JP3831616B2 - Foreign matter discharge mechanism in uniaxial crusher - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、産業廃棄物などを破砕する一軸破砕機における異物排出機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホッパから投入される廃棄物を固定刃と1つの軸で回転する回転ロータの外周に取付けた回転刃の組合せから成る破砕部材間にプッシャで押圧して破砕する一軸破砕機が種々の文献により公知である。その一例として嵩高い廃棄物を処理するのに適した破砕機が実公平5−13410号公報により開示されている。この公報による一軸破砕機は、台板の端と側壁との間の開口を排出口とし、台板の端に固定刃を固定して上記開口位置に回転ロータに取付けた回転刃を設け、台板上に摺動するプッシャでその上方のホッパから投入される廃棄物を回転刃に押圧し、回転刃と固定刃の間に噛込まれた廃棄物を剪断破砕するように構成されている。
【0003】
回転刃の下方には多数の小孔を設けたスクリーンが設けられ、このスクリーンの小孔以下に破砕された破砕物は落下して排出され、小孔以上の大きさの廃棄物は上方に持上げられて固定刃側へ移動し再び破砕作用を受ける。上記回転刃は回転ロータの半径方向にやや斜めにかつ取付位置の凹所から若干突出する複数の平刃から成るが、回転刃の形式についてはこの他にも回転ロータに円周方向に多数のV溝を設け、このV溝の適宜位置に設けた取付部材を介して四角形状のチップを回転刃として設けたものが知られている。
【0004】
このような一軸破砕機では、廃棄物を破砕する際に廃棄物中に鉄塊や岩石のような異物が混っていると回転刃や固定刃に破損が生じ、破損した回転刃や固定刃の破片でさらに別の回転刃や固定刃も次々と損傷することになる。このため、異物破損に対する対策として、異物噛込時の過大負荷に対応して駆動モータの電流値が過大となったことを検出し、この検出信号によりモータを停止させ、回転ロータを自動停止させて回転刃の損傷が広がらないようにする方法が一般に採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した異物破砕時にモータを停止させる方法では過大負荷を検出してモータを停止させたとしても、停止するまでに時間がかかり、瞬時に発生する回転刃や固定刃の損傷には対応できず、モータを停止させたときは既に1つ目の回転刃や固定刃は損傷している場合が多い。又、異物破砕により回転刃や固定刃が損傷した場合に、異物が混入した廃棄物を破砕機内から排出する方法としては人手により掻出す方法しかない。モータ停止後に人手による異物の掻出しを実施し、異物が完全に除去され、回転刃や固定刃を修復させて正常の状態に戻ったことを確認して初めて一軸破砕機を再起動できる。
【0006】
しかし、このような人手による異物の掻出し方法以外に、異物排出を容易とする機構上の対策が殆ど施されていないのが現状であり、連続運転操業プラントでありながら操業を停止せざるを得ない場合が多い。従って、異物を噛込んだためにモータが停止した場合に、噛込んだ異物をできるだけ短時間で多大の労力をかけずに取り除き破砕機を再起動させる対策が所望されている。
【0007】
この発明は、上記の問題に留意して、回転刃が固定刃との間に異物を噛込んだことを自動検出して排出スクリーンを開放し、人手をかけずに短時間に効率よく異物を取り除き排出側へ排出し得る排出機構を備えた一軸破砕機を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決する手段として、廃棄物を投入するホッパの下方に台板と、この台板の端に固定刃と、台板の端と側壁との間に複数の回転刃を有する回転ロータとを設け、廃棄物を回転刃に押圧する押込プッシャを台板上に摺動自在に進退動自在に設けると共に、回転刃の下方に多数の小孔を有する排出スクリーンを設け、回転ロータの回転軸上に振動センサを取付け、排出スクリーンを開放自在に設け、振動センサにより異物の噛込状態を検出すると回転ロータの駆動部を停止させ、排出スクリーンを開放すると共に、回転ロータを逆転させながら押込プッシャを前進させて異物を排出するようにした一軸破砕機における異物排出機構としたのである。
