JPH11342499A - スクリュー押出機 - Google Patents

スクリュー押出機

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Publication number
JPH11342499A
JPH11342499A JP10162933A JP16293398A JPH11342499A JP H11342499 A JPH11342499 A JP H11342499A JP 10162933 A JP10162933 A JP 10162933A JP 16293398 A JP16293398 A JP 16293398A JP H11342499 A JPH11342499 A JP H11342499A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screw
blade
wear
tip
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10162933A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Usuki
稔 臼木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujisash Co Ltd
Original Assignee
Fujisash Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujisash Co Ltd filed Critical Fujisash Co Ltd
Priority to JP10162933A priority Critical patent/JPH11342499A/ja
Publication of JPH11342499A publication Critical patent/JPH11342499A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/24Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
    • B30B11/246Screw constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/24Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
    • B30B11/243Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms using two or more screws working in the same chamber

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリュー押出機のスクリューの耐久性向上
が目的である。 【解決手段】ねじ羽根本体9b1の羽根表面9b3側に
凹部9b4を設けてこの凹部9b4及びねじ羽根本体9
b1の外周に夫々らせん状に超硬合金チップ9b2,9
b5を配列する。従来のクローム系の溶接に対してスク
リューの寿命が約3倍となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は都市ごみの焼却灰、
都市ごみの焼却時に電気集塵機、バグフィルタ等により
収集されるEP灰、流動床焼却炉の焼却灰等の飛灰を固
化処理するのに用いるスクリュー押出機に関する。又、
本発明は廃プラスチック類を処理して再利用するために
廃プラスチック類ごみを押出して成形する廃プラスチッ
ク類の減容化処理に適するスクリュー押出機に関する。
又、本発明のスクリュー押出機は紙屑、木屑の処理も可
能なものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】ごみとして回収される
廃プラスチック類中及び都市ごみの焼却により発生する
灰には異物が混在する。この異物は金属、小石、砂等で
あるため300〜400時間の実働時間でスクリューの
ねじ羽根及び軸(ねじ羽根のボス)が摩耗するので、予
めねじ羽根及び軸表面に耐摩耗性金属を固着させてお
き、摩耗した場合は摩耗部分に耐摩耗性金属を溶接等に
より肉盛りして再使用する。
【0003】上述の肉盛り作業はスクリューを分解して
行われる。
【0004】処が、スクリュー押出機は例えば廃プラス
チック類を処理するため、装置内部の運動部品が摩耗し
たり、腐食するので、分解が困難となり、分解に長時間
を要することとなる。そこで、分解を容易としたスクリ
ュー押出機が考えられているが、分解にはやはり相当多
大な時間を要するのが現実である。
【0005】上記の点に鑑みて本発明は耐久性を向上し
たスクリューを有するスクリュー押出機を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明
は一方の端壁側上部に原料の入口を有し、他方の押出し
側の端壁にダイスを有するトラフ中に一対の横軸のスク
リューを回転可能に備えたスクリュー押出機において、
スクリュー軸と、スクリュー軸の回りに有するねじ羽根
と、を有し、ねじ羽根は、羽根表側で且つ外周側に処理
物の送り方向に関し後退した凹部を有しスクリュー軸と
一体又は一体的なねじ羽根本体と、前記凹部に嵌め込ま
れねじ羽根のらせんに沿って配設されねじ羽根本体に固
定される羽根表側耐摩耗性チップと、を有することを特
徴とするスクリュー押出機である。
【0007】本出願に係る第2の発明は前記ねじ羽根本
体の外周にらせん状に羽根外周側耐摩耗性チップを配設
