JP2020065951A - 粉粒体材料の混合装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、下記特許文献1には、混合ケーシング内に回転自在に撹拌羽根を設けた混合ユニットが開示されている。この混合ユニットの撹拌羽根は、駆動軸に軸方向に間隔を隔てて複数の羽根を設けた構成とされている。また、これら羽根は、水平板と垂直板とからなる断面L字形状とされている。
なお、以下の実施形態では、本実施形態に係る粉粒体材料の混合装置を設置した状態を基準として上下方向等の方向を説明する。
図1及び図2は、本実施形態に係る粉粒体材料の混合装置の一例を模式的に示す図である。
ここに、上記粉粒体材料は、粉体・粒体状の材料を指すが、微小薄片状や短繊維片状、スライバー状の材料等を含む。
また、上記材料としては、樹脂ペレットや樹脂繊維片等の合成樹脂材料、金属材料、半導体材料、木質材料、薬品材料、食品材料等どのようなものでもよい。
また、粉粒体材料としては、例えば、合成樹脂成形品を成形する場合には、ナチュラル材(バージン材)や粉砕材、マスターバッチ材、各種添加材等が挙げられる。また、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含んだ構成としてもよい。
混合槽10は、当該混合装置1の上流側(上方側)から投入された粉粒体材料を受け入れて収容する構成とされている。この混合槽10は、図2(a)に示すように、撹拌羽根20を収容し粉粒体材料を混合する撹拌空間の四周を区画する四周の壁部11,12,12,16を備えている。これら四周の壁部11,12,12,16は、撹拌羽根20の回転軸21方向一方側を区画する後壁部11と、この後壁部11に対して対向するように設けられ、撹拌羽根20の回転軸21方向他方側を区画する前壁部16と、撹拌羽根20の回転軸21を挟むように対向状に配された両側壁部12,12と、を備えている。これら四周の壁部11,12,12,16は、壁部11,12,12,16立上方向に見て(本実施形態では、平面視して)略方形状となるように形成されている。図例では、これら四周の壁部11,12,12,16を、平面視して略正方形状とした例を示しているが、回転軸21方向に長尺な略長方形状等としてもよい。
また、本実施形態では、この底壁部13に、排出口14を設けた構成としている。また、図2(a)に示すように、この排出口14を、平面視して底壁部13の略中心部に位置するように設けた例を示している。混合槽10の底壁部13の下面側には、この排出口14に連通する排出管15が下方側に向けて延出するように設けられている。また、この排出管15の下端部に、径方向に延びるフランジ部を設けた例を示している。また、図例では、底壁部13の下方側に向く外側面を、内側面と略平行状の凸湾曲面形状とし、この外側面とフランジ部とを接続するようにリブを設けた例を示している。なお、排出管15に、適宜の開閉弁を設けた構成としてもよい。
後壁部11には、駆動部2の駆動軸が挿通される挿通孔や駆動部2の本体部が固定される適宜の固定部が設けられている。この駆動部2としては、所定の回転角度毎に撹拌羽根20を回転軸21回りに逆側に回転、つまり、反転させる構成とされたものでもよい。このような駆動部2としては、圧縮ガスによって駆動される空圧式のロータリーアクチュエータとしてもよく、その他、電動アクチュエータなどとしてもよい。なお、所定の回転角度としては、反転される毎に後記する初期位置となる角度でもよく、例えば、180度以上でもよく、また、180度を整数倍した角度でもよい。
また、この開口17の開口下側縁は、撹拌羽根20の抜き差しが可能なように適宜の高さ位置に設けるようにしてもよい。図例では、この開口17の開口下側縁を、回転軸21の軸心よりも下方側とし、かつ撹拌羽根20の被連結部22に回転軸21方向に見て重なり合う高さ位置とした例を示している。
扉18は、開口17を開閉可能なように混合槽10に取り付けられている。図例では、この扉18を、開口17を覆うように、かつ混合槽10の軸方向他方側面(前側面)に重ねるようにアウトセット状に設けた例を示している。この扉18としては、一方側の側壁部12に対して蝶番等の回転連結部材によって上下方向に沿う軸回りに回転自在に連結されたものでもよい。この場合、他方側の側壁部12に、扉18の戸先側端部を保持する適宜の締結具やキャッチ機構等の保持部を設けた構成としてもよい。また、この扉18は、混合槽10に対して回転自在に連結されたものに限られず、適宜の締結具によって混合槽10に対して着脱自在に設けられたものでもよい。また、この扉18は、混合槽10内を視認可能な透光性を有したものでもよい。また、混合槽10に、扉18の開閉状態を検知する適宜のセンサーを設けた構成としてもよい。