【0009】
上記の構成とした一軸破砕機では、通常の破砕処理中に廃棄物に異物が混入していると回転刃から回転ロータに異物の噛込みによる衝撃が作用し、この衝撃を振動センサにより測定して異物の噛込みが生じたことを検出する。そして、この異物の噛込みを検出した信号により回転ロータの駆動部を停止させた後、異物を取除く作業を自動的に行なう。
【0010】
まず、排出スクリーンを解放し、回転ロータと側壁の間に異物の排出スペースを生じさせる。そして、回転ロータを逆転させ異物の噛込を解除すると共に押込プッシャを前進させる。異物は回転刃と共に回転ロータと一緒に持上げられ、固定刃と反対側の側壁側へ送られ、上記排出スペースへ運ばれて排出口から排出される。その後排出スクリーンを閉じると、回転ロータは再起動され、破砕作業が再開できる。
【0011】
【実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は実施形態の1軸破砕機の外観斜視図(一部断面部分含む)、図2は図1の中央縦断面図である。図1において1は供給ホッパ、2は本体フレーム、3は押込プッシャ、4は台板である。図2に示すように、押込プッシャ3は台板4上を摺動自在かつ進退動自在に設けられ、本体フレーム2の側壁に設けた案内部材3aにより押込の際に廃棄物からの反力で浮き上がらないように案内されている。
【0012】
台板4の一端と本体フレーム2の側壁との間には複数個の回転刃5aを取付けた回転ロータ5が設置され、これを挾んで台板4の端に第1破砕用固定刃6(その反対側のロータ中心点を中心に対称位置に第2破砕用固定刃を設けることもある)が設けられている。回転ロータ5の下方には多数の小孔を設けた排出スクリーン8が設けられている。排出スクリーン8は、後述するように、回転刃5aと固定刃6の間に異物を噛込んだ際に開放できるようにするため、支持軸8xの軸線上で回転自在に支持されている。
【0013】
排出スクリーン8は、図示のように、複数の所定間隔に設けられるスクリーン枠8a、8a’の基部を横フレーム8bに固定し、このフレーム8bに接続された側壁フレーム8cの上端を支持軸8xで回転自在に支持し、側壁フレーム8cに軸7xで取付けた油圧シリンダ7で駆動することにより開放自在とされている。15は側壁を閉じる窓であり、通常運転中はばね等で垂直状に保持され、排出スクリーン8が開放される際の駆動力で開放される。
【0014】
9は排出スクリーン8から落下した破砕物を下方向へ排出するための排出口、11は回転ロータ5の片側の突出軸に連結されている減速機、10aは流体継手、10はこの減速機をチェーン駆動するモータ、12は油圧ポンプである。油圧ポンプ12からの圧油は、図2に示す油圧シリンダ7、13へ送られ、油圧シリンダ7により排出スクリーン8が所定角度開放自在であり、又、油圧シリンダ13はその突出ピストン13aが連結材14を介して押込プッシャ3に連結され、これにより押込プッシャ3は進退動自在とされている。
【0015】
詳細な図は省略しているが、回転ロータ5にはその外周にV字状の溝5bが多数所定のピッチで互いに平行に設けられ、このV字溝5b内に複数個の回転刃5aが取付座を介して設けられている。回転刃5aは、隣り合うV字溝5bに設けられているもの同士がその頂点を連ねると螺旋状にジグザグ状となるようにそれぞれ配置されている。又、回転刃5aは四角柱のチップ片状に形成され、中央に取付用のねじ穴が設けてある。取付座にねじボルトにより回転刃5aが取付けられ、従って回転刃5aの頂点は回転ロータ5のV字溝の頂部よりさらに少し突出状に設けられている。
