JP2019122920A - 撹拌混合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微細粒状物，粉体，微細繊維等を均一に撹拌・混合し、ドラムケース内の付着防止する撹拌混合装置の提供。【解決手段】回転軸７の外周に多数の撹拌爪１３を突設したローター３を筒状のドラムケース２内に軸支し、ローター１３を回転させながらドラムケース２の一端側１１から投入した処理物を撹拌して他端側１２に排出する撹拌混合装置であって、ドラムケース２の断面底部をローター３の回転軌跡Ｌに近接する円弧状に形成し、回転軌跡Ｌの上方に空間からなる補助的な撹拌スペース１７を形成するとともに、撹拌スペース１７内にローター３で掻き上げられ又は撥ね上げられた処理物を、回転駆動することによってモーター１９で撹拌混合するチョッパー爪１８を設けてなる撹拌混合装置。【選択図】図１

Description

この発明は粒体や粉体、特に微細な粉体や繊維状の微粉体等を均一に撹拌混合するのに適した撹拌混合装置に関する。

従来各種粒状・粉状・塊状の処理物を混合する装置として、本発明者等により特許文献１に示す撹拌混合装置が提案されている。この装置は円筒状の処理胴内に、多数の撹拌爪をらせん状に突設したローターを軸支し、一方から投入した処理物を撹拌しながら他方の排出端に排出する機構であり、この例ではローターの撹拌爪の他に塊状の処理物を粉砕する平爪を装着している。

これに対し、横向きの筒状の容器を横断させる方向に処理物を投入、排出させるもので、処理容器内の処理物の撹拌だけでなく、凝集した処理物の粉砕を行うために、ローターの回転軌跡の外周側に回転駆動するチョッパーを設けたものとして特許文献２の装置が公知である。

さらに、横筒型の容器の上方から処理物を投入して撹拌し、直下方向に排出するもので、ローター側の撹拌羽根（ショベル羽根３）の間に外周側からチョッパーを内向きに突設したものとして特許文献３が公知である。

特許第６１５６８０３号公報 特開平１０−２９６０６号公報 特開２００２−２８５５７１号公報

特許文献１の装置はローター側の爪の向きや形状に変化をもたせることにより、撹拌粉砕、混合の機能性を高めるものであるが、この種の装置は一般に大型（例えばドラムケース長３ｍ，内径０．５ｍ）である他、上記機能をローター自体の回転のみに依存しているために、例えば微粉体や微細繊維片等を撹拌混合する場合は、より均質で高精度な撹拌混合度合が求められている。

また特許文献２，３に示す装置は、共に横型の筒状ケース内に回転体を同軸方向に軸支して撹拌回転させるものであるが、いずれも処理物を横方向に移動させながら撹拌させるものではなく、横方向のケースを上下に通過させながら撹拌するので、処理物を連続供給しながら時間を掛けて十分に撹拌混合するには適していない。

そして特許文献２，３の装置は、いずれもチョッパーはローターの回転軸廻りに装着された撹拌爪（特許文献２では撹拌部材４及び流動方向変更部材７、特許文献３では撹拌部材４が相当）の回転軌跡の外側の空間又はこれらの部材間で上記回転軌跡の谷間空間等に内向きにチョッパーが突設されている。このため容器内面のチョッパーの取付基端部やその周辺には、粉体・粒体状の処理物が付着して残り易いという欠点がある。

上記の課題を解決するための本発明の装置は、第１に回転軸７の外周に多数の撹拌爪１３を突設したローター３を筒状のドラムケース２内に軸支し、上記ローター１３を回転させながらドラムケース２の一端側から投入した処理物を撹拌して他端側に排出する撹拌混合装置であって、上記ドラムケース２の断面底部をローター３の回転軌跡Ｌに近接する円弧状に形成し、該回転軌跡Ｌの上方に空間からなる補助的な撹拌スペース１７を形成するとともに、該撹拌スペース１７内にローター３で掻き上げられ又は撥ね上げられた処理物を、回転駆動することによって撹拌混合するチョッパー爪１８を設けてなる
ことを特徴としている。

第２に、ドラムケース２の内部底面側の断面をローター３の回転軌跡Ｌに沿った円弧状断面とし、少なくともローター３の回転軌跡Ｌの上半部以上の内面を上方に向って開放された側壁２ａとし、該側壁２ａ内面の上端側を塞ぐ蓋１４を設け、上記側壁２ａ内面と蓋１４の内面とのコーナー部を撹拌スペース１７としたことを特徴としている。