上下撹拌羽根部24,24は、図2(a)に示すように、厚さ方向に見て、回転軸21方向に長尺な略長方形状とされている。これら両側の上下撹拌羽根部24,24は、互いに同様の構成とされ、回転軸21から互いに等距離を隔てて設けられている。なお、回転軸21は、これら上下撹拌羽根部24,24の全長に亘ってこれらの間に設けられている必要はなく、これら上下撹拌羽根部24,24は、回転軸21と同軸状の仮想的な軸を挟んで外径側の両側に設けられたものであればよい。
また、これら上下撹拌羽根部24,24の幅寸法(回転軸21の径方向に沿う寸法)は、混合性の観点や、これらの間に設けられる後記する軸方向撹拌羽根部25,25,25による回転軸21方向への混合性の観点、駆動部2の負荷軽減の観点等から適宜の寸法としてもよい。これら上下撹拌羽根部24,24のそれぞれの幅寸法は、両側壁部12,12の内側面間寸法の1/10〜2/5程度の寸法としてもよく、図例では、1/5程度の寸法とした例を示している。また、これら上下撹拌羽根部24,24の厚さ寸法は、強度上の観点や軽量化を図る観点等から適宜の寸法としてもよく、例えば、1mm〜5mm程度としてもよい。
本実施形態では、これら軸方向撹拌羽根部25,25,25の長さ寸法を、一方の上下撹拌羽根部24の外径側縁部から他方の上下撹拌羽根部24の外径側縁部までの径方向に沿う寸法よりも小としている。また、これら軸方向撹拌羽根部25,25,25の長さ寸法を、一方の上下撹拌羽根部24の内径側縁部から他方の上下撹拌羽根部24の内径側縁部までの径方向に沿う寸法よりも大としている。図例では、これら軸方向撹拌羽根部25,25,25の長手方向の各端部を、各上下撹拌羽根部24,24の内径側の略半部に接合した構成としている。また、これら軸方向撹拌羽根部25,25,25の長手方向両端部の幅方向両縁部に面取部を設けた構成としている。図例では、これら軸方向撹拌羽根部25,25,25の長手方向両端部の幅方向両縁部の面取部を、C面状とした例を示しているが、R面状としてもよく、また、このような面取部を設けていない構成としてもよい。
回転軸21方向両側の軸方向撹拌羽根部25,25の幅寸法は、混合性の観点や、前壁部16や被連結部22との間における粉粒体材料の引っ掛かり等を抑制する観点等から傾斜角度に応じて適宜の寸法としてもよい。また、回転軸21方向中央側の軸方向撹拌羽根部25の幅寸法は、混合性の観点や、隣り合う軸方向撹拌羽根部25,25,25同士の間における粉粒体材料の引っ掛かり等を抑制する観点等から傾斜角度に応じて適宜の寸法としてもよい。
これら軸方向撹拌羽根部25,25,25の回転軸21に対する傾斜角度は、例えば、これら軸方向撹拌羽根部25,25,25の互いに向き合う側面26b,27a,27b,28a同士のなす角度が20度〜80度程度となるように適宜の角度としてもよく、図例では、40度程度とした例を示している。つまり、これら軸方向撹拌羽根部25,25,25の回転軸21に対するそれぞれの鋭角側の傾斜角度を、50度〜80度程度としてもよく、図例では、70度程度とした例を示している。
なお、回転軸21、上下撹拌羽根部24,24及び軸方向撹拌羽根部25,25,25は、溶接等によって接合されたものでもよく、または鋳造成形等によって撹拌羽根20自体が一体的に形成されたものでもよい。
この混合装置1においては、例えば、材料センサー4から材料要求信号が出力されれば、当該混合装置1の上流側から混合槽10内に粉粒体材料が投入され、駆動部2を駆動して撹拌羽根20を回転させて混合するようにしてもよい。このように撹拌羽根20を回転させれば、両側の上下撹拌羽根部24,24によって混合槽10内の粉粒体材料がすくい上げられるようにして上下に流動される。また、回転軸21方向に隣り合う軸方向撹拌羽根部25,25,25の互いの傾斜面によって混合槽10内の粉粒体材料が回転軸21方向に押し分けられたり、すくい上げられながら回転軸21方向に分散され、回転軸21方向に流動される。このように駆動部2を駆動させて混合する混合時間は、混合槽10の容量等に応じて予め設定された適宜の時間としてもよい。
つまり、撹拌羽根20に、当該撹拌羽根20の回転軸21を挟んで外径側の両側において軸方向に延び、かつ当該撹拌羽根20の回転方向に厚さ方向を沿わせて配される板状の上下撹拌羽根部24,24を設けた構成としている。従って、撹拌羽根20を回転させることで、両側の上下撹拌羽根部24,24によって混合槽10内の粉粒体材料をすくい上げるようにして上下に流動させることができる。
