自轴旋转，边搅拌边推进被处理材料，所以存在难以兼顾被处理材料的壳体内的理想的滞留时间和搅拌效果的问题。
即，当为了得到理想的搅拌效果而快速使搅拌构件自轴旋转时，壳体内的被处理材料的移动速度加快，随之，壳体内的被处理材料的滞留时间变短，所以对被处理材料实施上述各种处理变得不充分。
另一方面，当为了使壳体内的被处理材料的滞留时间变长而缓慢地自轴旋转搅拌构件时，被处理材料(A)，如第8图所示，在由壳体(1’)内在由搅拌构件(2’)整理成一定的形态的状态(被处理材料为液体时是层流状态)下被推进，存在不能充分搅拌被处理材料的问题。特别在被处理材料是高粘度的液体和粉体的情况下，被处理材料附着在搅拌构件上一起旋转，再有，在没有自洁性的搅拌处理装置中，被处理材料往往坚硬地固化在搅拌构件上。
当然，如果沿长度方向长地形成被处理材料搅拌处理装置的壳体，快速地自轴旋转搅拌构件，被处理材料的滞留时间也能变长，也可以得到理想的搅拌效果，但是，存在装置大型化和导致成本过高的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明把提供可以兼顾壳体内的被处理材料的理想的滞留时间和理想的搅拌效果的小型且廉价的搅拌处理装置作为课题。
上述课题，由下述被处理材料搅拌处理装置解决，该被处理材料搅拌处理装置备有：设置了被处理材料的供给口和排出口的壳体、由搅拌轴和设置在该搅拌轴的周面上的搅拌叶片构成的以沿长度方向延伸的样态配置在上述壳体内的一个或多个搅拌构件、使该搅拌构件在上述壳体内自轴旋转的驱动机构，
其特征在于，上述搅拌构件通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，边搅拌壳体内的被处理材料边推进该被处理材料。
由此，被处理材料伴随搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转，在壳体内边被反复进行往复运动边被推进，从壳体的供给口移动到排出口。为此，壳体内的被处理材料的实际的移动距离比壳体的长度长，与此相伴，壳体内的被处理材料的滞留时间也变长。
而且，由于该被处理材料的滞留时间不仅依赖于搅拌构件的旋转速度而且还依赖于搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转的组合，所以被处理材料的滞留时间和搅拌构件的旋转速度的完全依赖性被切断了。为此，被处理材料的滞留时间可以通过搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转的组合任意设定，同时，被处理材料的搅拌效果也可以由搅拌构件的旋转速度任意设定，可以兼顾壳体内的被处理材料的理想的滞留时间和理想的搅拌效果。
另外，由于被处理材料由搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转一会儿被推一会儿被拉，不停留在一定的地方或者不被整理成一定的形状，所以可以防止被处理材料与搅拌叶片一起旋转，另外，由于因顺方向和反方向等的不同的运动方式的切换的冲击使被处理材料形成紊流，所以可以更确实地搅拌被处理材料。
再有，由于不需要长地形成被处理材料搅拌处理装置的壳体和搅拌构件，所以可以实现小型且廉价的装置。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的被处理材料搅拌处理装置的构成概略图，图2是图1的被处理材料搅拌处理装置的主要部分的放大剖面图，图3是表示被处理材料的移动模式的图，图4是表示被处理材料在1周期中的位置和时间的相对关系的图，图5是本发明的第3实施例的被处理材料搅拌处理装置的构成概略图，图6是本发明的第4实施例的被处理材料搅拌处理装置的构成概略图，图7是本发明的第5实施例的被处理材料搅拌处理装置的主要部分放大图，图8是原有的被处理材料搅拌处理装置的主要部分的放大剖面图。
具体实施方式
[实施例1]
下面对本发明的一个实施例的被处理材料搅拌处理装置进行说明。
在图1中，该被处理材料搅拌处理装置备有圆筒状的壳体(1)、在该壳体(1)内以沿长度方向延伸的形态配置的螺旋型的搅拌构件(2)和驱动该搅拌构件(2)的驱动机构(3)。
上述壳体(1)，其上游侧的端部由端板(11)闭塞，而且在下游侧的端面上穿设排出口(12)。另外，从上游侧的端部到下游侧的端部隔开规定的间隔设置供给口(13)、液体注入口(14)、脱气口(15)、副供给口(16)、由真空去除水和未反应物等的真空出口(17)，从供给口(13)供给被处理材料(A)，从液体注入口(14)供给液体，从副供给口(16)供给副被处理材料(A)，根据需要在脱气口(15)中进行脱气，同时在真空出口(17)中去除水和未反应物等。另外，在壳体(1)的外周面上设置用于加热或者冷却壳体(1)内的被处理材料(A)的温度调节机构(18)。
