JP7210232B2 - Twin-screw mixer and stirring blade cleaning method - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 (1)日進コンクリート興業株式会社への販売,平成30年5月25日 (2)二軸混合機のパンフレットの発行,平成30年10月3日 (3)二軸混合機の写真資料集の発行,平成30年8月30日Application of
本発明は、略平行な一対の攪拌羽根で被混合物を混合する二軸混合機と、その攪拌羽根を洗浄する攪拌羽根洗浄方法とに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a twin-screw mixer that mixes a mixture with a pair of substantially parallel stirring blades, and a stirring blade cleaning method for cleaning the stirring blades.
生コンクリートのように粘性を有する材料(粘性材料)を短時間で均質に混合しようとすると、その材料(被混合物)を混合槽内で大きく循環移動させながら混合する必要がある。また、生コンクリートを混合する場合には、一般的に、砂利(粗骨材)、砂(細骨材)、セメント(凝固材)及び水からなる原料を混合するところ、これらの原料のうち、砂やセメント粒子等、粒径の小さな原料(微粒子)は、凝集体を形成しやすい。これらの微粒子が凝集体のまま残ってしまうと、得られる生コンクリートの品質が低下するため、生コンクリート等の被混合物を混合する際には、被混合物を剪断し、原料に含まれる微粒子の凝集体をバラバラに分散させることも要求される。 In order to homogeneously mix a viscous material (viscous material) such as ready-mixed concrete in a short period of time, it is necessary to mix the material (mixed material) while largely circulating in the mixing tank. When mixing ready-mixed concrete, generally, raw materials consisting of gravel (coarse aggregate), sand (fine aggregate), cement (hardening agent) and water are mixed. Raw materials (fine particles) with a small particle size, such as sand and cement particles, tend to form aggregates. If these fine particles remain as agglomerates, the quality of the ready-mixed concrete obtained deteriorates. It is also required to disperse the agglomerates apart.
このことに着目して、本出願人は、特許文献1の図1に示すように、回転軸芯B1,B2を中心としてそれぞれ逆向きに回転する一対の撹拌羽根2a,2b(同文献では「攪拌具2a,2b」と記載)を備えた二軸混合機であって、撹拌羽根2a,2bのそれぞれを、螺旋面状を為す混練羽根3と、混練羽根3とは逆向きの螺旋面状を為す切返し羽根4とで構成したものを開発した。この二軸混合機において、一方の撹拌羽根2aを構成する切返し羽根4は、他方の撹拌羽根2bを構成する混練羽根3と隣り合うように配し、他方の撹拌羽根2bを構成する切返し羽根4は、一方の撹拌羽根2aを構成する混練羽根3と隣り合うように配している。これにより、混合槽1(同文献では「攪拌槽1」と記載)内に投入された被混合物を大きく循環移動させる(同文献の図1における符号「Z」で示される矢印を参照。)ことが可能となっている。また、混練羽根3の外端面と混合槽1の内底面との隙間や、切返し羽根4の外端面と混合槽1の内底面との隙間に被混合物を入り込ませることにより、被混合物を剪断し、被混合物の練り効果を向上することも可能となっている。 Focusing on this fact, the present applicant has proposed a pair of stirring blades 2a and 2b (in the document, " A twin-screw mixer equipped with stirring tools 2a and 2b"), wherein each of the stirring blades 2a and 2b has a kneading blade 3 that forms a spiral surface and a spiral surface that is opposite to the kneading blade 3. We have developed a device configured with a switching blade 4 that does. In this twin-screw mixer, the switching blade 4 constituting one stirring blade 2a is arranged so as to be adjacent to the kneading blade 3 constituting the other stirring blade 2b, and the switching blade 4 constituting the other stirring blade 2b. are arranged so as to be adjacent to the kneading blades 3 constituting one of the stirring blades 2a. As a result, the mixture put into the mixing tank 1 (described as "stirring tank 1" in the same document) is largely circulated (see the arrow indicated by the symbol "Z" in FIG. 1 of the same document). is possible. In addition, the mixed material is sheared by entering the gap between the outer end surface of the kneading blade 3 and the inner bottom surface of the mixing tank 1 and the gap between the outer end surface of the turning blade 4 and the inner bottom surface of the mixing tank 1. It is also possible to improve the kneading effect of the mixture.
上記のように、混合槽内の被混合物を一対の攪拌羽根で混合する二軸混合機では、粘性材料を効率的に混合することができる。しかし、この種の二軸混合機では、攪拌羽根に被混合物が付着した状態のまま長時間放置しておくと、被混合物が硬化してしまい、その二軸混合機で次に被混合物を混合する際に攪拌羽根を回転させても、そのとき混合している被混合物が、それ以前に硬化した被混合物に引っ掛かって上記のように循環移動しなくなり、所望の混合効果が得られなくなる虞があった。被混合物の硬化の態様によっては、攪拌羽根を回転させること自体ができなくなる可能性もあり、その場合に攪拌羽根を無理に回転しようとすると、二軸混合機が故障する虞もある。このため、二軸混合機を使用した後には、その攪拌羽根(混練羽根や切返し羽根)等をしっかりと洗浄する必要がある。 As described above, the twin-screw mixer that mixes the material to be mixed in the mixing tank with a pair of stirring blades can efficiently mix the viscous material. However, in this type of twin-screw mixer, if the material to be mixed is left on the stirring blades for a long time, the material to be mixed will harden, and the material to be mixed will be mixed in the twin-screw mixer. Even if the stirring blades are rotated at that time, the material to be mixed that is being mixed at that time may get caught by the material to be mixed which has hardened before that time and may not circulate as described above, and the desired mixing effect may not be obtained. there were. Depending on how the material to be mixed is cured, it may become impossible to rotate the stirring blades. In this case, if the stirring blades are forced to rotate, the twin-screw mixer may break down. Therefore, after using the twin-screw mixer, it is necessary to thoroughly wash the stirring blades (kneading blades and turning blades).
二軸混合機における攪拌羽根の洗浄方法としては、例えば、混合槽内に洗浄水を溜めた状態で、攪拌羽根を正回転(被混合物を上記のように循環移動させる向きに回転)させることで、攪拌羽根等を水洗いする方法が挙げられる。しかし、生コンクリート等の粘性材料は、攪拌羽根等に粘着しやすいことから、上記の水洗いを行っただけでは、攪拌羽根等に付着した被混合物を十分に洗い落とすことができなかった。特に、上記のように、攪拌羽根を正回転させる洗浄態様では、攪拌羽根のオモテ面(混合時に循環移動される被混合物を移送方向に押す側の面。以下同じ。)に付着した被混合物についてはある程度洗い落とすことができたとしても、攪拌羽根のウラ面(上述したオモテ面とは反対側の面。以下同じ。)に付着した被混合物についてはなかなか洗い落とすことができなかった。 As a method for cleaning the stirring blades in the twin-screw mixer, for example, the stirring blades are rotated forward (rotating in the direction to circulate the material to be mixed as described above) while washing water is stored in the mixing tank. , a method of washing the stirring blades and the like with water. However, since viscous materials such as ready-mixed concrete tend to stick to stirring blades and the like, it was not possible to sufficiently wash off the mixture adhering to the stirring blades and the like just by performing the above water washing. In particular, as described above, in the cleaning mode in which the stirring blades are rotated forward, the mixture adhering to the front surface of the stirring blade (the surface on the side that pushes the mixture that is circulated during mixing in the transfer direction; the same applies hereinafter) Although it was possible to wash off to some extent, it was difficult to wash off the mixture adhering to the back surface of the stirring blade (the surface opposite to the front surface described above; the same applies hereinafter).
