JP4417764B2 - 材料混合法及び混合機 - Google Patents

Description

本発明は回転ホッパー内で材料（例えば汚泥、ヘドロ、生コンクリート、比重の異る粉体又はファイバー等々）を間歇攪拌混合する混合法及び混合機に関するものである。

従来、逆截頭円錐筒形の回転ホッパー内で材料を間歇攪拌混合する装置が開発されている。

上記回転ホッパー内に材料を投入すると、材料は下端開口部が閉鎖された状態で上記回転ホッパーのテーパ内面に沿って中心線の回りに遠心力によって螺旋状に上昇し、該ホッパーの上端開口部付近では中心部の中空が拡大するため、上記ホッパーの中心部に向って移動し、さらに該中心部又は中央部を下降する動作を繰返すことにより、材料はバッチ式に攪拌混合される。

上記バッチ式又は間歇的攪拌混合は上記回転ホッパーが中心線の回りに回転し、かつ下端開口部が閉鎖された状態で行われる。

ところでバッチ式又は間歇的攪拌混合材料は上記回転ホッパーを停止させた状態において下端開口部を開口することによって下方に排出されるため、１バッチの混合時間が長く、回転停止のためのエネルギー損を生じ、多量攪拌混合能率を向上し難い（例えば特許文献１）。

又上記下端開口部にスクリューフィーダーの一端を接続し、回転ホッパー内の生コンクリートを該ホッパーの内面に付着させることなくスクリューフィーダー内に排出する装置（例えば特許文献２）があるが、
回転ホッパー内には既に混練された生コンクリート材料を投入し、回転ホッパー内で複数材料を攪拌混合又は混練するという発想は無く、単に既混練生コンクリートのホッパーであるに過ぎないものであった。

特開昭６３−２５８７８５号公報 特許第３０４９２９８号公報

本発明は逆截頭円錐筒形の回転ホッパー内で迅速に材料を間歇的に（バッチ式に）均一に攪拌混合し、
これを速やかに下端開口部から間歇的に排出する混合法及び混合機を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は
第１に機枠に支持し、中心線の回りに回動する逆截頭円錐筒形ホッパー及びその下端開口部の下縁フランジに接し、該フランジとのフリクションによって回動する遊転開閉板を上記中心線の回りに一方向に回動し、該回動のまま上記開閉板を開閉して上記ホッパーによりバッチ式又は間歇的に一定量計量した収容材料を中心線の回りに螺旋状に昇降攪拌混合することを特徴とする材料混合法、
第２にロードセルによって４隅を支持した機枠に逆截頭円錐筒形ホッパーを中心線の回りに回動自在に支持し、上記ホッパーの下端開口部を開閉板で閉鎖した状態で該開閉板が上記下端開口部の下縁フランジとのフリクションによって上記中心線の回りに従動遊転し、かつ上記機枠に上記ホッパーの内面に沿って下端開口部に向い、該ホッパーの回転方向と逆方向に回転する１対の高速回転攪拌機及び上記ホッパーの内面に沿って下端開口部に向う邪魔板を設けた混合機、
によって構成される。

従って上記ホッパーの中心線の回りに回動し、その下端開口部を開閉板で閉鎖すると、該開閉板の上面は下端開口部の下端線との接触による摩擦力（フリクション）で従動し中心線の回りに遊転し、下端開口部は閉鎖状態のまま上記開閉板と共に一方に回動する。

この状態において上記ホッパーの上端開口部から材料を投入すると、該材料は下端開口部を閉鎖する遊転開閉板の上面によって遠心力を受けて中心線の回りに広がり、上記回転ホッパーのテーパー内周面によって、さらに遠心力を受け、該内周面に沿って螺旋状に中心線の回りを上昇する。

上昇に従って回転の半径が漸増し、中心線に沿って中空となるため材料は上記ホッパーの上端開口部付近から中心線に向って螺旋状に下降し、下端開口部の上記開閉板の上面に接して再び遠心力を受け、上述の螺旋状上昇を繰り返し、回転ホッパー内で上下方向に及び回動方向に繰返して攪拌混合される。

