JP5629087B2 - 材料混合装置 - Google Patents
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Description
本発明は、複数種類の粉粒状の原材料が混合された混合材料を製造するための材料混合装置に係る技術分野に属する。
最近、合成樹脂，食品等の分野において、最終製品の品質の向上や特殊機能の具備のために、中間材料として複数種類の粉粒状の原材料が混合された混合材料が使用されるようになってきている。このため、原材料から混合材料を容易に量産することのできる材料混合装置の開発が要望されている。
従来、原材料から混合材料を容易に量産することを指向した材料混合装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１には、粉粒状の原材料が貯留される複数基の原材料ホッパと、複数種類の原材料が混合された混合材料が貯留される混合材料ホッパと、各原材料ホッパに設備され原材料を排出する排出機構と、各排出機構が直列に連結され排出された原材料を混合しながら混合材料ホッパに供給する供給機構とを備えた材料混合装置が記載されている。
特許文献１に係る材料混合装置は、供給機構による混合材料ホッパへの原材料の供給の送り途中で混合をも実現して、特別な撹拌機構を備えた撹拌工程を省略することで、原材料から混合材料を容易に量産できるようにするものである。
特許文献１に係る材料混合装置では、排出機構，供給機構が製造しようとする混合材料に対応して固定的に設計されているため、原材料の混合比を簡単に調整することができないという問題点がある。
本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、製造される混合材料における原材料の混合比を簡単に調整することのできる材料混合装置を提供することを課題とする。
前述の課題を解決するため、本発明に係る材料混合装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。
即ち、請求項１では、粉粒状の原材料が貯留される複数基の原材料ホッパと、複数種類の原材料が混合された混合材料が貯留される混合材料ホッパと、各原材料ホッパに設備され原材料を排出する排出機構と、各排出機構が連結され排出された原材料を混合しながら混合材料ホッパに供給する供給機構とを備えた材料混合装置において、各排出機構を駆動する排出モータに回転数を個別に設定することのできるコントローラが接続され、供給機構は単一の供給モータによって回転駆動される単一の回転軸を有するスクリュコンベアからなり、供給機構のスクリュコンベアはフィンが回転軸の軸長の中途で螺旋の方向が逆方向とされ、排出機構は供給機構のスクリュコンベアのフィンの方向変換部分に相対する方向から原材料が送られるように連結され、供給機構と混合材料ホッパとは供給機構のスクリュコンベアのフィンの方向変換部分で連結され、供給機構にはスクリュコンベアのフィンの方向変換部分に相対する方向から送られた原材料を混合材料ホッパ方向へ案内する整流板が設けられていることを特徴とする。
この手段では、コントローラで排出機構の排出モータの回転数を変更することで、各原材料ホッパからの原材料の排出量が変更される。また、供給機構のスクリュコンベアのフィンの方向変換部分で供給機構，混合材料ホッパが連結されることで、混合材料ホッパを供給機構の長さ方向（軸長）の端部に設置しなくてもすむようになる。また、整流板で相対する方向から送られた原材料を混合材料ホッパ方向へ案内されることで、供給機構において原材料の衝突による滞溜が防止される。
また、請求項２では、請求項１の材料混合装置において、混合材料ホッパにはコントローラに接続されて混合材料ホッパの混合材料の貯留量を検出する貯留量検出センサが取付けられ、コントローラは混合材料ホッパの混合材料の貯留量が一定量以下になった場合に排出機構，供給機構を駆動するように設定されていることを特徴とする。
この手段では、コントローラによって混合材料ホッパの混合材料の貯留量が一定量以下になった場合に排出機構，供給機構を駆動することで、排出機構，供給機構の無用の駆動を避けることができる。
本発明に係る材料混合装置は、コントローラで排出機構の排出モータの回転数を変更することで、各原材料ホッパからの原材料の排出量が変更されるため、製造される混合材料における原材料の混合比を簡単に調整することができる効果がある。また、供給機構のスクリュコンベアのフィンの方向変換部分で供給機構，混合材料ホッパが連結されることで、混合材料ホッパを供給機構の長さ方向（軸長）の端部に設置しなくてもすむようになるため、全体の構造を小型化することができる効果がある。また、相対する方向から送られた原材料が整流板で混合材料ホッパ方向へ案内されることで、供給機構において原材料の衝突による滞溜が防止されるため、混合材料を確実に量産することができる効果がある。
