JP4403170B2 - 撹拌機 - Google Patents

Description

本発明は、被混合物を撹拌する撹拌機に関する。

鉱石や樹脂といった被混合物を混合、混練、造粒等する場合、特許文献１に示すようなアジテールミルといった撹拌機を使用する。

特許文献１に示す撹拌機は、図４に示すように、機械フレームに、被混合物を収容する円筒状の容器５１と、該容器５１の上方を覆う蓋５２と、被混合物を撹拌する撹拌具５３と、該撹拌具５３の撹拌を補助する混合補助具５４とを備えている。

容器５１は、その中心軸周りに回動するように機械フレームに回転自在に固定される。蓋５２は、回転しないように機械フレームに固定される。容器５１と蓋５２との接合面には、容器５１の回転を阻害しないように隙間が形成される。その接合面には、図５に示すように、被混合物を撹拌しているときに飛散する混合物や粉塵等が容器５１の外部に飛散しないようにするためのはねよけとして機能するパッキン輪５５が、容器５１の内側と外側のそれぞれに設けられている。
特開２００３−１９０８２８公報

しかしながら、上記構成の撹拌機では、被混合物を撹拌する際、容器５１の震動によってパッキン輪５５が固定した部分を中心として水平方向に揺れるため、パッキン輪５５は、容器５１と蓋５２の接合面の隙間を塞ぐことができない。それにより、飛散した混合物あるいは粉塵等は、その隙間を通って撹拌機の外部に飛散する問題がある。

そこで、本発明は、上記問題を鑑み、容器の回転を阻害せず、容器と蓋の接合面から飛散した混合物あるいは粉塵等が外部に飛散することを防止する飛散防止用シール構造を備えた撹拌機の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、被混合物を収容する容器に、これと相対的に回転する蓋が装着された撹拌機において、前記容器と前記蓋の接合面のうち、いずれか一方に周溝が形成されたシールリングが設けられ、他方には、一方側に突出し、前記周溝に係合するシール板が設けられ、前記シール板が、前記溝に係合してラビリンス構造が形成され、前記容器の内面側と外面側のそれぞれから、前記接合面に形成された隙間を塞ぐ２つのシール壁が設けられ、前記シール壁が前記シールリングによって押し広げられて前記シールリングの側面に密接されたことを特徴とする。

シール壁は、シールリングによってそれぞれが容器の内側と外側に押し広げられるため、各シール壁がシールリングの内側および外側の側面に密接する。さらに、シール板がシールリングの溝に係合することで、シール壁とシール壁との間に、容器の回転を阻害せず、シール効果を発揮するラビリンス構造が形成される。これにより、容器の内側に位置するシール壁と、ラビリンス構造と、容器の外側に位置するシール壁とで３重のシール構造を形成することとなり、飛散した混合物あるいは粉塵等が容器と蓋の接合面から撹拌機の外部に飛散することを防止できる。

シール効果を発揮するために最良の形態としては、シールリングを容器の上縁に配設し、シール板を前記シールリングに対抗する位置で、蓋の下面に配設する。さらに、シール壁が弾性部材から形成され、シールリングが接合面に向かうにつれて幅が狭まる断面台形状に形成する。

シール壁は、シールリングによって押し広げられ、容器の内側あるいは外側に曲げられる。そうすると、シール壁の弾性力と自重によってシールリングの側面に密接する。そのため、シールリングの側面とシール壁とが、隙間のないシール効果を発揮し、撹拌具の回転により飛散する混合物や粉塵等が撹拌機の外部への飛散を防止できる。

容器は、被混合物を撹拌する際、大きく振動する。そのため、シール壁の下端がシールリングの下端より下に位置した場合、シール壁の下端は、容器の震動に共鳴して、シール壁を固定している固定部を支点にして大きく振れる。そうすると、シール壁とシールリングの側面との間に隙間ができるため、その隙間から飛散した混合物や粉塵等が撹拌機の外部に飛散する。そこで、容器に蓋を装着した際、シールリングの下端がシール壁の下端より下に位置する。これにより、シール壁は、容器等の震動に共鳴することなく、シールリングの側面に密接する。

以上のとおり、本発明は、シール壁を、その弾性を利用してシールリングの側面に密接させるため、多少の震動や設計誤差によって位置がずれた場合であっても、シールリングの側面とシール壁とは密接する。そのため、機密性の高いシール性能を発揮することができる。

