JP2008246479A - 混練機 - Google Patents

Abstract

【課題】混練物を入れるケーシングと、同ケーシングの内部で回転する混練用ロータとを有する混練機において、ケーシングとロータ端面との隙間に混練物が侵入しにくく、また、何らかの原因で侵入しても、それ以上のロータ軸中心側への侵入を防止でき、混練物が混練機外部へ漏洩するのを防止できる混練機を提供する。
【解決手段】混練物を入れるケーシングと、ケーシングの内部で回転する混練用ロータとを有する混練機において、ロータの端面またはケーシングのロータ端面と相対する面に、少なくとも一箇所の段差と、段差の下部から徐々に高くなり段差の頂部に達する傾斜面とを設けたことで、ケーシングとロータ端面との隙間に侵入した混練物が、段差部分によって捉えられると共に、ロータの回転に伴なって周縁方向へ導かれて、隙間から排出することができる。
【選択図】図８

Description

本発明はゴム、プラスチック、食品等の混練に使用する混練機に関する。

従来の一般的な混練機の断面図を図１２に示す。図１２において、１は混練機のケーシング、２は該ケーシング１およびフローティングウェイト２５、ドロップドア２６とによって密閉される混練室、３は混練用のロータ、４は該ロータ３の軸である。２本のロータ３は混練室２内に互いに平行に配設されており、ロータ軸４の端部に設置された図示しない駆動装置（モータ、動力伝達用歯車等）により、互いに異なる方向に回転する。また、ロータ３には一部が半径方向に突出した突出部５が形成されており、混練室２の内壁は上記突出部５の回転時の軌跡に対応する曲面形状になっている。

本混練機では、昇降可能なフローティングウェイト２５が上昇した状態（図１２の二点鎖線）で、ゴム、プラスチック等の原料および薬品等の添加物（以後、単に混練物と称す）をホッパ２７の投入口２８から混練室２内に投入し、フローティングウェイト２５が下降して混練物を加圧する。その状態にてロータ３を回転させ、ロータ３の間に混練物を噛み込むことによって、混練作業が行なわれる。そして、混練が終了すると混練物はケーシング１下部のドロップドア２６を開放することにより外部に排出される。

本混練機においては、ロータ軸４が混練室２を貫通するように配置されているため、加圧状態で混練される混練物が混練室２の端部から外部へ漏洩しないよう、ロータ軸４やロータ３の端面に漏洩防止手段を設ける必要がある。したがって、従来の装置では、例えば図１３の混練機端部の概略構造図に示すようなダストシール２２を用いて密封している。該ダストシール２２はバネ２４のバネ力により押え金２３を介して、常にロータ３の端面に押し付けられているから、ラビリンス等他の漏洩防止手段と比べて非常に効果的である。

しかしながら、回転を伴うロータ３の端面と固定のケーシング１との間には寸法精度の問題等から隙間Ｂ（０．５〜１．０ｍｍ程度）が不可欠であり、隙間Ｂに混練物が侵入することが考えられる。さらに、ケーシング１とダストシール２２との隙間Ａにまで混練物が達してしまうと、ダストシール２２とケーシング１とが固着してしまうため、バネ２４により力を加えても、ダストシール２２がロータ３の端面に十分接触しなくなるという不具合が生じる。その結果、ロータ３の端面とダストシール２２との間に生じる隙間から混練物が漏洩してしまう。

したがって本発明の目的はケーシング１とロータ３との隙間Ｂに混練物が侵入しにくく、また、何らかの原因で侵入しても、ケーシング１とダストシール２２との隙間Ａにまで混練物が到達することを防止して、混練機外部への混練物の漏洩を防止できる混練機を提供することにある。

本発明は、上述した課題を解決するため、以下のような手段を提供するものである。
混練物を入れるケーシングと、同ケーシングの内部で回転する混練用ロータとを有する混練機において、
（１）上記ロータの端面または上記ケーシングの上記ロータ端面と相対する面に、少なくとも一箇所の段差と、該段差の下部から徐々に高くなり該段差の頂部に達する傾斜面とを設けたことを特徴とする混練機。
（２）上記段差を、ロータ中心部側から周縁部に向かうように形成したことを特徴とする上記（１）に記載の混練機。
（３）上記段差を、上記ロータの回転に伴なって混練物が周縁方向へ導かれるように傾斜させたことを特徴とする上記（２）に記載の混練機。

