(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の混合羽根を取り付けた混合軸を混合槽の槽壁に貫通させて支持する混合機において、前記混合槽からの漏れを防止する混合軸の軸部シールが、各々グランドパッキンで形成される内部シールおよび外部シールと、各々のシールを押圧する２つのシール押えと、該２つのシール押えに押圧力を与える押圧手段と、前記内部シールと外部シールの軸方向の間に形成され供給される圧縮流体を混合槽内部へ向けて噴出させて混合材料のシール部への進入を防ぐ圧縮流体室と、前記外部シールと混合軸の隙間の大小を検出する検知手段と、該検知手段の検出値に対応して前記押圧手段の押圧力を調整する押圧力制御手段を備え、
前記混合軸が、混合槽側を大径とする段部を形成し、大径部に装着した内部シールと、小径部に装着した外部シールを備え、外部シールの面圧が内部シールの面圧よりも常に大きくなる
ことを特徴とする混合機の軸部シール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の混合羽根を取り付けた混合軸を回転させて混合槽内の材料を混合するコンクリートミキサなどの混合機における混合軸の軸部シール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回動する混合軸と混合槽の槽壁との軸部シールに際し、シール部に圧縮流体を供給して混合する材料の侵入を防止する構造が採用されている。
例えば、特開平９−８５７３０号公報がある。これによるとシール機構に向けて圧縮空気を供給する圧縮空気供給用配管に、供給する圧縮空気の流量を検出するための流量検出器、あるいは供給する圧縮空気の圧力を検出する圧力検出器を配設し、シール機構に送り込む圧縮空気の状態を監視し、圧縮空気の供給停止や外部への漏れなどの異常があれば直ちに警報を発するものであり、これによりミキサの保守管理を容易にするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単にシール機構に送り込む圧縮空気の状態を監視するものであって、送り込まれた圧縮空気が正常な状態でシール機能を発揮しているかどうかを正確に監視できるものではなく、異常警報を発した時にはすでにモルタルがシール部へ侵入してしまっているという問題があった。更に、警報を発した際にはその都度異常個所の点検を行い、グランドパッキンの増し締め等をする必要があった。
本発明は、外部シールを形成するグランドパッキンと混合軸の回動摺動面との隙間の大小を検知し、該隙間の大きさの変化に対応してグランドパッキンの押圧力を調整することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
複数の混合羽根を取り付けた混合軸を混合槽の槽壁に貫通させて支持する混合機において、前記混合槽からの漏れを防止する混合軸の軸部シールが、各々グランドパッキンで形成される内部シールおよび外部シールと、各々のシールを押圧する２つのシール押えと、該２つのシール押えに押圧力を与える押圧手段と、前記内部シールと外部シールの軸方向の間に形成され供給される圧縮流体を混合槽内部へ向けて噴出させて混合材料のシール部への進入を防ぐ圧縮流体室と、前記外部シールと混合軸の隙間の大小を検出する検知手段と、該検知手段の検出値に対応して前記押圧手段の押圧力を調整する押圧力制御手段を備え、前記混合軸が、混合槽側を大径とする段部を形成し、大径部に装着した内部シールと、小径部に装着した外部シールを備え、外部シールの面圧が内部シールの面圧よりも常に大きくなることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の混合機の軸部シール装置によれば、外部シールと混合軸との隙間の大小を検出し、使用によって隙間が大きくなるとその値に対応して内部シールおよび外部シールの押圧力を増して隙間が小さくなるように調整され、隙間が小さくなり過ぎるとその値に対応して内部シールおよび外部シールの押圧力を弱めて最適隙間に調整される。これによって常に最適な隙間に維持されるので、圧縮流体室へ供給される圧縮空気を外部へ漏らすことなく混合槽内部へ向けて噴出させてシール部への侵入を確実に防止する。更に圧縮流体室の内圧を所定圧に保持して外部からの侵入を完全に防止する。
請求項２記載の混合機の軸部シール装置は、混合軸に段部を設けることによって、押圧手段からの押圧力による外部シールの変形量が常に内部シールの変形量よりも大きくなる構造にせしめて、押圧手段の押圧力を調整するものである。
【０００６】
請求項３記載の混合機の軸部シール装置は、外部シールと混合軸との隙間の大小を内部シールと外部シールの軸方向間に形成される圧縮流体室の圧力で検出するものである。
請求項４記載の混合機の軸部シール装置は、外部シールと混合軸との隙間の大小を混合軸駆動源の負荷量で検出するものである。
