JP5437721B2

JP5437721B2 - 二軸ミキサ

Info

Publication number: JP5437721B2
Application number: JP2009170984A
Authority: JP
Inventors: 義宣坂本; 洋介木嶋; 康柳澤
Original assignee: 光洋機械産業株式会社
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-07-22
Also published as: JP2011025437A

Description

この発明は、例えば、現地発生材を有効に利用するＣＳＧのような材料を効率よく混練する二軸ミキサ、更に詳しくは、材料を混練するブレードの表面に混練物でセルフライニング層を形成することにより、ブレードとの衝突による材料の破壊を防止し、ブレードの摩耗発生を防ぐことができるようにした二軸ミキサに関する。

例えば、ＣＳＧ（ＣｅｍｅｎｔｅｄＳａｎｄａｎｄＧｒａｖｅｌ）ダムの施工においては、現場近くで入手した河床堆積物や掘削ズリ等の材料にセメントと水を加え、これを混練することによりＣＳＧを製造し、このＣＳＧを用いて台形のダムを構築するものであり、このため、現地において材料とセメント、水を混練するための設備が必要になり、この設備にミキサが組み込み使用される。

上記のようなミキサには、ドラム回転式ミキサ等の幾つかの形式があるが、連続式二軸ミキサやバッチ式二軸ミキサのような二軸ミキサを採用されることが多く、特に前者の連続式二軸ミキサは、全体がコンパクトでありながら比較的処理容量が大きくて連続的にＣＳＧを製造でき、現地への搬入が比較的容易であるという利点がある。

図６（ａ）、（ｂ）は、二軸ミキサとして従来から知られている連続式二軸ミキサの基本的な構造を示し、一端側の上部に材料の受取り口１と他端側の下部に混練物の排出口２が設けられたケーシング３の内部に、二本の混練軸４を平行状態の配置で架設し、両混練軸４をケーシング３の外部に設けた駆動源５で相反する方向に回転駆動すると共に、両混練軸４のそれぞれに、アーム６の先端にブレード７を設けた複数の攪拌翼８を突設した構造になっている（例えば、特許文献１参照）。

また、本出願人は、上記のような連続式二軸ミキサやバッチ式二軸ミキサのような二軸ミキサにおいて、ケーシング３の摩耗発生を防いで耐久性を向上させるため、ケーシングの内面と攪拌翼の先端が描く回転軌跡との間に、混練物がケーシングの内面に付着することによってセルフライニング層を形成する隙間を設けた二軸ミキサを提案している。

上記した連続式二軸ミキサにおいて、二本の混練軸４は、攪拌翼８の先端が描く回転軌跡がラップするような間隔でケーシング３の内部に配置され、その攪拌翼８が両混練軸４間で下から上向きに回転するよう駆動され、受取り口１から投入された材料を回転するブレード７の表面で混練軸４間に掻き上げることで効率よく攪拌混合すると共に、混合物を排出口２に向けて送り出すことになる。

特許第４１３２３４４号公報

ところで、従来の二軸ミキサにおける攪拌翼８のブレード７は、硬質の金属材料を用いて表面が平滑な板状に形成されており、このため、ブレード７の表面は緩衝機能がなく、混練時に材料がブレード７の表面に衝突すると、材料が細かく破壊することもあり、製造した混練物の品質を低下させるという問題がある。

また、攪拌翼８のブレード７は、材料を掻き上げる表面が材料と常時摺接するため、特に、ＣＳＧのような砂や砂利、岩石等の硬質骨材を含む材料の混練では、材料の摺動によって短期間でブレード７の表面が摩耗し、ブレード７の寿命が短く短期間で取換えなければならないという問題がある。

そこで、この発明の課題は、混練物でブレードの表面にセルフライニング層を形成することにより、緩衝効果によって材料の破損発生を防ぐと共に、ブレードの摩耗を防いで耐久性の向上を図ることができる二軸ミキサを提供することにある。

上記のような課題を解決するため、この発明は、ケーシングの内部に、相反する方向に回転駆動される二本の混練軸を平行状態の配置で架設し、両混練軸のそれぞれに、先端にブレードを備えた複数の攪拌翼を突設した二軸ミキサにおいて、前記ブレードの混練物を掻き上げる表面を、混練物が付着することによって前記表面を覆うセルフライニング層を形成するための混練物付着凹凸面に形成したものである。

また、この発明は、ケーシングの内部に、相反する方向に回転駆動される二本の混練軸を平行状態の配置で架設し、両混練軸のそれぞれに、先端にブレードを備えた複数の攪拌翼を突設し、前記ケーシングの内面と攪拌翼の先端が描く回転軌跡との間に、混練物がケーシングの内面に付着することによってセルフライニング層を形成するための隙間を設けた二軸ミキサにおいて、前記ブレードの混練物を掻き上げる表面を、混練物が付着することによって前記表面を覆うセルフライニング層を形成するための混練物付着凹凸面に形成したものである。

