JP2009039646A - ふるいの目詰まり防止装置、該装置を備えたふるい装置および該装置を備えた混合攪拌分級装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転ふるいのふるい面を打撃して目詰まりを防止するふるい装置の目詰まり防止装置33であって、前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレール35と、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸37と、該回動軸37の一端側に固定されると共に前記カムレール35に当接してカムレール35のレール形状に沿って前記回動軸37を回動させる方向に運動する従動片39と、回動軸37に取り付けられて回転ふるいのふるい面を打撃するハンマー41とを備えてなる。
【選択図】 図1
Description
ふるい装置の一般的な形態として、円筒状の網目状ドラムの中に分級の対象となる土砂を投入して、ドラムを回転しながら網目のメッシュによって分級するものが一般的である。
このような目詰まり防止方法として、一般的にはワイヤーブラシなどを網目に接触させてワイヤーブラシによって土砂を摺り落とすということが行なわれている。
このようなワイヤーブラシ方式の問題点を解決するものとして、特許文献1に示された床土ふるい機の目詰まり防止装置(以下、単に「目詰まり防止装置」という。)が提案されている。
図13、図14に示されるように、特許文献1に開示された目詰まり防止装置は、円筒形の回転ふるい100の一端にローラチェーン101が設けられ、このローラチェーン101に噛み合う鎖歯車103がフレーム105に固定されたブラケット107に回転可能に取り付けられている。そして、鎖歯車103の回転軸109にはクランク軸111が固定され、クランク113の端部に転輪115が回転自在に取り付けられている。以上の構造から、回転ふるい100が回転すると鎖歯車103が回転し、これによってクランク軸111が回転するようになっている。詳細は後述するが、クランク軸111の回転によってクランク113の端部に取り付けられた転輪115が後述する加振ローラ体117を動作させることになる。
このような構造の加振ローラ体117は常時コイルスプリング129によってスプリング掛け腕127が引張られることによりローラ121が回転ふるい100に当接するようになっている(図15参照)。
そこで、以下においては、転輪115の動きと加振ローラ体117の動きの関係について説明する。
この例では、回転ふるい100一回転でクランク軸111が4.5回転するようになっているので、回転ふるい100が一回転する間に加振ローラ体117が4〜5回回転ふるい100の表面を加振することになる。
しかしながら、加振ローラ体117に一定の時間間隔で打撃動作を行なわせるための具体的な構造には種々の問題がある。
また、加振ローラ体117を動作させるためにコイルスプリングを使用しているため、コイルスプリングの付勢力の劣化によって十分な加振力が得られなくなることも考えられる。
そもそも、土砂が絡みつく劣悪な環境での使用を考えると、従来例のような複雑な構造では上記の指摘以外の動作不良も生じることが十分考えられる。
前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレールと、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸と、該回動軸の一端側に固定されると共に前記カムレールに当接してカムレールのレール形状に沿って前記回動軸を回動させる方向に運動する従動片と、前記回動軸に取り付けられて前記回転ふるいのふるい面を打撃するハンマーとを備えてなることを特徴とするものである。
なお、ふるい面を打撃するとは、必ずしもふるい面そのものを打撃する場合に限定する趣旨ではなく、例えばふるい面に補強のためのリブなどが設置されているような場合にそのリブを打撃するような場合も含む趣旨である。
複数の攪拌羽根が回転軸の軸方向に集まっているとは、回転軸における混合攪拌部軸方向長さの25%以内の長さの範囲内に複数の攪拌羽根が配置されていることをいう。そして、攪拌羽根ブロックとは、上記のように配置された複数の攪拌羽根のひとかたまりの集合体をいう。
