WO2021125360A1 - 一軸型破砕装置 - Google Patents

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WO2021125360A1
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spacer
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cutters
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和彦 飯嶋
剛史 長尾
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株式会社 ヘリオス
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    • B02C18/0084—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments specially adapted for disintegrating garbage, waste or sewage
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    • B02C18/16—Details
    • B02C18/18—Knives; Mountings thereof
    • B02C18/182—Disc-shaped knives

Definitions

  • the present invention relates to a uniaxial crusher, and particularly relates to a uniaxial crusher suitable for crushing flexible dust such as used disposable diapers.
  • the twin-screw crusher shown in Patent Document 1 has been used to crush the flexible dust.
  • the twin-screw crusher is equipped with two rotating shafts in which cutters and spacers are alternately mounted, and flexible dust is sandwiched in the gap between the cutter mounted on one rotating shaft and the spacer mounted on the other rotating shaft. , It is designed to crush flexible dust.
  • the twin-screw crusher shown in Patent Document 1 has a problem that it is unavoidable that the apparatus becomes large because it is necessary to equip two rotating shafts.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a uniaxial crusher capable of continuously crushing flexible dust to a predetermined size or less.
  • the uniaxial crusher according to the first invention can be attached to and detached from a rectangular parallelepiped housing, a single rotating shaft penetrating the rectangular parallelepiped housing, a drive device for driving the rotating shaft, and a rotating shaft inside the housing.
  • a disc-shaped cutter to be mounted which is attached to and detached from a cutter having a U-shaped cutter recess having a predetermined depth at predetermined intervals along the outer circumference thereof and a rotating shaft inside the housing.
  • a disk-shaped spacer that is possibly mounted and is mounted between adjacent cutters and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the cutter, and the outer circumference of the cutter and the spacer are separated from a predetermined gap of the housing.
  • the cutter has a cutter groove extending in the circumferential direction on the outer periphery thereof.
  • the spacer has at least one spacer recess on the outer periphery thereof.
  • the outer peripheral edge of the spacer is outside the bottom of the cutter recess.
  • the driving device drives the rotating shaft in forward rotation and reverse rotation.
  • the apparatus itself can be miniaturized. Furthermore, even if flexible dust is caught in the gap between the cutter and the screwer, the pressure on the housing is suppressed from increasing, so the drive source does not become overloaded and stable operation is continued. It becomes possible to do.
  • the uniaxial crusher according to the second invention it is possible to prevent flexible dust from winding around the spacer and accumulating on the spacer and the scraper.
  • the uniaxial crusher according to the third invention it is possible to wind the flexible dust around the spacer and discharge the flexible dust accumulated on the spacer and the scraper into the cutter recess.
  • the uniaxial crusher according to the fourth invention even if dust is caught in the gap between the cutter and the screba and the pressing pressure on the housing increases, the operation can be easily continued by switching the rotation direction. Is possible.
  • FIG. 1 is a block diagram of a uniaxial crusher according to the present invention.
  • FIG. 2 is a top view of the inside of the housing.
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the inside of the housing.
  • FIG. 4 is a perspective view of the cutter.
  • FIG. 5 is a front view and a side view of the spacer.
  • FIG. 6 is a perspective view in which the cutter and the spacer are overlapped.
  • FIG. 7 is a perspective view of a rotating body in which cutters and spacers are alternately arranged.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation method.
  • FIG. 1 is a block diagram of a uniaxial crusher according to the present invention.
  • 2 is a top view of the inside of the housing
  • FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the inside of the housing.
  • the uniaxial crusher according to the present invention is attached to and detached from the rectangular housing 1, the rotating shaft 2 penetrating the housing 1, the driving device 3 for driving the rotating shaft 2, and the rotating shaft 2 in the housing 1.
