JP2013237086A - 混練砂性状計測装置における砂採取方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 混練砂の性状計測を安定的に行うことができる混練砂性状計測装置における砂採取方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 鋳物砂の混練機に連通されたガイド筒と、該ガイド筒内に回転可能に挿入されたスクリューと、を具備する混練砂性状計測装置において前記混練機から混練砂を採取する方法であって、前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出する工程と、該ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出した後、前記スクリューを回転させて前記混練機から混練砂を採取する工程と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鋳物砂の混練機の側壁に取り付けられた混練砂性状計測装置における砂採取方法及びその装置に関する。

従来、鋳物砂の混練状態を調整するために、混練中に混練機から混練砂を採取し、該採取した混練砂の性状を計測し、この計測結果に基づいて鋳物砂の混練状態を調整することは公知にされている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２４４３８号公報

しかし、特許文献１のものでは、混練中に混練機から混練砂を採取した際、ガイド筒とスクリューの間に混練砂が残留し、その状態で時間が経過すると、該残留した混練砂が乾燥して該ガイド筒とスクリューの間に固着してしまうという問題がある。また該残留して乾燥した混練砂が、次回の採取の際、採取砂に混入するという問題がある。このような問題により、特許文献１のものでは、混練砂の性状計測が安定的に行えないという課題があった。

本発明は、上記の問題に鑑みて成されたもので、混練砂の性状計測を安定的に行うことができる混練砂性状計測装置における砂採取方法及びその装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明の混練砂性状計測装置における砂採取方法は、鋳物砂の混練機に連通されたガイド筒と、該ガイド筒内に回転可能に挿入されたスクリューと、を具備する混練砂性状計測装置において前記混練機から混練砂を採取する方法であって、前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出する工程と、該ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出した後、前記スクリューを回転させて前記混練機から混練砂を採取する工程と、を有することを特徴とする。

また本発明の混練砂性状計測装置における砂採取方法は、前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出する際の排出場所が前記混練砂性状計測装置の内部であることを特徴とする。

さらに本発明の混練砂性状計測装置における砂採取方法は、前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出する際の排出場所が前記混練機であることを特徴とする。

さらに本発明の混練砂性状計測装置における砂採取方法は、前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を前記混練機に排出する際に、前記混練機に向かって前記ガイド筒内に圧縮空気を供給することを特徴とする。

さらに本発明の混練砂性状計測装置における砂採取方法は、鋳物砂の混練機に連通されたガイド筒と、該ガイド筒内に回転可能に挿入されたスクリューと、を具備する混練砂性状計測装置において前記混練機から混練砂を採取する方法であって、前記スクリューを回転させて前記混練機から混練砂を採取する工程を有し、該混練機から混練砂を採取する工程以外のときは常時、前記スクリューを前記混練機から混練砂を採取する際とは逆方向に回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を前記混練機に排出することを特徴とする。

また上記の目的を達成するために本発明の混練砂性状計測装置における砂採取装置は、請求項４記載の混練砂性状計測装置における砂採取方法に用いる砂採取装置であって、前記混練機に向かって前記ガイド筒内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給ノズルを具備することを特徴とする。

本発明は、鋳物砂の混練機に連通されたガイド筒と、該ガイド筒内に回転可能に挿入されたスクリューと、を具備する混練砂性状計測装置において前記混練機から混練砂を採取する方法であって、前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出する工程と、該ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出した後、前記スクリューを回転させて前記混練機から混練砂を採取する工程と、を有するようにしたから、混練砂の性状計測を安定的に行うことができる等種々の効果がある。

本発明の実施形態を示す正面断面図である。 図１におけるＡ−Ａ矢視図である。 コイルスプリングを用いたスクリューを示す拡大図である。 中心軸に螺旋状に板を巻いたスクリューの一例を示す拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。最初に本発明の第１実施形態について説明する。図１において、符号１は鋳物砂（本実施形態では生型砂）の混練機である。なお本実施形態では、混練機１としてミックスマラーを用いている。そして、該混練機１の側壁には混練砂性状計測装置２が取り付けられている。

ここで該混練砂性状計測装置２の構成について詳しく説明する。図１に示すように、前記混練機１の側壁における下位部外側には円筒状で中空のガイド筒３が装着されており、該ガイド筒３は前記混練機１に連通されている。そして、該ガイド筒３内には回転可能なスクリュー４が挿入されており、該スクリュー４の基端はモータ５に連結されている。なお本実施形態では、スクリュー４としてコイルスプリングを用いている。