【0016】
なお、破砕用固定刃6は(第2破砕用固定刃も)回転ロータ5のV字溝5bと対向するV字状の刃を多数、回転ロータ5の幅と略同じ幅にわたって設けたものから成り、かつ回転ロータ5のV字溝5bと固定刃6のV字刃とが向い合ったときに略四角形状(又は菱形)の空間ができるように固定刃6のV字刃を形成している。
【0017】
従って、回転刃5aは上記略四角形状空間を通過して、その斜め上方へ向う2つの陵辺と固定刃6のV字刃との間に噛み込んだ廃棄物を剪断破砕により破砕する。又、回転刃5aは表、裏面が平行に形成されているため表面のエッジ陵辺が摩耗すると反対面に取り付け直して繰り返し使用される。このため回転刃の陵辺の8つが剪断破砕に利用される。
【0018】
図3は一軸破砕機の平面図であり、回転ロータ5、押込プッシャ13、排出スクリーン8のそれぞれの駆動部を制御する制御回路のブロック図も併せて示している。回転ロータ5の回転軸5x上には振動センサ(加速度センサ)Svが取付けられており、このセンサの検出信号により回転刃5aと固定刃6間に異物が噛込まれたことを検出し、回転ロータ5の駆動部であるモータ10を停止させて回転ロータ5を停止させる。上記センサSvの測定信号は制御部20へ送られ、制御部20の指令で制御が行なわれている。排出スクリーン8、押込プッシャ3の駆動部である油圧シリンダ7、13は油圧配管系路に設けられている電磁弁Vにそれぞれ制御部20から信号を送信して制御され、異物噛込時に開放操作及び異物押圧操作ができる。
【0019】
上記のように構成した実施態様の一軸破砕機では廃棄物を固定刃6と複数の回転刃5aにより剪断破砕を繰り返して破砕する。供給ホッパ1から廃棄物が投入されると、その前に後退させておいた押込プッシャ3を前進させて廃棄物を回転ロータ5に押付ける。回転ロータ5の複数個の回転刃5aが回転して廃棄物をかじるように破砕用の固定刃6との間に噛み込んで剪断破砕により細かく破砕する。上記破砕で十分細かく破砕された廃棄物は排出スクリーン8上へ押し出され、スクリーンの多数の小孔から落下して排出口9から排出される。
【0020】
しかし、上記破砕でスクリーン8のメッシュを通過できる程十分に細かく破砕されないものも必ず含まれており、これら廃棄物はスクリーン8を通過できず、回転刃5aで押されてスクリーン8の内周面を移動し上方へ向う。そして、再び固定刃6との間で破砕が行なわれ、次第に廃棄物は小さく破砕されていく。
【0021】
このような破砕作業を繰り返している間に廃棄物中に異物が含まれていると、この異物を回転刃5aと固定刃6の間に噛込んだ瞬間に回転ロータ5は回転を停止する。この場合、異物とは回転刃と同等以上の強度、固さを有し、所定以上の回転速度で回転する回転刃と衝突すると回転刃に損傷を与えるような金属、岩石などの材料である。このような異物を回転刃の間に噛込んだ場合、回転ロータ5が回転していることにより与えられている所定トルクの慣性力で回転移動する回転刃に対して異物から衝撃力が加えられ、回転ロータ5を介して減速機11、流体継手10aへ伝達される。
【0022】
しかし、この実施形態の破砕機では、流体継手により衝撃力は流体継手を用いない従来のプーリ、ベルトによる動力伝達系に作用する大きさの40%程度に緩和され、減速機11が直ちに損傷することはないが、異物を噛込んだまま回転ロータ5を回転させることは好ましくないため、一定以上の衝撃力以上ではモータ10を停止させるように制御される。一定以上の衝撃力は、例えばモータの負荷トルクが定格トルクより数%増加する程度では通常の破砕作用の範囲内であるから、少なくとも定格トルクの2倍以上のトルクとなったときとし、その設定値は弾力的に設定できるようにする。
【0023】