このため、従来の二軸混合機では、混合槽に洗浄水を溜めた状態で攪拌羽根を正回転させて攪拌羽根を一次洗浄した後、洗浄ガン等を用いて高圧の洗浄水を攪拌羽根等に噴射する二次洗浄を行うことで、一次洗浄では落としきれなかった被混合物を洗い落とすことが行われている。ところが、洗浄ガンによる手作業での洗浄作業は、手間と時間(通常、1台の二軸混合機につき、30~60分程度)を要する。この点、従来の二軸混合機のなかには、図示しない二軸混合機カバーに取り付けられた洗浄ガンを機械的に自動操作するようにした機種も見受けられる。しかし、この場合には、洗浄ガンを制御するための機構を二軸混合機に組み込む必要があり、二軸混合機が大掛かりで高価なものになるという問題があった。 For this reason, in the conventional twin-screw mixer, after cleaning the stirring blades by rotating the stirring blades in the forward direction with cleaning water stored in the mixing tank, the cleaning water is sprayed at high pressure using a cleaning gun or the like. By performing secondary cleaning in which it is sprayed onto the surface, the mixed material that could not be completely removed by the primary cleaning is washed off. However, manual cleaning work using a cleaning gun requires time and effort (usually, about 30 to 60 minutes per twin-screw mixer). In this regard, among conventional twin-screw mixers, there are also models in which a cleaning gun attached to a cover of the twin-screw mixer (not shown) is mechanically and automatically operated. However, in this case, it is necessary to incorporate a mechanism for controlling the cleaning gun into the twin-screw mixer, which poses the problem of making the twin-screw mixer large and expensive.
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、攪拌羽根のオモテ面に付着した被混合物だけでなく、攪拌羽根のウラ面に付着した被混合物も洗い落とすことができる二軸混合機をできるだけ簡素な構造で提供することを目的とするものである。また、この二軸混合機で攪拌羽根を洗浄する攪拌羽根洗浄方法を提供することも本発明の目的である。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a biaxial mixer that can wash off not only the mixed material attached to the front surface of the stirring blade but also the mixed material attached to the back surface of the stirring blade. The purpose is to provide a machine with as simple a structure as possible. Another object of the present invention is to provide a method for cleaning the stirring blades in this twin-screw mixer.
上記課題は、
被混合物を入れるための混合槽と、
略水平な軸線L1を回転中心として回転可能な状態で混合槽内に配された螺旋面状の第一攪拌羽根と、
軸線L1に略平行な軸線L2を回転中心として回転可能な状態で混合槽内に配された螺旋面状の第二攪拌羽根と
を備え、
第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を、被混合物を混合する向きに回転(以下、「正回転」という。)させると、
第一攪拌羽根によって、被混合物が軸線L1方向一側から軸線L1方向他側に移送されて第二攪拌羽根側に移送された後、
第二攪拌羽根によって、被混合物が軸線L2方向他側から軸線L2方向一側に移送されて第一攪拌羽根側に移送されるようにし、
以下、この被混合物の移送が繰り返されることで、被混合物が混合槽内を循環移動しながら混合されるようにした
二軸混合機であって、
混合槽内に洗浄水を溜めた状態で第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を正回転させながら第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を洗浄する正回転洗浄モードの後に、
第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を正回転とは逆向きに回転(以下、「逆回転」という。)させながら第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を洗浄する逆回転洗浄モードを実行することができるようにした
ことを特徴とする二軸混合機
を提供することによって解決される。
The above issues are
a mixing vessel for containing the material to be mixed;
A spiral surface-shaped first stirring blade arranged in the mixing tank in a rotatable state about a substantially horizontal axis L1;
A spiral surface-shaped second stirring blade arranged in the mixing tank in a rotatable state about an axis L 2 substantially parallel to the axis L 1 ,
When the first stirring blade and the second stirring blade are rotated in the direction of mixing the mixture (hereinafter referred to as "forward rotation"),
After the mixture is transferred from one side in the direction of the axis L1 to the other side in the direction of the axis L1 by the first stirring blade and then transferred to the side of the second stirring blade,
By the second stirring blade, the mixture to be mixed is transferred from the other side in the direction of the axis L 2 to the one side in the direction of the axis L 2 and transferred to the side of the first stirring blade,
Hereinafter, a twin-screw mixer in which the material to be mixed is mixed while being circulated in the mixing tank by repeating the transfer of the material to be mixed,
After the forward rotation washing mode in which the first stirring blade and the second stirring blade are washed while rotating the first stirring blade and the second stirring blade forward while washing water is stored in the mixing tank,
Execute a reverse rotation washing mode in which the first stirring blade and the second stirring blade are washed while rotating the first stirring blade and the second stirring blade in a direction opposite to the forward rotation (hereinafter referred to as "reverse rotation"). is solved by providing a twin-screw mixer characterized in that
このように、混合槽内に洗浄水を溜めた状態で第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を正回転させながら第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を洗浄する正回転洗浄モードを行った後に、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を逆回転させながら第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を洗浄する逆回転洗浄モードを行うことにより、攪拌羽根のオモテ面に付着した被混合物だけでなく、攪拌羽根のウラ面に付着した被混合物も洗い落とすことが可能になる。加えて、本発明の二軸混合機では、構造的には、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を逆回転できるようにするという簡単な変更のみで実現することが可能になる。 In this way, after performing the forward rotation washing mode in which the first stirring blade and the second stirring blade are washed while rotating the first stirring blade and the second stirring blade forward while washing water is stored in the mixing tank, By performing a reverse rotation washing mode in which the first stirring blade and the second stirring blade are washed while rotating the first stirring blade and the second stirring blade in reverse, not only the mixture adhering to the front surface of the stirring blade but also the stirring It is also possible to wash off the mixture adhering to the back surface of the blade. In addition, in the twin-screw mixer of the present invention, structurally, it can be realized by simply changing the structure such that the first stirring blade and the second stirring blade can be reversely rotated.
ただし、二軸混合機において、螺旋面状を為す第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根は、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を正方向に回転させた際に、被混合物が上記のように循環移動する形状に設計されており、逆回転させることを想定した形状には設計されていない。すなわち、後で詳しく説明するように、第一攪拌羽根を逆回転させると、第一攪拌羽根のウラ面側にある被混合物が、軸線L1方向他側から軸線L1方向一側へと移送(上記の循環方向とは逆向きに移送)されて、混合槽の一側の内壁面(軸線L1方向一側に配されて軸線L1方向他側を向く内壁面)に押し付けられるようになる。また、第二攪拌羽根を逆回転させると、第二攪拌羽根のウラ面側にある被混合物が、軸線L2方向一側から軸線L2方向他側へと移送(上記の循環方向とは逆向きに移送)されて、混合槽の他側の内壁面(軸線L2方向他側に配されて軸線L2方向一側を向く内壁面)に押し付けられるようになる。 However, in the twin-screw mixer, the first and second stirring blades, which form a spiral surface, rotate the first and second stirring blades in the forward direction so that the mixture is mixed as described above. It is designed in a shape that circulates, not in a shape that assumes reverse rotation. That is, as will be described in detail later, when the first stirring blade is reversely rotated, the mixture on the back side of the first stirring blade is transferred from the other side in the direction of the axis L1 to the one side in the direction of the axis L1. (Transported in the opposite direction to the above circulation direction) so as to be pressed against the inner wall surface on one side of the mixing tank (the inner wall surface arranged on one side in the direction of the axis L1 and facing the other side in the direction of the axis L1) Become. In addition, when the second stirring blade is reversely rotated, the mixture on the back side of the second stirring blade is transferred from one side in the direction of the axis L 2 to the other side in the direction of the axis L 2 (opposite to the above circulation direction direction) and is pressed against the inner wall surface on the other side of the mixing tank (the inner wall surface arranged on the other side in the direction of the axis L2 and facing one side in the direction of the axis L2).
