JP4430484B2 - 傾動式振動混合機及び傾動式振動乾燥機 - Google Patents

Description

この発明は、粉粒体や泥状物体などの均一混合を効率良く行える傾動式振動混合機と、これに乾燥機能を付与して構成される乾燥効率に優れた傾動式振動乾燥機に関する。

弾性体で支持した水平配置のドラム（筒状処理容器）に粉粒体を投入し、前記ドラムを振動させながらドラム内の粉粒体を攪拌混合する振動処理装置と、この装置のドラムをジャケットで覆ってこのジャケット内に熱媒体を流し、振動を加えたドラム内の粉粒体を加熱乾燥させる振動乾燥装置が、下記特許文献１に開示されている。

この特許文献１が提案している振動処理装置と、振動乾燥装置は、ドラムを錐台筒状とすることによってドラム内に攪拌用の回転翼などを設けずに粉粒体などの被処理物の混合流動性を向上させるようにしているが、粘性のある被処理物や、だまのでき易い被処理物を処理する場合には特に、単純に振動を加えるだけでは混合の均一性が高まらず、混合に費やす時間も長くなる。

また、振動乾燥装置は、攪拌が不十分になることによって乾燥のバラツキが発生し、乾燥時間も長くなる。さらに、乾燥がばらついた被処理物はドラムからの排出性が悪く、排出を良くするための調整や、ドラム内の残留被処理物を清掃して取り除く作業が必要になるという欠点もある。
特開平１１−２４８３４９号公報

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ドラムを振動させながら傾動させるようにして被処理物の混合の均一性と混合効率を向上させた傾動式振動混合機と、これに乾燥機能を付与して乾燥の均一化、効率化を実現した傾動式振動乾燥装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、この発明においては、被処理物を投入する水平配置のドラムと、このドラムを振動させる加振装置と、前記ドラムの前後部を個別に支持する複数基の空気ばねと、この空気ばねの内部圧力を制御して前記ドラムを前後に傾動させる内圧制御手段とを有し、前記ドラムに振動と傾動を同時に付与してドラム内の被処理物を攪拌するようにした傾動式振動混合機を提供する。

また、この傾動式振動混合機に、ドラムを包むジャケットと、このジャケットの内部に熱媒体を流す熱媒体供給装置を含ませ、ドラムに投入した被処理物をドラムの振動と傾動によって攪拌しながら前記ジャケットの内部に導入する熱媒体によって加熱乾燥させるようにした傾動式振動乾燥機も併せて提供する。

この傾動式振動混合機と傾動式振動乾燥機は、ドラムの前後部の左右を前記空気ばねでそれぞれ支持し、前記内圧制御手段で左右の空気ばねの内部圧力を制御してドラムを左右にも傾動させるようにしてもよい。振動乾燥機はその左右の傾動が熱効率を向上させるのに役立つ。

この発明の傾動式振動混合機と傾動式振動乾燥機の好ましい形態を下に列挙する。
１）ドラムに設ける被処理物の排出口をドラムの一端側に偏らせて前記加振装置をドラムの中央下部に設置する。
２）加振装置として偏心配置の重錘を回転させて振動を発生させるバイブレータを採用し、ドラムに付与する振動の方向を重錘の回転方向を変化させて切り替えられるようにする。
３）振動乾燥装置にドラム内を減圧する真空吸引手段を付属させる。

この発明の振動混合機は、ドラムの前後をそれぞれ空気ばねで支持しており、その前後の空気ばねの内部圧力を、片方が高く、他方が低くなるように制御して振動しているドラムを傾動させ、その傾動の方向を交互に切替えて前後の傾動（ピッチング）を起こさせる。そのピッチングにより、被処理物はドラム内で跳ねながらドラムの前部が降下するときには前側に、ドラムの後部が降下するときには後ろ側にそれぞれ流動し、被処理物の運動量と運動範囲が大きくなる。それによって攪拌効果が高まり、混合の均一性と混合効率が向上する。

また、この発明の振動乾燥装置は、ドラムのピッチングによって被処理物の攪拌効果が高まるため、被処理物が平均的にむらなく加熱され、これによって乾燥の均一化が図られる。また、加熱がむらなくなされるので、加熱効率が高まって乾燥時間が短縮され、効率的、経済的な乾燥が行われる。さらに、均一乾燥により、被処理物が排出されずにドラム内に残ることが少なくなり、そのために、調整や清掃の手間を減少させることも可能になる。