請求項５記載の混合機の軸部シール装置は、外部シールと混合軸との隙間の大小を外部シール近傍の温度変化で検出するものである。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は複数の混合羽根を取り付けた混合軸を混合槽の槽壁に貫通させて支持するコンクリートミキサの軸シール部を示すもので、回動する混合軸１１にはカラー１２が固定され、回動しない混合槽の側壁１３にはハウジング１４と該ハウジングを介してシール板１５が固定されている。カラー１２とシール板１５とは０．５ｍｍ程度の隙間が設けられている。
カラー１２の混合槽内部側には、内部シール２１を形成するグランドパッキンが２列挿入され、該グランドパッキンをシール板１５の端面に押付けて押圧する構造の内部シール押え２２が配設されている。そしてカラー１２の混合槽外部側には外部シール２３を形成するグランドパッキンが２列装着され、該グランドパッキンの外部側端部にはグランドパッキンを固定する固定部材２４が固定ボルト２５を介して混合槽の側壁に支持させており、該固定部材２４の端面にグランドパッキンを押付けて押圧する構造の外部シール押え２６が配設されている。さらに内部シール２１と外部シール２３との間には、カラー１２と内部シール押え２２および外部シール押え２６とで形成される圧縮流体室３１が形成され、内部シール押え２２を介して圧縮流体供給配管４１が接続されると共に、配管途中には圧力調整弁４２と流量調整弁４３が配設されている。本実施例では、圧縮流体源が圧縮空気の場合を記載しているので、供給配管途上には供給する圧縮空気に滴下給油してグランドパッキンに給油するためのポジリューベ４４を配設している。また圧縮流体室３１には該圧縮流体室の内圧を検出する圧力検出器３２として圧力計が配設されている。尚、圧縮流体室へ供給する圧縮流体を気体にするか流体にするかは、混合する材料に応じて選択する。
【０００８】
また、内部シール押え２２と外部シール押え２６はＯリングでシールされた空気室５１を形成すると共に、軸芯方向にスライドするシリンダー構造に形成され、該空気室には圧縮空気を供給する供給配管５２が配接され、該圧縮空気の空気圧で内部シール押え及び外部シール押えを押圧する押圧手段５０を形成している。更に供給配管５２には供給圧力を調整するための圧力調整弁５３と排圧弁５４を備えている。従って、該押圧手段は供給する空気の圧力を変えることによってシリンダーの推力を変化させ、常に二つのシール押えの押圧力を調整することができる。更に、圧縮流体室３１の内圧の変動に対応して内部シールおよび外部シールの押圧力を調整するための押圧力制御手段６０が備えられており、該押圧力制御手段は圧力検出器３２である圧力計と、該圧力計からの圧力信号の変化量から押圧手段へ供給する空気圧を演算する演算器７２と、押圧手段へ供給する圧縮空気の圧力を調整する圧力調整弁５３及び排圧弁５４とからなる。
【０００９】
外部シール２３とカラー１２との隙間が大きくなると、圧縮流体室の圧縮流体が外部シールの摺動面を介して外部に洩れて圧縮流体室３１の内圧が低下し、圧力計からの圧力値が下がる。演算器７２は予め設定された設定圧力との低下度合いから押圧手段へ供給する空気圧力を演算し、圧力調整弁５３を作動させて押圧手段の空気室５１に供給する空気圧を高め、内部シール及び外部シールへの押圧力を増して変形量を増大させる。万一押圧力が過剰となり隙間が小さくなり過ぎた場合は、圧縮流体室３１の内圧が上昇し圧力計が設定圧よりも高い圧力値を検出するので、この場合は演算器が内圧の増加度合いから押圧手段へ供給する空気圧力の低下度合いを演算し、内圧の増加度合いに応じて圧力調整弁５３を作動させて供給圧力を下げるとともに排圧弁５４を作動させて空気室５１の空気圧を下げて内部シールおよび外部シールの押圧力を弱めて最適隙間を維持する。
【００１０】
尚、本実施例では、カラー１２に外部シール側を小径とする段部７０を設け、大径部の回動摺動面に内部シールを装着し小径部の回動摺動面に外部シールを装着して圧縮流体室３１を形成している。これは、外部シールを形成するグランドパッキンの円周方向断面積が内部シールを形成するグランドパッキンよりも小さくなされ、押圧手段５０の押圧源である空気室５１の圧力により外部シール押え２６を介して作用する外部シールの面圧が内部シール押え２２を介して作用する内部シールの面圧よりも常に大きくするためである。この面圧差により外部シール２３の隙間が内部シール２１の隙間よりも常に小さくなり、外部シールを介して流出する圧縮流体室３１の圧縮流体は極微少となる。
一方、混合軸に段部を設けない場合には、外部シールを形成するグランドパッキンの軸方向断面積が、内部シールを形成するグランドパッキンよりも小さくなされ、同じ押圧力が両シールに作用したときに、外部シールの面圧を内部シールの面圧より大きくするためである。したがって、前記と同様に この面圧差により外部シールの隙間が内部シールの隙間よりも常に小さくなり、外部シールを介して流出する圧縮流体室の圧縮流体は極微少となる。
【００１１】
次に図２に基づいて第２実施例を説明する。
本実施例は、第1実施例における外部シールの隙間の変化を混合軸駆動源の無負荷時の負荷量で検出するものである。