機枠に設けた上記高速回転攪拌機によって材料はさらに攪拌され、又邪魔板によって中心線に向う攪拌が促進される。

本発明は上述のように構成したので、上記ホッパー内に投入した材料を該ホッパー内において中心線の回りにホッパーの内周面に沿って螺旋状に上昇し、さらに中心線に沿って下降する動作を繰返し、それによって該ホッパー内において比重の異る材料が激しくかつ迅速均一に攪拌混合され、
かつバッチ式又は間歇的に迅速、均一に攪拌混合し得る効果がある。

床面６に設けた下部方形機枠１’に上部方形機枠１を４隅にロードセル７，７，７，７を介在させて支持する。

上部方形機枠１の４個の上部同寸直交水平杆１”のそれぞれ中央部に逆截頭円錐筒形ホッパー２の上端上向フランジ部２ａ”に接する案内ローラ８，８，８，８を遊支する。

上記ホッパー２の下部外周に設けたリブ９，９の下面に上記ホッパー２と中心線ｃを共有する大径歯車１０を設け、上記方形機枠１の下部同寸直交水平杆１ａ上に設けた支持突起１１の外周にスラスト及びラジアルベアリング１２を介して上記大径歯車１０及び逆截頭円錐筒形ホッパー２を上部方形機枠１内に中心線ｃの回りに回動自在に支持するものである。

上記ホッパー２は図２、図４に示すように大径歯車１０に噛合する小径駆動歯車１３によって一方（図３矢印ａ方向）に約４５〜５０ｒｐｍにて回動する。

上記小径駆動歯車１３は上記水平杆１ａに設けた減速機１４を介して駆動電動機１５によって回動する（図２、図４）。

上記ホッパー２の下端開口部２’の下縁フランジ２ａ’には遊転開閉板３の上面を接して閉鎖し(図５)、該開閉板３の下面に突設した円形板３’の外周にスラスト兼ラジアルベアリング１５を介して下面支持板１６を配設し、上記開閉板３を上記下縁フランジ２ａ’とのフリクションによって下面支持板１６上を中心線ｃの回りに遊転させることができる。

上記下面支持板１６の下面には軸受板１７を垂設し、上記水平杆１ａに設けた下向軸受板１８に水平軸１９を介して枢支したＬ形槓杆２０の先端部を上記軸受板１７にピン２１によって遊支し、
上記水平軸１９に設けた動作槓杆２２の他端にシリンダー２３を接続し、該シリンダー２３を上部方形機枠１に設けて上記槓杆２０，２２を図１及び図５実線位置（閉鎖位置）から仮想線位置（開放位置）に正逆回動させて下端開口部２’を開閉することができる。

上記ホッパー２の上端開口部２”の直上に該開口部２”を覆う蓋２４を配置し、上部方形機枠１にこれを溶接又はボルト止めによって固定する。

この蓋２４の中央部には材料投入口２５を開口し、該投入口２５の外側に対称に透孔２５’，２５’を穿設し、該透孔２５’，２５’を経て上記ホッパー２の内面に沿って下端開口部２’に向う高速回転攪拌機４，４を配設する。

上記攪拌機４，４は上記透孔２５’，２５’の上方に延長した高速回転軸４’を上記機枠１の上方突出斜杆１ｂに設けた軸受２６に支持し、該回転軸４’の上端に設けた調車２７を上記斜杆１ｂに設けた電動機２８の出力軸に設けた駆動調車２９とに無端ベルト３０を掛回して上記回転軸４’を図３矢印ｂ方向に約２０００ｒｐｍで高速回転させる。この回転方向は上記ホッパー２の回転方向（矢印ａ方向）と反対方向とする。