上記の衝撃力が作用するとその大きさに応じて回転ロータ5の回転軸が振動し、振動センサSvでこれを測定してその測定信号が制御部20へ送られる。制御部20には判定部が設けられ、ここでその衝撃力の大きさが一定の閾値を超えているかを判別し、超えていると判別されると直ちにモータ10の回転を停止させる信号を出力する。衝撃力が一定の閾値を超えたことを検出することにより回転刃5aと固定刃6の間に異物が噛込まれたことが検知される。この異物は鉄塊や岩石であってもその大きさによって回転刃5aに与えられる衝撃力の大きさはそれぞれ異なる。
【0024】
以上のようにして制御部20からモータ10へ停止制御が行なわれた場合、異物を回転刃5aと固定刃の間に噛込んでいるため、この実施形態では異物を自動的に排出する操作が行なわれる。この排出操作は、まず油圧シリンダ7の経路の電磁弁Vに制御信号を送り油圧シリンダ7を作動させて排出スクリーン8を開放する。そして、モータ10を駆動して回転ロータ5の回転を逆転させると共に押込プッシャ3の油圧シリンダ13の電磁弁Vに制御信号を送って油圧シリンダ13を作動させ、押込プッシャ3を前進させて異物を押圧する。
【0025】
油圧シリンダ7により排出スクリーン8の開放操作を行なう場合、排出スクリーン8は側壁フレーム8cに取付けられ、軸8xを中心に回転して排出スクリーン8は開放されるから、この開放時には側壁の一部も同時に開かれ回転ロータ5との間に一定の排出スペースが生じる。従って、回転ロータ5が逆転されて異物が持上げられると、異物は回転ロータ5の回転により排出スペースへと運ばれ、その後落下して排出口9へと排出される。異物が排出されると油圧シリンダ7、13を引き戻して排出スクリーン8を閉じ、押込プッシャ3が後退すると再び通常の運転が可能となる。
【0026】
以上の操作では、異物の噛込検出から異物の取除き及び排出までの操作を自動化でき、従来のように異物の取除き作業を人手を介して多大の時間と労力を費やして行なう必要がなくなり、省力化に益すること多大である。
【0027】
なお、この発明の破砕機では、包装材、プラスチック、フィルム、シート類、グラスファイバー製品、パソコン外装類、冷蔵庫、皮革類、紙類、わら・木材類、トタン板、ケーブル・コード類、軽金属ボックス、ゴム類、電子部品廃棄物等を破砕対象としている。
【0028】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、この発明の1軸破砕機は回転ロータの回転軸に設けた振動センサで異物の噛込みを検出し、排出スクリーンを開放自在として異物噛込み時に回転ロータを停止後逆転させ、押込プッシャを前進させると共に排出スクリーンを回転させて回転ロータの側方を開放するようにしたから、異物を噛込んでも減速機やモータが損傷を受けることなく停止して異物を自動的に排出でき、異物を排出口へ排出すれば破砕作業を直ちに再開でき、破砕作業の効率化を図ると共に、減速機やモータの損傷による修復作業をしなくてもよいという種々の利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一軸破砕機の外観斜視図
【図2】図1の中央縦断面図
【図3】一軸破砕機の平面図
【図4】一軸破砕機の回転ロータ、排出スクリーン、押込プッシャの各駆動部の制御回路のブロック図
【符号の説明】
1 供給ホッパ
2 本体フレーム
3 押込プッシャ
4 台板
5 回転ロータ
5a 回転刃
6 破砕用固定刃
7 油圧シリンダ
8 排出スクリーン
9 排出口
10 モータ
10a 流体継手
11 減速機
12 油圧ポンプ
20 制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a foreign matter discharge mechanism in a uniaxial crusher that crushes industrial waste or the like.
