JP6516700B2

JP6516700B2 - シャッターの開閉装置

Info

Publication number: JP6516700B2
Application number: JP2016076391A
Authority: JP
Inventors: 浩一大塚; 則章上坂
Original assignee: 東都電機工業株式会社
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2036-04-06
Also published as: JP2017187112A

Description

本発明は、セメントと水を容器内で練り合わせてセメントスラリーをバッチ製造し、このセメントスラリーを容器から速やかに送り出す場合などに用いられるシャッターの開閉装置に関するものである。

図１２に示すセメントと水を容器内で練り合わせてセメントスラリーを製造する方法が知られている（特許文献１）。
この特許文献１に記載の方法は、１次容器の練り合せ容器１０におけるセメント供給口１１と水供給口１２から所定量のセメントと水（必要に応じて、ベントナイト、砂、骨材なども含む）を順次容器１０に供給し、撹拌羽根１５を取り付けた垂直な駆動軸１３を駆動機構１４にて回転して撹拌し練り合わせてセメントスラリーを製造する。

練り合わせたセメントスラリーは、排出弁１８を開口し、排出口１６からポンプ１７で送り出され、送り出し管２０を経て２次容器のミキサー車１９に送り込まれる。
この種のセメントスラリーは、所定量（例えば１０００リットル単位）製造される、いわゆるバッチ製造され、次の２次容器に順次複数バッチが送られて撹拌されながら工事現場等に運ばれる。
１次容器でのバッチ製造では、水、ベントナイト、セメントなどのそれぞれの計量作業、練り合わせの撹拌作業、練り合わせたセメントスラリーの送り出し作業が１つのタイムサイクルとなるが、このタイムサイクルによって１時間当りのプラント製造能力が決定される。

特公平５−８５３３２号公報

図１２に示す従来の方法では、計量作業、撹拌作業、送り出し作業のタイムサイクルのうち、送り出し作業は、排出弁１８を開口し、排出口１６からポンプ１７で送り出し管２０へ送り出すが、前記排出弁１８には、一般的に、バタフライ弁を使用することが多い。バタフライ弁は、送り出し管２０の途中に配置され、中心を通る軸に円形の弁体を取り付け、軸を９０度回転することで送り出し管２０を開口するものである。
このようなバタフライ弁では、一方の半円形部分は、セメントスラリーの流れ方向に開口するが、他方の半円形部分は、セメントスラリーの流れに逆らう方向に開口するので、弁体を回転する軸に大きな負荷が掛かる。また、弁体の中央部分に軸があるので、セメントスラリーの流れの邪魔になり、特に、セメントスラリーの送り出し作業に時間を要し、プラント製造能力に限界があった。
また、バタフライバルブに代えてナイフプレートを送り出し管２０と直交する方向に進退して開閉するいわゆるナイフゲートバルブが用いられる場合もあるが、このナイフプレートを進退動する機構が複雑で高価になるばかりか、ナイフプレートが溝に沿って進退し開閉するので、その溝にセメントスラリーが詰まって完全に閉まらなくなるなどの問題があった。

本発明は、練り合わせたセメントスラリーの収容物を容器から短時間で、確実に送り出すことによりプラントの製造能力を高め、かつ、開閉機構も単純で故障の少ないシャッターの開閉装置を提供することを目的とするものである。

本発明によるシャッターの開閉装置は、容器２１内の収容物を、前記容器２１の排出口３３に設けたシャッター３４を開閉して排出するためのシャッターの開閉装置において、前記シャッター３４にスライダー３５を設け、スライダー３５の駆動軸孔３６に駆動軸４６を貫通し、この駆動軸４６の外周に螺旋状の互いに交差するクロス溝４７を所定長形成する。このクロス溝４７の両端に、このクロス溝４７と連続する反転溝部４８を設け、このクロス溝４７に、前記スライダー３５に設けた揺動駒３８の嵌合爪体４０を遊嵌し、前記駆動軸４６の一方向の回転により前記スライダー３５を往復動せしめたことを特徴とする。