このため、逆回転洗浄モードを行うと、第一攪拌羽根における軸線L1方向一側の端部周辺のウラ面と混合槽の一側の内壁面との隙間や、第二攪拌羽根における軸線L2方向他側の端部周辺のウラ面と混合槽の他側の内壁面との隙間に、被混合物が噛み込んでしまい、最悪の場合には、二軸混合機が故障する虞もある。したがって、本発明の二軸混合機においては、逆回転洗浄モードを行う際に第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のウラ面側にある被混合物を第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のオモテ面側に逃がすための逃し用開口部を、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根に設けることが好ましい。これにより、逆回転洗浄モードを行う際に、上記の隙間に被混合物が噛み込みにくくすることが可能になる。 For this reason, when the reverse rotation cleaning mode is performed, the gap between the back surface around the end on one side of the first stirring blade and the inner wall surface on one side of the mixing tank, and the axis L on the second stirring blade In the worst case, the twin-screw mixer may break down because the material to be mixed gets caught in the gap between the back surface around the end on the other side in the two directions and the inner wall surface on the other side of the mixing tank. Therefore, in the twin-screw mixer of the present invention, when the reverse rotation washing mode is performed, the mixed material on the back side of the first stirring blade and the second stirring blade is moved to the front side of the first stirring blade and the second stirring blade. It is preferable to provide the first stirring blade and the second stirring blade with openings for escape to the side. As a result, it is possible to make it difficult for the mixed material to get caught in the gap when the reverse rotation cleaning mode is performed.
この逃し用開口部は、被混合物の噛み込み防止に寄与するだけでなく、正回転洗浄モードや逆回転洗浄モードにおける第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の洗浄を効率的に行うことも可能にする。すなわち、正回転洗浄モードにおいては、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のオモテ面側に存在する洗浄水を、逃し用開口部を通じて第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のウラ面側に導き、その洗浄水で第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のウラ面側を洗浄することが可能になる。また、逆回転洗浄モードにおいては、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のウラ面側に存在する洗浄水を、逃し用開口部を通じて第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のオモテ面側に導き、その洗浄水で第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のオモテ面側を洗浄することが可能になる。 This escape opening not only contributes to preventing the mixed material from being caught, but also enables efficient cleaning of the first and second stirring blades in the forward rotation cleaning mode and the reverse rotation cleaning mode. do. That is, in the forward rotation washing mode, the washing water existing on the front surface side of the first stirring blade and the second stirring blade is guided to the back surface side of the first stirring blade and the second stirring blade through the escape opening, It becomes possible to wash the back side of the first stirring blade and the second stirring blade with the washing water. In the reverse rotation washing mode, the washing water existing on the back side of the first stirring blade and the second stirring blade is guided to the front side of the first stirring blade and the second stirring blade through the escape opening, It becomes possible to wash the front side of the first stirring blade and the second stirring blade with the washing water.
上記のように、正回転洗浄モードにおいて、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根のウラ面側も洗浄できるということは、逆回転洗浄モードにおいて、第一攪拌羽根のウラ面と混合槽の一側の内壁面との隙間や、第二攪拌羽根のウラ面と混合槽の他側の内壁面との隙間に噛み込み得る被混合物を予め洗い落とすことができることになり、逆回転洗浄モードにおける被混合物の噛み込みをより確実に防止できるという点でも有利である。 As described above, in the forward rotation washing mode, the back side of the first stirring blade and the second stirring blade can also be washed, so in the reverse rotation washing mode, the back side of the first stirring blade and one side of the mixing tank and the gap between the inner wall surface and the gap between the back surface of the second stirring blade and the inner wall surface on the other side of the mixing tank can be washed off in advance. It is also advantageous in that it is possible to more reliably prevent entrapment.
逃し用開口部を設ける箇所は、特に限定されないが、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁部近傍に設けることが好ましい。というのも、回転している第一攪拌羽根や第二攪拌羽根の周囲にある被混合物は、その回転の遠心力によって軸線L1及び軸線L2に近い側(第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の内縁側)から遠い側(第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁側)に移動してくる。このとき、あまりに大量の被混合物が第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁部近傍まで移動してくると、その被混合物が第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁部近傍で圧縮され、場合によっては、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁部と混合槽の内底面との隙間に被混合物が噛み込む虞がある。この点、逃し用開口部を第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁部近傍に設けることで、被混合物が第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁部近傍で圧縮されないようにして、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁部と混合槽の内底面との隙間に被混合物が噛み込みにくくすることが可能になる。 Although there is no particular limitation on the location where the escape opening is provided, it is preferably provided in the vicinity of the outer edge of the first stirring blade and the second stirring blade. This is because the material to be mixed around the rotating first stirring blade and second stirring blade is moved by the centrifugal force of the rotation to the side near the axis L1 and the axis L2 (the first stirring blade and the second stirring blade It moves from the inner edge side of the blade) to the far side (outer edge side of the first stirring blade and the second stirring blade). At this time, when too much of the mixture to be mixed moves to the vicinity of the outer edge of the first stirring blade and the second stirring blade, the mixture to be mixed is compressed near the outer edge of the first stirring blade and the second stirring blade, In some cases, the material to be mixed may get caught in the gap between the outer edges of the first and second stirring blades and the inner bottom surface of the mixing tank. In this regard, by providing the relief opening in the vicinity of the outer edge of the first stirring blade and the second stirring blade, the mixture is not compressed in the vicinity of the outer edge of the first stirring blade and the second stirring blade. It is possible to make it difficult for the mixture to be caught in the gap between the outer edge portions of the first stirring blade and the second stirring blade and the inner bottom surface of the mixing tank.
逃し用開口部の寸法は、被混合物の種類等によっても異なり、特に限定されない。しかし、逃し用開口部の寸法が小さすぎると、被混合物が逃し用開口部に詰まって逃し用開口部がその機能を発揮できなくなる虞がある。また、生コンクリートの原料のうち、寸法が最大のものは、通常、砂利である。生コンクリートの原料として使用される砂利は、寸法が大きいものでは粒径が40mm程度あることがある。このため、二軸混合機を生コンクリートの混合にも適したものとすることを考慮するならば、逃し用開口部の寸法は、40mm角以上とすることが好ましい。逃し用開口部の寸法の上限も、特に限定されない。しかし、逃し用開口部の寸法が大きすぎると、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根における広い範囲を逃し用開口部が占めるようになり、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根で被混合物を循環移送しにくくなる虞がある。このため、逃し用開口部の寸法は、300mm角以下とすることが好ましい。 The dimensions of the release opening are not particularly limited, and vary depending on the type of mixture to be mixed. However, if the dimensions of the release opening are too small, the release opening may be clogged with the mixture to be mixed, and the release opening may not perform its function. Also, among the raw materials for ready-mixed concrete, the largest size is usually gravel. Gravel used as a raw material for ready-mixed concrete may have a particle size of about 40 mm if the size is large. Therefore, considering that the twin-screw mixer is also suitable for mixing ready-mixed concrete, the size of the escape opening is preferably 40 mm square or more. The upper limit of the dimensions of the escape opening is not particularly limited either. However, if the dimensions of the escape opening are too large, the escape opening will occupy a wide range of the first stirring blade and the second stirring blade, and the mixture will circulate through the first stirring blade and the second stirring blade. It may become difficult to transport. For this reason, it is preferable that the dimensions of the escape opening be 300 mm square or less.
逃し用開口部の数も特に限定されないが、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の螺旋に沿った複数個所に逃がし用開口部を設けることが好ましい。これにより、上述した被混合物の噛み込み(特に、第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根の外縁部と混合槽の内底面との隙間への被混合物の噛み込み)をより確実に防止することが可能になる。 The number of escape openings is also not particularly limited, but it is preferable to provide escape openings at a plurality of locations along the spiral of the first stirring blade and the second stirring blade. As a result, it is possible to more reliably prevent the aforementioned biting of the mixture to be mixed (in particular, the biting of the mixture to be mixed into the gap between the outer edge of the first stirring blade and the second stirring blade and the inner bottom surface of the mixing tank). be possible.