本実施例の押圧手段５０は、内部シール押え２２と外部シール押え２６と各々のシール押えの間に配接した３個のエアーシリンダー５５で構成され、各々のシール押えを互いに押し合う構造に形成されている。そして、押圧力制御手段６０は、混合軸１１に回転力を与える図示しない駆動源に負荷検出器３３として備えた電流計と、該電流計からの無負荷電流値と予め設定された設定電流値とを比較演算してエアーシリンダーに供給する圧力を演算する演算器７２と、エアーシリンダーに供給する圧縮空気の圧力を調整する圧力調整弁５３および排圧弁５４とからなる。外部シール２３とカラー１２の隙間が大きくなると該摺動部の摺動抵抗が減少して駆動源の負荷電流値が下がる。逆に隙間が小さくなると摺動抵抗が増して負荷電流値が上がる。この隙間の大小によって変動する電流値と設定値とからエアーシリンダー５５に供給する空気圧を算出して供給圧力を増減して内部シール及び外部シールの押圧力を調整し、最適な隙間を維持して圧縮流体室の内圧を保持するのである。
【００１２】
図３に基づいて第３実施例を説明する。
本実施例は、第１実施例における内部シール及び外部シールの隙間の変化を外部シール近傍部位の温度変化で検出するものである。
本実施例の押圧手段５０は、内部シール押え２２と外部シール押え２６の間にターンバックル５６を配接し、ナットの回転で２つのシール押えを軸心方向に移動させる構造に形成され、該ターンバックルのナットに回転力を与えるモータ５７と該モータの回転制御器５３が備えられている。そして、外部シール押え２６の外部シール近傍部位には外部シールの温度変化を検出する温度検出器３４として温度計が配設されている。
押圧力制御手段６０は、前記温度計と、該温度計からの温度信号と予め設定された設定温度とを比較演算してターンバックル５６のナットの回転数を算出する演算器７２と、該演算器からの指令に基づきモータ５７を駆動させる回転制御器５３とからなる。
【００１３】
そして、温度計が外部シール近傍の温度を検知し温度信号を演算器に送り、演算器がその温度の変動度合いに応じてモータ５７の回転指令である電気信号を回転制御器５３に送りモータ５７を正逆転させて押圧手段の押圧力を増減させ、内部シールおよび外部シールの押圧力を調整して最適な隙間を維持するのである。すなわち、グランドパッキンと摺動面との隙間が過小になると摺動抵抗が増して高い摩擦熱が発生してグランドパッキン近傍の温度が上昇し、逆に隙間が過大になると摺動抵抗が減少して摩擦熱が減少しグランドパッキン近傍の温度上昇は低下するのであるが、この温度の変動に応じて押圧力制御手段６０がモータ５７を駆動させてターンバックルのナットを正逆回転させて２つのシール押えの押圧力を制御し、隙間を維持して圧縮流体室の内圧を保持するのである。当然、摩擦熱は混合機の運転中に発生して熱伝導で外部シール押えに伝わり外気に放熱されるものであるから、１日に一回、稼動時に一定時間運転した後に押圧力制御手段を作動させて隙間をチェックするのが好ましい。また、温度変化は外気温や直前の外部シール押えの温度を加味することが好ましい。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の混合機の軸部シール装置によれば、混合槽内部へ向けて噴出する圧縮流体の増加を自動的に抑制し圧縮流体室の内部圧力を一定圧に保つのでシール性能が確実に発揮される。しかも押圧手段で自動的に押圧力が調整できるので増し締め等のメンテが不要になる。更に、無駄な圧縮流体の供給量がなくなり消費エネルギーを低減できた。また、シール材への過剰面圧を回避できるので、シール材の耐久性が大幅に向上する。
請求項２記載の混合機の軸部シール装置によれば、内部シールの隙間よりも外部シールの隙間を常に小さくなしているので外部への漏れ量を少なくし、よりシール性能の向上を図ることができる。
請求項３記載の混合機の軸部シール装置によれば、圧縮流体室に流体を供給するときは隙間の大小を常に検出できるので、圧縮流体室の内部圧力を常に一定圧に保つことができる。
請求項４および５記載の混合機の軸部シール装置によれば、シール材と混合軸の摺動抵抗をも保持できることからシール材への過剰面圧の回避が可能となりシール材の耐久性が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の第二実施例を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第三実施例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１１ ・・・ 混合軸
１３ ・・・ 混合槽側壁
２１ ・・・ 内部シール
２２ ・・・ 内部シール押え
２３ ・・・ 外部シール
２６ ・・・ 外部シール押え
３１ ・・・ 圧縮流体室
３２ ・・・ 圧力検出手段（検知手段）
３３ ・・・ 負荷検出手段（検知手段）
３４ ・・・ 温度検出手段（検知手段）
５０ ・・・ 押圧手段
６０ ・・・ 押圧力制御手段
７０ ・・・ 段部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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