ドラムを前後に傾動させるとドラムの排出口をドラムの中央下部に設ける必要がなくなり、そのために、加振装置をドラムの中央下部に設置してドラムの振動バランスを良くすることが可能になり、また、偏心配置の重錘を回転させて振動を発生させるバイブレータを加振装置として採用してドラムに付与する振動の方向を切り替えることも可能になり、混合の均一性改善や乾燥効率向上の効果を高めることができる。

なお、ドラムを左右方向にも傾動させる（ローリングを起こさせる）と、ドラムに対する被処理物の接触領域が広がり、ローリングが起こらないものに比べて熱媒体による加熱効率が向上する。従って、振動乾燥装置については、ドラムの前後部の左右を空気ばねでそれぞれ支持し、内圧制御手段で左右の空気ばねの内部圧力を制御してドラムを左右にも傾動させる構造が有効性を発揮することになる。

以下、この発明の傾動式振動混合機の実施形態を添付図面の図1、２に基づいて、また、この発明の傾動式振動乾燥機の実施形態を添付図面の図３及び図４に基づいてそれぞれ説明する。

図１の傾動式振動混合機は、水平配置のドラム１と、このドラム１を振動させる加振装置４と、ドラム１の前後部を個別に支持する空気ばね５、６と、空気ばね５、６を介してドラム１を支持する架台７と、空気ばね５、６の内部圧力を制御してドラム１を前後に傾動させる内圧制御手段８とで構成されている。

処理容器であるドラム１は円筒形状であり、蓋の付いた投入口２と、動力駆動のシャッタ（図示せず）を有する排出口３を備えている。密閉構造にして被処理物の外部への飛散を無くしたこのドラム１の内部に投入口２から被処理物を投入し、処理済み後に排出口３から取り出す。排出口３は、ドラムの一端側に偏った位置に設けており、そのために、加振装置４をドラム１の中央下部に設けることが可能になっている。

加振装置４は、偏心配置の重錘を回転させて振動を発生させる周知のバイブレータを採用しており、これをドラム１の中央下部に装着してドラム１と一緒に傾動できるようにしている。この加振装置４は、重錘の回転方向を反転させてドラム１に付与する振動の方向を切り替えることができる。

空気ばね５、６は、ドラム１からの振動を吸収して外部に伝わらないようにする目的で設けている。この防振用の空気ばねを昇降用のアクチュエータとして兼用し、この空気ばねの内部圧力を制御することによって支持点の高さを変化させてドラム１を傾動させる。この空気ばね５、６は、ドラム１の前後部にそれぞれ１基ずつ配置してもよいが、ドラムの前後部の左右にそれぞれ配置すると、左右の空気ばねの内部圧力を制御してドラム１を左右にも傾動させることができる。

内圧制御手段８は、図２に示す空気圧源８ａと、空気供給路を切り替える切り替え弁８ｂと、この切り替え弁の動作を制御する制御ユニット８ｃを備えている。

このように構成した傾動式振動混合機は、混合しようとする粉粒体などの材料を投入口２からドラム１に投入し、ドラム１を振動させながら空気ばね５、６の内部圧力を制御して同時に前後に傾動させる。空気ばね５、６の内部圧力を、交互に相反する状態となるように変化させると、空気ばね５、６の一方が伸張し、他方が収縮する運動が繰り返される。そのために、ドラム１が前後に傾動し（ピッチングを起こす）、ドラム内の材料が飛び跳ねながらドラムの前後に流動して効率良く、均一に混合される。ドラム１は、１秒間に例えば２０回程度振動させるが、傾動の周期は１分間に１回程度で十分である。

なお、空気圧源８ａは、一定圧の圧縮空気を供給するものでよい。その空気圧源８ａと排気口に対する空気ばねの接続状態を切り替え弁８ｂで切り替えるだけで前後の空気ばねの高さが変わってドラム１が傾動する。従って、傾動機構の消耗は起こらず、騒音の少ない静粛な傾動が可能になる。また、空気ばねは、高さが変化してもばね定数はほとんど変化しないため、空気ばねによる防振効果が損なわれることもない。

図３の傾動式振動乾燥機は、図１の傾動式振動混合機に、ドラム１を覆うジャケット９と、そのジャケット９内に熱媒体を供給する熱媒体供給装置１０と、ドラム１内を真空引きして減圧する真空吸引手段１１を付加して構成されている。