本発明の二軸混合機において、正回転洗浄モードから逆回転洗浄モードへの切り替えは、手動により行われるようにしてもよいが、プログラム等で自動的に行われるようにすることが好ましい。これにより、二軸混合機の近くに人が付いていなくても、第一攪拌羽根や第二攪拌羽根を洗浄することができ、第一攪拌羽根や第二攪拌羽根の洗浄に要する手間を軽減することが可能になる。 In the twin-screw mixer of the present invention, the switching from the forward rotation washing mode to the reverse rotation washing mode may be performed manually, but it is preferable that it be automatically performed by a program or the like. As a result, the first and second stirring blades can be cleaned even when no one is near the twin-screw mixer, reducing the labor required for cleaning the first and second stirring blades. it becomes possible to
以上のように、本発明によって、攪拌羽根のオモテ面に付着した被混合物だけでなく、攪拌羽根のウラ面に付着した被混合物も洗い落とすことができる二軸混合機を簡素な構造で提供することが可能になる。また、この二軸混合機で攪拌羽根を洗浄する攪拌羽根洗浄方法を提供することも本発明の目的である。 As described above, the present invention provides a twin-screw mixer with a simple structure that can wash off not only the mixture adhering to the front surface of the stirring blade but also the mixture adhering to the back surface of the stirring blade. becomes possible. Another object of the present invention is to provide a method for cleaning the stirring blades in this twin-screw mixer.
本発明の二軸混合機の好適な実施態様について、図面を用いてより具体的に説明する。後掲する図1~6には、x軸、y軸及びz軸を示している。x軸、y軸及びz軸の向きは、異なる図であっても、互いに一致させている。以下においては、説明の便宜上、x軸方向正側を「右」側、x軸方向負側を「左」側、y軸方向正側を「後」側、y軸方向負側を「前」側、z軸方向正側を「上」側、x軸方向負側を「下」側と呼んでいる。 A preferred embodiment of the twin-screw mixer of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Figures 1 to 6 below show the x-, y-, and z-axes. The orientations of the x-, y- and z-axes are consistent with each other even in different views. In the following, for convenience of explanation, the x-axis direction positive side is the “right” side, the x-axis direction negative side is the “left” side, the y-axis direction positive side is the “rear” side, and the y-axis direction negative side is the “front” side. The positive side in the z-axis direction is called the "upper" side, and the negative side in the x-axis direction is called the "lower" side.
図1は、本発明の二軸混合機を右上斜め前方から見た状態を示した斜視図である。本発明の二軸混合機は、図1に示すように、混合槽30と、第一攪拌羽根10と、第二攪拌羽根20とを備えている。混合槽30は、その上面部が開放された箱状の部材となっており、開放された上面部からその内部に被混合物を投入することができるようになっている。混合槽30の底部には、混合槽30内で混合を終えた被混合物を混合槽30外へ送出するための被混合物送出口(図示省略)が、開閉可能な状態で設けられている。
FIG. 1 is a perspective view of the twin-screw mixer of the present invention as seen obliquely from the upper right front. The twin-screw mixer of the present invention comprises a
第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20は、混合槽30内に投入された被混合物を攪拌混合するためのものであり、左右方向(x軸方向)に所定間隔を隔てて略平行に配されている。第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20は、軸状を為す前端部10a,20aを図示省略のベアリング(混合槽30の前壁部31の外側に配したベアリング)で軸支しており、同じく軸状を為す後端部10b,20bを図示省略のベアリング(混合槽30の後壁部32の外側に配したベアリング)で軸支している。第一攪拌羽根10の後端部10b及び第二攪拌羽根20の後端部20bは、混合槽30の外部に設けられた回転駆動手段(図示省略)に連結されている。このため、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20は、それぞれ、前後方向に平行な軸線L1及び軸線L2を回転中心として同じ速さで回転するようになっている(図1における矢印A1及び矢印A2を参照。)。
The
ただし、第一攪拌羽根10が回転する方向と、第二攪拌羽根10が回転する方向とは、常に逆向きとなるようになっている。すなわち、第一攪拌羽根10が軸線L1を中心として矢印A1+の向きに回転する(y軸方向負側から見たときに、軸線L1を中心として反時計方向に回転する)ときには、第二攪拌羽根20は、軸線L2を中心として矢印A2+の向きに回転する(y軸方向負側から見たときに、軸線L2を中心として時計方向に回転する)ようになっている。一方、第一攪拌羽根10が軸線L1を中心として矢印A1-の向きに回転する(y軸方向負側から見たときに、軸線L1を中心として時計方向に回転する)ときには、第二攪拌羽根20は、軸線L2を中心として矢印A2-の向きに回転する(y軸方向負側から見たときに、軸線L2を中心として反時計方向に回転する)ようになっている。
However, the direction in which the
以下においては、第一攪拌羽根10における矢印A1+の向きへの回転と、第二攪拌羽根20における矢印A2+の向きへの回転を、「正回転」と呼び、第一攪拌羽根10における矢印A1-の向きへの回転と、第二攪拌羽根20における矢印A2-の向きへの回転を、「逆回転」と呼ぶ。本発明の二軸混合機において、混合槽30内の被混合物を混合する際には、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20は、いずれも正回転される。本発明の二軸混合機において、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20は、正回転するだけでなく逆回転することもできる構造となっている。このため、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を回転駆動する回転駆動手段としては、正逆回転が可能なもの(正逆回転モーター等)が用いられる。
Hereinafter, the rotation of the
図2は、本発明の二軸混合機を上方から見た状態を示した図である。図2に示すように、第一攪拌羽根10は、第一攪拌羽根10における後端部10b付近から前後方向中央部分よりもやや前端部10a寄りの部分に至るまで、軸線L1を中心線とする螺旋面状に連なる第一混練羽根11と、第一攪拌羽根10における中央部分よりもやや前端部10a寄りの部分から前端部10a付近に至るまで、軸線L1を中心線とする螺旋面状に連なる第一切返し羽根12とを有している。第一混練羽根11が為す螺旋面と第一切返し羽根12が為す螺旋面は、その旋回方向が逆向きになっている。
FIG. 2 is a top view of the twin-screw mixer of the present invention. As shown in FIG. 2, the
一方、第二攪拌羽根20は、第二攪拌羽根20における前端部20a付近から前後方向中央部分よりもやや後端部20b寄りの部分に至るまで、軸線L2を中心線とする螺旋面状に連なる第二混練羽根21と、第二攪拌羽根20における中央部分よりもやや後端部20b寄りの部分から後端部20b付近に至るまで、軸線L2を中心線とする螺旋面状に連なる第二切返し羽根22とを有している。第二混練羽根21が為す螺旋面の旋回方向(軸線L2を中心とした旋回方向)は、上記の第一混練羽根11が為す螺旋面の旋回方向(軸線L1を中心とした旋回方向)とは同じであるものの、第二切返し羽根22が為す螺旋面の旋回方向(軸線L2を中心とした旋回方向)とは逆向きになっている。
On the other hand, the
このため、上記のように、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20が正回転する(第一攪拌羽根10が矢印A1+の向きに回転し、第二攪拌羽根20が矢印A2+の向きに回転する)と、混合槽30内の被混合物は、第一攪拌羽根10と第二攪拌羽根20とによって、図2における矢印B1,B2,B3,B4の向きに循環移送されるようになっている。矢印B1の移送は、主に、第一混練羽根11が担い、矢印B2の移送は、主に、第一切返し羽根12が担い、矢印B3の移送は、主に、第二混練羽根21が担い、矢印B4の移送は、主に、第二切返し羽根22が担っている。
Therefore, as described above, the
ところで、第一攪拌羽根10を構成する第一混練羽根11及び第一切返し羽根12を、軸線L1に沿って直線状に延びるシャフトの外周部に取り付けた構造を採用すると、そのシャフトが被混合物の上記の循環移動を阻害する虞がある。同様に、第二攪拌羽根20を構成する第二混練羽根21及び第二切返し羽根22を、軸線L2に沿って直線状に延びるシャフトの外周部に取り付けた構造を採用すると、そのシャフトが被混合物の上記の循環移動を阻害する虞がある。被混合物の循環移動が阻害されると、被混合物の混合効率が低下する。
By the way, when adopting a structure in which the
この点、本実施態様の二軸混合機における第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20はいずれも、上記のような直線状のシャフト(軸線L1又は軸線L2に沿って延びる直線状のシャフト)を有さない構造となっている。すなわち、第一攪拌羽根10は、図5に示す形態を有しているところ、第一攪拌羽根10を構成する第一混練羽根11及び第一切返し羽根12は、図6に示すように、螺旋アーム13に対して取り付けるようになっている。図5は、本発明の二軸混合機における第一攪拌羽根10を左上斜め前方から見た状態を示した斜視図である。図6は、本発明の二軸混合機における第一攪拌羽根10から第一混練羽根11を外して分解した状態を左上斜め前方から見た状態を示した斜視図である。