実施例１では、前記スライダー３５にシャッター３４を直結し、前記スライダー３５の往復動により前記シャッター３４を排出口３３に沿ってスライド開閉するように構成する。

前記シャッター３４は、片開きでもよいが、排出作業性の向上のため、前記駆動軸４６に所定長のクロス溝４７を２箇所に設け、それぞれのクロス溝４７に、それぞれのスライダー３５の嵌合爪体４０を遊嵌し、それぞれのスライダー３５に直結したシャッター３４を設けて両開きとすることが望ましい。

前記嵌合爪体４０は、クロス溝４７の交差位置では直進し、反転溝部４８で向きを変える細長形状とし、嵌合爪体４０がクロス軸４７の交差点では、交差する他の溝に移行しないようにする。

実施例２では、前記スライダー３５に設けたラック５５と、シャッター３４に設けたピニオン５６を噛み合わせ、前記スライダー３５の往復動により前記シャッター３４をスイングにより開閉するように構成することもできる。

請求項１記載の発明によれば、
容器内のセメントスラリーを、前記容器の排出口に設けた第１、第２のシャッターを開閉して排出するためのシャッターの開閉装置において、
前記第１、第２のシャッターにそれぞれ第１、第２のスライダーを設け、これら第１、第２のスライダーの駆動軸孔に１本の駆動軸を貫通し、この１本の駆動軸の外周の２個所に前記第１、第２のシャッターの開閉ストロークに合わせた長さの螺旋状の互いに交差するクロス溝を形成し、かつ、それぞれのクロス溝の両端に、このクロス溝と連続する反転溝部を設け、前記第１、第２のスライダーには、前記駆動軸孔と直交方向に貫通して段付き孔を穿設し、この段付き孔に円盤形の揺動駒を揺動自在に遊嵌し、この揺動駒の下面に前記クロス溝に嵌合する細長の嵌合爪体を設け、この揺動駒の上面に中心部の突起部を形成するとともに、この突起部の外側に弧状の揺動凹溝を形成し、前記揺動駒に駒保持体を被せ、この駒保持体の下面中心部の係合穴に前記突起部を遊嵌し、前記駒保持体から下方に突出した揺動軸体を前記揺動凹溝に遊嵌し、前記駒保持体を前記スライダーに固着してなり、前記１本の駆動軸の一方向の回転により前記第１、第２のスライダーを往復動せしめ第１、第２のシャッターを開閉するようにしたので、シャッターを開閉するのに駆動軸を開動作のための回転と、閉動作のための回転を正逆反転制御することなく、一方向の回転のみで開閉でき、開閉のための制御回路を簡単に構成することができる。また、シャッターは、バタフライ弁のような円形ではなく、４角形その他任意の形状に構成でき、円形のバルブ場合に比較して容器内の収容物を約２倍の面積（容量としては約４倍）で排出でき、収容物は、効率よく短時間で排出することができる。さらに、ナイフゲートバルブに比較して構造が簡単で安価に提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、
前記嵌合爪体は、前記クロス溝の交差位置では直進し、反転溝部で向きを変える細長形状としたので、嵌合爪体は、クロス溝の交差点で反転することなく、駆動軸の１つの回転方向で確実にシャッターを開閉動作させることができる。

請求項３記載の発明によれば、
前記第１、第２のスライダーの一端部にそれぞれ第１、第２のシャッターを直結し、前記第１、第２のスライダーの他端部のガイド軸孔にガイド軸を貫通し、前記第１、第２のシャッターの開閉をスライド方向の両開きとしたので、セメントスラリーの練り合せに利用した場合、セメントスラリーは、排出口からポンプを使用することなく、自重で２次容器への送り出し作業を速やかに行うことができ、１時間当りのプラント製造能力を増加させることができる。また、第１、第２の２枚のシャッターの互いに相反する動きを１つの駆動軸で、しかも、駆動軸を同一回転方向で制御することができる。また、速やかな排出ができる。

請求項４記載の発明によれば、
前記第１、第２のスライダーにラックを連結し、前記第１、第２のシャッターにピニオンを連結して、前記それぞれの対応するラックとピニオンを噛み合わせ、前記１本の駆動軸の一方向の回転により前記第１、第２のスライダーを往復動して前記第１、第２のシャッターの開閉をスイングによる開閉としたので、重量のあるセメントスラリーのような収容物の重量を利用して開放して排出でき、閉鎖時は、無負荷状態で確実に閉じることができる。また、シャッターが摺動する溝を必要としないので、溝に収容物が詰まる恐れもない。