[0002]
[Prior art]
A single-shaft crusher is known from various literatures, which presses and crushes waste introduced from a hopper with a pusher between crushing members consisting of a combination of a fixed blade and a rotating blade mounted on the outer periphery of a rotating rotor rotating on one shaft It is. As an example, a crusher suitable for processing bulky waste is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 5-13410. The uniaxial crusher according to this publication uses an opening between the end of the base plate and the side wall as a discharge port, a fixed blade is fixed to the end of the base plate, and a rotary blade attached to the rotary rotor is provided at the opening position. A pusher that slides on the plate presses the waste introduced from the upper hopper against the rotary blade, and the waste caught between the rotary blade and the fixed blade is sheared and crushed.
[0003]
A screen with a large number of small holes is provided below the rotary blade, and the crushed material crushed below the small holes of this screen falls and is discharged, and wastes larger than the small holes are lifted upward. Then, it moves to the fixed blade side and receives the crushing action again. The rotary blade is composed of a plurality of flat blades that are slightly inclined in the radial direction of the rotary rotor and slightly protrude from the recess of the mounting position, but there are many other types of rotary blades in the circumferential direction of the rotary rotor. It is known that a V-shaped groove is provided and a rectangular chip is provided as a rotary blade through an attachment member provided at an appropriate position of the V-shaped groove.
[0004]
In such a single-shaft crusher, when crushing waste, if the foreign matter such as iron blocks or rocks is mixed in the waste, the rotary blade or fixed blade is damaged, and the damaged rotary blade or fixed blade In this way, other rotary blades and fixed blades are damaged one after another. For this reason, as a countermeasure against foreign object breakage, it is detected that the current value of the drive motor has become excessive in response to an excessive load when foreign objects are caught, and the motor is stopped by this detection signal, and the rotating rotor is automatically stopped. In general, a method for preventing damage to the rotary blade from spreading is generally adopted.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the method of stopping the motor when crushing foreign matter as described above, even if an excessive load is detected and the motor is stopped, it takes time to stop, and it can cope with damage to the rotating blade and fixed blade that occurs instantaneously. First, when the motor is stopped, the first rotary blade or fixed blade is often damaged. In addition, when the rotary blade or the fixed blade is damaged due to the crushing of foreign matter, the only way to discharge the waste mixed with the foreign matter from the crusher is by hand. The uniaxial crusher can be restarted only after it is confirmed that the foreign matter has been completely removed and the rotating blades and fixed blades have been repaired and returned to the normal state after the motor is stopped.
[0006]
However, in addition to such a manual scraping method of foreign matter, there are currently no mechanical measures that facilitate foreign matter discharge, and it is necessary to stop the operation even though it is a continuous operation plant. There are many cases where it is not possible to obtain. Therefore, there is a demand for a measure for removing the caught foreign matter in as short a time as possible without much effort and restarting the crusher when the motor stops because the foreign matter has been caught.
[0007]
In consideration of the above problems, the present invention automatically detects that the rotating blade has caught a foreign object between it and the fixed blade, opens the discharge screen, and efficiently removes the foreign object in a short time without human intervention. It is an object of the present invention to provide a uniaxial crusher having a discharge mechanism that can be removed and discharged to the discharge side.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a base plate below a hopper for charging waste, a fixed blade at the end of the base plate, and a plurality of rotary blades between the end of the base plate and the side wall. And a pusher pusher for pressing the waste against the rotary blade is provided on the base plate so as to be slidable forward and backward, and a discharge screen having a large number of small holes is provided below the rotary blade, A vibration sensor is mounted on the rotary shaft of the rotary rotor, and the discharge screen is provided so that it can be freely opened.When the vibration sensor detects the state of foreign matter biting, the drive unit of the rotary rotor is stopped, the discharge screen is opened, and the rotary rotor is This is a foreign matter discharge mechanism in a uniaxial crusher in which the push-in pusher is advanced while being reversed to discharge foreign matters.