另外，在上述壳体(1)的供给口(13)的上方设置原料送料器和注入泵等供给装置(4)。由该供给装置(4)供给被处理材料(A)的供给方法，既可以是通常的恒定的供给方法，也可以是根据搅拌构件(2)的旋转状态在逆旋转或停止时停止被处理材料(A)的供给的间歇式供给方法。在是恒定供给方法时，由于在搅拌构件(2)向反方向进行自轴旋转时，被处理材料(A)向壳体(1)内的供给口(13)的上游侧移动，所以最好在壳体(1)内的供给口(13)的上游侧设置接受被处理材料(A)的空间。
上述搅拌构件(2)由搅拌轴(21)和设置在该搅拌轴(21)的周面上的螺旋状的搅拌叶片(22)构成，而且，配置成搅拌轴(21)的前端与壳体(1)的排出口(12)对峙且使搅拌叶片(22)的周面与壳体(1)的内面接触，同时通过使搅拌轴(21)的基端部经密封构件(19)穿插到端板(11)中央，成为在壳体(1)内向长度方向延伸的状态。再有，密封构件(19)可以是原有的推出装置或反应装置的轴封用的密封物件，但最好通过搅拌构件(2)逆向自轴旋转时使被处理材料(A)压靠在端板(11)上进行双重密封。
另外，搅拌构件(2)，其搅拌轴(21)的基端部与驱动机构(3)连接，随着后述的驱动机构(3)的动作，在壳体(1)内交替地沿顺方向和反方向进行自轴旋转。
下面对该搅拌构件(2)的动作进行具体的说明。该搅拌构件(2)随着后述的驱动机构(3)的动作，连续且反复地进行顺方向的自轴旋转→停止→反方向的自轴旋转→停止(顺方向的自轴转速＞反方向的自轴转速)这样的1周期的自轴旋转模式。而且，按照该自轴旋转模式，壳体(1)内的被处理材料(A)，如第3图所示，边连续反复地进行在顺方向上只移动距离D→停止→在反方向上只移动距离d→停止这样的1周期的往复移动边被推进，从壳体(1)的供给口(13)附近到排出口(12)附近以平均移动速度V进行移动。
可是，当把被处理材料(A)的平均移动速度V用公式表示时，成为下述[5]式，
V＝kPN(Tf-Tr)/(Tf+Tr+2Ts)......[5]
k：由搅拌构件(2)的叶片形状、被处理材料(A)的物性状、充满度等决定的系数(0＜k≤1)
P：搅拌构件(2)的搅拌叶片(22)的螺距
N：搅拌构件(2)的旋转速度
Tf：搅拌构件(2)的顺方向的自轴旋转时间
Tr：搅拌构件(2)的反方向的自轴旋转时间
Ts：用于搅拌构件(2)的顺方向和反方向的切换的停止时间
无论搅拌构件(2)的旋转速度N采用怎样的值，通过改变搅拌构件(2)的顺方向和反方向的自轴旋转时间，可以改变被处理材料(A)的平均移动速度V。
而且，由于被处理材料(A)的滞留时间由该被处理材料(A)的平均移动速度V决定，所以不仅依赖于搅拌构件(2)的旋转速度，还依赖于搅拌构件(2)的顺方向和反方向的自轴旋转的组合，被处理材料(A)的滞留时间与搅拌构件(2)的自轴旋转速度的完全依赖性断开了。为此，被处理材料(A)的滞留时间可以由搅拌构件(2)的顺方向和反方向的自轴旋转的组合任意设定，同时被处理材料(A)的搅拌效果可以由搅拌构件(2)的旋转速度任意设定，可以兼顾被处理材料(A)的壳体(1)内的理想的滞留时间和搅拌效果。
另外，被处理材料(A)，如第2图所示，由搅拌构件(2)的顺方向和反方向的自轴旋转的交替运动，一会儿被推一会儿被拉，由于不停留在一个地方或者不被整理成一定的形状，所以可以防止被处理材料(A)与搅拌叶片(22)一起旋转。另外，由于搅拌构件(2)的交替运动的冲击使被处理材料(A)形成紊流，所以可以更确实地搅拌被处理材料(A)。
再有，由于不需要长地形成被处理材料搅拌处理装置，所以可以实现小型且廉价的装置。
上述驱动机构(3)由使搅拌构件(2)自轴旋转的驱动马达(31)、控制驱动马达(31)的旋转速度、旋转方向和旋转时间的控制盘(32)及调整驱动马达(31)的旋转速度的减速器(33)构成。
上述控制盘(32)由设定驱动马达(31)的旋转速度、旋转方向和旋转状态的持续时间的速度设定器、逆转机构、计时器、变换旋转速度时控制加减速度的加减速度设定器等自由地控制驱动马达(31)。这样通过由控制盘(32)自动地控制搅拌构件(2)的顺方向及逆方向的自轴旋转的切换和自轴旋转时间，可以根据各种处理目的以规定的旋转模式使搅拌构件(2)旋转。再有，该控制盘(32)对驱动马达(31)的旋转速度、方向变更和控制既可以是控制驱动马达(31)的电流相位、方向的电气方式，也可以是不变更马达的旋转方向，而是用根据设定的程序自动控制的齿轮箱/离合器那样的机械装置自动控制搅拌构件(2)的旋转状态的机械方式。另外，直接驱动源既可以是马达那样的电动方式，也可以是油压式等其他的驱动方式。
