JP3703640B2 - Recycled granulated product manufacturing apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
汚泥等水分を多量に含んだ泥を脱水装置を用いて絞った後の細粒物の塊(以下脱水ケーキという)、または建設残土などに、固化材、添加剤等を加え改良し、造粒物を造る再生造粒物の製造装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来脱水ケーキのほとんどが、産業廃棄物として処理業者に引き渡す等の方法で処理されていた。しかし最近のリサイクル化の動向から、この脱水ケーキなどを再び資源として活用することが考えられており、その主なものとして、造粒物に成形し園芸材料、建設資材などへの利用が計られている。これらの造粒物を得るためには、次の3つの工程をそれぞれ専用の機械を用いて行うことが知られていた。
まず、第一工程として脱水ケーキを粉砕し粉砕物とする。次に、第二工程として粉砕物にセメントなどの固化材、用途に合せた添加剤等を加え混練(混合+ねっか)し混練物とする。さらに、第三工程として混練物を一定の大きさに粒状化し造粒物とするものであった。
これらの工程において特に第二工程は材料の混合に加え、ねっかと呼ばれる混合材料を強力に練り込む作業が必要であり、その装置としてはロールミル、マラー式ねっか機等があった。
【0003】
また、建設残土など粒土の小さいものは上記第一工程である粉砕は必要でなく、第二工程の混練、第三工程の造粒の二つの工程を経て使用されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、テスト的に処理を行う際は上記工程を経ることが最良とされているにもかかわらず、上記いずれの場合にも実際は第二工程において大量な処理量に対応するため上記ロールミル、マラー式ねっか機等はネック工程になることから使用されておらず、ほとんどの場合生コンクリート混練用のミキサで代用されていた。そのため、出来上がった造粒物は、その外部のみに固化材がコーティングされた状態になり全体の結合力が弱く、、圧縮強度の著しく弱いものになっていた。
【0005】
本発明は、この実状に鑑み、脱水ケーキまたは建設残土などから造粒物を得るまでの従来の前記3つの工程を新たに4つの工程となし、且つ1台の装置を用いて実施すると共に、追加する工程に十分なねっか作用を付加することで造粒物の品質の向上をはかることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼と公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定されると共に攪拌翼とドラム内壁とのスキマが攪拌翼の回転方向によって変化するスキマ変更機構を備えていることを特徴とする脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造装置であり、材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼および公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定される装置を用い混合工程・ねっか工程・造粒工程の3工程を同じドラム内で一連の連続作業となして実施すると共に、下記の制限条件に従いながら実施する脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造方法
(ア)前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること、
(イ)前記造粒工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されることであり、また、材料を内部に貯えるドラムと、該ドラム内に公転する攪拌翼および公転しながら自転するロータを備え、前記攪拌翼の公転とロータの自転が夫々の回転方向・回転速度を任意に選定される装置を用い粉砕工程・混合工程・ねっか工程・造粒工程の4工程を同じドラム内で一連の連続作業となして実施すると共に、下記の制限条件に従いながら実施する脱水ケーキまたは建設残土などに固化剤、添加剤等を加えて造粒する再生造粒物の製造方法
(ア)前記粉砕工程が、ロータの回転速度を高速で回転させて実施されること、(イ)前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること、
(ウ)前記造粒工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されることである。
【0007】
本発明は、公転する攪拌翼及び公転しながら自転するロータを備え、攪拌翼の公転によってねっかと造粒を行い、ロータによって粉砕と混合を行う。その為に攪拌翼の公転とロータの自転の回転方向・回転速度が任意になされており、回転方向・回転速度を変えることによって、攪拌翼とロータの機能を変えて課題を解決するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