  • a disk-shaped cutter 4 that is removably mounted, a disc-shaped spacer 5 that is detachably mounted on the rotating shaft 2 in the housing 1, and a predetermined shape that is predetermined to be the outer periphery of the cutter 4 at the center of the rotating shaft 2. It is provided with a screba 6 mounted on the side surface of the housing with a gap between the two.
  • FIG. 3A is a cross section of the cutter 4 and the screba 6
  • FIG. 3B is a cross section of the spacer 5 and the screba 6.
  • the screba 6 has a triangular protrusion facing the cutter 4 and a flat plate-shaped base facing the spacer 5. As shown in FIG.
  • a predetermined gap is provided between the base portion of the screba 6 and the outer circumference of the cutter 4. Further, as shown in FIG. 3B, a predetermined gap is provided between the protrusion top of the protrusion of the screba 6 and the outer circumference of the spacer 5.
  • the cutter 4 has a U-shaped cutter recess having a predetermined depth at predetermined intervals on the outer periphery thereof.
  • the spacer 5 is mounted between two adjacent cutters 4. That is, the cutter 4 and the spacer 5 are alternately mounted on the rotating shaft 2.
  • an electric motor is used as the drive device 3, but another rotary drive source such as a hydraulic motor may be applied. It is desirable that the rotation drive source can switch between forward rotation and reverse rotation.
  • FIG. 4 is a perspective view of a cutter used in the uniaxial crusher according to the present invention. That is, as shown in FIG. 4A, the cutter 4 has a disk shape, has a matching hole that fits with the rotation shaft 2 at the center, and has a plurality of U-shapes on the outer periphery at predetermined intervals. A cutter recess 41 is formed. The convex portion sandwiched between the two adjacent cutter recesses 41 functions as a cutter hook 42. As shown in FIG. 4B, a cutter groove 43 extending in the circumferential direction is formed on the upper surface of the cutter hook 42, that is, the outer peripheral surface of the cutter 4. The outer edge of the cutter groove 43 may have a sharp shape as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a front view and a side view of a spacer used in the uniaxial crusher according to the present invention. That is, as shown in FIG. 5A, the spacer 5 has a disk shape having an outer diameter smaller than the outer diameter of the cutter 4, and has a matching hole in the center thereof that fits with the rotating shaft 2. Further, at least one spacer recess 51, which is a groove having a rectangular cross section, is formed on the outer periphery of the spacer 5. As shown in FIG.
  • the shape of the spacer recess 51 is a groove shape as shown in FIG. 5 (c) even if it has a trapezoidal shape with the bottom as the short side and the circumference as the long side. There may be. Further, the spacer recess 51 may be formed parallel to the rotation axis direction as shown in FIG. 5D, or may be formed obliquely to the rotation axis direction as shown in FIG. 5E. Good.
  • FIG. 6 is a perspective view in which the cutter and the spacer are overlapped. That is, the matching hole of the cutter 4 and the matching hole of the spacer 5 have the same shape, and a plurality of cutters 4 and spacers 5 are alternately mounted on the rotating shaft 2.
  • FIG. 7 is a perspective view of a rotating body in which cutters 4 and spacers 5 are alternately arranged, and it is desirable that the cutter hooks 42 are arranged in a spiral shape in two directions of the rotation axis.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation method of the uniaxial crusher according to the present invention. First, a case where the rotating shaft 2 of the uniaxial crusher is rotated clockwise (forward rotation) by the driving device 3 will be described.
  • the flexible dust 8 such as a disposable diaper is charged from the input port provided in the upper part of the housing 1 (FIG. 8 (a)).
  • the flexible dust 8 is carried to the right side of the housing 1 by the cutter hook 42 (FIG. 8 (b)).
  • the flexible dust 8 is sandwiched between the base portion of the screba 6 installed on the right wall of the housing 1 and the gap between the cutter 4, and the flexible dust is started to be sheared (FIG. 8 (c)). Since a V-shaped cutter groove 43 is provided on the outer peripheral surface of the cutter hook 42, the pressing pressure on the housing 1 even when flexible dust is caught in the gap between the base portion of the shear bar 6 and the cutter 4.
