(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切刃を有する羽根を設けた羽根車と、円弧状の湾曲面を有する曲がり羽根を設けた羽根車とを混練槽内に回転自在に設け、該混練槽の内周面と羽根車との隙間を狭小と成したことを特徴とする混練造立装置。
【請求項２】
混練槽を羽根車を取付けた回転軸に対し、その軸線方向で相対的に往復移動自在に設けたことを特徴とする請求項１記載の混練造粒装置。
【請求項３】
混練槽は、羽根車の外周位置で被混練物が摺接する内周面をゴム等の弾性材で形成すると共に、該内周面を可撓変位できる様に支持したことを特徴とする請求項１又は２記載の混練造粒装置。
【請求項４】
羽根車を多軸で回転自在に支持し、この回転軸間においては、夫々の羽根を相互に他方の回転軸の羽根の前後間に配置すると共に、夫々の羽根の先端が相互に他方の回転軸側に近接する様に各回転軸に取付けると共に、各回転軸の回転比率を異にすることを特徴とする請求項１、２又は３記載の混練造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘土塊等の原材を小塊粒体に造粒成形し、或いは原材にセメント等の凝固剤を混入して小塊粒体に造粒成形する混練造粒装置に関するものであり、粘土塊にセメントを混入して小塊粒体とした場合は、海での埋設用、各種の体積増量用或いはコンクリート骨材等に使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】
窯業からの粘土廃材や建築廃材などの原材はそのままでは沿岸での埋め立て材やコンクリート骨材等に使用できないためセメントや凝固剤でそれらの原材を固化させる必要があり、従来では、一対の回転軸を対向回転させて該回転軸に取り付けた多数の羽根の回転で原材と凝固剤とを混練しながら小塊粒体に造粒成形する二軸式混練機が利用されていたのである。
また、フイルタープレスで成形された粘土板を小粒体に造粒する場合も二軸式混練機が使用されていたのである。
【０００３】
これによると、小塊粒体が迅速に造粒成形されるが、軟質状態の被混練物が壁面に付着して固化することが多く、この固形体が成長すると、これに羽根が衝突して摩耗、損傷するため、羽根による凝固剤と原材の混練及び被混合物の裁断機能に支障をきたし、その結果、造立された粒体は大きさが不均一で、凝固剤と原材の混合も不均質で良質の塊粒体が得られない課題を有している。
又、上記損傷等による羽根の交換作業や、壁面に付着固化した固形体の除去作業を頻繁に行わねばならず、この作業に手間、時間を要し、甚だ面倒であると共に、その作業の度に混練機を運転中止せねばならず、塊粒体の製造効率が悪いといった問題が生じている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、被混練物が壁面に付着して固化成長することを阻止し、羽根の破損を防止すると共に、均一な粒度で均質な塊粒体を得ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑み、切刃を有する羽根を設けた羽根車と、円弧状の湾曲面を有する曲がり羽根を設けた羽根車とを混練槽内に回転自在に設け、該混練槽の内周面と羽根車との隙間を狭小と成し、前記２種の羽根を有する羽根車による剪断、圧延、折り畳み及び圧縮作用等により、被混練物を均一な粒度で均質な塊粒体を得る。
又、混練槽を羽根車を取付けた回転軸に対し、その軸線方向で相対的に往復移動自在に設けることにより、羽根が混練槽内周面に付着した被混練物を掻き落とす様にして、上記課題を解決する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１〜図４で示す形態例において、１は本発明に係る混練造粒機の固定機体であり、該固定機体１の前部に所定容積を有する断面凹形の混練槽収容部２を設けると共に、該混練槽収容部２の後部に駆動部基台３を設けている。
