(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部に原料の入口を有し、他方の端部に原料を混練した混練物の出口を有するトラフ中に電動機で駆動される横軸の回転体を備え、トラフ内へ注水する添加水ノズルをトラフに備えた混練機において、
添加水ノズルへ給水する給水回路を備えると共に添加水ノズルを通じてトラフ内へ圧縮空気を送入する圧縮空気回路と、
原料を供給すると共に添加水ノズルを通じて加水する運転の終了後に原料及び添加水ノズルを通ずる加水をしないで運転を続け更にトラフから混練物が出力されない状態の空運転を行って後に添加水ノズルを通じてトラフ内へ圧縮空気を送り込む制御回路と、
を有することを特徴とする混練機。
【請求項２】
添加水ノズルへ供給する給水の圧力よりも圧縮空気圧力を大としたことを特徴とする請求項１に記載の混練機。
【請求項３】
一方の端部に原料の入口を有し、他方の端部に混練物の出口としてダイスを有するトラフ中に電動機で駆動される横軸の回転体を備え、トラフ内へ注水する添加水ノズルをトラフに備えた混練押出成形機において、
添加水ノズルへ給水する給水回路を備えると共に添加水ノズルを通じてトラフ内へ圧縮空気を送入する圧縮空気回路と、
原料を供給すると共に添加水ノズルを通じて加水する運転の終了後に原料及び添加水ノズルを通ずる加水をしないで運転を続け更にトラフから成形物が出力されない状態の空運転を行って後に添加水ノズルを通じてトラフ内へ圧縮空気を送り込む制御回路と、
を有することを特徴とする混練押出成形機。
【請求項４】
添加水ノズルへ供給する給水の圧力よりも圧縮空気圧力を大としたことを特徴とする請求項３に記載の混練押出成形機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は注水手段を備えた混練機及び混練押出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飛灰等の固化処理としては、飛灰に固化剤を混合して水和反応により固化することが行われている。飛灰等の固化処理には、攪拌機で飛灰と固化剤例えばセメントとを混合した原料を混練する混練機が用いられる。この混練機としては一方に原料の飛灰等とセメントの混合物を投入する入口、他方に混練された原料、すなわち混練物の取り出し用の出口を設けたトラフ中に水平な平行軸に夫々回転混練部材を設けたものが知られている。
又、上記原料の混練と押出しを行う混練押出成形機が知られている。この混練押出成形機は一方に原料投入口を、他方に出口を備えたトラフ中に水平な平行軸に回転混練部材と押出し用回転スクリューを設けている。この押出し用回転スクリューの軸方向端部側にトラフを閉塞するダイスホルダを備え、ダイスボルダに取り付けたダイスを出口としてダイス穴から混練物を成形して押出すようにしている。
【０００３】
このような機械では、トラフ中を混練物が入口側から出口側へ混練され乍ら進む途中でトラフに設けられた添加水ノズルから注水されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
混練機又は混練押出成形機の運転中は添加水ノズルの先端付近に存在する混練物は、添加水の圧力で吹き飛んでしまう。運転終了時添加水の供給を停止し、混練機又は混練押出成形機に原料を供給しないで空運転を行ないトラフ内の混練物を可及的に排出し、その後停止する。又、更に間をおいて空運転を追加することもある。この空運転により、次回運転開始時の起動力増大を抑制するものである。
【０００５】
空運転を行うと添加水ノズルの先端部に混練物が付着し放置すると固化して添加水ノズルを閉塞し、加圧水を送っても注水不可能となるので清掃をしなければならない。
【０００６】
構造上添加水ノズルの清掃は、添加水ノズルを外さないと行えないが、毎日行うことになり、添加水ノズルをトラフから取り外して清掃後取り付けるため、多大の労力を必要とする。
【０００７】