なお、上記の例においては、全ての攪拌羽根が攪拌羽根ブロックを形成する場合と、攪拌羽根ブロックを形成する攪拌羽根の他に攪拌羽根ブロックを形成しない攪拌羽根が設置されている場合の2つの場合を含む。
本実施の形態は、目詰まり防止装置を、例えば管埋め戻し工法において土質改良のために掘削土と土質改良剤の混合攪拌及び分級をするために用いる混合分級装置に設置したものである。
図1は、混合攪拌分級装置1の説明図、図2は図1の矢視A―A図である。
混合攪拌分級装置1は、土質改良剤が添加された掘削土を受け入れて掘削土の混合攪拌及び分級を行う装置である。
混合攪拌分級装置1は、図1に示されるように、掘削土の投入部となるホッパ3と、略円筒状の外殻5とを有し、この外殻5内に、第1モータ7によって回転駆動される回転筒体9が収容され、回転筒体9の中心部を回転筒体9の全長に亘って貫通する回転軸11と、回転軸11に設置された攪拌羽根13を備えて構成されている。回転軸11は第2モータ15によって回転駆動される。
なお、架台17の傾斜角度は、前述のように任意に設定できるので、長時間の混合攪拌が必要な場合には、傾斜角度を小さくし、逆に混合攪拌時間が短時間でよい場合には、傾斜角度を大きくすればよい。
傾斜角度は、一般的には、5度前後に調整されるが、これに限られるものではない。
また、回転筒体9の後端側には、図2に示されるように、分級によってオーバーサイズとされた掘削土を収容して排出するシュート25が設けられている。
ふるいの目詰まり防止装置は分級部29に設置されるので、まず分級部29の構造及び目詰まり防止装置について説明する。
なお、この例では、分級部29を円筒網体31から構成したが、多数の孔を有するものであれば、例えばエキスパンドメタルなどでもよい。
図3は目詰まり防止装置33を含む分級部29の拡大図である。図4、図5は図3の矢視B−B図であり、図4と図5は回転筒体9が図4の状態からさらに図中矢印方向に回転した状態が図5の状態である。
以下、図3〜図5に基づいて目詰まり防止装置33について説明する。
従動片39は角丸の略三角形の板体からなり、一端側が回動軸37に固定され、他端側にカムレール35上を転動するカムフォロワとなるコロ53が設けられている。
ハンマー41は、回動軸37に挿入されて回動軸37にハンマー41を所定の位置で固定できる取付部55と、取付部55から延出するハンマー軸57と、ハンマー軸57の先端部に設けられて円筒網体31を打撃する打撃片59とを備えている。
取付部55は筒状になっており、回動軸37の軸方向に移動して最適位置に固定できる構造である。
ハンマー軸57は金属製の棒状体からなり、所定の重量を有している。所定の重量を有していることが、円筒網体31に打撃力を与えることができる一要因になっている。
打撃片59はハンマー軸57の先端部に回転自在かつ着脱可能に取り付けられた金属製の円柱部材から構成されている。打撃片59を回転自在にしたのは、打撃片59が円筒網体31と接触しているときに打撃片59が回転することで打撃片59と円筒網体31との摩擦を小さくするためである。また、打撃片59を着脱可能にしたのは、打撃片59を取り替えることによりその重量を変え、これによって打撃力を変えることができるようにするためである。
回転筒体9を回転させると、従動片39に設けられたコロ53がカムレール35上を転がる。コロ53がカムレール35の谷部45に位置しているときには、図4に示すように、ハンマー41の先端の打撃片59が円筒網体31に当接する状態になっている。回転筒体9が回転して、コロ53がカムレール35の上向傾斜部43aに位置すると従動片39の先端側が押し上げられ、この動きによって回動軸37が一定の角度だけ回動する。これによって、図5に示すように、ハンマー41の先端側が持ち上げられる。コロ53が頂上部43bを移動しているときにはこの状態で保持される。コロ53が下向傾斜部43cに位置すると、押し上げられていた従動片39が逆方向に急激に移動し、これによって回動軸37が上向傾斜部43aのときと反対方向に回動する。これによって、図4に示すように、ハンマー41が振り下ろされ、打撃片59が円筒網体31を打撃する。
カムレール35には4つの山谷が設けられているので、回転筒体9が1回転する間に4回の打撃動作が行なわれる。
図6では蓋体58を開放した状態を示している。