ここで、二軸ミキサは、連続式二軸ミキサとバッチ式二軸ミキサの何れであってもよく、上記ブレードの混練物を掻き上げる表面に設けた混練物付着凹凸面は、ブレードの表面で周縁に沿って設けた突条で囲まれた内側を凹入面としたもの、ブレードの表面に多数の突条や凹溝を並列状やクロス状のパターンに設けたもの、ブレードの表面に多数の円錐台形等の突起を並べて設けたもの等、混練物の付着性を良くするものであればよく、表面に付着した混練物が層をなすことでセルフライニング層となる。

この発明によると、攪拌翼におけるブレードの表面を混練物付着凹凸面としたので、混練物が付着することによってブレードの表面をセルフライニング層で覆うことができ、セルフライニング層の緩衝機能により、ブレードの表面に材料が直接衝突して破損するのを防ぐことができ、これによって良質の混練製品を製造できることになる。

また、セルフライニング層がブレードの表面を覆うので、ブレードの表面に材料が直接摺接しないようにすることができ、ブレードの摩耗発生を防いで耐久性を向上させることで寿命の向上が図れる。

この発明に係る二軸ミキサの例として連続式二軸ミキサを示す要部切欠き正面図同上の平面図同上の拡大した縦断側面図ブレードの表面に設ける混練物付着凹凸面の異なった例を示し、（ａ）は第１の例を示すブレードの正面図、（ｂ）は同横断面図、（ｃ）は第２の例を示すブレードの正面図、（ｄ）は第３の例を示すブレードの正面図、（ｅ）は同横断面図ブレードの表面に設ける混練物付着凹凸面の異なった例を示し、（ａ）は第４の例を示すブレードの正面図、（ｂ）は同横断面図、（ｃ）は他の形態の横断面図、（ｄ）は第５の例を示すブレードの正面図、（ｅ）は第６の例を示すブレードの正面図、（ｆ）は同横断面図、（ｇ）は他の形態の横断面図、（ｈ）は更に他の形態の横断面図（ａ）は従来の二軸ミキサとして連続式二軸ミキサの構造を示す一部切り欠き正面図、（ｂ）は同縦断側面図

以下、この発明の実施の形態を添付画面に基づいて説明する。

この発明の二軸ミキサは、連続式二軸ミキサとバッチ式二軸ミキサの何れでもよいが、図１乃至図３は、連続式二軸ミキサを例示し、一端側の上部に材料の受取り口１１と他端側の下部に混練物の排出口１２が設けられたケーシング１３の内部に、二本の混練軸１４を平行状態の配置で架設し、両混練軸１４のそれぞれに、アーム１５の先端にブレード１６を備えた複数の攪拌翼１７を突設すると共に、前記二本の混練軸１４は、ケーシング１３の外部に設けた駆動源１８となる変速機とモータで相反する方向に回転駆動される構造になっている。

上記ケーシング１３は、鋼板等を用いた胴部外板が、両側に対向起立する側壁１３ａの下部に内側に向かう傾斜壁１３ｂを設け、両側傾斜壁１３ｂの下端間に水平の底壁１３ｃを設けた断面形状を有し、この胴部外板の両端を前後の端壁１３ｄと１３ｅで閉鎖した上面開放状の箱形に形成され、受取り口１１を除く上面が開閉可能なハッチを備えた蓋壁１９によって閉鎖されている。

上記二本の混練軸１４は、攪拌翼１７の先端が描く回転軌跡が一部重なり合うような間隔でケーシング１３内に配置され、図３に矢印で示すように、攪拌翼１７が投入された材料を側壁１３ａの側から混練軸１４間に掻き上げることによって混練するように駆動され、前記攪拌翼１７は混練軸１４の周方向に対して複数が放射状の配置で突出すると共に、軸方向に所定の間隔で多数が設けられ、この攪拌翼１７は回転方向に対してブレード１６に角度を持たせ、材料を混練しながら受取り口１１から排出口１２に送るようになっている。

上記攪拌翼１７のブレード１６は、硬質の金属材料を用い、厚みのある角形の板状に形成され、幅方向の中央部で根元側の位置に複数の取付け孔２０が貫通するように設けられ、混練軸１４に設けたアーム１５に裏面側を重ね、取付け孔２０に挿通したボルトでアーム１５に対して固定され、回転によりその表面で材料の混練と送りを与えることになる。