In this regard, both the
図6に示すように、螺旋アーム13は、その後端側の混練羽根取付け部13aと、その前端側の切返し羽根取付け部13bと、混練羽根取付け部13aの前端部と切返し羽根取付け部13bの後端部とを軸線L1に略垂直な方向に連結する連結部13cとで構成されている。混練羽根取付け部13aは、第一混練羽根11を取り付けるための部分となっており、螺旋状に形成されている。切返し羽根取付け部13bは、第二混練羽根12を取り付けるための部分となっており、混練羽根取付け部13aとは逆向きの螺旋状に形成されている。第二攪拌羽根20については、特に図示していないが、第二攪拌羽根20は、第一攪拌羽根10の前後を逆転させた構造を有している。第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20をこのような構造としたことによって、被混合物の上記の循環移動が効率的に行われるようになっている。
As shown in FIG. 6, the
本発明の二軸混合機で混合する被混合物は、その種類を特に限定されない。しかし、二軸混合機では、被混合物を混合槽30内で大きく循環移動させながら混合することができることに加えて、後述するように、被混合物の粘性が高く、被混合物中に含まれる微粒子の凝集体が形成されやすい場合であっても、その凝集体を剪断して細化しながら混合することができ、被混合物の練りを効率的に行うことが可能になる。このため、本発明の二軸混合機は、粘性材料を含む被混合物を混合する場合に好適に使用することができる。このような被混合物としては、高流動コンクリートや高強度コンクリート等が例示される。
The kind of the material to be mixed by the twin-screw mixer of the present invention is not particularly limited. However, in the twin-screw mixer, in addition to being able to mix while circulating the material to be mixed greatly within the mixing
図3は、本発明の二軸混合機を、図2におけるY1-Y1面で切断した状態を示した断面図である。混合槽30の下壁部(底壁部)33は、図3に示すように、2つの円筒面状部33a,33bを連続させた形状を為している。一方の円筒面状部33aは、第一攪拌羽根10の回転中心である軸線L1を中心とした円筒面状に形成されており、他方の円筒面状部33bは、第二攪拌羽根20の回転中心である軸線L2を中心とした円筒面状に形成されている。軸線L1,L2を中心として回転する羽根11,12,21,22が混合槽30の底壁部33に干渉しないようにしながらも、円筒面状部33a,33bの内周面付近に付着する被混合物に羽根11,12,21,22が届くように、各羽根11,12,21,22の外半径は、円筒面状部33a,33bの内半径よりも僅かに小さく設定される。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the twin-screw mixer of the present invention taken along the plane Y 1 -Y 1 in FIG. As shown in FIG. 3, the lower wall portion (bottom wall portion) 33 of the mixing
図4は、本発明の二軸混合機における第一切返し羽根12と第二混練羽根21との動作を説明する図である。図4は、y軸に垂直な断面で示してあり、一部の部材を省略して示している。また、第一切返し羽根12及び第二混練羽根21は、模式化して描いている。さらに、図4に描かれている小さな多数の白丸は、被混合物90を示しているが、この被混合物90も模式化して描いている。さらに、被混合物90は、概ね、図4において太破線で示した曲線L3よりも下側に存在するところ、図示の便宜上、上記の白丸(被混合物90を示す白丸)は、説明に必要な部分を除いて図示を省略している。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the
図4に示すように、第一切返し羽根12が円筒面状部33aの最下点P1を通過するタイミングと、第二混練羽根21が円筒面状部33bの最下点P2を通過するタイミングはズレており、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20が正回転する際には、第一切返し羽根12が最下点P1を通過するよりも前に、第二混練羽根21が最下点P2を通過するようになっている。このとき、第二混練羽根21の周囲の被混合物90は、第二混練羽根21のオモテ面側(A2+側)では、第二混練羽根21によって圧縮されて圧力が高まった状態になる一方、第二混練羽根21のウラ面側(A2-側)では、圧力が低くなった状態になる。同様に、第一切返し羽根12の周囲の被混合物90は、第一切返し羽根12のオモテ面側(A1+側)では第一切返し羽根12によって圧縮されて圧力が高まった状態になる一方、第一切返し羽根12のウラ面側(A1-側)では圧力が低くなった状態になる。
As shown in FIG. 4, the timing at which the first
このような状況のもと、図4に示す状態から、第二混練羽根21が正回転側(A2+側)に45°程度回転して、第一切返し羽根12も正回転側(A1+側)に45°程度回転し、第二混練羽根21の外端がx軸方向負側を向いた際には、第二混練羽根21の下側(z軸方向負側)は、被混合物90の圧力が低い状態になっている。このタイミングで、第一切返し羽根12のオモテ面側(A1+側)にある圧力の高い被混合物90が、第二混練羽根21の下側に入ってくるため、第一切返し羽根12のオモテ面側(A1+側)にある被混合物90が、第二混練羽根21側に自然と流れ込むようになる。これにより、上述した循環移送における矢印B2の移送が行われる。上述した循環移送における矢印B4の移送が行われる理由も、これと略同様である。
Under these circumstances, from the state shown in FIG. 4, the
以上のように、本発明の二軸混合機では、粘性の高い被混合物を効率的に混合することができるが、被混合物の粘性が高いと、被混合物が第一攪拌羽根10や第二攪拌羽根20に付着しやすい。第一攪拌羽根10や第二攪拌羽根20に付着した被混合物をそのまま放置すると、被混合物が硬化して、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を正回転させても、被混合物が上記のように循環移動しなくなり、所望の混合効果が得られなくなる虞がある。また、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20が破損する虞や、それらを回転駆動する回転駆動手段が故障する虞もある。この点、本発明の二軸混合機では、その使用後(被混合物を混合した後)に、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を洗浄し、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20に付着した被混合物(残留物)を洗い落とすことができるようになっている。
As described above, in the twin-screw mixer of the present invention, a highly viscous mixture to be mixed can be efficiently mixed. It easily adheres to the
図8は、本発明の二軸混合機において第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を洗浄する手順の一例を示したフロー図である。本実施態様の二軸混合機では、図8に示すように、第一洗浄水貯留工程S1と、正回転洗浄工程S2と、第一洗浄水排出工程S3と、第二洗浄水貯留工程S4と、逆回転洗浄工程S5と、第二洗浄水排出工程S6とを経て、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を洗浄するようになっている。ただし、以下で述べる構成は、飽くまで一例であり、適宜変更を施すことができる。例えば、以下においては、「第一洗浄水貯留工程S1を終えると、続いて、正回転洗浄工程S2が実行される。」とあるが、正回転洗浄工程S2は、第一洗浄水貯留工程S1と並行して行ってもよい。また、以下においては、「第二洗浄水貯留工程S4を終えると、続いて、逆回転洗浄工程S5が実行される。」とあるが、逆回転洗浄工程S5は、第二洗浄水貯留工程S4と並行して行ってもよい。
FIG. 8 is a flow chart showing an example of the procedure for cleaning the
第一洗浄水貯留工程S1は、それに続く正回転洗浄工程S2において第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を洗浄する洗浄水を混合槽30内に貯留する工程となっている。この第一洗浄水貯留工程S1は、混合槽30内での被混合物の混合を終え、上記の被混合物送出口を通じて混合槽30から被混合物を送出した後に実行される。第一洗浄水貯留工程S1を実行する際には、混合槽30における被混合物送出口は、閉じられた状態とされる。洗浄水は、図3における直線L4近傍の高さまで貯留される。第一洗浄水貯留工程S1を終えると、続いて、正回転洗浄工程S2が実行される。
The first washing water storing step S1 is a step of storing in the
正回転洗浄工程S2は、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を正回転させながら第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を洗浄する工程である。この正回転洗浄工程S2は、混合槽30内に洗浄水を溜めたままの状態(第一洗浄水貯留工程S1で混合槽30内に溜めた洗浄水を抜かない状態)で実行される。これにより、混合槽30内の洗浄水で、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20が洗浄される。正回転洗浄工程S2を行っていると、混合槽30内の洗浄水が減ることがあるが、このような場合には、正回転洗浄工程S2を行っている途中でも、洗浄水を足すとよい。
The forward rotation washing step S2 is a step of washing the
この正回転洗浄工程S2では、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20が正回転されるため、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のウラ面側よりもオモテ面側に水圧が掛かりやすい状況となっている。このため、正回転洗浄工程S2では、主に、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のオモテ面に付着した被混合物(残留物)が洗い落とされる。
In this forward rotation cleaning step S2, since the
正回転洗浄工程S2における第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度は、特に限定されないが、遅すぎると、洗浄作用が低下する虞がある。このため、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度は、10rpm以上とすることが好ましい。第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度は、20rpm以上とすることがより好ましく、25rpm以上とすることがさらに好ましい。