第３に、ドラムケース２を内部底面がローター３の回転軌跡Ｌに沿った半円形断面を形成するＵ字形断面としたことを特徴としている。

第４に、チョッパー爪１８を蓋１４側内面より下向きに突出させて蓋１４側に取付けたことを特徴としている。

第５に、蓋１４が平板状断面であることを特徴としている。

第６に、チョッパー爪１８を所定間隔毎に平面視で回転軸７の軸心に対して前後両側に千鳥状に振り分けて配置したことを特徴としている。

第７に、ドラムケース２の内面にゴム又はプラスチック製の弾性部材よりなるライナー１６を取付けたことを特徴としている。

以上のように構成される本発明の装置よれば、回転する撹拌爪によって上方の撹拌スペースに向って掻き上げ又は撥ね上げられた移動中又は飛散中の処理物をチョッパー爪の高速回転によりカットするように粉砕又は撹拌するので処理物の混合度合が良く、特に処理物が微粉末や微細な繊維状の固体同士の場合又は多量の材料に対して少量の混合物を混合する場合であっても全体が均一に混合され、その後の仕上り製品の高い均質性が確保できる利点がある。

またローター上方に撥ね上げられた処理物を高速回転するチョッパーで撹拌し、落下する処理物をさらに撹拌しながら排出側に搬送排出するので、ドラムケース内に処理物が付着残存することはなく、混合排出される。

ドラムケース内の撹拌爪の回転軌跡上方のコーナー部に形成された処理スペース内で空気を多く含んだ状態で撹拌されるので混合度合が均一で高い均質性が確保でき、チョッパー爪を撹拌爪の軸心上の両側に振り分けて配置することにより撹拌ムラがなく、混合の均質性をさらに高めるのに効果的である。

本発明装置の全体正面図である。 同じく撹拌混合装置の全体平面図である。 撹拌混合装置の拡大縦断面図である。 本発明装置のドラムケース内に設けるチョッパー爪の拡大底面図である。 （Ａ），（Ｂ）は本発明装置のローターの側面断面図と一部正面図である。

以下図示する実施形態につき説明する。図１〜図５はこの発明の装置の１実施例を示し、ベースとなる取付フレーム１上に、筒状のドラムケース２を長手（左右）方向に設置し、該ドラムケース２の長手方向に沿って内部にローター３を収容し、左右端を軸受４，６を介して回転可能に軸支している。

取付フレーム１の左端側には、上記ローター３の回転軸７とクラッチ（又はカップリング）８を介して接続されるモーター９が取付けられ、このモーター９によりローター３が回転駆動される。ドラムケース２の左端（モーター側端部）上部には処理物の投入口１１が、右端下部には撹拌混合された処理物を排出する排出口１２がそれぞれ設けられており、ドラムケース２の左右両端は端板１０によって塞がれている。

ローター３の回転軸７の外周には、多数の撹拌爪１３がらせん状に且つ左右方向に一定の間隔を介して放射状に突設され、この撹拌爪１３は例えば図５に示すように送り爪１３ａ．戻し爪１３ｂ，カット爪１３ｃからなっている。この例では送り爪１３ａは一般にトラクターや耕耘機のロータリーに取付けられるロータリー（耕耘）爪と同様に先端に向って捩り形成され且つ回転方向に沿って山形に湾曲するナタ爪が使用され、ローター３の正転により処理物の撹拌と排出方向への搬送を行う。

戻し爪１３ｂは全体が山形に湾曲している点は送り爪１３ａと共通するが、先端に向う捩れ方向が逆向きで、ローター３の正転により処理物の排出（搬送）作動に対して逆向きの戻し作用を与えて排出中の処理物を一時滞留させ撹拌混合性能を高める。またカット爪１３ｃは板状の平爪を回転軸７と直交する方向に沿わせるとともに、回転方向側の側端をエッジ状にしてローター回転と共に塊状となった処理物をカットして粉砕するものである。

以上に述べた撹拌混合装置の機構は、いずれも発明者等の提案に係る特許文献１のものと共通であるが、撹拌爪１３の構造を含め同文献に示す装置の機構に限定されるものではなく、ドラムケース２内の処理物の搬送も撹拌爪１３によらず、例えばドラムケース２の排出側に下降傾斜させて下方に流動させてもよい。そして本発明及びその実施例では、特許文献１の装置に比してドラムケース２の断面構造と、その断面構造に対応して内部のローター３上に所定の空間からなる補助的な撹拌スペースを設けた点、該撹拌スペースに下方から撥ね上げられた処理物を高速回転により撹拌するチョッパーを設けた点に特徴があり、以下これらの特徴につき詳述する。

ドラムケース２は、例えば全長１８０２ｍｍ程度あり、図３に示すようにＵ字形断面に形成され、その内周底面はローター３の撹拌爪１３の回転軌跡Ｌと近接した同心円の半円状の円弧面からなり、前後両側壁２ａは上方に向って鉛直方向に開放されており、その開放端には平板状の蓋１４が被せられて取付固定され、ドラムケース２は上部と左右端が閉蓋され全体としてＵ字形断面の筒状に形成されている。

