(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を落下させる粉体落下部と落下する粉体に圧力液体を衝突させるノズルとを備え、圧力液体と粉体を混合しながら混合液として落下させる混合装置と、
前記混合装置により得られた混合液を貯留する、液面レベル計を備えた貯槽と、
前記混合装置の粉体落下部に粉体を供給すべく前記混合装置の上方に配置される、粉体レベル計を備えた粉体フィーダと、
前記粉体フィーダに粉体を供給する粉体供給装置と、
前記混合装置に圧力液体を供給する圧力液体供給ポンプと、
前記液体レベル計や前記粉体レベル計による検出結果に基づき、前記粉体フィーダ、前記粉体供給装置及び前記圧力液体供給ポンプをオンオフ制御するとともに、前記粉体と前記圧力液体との混合中に、これらが予め設定された混合比で混合されるように前記圧力液体供給ポンプと前記粉体フィーダとを駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする粉体材料の連続混合システム。
【請求項２】
粉体を落下させる粉体落下部と落下する粉体に圧力液体を衝突させるノズルとを備え、圧力液体と粉体を混合しながら混合液として落下させる混合装置と、
前記混合装置により得られた混合液を貯留する、液面レベル計を備えた貯槽と、
前記混合装置の粉体落下部に粉体を供給すべく前記混合装置の上方に配置される、粉体レベル計を備えた粉体フィーダと、
前記粉体フィーダに粉体を供給する粉体供給装置と、
前記混合装置に圧力液体を供給する圧力液体供給ポンプと、
前記液体レベル計や前記粉体レベル計による検出結果に基づき、前記粉体フィーダ、前記粉体供給装置及び前記圧力液体供給ポンプをオンオフ制御する制御手段と、
を備えた粉体材料の連続混合システムであって、
前記混合装置は、
下部開口した筒状ガイドと、該筒状ガイドの上部内側に突出配置された粉体供給管と、該粉体供給管の上端に一体化された粉体受け用ホッパと、前記筒状ガイドの上部にあって、前記粉体供給管の周囲に配置され、かつその側方に圧力液体接続管を一体に突出させたリング状の分配ヘッドと、該分配ヘッドの下部に一体に突設され、かつその先端が前記筒状ガイドの上部に挿通して該筒状ガイドの下部開口に向けて突出した複数の圧力液体噴流ノズルと、を有することを特徴とする粉体材料の連続混合システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体材料の連続混合システムに関し、特に、粉体を落下させる粉体落下部と、落下する粉体に圧力液体を衝突させるノズルとを備えた混合装置を含む粉体材料の連続混合システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、地下連続壁工事や、シールド工法などにおいては、その工事現場の付近でベントナイト、ＣＭＣ及び各種高分子系材料を水やその他の液体に溶解して地盤安定液や、掘削土砂の流動化促進材として使用する事例が多い。また、食品分野、化学分野、その他の工業分野においても、粉体を液体と混合する需要が多い。これら粉体材料を水やその他の液体に溶解ないし混合する場合には、従来ではいわゆるバッチ処理方式と称して、水槽に液体と粉体材料を所要の配合割合となるように投入し、攪拌羽根などにより強制的に攪拌混合して溶液、あるいは分散混合液を作成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来方法であると、粉体の集合物を水膜で包込んでしまう、いわゆる「ダマ」と称される二次凝集を生じ易く、均一に分散しにくいため、作成に長時間を要し、攪拌羽根並びにこれの回転駆動用モータも大型化、強力化する必要があった。
【０００４】
また、二次凝集による濃度、粘ちょう性などの部分的偏在により、品質が安定しにくく、品質を一定に管理するために多くの手間を必要としていた。
【０００５】
更に、バッチ処理方式であるため、一回当りの製造量は水槽などの液体槽の容量に応じて定ってしまい、工事時における連続大量使用に対応する場合には大型化する必要があるが、その大きさや容量には限界があるため、このような場合に備えて複数の装置を必要とし、設置場所などを大きく占有する欠点があった。
【０００６】
この種の欠点を除去するために、例えば特開平６−５７００４号公報に示すように、粉末材料の落下途中において、圧力水による水膜を粉末材料に交差させながら連続供給し、下部にある収納容器に水とともに落下収納させる方法が開発されている。
【０００７】