  • the flexible dust 8 is pressed against the base of the screba 6 installed on the left wall of the housing 1 (FIG. 8 (g)), and shearing is started (FIG. 8 (h)).
  • the rotation direction of the rotation shaft 2 is generally switched at predetermined time intervals.
  • the drive source 2 is an electric motor
  • the rotation direction may be switched when the current flowing through the electric motor exceeds a predetermined threshold current.
  • the drive source 2 is a hydraulic motor
  • the rotation direction may be switched when the supply hydraulic pressure to the hydraulic motor exceeds a predetermined threshold pressure. That is, by operating the uniaxial crusher according to the present invention as described above, even when the amount of flexible dust 8 to be treated increases, the pressing pressure on the housing 1 is suppressed from becoming excessive.
  • the uniaxial crusher according to the present invention by providing the spacer 5 with at least one spacer recess 51, the flexible dust is wound around the spacer 5, and the flexible dust is formed on the spacer 5 and the screwer 6. Accumulation can be prevented. Further, since the outer diameter of the spacer 5 is determined so that the outer peripheral edge of the spacer 5 is outside the bottom of the cutter recess 41 provided in the cutter 4, the flexible dust wrapped around the spacer 5 and the top of the spacer 5 and the spacer 5 The flexible dust accumulated on the screba 6 can be easily moved to the cutter recess 41, and the retention and wrapping of the flexible dust 8 can be suppressed.
  • uniaxial crusher According to the uniaxial crusher according to the present invention, flexible dust such as disposable diapers can be continuously crushed to a uniform size, so that it has industrial applicability.

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Abstract