そしてこの例では、ドラムケース２の内面には弾力性を有するゴム製のライナー１６が接着又はビス止め等により貼り付けられており、３２０ｍｍのローター３の外径（回転軌跡Ｌ）とライナー１６の内径との間には５〜６ｍｍのクリアランスがあり、例えば９０〜３００ｒｐｍで回転しながら行う処理物の撹拌に際し、ドラムケース２の内面への処理物の付着を防止し、高い撹拌性能を維持する機構となっている。

上記ドラムケース２内のローター３の回転軌跡Ｌ上には、該回転軌跡Ｌと蓋１４の内面と側壁２ａ（ライナー１６）の上端とで囲まれる異形空間からなる撹拌スペース１７内の前後のコーナー部には、図３，図４に示すような四方に放射状に突出して先端が下向きに折り曲げ形成されるチョッパー爪（チョッパー）１８が水平方向下向きに且つ蓋１４側に軸支されて回転可能に設けられている。

上記チョッパー爪１８はこの例では直径を１６５ｍｍとし、図１，図２に示すように、平面視で前後２列に千鳥状に交互に振り分けて配置され、各チョッパー爪１８は蓋１４上に個別設置されたチョッパー用モーター１９に直結されて、それぞれ直接回転駆動される。この例ではチョッパー爪１８は１８００〜３６００ｒｐｍの範囲で高速回転し、ローター３の回転によって下方から撹拌スペース１７内に撥ね上げられ又は掻き上げられた処理物をチョッパー爪１８の高速回転によりさらに撹拌する。

上記チョッパー爪１８で撹拌することにより、例えば粉状の微細粒子同士を撹拌混合し、微粒子に微細繊維を添加する撹拌又はこれらの微粒子や粉体に微量の化学剤や成分を添加する場合でも均質に撹拌混合できる利点がある。特にこの例では、ローター３の撹拌爪１３が回転軸１７の外周にらせん状に略隙間なく配置されるとともに、ローター３上の撹拌スペース１７内にも図２，図３に示すように前後左右方向に略隙間がない状態で交互に千鳥状に配置されているため、処理物の撹拌ムラが発生せず、微小混合物であっても均一な混合度合で全体が正確な比率で混合が実現できる。

２ ドラムケース
２ａ 側壁
３ ローター
７ 回転軸
９ モーター
１１ 投入口
１２ 排出口
１３ 撹拌爪
１３ａ 送り爪
１３ｂ 戻し爪
１３ｃ カット爪
１４ 蓋
１６ ライナー
１７ 撹拌スペース
１８ チョッパー爪
１９ チョッパー用モーター

Claims (7)

1. 回転軸（７）の外周に多数の撹拌爪（１３）を突設したローター（３）を筒状のドラムケース（２）内に軸支し、上記ローター（１３）を回転させながらドラムケース（２）の一端側から投入した処理物を撹拌して他端側に排出する撹拌混合装置であって、上記ドラムケース（２）の断面底部をローター（３）の回転軌跡（Ｌ）に近接する円弧状に形成し、該回転軌跡（Ｌ）の上方に空間からなる補助的な撹拌スペース（１７）を形成するとともに、該撹拌スペース（１７）内にローター（３）で掻き上げられ又は撥ね上げられた処理物を、回転駆動することによって撹拌混合するチョッパー爪（１８）を設けてなる撹拌混合装置。
2. ドラムケース（２）の内部底面側の断面をローター（３）の回転軌跡（Ｌ）に沿った円弧状断面とし、少なくともローター（３）の回転軌跡（Ｌ）の上半部以上の内面を上方に向って開放された側壁（２ａ）とし、該側壁（２ａ）内面の上端側を塞ぐ蓋（１４）を設け、上記側壁（２ａ）内面と蓋（１４）の内面とのコーナー部を撹拌スペース（１７）とした請求項１に記載の撹拌混合装置。
3. ドラムケース（２）を内部底面がローター（３）の回転軌跡（Ｌ）に沿った半円形断面を形成するＵ字形断面とした請求項１又は２に記載の撹拌混合装置。
4. チョッパー爪（１８）を蓋（１４）側内面より下向きに突出させて蓋（１４）側に取付けた請求項２又は３に記載の撹拌混合装置。
5. 蓋（１４）が平板状断面である請求項２〜４のいずれかに記載の撹拌混合装置。
6. チョッパー爪（１８）を所定間隔毎に平面視で回転軸（７）の軸心に対して前後両側に千鳥状に振り分けて配置した請求項２〜５のいずれかに記載の撹拌混合装置。
7. ドラムケース（２）の内面にゴム又はプラスチック製の弾性部材よりなるライナー（１６）を取付けた請求項１〜６のいずれかに記載の撹拌混合装置。

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