また、これら両側の上下撹拌羽根部24,24に架け渡されるように設けられた複数の板状の軸方向撹拌羽根部25,25,25を、当該撹拌羽根20の回転軸21方向に対して交互に逆側に傾斜させた構成としている。従って、撹拌羽根20を回転させることで、回転軸21方向に隣り合う軸方向撹拌羽根部25,25,25の互いの傾斜面によって混合槽10内の粉粒体材料を回転軸21方向に押し分けたり、すくい上げたりしながら回転軸21方向に分散させることができ、粉粒体材料を回転軸21方向に流動させることができる。また、このように上下及び回転軸21方向への粉粒体材料の流動が可能でありながらも、各撹拌羽根部24,25を板状としているので、螺旋状としたものと比べて、構造の簡略化が図れる。
また、本実施形態では、駆動部2を、撹拌羽根20の両側の上下撹拌羽根部24,24が略同高さとなる位置において撹拌羽根20を停止させる構成としている。従って、上下撹拌羽根部24,24の厚さ方向に比較的に扁平状とされた撹拌羽根20を、駆動部2によって停止された位置において取り出し易くすることができ、また、開口17の上下方向に沿う寸法を小さくすることができる。つまり、開口17を混合槽10の最底部近傍まで設けることなく回転軸21方向他方側に向けて抜き取ることができ、また、抜き取る前に撹拌羽根20を抜き取り可能な位置に回転させる必要性を生じ難くすることができる。また、撹拌羽根20の被連結部22を、駆動部2の連結部3に対して容易に連結させることができる。
また、本実施形態では、混合槽10の回転軸21方向他方側に、撹拌羽根20を出入自在とする開口17及びこの開口17を開閉する扉18を設けた例を示しているが、このような態様に代えて、混合槽10の天壁側に開口や扉を設けた構成等としてもよい。本実施形態に係る混合装置1が備える各部材及び各部の具体的構成は、上記した構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。
2 駆動部
3 連結部
10 混合槽
17 開口
18 扉
20 撹拌羽根
21 回転軸(軸)
22 被連結部(軸方向一方側端部)
24 上下撹拌羽根部
25 軸方向撹拌羽根部
26 第1羽根部(軸方向撹拌羽根部)
26b 後側面(軸方向に向き合う側面)
27 第2羽根部(軸方向撹拌羽根部)
27a 前側面(軸方向に向き合う側面)
27b 後側面(軸方向に向き合う側面)
28 第3羽根部(軸方向撹拌羽根部)
28a 前側面(軸方向に向き合う側面)
Claims (5)
- 混合槽内に回転自在に撹拌羽根を設けた粉粒体材料の混合装置であって、
前記撹拌羽根は、当該撹拌羽根の軸を挟んで外径側の両側において軸方向に延びるように設けられ、かつ当該撹拌羽根の回転方向に厚さ方向を沿わせて配される板状の上下撹拌羽根部と、これら両側の上下撹拌羽根部に架け渡されるように設けられ、かつ軸方向に間隔を空けて設けられた複数の板状の軸方向撹拌羽根部と、を備えており、
これら軸方向撹拌羽根部は、当該撹拌羽根の軸方向に対して交互に逆側に傾斜するように設けられていることを特徴とする粉粒体材料の混合装置。 - 請求項1において、
前記撹拌羽根は、軸方向を略水平方向に沿わせて前記混合槽に支持されていることを特徴とする粉粒体材料の混合装置。 - 請求項1または2において、
前記複数の軸方向撹拌羽根部は、軸方向に向き合う側面同士が前記上下撹拌羽根部の厚さ方向一方側または他方側に向けて拡開状となるように設けられていることを特徴とする粉粒体材料の混合装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項において、
前記撹拌羽根は、軸方向一方側端部が当該撹拌羽根を回転させる駆動部の連結部に対して軸方向に抜き差し自在に片持ち状に支持されており、
前記混合槽の軸方向他方側には、前記撹拌羽根を出入自在とする開口及び該開口を開閉する扉が設けられていることを特徴とする粉粒体材料の混合装置。 - 請求項4において、
前記複数の軸方向撹拌羽根部は、前記上下撹拌羽根部の厚さ方向に沿う寸法が架け渡し方向に沿う寸法よりも小とされており、
前記駆動部は、前記撹拌羽根の両側の上下撹拌羽根部が略同高さとなる位置において前記撹拌羽根を停止させることを特徴とする粉粒体材料の混合装置。
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