上述减速器(33)如上述那样是调整驱动马达(31)的旋转速度的部件，经连接机构(5)、驱动轴(6)和轴承(7)连接到搅拌构件(2)的搅拌轴(21)上。该连接机构(5)，容易装卸地连结上述搅拌轴(21)和驱动轴(6)，无轴承的分解作业就可进行搅拌构件(2)的前后方位置的设定和交换。另外，上述轴承(7)，由于在搅拌构件(2)进行反方向旋转时搅拌轴(21)想要向前方移动，所以希望轴向固定力要强。
下面对上述被处理材料A搅拌处理装置的动作进行说明。
首先，在驱动马达(31)上进行规定的设定，驱动马达(31)连续地反复进行顺方向的旋转→停止→反方向的旋转→停止(顺方向的自轴转速＞反方向的自轴转速)这样的1周期的旋转模式，其驱动马达(31)的旋转在减速器(33)中被调整之后，通过轴承(7)、驱动轴(6)和连接机构(5)传递到搅拌构件(2)上。
而且，搅拌构件(2)根据驱动机构(3)的动作，连续地反复进行顺方向自轴旋转→停止→反方向的自轴旋转→停止(顺方向的自轴转速＞反方向的自轴转速)这样的1周期的自轴旋转模式。
在该状态下，当被处理材料(A)从供给装置(4)经供给口(13)供给到壳体(1)内时，被处理材料(A)按照搅拌构件(2)的上述自轴旋转模式，如第3图所示，一边连续地反复进行向顺方向只移动距离D→停止→向反方向只移动距离d→停止这样的1周期的往复运动、一边被推进，以平均移动速度V从壳体(1)的供给口(13)附近移动到排出口(12)附近。
而且，被处理材料(A)在从供给口(13)到排出口(12)的移动过程中，由于与从副供给口(16)供给的副被处理材料(A)和从液体注入口(14)注入的液体混合、同时由于搅拌构件(2)的顺方向和反方向的自轴旋转的交替运动，一会儿被推一会儿被拉，所以被处理材料(A)不与搅拌叶片(22)一起旋转，再有，由于因交替运动的冲击，被处理材料(A)形成紊流，所以被处理材料(A)被更确实地搅拌。
再有，在该实施例中，连续地反复进行顺方向的自轴旋转→停止→反方向的自轴旋转→停止(顺方向的自轴旋转速＞反方向的自轴旋转速)这样的1周期的自轴旋转模式，但是，即使连续地反复进行其他的自轴旋转模式，也能达到同样的作用效果，例如，可以考虑顺方向的自轴旋转→停止→顺方向的自轴旋转→停止→反方向的自轴旋转→停止、或顺方向的自轴旋转→停止→反方向的自轴旋转→停止→反方向的自轴旋转→停止等各种各样的自轴旋转模式。另外，也可以像顺方向的自轴旋转→反方向的自轴旋转→顺方向的自轴旋转→反方向的自轴旋转等那样，是在顺方向自轴旋转与反方向自轴旋转之间不包含停止时间的自轴旋转模式。再有，也可以在中途变更自轴旋转模式。重要的是搅拌构件(2)的顺方向的总自轴转速大于反方向的总自轴转速即可，以使得被处理材料在反复进行往复运动的同时被推进，最终从供给口(13)移动到排出口(12)。
另外，搅拌构件(2)被做成在各周期中都是顺方向的自轴转速＞反方向的自轴转速，但是也可以包含顺方向的自轴转速≤反方向的自轴转速的周期。
另外，搅拌构件(2)被做成在壳体(1)的长度方向上只配置1根，也可以并列设置多根搅拌构件(2)。这时，各搅拌构件(2)的驱动即可以是分别单独的也可以是同步驱动。另外，各搅拌构件(2)之间的相对自轴旋转方向即可以是同方向旋转也可以是异方向旋转。再有各搅拌构件(2)的啮合可以是完全啮合、部分啮合或者非啮合。
另外，搅拌构件(2)的形状，不局限于本实施例的形状，可以根据被处理材料(A)的种类和各种处理任意地决定。例如，全螺纹形状的螺杆(full flight screw)、带状叶片、环状叶片、切削螺杆、锥状螺杆、反向螺杆(back screw)、揉压盘等。重要的是，只要是通过自轴旋转边搅拌边推进被处理材料(A)即可。
另外，对于搅拌构件的自轴旋转的作用只记述了搅拌，但是也可以包含混合、混匀、粉碎、压缩、熔融、溶解、减容、均匀化、反应等作用。
[实施例2]
下面对本发明的第2实施例的被处理材料搅拌处理装置进行说明。
该被处理材料搅拌处理装置的构成与上述实施例1的被处理材料搅拌处理装置相同，但是，上述搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转的切换时的停止时间Ts，设定在下述[1]式的范围中，
0≤Ts＜t+2......[1]
Ts：搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转的切换时的停止时间，
t：从驱动机构的驱动停止到搅拌构件停止间的时间。
这样设定搅拌构件(2)的停止时间Ts，是为了防止由于搅拌构件(2)的停止状态使被处理材料(A)的搅拌效率降低，同时也是为了防止因驱动马达(31)的急剧的旋转方向改变而损坏驱动机构。再有，为了更加提高搅拌效率和防止损坏驱动机构，最好把停止时间Ts设定在t＜Ts＜t+0.5......[1’]的范围中。再有，上述[1]式和上述[1’]式的最右项的数值「2」「0.5」的单位是秒。