そして、該モータ５はケーシング６の側壁における上位部外側に装着されている。また前記ガイド筒３も該ケーシング６の側壁で支持されている。そして、該ケーシング６内における前記スクリュー４の基端の下方には砂投入孔７が穿孔されており、該砂投入孔７の下方には、内部に砂投入室８ａが形成されたスクレープ体８が配置されている。

そして、前記ケーシング６内における前記スクレープ体８の下方には中空の円筒部材９が配設されており、該円筒部材９の中空部は砂圧縮室９ａである。なお前記砂投入室８ａと該砂圧縮室９ａは連通可能にされている。

そして、該円筒部材９の下端は砂圧縮部材１０で蓋がされており、該砂圧縮部材１０の外周面と前記円筒部材９の内周面は摺動されるようになっている。そして、該砂圧縮部材１０は昇降シリンダ１１の先端に連結されており、該昇降シリンダ１１は前記ケーシング６の底面外側に装着されている。

また図２に示すように、前記スクレープ体８の外側には押し出しヘッド１２が固定されており、該押し出しヘッド１２の下端には取り外し可能なストッパ部材１３が図示されない締結手段により締結固定されている。そして、該押し出しヘッド１２は横行シリンダ１４の先端に連結されており、該横行シリンダ１４は前記ケーシング６に装着されている。

また図２において、前記横行シリンダ１４が伸長作動した際の前記スクレープ体８の下方には、シュート１５が配設されており、該シュート１５は前記ケーシング６の側壁に取り付けられている。なお符号１６は前記混練機１に向かって前記ガイド筒３内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給ノズルである。該圧縮空気供給ノズル１６は図示されない開閉弁を介して圧縮空気源（図示せず）に連通されている。また該圧縮空気供給ノズル１６は前記ケーシング６で支持されている。

このように構成されたものの作動について説明する。まず、混練機１を作動させた後、該混練機１内に所定量の鋳物砂と添加材（例えば、水、ベントナイト、石炭粉、でんぷんなど）が投入されて混練が開始される。上述したように、本実施形態では混練機１としてミックスマラーを用いているため、混練機１の主軸の回転により、ローラ及びスクレーパーが回転され、該鋳物砂の混練が行われる。なお混練機１の主軸、ローラ及びスクレーパーについては図示を省略している。

そして、該鋳物砂の混練が進むにつれ、回転する前記ローラ及びスクレーパーにより混練砂が混練機１の側壁に押し付けられ、ガイド筒３とスクリュー４の間に詰め込まれていく。

次に、モータ５を所定時間、逆回転させることにより、スクリュー４を逆方向Ｋ２（図２参照）に所定時間回転させる。これにより、ガイド筒３内に残留する混練砂を該ガイド筒３の外に排出する。即ち、ガイド筒３とスクリュー４の間に詰め込まれた混練砂を混練機１に排出する。なお、この際、該スクリュー４の回転と同時に、圧縮空気供給ノズル１６に連通する前記開閉弁を開き、該圧縮空気供給ノズル１６により、混練機１に向かってガイド筒３内に圧縮空気を供給する。

次に、スクリュー４の回転を停止させ、これと同時に、圧縮空気供給ノズル１６に連通する前記開閉弁を閉じて該圧縮空気供給ノズル１６からの圧縮空気の供給を止める。

次に、モータ５を所定時間、正回転させることにより、スクリュー４を正方向Ｋ１（図２参照）に所定時間回転させる。そうすると、混練機１内の混練砂がスクリュー４で切り出され、該スクリュー４の基端まで搬送される。そして、該搬送されてきた所定量の混練砂は、砂投入孔７及び砂投入室８ａを通って砂圧縮室９ａに投入される。なお、この際、昇降シリンダ１１は下降端にされている。このようにして、混練機１から混練砂を採取する。

次に、横行シリンダ１４を伸長作動させる。これにより、円筒部材９上に溢れている混練砂は、スクレープ体８におけるスクレープ板８ｂ（図２参照）でスクレープされ、シュート１５を通って図示されない回収手段に回収される。また、ストッパ部材１３が円筒部材９上に位置され、これにより砂圧縮室９ａの上端はストッパ部材１３で蓋がされる。

次に、昇降シリンダ１１を伸長作動させることにより、砂圧縮部材１０を上昇させて砂圧縮室９ａ内の混練砂を圧縮する。本実施形態では、これにより、混練砂性状としてのＣＢ値（コンパクタビリティ値）が計測されるようになっている。