固定したことを特徴とする第1の発明に記載のスクリュ
ー押出機である。
【0008】本出願に係る第3の発明は前記羽根表側耐
摩耗性チップはねじ羽根本体の外周よりも外周側へ突出
し、羽根表側耐摩耗性チップの裏面に羽根外周側耐摩耗
性チップがロウ付けされていることを特徴とする第2の
発明に記載のスクリュー押出機である。
【0009】本出願に係る第4の発明は前記ねじ羽根の
外周が円筒面上にあるように羽根表側耐摩耗性チップ、
羽根外周側耐摩耗性チップの夫々のねじ羽根の外周を構
成する側の面は同一面上にあることを特徴とする第3の
発明に記載のスクリュー押出機である。
【0010】本出願に係る第5の発明は前記羽根表側耐
摩耗性チップはねじ羽根本体の外周よりも外周側へ突出
し、羽根表側耐摩耗性チップの裏面側においてねじ羽根
本体の外周に溶接又は溶射により耐摩耗性物を設けたこ
とを特徴とする第1の発明に記載のスクリュー押出機で
ある。
【0011】
【従来の技術】廃プラスチック類(ごみ)を加圧下の相
互摩擦とヒータによる加熱で軟化する廃プラスチックを
押し出す押出機がリサイクル又は廃プラスチック類のご
みの減容のために用いられている。同様に焼却灰、EP
灰、飛灰の処理のため加水して混練押出しをするため押
出機が用いられている。
【0012】この押出機はスクリュー押出機が用いら
れ、一方の端壁側上部に原料の入口を有し、他方の押出
しの側の端壁にダイスを有し内部の処理物の加熱手段を
備えたトラフ中に一対の横軸のスクリューを回転可能に
備えている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の実施
の形態について説明する。
【0014】〔実施の形態1〕 (全体構成)図1はスクリュー押出装置の全体を示す平
面図である。
【0015】機台1に固定されたモーター台2にはモー
タ3が位置を調節可能に固定されている。機台1に固定
された減速機4の入力軸4aに固定したプーリ4bとモ
ータ3のモータ軸3aに固定したプーリ3b間にはベル
ト4dが巻掛けられている。
【0016】減速機4の出力軸4cは機台1に固定され
た動力分配ギアーボックス5の二本の歯車軸6のいずれ
かにチェン軸継手15を介して連結されている。
【0017】動力分配ギアーボックス5の2本の歯車軸
6は後述するようにギアーケース7に両端支持で回転自
在に支持されており、出力側は、後に詳述する機台1に
固定されたスクリュー押出機8のスクリュー9に夫々軸
継手11を介して強固に固定して連結されている。
【0018】(動力分配ギアーボックス)動力分配ギア
ーボックス5は図2、図3に断面図が示されている。
【0019】図において歯車軸6,6の内一本の歯車軸
6はチェン軸継手15と結合するためのキー付きの取り
付け軸部を備え、他の一本は軸継手15の取り付け軸部
を備えない点を除き同一であるので片側一本の歯車軸6
についてのみ説明する。
【0020】歯車軸6には互いに噛合う歯車16,16
が夫々キー16aを介し嵌入している。この歯車軸6は
歯車嵌入部6c、歯車嵌入部6cから縮径した縮径部6
dを有し、縮径部6dを有する一端側の他端に歯車嵌入
部6cから縮径した軸継手取り付け軸部6aを備えてい
る。
【0021】歯車嵌入部6cの両端部にはコロ軸受1
8,26が嵌入し、縮径部6dにはスラスト玉軸受21
が嵌入している。コロ軸受18,26は夫々ギアーケー
ス7の軸受ハウス7b,7dに嵌入している。スラスト
玉軸受21はギアーケース7に嵌入固定された軸封カバ
ー24に支持されている。軸封カバー24は歯車軸6の
挿通している部分の軸封を行う図示されない軸封部材を
備えている。
【0022】上述のような構成であるため歯車軸6に図
2において右方へ向かうスラストが加わると、軸封カバ
ー24で移動を止められているスラスト玉軸受21で前
記スラストを担持する。
【0023】ギアーケース7は密閉した中空立方体の容
器状であり、上面に組立と点検に用いられる開口部7f
が設けられ、この開口部7fを開閉可能な蓋30で蔽っ
ている。
【0024】ギアーケース7には潤滑油が歯車16を浸
漬する位置まで充填されている。なお、ギアーケース7
には上記潤滑油の油量を見るための油量計7g及び上記
ギアーケース7中の潤滑油を排出するためのドレン穴7
hが設けられる。
【0025】(スクリュー押出機の構成)スクリュー押
出機8は図4、図5、図7に断面図を含む三面図で示さ
れていて、夫々平面図、側断面図、正面図である。又、
図8は図5のD−D断面図である。
【0026】図4において二本のスクリュー9,9はね
じ羽根9bのねじれ方向が互いに反対方向のほかは同一
であり、スクリュー9、9の対向部においてはねじ羽根
9bの外周、ねじ羽根9b間の谷が夫々対向している。
【0027】トラフ31は上下部トラフ31A,31B
に分れ、上部トラフ31Aの一端側上部には原料の入口
31dが設けられている。
【0028】原料の入口31dを設けた端壁とは反対側
の端壁として設けたダイス取付板12にはつば35a付
のダイス35が取り付けられている。トラフ31の押出
し側の外周にはヒータ36aが囲繞して設けられてお
り、トラフ31中の原料をスクリュー9による圧縮熱
と、ヒータ36aとにより原料の溶融を促進するように
している。又、同目的でダイス35の周囲にヒータ36
bを設けてある。
【0029】スクリュー9は中実のスクリュー軸9aの
ねじ羽根軸部9a1の回りにねじ羽根9bを巻付けて溶
接にて固定してある。ねじ羽根9bのうちダイス取り付
け板12に面する一ピッチ分の端部ねじ羽根9b13の
ボス9b9の中心穴はスクリュー軸9aのねじ羽根軸部
9a1より縮径した縮小軸部9a2に嵌入している。こ
の縮小軸部9a2は、多角形又はキー付の丸軸であり、