尚、本形態例において、混練槽収容部２は、上方を開口したものを示したが、実際には、その開口部は、図示しない天蓋にて被覆されている。
【０００７】
混練槽収容部２の内周には、可撓性、弾性を有するプラスチックゴム製の混練槽４を収容配置している。
この混練槽４は、周壁（前後左右側壁）５、５ａ…及び底部６を有すると共に、図２に示す様に、その左右側壁５、５ａ上端に外向きフランジ７を突設した金属製の取付帯８に固着している。
そして、混練槽収容部２の左右側壁２ａ、２ｂ上端に外向きに突設したフランジ９に上記フランジ７を上下対向させている。
【０００８】
混練槽４のフランジ７下部には、その長さ方向に渡って複数の軸受ブラケット１０を固着してコロ１１を回転自在に支持し、混練槽収容部２の上端フランジ９上に転動配置している。
これにより、混練槽収容部２の上端フランジ９に沿って混練槽４が前後方向に移動自在に支持される。
又、図２に示す如く、底部６の横手方向の中央部は、少し中高部１２となって、底部６の左右を円弧状に湾曲させている。
そして、中高部１２の裏面に、その長手（図２において、奥行き）方向に渡り複数のコロ１３を設け、該コロ１３に対応する様に、混練槽収容部２の中央部に断面略三角山状の突帯レール１４を突設し、該突帯レール１４の頂部にコロ１３を転動配置している。
又、基台３上には、混練槽４を前後動させる油圧シリンダ１５が設置され、そのシリンダロッド１５ａの先端部を、混練槽４の後壁５ｄ上端に立設した基盤１６に固着しており、油圧シリンダ１５の駆動で混練槽４が前後に進退移動する様に成している。
【０００９】
又、混練槽４の底部６前方には、排出孔１７を透設し、該排出孔１７に連通する排出シュート１８を混練槽収容部２の前壁２ｃ下部に設置している。
更に、混練槽４の後方上部には、供給シュート１９が設置され、該供給シュート１９の上方には、粘土濾滓Ｗの搬送コンベア２０及びセメントＣの供給ホッパ２０ａを設けている。
【００１０】
混練槽４内には、切刃２１ａを有する複数の羽根２１を設けた羽根車２２と、円弧状の湾曲面２３ａを有する複数の曲がり羽根２３を設けた羽根車２４とを回転自在に設けている。
この羽根車２２、２４は、混練槽４内の左右に平行配置した一対の回転軸２５、２６の夫々に交互に取付けられている。
又、回転軸２５、２６は、混練槽４の前後壁５ｃ、５ｄを挿通して混練槽収容部２の前後に渡って架設して成り、回転軸２５、２６の後端は、混練槽収容部２の後壁２ｄを貫通して基台３上に突出させ、該基台３上で回転軸２５、２６の夫々に軸着した歯車２７、２８を噛合し、一方の回転軸２５を基台３上に設置したギヤードモータ２９に連繋させて駆動軸としている。
そして、一方の回転軸２５の歯車２７を他方の回転軸２６の歯車２８より大径にして回転比を異にし、他方の回転軸２６の回転を速くしている。
尚、回転軸２５、２６は、混練槽収容部２内の前端部と基台３上に設けた軸受３０、３０ａにて回転自在に支持されており、回転軸２５、２６の回転比率は適宜に設定している。
又、回転軸２５、２６は、前部を若干下方へ傾斜させており、これに対応して混練槽４の底部６も前部を若干下方へ傾斜する様に成している（図３参照）。
又、本実施例では、回転軸２５、２６が２軸のものを示したが、単軸、又は３本以上の回転軸を左右方向に並設した多軸であっても良い。
【００１１】
羽根車２２、２４は、その中心に設けたボス３１より羽根２１、２３を放射状に突設して成り、ボス３１を回転軸２５、２６に嵌合固定している。