次に、昇降シリンダ１１を収縮作動させることにより、砂圧縮部材１０を下降させる。その後、横行シリンダ１４を収縮作動させ、スクレープ体８を円筒部材９の上方位置に戻す。次に、砂圧縮部材１０の上面が円筒部材９の上面と同一高さになるまで昇降シリンダ１１を伸長作動させる。これにより、砂圧縮室９ａ内で圧縮された混練砂の塊が砂投入室８ａ内に押し出される。その後、横行シリンダ１４を伸長作動させる。これにより、砂投入室８ａ内に押し出された該混練砂の塊は、スクレープ体８におけるスクレープ板８ｂでスクレープされ、シュート１５を通って図示されない回収手段に回収される。

次に、昇降シリンダ１１を収縮作動させることにより、砂圧縮部材１０を下降させる。その後、横行シリンダ１４を収縮作動させ、スクレープ体８を円筒部材９の上方位置に戻す。

次に、別の実施形態を第２実施形態として説明する。該第２実施形態の構成は第１実施形態と同じである。また、作動も第１実施形態と基本的には同じであるが、相違点として、一部、追加される作動があるため、この点につき、説明する。

第２実施形態では、上述の第１実施形態で示すように、スクリュー４を正方向Ｋ１に所定時間回転させ、混練機１から混練砂を採取する。そして、該混練砂の採取が終了したら、モータ５を逆回転させることにより、スクリュー４を逆方向Ｋ２に回転させる。即ち、ガイド筒内３に残留する混練砂を混練機１に排出する。なお、この際、該スクリュー４の逆方向Ｋ２への回転と同時に、圧縮空気供給ノズル１６に連通する前記開閉弁を開き、該圧縮空気供給ノズル１６により、混練機１に向かってガイド筒３内に圧縮空気を供給する。

そして、該スクリュー４の逆方向Ｋ２への回転、及び、圧縮空気供給ノズル１６からの圧縮空気の供給は、次の混練砂の採取の開始、即ち、スクリュー４の正方向Ｋ１への回転の開始まで続けられる。これらの点が第１実施形態とは異なる。

即ち、第２実施形態では、混練機１から混練砂を採取する工程以外のときは常時、スクリュー４を混練機１から混練砂を採取する際とは逆方向Ｋ２に回転させてガイド筒３内に残留する混練砂を混練機１に排出するようにしている。なおスクリュー４が逆方向Ｋ２へ回転しているときは、圧縮空気供給ノズル１６から圧縮空気が供給される。

次に、別の実施形態を第３実施形態として説明する。該第３実施形態は圧縮空気供給ノズル１６を用いていない。この点が第１実施形態との構成の相違点である。これ以外は第１実施形態と同じ構成である。

このように構成されたものの作動について説明する。まず、混練機１を作動させた後、該混練機１内に所定量の鋳物砂と添加材（例えば、水、ベントナイト、石炭粉、でんぷんなど）が投入されて混練が開始される。そして、該鋳物砂の混練が進むにつれ、回転する前記ローラ及びスクレーパーにより混練砂が混練機１の側壁に押し付けられ、ガイド筒３とスクリュー４の間に詰め込まれていく。

次に、砂圧縮部材１０の上面が円筒部材９の上面と同一高さになるまで昇降シリンダ１１を伸長作動させる。そして、モータ５を所定時間、正回転させることにより、スクリュー４を正方向Ｋ１に所定時間回転させる。これにより、ガイド筒３内に残留する混練砂を該ガイド筒３の外に排出する。即ち、ガイド筒３とスクリュー４の間に詰め込まれた混練砂を混練砂性状計測装置２の内部における砂投入室８ａ内に排出する。

次に、横行シリンダ１４を伸長作動させる。これにより、該砂投入室８内に排出された混練砂は、スクレープ体８におけるスクレープ板８ｂでスクレープされ、シュート１５を通って図示されない回収手段に回収される。次に、昇降シリンダ１１を収縮作動させることにより、砂圧縮部材１０を下降させる。その後、横行シリンダ１４を収縮作動させ、スクレープ体８を円筒部材９の上方位置に戻す。

次に、モータ５を所定時間、正回転させることにより、スクリュー４を正方向Ｋ１に所定時間回転させる。そうすると、混練機１内の混練砂がスクリュー４で切り出され、該スクリュー４の基端まで搬送される。そして、該搬送されてきた所定量の混練砂は、砂投入孔７及び砂投入室８ａを通って砂圧縮室９ａに投入される。なお、この際、昇降シリンダ１１は下降端にされている。このようにして、混練機１から混練砂を採取する。