The rotation speed of the
一方、正回転洗浄工程S2における第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度が速すぎると、混合槽30内の洗浄水が二軸混合機の周辺に飛散する虞がある。また、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を回転駆動する回転駆動手段の機械的振動が大きくなる虞もある。このため、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度は、55rpm以下とすることが好ましい。第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度は、45rpm以下とすることがより好ましく、40rpm以下とすることがさらに好ましい。
On the other hand, if the rotational speeds of the
正回転洗浄工程S2を実行する時間は、被混合物の種類等によっても異なり、特に限定されないが、通常、5~15分程度とされる。正回転洗浄工程S2を終えると、続いて、第一洗浄水排出工程S3が実行される。 The time for performing the forward rotation cleaning step S2 varies depending on the type of the mixture to be mixed, etc., and is not particularly limited, but is usually about 5 to 15 minutes. After finishing the forward rotation cleaning step S2, the first cleaning water discharge step S3 is performed.
第一洗浄水排出工程S3は、正回転洗浄工程S2で第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の洗浄に使用された洗浄水を混合槽30内から排出する工程である。上記の正回転洗浄工程S2を終えた状態にあっては、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20から洗い落とされた被混合物が洗浄水中に含まれた状態となっているが、この洗い落とされた被混合物を洗浄水とともに混合槽30外へと排出する。これにより、後述する逆回転洗浄工程S5を清浄な洗浄水を用いて行うことが可能になる。この第一洗浄水排出工程S3は、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転を止めた状態で行ってもよいが、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を回転させながら行うと、第一洗浄水排出工程S3を行っているときでも、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を洗浄することが可能になる。この場合においては、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を正回転させると、混合槽30の底部に溜まった状態の被混合物を第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20でかき集めながら、被混合物送出口まで運ぶことが可能になる。
The first washing water discharging step S3 is a step of discharging the washing water used for washing the
本実施態様の二軸混合機では、第一洗浄水排出工程S3における洗浄水の排出を、上記の被混合物送出口を通じて行うようになっているが、これとは別に設けた洗浄水送出口を通じて行うようにしてもよい。混合槽30内の洗浄水が排出され、第一洗浄水排出工程S3を終えると、続いて、第二洗浄水貯留工程S4が実行される。
In the twin-screw mixer of this embodiment, the washing water in the first washing water discharging step S3 is discharged through the above-mentioned mixed material outlet, but is separately provided through a washing water outlet. You can do it. After the washing water in the
第二洗浄水貯留工程S4は、それに続く逆回転洗浄工程S5において第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を洗浄する洗浄水を混合槽30内に貯留する工程となっている。洗浄水は、図3における直線L4近傍の高さまで貯留される。このように、逆回転洗浄工程S5で使用する洗浄水を入れ替えることにより、逆回転洗浄工程S5における洗浄効果を高めることができる。
The second washing water storing step S4 is a step of storing in the
ただし、被混合物の種類や、正回転洗浄工程S2を終えたときの洗浄水の状態等によっては、上記の第一洗浄水排出工程S3やこの第二洗浄水貯留工程S4を省略し、正回転洗浄工程S2で使用した洗浄水を逆回転洗浄工程S5で使い回すこともできる。第二洗浄水貯留工程S4を終えると、続いて、逆回転洗浄工程S5が実行される。 However, depending on the type of material to be mixed and the state of the washing water after the forward rotation washing step S2, the first washing water discharge step S3 and the second washing water storing step S4 may be omitted and the forward rotation washing step S2 may be omitted. The washing water used in the washing step S2 can also be reused in the reverse rotation washing step S5. After finishing the second washing water storing step S4, the reverse rotation washing step S5 is subsequently performed.
逆回転洗浄工程S5は、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を逆回転させながら第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を洗浄する工程である。この逆回転洗浄工程S5は、混合槽30内に洗浄水を溜めたままの状態(第二洗浄水貯留工程S4で混合槽30内に溜めた洗浄水を抜かない状態)で実行される。これにより、混合槽30内の洗浄水で、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20が洗浄される。正回転洗浄工程S2を行っているときと同様、逆回転洗浄工程S5を行っているときにも、混合槽30内の洗浄水が減ることがあるが、このような場合には、逆回転洗浄工程S5を行っている途中でも、洗浄水を足すとよい。
The reverse rotation washing step S5 is a step of washing the
この逆回転洗浄工程S5では、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20が逆回転されるため、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のオモテ面側よりもウラ面側に水圧が掛かりやすい状況となっている。このため、逆回転洗浄工程S5では、主に、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のウラ面に付着した被混合物(残留物)が洗い落とされる。この逆回転洗浄工程S5を行うことによって、洗浄ガン等を用いた高圧の洗浄水による洗浄を別途行わなくても、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20に付着した被混合物を綺麗に洗い落とすことが可能となっている。したがって、洗浄ガン等を制御する機構を図示しない二軸混合機カバーに組み込む必要がなく、コストを抑えることができる。
In this reverse rotation cleaning step S5, since the
逆回転洗浄工程S5における第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度は、特に限定されないが、通常、正回転洗浄工程S2における第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度と同程度とされる。ただし、既に述べたように、螺旋面状を為す第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20は、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を正方向に回転させた際に、被混合物が循環移動する形状に設計されており、逆回転させることを想定した形状には設計されていない。
The rotation speed of the
このため、逆回転洗浄工程S5において、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を最初から高速で回転させると、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20と混合槽との間に被混合物が噛み込む等の不具合が生じる虞がある。したがって、逆回転洗浄工程S5は、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の回転速度を、低速から徐々に高めるようにすることもできる。このような回転速度の制御は、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を回転駆動する回転駆動手段として、インバータ機能を備えたもの(インバータ駆動用モーター等)を使用することで実現することができる。
For this reason, in the reverse rotation cleaning step S5, if the
逆回転洗浄工程S5を実行する時間は、被混合物の種類等によっても異なり、特に限定されないが、通常、5~15分程度とされる。逆回転洗浄工程S5を終えると、続いて、第二洗浄水排出工程S6が実行される。 The time for performing the reverse rotation cleaning step S5 varies depending on the type of the mixture to be mixed, etc., and is not particularly limited, but is usually about 5 to 15 minutes. After the reverse rotation cleaning step S5 is completed, the second cleaning water discharge step S6 is subsequently performed.