紙おむつのような柔軟塵を均一の大きさに継続して破砕する一軸型破砕機を提供する。 直方体状筐体と、直方体状筐体を貫通する一本の回転軸と、回転軸を駆動する駆動装置と、筐体内の回転軸に着脱可能に装着される円盤状のカッタであって、その外周に沿って予め定められた所定間隔ごとに予め定められた所定深さのＵ字型のカッタ凹部を有するカッタと、筐体内の回転軸に着脱可能に装着され隣接するカッタの間に装着されカッタの外径より小である外径を有する円盤状のスペーサと、カッタおよびスぺーサの外周と予め定められた所定の空隙を隔てて前記筐体の側面に装着されるスクレバと、を備え、カッタが、その外周に周方向に延伸するカッタ溝を有する。

Description

一軸型破砕装置
　本発明は一軸型破砕装置に係り、特に使用済紙おむつのような柔軟塵の破砕に適した一軸型破砕装置に関する。
　使用済みの紙おむつのような柔軟塵をリサイクルするためには、できる限り小型で、予め定められた所定の大きさ以下に細かく破砕することが重要である。
　柔軟塵を破砕するため、従来は特許文献１に示されている二軸破砕機が使用されていた。
　二軸破砕機は、カッタとスペーサを交互に装着した回転軸を２軸備え、一方の回転軸に装着されたカッタと他方の回転軸に装着されたスペーサの間の空隙に柔軟塵を挟み込んで、柔軟塵を破砕するようになっている。
　しかしながら、特許文献１に示されている二軸破砕機にあっては、回転軸を２本装備する必要があるため装置が大型化することは避けることができないという課題がある。
　さらに、柔軟塵を細かく破砕するために、カッタとスペーサの間の空隙を狭くすると、空隙に柔軟塵が詰まり易くなる。
　詰まりが発生した場合にはカッタとスペーサの押し付け圧力が過大となって運転継続が困難になる場合が生じるだけでなく、均一の大きさに細く破砕することが困難になるという課題がある。
　細く破砕されなかった柔軟塵が排出されることを防止するために、排出口にスクリーンを設置した破砕機は特許文献２に記載されているが、紙おむつのような柔軟塵を処理すると、スクリーンに破砕後の柔軟塵が詰まり、運転を継続することが困難になるという課題が生じる。
特開２００７−２０９９３２号公報 特許第６４７６５３２号公報
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、柔軟塵を所定の大きさ以下に継続して破砕することのできる一軸型破砕機を提供することを目的とする。
　第１の発明に係る一軸型破砕機は、直方体状筐体と、直方体状筐体を貫通する一本の回転軸と、回転軸を駆動する駆動装置と、筐体内の回転軸に着脱可能に装着される円盤状のカッタであって、その外周に沿って予め定められた所定間隔ごとに予め定められた所定深さのＵ字型のカッター凹部を有するカッタと、筐体内の回転軸に着脱可能に装着され隣接するカッタの間に装着されカッタの外径より小である外径を有する円盤状のスペーサと、カッタおよびスペーサの外周と予め定められた所定の空隙を隔てて前記筐体の側面に装着されるスクレバと、を備え、カッタが、その外周に周方向に延伸するカッター溝を有する。
　第２の発明に係る一軸型破砕機は、スペーサがその外周に少なくとも１つのスペーサ凹部を有する。
　第３の発明に係る一軸型破砕機は、スペーサの外周縁がカッター凹部の底部より外側にある。
　第４の発明に係る一軸型破砕機は、駆動装置が回転軸を正回転および逆回転に駆動する。
　第１の発明に係る一軸型破砕機によれば、装置自体を小型化することが可能となる。
　さらに、カッタとスクレバの間の空隙に柔軟塵が挟まった場合でも筐体への押し付け圧力が増大することが抑制されるため、駆動源が過負荷となることがなく、安定して運転を継続することが可能となる。
　第２の発明に係る一軸型破砕機によれば、柔軟塵がスペーサに巻付くこと、スペーサおよびスクレバ上に堆積することを抑制することが可能となる。
　第３の発明に係る一軸型破砕機によれば、スペーサに巻付き、スペーサおよびスクレバ上に堆積した柔軟塵をカッター凹部に排出することが可能となる。
　第４の発明に係る一軸型破砕機によれば、カッタとスクレバの間の空隙に塵が挟まり筐体への押し付け圧力が増大した場合でも、回転方向を切り替えることにより容易に運転を継続することが可能となる。
　図１は本発明に係る一軸型破砕機の構成図である。
　図２は筐体内部の上面図である。
　図３は筐体内部の縦断面図である。
　図４はカッタの斜視図である。
　図５はスペーサの正面図および側面図である。