かかる方法に用いる混合装置は、粉体を落下させる粉体落下部と、落下する粉体に圧力水を衝突させるノズルとを備え、圧力水と粉体を混合しながら混合液として落下させるもので、簡易な構成にもかかわらず大量の粉体材料を容易に連続混合することができるが、さらに、粉体材料や水の供給量を制御して、混合作業の自動化を図ることのできるシステムの開発が望まれている。
【０００８】
本発明は、以上の課題を解決するものであって、その目的とするところは、簡易な構成の混合装置による粉体材料と液体との混合作業の自動化を容易に図ることのできる粉体材料の連続混合システムを提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明の粉体材料の連続混合システムは、粉体を落下させる粉体落下部と落下する粉体に圧力液体を衝突させるノズルとを備え、圧力液体と粉体を混合しながら混合液として落下させる混合装置と、前記混合装置により得られた混合液を貯留する、液面レベル計を備えた貯槽と、前記混合装置の粉体落下部に粉体を供給すべく前記混合装置の上方に配置される、粉体レベル計を備えた粉体フィーダと、前記粉体フィーダに粉体を供給する粉体供給装置と、前記混合装置に圧力液体を供給する圧力液体供給ポンプと、前記液体レベル計や前記粉体レベル計による検出結果に基づき、前記粉体フィーダ、前記粉体供給装置及び前記圧力液体供給ポンプをオンオフ制御するとともに、前記粉体と前記圧力液体との混合中に、これらが予め設定された混合比で混合されるように前記圧力液体供給ポンプと前記粉体フィーダとを駆動制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の粉体材料の連続混合システムは、粉体を落下させる粉体落下部と落下する粉体に圧力液体を衝突させるノズルとを備え、圧力液体と粉体を混合しながら混合液として落下させる混合装置と、前記混合装置により得られた混合液を貯留する、液面レベル計を備えた貯槽と、前記混合装置の粉体落下部に粉体を供給すべく前記混合装置の上方に配置される、粉体レベル計を備えた粉体フィーダと、前記粉体フィーダに粉体を供給する粉体供給装置と、前記混合装置に圧力液体を供給する圧力液体供給ポンプと、前記液体レベル計や前記粉体レベル計による検出結果に基づき、前記粉体フィーダ、前記粉体供給装置及び前記圧力液体供給ポンプをオンオフ制御する制御手段と、を備えた粉体材料の連続混合システムであって、前記混合装置は、下部開口した筒状ガイドと、該筒状ガイドの上部内側に突出配置された粉体供給管と、該粉体供給管の上端に一体化された粉体受け用ホッパと、前記筒状ガイドの上部にあって、前記粉体供給管の周囲に配置され、かつその側方に圧力液体接続管を一体に突出させたリング状の分配ヘッドと、該分配ヘッドの下部に一体に突設され、かつその先端が前記筒状ガイドの上部に挿通して該筒状ガイドの下部開口に向けて突出した複数の圧力液体噴流ノズルと、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
そして、本発明の連続混合システムによれば、液面レベルセンサなどの液面レベル計によって、貯槽内の混合液の液面水位が自動計測され、あらかじめ設定された最高水位あるいは最低水位を検知することによって、給水ポンプと粉体フィーダの電源が自動的にオンオフされる。一方、粉体レベルセンサなどの粉体レベル計によって、粉体フィーダ内における粉体材料の残置量が自動計測され、必要に応じて粉体供給装置を作動して、粉体材料が補充される。すなわち、これらによって、混合溶液作成の自動化が図られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明にかかる連続混合システムの全体構成を示すものである。
【００１２】
図におけるシステムは、フレーム１で囲われた下部に配置された貯槽２と、この貯槽２の上方に固定配置された混合装置３と、混合装置３の上方に配置された粉体フィーダ４と、フレーム１の近傍に配置された粉体ホッパ５に蓄えられた粉体Ａを粉体フィーダ４に供給する粉体供給装置としてのコイルフィーダ６と、前記混合装置３に水を供給する給水ポンプ７と、貯槽２に蓄えた混合液を供給側に向けて吐出するモノポンプ８とを備えている。
【００１３】
また、貯槽２内には、貯槽２に貯留される混合液の水位を自動検出する液面レベルセンサ１５が設けらるとともに、粉体フィーダ４内には、粉体フィーダ４内の粉体量を自動検出する粉体レベルセンサ１６が設けられ、これら各センサ１５、１６の検出値は制御装置１７に入力される。
【００１４】
さらに、制御装置１７は、給水ポンプ７及び粉体フィーダ４を、水と粉体材料が常時所望の混合比で混合がなされるように駆動制御する機能や、液面レベルセンサ１５の検出値に応じて給水ポンプ７及び粉体フィーダ４をオンオフする機能、さらには粉体レベルセンサ１６の検出状態に応じてコイルフィーダ６をオンオフする機能などを備えている。