熱媒体供給装置１０は、熱媒体供給源１０ａから供給される蒸気などの熱媒体を媒体入り口１０ｂからジャケット９内に導入し、ジャケット９内を通過した熱媒体を媒体出口１０ｃから回収するものを設けている。また、真空吸引手段１１は、ドラム１に設けた吸引ノズル１１ａにブロワなどを接続してドラム１内を真空引きするものを設けている。

このように構成した図３の傾動式振動乾燥機は、ドラム１が振動しながら前後に傾動するので、ドラム１内に投入した被処理物（湿潤状態の粉粒体や泥状物体など）が効果的に攪拌され、熱媒体によって加熱されたドラム１から効率良く熱を受けて均一に効率良く加熱される。このために、乾燥が均一化され、乾燥時間も短縮される。また、均一乾燥により、ドラムからの被処理物の排出もスムーズになされて被処理物がドラム内に残留することが少なくなり、清掃などの手間も減少させることが可能になる。

例示の振動乾燥機は、排出口３がドラム１の一端側に偏った位置にあり、乾燥で重要なドラム中央部の内壁面（被処理物との接触面）の面積が減少しない。また、加振装置４が
ドラム１の中央部にあり、振動のバランスが保たれる。さらに、加振装置４の重錘の回転方向を切り替えて被処理物を効果的に運動させることができ、乾燥の均一性向上、効率向上、被処理物の排出性改善が図れる。

なお、図４に示すように、ドラム１の前後部の左右を空気ばね５Ｌ、５Ｒ、６Ｌ、６Ｒ（符号Ｌ、Ｒは、左右の空気ばねを区別するために便宜上付した）でそれぞれ支持する場合には、左右の空気ばね５Ｌと５Ｒ、６Ｌと６Ｒの内部圧力に差をつけてドラム１を左右方向にも傾動（ローリング）させることができる。このローリングによって、ドラム１に対する被処理物の接触範囲が広がり、ドラムを介しての熱伝達量が増えて熱効率が向上し、乾燥効率がより高まる。ドラムのピッチングとローリングは、互いの周期をずらして起こさせると空気ばねの内圧制御が複雑にならずに済む。

この発明の傾動式振動混合機の実施形態を示す側面図 図１の傾動式振動混合機に設けた内圧制御手段の概要を示す回路図 この発明の傾動式振動乾燥機の実施形態を示す側面図 ローリング運動を行わせるための内圧制御手段の概要を示す回路図

符号の説明

１ ドラム
２ 投入口
３ 排出口
４ 加振装置
５、６ 空気ばね
７ 架台
８ 内圧制御手段
８ａ 空気圧源
８ｂ 切り替え弁
８ｃ 制御ユニット
９ ジャケット
１０ 熱媒体供給装置
１０ａ 熱媒体供給源
１０ｂ 媒体入り口
１０ｃ 媒体出口
１１ 真空吸引手段
１１ａ 吸引ノズル

Claims (6)

1. 被処理物を投入する水平配置のドラムと、このドラムを振動させる加振装置と、前記ドラムの前後部を個別に支持する複数基の空気ばねと、前後の空気ばねの内部圧力を制御して前記ドラムを前後に傾動させる内圧制御手段とを有し、前記ドラムに振動と傾動を同時に付与してドラム内の被処理物を攪拌するようにした傾動式振動混合機。
2. ドラムの前後部の左右を前記空気ばねでそれぞれ支持し、前記内圧制御手段で左右の空気ばねの内部圧力を制御してドラムを左右にも傾動させるようにした請求項1に記載の傾動式振動混合機。
3. ドラムに設ける被処理物の排出口をドラムの一端側に偏らせて前記加振装置をドラムの中央下部に設置した請求項1又は２に記載の傾動式振動混合機。
4. 前記加振装置として偏心配置の重錘を回転させて振動を発生させるバイブレータを採用してドラムに付与する振動の方向を切り替え可能となした請求項３に記載の傾動式振動混合機。
5. 請求項1乃至４のいずれかに記載の傾動式振動混合機に、前記ドラムを包むジャケットと、このジャケットの内部に熱媒体を流す熱媒体供給装置を含ませ、ドラムに投入した被処理物をドラムの振動と傾動によって攪拌しながら前記ジャケットの内部に導入する熱媒体によって加熱乾燥させるようにした傾動式振動乾燥機。
6. 前記ドラム内を減圧する真空吸引手段を付属させた請求項５に記載の傾動式振動乾燥機。

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