　図６はカッタとスペーサとを重ねた斜視図である。
　図７はカッタとスペーサを交互に配置した回転体の斜視図である。
　図８は運転方法の説明図である。
　以下図面を参照しつつ、本発明に係る一軸型破砕機の実施形態を説明する。
　最初に、本発明に係る一軸型破砕機の構成を説明する。
　図１は本発明に係る一軸型破砕機の構成図である。
　また、図２は筐体内部の上面図、図３は筐体内部の縦断面図である。
　本発明に係る一軸型破砕機は、直方体状の筐体１と、筐体１を貫通する回転軸２と、回転軸２を駆動する駆動装置３と、筐体１内の回転軸２に着脱可能に装着される円盤状のカッタ４と、筐体１内の回転軸２に着脱可能に装着される円盤状のスペーサ５と、回転軸２の中心においてカッタ４の外周と予め定められた所定の空隙を隔てて筐体の側面に装着されるスクレバ６と、を備える。
　なお、図３（ａ）はカッタ４およびスクレバ６の断面、図３（ｂ）はスペーサ５およびスクレバ６の断面である。
　スクレバ６は、カッタ４と対向する三角形状の突起部と、スペーサ５と対向する平板状の基底部を有する。
　図３（ａ）に示すように、スクレバ６の基底部とカッタ４の外周の間に所定の空隙が設けられている。
　また、図３（ｂ）に示すように、スクレバ６の突起部の突起頂部とスペーサ５の外周の間に所定の空隙が設けられている。
　カッタ４は、その外周に予め定められた所定間隔ごとに予め定められた所定深さのＵ字型であるカッター凹部を有する。
　スペーサ５は、隣接する２枚のカッタ４の間に装着される。
　すなわち、回転軸２には、カッタ４とスペーサ５が交互に装着される。
　図１に示す実施形態では、駆動装置３として電動機を使用しているが、油圧モータなどの他の回転駆動源を適用してもよい。
　なお、回転駆動源は、正回転および逆回転を切り替え可能であることが望ましい。
　図４は、本発明に係る一軸型破砕機で使用するカッタの斜視図である。
　すなわち、カッタ４は、図４（ａ）に示すように、円盤形状であり、中心部に回転軸２に篏合する篏合孔を有し、外周には所定間隔毎に複数のＵ字形のカッター凹部４１が形成されている。
　隣り合う２つのカッター凹部４１に挟まれた凸部はカッターフック４２として機能する。
　カッターフック４２の上面、すなわちカッタ４の外周面には、図４（ｂ）に示すように、円周方向に延伸するカッター溝４３が形成されている。
　なお、カッター溝４３の外縁は、図４（ｃ）に示すように鋭利な形状でも、図４（ｄ）に示すように周面を残す形状であってもよい。
　なお、カッター溝４３は、両壁が底部で鋭角を成すＶ字型であっても、底部がなだらかな面を成すＵ字型であってもよい。
　図５は、本発明に係る一軸型破砕機で使用するスペーサの正面図および側面図である。
　すなわち、スペーサ５は、図５（ａ）に示すように、カッタ４の外径より小である外径の円盤状であり、中心部に回転軸２に篏合する篏合孔を有する。
　さらに、スペーサ５の外周には、長方形断面の溝であるスペーサ凹部５１が少なくとも１つ形成されている。
　なお、スペーサ凹部５１の形状は、図５（ｂ）に示すように、底を短辺、円周を長辺とする台形状であっても、図５（ｃ）に示すように溝型であってもよい。
　また、スペーサ凹部５１は、図５（ｄ）に示すように回転軸方向に対して平行に形成されても、図５（ｅ）に示すように回転軸方向に対して斜めに形成されてもよい。
　図６は、カッタとスペーサとを重ねた斜視図である。
　すなわち、カッタ４の篏合孔とスペーサ５の篏合孔は同一形状であり、カッタ４とスペーサ５は交互に複数枚が回転軸２に装着される。
　なお、スペーサ５の外径は、カッタ４の外径より小であるが、スペーサ５の外周がカッタ４に形成されているカッター溝４３の底部より外側となるように定められている。
　図７は、カッタ４とスペーサ５を交互に配置した回転体の斜視図であって、回転軸２方向にカッターフック４２が螺旋状となるように配置することが望ましい。
　次に、本発明に係る一軸型破砕機の作用を説明する。
　図８は、本発明に係る一軸型破砕機の運転方法の説明図である。
　先ず、一軸型破砕機の回転軸２が駆動装置３により右回転（正回転）している場合について説明する。
　紙おむつのような柔軟塵８は筐体１の上部に設けられた投入口から投入される（図８（ａ））。
　この柔軟塵８は、カッターフック４２により筐体１の右側に運ばれる（図８（ｂ））。