具体的な実施の一例として、脱水ケーキから造粒物を得る場合を図面を用いて説明する。図1は本装置の平面図、図2は図1のZ−Z部の断面図である。
【0009】
図1において円筒形のドラム1には、公転する撹拌翼2と、公転しながら自転するロータ3が備えられている。そして公転する撹拌翼2が付設されている第1回転軸4は、ドラム1の外部に設けられ変速機構A13を介するモータA5を備え、変速機構A13の操作によって公転する回転方向・回転速度が自由に変更できる。また、公転しながら自転するロータ3は、第1回転軸4の上部に該回転軸4と一体的に設けられるアーム6に付設され、第1回転軸4の回転によって公転されると共にアーム6に備える変速機構B14を介するモータB7によって、ロータ3の備える回転羽根15の自転の回転方向・回転速度が自由に変更できる構造になされている。なお、回転羽根15の垂直切断面は図9に示すような多角形であり、回転羽根15の上面で正回転時前方側を角度αだけ傾斜させてある。そして、回転羽根15の最下段には、ドラム内壁9へ向けて突出する複数のピン24がドラム内壁9との間にスキマYをなして設けられている。さらに撹拌翼2に備える撹拌具8は、該撹拌具8とドラム1のドラム内壁9とのスキマを変えることができるスキマ変更機構10を備えている。該スキマ変更機構10は、ピン19、ブラケットA20、ブラケットB21、ストッパ22から構成されており、ピン19を中心にブラケットB21が揺動可能になされている。このスキマ変更機構10は図10に示すごとく、このストッパ22の取付位置を変えることによって、ブラケットB21の揺動角度が変更され、撹拌具8とドラム内壁9とのスキマXが図示のX1、X2に変更できる構造になされている。その他にドラム内壁9に付着する内容物11を除去するスクレーパ12がアーム6に付設されて回転翼2と回転方向・回転速度を同じくしている。
【0010】
このような構造になされている本装置は、変速機構A13、変速機構B14を操作しながらモータA5、モータB7を駆動させれば、公転する撹拌翼2の回転方向・回転速度および撹拌翼2とドラム内壁9とのスキマを任意に調整できると共に公転しながら自転するロータ3の自転する回転方向・回転速度を任意に調整できるものであり、これによって撹拌具8と回転羽根15の機能を変えることになるのである。
【0011】
この装置を使用して脱水ケーキから造粒物を造る過程を図面を用いて工程別に説明する。
【0012】
図3は、その工程図を示し、図4乃至図7は工程別の内容物11の動きを示す模式図、図8は攪拌翼2がスキマ変更機構10の働きによりドラム内壁9とのスキマを変化させた時の内容物11の移動状態を示す模式図、また図9はロータ3の自転の回転方向を変化させた時の回転羽根15による内容物11の移動状態を示す模式図である。
尚、図中に示す黒矢印は攪拌翼2とロータ3の回転によって内容物11が相対的に移動する方向を、白矢印は攪拌翼2の公転とロータ3の自転の回転方向を示すものである。
【0013】
図4は第1工程である粉砕工程を示す図であり、撹拌翼2とロータ3は共に回転方向を正回転とし回転速度を高速回転となし、脱水ケーキ16をできるだけ小さく粉砕するために撹拌翼2を正回転させ、先端の撹拌具8でドラム内壁9の粉砕された脱水ケーキ16を図8Aの如くほぐしながら高速回転するロータ3によってさらに小さく粉砕する工程である。この際、図9Aに示すごとく回転羽根15の角度αだけ切落された側が回転方向となる正回転であることから、脱水ケーキを切断し、粉砕するのに適している。
この時の回転速度は高速回転が必要であり、撹拌翼2の周速が150m/min〜350m/min、ロータ3の回転数が400rpm〜750rpmが望ましく、たとえば、ドラム径1mの場合には撹拌翼2の周速が170m/min、ロータ3の回転数が600rpmが適している。
【0014】
図5は第2工程である混合工程を示す図であり、内容物11としては第1工程で脱水ケーキ16を粉砕した粉砕物に固化材としてセメントと少量の水を加える。そしてこの3者を混合するために撹拌翼2は回転方向を正回転で回転速度を高速回転となし、ロータ3は回転方向を逆回転で回転速度を高速回転となすのである。これによって混合物(内容物11)である3者を十分に混合及び拡散させることができる。特に、ロータ3の回転方向が逆回転であることから、図9Bに示すごとく回転羽根15の回転方向である垂直面23によって混合物が2分され、混合物の分散を助長させる。
【0015】
図6は第3工程であるねっか工程を示す図であり、撹拌翼2は、その回転方向を逆回転方向へ向けて低速で回転させ、図8Bの如く撹拌具8とドラム内壁9との漸減するスキマXで十分練り込む働きをするものである。その際ロータ3は、回転羽根15とドラム内壁9とのスキマYが小さくされており、撹拌具8によってドラム内壁9に押し付けられた混合物をはがすと共に分散させるために逆回転方向へ向けて低速で回転させることになる。この場合、さらに十分な練り込みを行うためには、撹拌翼2の回転方向を繰り返し変更することによって、押し付け・はがしをより確実に実施することができる。