另外，上述搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间Tf最好设定在下述[2]式的范围内
0＜Tf＜0.2×(60p)/(Nk)......[2]
Tf：搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间，
p：搅拌构件中的搅拌叶片的螺距数，
N：搅拌构件的自轴旋转速度，
k：系数(0＜k≤1)
这样把搅拌构件(2)的顺方向的自轴旋转时间Tf设定在上述[2]式的范围内，是为了防止供给时刻不同的被处理材料(A)的混合，是为了保持上述各种处理的均匀性。
即，壳体(1)内的被处理材料(A)，如第3图所示，是周期地反复进行往复移动的材料，当由顺方向的自轴旋转使移动距离D过长时，供给时刻的不同的被处理材料(A)的被混合的概率变高，由此，在被处理材料(A)的滞留时间上产生偏差，上述各种处理往往变得不均匀。
因此，由搅拌构件(2)的顺方向的自轴旋转产生的移动距离D，由于最好设定成为壳体(1)的有效长度L的20％以下，因此，
0＜D＜L×0.2
即成为
0＜(k×P×N/60×Tf)＜(p×P)×0.2......[21]
k：系数(0＜k≤1)，
P：搅拌构件(2)的搅拌叶片(22)的螺距，
N：搅拌构件(2)的自轴旋转速度，
Tf：搅拌构件(2)的顺方向的自轴旋转时间，
p：搅拌构件(2)的搅拌叶片(22)的螺距数。
利用上述[21]式可以导出上述[2]式。
另外，上述搅拌构件的反方向的自轴旋转时间最好设定在下述[3]式或者下述[4]式的范围内，
0＜Tr＜Tmin......[3]
Tmax＜Tr＜Tf......[4]
Tr：搅拌构件的反方向的自轴旋转时间，
Tf：搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间，
Tmin、Tmax：kN(Ts+Tr)(Tf-Tr)/{30p(Tf+Tr+2Ts)}＝0.1的解(Tr)中的最小值(Tmin))和最大值(Tmax)。
这样设定上述搅拌构件(2)的反方向的自轴旋转时间Tr，是为了保证上述各种处理更加均匀。
即，由于搅拌构件(2)的顺方向和反方向的自轴旋转，被处理材料(A)的从排出口(12)的排出成为不连续，如第4图所示，在搅拌构件(2)的顺方向的自轴旋转结束后，当搅拌构件(2)进入停止和反方向自轴旋转状态时，被处理材料(A)的排出被停止，从下次的顺方向的自轴旋转的途中开始排出。由此，被处理材料(A)在本次的排出的最后部分和下次的排出之间产生滞留时间之差，该滞留时间之差如果比较大，则往往在生成物的品质上产生偏差。
在此，由排出停止产生的被处理材料(A)的滞留时间差ΔT为：
ΔT＝Ts+Tr+Ts+Tr＝2(Ts+Tr)......[31]
另外，当壳体(1)的有效长度为L，被处理材料(A)的平均移动速度为V时，被处理材料(A)的总滞留时间T为：
T＝(60L)/V......[32]
所以，由于不连续排出产生的滞留时间差ΔT相对于平均滞留时间T的滞留时间偏差率Td为：
Td＝ΔT/T
＝2(Ts+Tr)/{(60L)/V}
＝(Ts+Tr)V/(30L)......[33]
当将上述[5]式代入此中时
Td＝(Ts+Tr)kPN(Tf-Tr)/{30L(Tf+Tr+2Ts)}......[34]
另外，由于L＝P×p，将其代入上述[34]式时，成为
Td＝kN(Ts+Tr)(Tf-Tr)/{30p(Tf+Tr+2Ts)}......[35]
而且，由于为了保证被处理材料(A)的上述各种处理的均匀性，最好把滞留时间偏差率Td设定为小于0.1，所以成为
kN(Ts+Tr)(Tf-Tr)/{30p(Tf+Tr+2Ts)}＜0.1......[36]
当使上述[36]式符合0＜Tr＜Tf条件时，就能导出上述[3]式和上述[4]式。
[实施例3]
下面用图5对本发明的第3实施例的被处理材料搅拌处理装置进行说明。
在本实施例中，在壳体(101)内，在同一轴上串联状态地设置第1、第2、第3搅拌构件(102)(202)(302)，各搅拌构件(102)(202)(302)分别的由驱动机构(103)(203)(303)驱动。
即，第1搅拌构件(102)由搅拌轴(121)和搅拌叶片(122)构成，搅拌叶片(122)与壳体(101)的靠近上游的内周面接触，而搅拌轴(121)穿插于壳体(101)的后端面，同时搅拌轴(121)的基端部与驱动机构(103)连接。该驱动机构(103)被控制成搅拌构件(102)在顺方向上进行自轴旋转。为此，供给壳体(101)内的被处理材料(A)，随着搅拌构件(102)的顺方向的驱动，在被原样搅拌的同时被向搅拌构件(202)推进。