羽根車２２に設けた羽根２１は、図５に示す様に、先端方に向けて弓なりに湾曲させ、その湾出側に切刃２１ａを設けると共に、先端部２１ｂを屈曲している。
又、羽根車２４に設けた羽根２３は、図６に示す様に、矩形板を円弧状に湾曲形成し、湾曲面２３ａを外方へ指向する様に成している。
又、混練槽４の内周面５、５ａ…、６と羽根車２２、２４との隙間Ｓ、即ち羽根車２２における羽根２１の先端部２１ｂと内周面５、５ａ…、６、羽根車２４における羽根２３の湾曲面２３ａと内周面５、５ａ…、６の隙間Ｓを狭小と成している。
【００１２】
そして、羽根車２２の羽根２１では、その切刃２１ａで主に被混練物（濾滓Ｗ及びセメントＣ）ＷＣを剪断し、先端部２１ｂと混練槽４の内周面５、５ａ…、６との間で圧縮する様に成している。
羽根車２４の羽根２３では、主に、その湾曲面２３ａと混練槽４の内周面５、５ａ…、６との間の被混練物ＷＣを圧縮、圧延及び折り畳みする様に成している。
又、図１、４に示す様に、左右の回転軸２５、２６に夫々固着した羽根車２２、２４は、羽根車２２、２４の左右相互の前後間に食い込んだ状態で配置し、図２に示す様に、夫々の羽根２１、２３の先端を相互に他方の回転軸２５、２６側に近接させている。
実験によると、羽根２１、２３の先端と他方の回転軸２５、２６側との間隙は１〜２ｃｍが最適であった。
【００１３】
この形態例によると、フイルタープレスで脱水濾過された粘土濾滓Ｗが搬送コンベア２０で運ばれて供給シュート１９から混練槽４の後端に落下され、同時に供給シュート１９にセメントＣが供給ホッパ２０ａから供給され、モータ２９の駆動による羽根車２２、２４の羽根２１、２３の対向回転によって羽根２１、２３の間や混練槽４の内周面５、５ａ…、６との間で、剪断、圧延、折り畳み、圧縮されながら混練されて次第に塊状となる。
更に、羽根車２２、２４の回転によって羽根２１、２３と混練槽４の内周面５、５ａ…、６との間を転動しながら固化して塊粒体Ｗ１となり、混練槽４の下方傾斜した前端部の排出孔１７より落下して排出シュート１８から排出される。
得られる塊粒体Ｗ１は、羽根２１、２３と混練槽４の内周面５、５ａ…、６との隙間を直径とする大きさである。
【００１４】
この際、混練槽４の内周面５、５ａ…、６において、羽根車２２、２４の前後の間隔に対応した部位に、被混練物ＷＣが付着し固化しようとするが、シリンダ１５が常時前後に往復駆動して、混練槽収容部２内に支持されている混練槽４を回転軸２５、２６に対し軸方向前後で相対移動させているので、混練槽４の内周面５、５ａ…、６に付着した被混練物ＷＣが大きく成長する前に、混練槽４に対し相対的に前後する羽根２１、２３により掻き落とされたり、混練槽４の振動により滑落する。
又、混練槽４が可撓性、弾性を有する材質であることから、羽根２１、２３に押圧されて被混練物ＷＣが内周面５、５ａ…、６に必要以上に押し付けられて外側に撓曲しても、羽根２１、２３が被混練物ＷＣより離れた後、内周面５、５ａ…、６が弾性復帰する時の弾力により、内周面５、５ａ…、６から飛散、飛去する。
尚、混練槽４の進退移動距離は前後の羽根車２２、２４の間隔の半分以上あれば良く、通常は１０〜１５ｃｍ移動すれば良い。
又、この混練槽４の進退移動は常時移動していることが望ましいが、断続的に進退移動してもよく、原材に合わせて選択すれば良い。
【００１５】
又、被混練物ＷＣが回転軸２５、２６側に飛散してボス３１に付着することもあるが、各回転軸２５、２６の羽根２１、２３が相互にその前後間に食い込んで、羽根２１、２３の端部が回転軸２５、２６側に近接すると共に、各回転軸２５、２６の羽根２１、２３が異なる速度で回転するため、各羽根２１、２３を他方の回転軸２５、２６側の全外周部に広い範囲で近接する様に回転させられ、回転軸２５、２６の相互の羽根２１、２３が、回転軸２５、２６（ボス３１表面）に付着した被混練物ＷＣを硬化する前に迅速に掻き上げて脱落させる。