また、図6に示すように、開口部56には、開口部56を回転筒体9の軸方向に横切るように保持棒60を着脱可能に設置できるようになっている。保持棒60は、図6に示すように、ハンマー軸57の先端側を保持することで、ハンマー41を常時円筒網体31に非接触の状態にしておくものである。ハンマー軸57の先端側を保持させることにより、分級対象となる土の土質性状によって円筒網体31を打撃する必要が無い場合には打撃をしないようにできる。ハンマー軸57を保持棒60に保持させた状態では、図7に示すように、従動片39のコロ53がカムレール35に接触しないようになっている。
しかも、従来例のように打撃力を付与するためにコイルバネのようなものを必要とせず、コイルバネを用いたときのようにコイルバネの劣化によって打撃力が弱まるようなこともない。
さらに、打撃片59を着脱可能にしているので、打撃片59を取り替えるだけで打撃力を変えることができ、分級対象の土質性状に最適な打撃力を容易に得ることができる。
またさらに、本実施の形態ではハンマー41の位置を自由に変更できるようにしているので、回転筒体9の傾斜角度等の種々の要因によって最も目詰まりが生じ易い箇所が変わるような場合でも最適の位置にハンマー位置を容易に変更でき、最適場所の打撃が可能になっている。
混合攪拌部27は、円筒体からなり、円筒体の中心に配置された回転軸11に複数の攪拌羽根13が設置されている。
円筒体は、図1に示されるように、円筒体の外周部に設けられたギア61に第1モータ7の回転力を伝達することによって回転するように構成されている。回転数は特に限定されず、土質によって最適の混合が得られるように回転数を設定すればよい。もっとも通常は、数回〜数十回/分程度であり、回転数の調整は、例えばインバーターによって第1モータ7の回転数を調整することによって行うようにすればよい。
また、各攪拌羽根13は、図8における矢視B−B図である図9に示されるように、回転軸11の軸周りに所定の角度、例えば90度ずつずれて設置されている。なお、図8では、紙面に直交する攪拌羽根13が省略されている。つまり、この例では、回転軸11の軸回りに90度ずつずらして配置された4枚の攪拌羽根13がひとつの攪拌羽根ブロックを2個有し、この2個の攪拌羽根ブロックが混合攪拌部27の上流端側と下流端側にそれぞれ配置されている。
攪拌羽根13を回転軸11に対して固定する方法は、回転軸11に直接溶接してもよいが、破損した場合に交換が容易なようにボルト止めによって固定するのが好ましい。
なお、攪拌羽根13の回転方向は、回転筒体9と同じ方向でも逆の方向でもよいが、回転筒体9と同じ方向に回転させることで、トルクを小さくして小型のモータで回転駆動ができる。
攪拌羽根13は、図8、図9に示されるように、全体が棒状体からなり、回転軸11に基端側が固定された基部13aと、この基部13aに対して回転面内で回動可能に取付けられた先端部13bとから構成される。先端部13bは、図9の矢印で示されるように、攪拌羽根13の回動面内で基部13aに対して回動できるようになっている。
このように、攪拌羽根13を基部13aと基部13aに対して回動できる先端部13bとから構成することにより、以下のような作用効果が得られる。
そして、先端部13bが基部13aに対して回動可能になっていることから、仮に礫のような大きな塊が筒状体内面と攪拌羽根先端に挟まれそうになっても、先端部13bが屈曲するので、攪拌羽根13に過大なトルクがかかることがなく、攪拌羽根13の回転が停止することがない。筒状体内面と攪拌羽根先端との間に挟まれそうになった礫は、攪拌羽根13によって跳ね飛ばされ細かく破砕されることから、混合攪拌が効率的に行える。
また、基部13aと先端部13bとの着脱を容易にしておくことで、停止時の交換や掃除等を容易にすることができる。
ベルトコンベア9から搬送された掘削土が、混合攪拌分級装置1のホッパ3に投入される。投入された掘削土は回転する回転筒体9によって、図10に示されるように、上方に跳ね上げられながら、混合攪拌される。また、回転筒体9内では高速に回転する攪拌羽根13によって掘削土は破砕され、さらに攪拌混合される。つまり、掘削土は、回転筒体9の回転による跳ね上げによる混合攪拌作用と、攪拌羽根13による破砕、混合攪拌作用を同時に受け、これによって効率的に混合攪拌が行なわれる。