另外，第2搅拌构件(202)由搅拌轴(221)和搅拌叶片(222)构成，搅拌叶片(222)与壳体(101)的中央部的内周面接触，而搅拌轴(221)穿插在长度方向上穿设在上述搅拌构件(102)的搅拌轴(121)的插通孔(121a)，同时搅拌轴(221)的基端部与驱动机构(203)连接。该驱动机构(203)被控制成使得搅拌构件(202)在顺序方向和反方向上交替地进行自轴旋转，为此，从第1搅拌构件(102)送来的被处理材料(A)，由于第2搅拌构件(202)的顺方向和反方向的驱动，在被搅拌的同时朝向第3搅拌构件(302)一边反复进行往复运动一边被推进。
第3搅拌构件(302)由搅拌轴(321)和搅拌叶片(322)构成，搅拌叶片(322)与壳体(101)的靠近下游的内周面接触，而搅拌轴(321)穿插在沿长度方向穿设在上述搅拌构件(202)的搅拌轴(321)上的插通孔(221a)中，同时搅拌轴(321)的基端部与驱动机构(303)连接。该驱动机构(303)被控制成使搅拌构件(302)沿顺方向进行自轴旋转。为此，从第2搅拌构件(202)送来的被处理材料(A)，由于搅拌构件(302)的顺方向的驱动，在被原样搅拌的同时被朝向壳体(101)的排出口(112)推进。
据此，可以把顺方向和反方向交替地自轴旋转的搅拌构件(102)设置在装置的需要的地方。另外，如果使全体搅拌构件(102)(202)(302)在顺方向和反方向上交替地进行自轴旋转且改变各自的旋转条件，就可以进行与被处理材料(A)和上述各种处理相应的各种各样的搅拌。
另外，壳体(101)被做成用螺丝固定，使之能在长度方向上分开，通过解除壳体(101)的螺丝固定，可以装卸搅拌构件(102)(202)(302)。据此，对应于被处理材料(A)和上述各种处理，可以简单且可靠地设置各种各样的搅拌构件。
另外，第3搅拌构件(302)的搅拌轴(321)，在其基端部上连接供脂装置(50)，同时形成从该供脂装置(50)向轴向延伸的供脂路(321a)，还形成有从该供脂路(321a)向径向延伸的供脂支路(321b)。另外，第2搅拌构件(202)的搅拌轴(221)，也在与第3搅拌构件(302)的供脂支路(321b)对应的位置上形成向径向延伸的供脂支路(221b)。由此，由于从供脂装置(50)送出的油脂通过第3搅拌构件(302)的供脂路(321a)和供脂支路(321b)浸透到第3搅拌构件(302)的搅拌轴(321)与第2搅拌构件(202)的搅拌轴(221)之间，同时通过第2搅拌构件(202)的供脂支路(221b)浸透到第2搅拌构件(202)的搅拌轴(221)与第1搅拌构件(102)的搅拌轴(121)之间，所以可以减轻在各搅拌构件(102)(202)(302)的搅拌轴(121)(221)(321)之间产生的摩擦和阻碍。
另外，在第2搅拌构件(202)的台阶部和第1搅拌构件(102)的前端面之间设置用于防止被处理材料(A)浸入的密封构件(60)，防止被处理材料混入第2搅拌构件(202)与第1搅拌构件(102)之间。
另外，在第3搅拌构件(302)的台阶部形成有小型的螺旋(70)，伴随着由自轴旋转产生的推进力排出浸入的被处理材料(A)。
再有，在本实施例中，在顺方向和反方向上交替地进行自轴旋转的搅拌构件只是第2搅拌构件(202)，但是，也可以只是第1搅拌构件或者第3搅拌构件，也可以是2个或者全部的搅拌构件。
另外，把配置在壳体(101)内的搅拌构件做成了3阶段，也可以是2阶段，也可以是4阶段或4阶段以上。
[实施例4]
下面用第6图说明本发明的第4实施例的被处理材料搅拌处理装置。
在第6图中，(402)是顺方向和反方向交替地自轴旋转的搅拌构件，由驱动马达(403)驱动。(502)是顺方向自轴旋转的推出用搅拌构件，由驱动马达(503)驱动。
据此，在通过搅拌构件(402)的顺方向和反方向的交替自轴旋转，对被处理材料进行混合、混匀、压缩、粉碎、加热、熔融、反应等各种处理之后，通过推出用搅拌构件(502)的顺方向自轴旋转，可以对被处理材料高效率地进行连续推出成形和定量推出等的推出处理。再有，如果在壳体(101’)上设置与处理目的对应的脱气部、压缩部等，则可以对被处理材料进行脱气、加压、稳定化、计量等处理。
[实施例5]
下面用第7图对本发明的第5实施例的被处理材料搅拌处理装置进行说明
在第7图中，(602)(702)是顺方向和反方向交替地自轴旋转的搅拌构件。(802)是顺方向自轴旋转的推出用搅拌构件，它设置在搅拌构件(602)(702)的自由端部和壳体(101”)的排出口(112”)之间。推出用搅拌构件(802)与搅拌构件(602)(702)不同，由驱动马达(803)驱动。再有，(111”)是设置在壳体(101”)的流出侧端部上的端板。