【００１６】
【発明の効果】
要するに本発明は、混練槽４内に２種の羽根車２２、２４を回転自在に設け、該羽根車２２、２４と混練槽４の内周面５、５ａ…、６との隙間Ｓを狭小と成し、羽根車２２の羽根２１には切刃２１ａを設けて成るので、被混練物ＷＣを剪断して混合し、又羽根車２４には円弧状の湾曲面２３ａを設けて成るので、主に、その湾曲面２３ａと混練槽４の内周面５、５ａ…、６との間で被混練物ＷＣを圧縮、圧延及び折り畳みする様に混練し、被混練物ＷＣ中の水分を均一に分散させると共に、気泡を極力外部へ排除した均一混合を成すことができる。
この様に、羽根車２２、２４の羽根２１、２３の回転によって、羽根２１、２３の間や混練槽４の内周面５、５ａ…、６との間で、被混練物ＷＣは剪断、圧延、折り畳み、圧縮されながら極めて均一な混合が成されて次第に塊状と成すことが出来、羽根２１、２３と混練槽４の内周面５、５ａ…、６との隙間Ｓを直径とした均一な粒度で均質な塊粒体Ｗ１を得ることができる。
【００１７】
又、混練槽４を羽根車２２、２４を取付けた回転軸２５、２６に対し、その軸線方向で相対的に往復移動自在に設けたので、混練槽４の内周面５、５ａ…、６に付着した被混練物ＷＣを成長させることなく、混練槽４に対し相対的に前後する羽根２１、２３により掻き落とすことや、混練槽４の振動により滑落させられ、その結果的、羽根２１、２３の欠損、破損を防止できる。
【００１８】
又、混練槽４は、羽根車２２、２４の外周位置で被混練物ＷＣが摺接する内周面５、５ａ…、６をゴム等の弾性材で形成すると共に、該内周面５、５ａ…、６を可撓変位できる様に支持したので、羽根２１、２３によって被混練物ＷＣが内周面５、５ａ…、６に必要以上に押し付けられても、その後の内周面５、５ａ…、６の弾性復帰による弾力で、被混練物ＷＣが飛散、飛去等して内周面５、５ａ…、６にこびりついたり、蓄積固化することがないため、羽根車２２、２４の損傷を未然に防止できる。
【００１９】
又、羽根車２２、２４を多軸で回転自在に支持し、この回転軸２５、２６間においては、夫々の羽根２１、２３を相互に他方の回転軸２５、２６の羽根２１、２３の前後間に配置すると共に、夫々の羽根２１、２３の先端が相互に他方の回転軸２５、２６側に近接する様に各回転軸２５、２６に取付けたので、回転軸２５、２６相互の羽根２１、２３により、回転軸２５、２６側に付着した被混練物ＷＣを掻き取ることができ、しかも各回転軸２５、２６の回転比率を異にしたので、夫々羽根２１、２３が他方の回転軸２５、２６側の全外周部に近接して広い範囲で付着した被混練物ＷＣを掻き取ることができ、このため回転軸２５、２６への固形化した被混練物ＷＣの付着固化を防止して羽根２１、２３の破損を防止できる等その実用的効果甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態例の平面図である。
【図２】図１のＡーＡ断面図である。
【図３】図１のＢーＢ断面図である。
【図４】図３のＣーＣ拡大断面図である。
【図５】羽根の拡大斜視図である。
【図６】羽根の拡大斜視図である。
【符号の説明】
４        混練槽
５、５ａ…  内周面
６        内周面
２１        羽根
２１ａ      切刃
２２        羽根車
２３        羽根
２３ａ      湾曲面
２４        羽根車
２５        回転軸
２６        回転軸
Ｓ        隙間
ＷＣ      被混練物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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