本例では図6に示すように四角形である。ねじ羽根9b
は図4、図5において右側よりダイス取り付け板12に
向って次第にピッチが小さくなっている。
【0030】スクリュー軸9aは上下二つ割りのトラフ
31に設けた上下二つ割りの軸封ハウス31a中を挿通
して端部に軸継手11の一方が固定されている。軸封ハ
ウス31aを挿通するスクリュー軸9aはねじ羽根軸部
9a1より拡径され軸封軸部9a3となっている。軸封
ハウス31a中にはパッキン32が挿入され、軸封ハウ
ス31aに嵌入しねじで締め込まれた環状一体物のパッ
キン押え33により、該パッキン32を押圧して軸封ハ
ウス31aのスクリュー軸9a挿通部の軸封をしてい
る。又軸封ハウス31aのトラフ内部側には原料が軸封
ハウス31aへ侵入し難いように、スクリュー軸9aに
カラー10が固定されている。
【0031】排出側の一ピッチ分のねじ羽根本体9b1
の軸として設けたボス9b9の端面はダイス取り付け板
12と隙間をおいて対向している。
【0032】図8に示すように軸封ハウス31aを含む
トラフ31は二本のスクリュー9の中心線を含む平面を
合せ面31eとする上下二つ割りであって上部トラフ3
1A、下部トラフ31Bは上下部トラフ31A,31B
が夫々備える外フランジ部31cを挿通する図示しない
ボルトナットで固定されている。この合せ面31eは入
口側の端壁31b(図4、図5参照)にも存在する。そ
して、このフランジ部31cは平板状のダイス取り付け
板12とは排出側の端面31fにおいて接している。こ
のダイス取付板12は下部トラフ31Bにヒンジ37で
取り付けられ開閉自在である。
【0033】上述の説明においてスクリュー9の一部の
端部ねじ羽根19b13を中空ボス9b9付としたが、
全部のスクリューのねじ羽根9bを中空ボス付とし、こ
のボス中にスクリュー軸を嵌合してもよい。
【0034】(動力分配ギアボックスと押出装置間の軸
継手)図9に駆動側軸継手11A、図10に被駆動側軸
継手11Bの正面図を示す。又、歯車軸6の端部を図1
1に示し、スクリュー9を図12に示す。駆動側軸継手
11Aは歯車軸6の取り付け軸部6aに嵌入して溶接で
固定され、被駆動側軸継手11Bはスクリュー軸9aの
取り付け軸部9a4に嵌合して溶接により、固定されて
いる。駆動側軸継手11A、被駆動側軸継手11Bのフ
ランジ部には同じ半径の円上を等配してボルト穴11A
4,11B4が設けられており、これらのボルト穴11
A4,11B4を挿通してばね座金付のボルトナット4
2(図5参照)でもって駆動側軸継手11A、被駆動側
軸継手11Bを締結してフランジ面を圧接する。更に回
り止めとして駆動側軸継手11A、被駆動側軸継手11
Bのフランジ端面には同位置に同形同寸のキー溝11A
5,11B5が設けてある。これらのキー溝11A5,
11B5は半径方向に長く配設される。これらのキー溝
11A5,11B5にわたり、図5に示すようにキー4
3が嵌入している。
【0035】尚、上述の軸継手11は歯車軸6及びスク
リュー軸9aに夫々嵌入し夫々の軸に溶接されているが
駆動側軸継手11Aを歯車軸6と一体に製作し、被駆動
側軸継手11Bはスクリュー軸9aと一体に製作しても
よい。なお、スクリュー軸9a1と歯車軸6の軸継手部
における心合せは、駆動側軸継手11A及び被駆動側軸
継手11Bに円筒形の嵌合部11cを設けることにより
行われる。
【0036】(スクリューの構成)図12に示すように
スクリュー9はスクリュー軸9a、ねじ羽根9bが夫々
中硬鋼材例えばSS40で製作され、スクリュー軸9a
及びねじ羽根9b表面の原料と接する部分は表面処理が
施工される。
【0037】スクリュー軸9aには図13、図14に示
すようにねじ羽根軸部9a1、及びねじ羽根9bの表面
の前進側板面、即ち処理物を前進させる羽根表面9b3
に耐摩耗性チップ9b2が設けられる。この耐摩耗性チ
ップ9b2は普通鋼製のねじ羽根本体9b1の羽根表面
9b3側で且つ外周側に処理物の送り方向に関し後退し
た凹部9b4に設けられている。この凹部9b4はねじ
羽根本体9b1の原料の入口31dに近い側又はねじ羽
根全体に設けられらせん状に延在する。
【0038】図15に示すように耐摩耗性チップ9b2
はらせん状に延在する凹部9b4に一列に嵌められねじ
羽根本体9b1に固定されている。この耐摩耗性チップ
9b2はスクリュー軸9aを中心とするほぼ円弧形セグ
メント(正確にはねじ羽根と同じリードのらせんの一
部)をなし周方向に密接して配設されている。従って、
耐摩耗性チップ9b2はスクリュー軸9aを中心とする
らせん状に配設される。
【0039】図13、図14に示すように耐摩耗性チッ
プ9b2は外周側がねじ羽根本体9b1の外周よりも外
方へδだけはみ出している。
【0040】図13においては、耐摩耗性チップ9b2
(以下羽根表側耐摩耗性チップ9b2という)の背部側
には外周側がスクリュー軸9aを中心とする円の一部と
なるように外周側耐摩耗性チップ9b5が設けられてい
る。ねじ羽根本体9b1の外周はスクリュー軸9aを中
心とする円であるから、外周側耐摩耗性チップ9b5は
円筒の一部をなしており、内周面はねじ羽根本体9b1
の外周と同径であり、この外周に固定されている。又外
周側耐摩耗性チップ9b5の側面のうち、羽根表側耐摩
耗性チップ9b2に面する側面はらせんの一部をなして
おり、この側面と反対側の側面もらせんの一部であって
夫々ねじ羽根本体9b1のらせんに沿って配列される。
【0041】外周側耐摩耗性チップ9b5は隣接する羽
根表側耐摩耗性チップ9b2の互いに接する目地9w1
(図15、図20参照)の両側にわたるようにし、配さ
れる外周側耐摩耗性チップ9b5のピッチは羽根表側耐