据此，通过搅拌构件(602)(702)的顺方向和反方向的交替自轴旋转对被处理材料进行混合、混匀、压缩、粉碎、加热，熔融、反应等各种处理之后，通过推出用搅拌构件(802)的顺方向的自轴旋转，可以对被处理材料高效率地进行连续推出成形和定量推出等推出处理。
根据上述的被处理材料搅拌处理装置，被处理材料的滞留时间可以通过搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转的组合任意地设定，同时被处理材料的搅拌效果可以通过搅拌构件的旋转速度任意设定，可以兼顾壳体内的被处理材料的理想的滞留时间和理想的搅拌效果。
另外，由于不会被处理材料通过搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转，一会儿被推一会儿被拉，停留在一定的地方或者被整理成一定的形状，所以可以防止被处理材料与搅拌叶片一起旋转，另外，由于交替运动的冲击使被处理材料形成紊流，所以更可靠地搅拌被处理材料。
再有，由于不必形成长的被处理材料搅拌处理装置的壳体和搅拌构件，所以可以实现小型且廉价的装置。
另外，根据上述的被处理材料搅拌处理装置，可以对应上述的各种处理的目的，简单且确实地设定搅拌构件的自轴旋转模式。
另外，根据上述的被处理材料搅拌处理装置，可以防止被处理材料的搅拌效率因搅拌构件的停止状态而降低，同时可以防止因驱动的急剧的旋转方向变更而损坏驱动机构。
根据上述被处理材料搅拌处理装置，可以防止供给时刻不同的被处理材料的混合，同时可以保证上述各种处理的均匀性。
另外，根据上述的被处理材料搅拌处理装置，可以保持上述各种处理更加均匀。
另外，根据上述的被处理材料搅拌处理装置，可以把根据需要在顺方向和反方向上自轴旋转的搅拌构件设置在装置的必需的地方。另外，如果把全部的搅拌构件都做成能在顺方向和反方向上进行自轴旋转且若分别改变旋转条件，则可以根据被处理材料和上述各种处理进行各种各样的搅拌。
另外，根据上述的被处理材料搅拌处理装置，通过推出用搅拌构件的顺方向的自轴旋转，可以对被处理材料高效率地进行连续推出成形和定量推出等推出处理。
根据本发明，在使用于原有产业上的各种用途的搅拌处理装置中，通过在轴的旋转控制方式及轴的构成等上采用本发明的技术，在处理效率、处理的均匀性、处理时间的任意性及与各种被处理的对应性等方面上可以得到非常好的效果。特别适用于废弃物的处理、生物物质(バィオマス)的液化、食品加工、高分子/材料的反应加工(リアクティブプロセシング)或反应合成(リアクテイブコンパウンデイング)等装置。

Claims (35)

1.一种被处理材料搅拌处理装置，备有：
筒状的壳体，
设置在该筒状的壳体的长度方向的一端部上的被处理材料的供给口和设置在另一端部上的被处理材料的排出口，
由沿长度方向配置在上述筒状的壳体内的搅拌轴和设置在该搅拌轴的周面上的搅拌叶片构成的、以沿长度方向延伸的形态跨越上述供给口和排出口之间地配设在上述筒状的壳体内的搅拌构件，以及
设置在上述筒状的壳体之外的、使该搅拌构件在上述筒状的壳体内自轴旋转的驱动机构，
其特征在于，上述搅拌构件通过由上述驱动机构反复进行使从上述供给口供给到上述筒状的壳体内的被处理材料朝向上述排出口移动的顺方向的自轴旋转和使被处理材料滞留在上述筒状的壳体内的反方向的自轴旋转，在搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
2.如权利要求1所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件交替地反复进行顺方向和反方向的自轴旋转。
3.如权利要求1所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件被自动地控制顺方向和反方向的自轴旋转的切换和各自轴旋转时间。
4.如权利要求2所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件被自动地控制顺方向和反方向的自轴旋转的切换和各自轴旋转时间。
5.如权利要求1至4的任一项所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转的切换时的停止时间Ts设定为：
0≤Ts＜t+2
Ts：搅拌构件的顺方向和反方向的自轴旋转的切换时的停止时间，
t：从驱动机构停止驱动到搅拌构件停止的时间。
6.如权利要求1至4的任一项所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间Tf设定在下述[2]式的范围内，
0＜Tf＜0.2×(60p)/(Nk)......[2]
Tf：搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间，
p：搅拌构件的搅拌叶片的螺距数，
N：搅拌构件的自轴旋转速度，
k：系数，其中0＜k≤1。