上記回転軸４’には形状の異る羽板４”を着脱自在に交換して高速回転攪拌機４を形成するが、羽板４”の形状は投入材料によって適宜変更するものとする。

又上記蓋２４には上記透孔２５’，２５’間に穿設したスリット２５”，２５”を経て上記ホッパー２の内面に沿って下端開口部２’に向う邪魔板５（レーキ）を配置し、蓋２４の上方において上部方形機枠１に突設した斜向板１ｃにこれを取付具によって固定する。

上記下端開口部１’の上記開閉板３の上面には中心線ｃを共有する低い円錐形突起３”を設け、上記ホッパー２及び開閉板３の回動に伴う投入材料の下降を外側に誘導する作用を行う。

投入材料は汚泥、ヘドロ、生コンクリート、比重の異る粉体（例えば焼酎粕と土、シリカ粉と炭酸カルシウム、セメント粉、ファイバーグラスと化学繊維ｅｔｃ）等であって、上記投入口２５から投入されると上記４個のロードセル７によって計量され、一定量に達して自動的に投入が停止する。

上記投入材料は回転ホッパー２内において遊転開閉板３と共に該ホッパー２の内周面に沿って遠心力によって螺旋状に上昇し上端開口部２”において中空となっている中央部側に回動し、該中空部を下端開口部２’に向って下降する動作による攪拌混合動作を基本とし、
上記高速回転攪拌機４による上記ホッパー２の内周面の矢印ａ方向への回動と矢印ｂ方向への逆回転動作及び邪魔板５による上記内周面から中央部(中心線ｃ)に向う変向動作によって上記材料の攪拌は激しく行われ、
その攪拌状態のまま油圧又はエアシリンダー２３が動作して上記開閉板３を図１、図５実線位置から仮想線位置に回動されることによって下端開口部２’を開き、上記ホッパー２内の材料は上述のように攪拌混合状態のまま下端開口部２’から連続的に排出され、下方の搬出コンベア３１によって搬出される。

そして４個の上記ロードセル７によって上記ホッパー２内の材料が全部排出された空状態を信号によって感知し、それによって上記シリンダー２３を動作して開閉板３を図１、図４仮想線位置から実線位置に回動して下端開口部２’を閉鎖し、上記投入口２５から材料を投入するバッチ又は間歇動作を繰返す。

上述のバッチ又は間歇動作は回転ホッパー２を止めることなく上記開閉板３を上述のように開閉するのみで行われ、生コンクリートの１バッチ混合時間は約４０秒であって長時間（数分間）に至る攪拌混合動作によって生コンクリート内の粒子の比重分離を発生しない程度に速やかに行われる。

本発明の混合機を示す正面図である。 図１Ａ−Ａ線による縦断側面図である。 図２Ｂ−Ｂ線による横断平面図である。 回転ホッパーの側面図である。 下端開口部の拡大正面図である。

符号の説明

１ 機枠
２ 逆截頭円錐筒形ホッパー
ｃ 中心線
２’ 下端開口部
２” 上端開口部
３ 遊転開閉板
４ 高速回転攪拌機
５ 邪魔板

Claims (2)

1. 機枠に支持し、中心線の回りに回動する逆截頭円錐筒形ホッパー及びその下端開口部の下縁フランジに接し、該フランジとのフリクションによって回動する遊転開閉板を上記中心線の回りに一方向に回動し、
   該回動のまま上記開閉板を開閉して上記ホッパーによりバッチ式又は間歇的に一定量計量した収容材料を中心線の回りに螺旋状に昇降攪拌混合することを特徴とする材料混合法。
2. ロードセルによって４隅を支持した機枠に逆截頭円錐筒形ホッパーを中心線の回りに回動自在に支持し、
   上記ホッパーの下端開口部を開閉板で閉鎖した状態で該開閉板が上記下端開口部の下縁フランジとのフリクションによって上記中心線の回りに従動遊転し、かつ上記機枠に上記ホッパーの内面に沿って下端開口部に向い、該ホッパーの回転方向と逆方向に回転する１対の高速回転攪拌機及び上記ホッパーの内面に沿って下端開口部に向う邪魔板を設けた混合機。

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