摩耗性チップ9b2の配設のピッチと等しい。そして外
周側耐摩耗性チップ9b5は羽根表側耐摩耗性チップ9
b2の背面に微小隙間を置くか又は接して且つ隣接する
外周側耐摩耗性チップ9b5同志が互いに接近又は接す
るようにして配設される。
【0042】上記において、羽根表側耐摩耗性チップ9
b2、外周側耐摩耗性チップ9b5は燒結成型された超
硬合金材又は複硼化物系耐食材で作られている。
【0043】本例において、羽根表側耐摩耗性チップ9
b2は夫々が同じ大きさである。及び外周側耐摩耗性チ
ップ9b5は夫々が同じ大きさである。これらチップ9
b2,9b5のねじ羽根本体9b1への固定はロウ付け
による。
【0044】図14においては、ねじ羽根本体9b1の
外周に外周側耐摩耗性チップ9b5を設けることに代え
て、耐摩耗性金属を溶接することにより、ねじ羽根本体
9b1の外周に肉盛部45を形成する。
【0045】この肉盛部45は外周側耐摩耗性チップ9
b5の占める範囲よりも、ねじ羽根本体9b1の羽根裏
9b7側へはみ出すように肉盛する。この肉盛部45に
用いられる材料は耐摩耗性金属例えばクローム系合金で
ある。
【0046】ここで、羽根表側耐摩耗性チップ9b2、
外周側耐摩耗性チップ9b5の製作を簡易化するにはこ
れらの形状をこれらのチップ9b2,9b5の曲面で構
成される面の一部又は全部を平面で近似することであ
る。この点について以下にのべる。
【0047】図16に示すようにねじ羽根本体9b1の
凹部9b4はスクリュー軸9aの中心9a1−1を含む
半径方向の面で切断した断面で見ると、凹部9b4の軸
方向面9b4−1、段部面9b4−2は、ねじ面の母線
9b4−3、9b4−5がスクリュー軸9aの中心9a
1−1を中心にして回り乍ら軸方向に移動して軸方向面
9b4−1、段部面9b4−2が夫々ねじ面として形成
される。図16では母線9b4−3はスクリュー軸9a
の中心9a1−1に対して直角、母線9b4−5がスク
リュー軸9aの中心9a1−1に平行に製作するのが容
易である。ただし、スクリュー軸9aの中心9b1−1
に対して、母線9b4−3を直角方向から傾け、母線9
b4−5をこの中心9b1−1に平行な線から傾けても
よい。
【0048】図16に示すように羽根表側耐摩耗性チッ
プ9b2は処理物に接して処理物に送りを与えるチップ
羽根表側面9b2−1と、この面に対して軸方向でチッ
プ厚さだけリードが遅れたチップ裏面9b2−2と、ス
クリュー軸9aの中心9a1−1を中心とする円筒の外
周と内周に夫々画いたらせんの一部をなすチップ外周面
9b2−3及びチップ内周面9b2−4と、スクリュー
軸9aの中心9a1−1を含む半径方向の面上にあるチ
ップ端面9b2−5、9b2−6の穴面で画されてい
る。
【0049】上述のような六面で構成した羽根表側耐摩
耗性チップ9b2のチップ裏面9b2−2、チップ内周
面9b2−4をねじ羽根本体9b1の軸方向面9b4−
1、段部面9b4−2に夫々例えば銀ロウとフラックス
を介して接して加熱することにより羽根表側耐摩耗性チ
ップ9b2をねじ羽根本体9b1に固定できる。そして
2個目以降の羽根表側耐摩耗性チップ9b2は前述のよ
うにしてねじ羽根本体9b1に固定された耐摩耗性チッ
プ9b2に隣接して同様に固定するが、この際、既にね
じ羽根本体9b1に固定されている羽根表側耐摩耗性チ
ップ9b2の一端面9b2−5と固定しようとする羽根
表側耐摩耗性チップ9b2の端面9b2−6との間にも
前述の銀ロウとフラックスを介在させて加熱しロウ付け
する。以下同様に続けると羽根表側耐摩耗性チップ9b
2を施工されたスクリュー9ができる。
【0050】ここで羽根表側耐摩耗性チップ9b2のチ
ップ羽根表側面9b2−1、チップ裏面9b2−2を上
述したようなねじ面としておくと、チップ端面9b2−
5,9b2−6がスクリュー軸9aの中心9a1−1を
中心として張る中心角θがほぼ180度となるまで施工
可能である。このようなことも不可能でははないが超硬
合金製で羽根表側耐摩耗性チップ9b2を製造するとす
れば燒結合金用の型が極めて高価なものとなる。
【0051】そこで上記中心角θを小さくすることによ
り上記燒結合金用型代を安価とすることができる。更
に、製作費を下げるためには上記中心角θを小さくした
上羽根表側耐摩耗性チップ9b2の曲面となっているチ
ップ羽根表側面9b2−1、チップ裏面9b2−2、チ
ップ外周面9b2−3、チップ内周面9b2−4の一部
又は全部を曲面に近似する平面で置き換えるとよい。
【0052】平面への置き換えではチップ羽根表側面9
b2−1、チップ裏面9b2−2が燒結合金用型の製作
が難しいねじ面であり、少なくともこの二面を平面で置
き換えるとよい。また、更にチップ外周面9b2−3、
チップ内周面9b2−4を平面で置き換えてもよい。
【0053】図17はねじ羽根9bの一部を軸方向から
見た正面図である。図17に示すように、ねじ羽根本体
9b1の凹部9b4には三角チップとされた羽根表側耐
摩耗性チップ9b2がロウ付けにて固定されている。こ
の三角チップの場合も曲面となる部分を平面に置き換え
てもよい。更に又このような三角チップを旋削加工用超
硬合金製のスローアウエイチップを採用することによ
り、スクリュー9を安価で耐久性のあるものとすること
ができる。
【0054】図18は羽根表側耐摩耗性チップ9b2を
四角チップとしたものである。
【0055】このような四角チップとしては旋削加工用
超硬合金製のスローアウエイチップを採用することによ
り、スクリュー9を安価で耐久性のあるものとすること
ができる。
【0056】図19に示すように外周側耐摩耗性チップ
9b5はチップ外周面9b5−1、チップ内周面9b5
−2がスクリュー軸9aの中心9a1−1を中心とする