7.如权利要求5所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间Tf设定在下述[2]式的范围内，
0＜Tf＜0.2×(60p)/(Nk)......[2]
Tf：搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间，
p：搅拌构件的搅拌叶片的螺距数，
N：搅拌构件的自轴旋转速度，
k：系数，其中0＜k≤1。
8.如权利要求1至4的任一项所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件的反方向的自轴旋转时间Tr设定在下述[3]式或[4]式的范围内，
0＜Tr＜Tmin......[3]
Tmax＜Tr＜Tf......[4]
Tr：搅拌构件的反方向的自轴旋转时间，
Tf：搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间，
Tmin、Tmax：kN(Ts+Tr)(Tf-Tr)/{30p(Tf+Tr+2Ts)}＝0.1的解Tr中的最小值Tmin和最大值Tmax。
9.如权利要求5所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件的反方向的自轴旋转时间Tr设定在下述[3]式或[4]式的范围内，
0＜Tr＜Tmin......[3]
Tmax＜Tr＜Tf......[4]
Tr：搅拌构件的反方向的自轴旋转时间，
Tf：搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间，
Tmin、Tmax：kN(Ts+Tr)(Tf-Tr)/{30p(Tf+Tr+2Ts)}＝0.1的解Tr中的最小值Tmin和最大值Tmax。
10.如权利要求6所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件的反方向的自轴旋转时间Tr设定在下述[3]式或[4]式的范围内，
0＜Tr＜Tmin......[3]
Tmax＜Tr＜Tf......[4]
Tr：搅拌构件的反方向的自轴旋转时间，
Tf：搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间，
Tmin、Tmax：kN(Ts+Tr)(Tf-Tr)/{30p(Tf+Tr+2Ts)}＝0.1的解Tr中的最小值Tmin和最大值Tmax。
11.如权利要求7所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，上述搅拌构件的反方向的自轴旋转时间Tr设定在下述[3]式或[4]式的范围内，
0＜Tr＜Tmin......[3]
Tmax＜Tr＜Tf......[4]
Tr：搅拌构件的反方向的自轴旋转时间，
Tf：搅拌构件的顺方向的自轴旋转时间，
Tmin、Tmax：kN(Ts+Tr)(Tf-Tr)/{30p(Tf+Tr+2Ts)}＝0.1的解Tr中的最小值Tmin和最大值Tmax。
12.如权利要求1至4的任一项所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在上述筒状的壳体内，多个搅拌构件在使搅拌轴穿插于上游侧的搅拌构件的搅拌轴中的状态下串联状地设置在同一轴上，并且各搅拌构件分别由各自的驱动机构驱动，同时，至少一个搅拌构件，通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
13.如权利要求5所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在上述筒状的壳体内，多个搅拌构件在使搅拌轴穿插于上游侧的搅拌构件的搅拌轴中的状态下串联状地设置在同一轴上，并且各搅拌构件分别由各自的驱动机构驱动，同时，至少一个搅拌构件，通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
14.如权利要求6所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在上述筒状的壳体内，多个搅拌构件在使搅拌轴穿插于上游侧的搅拌构件的搅拌轴中的状态下串联状地设置在同一轴上，并且各搅拌构件分别由各自的驱动机构驱动，同时，至少一个搅拌构件，通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