本発明によるシャッターの開閉装置の実施例１を示す平面図である。本発明によるシャッターの開閉装置の縦断面図である。（ａ）は、本発明のシャッターの開閉装置のシャッター３４を開いた状態の断面図、（ｂ）は、同じくシャッター３４を閉じた状態の断面図である。本発明によるシャッターの開閉装置の側面図である。（ａ）は、本発明によるスライダー３５の縦断面図、（ｂ）は、本発明によるスライダー３５の正面図である。本発明による揺動駒３８と駒保持体３９の分解斜視図である。本発明によるシャッターの開閉装置の駆動軸４６の展開図である。本発明によるシャッターの開閉装置の駆動軸４６を示すもので、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、側面図、（ｃ）は、底面図である。本発明によるシャッターの開閉装置の斜視図である。本発明によるシャッターの開閉装置の実施例２を示す断面図である。本発明によるシャッターの開閉装置の実施例３を示すもので、（ａ）は、複数個の排出口３３を片開きで開閉する例を示す断面図、（ｂ）複数個の排出口３３を両開きで開閉する例を示す断面図である。従来のセメントと水の練り合わせ装置の一部切り欠いた正面図である。

本発明によるシャッターの開閉装置は、容器２１内の収容物を、前記容器２１の排出口３３に設けたシャッター３４を開閉して排出するためのシャッターの開閉装置において、前記シャッター３４にスライダー３５を設け、スライダー３５の駆動軸孔３６に駆動軸４６を貫通し、この駆動軸４６の外周に互いに交差するクロス溝４７を所定長形成し、かつ、このクロス溝４７の両端に、このクロス溝４７と連続する反転溝部４８を設け、このクロス溝４７に、前記スライダー３５に設けた揺動駒３８の嵌合爪体４０を遊嵌し、前記駆動軸４６の一方向の回転により前記スライダー３５を往復動せしめる。

スライダー３５にシャッター３４を直結し、前記スライダー３５の往復動により前記シャッター３４を排出口３３に沿ってスライド開閉する。

駆動軸４６に所定長のクロス軸４７を２箇所に設け、それぞれのクロス溝４７に、それぞれのスライダー３５の嵌合爪体４０を遊嵌し、それぞれのスライダー３５に直結したシャッター３４を両開きとすることができる。

嵌合爪体４０は、クロス溝４７の交差位置では直進し、反転溝部４８で向きを変える細長形状とすることで、嵌合爪体４０は、クロス溝４７の交差点で反転することなく移動できる。

スライダー３５に設けたラック５５と、シャッター３４に設けたピニオン５６を噛み合わせ、前記スライダー３５の往復動により前記シャッター３４をスイングにより開閉するシャッターの開閉装置とすることができる。

以下、本発明の実施例１を図面に基づき説明する。
図１において、２１は、側壁２２と底部２３と蓋体２４からなる円筒形の撹拌容器で、例えば、１０００リットルのセメントスラリーを練り合わせることの出来る容量を有するものとする。この撹拌容器２１の内部中心部には、中軸２８と外軸２９が設けられ、それぞれ内羽根３１と外羽根３２が連結され、かつ中軸２８と外軸２９との間は歯車３０で結合され、前記内羽根３１と外羽根３２は、互いに逆方向に回転して撹拌するものとする。前記蓋体２４には、セメント供給口２５とベントナイト供給口２６と水供給口２７が設けられ、それぞれ計量されたセメントとベントナイトと水が供給される。実施例１では、セメントスラリーを練り合わせることの出来る撹拌容器２１を例示したが、収容物は、セメントスラリーに限られず、また、撹拌容器も撹拌以外の容器であってもよく、この例に限られるものではない。