そこで混練又は混練押出成形機の運転終了時添加水ノズル清掃の為、添加水ノズルに通水した場合、混練機又は混練押出成形機内部に水分が入り、混練又は混練押出成形機内の回転体間又は回転体とトラフとの間に混練物が付着して固化が増殖され混練機又は混練押出成形機の運転が不可能になる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決し、添加水ノズル先端の混練物を除去し得ると共に運転を確保し得る混練機及び押出成形機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は一方の端部に原料の入口を有し、他方の端部に原料を混練した混練物の出口を有するトラフ中に電動機で駆動される横軸の回転体を備え、トラフ内へ注水する添加水ノズルをトラフに備えた混練機において、添加水ノズルへ給水する給水回路を備えると共に添加水ノズルを通じてトラフ内へ圧縮空気を送入する圧縮空気回路と、原料を供給すると共に添加水ノズルを通じて加水する運転の終了後に原料及び添加水ノズルを通ずる加水をしないで運転を続け更にトラフから混練物が出力されない状態の空運転を行って後に添加水ノズルを通じてトラフ内へ圧縮空気を送り込む制御回路と、を有することを特徴とする混練機である。
【００１２】
本発明の第２の発明は添加水ノズルへ給水の圧力よりも圧縮空気圧力を大としたことを特徴とする第１の発明に記載の混練機である。
【００１３】
本発明の第３の発明は一方の端部に原料の入口を有し、他方の端部に混練物の出口としてダイスを有するトラフ中に電動機で駆動される横軸の回転体を備え、トラフ内へ注水する添加水ノズルをトラフに備えた混練押出成形機において、添加水ノズルへ給水する給水回路を備えると共に添加水ノズルを通じてトラフ内へ圧縮空気を送入する圧縮空気回路と、原料を供給すると共に添加水ノズルを通じて加水する運転の終了後に原料及び添加水ノズルを通ずる加水をしないで運転を続け更にトラフから成形物が出力されない状態の空運転を行って後に添加水ノズルを通じてトラフ内へ圧縮空気を送り込む制御回路と、を有することを特徴とする混練押出成形機である。
【００１６】
本発明の第４の発明は添加水ノズルへ供給する給水の圧力よりも圧縮空気圧力を大としたことを特徴とする第３の発明に記載の混練押出成形機である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明の実施例の添加水ノズルの縦断面図、図２は図６のＡ−Ａ断面図であって添加水ノズルへ圧力流体を送入するための回路図を付記してある。図３は添加ノズルへの圧力流体の注入を行う動作説明図、図４は圧力流体送入に関するタイミングチャートである。図５は混練機の平面図、図６は図５の側面図である。
【００１９】
先ず、混練機の全体の構成について述べる。
【００２０】
図５、図６に示すように機台１上には床上に据付けられた電動機１５からベルト装置１６を介して駆動される減速機２が固定され、減速機２の出力軸と歯車箱５の入力軸は軸接手３により連結されている。
【００２１】
歯車箱５内は図示しないが歯車箱５の入力軸に固定された歯車が平行軸４，４′に夫々固定された同一歯数の歯車にかみ合っており、二つの軸４，４′は該入力軸の回転により同方向に同じ速度で回転可能となっている。歯車箱５は機台１に固定されている。軸４，４′は歯車箱５に回転自在に支持され、夫々軸接手２２，２２′で軸６，６′に連結されている。トラフ７は上下二つ割りであって下部は一体のトラフ１０で、上部が水平部で結合され軸方向の入口部のトラフ８、出口部のトラフ９に長手方向を分割して結合されている。軸６，６′は、トラフ７中を挿通してトラフ７の一部としてトラフ７の前後に固定されたブラケット１１，１２に装架した軸受により夫々支持されている。
【００２２】
入口部のトラフ８上面には原料の入口１４が設けてある。この入口１４から攪拌機で例えば飛灰とセメントを攪拌した原料が投入される。入口１４側には、軸６，６′に一対のスクリュー１３，１３′が固定されている。このスクリューは軸６，６′に嵌入固定された筒とこの筒の外周に同ピッチの一体にねじ羽根を設けたものであり、両スクリュー１３，１３′のねじ羽根は山と谷が係合している。
【００２３】
トラフ７の出口側の下面には出口１８が設けてある。この出口側にはスクリュー１３，１３′に続いて、軸６，６′に夫々パドル１７，１７′群が固定されている。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７はすきま少く接近している。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捩って軸６，６′に固定されており、パドル１７，１７′群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。
【００２４】
出口１８はトラフ７の下面に設けた開口１９と開口１９の面積よりも断面積の大きい出口シュート２０を備えている。出口シュート２０の下端に設けたフランジ２０ａは、成型機と連結し或は搬送手段へ導く更なるシュート等の取り付けに使用される。