また、内側と外側のシール壁の間にシール板とシールリングによってラビリンス構造が形成される。そのため、全体で３重のシール構造が形成することができる。これにより、撹拌速度が早くなったとしても、飛散した混合物や粉塵等が撹拌機の外部に飛散することを確実に防止できる。

本実施形態の撹拌機について、図１および図２を用いて説明する。撹拌機は、機械フレームに、被混合物を収容する容器１と、容器１に装着される蓋４と、被混合物を撹拌する２つの撹拌具２を備える。

容器１は、一端側が開口し、他端側が閉口して底部となる有底円筒容器である。容器１は、その中心軸８周りに回転するように、機械フレームに回転自在に固定される。容器１は、シャフトやギア等の動力伝達部を介して駆動装置と接続される。容器１は、駆動装置からの動力に基づいて回転駆動する。

容器１の底部には、開閉可能な開閉口部が設けられる。この開閉口部は、撹拌された混合物が排出する排出口とされる。

蓋４は、容器１の異端側に形成された開口を塞ぐものであって、容器１が回動しても回転しないように機械フレームに固定される。蓋４には、容器１に装着した際、容器１の内側面に接するスクレーパ５が固定される。スクレーパ５は、上下方向に延在するゴムで形成されており、容器１が回転することで、容器１の内側側面に付着した被混合物を掻き落とす。

撹拌具２は、上下方向に延在した円柱状の回転軸２ａと、被混合物を撹拌する撹拌部材２ｂとを備える。回転軸２ａは、容器１の中心軸８に対して偏心した位置に配されており、その上端が蓋４に固定された軸受６に回転自在に軸支される。回転軸２ａは、軸受６を介して駆動装置と接続される。回転軸２ａは、駆動装置の動力に基づいて、容器１の回転方向と反対方向に回転する。

撹拌部材２ｂは、撹拌ブレード等の撹拌翼であって、回転軸２ａの下端側に複数段設けられる。撹拌部材２ｂは、回転軸２ａが回転することで被混合物を撹拌する。なお、撹拌部材２ｂの形状は、特にこの限りではなく、回転軸２ａの回転に伴って被混合物に撹拌作用を与えるものであれば良い。

撹拌機は、容器１が回動し、蓋４が回転しないため、容器１と蓋４の接合面には、容器の回動を阻害しないように隙間９が形成される。容器１に収容された被混合物を撹拌すると、撹拌具２の回転によって飛散した被混合物や粉塵等が、その隙間９から外部に飛散するので、撹拌機周辺の作業環境が汚染される。そのため、集塵設備や防塵マスク等の対策装備が必要となったり、被混合物の歩留まりが発生するといった問題が発生する。そこで、撹拌機には、容器１と蓋４の接合面に形成される隙間９から被混合物や粉塵等が外部に飛散するのを防止することが望まれる。

そこで、本発明の撹拌機には、容器１と蓋４との隙間９に、シール壁１１，１３とシール板１２とシールリング１０とによって飛散防止用シール構造を形成する。これにより、被混合物や粉塵等が撹拌機の外部に飛散することを完全に阻止し、作業環境は正常に保つことができる。そのため、特別な集塵設備や防塵マスク等の対策装備は不要となる上、被混合物の歩留まりの発生も抑えることができる。

次に、飛散防止用シール構造について図３を用いて説明する。飛散防止用シール構造は、容器１の上縁に備えられた低摩擦の樹脂からなるシールリング１０と、弾力性を有するゴムで形成された２枚のシール壁１１，１３と、低摩擦の樹脂で形成されたシール板１２とから構成される。

シールリング１０は、容器１と蓋４の接合面に向かうにつれて幅が狭まる断面台形状に形成される。シールリング１０の底面には、容器１の回転による遠心力によって、シールリング１０が外側方向にずれないように容器１の上縁に引っ掛かる段差１６が形成される。シールリング１０の上面には、容器１の上縁と同じ位置に周溝１７が形成される。