第二洗浄水排出工程S6は、逆回転洗浄工程S5で第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の洗浄に使用された洗浄水を混合槽30内から排出する工程である。上記の逆回転洗浄工程S5を終えた状態にあっては、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20から洗い落とされた被混合物が洗浄水中に含まれた状態となっているが、この洗い落とされた被混合物を洗浄水とともに混合槽30外へと排出する。第二洗浄水排出工程S6における洗浄水の排出は、上述した第一洗浄水排出工程S3と同様の方法で行うことができる。ただし、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を回転させながら第二洗浄水排出工程S6を行う場合には、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を逆回転ではなく、正回転させながら第二洗浄水排出工程S6を行うとよい。
The second washing water discharge step S6 is a step of discharging from the mixing
混合槽30内の洗浄水が排出され、第二洗浄水排出工程S6を終えると、第一攪拌羽根10及び第二拡散羽根20の洗浄が完了する。このとき、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20は、そのオモテ面に付着していた被混合物だけでなく、そのウラ面に付着していた被混合物も洗い落とされた状態となっており、次の混合を好適に行うことができる状態となっている。
After the washing water in the
上述した第一洗浄水貯留工程S1、正回転洗浄工程S2、第一洗浄水排出工程S3、第二洗浄水貯留工程S4、逆回転洗浄工程S5及び第二洗浄水排出工程S6は、手動によって行う(二軸混合機に設けた操作部を人が操作することによって行う)ようにしてもよいが、本実施態様の二軸混合機では、工程S1~S6が自動的に切り替わるようにしている。 The first cleaning water storage step S1, the forward rotation cleaning step S2, the first cleaning water discharge step S3, the second cleaning water storage step S4, the reverse rotation cleaning step S5, and the second cleaning water discharge step S6 described above are manually performed. (Performed by manipulating the operation unit provided in the twin-screw mixer), but in the twin-screw mixer of the present embodiment, steps S1 to S6 are automatically switched.
すなわち、二軸混合機には、第一洗浄水貯留工程S1を実行する第一洗浄水貯留モードと、正回転洗浄工程S2を実行する正回転洗浄モードと、第一洗浄水排出工程S3を実行する第一洗浄水排出モードと、第二洗浄水貯留工程S4を実行する第二洗浄水貯留モードと、逆回転洗浄工程S5を実行する逆回転洗浄モードと、第二洗浄水排出工程S6を実行する第二洗浄水排出モードとが設定されているところ、第一洗浄水貯留モードから正回転洗浄モードへの切替えと、正回転洗浄モードから第一洗浄水排出モードへの切替えと、第一洗浄水排出モードから第二洗浄水貯留モードへの切替えと、第二洗浄水貯留モードから逆回転洗浄モードへの切替えと、逆回転洗浄モードから第二洗浄水排出モードへの切替えが、プログラムによって自動的に行われるようになっている。これにより、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の洗浄を省力化することが可能となっている。
That is, the twin-screw mixer performs a first wash water storage mode for executing the first wash water storage step S1, a forward rotation washing mode for executing the forward rotation washing step S2, and a first wash water discharge step S3. a second washing water storage mode for executing a second washing water storage step S4; a reverse rotation washing mode for executing a reverse rotation washing step S5; and a second washing water discharge step S6. When the second washing water discharge mode is set, switching from the first washing water storage mode to the forward rotation washing mode, switching from the forward rotation washing mode to the first washing water discharge mode, and switching from the first washing water discharge mode to the first washing water discharge mode Switching from the water discharge mode to the second cleaning water storage mode, switching from the second cleaning water storage mode to the reverse rotation cleaning mode, and switching from the reverse rotation cleaning mode to the second cleaning water discharge mode are automatically performed by the program. It is designed to be done systematically. This makes it possible to save labor in cleaning the
ところで、本発明の二軸混合機においては、上記の逆回転洗浄工程S5において、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を逆回転させるところ、螺旋面状を為す第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20は、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を正方向に回転させた際に、被混合物が循環移動する形状に設計されており、逆回転させることを想定した形状には設計されていない。
By the way, in the twin-screw mixer of the present invention, when the
すなわち、第一攪拌羽根10が正回転するときには、第一混練羽根11のウラ面と混合槽30における後壁部32(図2)の内面との隙間に被混合物が噛み込みにくくなっている一方で、第一攪拌羽根10が逆回転するときには、その隙間に被混合物が噛み込む虞がある。また、第二攪拌羽根20が正回転するときには、第二混練羽根21のウラ面と混合槽30における前壁部31(図2)の内面との隙間に被混合物が噛み込みにくくなっている一方で、第二攪拌羽根20が逆回転するときには、その隙間に被混合物が噛み込む虞がある。
That is, when the
このため、逆回転洗浄モードを行うと、第一混練羽根11のウラ面と混合槽30における後壁部32の内面との隙間や、第二混練羽根21のウラ面と混合槽30における前壁部31の内面との隙間に、被混合物が噛み込んでしまい、最悪の場合には、二軸混合機が故障する虞もある。このため、本実施態様の二軸混合機においては、逆回転洗浄モードを行う際に第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のウラ面側にある被混合物を第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のオモテ面側に逃がすための逃し用開口部αを、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20に設けており、上記の隙間に被混合物が噛み込みにくくしている。噛み込み防止効果がより好適に奏されるようにするため、逃し用開口部αは、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の外縁部近傍に設けている。
Therefore, when the reverse rotation cleaning mode is performed, the gap between the back surface of the
また、上記の逃し用開口部αは、被混合物の噛み込みを防止するだけでなく、被混合物を混合する際に被混合物を剪断する機能をも有している。すなわち、図4に示すように、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20を正回転させて被混合物90を混合する際に、第一攪拌羽根10のオモテ面側(A1+側)に位置する被混合物90が、逃し用開口部αを通じて第一攪拌羽根10のウラ面側(A1-側)に抜けるとともに、第二攪拌羽根20のオモテ面側(A2+側)に位置する被混合物90が、逃し用開口部αを通じて第二攪拌羽根20のウラ面側(A2-側)に抜けるようになっている。換言すると、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のオモテ面側に位置する被混合物90が、オモテ面側にそのまま残る部分と、剪断用開口部αを通じてウラ面側に抜けてくる部分とに、剪断用開口部αによって剪断されるようになっている。