【００２５】
上部のトラフ８，９には添加水ノズル２１が両側において長手方向に夫々複数配してある。この添加水ノズル２１は、図１に示すようにトラフ８，９の壁に穴８ａ，９ａを設け、この穴に続けて円筒形のノズルケーシング２３をトラフ８，９と一体になるように固定し、ノズルケーシング２３の端部にはめねじ２３ａを刻設し、該めねじ２３ａにノズル本体２１ａの取付部２１ｂのおねじ２１ｃをねじ込んである。ノズル本体２１ａはノズルケーシング２３より、小径のパイプであり、このパイプに円筒形の取付部２１ｂを嵌入し、溶接により、該パイプと取付部２１ｂを一体的としてある。ノズル本体２１ａの両端には、めねじ２１ｄ，２１ｅが夫々刻設され、図の下端のめねじ２１ｄにノズル例えばダイバージェントノズル駒２４がねじ込まれている。図の上端のめねじ２１ｅには圧力流体を添加水ノズル２１に供給する後述の配管がなされる。
【００２６】
図２に示すようにノズル本体のめねじ２１ｅに一端を連結された圧力流体供給配管２５の他端は分岐点２６で二又に分岐し、給水配管２７と圧縮空気配管２８に分れる。給水配管２７は水源２９に結合され、水源２９側から順に可変速給水ポンプ３１、電磁弁３２、逆止弁３３が介装され、圧縮空気配管２８には例えば空気圧縮機、圧縮空気槽を備えたエアコンプレッサのような圧縮空気源３４に連結され、圧縮空気源３４側から順に図示されない油分離器、電磁弁３５、逆止弁３６が介装されている。可変速給水ポンプ３１は給水配管２７中の給水圧力を検出し、末端給水圧力一定の可変速給水制御されるようになっている。
【００２７】
上記構成における作用を図３の動作説明図、図４のタイムチャートにより説明する。
【００２８】
混練機を始動する始動ボタンＰＳ１を押すと、リレーＲ１が付勢され、その常開接点Ｒ１−１が閉成し、自己保持され、常開接点Ｒ１−２が閉成し電動機１５が時間ｔ１に運転され、電動機１５から、ベルト装置１６、減速機２、軸接手３、歯車箱５、軸４，４′、軸接手２２，２２′を介して駆動されている軸６，６′上のスクリュー１３，１３′及びパドル１７，１７′は夫々は回転する。時間ｔ１−ｔ２間は空運転により、トラフ７中の残留混練物の破砕が行われる。そして時間ｔ２には混練機に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１４に結合された攪拌機より原料として投入される。
【００２９】
スクリュー１３，１３′は互いにトラフ７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。又スクリュー１３，１３′はリードがあるから原料は軸方向に送られる。スクリュー１３，１３′により図２において右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５、図６において右方に送られて出口１８に到達する。上記入口側から出口側への原料の進行の過程で時間ｔ３には、起動と同時に閉成した常開接点Ｒ１−３により動作を開始したタイマＴＭ１の限時ａ接点ＴＭ１−１が閉成し、電磁弁３２のＳＯＬ１が付勢され、電磁弁３２が開弁し、ポンプ３１は水源２９の水を給水配管２７を通じて末端圧力一定制御で給水し、分岐点２６より圧力流体供給配管２５を通じて添加水ノズル２１に圧送された水で添加水ノズル２１を通じてトラフ７内の混練物に加水される。
【００３０】
かくして出口１８の出口開口１９上に到達した混練物は出口開口１９を通り落下する。この際、混練物は出口開口１９の内周に接するのみで出口シュート２０には付着しない。出口開口１８から出た混練物は図示されない成形機又は搬送コンベヤへ供給される。
【００３１】
かくして入口１４からは連続して原料が投入され、トラフ７内で原料が混練が行われ途中添加水ノズル２１により加水されて混練された混練物が出口１８から排出される運転が連続する。
【００３２】
上記において起動後、混練物が混練され乍ら入口１４から出口１８へ向う途中出口側の添加水ノズル２１に達するまでは給水は行われないように給水を行うため、タイマＴＭ１が設定されている。
【００３３】
時間ｔ４に入口１４への原料供給を停止すると共に押ボタンスイッチＰＳ２を押すと、リレーＲ２が付勢され、その常開接点Ｒ２−１が閉成して自己保持され、その常開接点Ｒ２−２が閉成してタイマＴＭ２が付勢される。そしてリレーＲ２の付勢により、その常閉接点Ｒ２−３は開成して電磁弁３２のソレノイドコイルＳＯＬ１は断電され、電磁弁３２は閉弁し、添加水ノズル２１からの給水は止む。タイマＴＭ２の限時動作中電動機１５は運転されており原料の供給がないので出口１８からの混練物の排出はやがて止み、空運転となる。時間ｔ５にタイマＴＭ２のタイムアップと同時に瞬時復帰ｂ接点ＴＭ２−１は開成してリレーＲ１は消勢されて、常開接点Ｒ１−１，Ｒ１−２は開成し、自己保持は解除され、電動機１５は停止する。