さらに、請求項２として、コントローラによって混合材料ホッパの混合材料の貯留量が一定量以下になった場合に排出機構，供給機構を駆動することで、排出機構，供給機構の無用の駆動を避けることができるため、混合材料の製造のための運転コストが低減される効果がある。
以下、本発明に係る材料混合装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
この形態では、ペットボトルをリサイクルするためにフレーク状に粉砕され洗浄処理された原材料Ｆを混合して縮重合処理等を行う混合材料Ｍを製造するものを示してある。
原材料Ｆは、大きさ，ペットボトルのメーカ等により複数種類が用意され、例えばシート状，綿状からなるリサイクル製品の粘度調整のために混合比が調整される。
この形態は、図１に示すように、原材料ホッパ１，混合材料ホッパ２，排出機構３，供給機構４，コントローラ５を主要部として構成されている。
原材料ホッパ１は、原材料Ｆが貯留されるもので、立方体形の胴部１１の下部に逆角錐体形の底部１２が設けられている。この形態は、原材料ホッパ１が３基隣接して設置されたものが示されている。各原材料ホッパ１には、種類の異なる原材料Ｆが貯留されている。
混合材料ホッパ２は、３種類の原材料Ｆが混合された混合材料Ｍが貯留されるもので、逆円錐台形に形成されている。この混合材料ホッパ２には、混合材料Ｍの貯留量が一定量以下であるか否かを検出するセンサ６が取付けられている。この混合材料ホッパ２には、縮重合処理等を行う装置に混合材料Ｍを搬送する搬送手段（図示せず）が連結される。
排出機構３は、原材料ホッパ１の底部１２の下端にほぼ水平方向に配設され原材料ホッパ１から原材料Ｆを排出するもので、円筒形の外パイプ３１と、外パイプ３１の内部に回転可能に支持されたスクリュコンベア３２と、スクリュコンベア３２を回転駆動する排出モータ３３とからなる。この排出機構３は、各原材料ホッパ１に備えられ個別に駆動が可能になっている。
供給機構４は、各排出機構３の原材料Ｆの排出側端部の下方に直交するほぼ水平方向に配設されて各排出機構３が連結され排出された原材料Ｆを混合しながら混合材料ホッパ２に供給するもので、円筒形の外パイプ４１と、外パイプ４１の内部に回転可能に支持されたスクリュコンベア４２と、スクリュコンベア４２を回転駆動する排出モータ４３とからなる。スクリュコンベア４２は、図２に示すように、単一の供給モータ４３によって回転駆動される単一の回転軸４２ａを有し、フィン４２ｂが回転軸４２ａの軸長の中途で螺旋の方向が逆方向とされている。スクリュコンベア４２のフィン４２ｂの方向変換部分では、一定ピッチ分のフィン４２ｂが省略されている。スクリュコンベア４２のフィン４２ｂの方向変換部分の周囲では、方形の合流箱７が外パイプ４１に連結され、下部に混合材料ホッパ２に連結した供給筒８が連結され、上部に整流板９が設けられている。整流板９は、図３に示すように、スクリュコンベア４２の軸方向と直交する方向に合流箱７の内部に掛渡された支持アーム９１と、支持アーム９１に直交するように支持されスクリュコンベア４２の回転軸４２ａ近くまで延びた方形板の整流板本体９２とからなる。
コントローラ５は、排出機構３，供給機構４の駆動を制御するもので、図４に示すような操作部５１，コントロール部５２，電気回路部５３からなる。操作部５１は、メインスイッチである駆動スイッチ５１ａと、各排出機構３の排出モータ３３の回転数（単位時間当たりの）を個別に設定する回転数設定部５１ｂとを備えている。コントロール部５２は、マイクロプロセッサを内蔵して操作部５１の操作等によって電気回路部５３を制御するものである。なお、前述のセンサ６がコントロール部５２に接続され、コントロール部５２にはセンサ６が混合材料ホッパ２における混合材料Ｍの貯留量が一定量以上である信号を発信した場合に排出機構３，供給機構４を駆動させず一定量以下である信号を発信した場合に排出機構３，供給機構４を駆動させるようにプログラムが入力されている。電気回路部５３は、排出機構３の排出モータ３３と供給機構４の供給モータ４３とに接続されている。
この形態によると、供給機構４のスクリュコンベア４２のフィン４２ｂの方向変換部分で供給機構４，混合材料ホッパ２が供給筒８で連結されているため、混合材料ホッパ２を供給機構４の長さ方向（軸長）の端部に設置しなくてもすむようになるため、全体の構造が小型化される。
この形態で混合材料Ｍを量産するには、図５に示す操作，制御が実行される。
まず、コントローラ５の操作部５１の回転数設定部５１ｂを操作して、各排出機構３の排出モータ３３の回転数をそれぞれ設定する。この設定は、原材料ホッパ１からの原材料Ｆの排出量（単位時間当たりの）を設定することになる。即ち、回転数設定部５１ｂの簡単な操作で原材料Ｆの混合比を調整できることになる。
次ぎに、コントローラ５の操作部５１の駆動スイッチ５１ａをＯＮにする。
駆動スイッチ５１ａがＯＮになった状態で、センサ６が混合材料ホッパ２における混合材料Ｍの貯留量が一定量以上である信号を発信した場合、コントロール部５２のコントロール部５２が電気回路部５３に対して排出機構３の排出モータ３３と供給機構４の供給モータ４３との駆動の指示を行わない。従って、排出機構３，供給機構４の無用の駆動を避けることができるため、混合材料Ｍの製造のための運転コストが低減される。