　柔軟塵８は、筐体１の右壁に設置されたスクレバ６の基底部とカッタ４の間の空隙に挟まれ、柔軟塵の剪断が開始される（図８（ｃ））。
　カッターフック４２の外周面にはＶ字型のカッター溝４３が設けられているので、スクレバ６の基底部とカッタ４の間の空隙に柔軟塵が挟まれた場合でも筐体１への押し付け圧力を抑制しつつ小さい駆動力で柔軟塵８を細かく剪断することが可能となる（図８（ｄ））。
　カッタ４を右回転させて柔軟塵８の剪断を継続すると、柔軟塵８がカッタ４とスクレバ６の基底部の間の空隙に詰まって押し付け圧力が増加して、駆動源３が回転軸２を継続することが困難となるおそれがある。
　回転軸２が停止してしまうことを回避するため、右回転運転を所時間継続した後、回転軸２を左回転（逆回転）させる（図８（ｅ））。
　すると、柔軟塵８はカッターフック４２により筐体１の左側に運ばれる（図７（ｆ））。
　柔軟塵８は、筐体１の左壁に設置されたスクレバ６の基底部に押し付けられて（図８（ｇ））、剪断が開始される（図８（ｈ））。
　回転軸２の回転方向の切り替えは、所定時間ごとに切り替えることが一般的である。
　なお、駆動源２が電動機であるときには、電動機を流れる電流が予め定められた閾値電流を越えたときに回転方向を切り替えてもよい。
　また、駆動源２が油圧モータであるときには、油圧モータへの供給油圧が予め定められた閾値油圧を越えたときに回転方向を切り替えてもよい。
　すなわち、本発明に係る一軸破砕機を上記のように運転することにより、処理すべき柔軟塵８の量が増加した場合にも、筐体１への押し付け圧力が過大となることを抑制しつつ運転を継続することが可能となる。
　また、本発明に係る一軸破砕機にあっては、スペーサ５に少なくとも１カ所のスペーサ凹部５１を設けることにより、柔軟塵がスペーサ５に巻付つくこと、柔軟塵がスペーサ５およびスクレバ６上に堆積することが防止することが可能となる。
　さらに、スペーサ５の外周縁がカッタ４に設けられたカッター凹部４１の底部より外側となるようにスペーサ５の外径を定められているため、スペーサ５に巻き付いた柔軟塵、ならびにスペーサ５上およびスクレバ６上に堆積した柔軟塵がカッター凹部４１に移動し易くなり、柔軟塵８の滞留や巻付きを抑制することが可能となる。
　本発明に係る一軸型破砕機によれば、紙おむつのような柔軟質の塵を均一の大きさに継続して破砕することができるので、産業上利用性を有する。
１　筐体
２　回転軸
３　駆動源
４　カッタ
５　スペーサ
６　スクレバ
４１　カッター凹部
４２　カッターフック
４３　カッター溝
５１　スペーサ凹部

Claims (4)

  1. 　直方体状筐体と、
    　前記直方体状筐体を貫通する一本の回転軸と、
    　前記回転軸を駆動する駆動装置と、
    　前記筐体内の前記回転軸に着脱可能に装着される円盤状のカッタであって、その外周に沿って予め定められた所定間隔ごとに予め定められた所定深さのＵ字型のカッタ凹部を有するカッタと、
    　前記筐体内の前記回転軸に着脱可能に装着され、隣接する前記カッタの間に装着され、前記カッタの外径より小である外径を有する円盤状のスペーサと、
    　前記カッタおよび前記スペーサの外周と予め定められた所定の空隙を隔てて前記筐体の側面に装着されるスクレバと、を備える一軸型破砕装置であって、
    　前記カッタが、その外周に周方向に延伸するカッタ溝を有する一軸型破砕装置。
  2. 　前記スペーサが、その外周に少なくとも１つのスペーサ凹部を有する請求項１に記載の一軸型破砕装置。
  3. 　前記スペーサの外周縁が、前記カッタ凹部の底部より外側にある請求項１および請求項２に記載の一軸型破砕装置。
  4. 　前記駆動装置が、前記回転軸を正回転および逆回転に駆動する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の一軸型破砕装置。
PCT/JP2020/048062 2019-12-19 2020-12-16 一軸型破砕装置 WO2021125360A1 (ja)

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JP2021565703A JP7539166B2 (ja) 2019-12-19 2020-12-16 一軸型破砕装置
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