次に、横行シリンダ１４を伸長作動させる。これにより、円筒部材９上に溢れている混練砂は、スクレープ体８におけるスクレープ板８ｂでスクレープされ、シュート１５を通って図示されない回収手段に回収される。また、ストッパ部材１３が円筒部材９上に位置され、これにより砂圧縮室９ａの上端はストッパ部材１３で蓋がされる。

次に、昇降シリンダ１１を伸長作動させることにより、砂圧縮部材１０を上昇させて砂圧縮室９ａ内の混練砂を圧縮する。本実施形態では、これにより、混練砂性状としてのＣＢ値（コンパクタビリティ値）が計測されるようになっている。

次に、昇降シリンダ１１を収縮作動させることにより、砂圧縮部材１０を下降させる。そして、横行シリンダ１４を収縮作動させ、スクレープ体８を円筒部材９の上方位置に戻す。その後、砂圧縮部材１０の上面が円筒部材９の上面と同一高さになるまで昇降シリンダ１１が伸長作動され、上記の作動が繰り返される。なお該昇降シリンダ１１の伸長作動によって砂投入室８ａ内に押し出された混練砂の塊は、次の横行シリンダ１４の伸長作動の際に、スクレープ体８におけるスクレープ板８ｂでスクレープされ、シュート１５を通って図示されない回収手段に回収される。

なお本発明では、スクリュー４を回転させてガイド筒３内に残留する混練砂を該ガイド筒３の外に排出した後、スクリュー４を回転させて混練機１から混練砂を採取するようにしている。これにより、ガイド筒３内に残留した混練砂が乾燥して該ガイド筒３とスクリュー４の間に固着するのを防止することができる。またガイド筒３内に残留して乾燥した混練砂が、次回の採取の際、採取砂に混入するのを防止することができる。このため、混練砂の性状計測を安定的に行うことができ、混練砂性状計測装置の計測精度が向上するという利点がある。

また本発明では、第３実施形態に示すように、スクリュー４を回転させてガイド筒３内に残留する混練砂を該ガイド筒３の外に排出する際の排出場所が混練砂性状計測装置２の内部にされている。本構成によれば、該ガイド筒３内に残留する混練砂を該ガイド筒３の外に排出する際、及び、混練機１内の混練砂をスクリュー４で切り出して混練砂を採取する際の両方とも、スクリュー４を正方向Ｋ１に回転させるから、混練砂性状計測装置２の制御が簡単になるという利点がある。

さらに本発明では、第１実施形態に示すように、スクリュー４を回転させてガイド筒３内に残留する混練砂を該ガイド筒３の外に排出する際の排出場所が混練機１にされている。本構成によれば、該ガイド筒３内に残留する混練砂を該ガイド筒３の外に排出する際、混練機１からガイド筒３内に進入しようとする混練砂を混練機１側に押し出す作用が働くため、余分な混練砂がガイド筒３内に進入してこないという利点がある。

さらに本発明では、第２実施形態に示すように、スクリュー４を回転させて混練機１から混練砂を採取する工程を有し、該混練機１から混練砂を採取する工程以外のときは常時、スクリュー４を混練機１から混練砂を採取する際とは逆方向に回転させてガイド筒３内に残留する混練砂を混練機１に排出するようにされている。本構成によれば、混練砂がガイド筒３の内周面に接触する時間が少ないため、ガイド筒３の内周面の摩耗が少ないという利点がある。

なお本発明の第１及び第２実施形態では、圧縮空気供給ノズル１６を用い、スクリュー４を逆方向Ｋ２へ回転させてガイド筒３内に残留する混練砂を混練機１に排出する際に、混練機１に向かってガイド筒３内に圧縮空気を供給するようにしているが、これに限定されるものではなく、圧縮空気供給ノズル１６は省略してもよい。ただし、圧縮空気供給ノズル１６を用い、スクリュー４を逆方向Ｋ２へ回転させてガイド筒３内に残留する混練砂を混練機１に排出する際に、混練機１に向かってガイド筒３内に圧縮空気を供給するようにすると、該ガイド筒３内に残留する混練砂を、より一層効率的に混練機１に排出することができるため、より好ましい。

また本発明の第１実施形態では、スクリュー４を逆方向Ｋ２に所定時間回転させることにより、ガイド筒３とスクリュー４の間に詰め込まれた混練砂を混練機１に排出している。そして、本発明の第３実施形態では、スクリュー４を正方向Ｋ１に所定時間回転させることにより、ガイド筒３とスクリュー４の間に詰め込まれた混練砂を混練砂性状計測装置２の内部における砂投入室８ａ内に排出している。この際の両者の前記所定時間、即ち、両者のスクリュー４の回転時間は、特に限定されるものではないが、該ガイド筒３とスクリュー４の間に詰め込まれた混練砂が確実にガイド筒３の外に排出されることを考慮し、次式から求めた時間以上とすることが好ましい。