[0009]
In the single-shaft crusher configured as described above, if foreign matter is mixed in the waste during normal crushing processing, an impact due to foreign matter biting from the rotating blade to the rotating rotor acts, and this impact is measured by a vibration sensor. It is detected that a foreign object has been caught. And after stopping the drive part of a rotary rotor by the signal which detected this biting of a foreign material, the operation | work which removes a foreign material is performed automatically.
[0010]
First, the discharge screen is released to create a foreign material discharge space between the rotating rotor and the side wall. Then, the rotating rotor is rotated in the reverse direction to release the foreign matter and advance the pusher pusher. The foreign matter is lifted together with the rotary blade together with the rotary rotor, is sent to the side wall side opposite to the fixed blade, is carried to the discharge space, and is discharged from the discharge port. When the discharge screen is then closed, the rotating rotor is restarted and the crushing operation can be resumed.
[0011]
Embodiment
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view (including a partial cross-sectional portion) of the single-shaft crusher of the embodiment, and FIG. 2 is a central vertical cross-sectional view of FIG. In FIG. 1, 1 is a supply hopper, 2 is a main body frame, 3 is a push-in pusher, and 4 is a base plate. As shown in FIG. 2, the
[0012]
Between the one end of the
[0013]
As shown in the figure, the
[0014]
9 is a discharge port for discharging the crushed material dropped from the
[0015]
Although a detailed drawing is omitted, the rotary rotor 5 is provided with a large number of V-shaped
[0016]
Note that the crushing fixed blade 6 (also the second crushing fixed blade) is provided with a number of V-shaped blades opposed to the V-shaped
[0017]
Accordingly, the
[0018]
FIG. 3 is a plan view of the uniaxial crusher, and also shows a block diagram of a control circuit for controlling the respective drive units of the rotary rotor 5, the
[0019]
In the uniaxial crusher of the embodiment configured as described above, waste is crushed by repeating shear crushing with the fixed
[0020]
However, there are always those that are not crushed fine enough to pass through the mesh of the
[0021]
If foreign matter is contained in the waste while repeating such a crushing operation, the rotary rotor 5 stops rotating at the moment when the foreign matter is caught between the
[0022]
However, in the crusher of this embodiment, the impact force is reduced by the fluid coupling to about 40% of the magnitude acting on the power transmission system by the conventional pulley and belt that does not use the fluid coupling, and the
[0023]
When the impact force is applied, the rotation shaft of the rotary rotor 5 vibrates according to the magnitude thereof, and this is measured by the vibration sensor Sv and a measurement signal is sent to the
[0024]
When the stop control is performed from the
[0025]
When the
[0026]
The above operations can automate operations from detection of foreign object intrusion to removal and discharge of foreign substances, eliminating the need to spend a lot of time and effort on manual removal of foreign objects as in the past. It is a great benefit to save labor.
[0027]
In the crusher of this invention, packaging materials, plastics, films, sheets, glass fiber products, PC exteriors, refrigerators, leathers, papers, straw / woods, tin plates, cables / cords, light metal boxes Rubber, electronic component waste, etc. are targeted for crushing.
[0028]
【The invention's effect】
As described above in detail, the single-shaft crusher according to the present invention detects the foreign object biting with the vibration sensor provided on the rotary shaft of the rotary rotor, and the discharge screen can be opened freely to stop the rotating rotor when the foreign object bites. After reverse rotation, the push-in pusher is moved forward and the discharge screen is rotated to open the side of the rotating rotor. Even if a foreign object is caught, the speed reducer or motor stops without being damaged and the foreign object is automatically removed. If the foreign matter is discharged to the discharge port, the crushing operation can be resumed immediately, and the efficiency of the crushing operation can be improved. It is done.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] External perspective view of uniaxial crusher [Fig. 2] Central longitudinal sectional view of Fig. 1 [Fig. 3] Plan view of uniaxial crusher [Fig. 4] Each of rotary rotor, discharge screen and pusher pusher of uniaxial crusher Block diagram of drive unit control circuit 【Explanation of symbols】
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