【００３４】
リレーＲ１の消勢により、その常閉接点Ｒ１−５は閉成してタイマＴＭ３は付勢され、その限時復帰ａ接点ＴＭ３−１は閉成して、圧縮空気回路の電磁弁３５のソレノイドＳＯＬ２を付勢し、電磁弁３５は開弁し、圧縮空気源３４から圧縮空気配管２８、分岐点２６、圧力流体供給配管２５をとおり添加水ノズル２１から圧縮空気をトラフ７内へ噴出させる。この噴出空気によってノズル２１の先端に付着した混練物は吹き飛ばされる。時間ｔ６にタイマＴＭ３のタイムアップにより接点ＴＭ３−１は開成し、ソレノイドＳＯＬ２は消勢され電磁弁３５は閉弁し、添加水ノズル２１への圧縮空気の供給は止む。
【００３５】
尚、電動機１５の停止後に、手動で圧縮空気を添加水ノズル２１を通じてトラフ７内へ送り込むには、押ボタンスイッチＰＳ３を押している間、リレーＲ３は付勢され、その常開接点Ｒ３−１は閉成し、電磁弁３５のソレノイドＳＯＬ２を付勢して電磁弁３５を開弁し、圧縮空気が添加水ノズル２１を通じてトラフ７内へ送り込まれる。
【００３６】
上記において添加水ノズル２１からトラフ７内への給水圧力は混練物が加圧されている圧力よりも大であればよく、例えば４ｋｇ／ｃｍ2 であるとする。添加水ノズル２１からトラフ７内への圧縮空気の供給圧力は上限側に制約がない。なんとなれば、上述の作用では説明されていないが、トラフ７内へ吹き込まれた圧縮空気は圧力を減少してトラフの入口１４及び出口１８又はダイス４１から外部へ排出されるからである。従って例えば、圧縮空気圧力を２０ｋｇ／ｃｍ2 程度にすれば、添加水ノズル２１を閉塞した混練物の固化がかなり進んでも添加水ノズル２１の清掃が可能となる。
【００３７】
尚、上記説明では空運転後に添加水ノズル２１から圧縮空気噴射を行っているが、混練物が充満したまま、電動機１５を停止した際に、圧縮空気を添加水ノズル２１を通じてトラフ７内へ吹き込んでも有効である。というのは、後の空運転においても圧縮空気の吹き込みは行われるが、それまでに固化した混練物は付着力が弱くなっており、空運転後の圧縮空気の吹き込みで再び添加水ノズル２１が清掃されるからである。
【００３８】
（実施例２）
この実施例は、混練押出成形機におけるものである。図７は本発明の実施例２の側面図、図８は図７の平面図、図９は図７のＢ−Ｂ断面図である。
【００３９】
歯車箱５内は図示しないが歯車箱５の入力軸に固定された歯車が平行な軸６，６′に夫々固定された同一歯数の歯車にかみ合っており、二つの軸６，６′は該入力軸の回転により同方向に同じ速度で回転可能となっている。歯車箱５は機台１に固定されている。
【００４０】
歯車箱５の出力側には中間ケーシング７ａを介して上下二つ割のトラフ７が固定されている。トラフ７は機台１に固定されている。軸６，６′は歯車箱５に回転自在に支持され、歯車箱５からトラフ７中へ延出されている。トラフ７の中間ケーシング７ａとの連結部には軸６，６′を軸封する軸封装置３７，３７′が設けられている。
【００４１】
トラフ７の入口１４から出口のフランジ３８へ向って、軸６，６′は順に送りスクリュー１３，１３′、図には見えない攪拌パドル群、押出スクリュー３９，３９′が夫々固定されている。
【００４２】
送りスクリュー１３，１３′は軸６，６′に嵌合固定される円筒形ボス外周にねじ羽根を設けたものであり、各ねじ羽根は同ピッチで同方向へねじれており、スクリュー１３のねじ羽根の山はスクリュー１３′のねじ羽根の谷に係合し、互いに山と谷が入り込んでいる。送りスクリュー１３，１３′の外径はトラフ７の内壁とは隙間少なく接近している。
【００４３】
押出スクリュー３９，３９′は送りスクリュー１３，１３′と同様であるが、送りスクリュー１３，１３′よりもピッチが小さい。軸６，６′に夫々備える上記攪拌パドルは板カム状であり、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。攪拌パドルとトラフ７はすきま少なく接近している。攪拌パドルは軸方向に隣る攪拌パドルとは夫々について同一方向にリード角を付して捩って軸６，６′に固定されており、攪拌パドル群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。