【００１５】
ここで、混合装置３は、図２に拡大して示すように、下部開口した筒状ガイド９と、筒状ガイド９の上部内側に突出配置された粉体供給管１０と、粉体供給管１０の上端に一体化された粉体受け用ホッパ１１と、筒状ガイド９の上部あって、粉体供給管１０の周囲に配置され、かつその側方に高圧水接続管１２を一体に突出させたリング状の分配ヘッド１３と、分配ヘッド１３の下部に一体に突設され、かつその先端を筒状ガイド９の上部に挿通して筒状ガイド９の下部開口に向けて突出した複数の高圧水噴流ノズル１４とからなっている。
【００１６】
従って、この混合装置３では、粉体Ａを粉体フィーダ４から連続的に粉体受け用ホッパ１１内に供給しつつ、高圧水Ｗを各ノズル１４から噴出することにより、高圧水Ｗはその噴出範囲を広げつつ、その噴出圧力により中央に落下する粉体Ａと衝突して強制混合し、また噴出に伴い、ノズル１４の周囲に生ずる負圧によって、粉体Ａの落下を促す。
【００１７】
そしてこの混合物は、その水流方向によって、図２の鎖線で示すように、円筒ガイド９の内壁に複数回の衝突反射を繰返し、この衝突反射による複数の交差攪拌効果を得つつ、その下部開口から混合液となって貯槽２に向けて連続吐出されてゆくことになる。
【００１８】
なお、円筒ガイド９の長さは、粉体の種類や混合特性に応じてその水流の筒内反射回数などを考慮して調整することができる。
【００１９】
また、粉体Ａ及び高圧水Ｗの供給量は、予め設計された配合量に応じて定量供給されることになる。
【００２０】
そして、この実施形態の連続混合システムによれば、制御装置１７は、液面レベルセンサ１５が、あらかじめ設定された貯槽２内の混合液の最低水位あるいは最高水位を検知すると、給水ポンプ７と粉体フィーダ４の電源を自動的にオンオフする。また、粉体レベルセンサ１６によって、粉体フィーダ４内における粉体Ａの残置量が自動計測され、あらかじめ設定された最低量あるいは最高量を検知すると、コイルフィーダ６の電源を自動的にオンオフする。さらに、制御装置１７は、粉体Ａと高圧水Ｗとの混合中は、これらが予め設定された混合比で混合されるように給水ポンプ７と粉体フィーダ４を駆動制御する。
【００２１】
したがって、この実施形態の連続混合システムによれば、工事の進捗に併せて、自動化を図りつつ連続的かつ効率良く粉体材料と水とを混合してゆくことができる。
【００２２】
また、装置の無人、自動運転化に伴い、工事の省力化を図ることができ、現場におけるコストダウンに大きく寄与することができるとともに、装置の小型軽量化によって、工事用地の削減にも寄与することができる。
【００２３】
なお、この発明は、上記実施形態の実施の態様のものに限定されるものではなく、請求項に記載された構成の範囲内において、種々に変更して採用することができる。例えば、混合装置としては、粉体を落下させる粉体落下部と落下する粉体に圧力水を衝突させるノズルとを備えた装置であれば、例えば特開平６−５７００４号公報に記載された混合装置を採用することもできる。
【００２４】
また、粉体と混合する液体は、必ずしも水である必要はなく、さらに、この発明の連続混合システムは、土木工事分野に限らず、食品分野や化学分野、その他の種々の工業分野などにおいても採用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による粉体材料の連続混合システムによれば、従来の大がかりな攪拌装置などが不要であり、また簡易な構成の混合装置による混合作業の自動化を容易に図ることができるとともに、多量の混合溶液を容易かつ連続的に生産することができる。さらに、粉体と圧力液体との混合中に、これらが予め設定された混合比で混合されるため、安定な混合溶液を連続的に生産することができる。また、粉体と高圧液体との混合物が、円筒ガイドの内壁に複数回の衝突反射を繰返し、この衝突反射による複数の交差攪拌効果を得ることで、混合作業をよりいっそう効率化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る連続混合システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】同システムに用いる混合装置の要部断面図である。
【符号の説明】
２  貯槽
３  混合装置
４  粉体フィーダ
５  粉体ホッパ
６  コイルフィーダ（粉体供給装置）
７  給水ポンプ
９  筒状ガイド
１０  粉体供給管
１４  高圧水噴流ノズル
１５  液面レベルセンサ
１６  粉体レベルセンサ
１７  制御装置（制御手段）
Ａ  粉体
Ｗ  高圧水
【図１】
0003777740.tif 000002
【図２】
0003777740.tif 000003