２枚のシール壁１１，１３とシール板１２とは、蓋４の下面に取り付けられたブラケット１４によって固定される。ブラケット１４は、蓋４の下面から容器１の方向に突出する外側凸部１４ａと、内側凸部１４ｂとから構成されており、容器１の中心軸８を中心とした同心円状に形成される。外側凸部１４ａと内側凸部１４ｂは、蓋４を容器１に装着した際、シールリング１０の上面と対向する位置に配される。外側凸部１４ａの外側側面から内側凸部１４ｂの内側側面までの距離は、シールリング１０の上端の幅と同等とされる。外側凸部１４ａと内側凸部１４ｂの隙間は、周溝１７の幅よりも狭く、かつ、蓋４を容器１に装着した際、周溝１７と対向する位置とされる。

シール板１２は、外側凸部１４ａと内側凸部１４ｂの隙間に配され、ボルト１８によって固定される。シール板１２は、蓋４を容器１に装着した際、周溝１７に嵌り込み、シール板１２と周溝１７によってラビリンス構造を形成する。そのため、シール板１２の下端は、蓋４を容器１に装着した際に、周溝１７の底面に届かない位置とされ、シール板１２の幅は、周溝１７の幅よりも小とされる。

２枚のシール壁１１，１３は、それぞれが外側凸部１４ａの外側側面、内側凸部１４ｂの内側側面にボルト１８によって固定される。各シール壁１１，１３は、蓋４を容器１に装着した際、シールリング１０によって外側方向および内側方向にそれぞれが押し広がられ、シールリング１０の内側側面、外側側面に密接する。

上記構成により、容器１に蓋を装着した際、容器１の内側に位置するシール壁１３と、シール板１２とシールリング１０とから形成されるラビリンス構造と、容器の外側のシール壁１１との３重のシール構造が形成される。そのため、容器１と蓋４の接合面に形成される隙間９から飛散した混合物あるいは粉塵等が撹拌機の外部に飛散することを防止できる。

他の形態としては、図３に示すように、シール板１２および周溝１７を２つずつにしても良い。この構成にすると、飛散を防止するシール構造が４重となるため、シール性能が向上する。

また、他の形態としては、シール板１２をシールリング１０側に設け、外側凸部１４ａと内側凸部１４ｂの隙間にシール板１２の上端側を係合したラビリンス構造としても良いが、被混合物や粉塵等の流れる経路を考慮すると、シール板１２を外側凸部１４ａと内側凸部１４ｂの隙間に配置してシールリング１０の溝１７にはめ込ませたラビリンス構造の方が好ましい。

次に、本実施形態の撹拌機の動作を、混合物である繊維強化セメント建材の製造を例にして説明する。

先ず、蓋４に設けられた供給口から、容器１内に被混合物としてのセメント、パルプ、ポリプロピレン、添加剤、水、その他の建材として必要な諸原料が投入する。ただし、水等の液体は、各原料の分散および均一混合が達成した段階で容器１内に投入する。

各原料を投入後、撹拌機を駆動させると、容器１が図１中の矢印の方向に回転する。２つの撹拌具２は、容器１の回転方向と逆の方向にそれぞれ回転する。これにより、容器１内の被混合物の解砕、分散、流動が促進され、繊維強化セメント建材としての各種原料の均一な混合や混練を行なう。

スクレーパ５は、その上端部が蓋４に固定された状態で容器１が回転するため、容器１の内部側面に沿って摺動する。これにより、容器１の内部側面に付着する被混合物が掻き落とされる。また、混合補助具３の先端に備えられたスクレーパ３ｄは、混合補助具３の回転によって、容器１の底面に付着した被混合物を掃きとる。

このように、被混合物に対して、容器１と撹拌具２との双方の駆動装置から混合用動力を投入でき、単位導入動力を増加させることができる。その結果、短時間で均一な混合を行なうことができる。なお、本撹拌機では、解砕、混合のときに撹拌具２を高速回転させ、水等の液体である被混合物を投入後に混練のときに撹拌具２を低速回転するように制御運転する。

被混合物の混合、混練処理が終了し、良好な繊維強化セメント建材である混合物が製造されと、容器１の底部に設けられたか開閉口部から処理後の混合物が排出され、次の工程に投入される。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。本願発明では、被混合物を撹拌する撹拌機を例に説明したが、特にこの限りではなく、例えば、容器の底部に設けられた上羽根および下羽根を有するロータから構成された洗濯機であっても良い。または、開口部を有する容器と、該容器の開口部を閉じる蓋と、該容器内に収容された収容物を撹拌する撹拌手段を備えた装置であっても良い。