円筒面であり、この半径方向厚さは前述した羽根表側耐
摩耗性チップ9b2のねじ羽根本体9b1の外周からの
半径方向外側への突出した寸法δに等しい。
【0057】羽根表側耐摩耗性チップ9b2の裏面9b
2−2にロウ付け材料を介して接する外周側耐摩耗性チ
ップ9b5のチップ前面9b5−3はねじ面であり、チ
ップ前面9b5−3と遅れたリードの位置において配さ
れたチップ裏面9b5−4もねじ面である。
【0058】外周側耐摩耗性チップ9b5のチップ端面
9b5−5,9b5−6はスクリュー軸9aの中心9a
1−1を含む半径方向の平面上にある平面である。
【0059】このような外周側耐摩耗性チップ9b5の
大きさは、スクリュー軸9aの中心9a1−1を中心と
してチップ端面9b5−5,9b5−6が張る角θはほ
ぼ180度が最大のものである。この角θを小さくして
いくと下記の手法がとれる。
【0060】上記外周側耐摩耗性チップ9b5を簡易に
製作するにはチップ前面9b5−3、チップ裏面9b5
−4のねじ面をこのねじ面に近似する平面に置き換え
る。
【0061】更にまたチップ外周面9b5−1、チップ
内周面9b5−2を円筒面に近似する平面に置き換える
と六面が平面の六立方体となる。
【0062】上述のようにすることにより、外周側耐摩
耗性チップ9b5は製作上、燒結合金用金型が製作簡単
となる。
【0063】更には、チップ端面9b5−5,9b5−
6がスクリュー軸9aの中心9a1−1に張る角θが小
さい場合は、直六立方体でもって外周側耐摩耗性チップ
9b5を製作してもよく、或は直六立方体の旋削加工用
超硬合金製スローアウエイチップを用いてもよい。
【0064】図20に示すように羽根表側耐摩耗性チッ
プ9b2と外周側耐摩耗性チップ9b5の関係は、夫々
がねじ羽根9bの1ピッチ分について同じ個数(端数も
含む)の等しいチップとなっている場合においては、外
周側耐摩耗性チップ9b5は隣接する羽根表側耐摩耗性
チップ9b2間に重なるように設けられると、羽根表側
耐摩耗性チップ9b2のチップ端面9b2−5,9b2
−6間のロウ付けされた目地w1、外周側羽根表側耐摩
耗性チップ9b5のチップ端面9b5−5,9b5−6
間のロウ付けされた目地w2はこの目地w1,w2にほ
ぼ直交して周方向に設けられた羽根表側耐摩耗性チップ
9b2の裏面9b2−2と外周側耐摩耗性チップ9b5
の前面9b5−3とのロウ付けされた目地w3によって
各目地w1,w2を引き離す周方向及び軸方向のねじ羽
根9bに加わる処理物による力に対抗する。即ち、各目
地w1,w2,w3によって周方向力、軸方向力に一つ
のチップに加わる力は二つのチップへ分散される。
【0065】このような目地w1,w2が重ならないよ
うにするためには、羽根表側耐摩耗姓チップ9b2と外
周側耐摩耗性チップ9b5の夫々のチップ外周面9b2
−3,9b5−1の周方向長さが例えば整数倍である
か、必要とされる夫々のチップ9b2,9b5の個数が
互いに素な個数であればよい。
【0066】上述において、スクリュー9はねじ羽根9
bに羽根表側耐摩耗性チップ9b2をロウ付けし、その
後に外周側耐摩耗性チップ9b5をロウ付け施工する。
その後スクリュー9の耐摩耗性チップ部分は一様なねじ
羽根面となるように羽根表側及び外周を研削する。この
研削はねじ研削盤によるのが好ましいが、一般的に送り
ねじに比較してスクリューは大径で大ピッチであるので
旋盤等に研削アタッチメントを装着して研削する。或は
簡易にはハンドグラインダーにより手作業で行う。この
ようにねじ羽根9bの超硬合金等による耐摩耗性を増や
した部分は研削することにより、チッピングを防止でき
耐久性が増加する。
【0067】上記において従来のねじ羽根本体9b1の
羽根表面9b3(凹部9b4なし)の軸部側から外周を
含み外周までに高クロム系の合金被覆をしたスクリュー
9を用いスクリュー押出機のスクリュー9の寿命は1年
であったが、本発明のようにねじ羽根9bの外周側に耐
摩耗性チップを施行したスクリュー9の寿命は約3〜4
年となり、同スクリュー押出機の寿命を格段に延長する
ことができた。
【0068】なお、ねじ羽根本体9b1には図21に示
すように羽根表側耐摩耗性チップ9b2を除いて原料に
推力を加える羽根表面9b3、及びスクリュー軸9aに
は全面に耐摩耗性金属例えば合金被覆46が溶接により
施される。
【0069】押出し側の最後の一ピッチのねじ羽根9b
についても、同様に表面処理がなされる。
【0070】(ブレードの構成)図22はスクリュー9
の押出側端部を示す。押し出し側の最後のねじ羽根9b
である端部ねじ羽根9b13の端部9b8はスクリュー
の軸となっているボス9b9の中心から半径方向の面で
ある。この向きは、ねじ羽根の軸心に対して放射方向の
範囲が考えられ、端部ねじ羽根9b13の図示矢印イの
回転方向に関し、端部ねじ羽根9b13外径側が位相が
進むように配したり、位相が遅れるように配設すること
ができる。端部9b8は端部ねじ羽根9b13の板面に
対して直角である。
【0071】ねじ羽根の端部9b8に続くねじ羽根の板
面には、座部9b10がその座面9b11と端部9b8
と同一平面となるようにしてねじ羽根9bに溶接され、
ねじ羽根の端部9b8を拡大してある。この端部9b8
及び座面9b11にわたり当接するホルダ9cが設けら
れている。このホルダ9cには端部9b8に直角に図示
矢印ロ方向に長い長穴9c1が設けられ、この長穴9c
1を挿通して六角穴付ボルト9dがねじ羽根本体9b1
端部9b8及び座部9b10にねじこまれることにより
ホルダ9cが図示矢印ロ方向に位置を調節可能にねじ羽
根9b端部に固定されている。上記において羽根表面9
b3の母線がスクリュー軸の中心9b1−1に直角な半