前記底部２３には、前記中軸２８と外軸２９をずらした位置に、長方形の排出口３３が設けられる。この排出口３３の下面には、この排出口３３を開閉する第１シャッター３４ａと第２シャッター３４ｂからなるシャッター３４が水平方向に移動自在に設けられている。またこのシャッター３４の両側に駆動軸４６が１本ずつ平行に、かつ、回転自在に配置される。これらの駆動軸４６には、前記第１シャッター３４ａの両側に一体に設けられた第１スライダー３５ａと、第２シャッター３４ｂの両側に一体に設けられた第２スライダー３５ｂが摺動自在に嵌合している。
前記駆動軸４６は、円形軸で、この駆動軸４６の外周に、図７及び図８に示すように、約１５〜３０度の角度で交差する螺旋状のクロス溝４７が２箇所に所定長で形成されている。これらのクロス溝４７は、前記第１シャッター３４ａの往復用と、前記第２シャッター３４ｂの往復用であり、この例では、クロス溝４７は、駆動軸４６の１回転で２回交差し、これらのクロス溝４７の両端位置には、後述する揺動駒３８の嵌合爪体４０が向きを変えるための反転溝部４８が形成されている。

前記第１スライダー３５ａと第２スライダー３５ｂは、同一構造であるから、同一の符号３５をもって図５、図６及び図９に基づき説明する。なお、図９における駆動軸４６の外周のクロス溝４７は、図示省略してある。
これらの図において、スライダー３５は、シャッター３４に固着され、このスライダー３５の駆動軸孔３６に前記駆動軸４６が貫通し、かつ、この駆動軸孔３６の下側のガイド軸孔３７にガイド軸５４が貫通している。前記スライダー３５には、前記駆動軸孔３６と直交方向に貫通して段付き孔５７が穿設され、この段付き孔５７に前記揺動駒３８が揺動自在に遊嵌している。この揺動駒３８は、円盤形をなし、下面に前記クロス溝４７に嵌合する嵌合爪体４０が設けられ、上面中心部に突起部４２が突出し、この突起部４２のやや外側に弧状の揺動凹溝４１が形成されている。この揺動駒３８には、駒保持体３９が被せられ、この駒保持体３９の下面中心部の係合穴４４に前記突起部４２が遊嵌し、駒保持体３９の上から貫通して下面から突出した揺動軸体４３が前記揺動凹溝４１に遊嵌し、この駒保持体３９は、固定ねじ４５でスライダー３５に固着されている。

前記駆動軸４６のクロス溝４７は、図７及び図８に示すように、前記嵌合爪体４０が遊嵌するような溝幅を有する。この嵌合爪体４０は、前記クロス溝４７の交差箇所では、直進し、後述する反転溝部４８では、方向を反転することのできる細長形状とする。この嵌合爪体４０の下面は、クロス溝４７の底部の曲面と略一致する弧状となっている。また、クロス溝４７の両端部は、嵌合爪体４０がクロス溝４７の側壁に接しながら往動から復動に向きを変えることができるように湾曲した反転溝部４８が形成されている。この揺動駒３８の嵌合爪体４０が向きを変えるときに突起部４２が係合穴４４に嵌合し、揺動凹溝４１に揺動軸体４３が遊嵌して揺動する。

前記２本の駆動軸４６は、図１及び図４に示すように、中間位置に設けたモーター４９の回転を左右のタイミングベルト５８とプーリー５０を介在して、シャッター３４の開閉に拘らず同一方向に回動する。
図９において、シャッター３４の両外側面には、移動ローラー５２が取り付けられ、撹拌容器２１に一体に設けられたレール５１に載りながら移動する。

以上のような構成による作用を説明する。
（１）撹拌容器２１の排出口３３をシャッター３４（第１シャッター３４ａと第２シャッター３４ｂ）で閉じた状態で、水を計量し水供給口２７から投入し、ベントナイトを計量しベントナイト供給口２６から投入し、セメントを計量してセメント供給口２５から投入する。
（２）投入された水とベントナイトとセメントを内羽根３１と外羽根３２で一定時間撹拌して練り合わせてスラリーバッチを形成する。
（３）スラリーバッチが形成されたらシャッター３４を開放する。