駆動スイッチ５１ａがＯＮになった状態で、センサ６が混合材料ホッパ２における混合材料Ｍの貯留量が一定量以下である信号を発信した場合、コントロール部５２のコントロール部５２が電気回路部５３に対して排出機構３の排出モータ３３と供給機構４の供給モータ４３との駆動の指示を行う。
排出機構３の排出モータ３３と供給機構４の供給モータ４３とが駆動されると、各排出機構３の排出モータ３３がそれぞれ設定された回転数で回転駆動され、各原材料ホッパ１から原材料Ｆの必要な排出量が得られることになる。
排出機構３の排出モータ３３で原材料ホッパ１から排出された原材料Ｆは、供給機構４で混合されながら相対する方向から合流箱７へ向けて送られる。
合流箱７では、旋回されながら送られてきた原材料Ｆ（混合材料Ｍ）が整流板９の整流板本体９２に規制されて混合材料ホッパ２（供給筒８）に向けて案内される。従って、相対する方向から送られてきた原材料Ｆ（混合材料Ｍ）が衝突することないため、原材料Ｆ（混合材料Ｍ）の滞溜が防止されて混合材料ホッパ２への円滑な流れが形成される。この結果、混合材料Ｍを確実に量産することができることになる。なお、図３は、合流箱７の上面を閉塞している蓋を外した状態を示している。
混合材料ホッパ２への混合材料Ｍの供給によって、センサ６が混合材料ホッパ２における混合材料Ｍの貯留量が一定量以上である信号を発信した場合、コントロール部５２のコントロール部５２が電気回路部５３に対して排出機構３の排出モータ３３と供給機構４の供給モータ４３との駆動の停止を指示する。
この後、必要ならば、混合材料ホッパ２へ供給された混合材料Ｍにおける原材料Ｆの混合比をサンプル調査する。そして、必要ならば、コントローラ５の操作部５１の回転数設定部５１ｂを操作して、各排出機構３の排出モータ３３の回転数をそれぞれ再設定する。
さらに、この形態では、原材料ホッパ１に貯留されている原材料Ｆが密閉構造の排出機構３，供給機構４を介して混合材料ホッパ２へ供給されるため、外気との接触による汚損が防止される。従って、ペットボトルを食品容器としてリサイクルするリサイクル処理システムへの設置に好適となる。
以上、図示した形態の外に、原材料ホッパ１を２基または４基以上設置することも可能である。
本発明に係る材料混合装置は、ペットボトルをリサイクル以外の合成樹脂，食品等の分野において、粉粒状の原材料の取扱いに広範に利用することが可能である。
１ 原材料ホッパ
２ 混合材料ホッパ
３ 排出機構
３３ 排出モータ
４ 供給機構
４２ スクリュコンベア
４２ａ 回転軸
４２ｂ フィン
４３ 供給モータ
５ コントローラ
６ センサ
９ 整流板
Ｍ 混合材料
Ｐ 原材料
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４２ｂ フィン
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９ 整流板
Ｍ 混合材料
Ｐ 原材料
Claims (2)
- 粉粒状の原材料が貯留される複数基の原材料ホッパと、複数種類の原材料が混合された混合材料が貯留される混合材料ホッパと、各原材料ホッパに設備され原材料を排出する排出機構と、各排出機構が連結され排出された原材料を混合しながら混合材料ホッパに供給する供給機構とを備えた材料混合装置において、各排出機構を駆動する排出モータに回転数を個別に設定することのできるコントローラが接続され、供給機構は単一の供給モータによって回転駆動される単一の回転軸を有するスクリュコンベアからなり、供給機構のスクリュコンベアはフィンが回転軸の軸長の中途で螺旋の方向が逆方向とされ、排出機構は供給機構のスクリュコンベアのフィンの方向変換部分に相対する方向から原材料が送られるように連結され、供給機構と混合材料ホッパとは供給機構のスクリュコンベアのフィンの方向変換部分で連結され、供給機構にはスクリュコンベアのフィンの方向変換部分に相対する方向から送られた原材料を混合材料ホッパ方向へ案内する整流板が設けられていることを特徴とする材料混合装置。
- 請求項１の材料混合装置において、混合材料ホッパにはコントローラに接続されて混合材料ホッパの混合材料の貯留量を検出する貯留量検出センサが取付けられ、コントローラは混合材料ホッパの混合材料の貯留量が一定量以下になった場合に排出機構，供給機構を駆動するように設定されていることを特徴とする材料混合装置。
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| JP2009267030A JP5629087B2 (ja) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | 材料混合装置 |
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