径方向の直線の場合には端部ねじ羽根9b13端部9b
8はボス9b9の端面9b12と一致するように前進側
表面9b3が終っている。このボスの端面9b12はダ
イス取り付け板12即ち、トラフ端面と隙間gを置いて
ある。ダイス取り付け板12とダイス35の端面は一致
している。
【0072】図23に示すように円筒形のダイス35は
その穴を端部ねじ羽根9b13と対向させて、端部ねじ
羽根9b13の軸心から一定半径の円上の位置に有り、
この円を等配して複数、例えば4個配設してある。ダイ
ス35はトラフ端壁内側となる側の外径側につば35a
を有する(図5参照)。
【0073】上述のホルダ9cは図22に示すように、
板面がねじ羽根の端部9b8、座面9b11に接する板
状であり、スクリュー9の半径方向に延在する。その長
さは、端部ねじ羽根9b13の半径方向の大きさと同一
で、端部ねじ羽根9b13の端部9b8とは端部ねじ羽
根9b13の半径方向全域で接している。そしてホルダ
9cのダイス取り付け板12との対向面12aは、ダイ
ス取り付け板12の内壁とギャップcをおいている。こ
の対向面12aと同一面に前逃げ面44aを有する超硬
合金製チップ44がねじ羽根9bの回転方向に関し前進
側においてホルダ9cに固定されている。チップ44は
すくい面44bの反対側の反すくい面44cと前逃げ面
44aの反対側の背面44eをホルダ9cに設けた切角
部9c2に嵌め込み、ロウづけにて超硬合金チップ44
がホルダ9cに取り付けられている。
【0074】上記チップ44は図22において矢印イ方
向に移動する際、移動方向の前側で且つダイス取り付け
板12側の角が切刃44dで前逃げ面44aの前逃げ角
0、すくい角0であり断面は長方形である。このすくい
角及び前逃げ角、更には前逃げ面44aとすくい面44
bのなす切刃角は各種選択され得る。これは、処理物中
に含まれる異物例えば線状部材等の材料によるものであ
り、例えば軟質金属線材及びひも等が処理物が廃プラス
チック中である場合に含まれるが、すくい角は正、切刃
角が90度以内であり、比較的線径の大きい硬質金属線
材が含まれる場合はすくい角は負で切刃角90度以上と
なる。ここで前逃げ角を0としてあるが、前逃げ角を正
の大きさの前逃げ面44aとしてもよい。
【0075】モータ3に通電すると、モータ軸3a、プ
ーリ3bが回転し、この回転はベルト4dを介してプー
リ4bに伝えられ、プーリ4bは減速機4を付勢する。
減速機4で減速された回転は出力軸4cから出力されチ
エン軸継手15を介して動力分配ギアーボックス5の歯
車軸6に伝えられ、歯車16対により一対の歯車軸6が
互に逆方向に回転し、軸継手11を介して一対のスクリ
ュー9が互いに逆方向に回転する。
【0076】トラフ31の原料の入口31dから廃プラ
スチック等の処理物を投入すると、回転しているねじ羽
根9bにより、処理物はダイス35のある方向へ押圧さ
れる。この押圧された状態でねじ羽根9bと処理物は摺
擦される。この際、処理物はねじ羽根9bの外周側へ移
動するように力を受け、ねじ羽根9b外周側の羽根表側
耐摩耗性チップ9b2、外周側耐摩耗性チップ9b5と
処理物は強い圧力下で摺擦する。廃プラスチック類はね
じ羽根9bにより出口側の端壁であるダイス取り付け板
12の方向へ送られ、順次小さくなるねじ羽根9bのピ
ッチの作用により、次第に圧縮され、ダイス取り付け板
12に面する原料は、廃プラスチック類の圧縮下の摩擦
による圧縮熱とヒータ36a,36bの加熱により溶融
状態となり、ダイス35を通り、機外へ押し出される。
【0077】図24に示すように、廃プラスチック類中
に紐又は針金等の細長い異物Wが混合していると、仮に
前工程で破砕機にかけられていたとしても、紐又は針金
等の一部は破砕されずにスクリュー押出機へ送り出され
てしまう。
【0078】ダイス35に細長い紐、針金等の異物Wが
詰り、異物W後端がトラフ31内に残っている状態にな
ったとしても、スクリュー9の回転により、ホルダ9c
と一体の超硬合金チップ44がダイス35の位置に回転
してくるとダイス35のトラフ31内に面する内径側の
角35b、超硬チップ44の切刃44dでもって上記
紐、針金等の異物Wは切断される。従って、切断後ダイ
ス35中に残った異物Wは、その後の押し出し作用で押
し出され、トラフ31内に残った上記異物Wは、その後
の押し出し作用でダイス35をとおるが、そのまま押し
出されるか、又は、同様にしてダイス35中から後端が
トラフ31中に残った場合は、再びチップ44が回転し
て来て切断されるので、最終的には、細長い異物Wは総
て切断して押し出される。
【0079】〔実施の形態2〕実施の形態2は都市ごみ
の焼却灰、都市ごみの焼却時に電気集塵機、バグフィル
タ等により収集されるEP灰、流動床焼却炉の焼却灰等
の飛灰を固化処理するスクリュー押出機に適用した場合
である。
【0080】図25、図26に示すように、このスクリ
ュー押出機8は、トラフ31中において平行する2本の
回転軸14の夫々同軸上において、トラフ31の原料の
入口31dからダイス35側へ向って送りスクリュー9
A、混練パドル13、押出スクリュー9Bの順で軸方向
へ並列している。これらの送りスクリュー9A、混練パ
ドル13、押出しスクリュー9Bは歯車軸6に剛結され
歯車軸6と一体的な回転軸14に夫々嵌入固定されてい
る。前記歯車軸6を含む駆動側の構成は図1に示す実施
の形態1と同様であり、その説明を援用する。二本の回
転軸14に夫々嵌入固定された左右一対の送りスクリュ
ー9A、押出しスクリュー9Bは左右共ねじれ方向が同
方向であり同ピッチであって且つねじ羽根9bが左右の
スクリュー9A,9Bとも軸方向で同位置にあり、左右
のスクリュー9A,9Bのねじ羽根の山と谷が対向部で