シャッター３４の開放動作を詳しく説明する。
図３（ｂ）のように、第１シャッター３４ａが閉じた状態では、揺動駒３８の嵌合爪体４０が図７に示すクロス溝４７の右端の反転溝部４８の位置にある。また、第２シャッター３４ｂが閉じた状態では、揺動駒３８の嵌合爪体４０がクロス溝４７の左端の反転溝部４８の位置にある。
シャッター３４（第１シャッター３４ａと第２シャッター３４ｂ）の開放のため、駆動軸４６を回転する。
第１シャッター３４ａにおける揺動駒３８の嵌合爪体４０は、図７の点線方向のクロス溝４７に沿って移動する。図７は、駆動軸４６の展開図であるため、嵌合爪体４０が移動するように記載しているが、実際は、嵌合爪体４０は、点線方向のクロス溝４７に嵌合した状態を維持したまま駆動軸４６の回転で左方向に移動する。

同様に、第２シャッター３４ｂにおける揺動駒３８の嵌合爪体４０は、図７の実線方向のクロス溝４７に沿って移動する。図７は、駆動軸４６の展開図であるため、嵌合爪体４０が移動するように記載しているが、実際は、嵌合爪体４０は、実線方向のクロス溝４７に嵌合した状態を維持したまま駆動軸４６の回転で右方向に移動する。
このようにして、嵌合爪体４０の移動に伴い第１シャッター３４ａが第１スライダー３５ａと一体に左方向に移動し、第２シャッター３４ｂが第２スライダー３５ｂと一体に右方向に移動して両開きで開放する。

前記第１スライダー３５ａの嵌合爪体４０がクロス溝４７の左端の反転溝部４８まで移動すると、第１シャッター３４ａは、図３（ａ）のように、完全に開放状態となる。このとき、第２シャッター３４ｂも同様にして右方向に移動して完全に開放状態となる。
シャッター３４の開放に伴い撹拌容器２１内のスラリーバッチは、徐々に排出口３３から自重と内羽根３１と外羽根３２の撹拌により２次容器５３に落下する。
シャッター３４が完全に開放して、スラリーバッチが完全に落下したら駆動軸４６をシャッター３４の開放時と同じ方向に回転する。すると、揺動駒３８の嵌合爪体４０は、反転溝部４８で向きを変え、第１スライダー３５ａは、図７における実線方向に、第２スライダー３５ｂは、図７における点線方向に移動する。それぞれの嵌合爪体４０がクロス溝４７の反転溝部４８に達すると、第１シャッター３４ａと第２シャッター３４ｂは互いに密着してシャッター３４は閉じる。
以上のように、駆動軸４６が同一方向に回転することでシャッター３４は、開閉する。

前記図１及び図３に示す実施例では、シャッター３４は、両開きとしたが、片開きであってもよい。

前記実施例１では、シャッター３４とスライダー３５を一体に連結して、水平方向にスライドしながら開閉するようにしたが、図１０に示すように、スイングする方向に開閉する、いわゆる観音開きとすることもできる。
この図１０に示す例では、スライダー３５（第１スライダー３５ａと第２スライダー３５ｂ）にラック５５（第１ラック５５ａと第２ラック５５ｂ）を連結し、シャッター３４（第１シャッター３４ａと第２シャッター３４ｂ）にピニオン５６（第１ピニオン５６ａと第２ピニオン５６ｂ）を連結して、ラック５５（第１ラック５５ａと第２ラック５５ｂ）とピニオン５６（第１ピニオン５６ａと第２ピニオン５６ｂ）を噛み合わせれば、スライダー３５（第１スライダー３５ａと第２スライダー３５ｂ）の水平移動がラック５５（第１ラック５５ａと第２ラック５５ｂ）とピニオン５６（第１ピニオン５６ａと第２ピニオン５６ｂ）を介してシャッター３４（第１シャッター３４ａと第２シャッター３４ｂ）を回転移動とすることが出来る。このような観音開きとすることで、シャッター３４（第１シャッター３４ａと第２シャッター３４ｂ）に加えられるスラリーバッチの荷重によりシャッター３４（第１シャッター３４ａと第２シャッター３４ｂ）は、よりスムーズに、かつ、短時間で開放し、スラリーバッチを排出できる。
閉じるときは、スライダー３５（第１スライダー３５ａと第２スライダー３５ｂ）は、無負荷になるので、容易に閉じることができる。