ここで低速回転の回転速度は、撹拌翼2の周速が30m/min〜80m/min、ロータ3の回転数が100rpm〜250rpmが望ましく、たとえば、ドラム径1mの場合には撹拌翼2の周速が40m/min、ロータ3の回転数が150rpmが適している。図において点線で示す混合物の動きは、混合材料が撹拌具8によってドラム内壁9に押し付けられ、ねっか作用が施された状態を示すものである。
【0016】
図7は第4工程である造粒工程を示す図であり、撹拌翼2は低速回転で逆回転させねっか工程と同様に練り込みを行いつつ、ロータ3を高速で正回転方向へ回転させることにより、混練物(内容物11)を小さい固まりに分断し、図示しない排出ゲートからドラム1外に排出するのである。
【0017】
尚、各工程における攪拌翼2の公転とロータ3の自転の回転方向及び回転速度は表1にまとめてある。
【0018】
【表1】
【0019】
ロータ3の回転羽根15の形状は、本実施例の外に図11に示す如く複数の円柱部材17を垂直方向に向けて、第2回転軸18から任意の距離を置いて配設したものでもよい。
【0020】
【発明の効果】
請求項1によると、1つの装置で3つの工程に対応出来ることから、省スペースに貢献する。
【0021】
請求項2及び3によると、特に粉砕工程において脱水ケーキを効率よく微細化できると共に造粒工程において混練物を粒状に解砕するものである。
【0022】
請求項4及び5によると、特にねっか工程において撹拌翼の押圧作用を利用した十分なねっかを行なうことができ、圧縮強度に富んだ造粒物を得ることができる。
【0023】
請求項6によると、特にねっか工程において撹拌翼の回転方向が、正逆を繰り返し変更することによって、撹拌翼の押圧作用を利用した十分なねっかを行なうことができ、従来に増した圧縮強度に富んだ造粒物を得ることができる。
【0024】
請求項7によると、十分ねっかされた混練物の固まりを、有効に細切れに分解させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置を一部破断した平面図。
【図2】図1のZ−Z部における断面図。
【図3】各内容物をドラム内に入れて造粒物となす手順を示す工程図。
【図4】第1工程における撹拌翼、ロータ、内容物の動きを示す模式図。
【図5】第2工程における撹拌翼、ロータ、内容物の動きを示す模式図。
【図6】第3工程における撹拌翼、ロータ、内容物の動きを示す模式図。
【図7】第4工程における撹拌翼、ロータ、内容物の動きを示す模式図。
【図8】撹拌翼の各回転方向における作用図。
【図9】回転羽根の各回転方向における作用図。
【図10】スキマ変更機構の動きを示す側面図。
【図11】ロータの他の実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
1………ドラム
2………撹拌翼
3………ロータ
8………撹拌具
9………ドラム内壁
10………スキマ変更機構
11………内容物、混合物、混練物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
Granulation by adding solidification materials, additives, etc. to a lump of fine granules (hereinafter referred to as dehydrated cake) or construction soil after squeezing mud containing a large amount of moisture such as sludge The present invention relates to an apparatus for producing a regenerated granulated product and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, most of the dehydrated cake has been processed by a method such as handing it over to a processor as industrial waste. However, due to the recent trend of recycling, it is considered to use this dehydrated cake as a resource again, and the main thing is that it is formed into a granulated product and used for horticultural materials and construction materials. ing. In order to obtain these granulated materials, it has been known to perform the following three steps using dedicated machines.