本実施形態では、シールリングが容器の上縁に設けられ、シール板およびシール壁が蓋の下面に設けられているが、蓋側にシールリングを設け、容器側にシール板およびシール壁を設けても良い。

本実施形態では、シール板とシールリングの周溝によって形成されるラビリンス構造は、１つもしくは２つであるが、特にこの限りではなく、複数設けても良い。ラビリンス構造が増えることによって、よりシール性能は向上する。

本実施形態では、撹拌具を２つ備えた撹拌機で説明したが、この限りではなく、図６に示すように、一方の撹拌具の代わりに、撹拌具による撹拌を補助する混合補助具を備えた撹拌機であっても良い。

具体的には、混合補助具３は、上下方向に延在した円柱状の回転軸３ａと、水平方向に延びるアーム３ｂと、上下方向に延びる複数のロッド３ｃと、容器１の底面に被混合物が付着した被混合物を掃きとるスクレーパ３ｂとを備える。回転軸３ａは、容器１の中心軸８に対して偏心した位置に配されており、その上端が蓋４に固定された軸受７に回転自在に軸支される。回転軸３ａは、軸受７を介して駆動装置と接続される。回転軸３ａは、駆動装置の動力に基づいて、容器１の回転方向と反対方向に回転する。

回転軸３ａの下端には、水平方向に延びる平板状のアーム３ｂが取り付けられる。アーム３ｂの下面には、上下方向に延びる複数のロッド３ｃが所定間隔で取り付けられる。さらに、各ロッド３ｃの下端には、スクレーパ３ｄがそれぞれ取り付けられる。スクレーパ３ｄは、平板状のゴムで形成されており、その下端が容器１の底面と接地する。書くスクレーパ３ｄは、回転軸２ａが回転することで容器１の底面にある被混合物を掃きとる。

上記構成により、混合補助具３は撹拌具２と異なる回転速度、例えば、撹拌具２の回転速度よりも遅い速度で回転させ、容器１内における被混合物の位置と流動速度とを常に変化させて被混合物を満遍なく流動させる。これにより、高い混合効果が得られる。

本発明に係る撹拌機の概略図 シール構造の詳細図 他の形態のシール構造の詳細図 従来の撹拌機の概略図 従来のシール構造の詳細図 他の形態の撹拌機の概略図

符号の説明

１ 容器
２ 撹拌具
２ａ 回転軸
２ｂ 撹拌部材
３ 混合補助具
３ａ 回転軸
３ｂ アーム
３ｃ ロッド
３ｄ スクレーパ
４ 蓋
５ スクレーパ
６ 軸受
７ 軸受
８ 中心軸
９ 隙間
１０ シールリング
１１ 外側シール壁
１２ シール板
１３ 内側シール壁
１４ ブラケット
１４ａ 外側凸部
１４ｂ 内側凸部
１６ 段差
１７ 周溝
１８ ボルト
５１ 容器
５２ 蓋
５３ 撹拌具
５４ 混合補助具
５５ パッキン輪

Claims (4)

1. 被混合物を収容する容器に、これと相対的に回転する蓋が装着された撹拌機において、
   前記容器と前記蓋の接合面のうち、いずれか一方に周溝が形成されたシールリングが設けられ、
   他方には、一方側に突出し、前記周溝に係合するシール板が設けられ、
   前記シール板が、前記溝に係合してラビリンス構造が形成され、
   前記容器の内面側と外面側のそれぞれから、前記接合面に形成された隙間を塞ぐ２つのシール壁が設けられ、
   前記シール壁が前記シールリングによって押し広げられて前記シールリングの側面に密接されたことを特徴とする撹拌機。
2. シールリングは、容器の上縁に配設され、
   シール板は、前記シールリングに対抗し、蓋の下面に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の撹拌機。
3. シール壁は、弾性部材とされ、
   シールリングは、接合面に向かうにつれて幅が狭まる断面台形状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の撹拌機。
4. 被混合物を撹拌する撹拌具を備え、
   前記撹拌具は、蓋に備えられ、
   容器は、その中心軸周りに回動することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撹拌機。

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