このブレード１６の表面は、混練物が付着することによって前記表面を覆うセルフライニング層Ｘを形成するための混練物付着凹凸面２１に形成されている。

図４と図５は、ブレード１６の表面に設ける混練物付着凹凸面２１の好ましいいくつかの例を示し、図４（ａ）と（ｂ）に示す第１の例は、ブレード１６の表面で先端側と両側の三辺に突条２２を設け、この突条２２で囲まれた部分を凹部２３とすることで表面を混練物付着凹凸面２１とし、図４（ｃ）に示す第２の例は、ブレード１６の表面で周縁の全体に連続する突条２４を設け、この突条２４で囲まれた部分を凹部２５とすることで表面を混練物付着凹凸面２１とし、図４（ｄ）と（ｅ）に示す第３の例は、ブレード１６の表面で周縁の全体に連続する突条２６を設け、この突条２６で囲まれた部分を仕切り突条２７で複数に区切り、突条２６と仕切り突条２７で囲んだ部分を凹部２８とすることで表面を混練物付着凹凸面２１としたものである。

上記した各第１から第３の例の混練物付着凹凸面２１を設けたブレード１６においては、材料の混練時に、凹部２３、２５、２８に混練物が溜まり、それをきっかけとして丘のように盛り上がることでブレード１６の表面にセルフライニング層Ｘが形成されることになる。

図５（ａ）乃至（ｃ）に示す第４の例は、ブレード１６の表面に多数の突条２９又は凹溝３０及び両者の併用を、回転方向に対して先端側から根元側に下がり傾斜となるように一定間隔で設けることで混練物付着凹凸面２１とし、図５（ｄ）に示す第５の例は、上記と同様の突条２９又は凹溝３０をクロス状の配置で設けることで混練物付着凹凸面２１とし、図５（ｅ）乃至（ｈ）に示す第６の例は、ブレード１６の表面に円錐台形状となる多数の凹部３１又は突起３２及び両者を所定のパターンで並べて設けることにより、混練物付着凹凸面２１としたものである。

このような、突条２９や凹溝３０、凹部３１、突起３２による混練物付着凹凸面２１は、ブレード１６の表面積を多くすると同時に混練物の付着性を良くし、突条２９や凹溝３０、凹部３１、突起３２に付着した混練物がきっかけとなって丘のように盛り上り、厚みを増して層となることでセルフライニング層Ｘが形成されることになる。

上記のようなブレード１６を用いる二軸ミキサの種類や構造は特に限定されるものではないが、図１乃至図３は連続式二軸ミキサの例を示し、この連続式二軸ミキサは、ケーシング１３における胴部外板の内面に、付着した混練物によるセルフライニング層Ａが形成されるよう、側壁１３ａと傾斜壁１３ｂ及び底壁１３ｃの内面と攪拌翼１７の先端が描く回転軌跡との間に、前記セルフライニング層Ａを形成するための隙間Ｂが設けられた構造になっている。

この隙間Ｂの間隔は、混練物の付着によって生成されたセルフライニング層Ａが、ケーシング１３の内面に摩耗が発生するのを防ぐことができる厚みになるように適宜設定すればよく、また、この隙間Ｂは、図３のように、側壁１３ａの内面と攪拌翼１７の先端が描く回転軌跡の水平軸線上に位置する部分との間隔ａが最も狭く、それよりも下部となる傾斜壁１３ｂと回転軌跡の間隔ｂと、底壁１３ｃと回転軌跡の間隔ｃは間隔ａよりも広く設定され、材料に含まれた骨材がケーシング１３とブレード１７間に介在したり噛み込むことのないようにしている。

一例として、上記隙間Ｂは、硬質骨材を最大８０ｍｍ径と想定した場合、側壁１３ａの内面と攪拌翼１７の先端が描く回転軌跡の水平軸線上に位置する部分との間隔ａが８０〜１００ｍｍ、傾斜壁１３ｂの内面と攪拌翼１７の先端が描く回転軌跡の間隔ｂが１１０ｍｍ、底壁１３ｃの内面と攪拌翼１７の先端が描く回転軌跡の間隔ｃが１２０ｍｍに設定されている。

この発明の二軸ミキサは、上記のような構成であり、図示例の連続式二軸ミキサで、例えば、ＣＳＧを製造する場合、現場近くで入手した河床堆積物や掘削ズリ等の材料にセメントと水を加えたものを受取り口１１からケーシング１３内に投入し、二本の混練軸１４を回転駆動すると、材料は回転する各混練軸１４のブレード１６で外側から混練軸１４間に向けて掻き上げられることで均一に混練され、軸方向への送りによって排出口１２に向けて移動し、完成したＣＳＧは排出口１２から連続的に取り出されることになる。