First, as a first step, the dehydrated cake is pulverized into a pulverized product. Next, as a second step, a solidified material such as cement, an additive suitable for the purpose, and the like are added to the pulverized product and kneaded (mixed + nek) to obtain a kneaded product. Furthermore, as a third step, the kneaded product was granulated to a certain size to obtain a granulated product.
In these processes, in particular, in the second process, in addition to mixing the materials, an operation of strongly kneading the mixed material called “Nekka” is required, and there are a roll mill, a Muller type kneader, etc. as the apparatus.
[0003]
In addition, the small soil such as construction residual soil does not require the pulverization that is the first step, and has been used after two steps of kneading in the second step and granulation in the third step.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, even though it is best to go through the above steps when processing for testing, in any case above, the roll mill, the Muller type in order to cope with a large amount of processing in the second step in practice. Neck machines and the like have not been used because they become neck processes, and in most cases, mixers for kneading concrete were used instead. Therefore, the finished granulated product is in a state in which the solidified material is coated only on the outside thereof, and the entire bonding force is weak, and the compressive strength is extremely weak.
[0005]
In view of this actual situation, the present invention newly performs the above three steps until obtaining a granulated product from dehydrated cake or construction residual soil, etc., and is carried out using one device, The purpose is to improve the quality of the granulated product by adding a sufficient effect to the adding step.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Therefore the present invention includes a drum store the material therein, a rotor that rotates while revolving the stirring blade revolves within the drum, the rotational direction and rotational speed rotation of each of the revolution and the rotor of the stirring blade A solidifying agent, additive, etc. are added to dewatered cake or construction residual soil, etc., which is arbitrarily selected and has a mechanism for changing the clearance between the stirring blade and the inner wall of the drum depending on the rotation direction of the stirring blade. Te is an apparatus for producing a granulated reproducing granule, a drum store the material therein, a rotor which rotates with the stirring blade and the revolution revolves within the drum, the rotation of the revolution and the rotor of the stirring blade Using a device that can arbitrarily select the rotation direction and rotation speed of each, the mixing process, brazing process, and granulation process are performed as a series of continuous operations in the same drum. Solidifying agent such as dehydrated cake or construction waste soil carried while conforming method (A) the net or process of reproducing granulate is granulated by the addition of additives and the like, rotates the rotating direction of the stirring blade in the reverse rotation To be implemented,
(A) The granulation step is carried out by rotating the stirring blade in the reverse direction, and the drum stores the material therein, the stirring blade revolving in the drum, and while revolving A rotating rotor is provided, and the four steps of the crushing step, the mixing step, the brazing step, and the granulation step are the same using an apparatus in which the revolution of the stirring blade and the rotation of the rotor are arbitrarily selected in each rotation direction and rotation speed. A method for producing a regenerated granulated product that is granulated by adding a solidifying agent, additives, etc. to dewatered cake or construction residual soil that is carried out in accordance with the following restrictive conditions. ) The crushing step is carried out by rotating the rotor at a high speed, and (a) the brazing step is carried out by rotating the stirring blade in the reverse direction.
(C) The granulation step is performed by rotating the stirring blade in the reverse direction.
[0007]
The present invention includes a revolving stirring blade and a rotor that rotates while revolving, performs granulation with the revolution of the stirring blade, and performs crushing and mixing with the rotor. Therefore, the rotation direction and rotation speed of the revolution of the stirring blade and the rotation of the rotor are arbitrarily set. By changing the rotation direction and rotation speed, the functions of the stirring blade and the rotor are changed to solve the problem. .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As a specific example, the case of obtaining a granulated product from a dehydrated cake will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the apparatus, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG.