本願の請求項１に記載された発明によると、上記ロータの端面または上記ケーシングの上記ロータ端面と相対する面に、少なくとも一箇所の段差と、該段差の下部から徐々に高くなり該段差の頂部に達する傾斜面とを設けることにより、ケーシングとロータ端面との隙間に侵入した混練物が、段差部分によって捉えられると共に、ロータの回転に伴なって周縁方向へ導かれて、上記隙間から排出することができる。
また、本願の請求項２に記載された発明によると、ケーシングとロータ端面との隙間に侵入した混練物が、ロータ中心部から周縁部に向かうように形成された段差によって周縁方向へ導かれて、上記隙間から排出することができる。
また、本願の請求項３に記載された発明によると、ケーシングとロータ端面との隙間に侵入した混練物が、上記ロータの回転に伴なって混練物が周縁方向へ導かれるように傾斜させた段差によって周縁部へ導かれて、上記隙間から排出することができる。
そして、本願の請求項１ないし請求項３に記載された発明によると、ケーシングとダストシールとの隙間にまで混練物が侵入するのを防止できるから、混練物が混練機外部へ漏洩するのを防止することができる。

まず、参考例１につき、図１ないし図３により説明する。図１ないし図３において、１は混練機のケーシング、２は混練室、３は混練用のロータ、４は該ロータ３の軸、５は該ロータ３の突出部、２１は該ロータ３の回転方向、２２はダストシール、そして６ａは該ロータ３の端面に設けられた溝である。なお、図１ないし図３では省略されているが、図１２に示す従来例と同様に、ダストシール２２はバネ２４のバネ力により押え金２３を介して、常にロータ３の端面に押し付けられており、図中の矢印ａはバネの押し付け力の方向を示す（以下同様）。また、混練室２はケーシング１およびフローティングウェイト２５、ドロップドア２６とによって密閉され、内壁は上記ロータ突出部５の回転時の軌跡に対応する曲面形状になっている。さらに、ロータ３は混練室２内に２本平行に配設され、ロータ軸４の端部に設置された図示しない駆動装置（モータ、動力伝達用歯車等）によって、互いに異方向に回転する構成になっており、従来例と同様の混練作業が行なわれる。

図２における上記溝６ａは、ダストシール２２側の端部が閉口しており、該端部からロータ３の周縁部に行くに連れて回転方向２１とは逆方向の螺旋を描きながら、ロータの周縁部まで伸びて、そこで開口している。つまり、その位置で開口することにより、溝６ａと混練室２とが連通されている。

また、上記図２と異なる一例を示す図３の溝６ｂは、ロータ３の突出部５の根元部分に形成され、ロータの回転方向２１側の端部が閉口しており、該端部から突出部方向に凸状の山形を描きながら、ロータの周縁部まで伸びて、そこで開口している。つまり、その位置で開口することにより、溝６ｂと混練室２とが連通されている。

図２に示す溝６ａによれば、混練作業に伴なってロータ３の端面とケーシング１との隙間に混練物が侵入しても、混練物は溝６ａに入り込み、ロータ３の回転に伴なって周縁方向へ導かれる。さらに溝６ａはダストシール２２側の端部が閉口すると共にロータ３の周縁部側の端部が開口して混練室２と連通しているから、混練物は順次混練室内に戻り、ケーシング１とダストシール２２との隙間にまで混練物が侵入するのを防止することができる。

また、図３に示す溝６ｂによれば、ロータ３の突出部５の根元部分に形成されているから、混練作業中に最も高圧になる突出部５とケーシング１との隙間から侵入してくる混練物を効果的に捕らえて、混練室２内に戻すことができ、ケーシング１とダストシール２２との隙間にまで混練物が侵入するのを防止することができる。

なお、図２の溝６ａは螺旋状に形成されているが、直線状に設けても良い。この場合、半径方向に対して平行の位置から回転方向手前側に若干傾斜して設けると効果的である。また、図３の溝６ｂはロータ３の突出部方向に凸状の山形を描いているが、直線状または曲線状に設けても良い。

参考例１に係る混練機では、ロータ３の端面に溝６ａ、６ｂを設けた例で説明しているが、ケーシング１の上記ロータ３の端面と相対する面に溝を設ける場合、溝はダストシール２２の外周面からロータの周縁部より若干外側にまで形成され、ロータ３の周縁部に行くに連れて回転方向と同方向の螺旋を描くように形成するか、半径方向に対して平行の位置から回転方向側に若干傾斜した直線状に設ける。