一致している。送りスクリュー9Aのピッチは押出しス
クリュー9Bのピッチよりも大である。
【0081】混練パドル13は図26に示すようにスク
リュー9A,9B間において軸方向にパドル17,1
7′郡が固定されている。パドル17,17′は軸方向
同位置のものは互いに接するか、接近して回転する木の
葉形状をしている。パドル17,17′とトラフ31は
すきま少なく接近している。パドル17,17′は隣る
パドル17,17′とは夫々について同一方向にリード
角を付して戻って回転軸14に固定されており、パドル
17,17′郡は全体としてリードを付されており、混
練作用と共に送り機能を持っている。
【0082】上部トラフ31Aには添加水ノズル19が
パドル17′に向って配してある。このノズル19は図
示されない水源に配管されており、トラフ31内へ水を
圧送するようになっている。
【0083】このスクリュー押出機は前工程の混合機中
に於いて飛灰等と固化剤のセメントが混合加水されて、
その入口31dに結合された混合機より原料として投入
される。モータ3から、プーリ3b,4b、ベルト4d
からなるベルト装置、減速機4、軸継手15、ギアボッ
クス5を介して駆動されている回転軸14上の送りスク
リュー9A及びパドル17,17′は夫々は回転してお
り、送りスクリュー9Aは互いにトラフ31と隙間少な
く配されており、外周を接してもしくは接近して回動し
て原料は混練される。又送りスクリュー9Aはリードが
あるから原料は軸方向に送られる。送りスクリュー9A
により図23において左方に送られた原料は混練され
る。即ち、パドル17.17′で夫々原料が練り合わさ
れ、順次図23において左方に送られる。上記入口側か
ら出口側への原料の進行の過程で添加水ノズル19によ
り加水される。
【0084】かくして押出しスクリュー9Bに到達した
混練物は押出しスクリュー9Bによりダイス35へ向っ
て加圧され、ダイス35により一定の断面で排出され成
形物となる。この成形物は固化剤を含むので、例えば固
化剤がセメントの場合は水和反応により固化される。
【0085】上述において、焼却灰には微小金属固形
物、小石、砂等が混ざっているのでスクリュー9Aを摩
擦させる。そこで送りスクリュー9Aに対して耐摩耗性
チップの取り付けの施工をする。
【0086】この送りスクリュー9Aに対する耐摩耗性
チップの取り付けは実施の形態1におけるスクリュー9
に対する耐摩耗性チップ9b2,9b5の施工と同様で
あり、実施の形態1の説明を援用する。また、押出しス
クリュー9Bに同様に耐摩耗性チップを取り付けてもよ
い。
【0087】この実施の形態では、クロム系合金をねじ
羽根本体に肉盛りしていた従来のスクリューが寿命約1
年であるのに対してスクリューの寿命が約3年となり著
しく耐久性が増加した。
【0088】
【発明の効果】本出願に係る第1の発明によれば、一方
の端壁側上部に原料の入口を有し、他方の押出し側の端
壁にダイスを有するトラフ中に一対の横軸のスクリュー
を回転可能に備えたスクリュー押出機において、スクリ
ュー軸と、スクリュー軸の回りに有するねじ羽根と、を
有し、ねじ羽根は、羽根表側で且つ外周側に処理物の送
り方向に関し後退した凹部を有しスクリュー軸と一体又
は一体的なねじ羽根本体と、前記凹部に嵌め込まれねじ
羽根のらせんに沿って配設されねじ羽根本体に固定され
る羽根表側耐摩耗性チップと、を有することを特徴とす
るスクリュー押出機としたことにより、ねじ羽根の耐久
性を著しく延ばすことが出来、スクリュー押出機の耐久
性を増大させることができた。
【0089】本出願に係る第2の発明は第1の発明にお
いて、前記ねじ羽根本体の外周にらせん状に羽根外周側
耐摩耗性チップを配設固定したことにより、更にねじ羽
根の耐久性が増し、更にスクリュー押出機の長寿命化を
計ることができる。
【0090】本出願に係る第3の発明は第2の発明にお
いて、前記羽根表側耐摩耗性チップはねじ羽根本体の外
周よりも外周側へ突出し、羽根表側耐摩耗性チップの裏
面に羽根外周側耐摩耗性チップがロウ付けされているこ
とにより、羽根表側及び外周側耐摩耗性チップの両者が
互いに固定され、ねじ羽根本体に対する羽根表側及び外
周側耐摩耗性チップの固定が強固なものとなる。
【0091】本出願に係る第4の発明は第3の発明にお
いて、前記ねじ羽根の外周が円筒面上にあるように羽根
表側耐摩耗性チップ、羽根外周側耐摩耗性チップの夫々
のねじ羽根の外周を構成する側の面は同一面上にあるこ
とにより、ねじ羽根外周とトラフ間とをとおって移動す
る処理物による抵抗が少なく、羽根表側耐摩耗性チップ
及び羽根外周側耐摩耗性チップに加わる力を増大させな
い。従って、これら耐摩耗性チップがねじ羽根本体から
はがされるおそれが小さくなる。
【0092】本出願に係る第5の発明は第1の発明にお
いて、前記羽根表側耐摩耗性チップはねじ羽根本体の外
周よりも外周側へ突出し、羽根表側耐摩耗性チップの裏
面側においてねじ羽根本体の外周に溶接又は溶射により
耐摩耗性物を設けたことにより、更にねじ羽根の耐久性
が増し、更にスクリュー押出機の長寿命化を計ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】廃棄物押出装置の全体を見る平面図である。
【図2】動力分配ギアーボックスの平面図である。
【図3】動力分配ギアーボックスの一部断面を含む正面
図である。
【図4】実施の形態1に係るスクリュー押出機の平面図
である。
【図5】実施の形態1に係るスクリュー押出機の縦断面
図である。
【図6】スクリュー軸を軸方向に見る正面図である。
【図7】実施の形態1に係るスクリュー押出機の押出し
側から見る正面図である。
【図8】図5のD−D断面図である。