15.如权利要求7所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在上述筒状的壳体内，多个搅拌构件在使搅拌轴穿插于上游侧的搅拌构件的搅拌轴中的状态下串联状地设置在同一轴上，并且各搅拌构件分别由各自的驱动机构驱动，同时，至少一个搅拌构件，通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
16.如权利要求8所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在上述筒状的壳体内，多个搅拌构件在使搅拌轴穿插于上游侧的搅拌构件的搅拌轴中的状态下串联状地设置在同一轴上，并且各搅拌构件分别由各自的驱动机构驱动，同时，至少一个搅拌构件，通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
17.如权利要求9所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在上述筒状的壳体内，多个搅拌构件在使搅拌轴穿插于上游侧的搅拌构件的搅拌轴中的状态下串联状地设置在同一轴上，并且各搅拌构件分别由各自的驱动机构驱动，同时，至少一个搅拌构件，通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
18.如权利要求10所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在上述筒状的壳体内，多个搅拌构件在使搅拌轴穿插于上游侧的搅拌构件的搅拌轴中的状态下串联状地设置在同一轴上，并且各搅拌构件分别由各自的驱动机构驱动，同时，至少一个搅拌构件，通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
19.如权利要求11所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在上述筒状的壳体内，多个搅拌构件在使搅拌轴穿插于上游侧的搅拌构件的搅拌轴中的状态下串联状地设置在同一轴上，并且各搅拌构件分别由各自的驱动机构驱动，同时，至少一个搅拌构件，通过按照需要反复进行顺方向和反方向的自轴旋转，而搅拌上述筒状的壳体内的被处理材料的同时使该被处理材料从上述排出口排出。
20.如权利要求1至4的任一项所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
21.如权利要求5所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
22.如权利要求6所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
23.如权利要求7所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
24.如权利要求8所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
25.如权利要求9所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
26.如权利要求10所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
27.如权利要求11所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
28.如权利要求12所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
29.如权利要求13所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
30.如权利要求14所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
31.如权利要求15所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
32.如权利要求16所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
33.如权利要求17所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
38.如权利要求18所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
39.如权利要求19所述的被处理材料搅拌处理装置，其特征在于，在位于上述搅拌构件的上述排出口侧的自由端部和上述筒状的壳体的排出口之间设置被向顺方向旋转驱动的推出用搅拌构件。
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