上記のようなＣＳＧの製造において、各攪拌翼のブレード１６は、回転によってその表面で材料の混練と送りを与えることで混練物を製造するが、その表面は混練物付着凹凸面２１に形成されているので、この混練物付着凹凸面２１に付着した混練物が厚みを増して層となることでセルフライニング層Ｘが形成されることになる。

ブレード１６の表面に混練物で形成されたセルフライニング層Ｘは、ＣＳＧの材料によって緩衝機能を生じ、ブレード１６の表面に材料が直接衝突して破損するのを防ぐことができ、これによって良質の混練物を製造できることになる。

また、ブレード１６の表面がセルフライニング層Ｘで覆われることにより、ブレード１６の表面に対する材料の摺動がなく、ブレード１６の表面が摩耗するのを防ぐことで耐久性を向上させることができる。

また、図１乃至図３で示した連続式二軸ミキサにおいては、攪拌翼１７の先端が描く回転軌跡とケーシング１３における外板の内面の間に隙間Ｂが設けられているので、図３のように、混練物が外板の内面に付着して積層していくことで前記隙間Ｂを埋めるセルフライニング層Ａが形成されことになり、ケーシング１３の内面に対する混練物の直接的な摺動発生がなくなり、ケーシング１３の摩耗を防ぐことができると共に、ＣＳＧによって形成されたセルフライニング層Ａは緩衝機能を有し、攪拌時に骨材がケーシング１３の外板に直接衝突して破壊するのを防ぐことができ、良質の混練物を製造できると共に、骨材がケーシング１３とブレード１６間に介在したり噛み込むのを防ぎ、ブレード１６の摩耗発生及び駆動源１８の破損を防ぐことができる。

混練作業の終了後は、ケーシング１３の内面に残ったセルフライニング層Ａをハツリ除去して排出口１２から取り出せばよく、このように、セルフライニング層Ａの形成により、ケーシング１３の内面にライニング材を別途取付ける必要がなくなり、二軸ミキサの耐久性向上と軽量化及び低コスト化を図ることができ、ＣＳＧ製造のような現地への搬入や搬出に便利である。

ここで、上記した二軸ミキサは、連続式二軸ミキサを例示したが、バッチ式二軸ミキサであってもよく、図示省略したが、このバッチ式二軸ミキサは、基本的な構造が上記した連続式二軸ミキサと近似しており、ケーシング内に上部受取り口からバッチ毎に材料を投入し、二本の混練軸に設けた攪拌翼のブレードが回転することで材料を混練し、混練終了後に混練製品をケーシングの下部に開閉自在となるよう設けた排出口を開くことでバッチ毎に取出すようになっており、前記攪拌翼にこの発明のブレードの構造を適用することができる。

また、混練する材料はＣＳＧを例示したが、これに限定されるものではなく、各種材料の混練に使用することができる。

１１受取り口
１２排出口
１３ケーシング
１４混練軸
１５アーム
１６ブレード
１７攪拌翼
１８駆動源
１９蓋壁
２０取付け孔
２１混練物付着凹凸面
２２突条
２３凹部
２４突条
２５凹部
２６突条
２７仕切り突条
２８凹部
２９突条
３０凹溝
３１凹部
３２突起
Ｘセルフライニング層

Claims

ケーシングの内部に、相反する方向に回転駆動される二本の混練軸を平行状態の配置で架設し、両混練軸のそれぞれに、先端にブレードを備えた複数の攪拌翼を突設した二軸ミキサにおいて、
前記ブレードの混練物を掻き上げる表面は、混練物が付着することによって前記表面を覆うセルフライニング層を形成するための混練物付着凹凸面とされ、
前記混練物付着凹凸面は、多数の突条又は凹溝をクロス状に設けたことにより形成されていることを特徴とする二軸ミキサ。
ケーシングの内部に、相反する方向に回転駆動される二本の混練軸を平行状態の配置で架設し、両混練軸のそれぞれに、先端にブレードを備えた複数の攪拌翼を突設した二軸ミキサにおいて、
前記ブレードの混練物を掻き上げる表面は、混練物が付着することによって前記表面を覆うセルフライニング層を形成するための混練物付着凹凸面とされ、
前記混練物付着凹凸面は、多数の突条、凹溝又はその両者を並列状に設けたことにより形成されていることを特徴とする二軸ミキサ。
ケーシングの内部に、相反する方向に回転駆動される二本の混練軸を平行状態の配置で架設し、両混練軸のそれぞれに、先端にブレードを備えた複数の攪拌翼を突設した二軸ミキサにおいて、
前記ブレードの混練物を掻き上げる表面は、混練物が付着することによって前記表面を覆うセルフライニング層を形成するための混練物付着凹凸面とされ、
前記混練物付着凹凸面は、多数の突起、凹部又はその両者を所定のパターンで並べて設けたことにより形成されていることを特徴とする二軸ミキサ。