＜式＞
スクリュー回転時間＝（（ガイド筒長さ／スクリューピッチ）／スクリュー回転数）×５

例えば、ガイド筒長さ＝２００ｍｍ、スクリューピッチ＝４０ｍｍ、スクリュー回転数＝６００ｒｐｍの場合、
スクリュー回転時間＝（（２００／４０）／６００）×５＝（１／２４）分＝２．５秒以上とすることが好ましい。なお、ここでいうスクリューピッチとは、図３に示すピッチＰのことをいう。

さらに本発明の第１、第２及び第３実施形態では、スクリュー４としてコイルスプリングを用いたが、これに限定されるものではなく、スクリュー４として、中心軸に螺旋状に板を巻いたスクリューを用いるようにしてもよい。図４は該中心軸に螺旋状に板を巻いたスクリューの一例を示しており、図中のピッチＰがスクリューピッチである。

またスクリュー４の材質は、剛性と耐摩耗性を備えたものであれば特に限定されるものではなく、例えば、金属、合成樹脂などが挙げられる。またガイド筒３の材質も、剛性と耐摩耗性を備えたものであれば特に限定されるものではなく、例えば、金属、合成樹脂などが挙げられる。

またスクリュー４の好ましい寸法を例示すると、コイルスプリングの場合、外径５０〜１５０ｍｍ、スクリューピッチ２０〜７０ｍｍ、線径５〜２０ｍｍである。また中心軸に螺旋状に板を巻いたスクリューの場合、外径５０〜１５０ｍｍ、スクリューピッチ２０〜７０ｍｍ、中心軸径２０〜８０ｍｍ、螺旋状に巻いた板の厚み５〜１５ｍｍである。

またスクリュー４外周とガイド筒３内周との隙間は、１〜５ｍｍ程度が好ましく、ガイド筒３の長さは５００ｍｍ以下が好ましい。またスクリュー４の長さは、混練機１側では、スクリュー外径の１／５〜１／２倍程度、ガイド筒３の先端面から混練機１内に突出した状態が好ましく、モータ５側では、ガイド筒３の基端面からモータ５への取り付け端面までの距離がスクリュー外径の１〜２倍程度であることが好ましい。

またスクリュー４の回転数（即ち、モータ５の回転数）は、混練機１の主軸（図示せず）の回転数の１０〜４０倍程度が好ましい。

１ 混練機
２ 混練砂性状計測装置
３ ガイド筒
４ スクリュー
１６ 圧縮空気供給ノズル

Claims (6)

1. 鋳物砂の混練機に連通されたガイド筒と、該ガイド筒内に回転可能に挿入されたスクリューと、を具備する混練砂性状計測装置において前記混練機から混練砂を採取する方法であって、前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出する工程と、該ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出した後、前記スクリューを回転させて前記混練機から混練砂を採取する工程と、を有することを特徴とする混練砂性状計測装置における砂採取方法。
2. 前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出する際の排出場所が前記混練砂性状計測装置の内部であることを特徴とする請求項１記載の混練砂性状計測装置における砂採取方法。
3. 前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を該ガイド筒の外に排出する際の排出場所が前記混練機であることを特徴とする請求項１記載の混練砂性状計測装置における砂採取方法。
4. 前記スクリューを回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を前記混練機に排出する際に、前記混練機に向かって前記ガイド筒内に圧縮空気を供給することを特徴とする請求項３記載の混練砂性状計測装置における砂採取方法。
5. 鋳物砂の混練機に連通されたガイド筒と、該ガイド筒内に回転可能に挿入されたスクリューと、を具備する混練砂性状計測装置において前記混練機から混練砂を採取する方法であって、前記スクリューを回転させて前記混練機から混練砂を採取する工程を有し、該混練機から混練砂を採取する工程以外のときは常時、前記スクリューを前記混練機から混練砂を採取する際とは逆方向に回転させて前記ガイド筒内に残留する混練砂を前記混練機に排出することを特徴とする混練砂性状計測装置における砂採取方法。
6. 請求項４記載の混練砂性状計測装置における砂採取方法に用いる砂採取装置であって、前記混練機に向かって前記ガイド筒内に圧縮空気を供給する圧縮空気供給ノズルを具備することを特徴とする混練砂性状計測装置における砂採取装置。