前記実施例１及び２では、撹拌容器２１の収容物は、スラリーバッチとしたが、これに限られるものではなく、液体その他の流動体であってもよい。撹拌容器２１内の収容物が、流動体であれば、本発明は、撹拌容器２１の側壁２２に排出口３３を設けた場合とすることも出来る。

前記図１及び図３に示す実施例では、１つの排出口３３としたが、図１１に示すように複数の排出口３３をそれぞれのシャッター３４で開閉するようにすることもできる。
図１１（ａ）は、複数の排出口３３をそれぞれの片開きのシャッター３４で同時に開閉する例を示している。また、図１１（ｂ）は、複数の排出口３３をそれぞれの両開きのシャッター３４ａ、３４ｂで同時に開閉する例を示している。

１０…練り合せ容器、１１…セメント供給口、１２…水供給口、１３…駆動軸、１４…駆動機構、１５…撹拌羽根、１６…排出口、１７…ポンプ、１８…排出弁、１９…ミキサー車、２０…送り出し管、２１…撹拌容器、２２…側壁、２３…底部、２４…蓋体、２５…セメント供給口、２６…ベントナイト供給口、２７…水供給口、２８…中軸、２９…外軸、３０…歯車、３１…内羽根、３２…外羽根、３３…排出口、３４…シャッター、３５…スライダー、３６…駆動軸孔、３７…ガイド軸孔、３８…揺動駒、３９…駒保持体、４０…嵌合爪体、４１…揺動凹溝、４２…突起部、４３…揺動軸体、４４…係合穴、４５…固定ねじ、４６…駆動軸、４７…クロス溝、４８…反転溝部、４９…モーター、５０…プーリー、５１…レール、５２…移動ローラー、５３…２次容器、５４…ガイド軸、５５…ラック、５６…ピニオン、５７…段付き孔。

Claims

容器内のセメントスラリーを、前記容器の排出口に設けた第１、第２のシャッターを開閉して排出するためのシャッターの開閉装置において、
前記第１、第２のシャッターにそれぞれ第１、第２のスライダーを設け、これら第１、第２のスライダーの駆動軸孔に１本の駆動軸を貫通し、この１本の駆動軸の外周の２個所に前記第１、第２のシャッターの開閉ストロークに合わせた長さの螺旋状の互いに交差するクロス溝を形成し、かつ、それぞれのクロス溝の両端に、このクロス溝と連続する反転溝部を設け、前記第１、第２のスライダーには、前記駆動軸孔と直交方向に貫通して段付き孔を穿設し、この段付き孔に円盤形の揺動駒を揺動自在に遊嵌し、この揺動駒の下面に前記クロス溝に嵌合する細長の嵌合爪体を設け、この揺動駒の上面に中心部の突起部を形成するとともに、この突起部の外側に弧状の揺動凹溝を形成し、前記揺動駒に駒保持体を被せ、この駒保持体の下面中心部の係合穴に前記突起部を遊嵌し、前記駒保持体から下方に突出した揺動軸体を前記揺動凹溝に遊嵌し、前記駒保持体を前記スライダーに固着してなり、前記１本の駆動軸の一方向の回転により前記第１、第２のスライダーを往復動せしめ第１、第２のシャッターを開閉するようにしたことを特徴とするシャッターの開閉装置。
前記嵌合爪体は、前記クロス溝の交差位置では直進し、反転溝部で向きを変える細長形状としたことを特徴とする請求項１記載のシャッターの開閉装置。
前記第１、第２のスライダーの一端部にそれぞれ第１、第２のシャッターを直結し、前記第１、第２のスライダーの他端部のガイド軸孔にガイド軸を貫通し、前記第１、第２のシャッターの開閉をスライド方向の両開きとしたことを特徴とする請求項１又は２記載のシャッターの開閉装置。
前記第１、第２のスライダーにラックを連結し、前記第１、第２のシャッターにピニオンを連結して、前記それぞれの対応するラックとピニオンを噛み合わせ、前記１本の駆動軸の一方向の回転により前記第１、第２のスライダーを往復動して前記第１、第２のシャッターの開閉をスイングによる開閉としたことを特徴とする請求項１又は２記載のシャッターの開閉装置。