【００４４】
トラフ７の前端の混練物の出口側には竪軸のヒンジ３８ａでもって前記フランジ３８が開閉自在に取り付けられている。フランジ３８の周囲には全周にわたり間隔をおいて切り込みが設けられ、該切り込みを挿通してねじ部材をトラフ７の全端面のめねじにねじ込むことにより、フランジ３８をトラフ７に固定できるようになっている。
【００４５】
フランジ３８はダイスホルダであって、板状をしており、板面を貫通してダイス４１が複数設けられている。ダイス４１の配置は、図示されないが、軸６，６′の軸心を中心とする同径の互いに交叉する円の円周上に等配して設けられ、該二円の交叉点上には夫々ダイス４１が夫々の円上の配置において共通のダイス４１となっている。
【００４６】
トラフ７の歯車箱５寄りの端部の上面には原料、例えば飛灰とセメントの混合物を投入する入口１４が設けられている。この入口１４には、混練押出しを行う本押出成形機の前工程の攪拌機の出口側が結合される。トラフ７内の原料へ水を添加するための添加水ノズル２１がトラフ７に設けてある。この添加水ノズル２１の構成は、前実施例１の添加水ノズルと同様であり、前実施例の説明を援用し、改めての説明は省略する。
【００４７】
本実施例２においても、図７、図８に図示されないパドル群のある部分へは、図９に示すように添加水ノズル２１への給水と圧縮空気の供給を行う給水回路及び圧縮空気回路を設けるが、図９に図示するだけにとどめ、説明は前実施例の説明を援用する。
【００４８】
本実施例における運転モードは前実施例の動作説明図及びタイムチャートに関し説明した処と同じである。混練物の押出し作用について述べる。電動機１５が回転するとベルト装置１６を介して減速機２に入力された回転力は減速されて出力され、軸接手３を介して歯車箱５に入力される。歯車箱５の入力軸に固定された不図示の歯車は軸６，６′に固定された不図示の歯車に伝えられ、軸６，６′は同回転速度で同一方向に回転する。これによって送りスクリュー１３，１３′不図示の攪拌パドル、押出スクリュー３９，３９′が回転する。入口１４から投入され、送りスクリュー１３，１３′で送られた混練物は添加水ノズル２１から給水され乍ら不図示の攪拌パドルで攪拌され、押出スクリュー３９，３９′へ送り出す。押出スクリュー３９，３９′はフランジ３８へ向って混練物を加圧し、ダイス４１から混練物を一定断面で成形して押し出す。
【００４９】
本実施例の運転モードは前実施例と同様であり、前実施例の作用の説明を援用し、説明の重複を避ける。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の第１の発明によれば、空運転停止後、添加水ノズルが固化した混練物により閉塞するということが生じない混練機を提供できる。
【００５３】
本発明の第２の発明は第１の発明において給水圧力よりも圧縮空気圧力を大きくしたので清掃能力が大きく、混練物の固化が進んだ時点でも添加水ノズルの清掃が可能となる。
【００５４】
本発明の第３の発明によれば、空運転停止後、添加水ノズルが固化した混練物により閉塞するということが生じない混練押出成形機を提供できる。
【００５７】
本発明の第４の発明は第３の発明において給水圧力よりも圧縮空気圧力を大きくしたので清掃能力が大きく、混練物の固化が進んだ時点でも添加水ノズルの清掃が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の添加水ノズルの縦断面図である。
【図２】流体圧回路を付加した図６のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施例１の動作説明図である。
【図４】本発明の実施例１のタイムチャートである。
【図５】本発明の実施例１の混練機の平面図である。
【図６】図１の側面図である。
【図７】本発明の実施例２の混練押出成形機の側面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
２１  添加水ノズル
２３  ノズルケーシング
２４  ダイバージェントノズル駒
２５  圧力流体供給管
２６  分岐点
２７  給水配管
２８  圧縮空気配管
２９  水源
３１  可変速給水ポンプ
３２，３５  電磁弁
３３，３６  逆止弁
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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