【図9】歯車箱の軸継手の正面図である。
【図10】スクリュー端部の軸継手の正面図である。
【図11】歯車軸の一部を断面で示す側面図である。
【図12】スクリューの平面図である。
【図13】ねじ羽根のスクリュー軸を含む断面図であ
る。
【図14】ねじ羽根のスクリュー軸を含む断面図であ
る。
【図15】ねじ羽根を軸方向から見る正面図である。
【図16】羽根表側の一部を見る分解斜視図である。
【図17】三角チップを用いた羽根表側の一部を軸方向
から見る正面図である。
【図18】四角チップを用いた羽根表側の一部を軸方向
から見る正面図である。
【図19】外周側耐摩耗性チップの斜視図である。
【図20】スクリューの斜視図である。
【図21】ねじ羽根に対する合金被覆を示す縦断面図で
ある。
【図22】スクリュー端部を一部断面で示す側面図であ
る。
【図23】図22の一部正面図である。
【図24】図22の作用を示すトラフ内部側より見る略
正面図である。
【図25】実施の形態2のスクリュー押出機の縦断面図
である。
【図26】混練パドルの軸直角断面図である。
【符号の説明】
1…機台 2…モーター台 3…モータ 3a…モータ軸 3b…プーリ 4…減速機 4a…入力軸 4b…プーリ 4c…出力
軸 4d…ベルト 5…動力分配ギアーボックス 6…歯車軸 6a…軸継手取り付け軸部 6c…歯車嵌
入部 6d…縮径部 7…ギアーケース 7b…軸受ハウス 7d…軸受ハウ
ス 7f…開口部 7g…油量計 7h…ドレン穴 8…スクリュー押出機 9…スクリュー 9A…送りスクリュー 9a…スクリュー軸 9a1…
ねじ羽根軸部 9a1−1…中心 9a2…縮小軸部
9a3…軸封軸部 9a4…軸継手取り付け軸部 9B…押出しスクリュー 9b…ねじ羽根 9b1…ね
じ羽根本体 9b2…羽根表側耐摩耗性チップ 9b2
−1…チップ羽根表面側 9b2−2…チップ裏面 9
b2−3…チップ外周面 9b2−4…チップ内周面
9b2−5…チップ端面 9b2−6…チップ端面 9
b3…羽根表面 9b4…凹部 9b4−1…軸方向面
9b4−2…段部面 9b4−3…母線 9b4−5
…母線 9b5…外周側耐摩耗性チップ 9b5−1…チップ外
周面 9b5−2…チップ内周面 9b5−3…チップ
前面 9b5−4…チップ裏面 9b5−5…チップ端
面 9b5−6…チップ端面 9b7…羽根裏 9b8
…端部 9b9…ボス 9b10…座部 9b11…座
面 9b12…端面 9b13…端部ねじ羽根 9c…ホルダ 9c1…長穴 9c2…切角部 9d…六角穴付きボルト 10…カラー 11…軸継手 11A…駆動側軸継手 11B…被駆動
側軸継手 11A4,11B4…ボルト穴 11A5,
11B5…キー溝 11c…嵌合部 12…ダイス取付板 13…混練パドル 14…回転軸 15…チェン軸継手 16…歯車 16a…キー 17,17′…パドル 18…コロ軸受 19…添加水ノズル 21…スラスト玉軸受 22…回転軸 24…軸封カバー 26…コロ軸受 30…蓋 31…トラフ 31A…上部トラフ 31a…軸封ハウ
ス 31B…下部トラフ 31b…端壁 31c…外フ
ランジ部 31d…原料の入口 31e…合せ面 31
f…端面 32…パッキン 33…パッキン押え 35…ダイス 35a…つば 35b…内径側の角 36a,36b…ヒータ 37…ヒンジ 42…ボルトナット 43…キー 44…超硬合金チップ 44a…前逃げ面 44b…す
くい面 44c…反すくい面 44d…切刃 44e…
背面 45…肉盛部 46…合金被覆 c…ギャップ g…隙間 θ…中心角 w…異物 w1,w2,w3…目地
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B09B 3/00 301Q 301W

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方の端壁側上部に原料の入口を有し、
    他方の押出し側の端壁にダイスを有するトラフ中に一対
    の横軸のスクリューを回転可能に備えたスクリュー押出
    機において、 スクリュー軸と、スクリュー軸の回りに有するねじ羽根
    と、 を有し、 ねじ羽根は、羽根表側で且つ外周側に処理物の送り方向
    に関し後退した凹部を有しスクリュー軸と一体又は一体
    的なねじ羽根本体と、 前記凹部に嵌め込まれねじ羽根のらせんに沿って配設さ
    れねじ羽根本体に固定される羽根表側耐摩耗性チップ
    と、 を有することを特徴とするスクリュー押出機。
  2. 【請求項2】 前記ねじ羽根本体の外周にらせん状に羽
    根外周側耐摩耗性チップを配設固定したことを特徴とす
    る請求項1に記載のスクリュー押出機。
  3. 【請求項3】 前記羽根表側耐摩耗性チップはねじ羽根
    本体の外周よりも外周側へ突出し、羽根表側耐摩耗性チ
    ップの裏面に羽根外周側耐摩耗性チップがロウ付けされ
    ていることを特徴とする請求項2に記載のスクリュー押
    出機。
  4. 【請求項4】 前記ねじ羽根の外周が円筒面上にあるよ
    うに羽根表側耐摩耗性チップ、羽根外周側耐摩耗性チッ
    プの夫々のねじ羽根の外周を構成する側の面は同一面上
    にあることを特徴とする請求項3に記載のスクリュー押
    出機。
  5. 【請求項5】 前記羽根表側耐摩耗性チップはねじ羽根
    本体の外周よりも外周側へ突出し、羽根表側耐摩耗性チ
    ップの裏面側においてねじ羽根本体の外周に溶接又は溶
    射により耐摩耗性物を設けたことを特徴とする請求項1
    に記載のスクリュー押出機。
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