[0009]
In FIG. 1, a
[0010]
In this apparatus having such a structure, if the motor A5 and the motor B7 are driven while operating the transmission mechanism A13 and the transmission mechanism B14, the rotational direction and rotational speed of the revolving stirring
[0011]
The process of making a granulated product from a dehydrated cake using this apparatus will be described step by step with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 3 shows the process diagram, FIGS. 4 to 7 are schematic diagrams showing the movement of the
The black arrow shown in the figure indicates the direction in which the
[0013]
FIG. 4 is a diagram showing a pulverization process, which is the first process. The
The rotation speed at this time requires high-speed rotation, and the peripheral speed of the
[0014]
FIG. 5 is a diagram showing a mixing process, which is the second process. As the
[0015]
FIG. 6 is a diagram showing the third step, the nebulization step. The
Here, the rotational speed of the low speed rotation is preferably 30 m / min to 80 m / min for the peripheral speed of the
[0016]
FIG. 7 is a diagram showing a granulation process, which is the fourth process, and the
[0017]
The rotational directions and rotational speeds of the revolution of the
[0018]
[Table 1]
[0019]
The shape of the
[0020]
【The invention's effect】
According to
[0021]
According to the second and third aspects, the dehydrated cake can be efficiently refined particularly in the pulverization step, and the kneaded product is crushed into granules in the granulation step.
[0022]
According to the fourth and fifth aspects, it is possible to perform a sufficient spray using the pressing action of the stirring blade, particularly in the soldering process, and to obtain a granulated product having a high compressive strength.
[0023]
According to the sixth aspect of the present invention, the rotation direction of the agitating blade can be sufficiently changed using the reversal of forward and reverse, particularly in the brazing process, so that it is possible to perform sufficient neglect using the pressing action of the agitating blade, and the compression increased compared to the conventional method. A granulated product rich in strength can be obtained.
[0024]
According to the seventh aspect of the present invention, the mass of the kneaded material that has been sufficiently kneaded can be effectively broken into small pieces.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view in which a device of the present invention is partially broken.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG.
FIG. 3 is a process diagram showing a procedure for putting each content into a drum to form a granulated product.
FIG. 4 is a schematic diagram showing the movement of a stirring blade, a rotor, and contents in a first step.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the movement of a stirring blade, a rotor, and contents in a second step.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the movement of a stirring blade, a rotor, and contents in a third step.
FIG. 7 is a schematic diagram showing the movement of a stirring blade, a rotor, and contents in a fourth step.
FIG. 8 is an action diagram of each stirring blade in each rotation direction.
FIG. 9 is an operation diagram of each rotary blade in each rotation direction.
FIG. 10 is a side view showing the movement of the clearance changing mechanism.
FIG. 11 is a perspective view showing another embodiment of the rotor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
(ア)前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること、
(イ)前記造粒工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること。A drum store the material therein, a rotor which rotates with the stirring blade and the revolution revolves within the drum, apparatus rotation of the revolution and the rotor of the stirring blades is arbitrarily selected direction of rotation and rotational speed of the respective The mixing process, brazing process, and granulation process are performed as a series of continuous operations in the same drum, and a solidifying agent is added to dewatered cake or construction residual soil, etc., which is performed in accordance with the following restrictions. A method for producing a regenerated granulated product that is granulated by adding an agent or the like (a) The above-mentioned step is carried out by rotating the rotating direction of the stirring blade in the reverse direction,
(A) The granulation step is performed by rotating the stirring blade in the reverse direction.
(ア)前記粉砕工程が、ロータの回転速度を高速で回転させて実施されること、(イ)前記ねっか工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること、
(ウ)前記造粒工程が、攪拌翼の回転方向を逆回転で回転させて実施されること。A drum store the material therein, a rotor which rotates with the stirring blade and the revolution revolves within the drum, apparatus rotation of the revolution and the rotor of the stirring blades is arbitrarily selected direction of rotation and rotational speed of the respective The pulverization process, mixing process, brazing process, and granulation process are performed as a series of continuous operations in the same drum, and solidified into dewatered cake or construction soil, etc. that is performed according to the following restriction conditions. A method for producing a regenerated granulated product that is granulated by adding an agent, an additive, etc. It is carried out by rotating the stirring blade in the reverse direction.
(C) The granulation step is carried out by rotating the stirring blade in the reverse direction.
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