次に参考例２を、図４および図５により説明する。図４および図５において、１は混練機のケーシング、２は混練室、３は混練用のロータ、４は該ロータ３の軸、５は該ロータ３の突出部、２１はロータ３の回転方向、２２はダストシール、そして７は該ロータ３の端面に設けられた凸部である。なお、図４および図５では省略されているが、その他の構成は図１２に示す従来例と同様であり、従来例と同様の混練作業が行なわれる。

図４および図５の凸部７は、ダストシール２２側の外周面からロータ３の周縁部まで、半径方向に対して平行の位置から回転方向手前側に若干傾斜した直線状に設けられている。

図４および図５に示す凸部７によれば、混練作業に伴なってロータ３の端面とケーシング１との隙間に混練物が侵入しても、混練物は凸部７によって捉えられると共に、ロータ３の回転に伴なって周縁方向へ導かれる。さらに凸部７はロータ３の周縁部まで形成されているから、混練物は順次混練室内に戻り、ケーシング１とダストシール２２との隙間にまで混練物が侵入するのを防止することができる。

なお、図４および図５の凸部７は直線状に形成されているが、ロータ３の周縁部に行くに連れて回転方向とは逆方向の螺旋を描くような曲線状に設けても良い。

また、図４および図５の凸部７の材質は、混練物の物性により、耐摩耗性や耐腐食性等を考慮して適宜決定され、例えばゴムであればステンレス鋼が一般的に使用される。また、凸部７は鋳造等でロータ３と一体に成形しても、溶接等により別途取付けても良く、凸部７の寸法を調整することで凸部７とケーシング１との隙間を調整することも可能である。

参考例２に係る混練機では、ロータ３の端面に凸部７を設けた例で説明しているが、ケーシング１の上記ロータ３端面と相対する面に凸部を設ける場合は、ロータ３の周縁部に行くに連れて回転方向と同方向の螺旋を描くよう形成するか、半径方向に対して回転方向側に若干傾斜した直線状に設けると効果的である。

次にその他の検討例１を、図６および図７により説明する。図６および図７において、１は混練機のケーシング、２は混練室、３は混練用のロータ、４は該ロータ３の軸、５は該ロータ３の突出部、２１はロータ３の回転方向、２２はダストシール、そして８は該ロータ３の端面に設けられたブラシ状のシール部材である。なお、図６および図７では省略されているが、その他の構成は図１２に示す従来例と同様であり、従来例と同様の混練作業が行なわれる。

図６および図７のブラシ状シール部材８は、ダストシール２２の外周面からロータ３の周縁部の間にドーナツ状に形成されている。

図６および図７に示すブラシ状シール部材８によれば、混練作業に伴なってロータ３の端面とケーシング１との隙間に混練物が侵入しても、混練物はブラシ状シール部材８の周縁部に堆積し、その後もブラシ状シール部材８と堆積した混練物とによってせき止められるから、ケーシング１とダストシール２２との隙間にまで混練物が侵入するのを防止することができる。

なお、図６および図７に示すブラシ状シール部材８の材質は混練物の物性により、耐摩耗性や耐腐食性等を考慮して適宜決定され、例えばゴムであればステンレス鋼が一般的に使用される。また、ブラシ状シール部材８の取付方法は、ロータ３の端面に多数の穴を開孔し、ブラシ状シール部材８を植え付けてスポット溶接しても、別途製作したものを溶接等で取付けても良く、ブラシ状シール部材８の寸法を調整することでブラシ状シール部材８とケーシング１との隙間を調整することも可能である。

その他の検討例１に係る混練機では、ロータ３の端面にブラシ状シール部材７を設けた例で説明しているが、ケーシング１の上記ロータ３の端面と相対する面にブラシ状シール部材７を設けても良い。

次に本発明の実施の形態を、図８および図９により説明する。図８および図９において、１は混練機のケーシング、２は混練室、３は混練用のロータ、４は該ロータ３の軸、５は該ロータ３の突出部、２１は該ロータ３の回転方向、そして９は該ロータ３の端面に設けられた段差であり、１０は該ロータ３の端面に設けられた傾斜部である。なお、図８および図９では省略されているが、その他の構成は図１２に示す従来例と同様であり、従来例と同様の混練作業が行なわれる。

図８および図９の段差９は、ダストシール２２の外周面からロータ３の周縁部に渡って、ロータ３の半径方向に対して平行に形成されており、傾斜面１０は段差９の下部からロータの回転方向２１に進むに連れて徐々に高くなり段差９の頂部に達するよう形成されている。