特に、本実施の形態では、混合攪拌部27の上流端側に攪拌羽根13を集めて集約した攪拌羽根ブロックを設置しているので、投入された掘削土は投入直後に細かく破砕され、後の混合攪拌作用を効率的に行なえる。また、攪拌羽根ブロックを混合攪拌部27の下流端側にも配置しているので、たとえ混合攪拌部27の途中で掘削土が塊になるような状況が生じても混合攪拌部27の最終段階で確実に破砕と混合攪拌を行なうことができる。
他方、メッシュよりも粗い掘削土は円筒網体31の下流側端部まで移動して、その開放端部からシュート25を介して、排出される。
しかも、掘削土を混合攪拌した直後に分級するため、分級の効率もよい。
また、混合攪拌部27については、前述したような種々の工夫がなされており、前述のように、混合攪拌が効率的に行なわれる。
また、上記の実施の形態においては、複数の攪拌羽根13を掘削土投入側に集めて配置した例を示したが、回転筒体9における混合攪拌部内で均等に配置してもよい。
また、上記の実施の形態では、攪拌羽根13の形状につき、真っ直ぐな棒状体を途中で回動可能に連結したものを示したが、湾曲した棒状体を連結して形成してもよい。また、攪拌羽根13の連結部を2箇所以上にしてもよい。なお、棒状体には、扁平な板状のものを含む。
さらに、攪拌羽根13は全てが同じ長さや構造である必要はなく、長さを変えてもよい。その場合、短い攪拌羽根13は連結構造ではなく単一体から構成するようにしてもよい。
エアー噴射手段67は、図12に示すように、圧縮空気を送るエアーコンプレッサ69と、エアーコンプレッサ69とホース71を介して接続されたヘッダー73と、ヘッダー73に設けられた複数の噴射ノズル75と、を備えている。
ヘッダー73を設置する位置は、円筒網体31の外周部における高さ方向の中央部、すなわち円筒網体31の最下位置から90度回転した位置が好ましい。また、この位置に、円筒網体31を挟んで対向するように2個設けるのがより好ましい。
圧縮空気の圧力は、特に限定されるものではないが、3〜5Kgf/cm2(2.94〜4.9MPa)が好適である。
9 回転筒体
11 回転軸
13 攪拌羽根
13a 基部
13b 先端部
27 混合攪拌部
29 分級部
31 円筒網体
33 目詰まり防止装置
35 カムレール
37 回動軸
39 従動片
41 ハンマー
43 山部
45 谷部
53 コロ
55 取付部
57 ハンマー軸
59 打撃片
63 跳ね上げ板
67 エアー噴射手段
Claims (6)
- 回転ふるいのふるい面を打撃して目詰まりを防止するふるい装置の目詰まり防止装置であって、
前記回転ふるいの回転に伴って回転する回転体に設けられたカムレールと、前記回転ふるいのふるい面に対向して回動可能に設けられた回動軸と、該回動軸の一端側に固定されると共に前記カムレールに当接してカムレールのレール形状に沿って前記回動軸を回動させる方向に運動する従動片と、前記回動軸に取り付けられて前記回転ふるいのふるい面を打撃するハンマーとを備えてなることを特徴とするふるい装置の目詰まり防止装置。 - ハンマーは回動軸の軸方向所望の位置に移動でき、かつ固定できるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
- ハンマーの先端に設けられた打撃部が交換可能に取り付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
- ハンマーがふるい面に当接せず、かつ従動片がカムレールに接触しないようにハンマーを保持する保持具を備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置が設置されてなることを特徴とするふるい装置。
- 土砂を受け入れて土砂の混合攪拌および分級を行なう混合攪拌分級装置であって、回転駆動される回転筒体を有し、該回転筒体の上流側が混合攪拌部となり下流側が分級部となるように構成され、混合攪拌部には前記回転筒体とは独立に回転駆動される中心軸と、該中心軸から径方向に延出する攪拌羽根が設けられ、分級部には円筒状の多孔部材からなるふるい面が設けられると共に請求項1〜4の何れか一項に記載のふるい装置の目詰まり防止装置を有することを特徴とする混合攪拌分級装置。
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