図８および図９に示す段差９および傾斜面１０によれば、混練作業に伴なってロータ３の端面とケーシング１との隙間に混練物が侵入しても、混練物は段差９によって捉えられると共に、ロータの回転に伴なって周縁方向へ導かれる。さらに段差９はロータ３の周縁部まで形成されているから、混練物は順次混練室内に戻り、ケーシング１とダストシール２２との隙間にまで混練物が侵入するのを防止することができる。

なお、図８および図９の段差９は、ロータ３の半径方向に対して平行に形成されているが、半径方向に対して回転方向手前側に若干傾斜した直線状に設けてもよい。また、傾斜面１０はロータ３の半径方向に対してダストシール２２の外周面からロータ３の周縁部に行くに連れて、ケーシング１との隙間が広がる方向に傾斜していると効果的である。

本発明の実施の形態に係る混練機では、ロータ３の端面に段差９と傾斜面１０を設けた例で説明しているが、ケーシング１の上記ロータ３の端面と相対する面に段差９と傾斜面１０を設ける場合、傾斜面１０は段差９の頂部からロータの回転方向２１に進むにつれて徐々に低くなり段差９の下部に達するよう形成される。

次にその他の検討例２を、図１０および図１１により説明する。図１０および図１１において、１は混練機のケーシング、２は混練室、３は混練用のロータ、４は該ロータ３の軸、５は該ロータ３の突出部、２１はロータ３の回転方向、２２はダストシール、そして１１は該ロータの端面に設けられた段差である。なお、図１０および図１１では省略されているが、その他の構成は図１２に示す従来例と同様であり、従来例と同様の混練作業が行なわれる。

図１０および図１１の段差１１は、ロータ３の突出部５の根元部分に円形に設けられており、ケーシング１とロータ３端面との隙間は突出部５の根元部分から先端部分までが広く形成されている。

図１０および図１１の段差１１によれば、混練作業に伴なってロータ３端面の突出部５とケーシング１との隙間に混練物が侵入しても、突出部５の根元部分から先端部分までの隙間が広いために、侵入してきた混練物の圧力が低下する。よって混練物は上記隙間より狭い段差１１の内側部分まで入り込まず混練室２内に戻るから、ケーシング１とダストシール２２との隙間にまで混練物が侵入するのを防止することができる。

なお、図１０および図１１に示す段差１１の高低差は混練物の物性等により、隙間に侵入した際の抵抗等を考慮して適宜決定され、例えばゴムであれば２ｍｍ程度が適当である。また、段差１１の形状は円形に限定されず、直線状に設けてもよい。

その他の検討例２に係る混練機では、ロータ３の端面に段差１１を設けてケーシング１とロータ３端面との隙間を広くした例を説明しているが、ケーシング１の上記ロータ３端面と相対する面に段差を設けて隙間を広くする場合、ロータ３の回転によるロータ３の突出部５の軌跡に対応する部分にリング状の溝を形成すれば良い。

参考例１に係る混練機端部の概略構造図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。 参考例１に係る混練機のロータ端面において、図１、図２と異なる溝配置の一例を示す図である。 参考例２に係る混練機端部の概略構造図である。 図４のＶ−Ｖ線矢視図である。 その他の検討例１に係る混練機端部の概略構造図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図である。 本発明の実施の形態に係る混練機端部の概略構造図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線矢視図である。 その他の検討例２に係る混練機端部の概略構造図である。 図１０ＸＩ−ＸＩ線矢視図である。 従来の一般的な混練機の断面図である。 従来の混練機端部の概略構造図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ 混練室
３ ロータ
４ ロータ軸
５ 突出部
６ａ、６ｂ 溝
７ 凸部
８ ブラシ状シール部材
９ 段差
１０ 傾斜面
１１ 段差
２１ ロータ回転方向
２２ ダストシール

Claims (3)

1. 混練物を入れるケーシングと、同ケーシングの内部で回転する混練用ロータとを有する混練機において、上記ロータの端面または上記ケーシングの上記ロータ端面と相対する面に、少なくとも一箇所の段差と、該段差の下部から徐々に高くなり該段差の頂部に達する傾斜面とを設けたことを特徴とする混練機。
2. 上記段差を、ロータ中心部側から周縁部に向かうように形成したことを特徴とする請求項１に記載の混練機。
3. 上記段差を、上記ロータの回転に伴なって混練物が周縁方向へ導かれるように傾斜させたことを特徴とする請求項２に記載の混練機。

Images