Moreover, the escape opening α not only prevents the mixture from being bitten, but also has the function of shearing the mixture when the mixture is mixed. That is, as shown in FIG. 4, when the
既に述べたように、被混合物90が高流動コンクリートや高強度コンクリートである場合等、被混合物90の粘性が高い場合においては、被混合物90に含まれる微粒子が凝集体のまま残った状態になりやすいため、その被混合物90を短時間で均質な状態まで混合することは容易ではない。この点、本実施態様の二軸混合機では、上記のように第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20に逃し用開口部αを設けて、被混合物90が剪断されるようにしたことによって、被混合物90中に形成されている微粒子の凝集体を剪断(細化)することが可能となっている。したがって、被混合物90の粘性が高い場合でも、その被混合物90を短時間で均質な状態まで混合することができるようになっている。
As already described, when the
このように、上記の逃し用開口部αは、被混合物90が通過する部分となっているが、上記の正回転洗浄工程S2や逆回転洗浄工程S5を行う際には、洗浄水も逃し用開口部αを通過する。すなわち、正回転洗浄工程S2を行う際には、第一攪拌羽根10のオモテ面側(A1+側)に位置する洗浄水が、逃し用開口部αを通じて第一攪拌羽根10のウラ面側(A1-側)に抜けるとともに、第二攪拌羽根20のオモテ面側(A2+側)に位置する洗浄水が、逃し用開口部αを通じて第二攪拌羽根20のウラ面側(A2-側)に抜けるようになっている。このため、正回転洗浄工程S2を行う際には、逃し用開口部αを通じて第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のウラ面側に抜けてきた洗浄水によって、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のウラ面側を洗浄することも可能となっている。したがって、逆回転洗浄工程S5を行うよりも前に、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のウラ面側に付着した被混合物90をある程度洗い落とすことができるようになっており、逆回転洗浄工程S5を行っているときの被混合物90の噛み込みを抑えることが可能となっている。
As described above, the escape opening α is a portion through which the
また、逆回転洗浄工程S5を行う際には、第一攪拌羽根10のウラ面側(A1-側)に位置する洗浄水が、逃し用開口部αを通じて第一攪拌羽根10のオモテ面側(A1+側)に抜けるとともに、第二攪拌羽根20のウラ面側(A2-側)に位置する洗浄水が、逃し用開口部αを通じて第二攪拌羽根20のオモテ面側(A2+側)に抜けるようになっている。このため、逆回転洗浄工程S5を行う際には、逃し用開口部αを通じて第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のオモテ面側に抜けてきた洗浄水によって、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20のオモテ面側を洗浄することも可能となっている。このように、逃し用開口部αには、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の洗浄効果を高める機能をも有している。
In addition, when performing the reverse rotation washing step S5, the washing water located on the back side (A 1- side) of the
逃し用開口部αを設ける数やその配置は、特に限定されないが、上記のように、逃し用開口部αは、被混合物90の噛み込み防止だけでなく、被混合物90の剪断や、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の洗浄にも効くものであるため、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20の螺旋に沿った複数個所に設けることが好ましい。また、逃し用開口部αは、第一混練羽根11及び第二混練羽根21だけでなく、第一切返し羽根12及び第二切返し羽根22に設けることが好ましい。本実施態様の二軸混合機では、第一混練羽根11及び第二混練羽根21のそれぞれに逃し用開口部αを5個ずつ設け、第一切返し羽根12及び第二切返し羽根22のそれぞれに逃し用開口部αを3個ずつ設けている。
The number and arrangement of relief openings α are not particularly limited. Since it is also effective for cleaning the
逃し用開口部αの寸法は、被混合物90の種類等に応じて適宜決定される。というのも、逃し用開口部αが、被混合物90に配合される材料のうち最も粒径の大きな材料(最大材料)が通過できない寸法であると、逃し用開口部αが目詰まりして、逃し用開口部αを被混合物90が通過できなくなる虞があるからである。このため、逃し用開口部αは、最大材料が通過できる寸法とすることが好ましい。例えば、生コンクリートにおける最大材料は、通常、砂利であり、生コンクリートに配合される砂利は、寸法が大きなものだと粒径が40mm程度あることもある。このため、この種の生コンクリートを混合する場合には、逃し用開口部αは、40mm角以上の寸法(最大材料の粒径の1倍以上の差渡し寸法)とすることが好ましく、80mm角以上の寸法(最大材料の粒径の2倍以上の差渡し寸法)とすることがより好ましく、120mm角以上の寸法(最大材料の粒径の3倍以上の差渡し寸法)とすることがさらに好ましい。
The dimensions of the escape opening α are appropriately determined according to the type of the
一方、逃し用開口部αの寸法を大きくしすぎると、第一攪拌羽根10及び第二攪拌羽根20における広い範囲を逃し用開口部αが占めるようになり、被混合物90が循環移送されにくくなる虞がある。このため、上記の生コンクリートを混合する場合には、逃し用開口部αは、300mm角以下の寸法(最大材料の粒径の7.5倍以下の差渡し寸法)とすることが好ましく、240mm角以下の寸法(最大材料の粒径の6倍以下の差渡し寸法)とすることがより好ましく、200mm角以下の寸法(最大材料の粒径の5倍以下の差渡し寸法)とすることがさらに好ましい。本実施態様の二軸混合機において、逃し用開口部αは、内外方向の幅が約130mm、螺旋方向の幅が約190mmの略矩形に形成している。ただし、逃し用開口部αは、矩形(正方形を含む長方形)に限定されず、他の多角形(三角形や六角形等)や円形や楕円形等、他の形状とすることもできる。
On the other hand, if the dimension of the escape opening α is too large, the escape opening α will occupy a wide range in the
第一混練羽根11及び第一切返し羽根12、並びに、第二混練羽根21及び第二切返し羽根22は、それぞれを1つの部材によって構成してもよい。しかし、この場合には、羽根11,12,21,22のいずれかに摩耗や破損等が生じた場合に、摩耗や破損等が生じた羽根11,12,21,22を丸ごと交換する必要がある。羽根11,12,21,22において、摩耗や破損等が最も生じやすいのは、羽根11,12,21,22の外縁部であるところ、外縁部にしか摩耗が生じていない羽根11,12,21,22の全体を交換するのは、非常に不経済である。
The
このため、本実施態様の二軸混合機においては、図6に示すように、第一攪拌羽根10の第一混練羽根11を、その回転中心(軸線L1)から遠い側に位置する外側羽根40と、その回転中心(軸線L1)に近い側に位置する内側羽根50とに分離可能な構造としている。このように、第一混練羽根11を、外側羽根40と内側羽根50とに分離可能な構造とすることによって、外側羽根40及び内側羽根50のうち、摩耗等が生じた方のみを交換することができるようになっている。
For this reason, in the twin - screw mixer of this embodiment, as shown in FIG. 40 and an
第一攪拌羽根10の第一切返し羽根12や、図6では示していない第二攪拌羽根20の第二混練羽根21及び第二切返し羽根22も、これと同様の構造としている。以下においても、主に、第一攪拌羽根10の第一混練羽根11の分割構造について説明するが、第一混練羽根11で述べる分割構造に係る構成は、第一切返し羽根12や第二混練羽根21や第二切返し羽根22においても同様に採用することができる。
The
図7は、本発明の二軸混合機における外側羽根40及び内側羽根50を螺旋方向に垂直な面で切断した状態を示した断面図である。本実施態様の二軸混合機において、外側羽根40は、図7(a)に示すように、それに設けられたボルト挿通孔40aに羽根取付けボルト14を挿通し、その羽根取付けボルト14の先端部を螺旋アーム13における所定箇所に固定することで、螺旋アーム13の外縁部分に取り付けるようになっている。一方、内側羽根50は、それに設けられたボルト挿通孔50aに羽根取付けボルト14を挿通し、その羽根取付けボルト14の先端部を螺旋アーム13における所定箇所に固定することで、螺旋アーム13の内縁部分に取り付けるようになっている。外側羽根40のボルト挿通孔40aは、内外方向に延在する長孔状に設けており、図7(a),(b)の変位ΔDに示すように、螺旋アーム13に対する外側羽根40の位置を内外方向で調節できるようにしている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the
上述した外側羽根40や内側羽根50は、それぞれを1つの部材により形成してもよいが、それぞれを複数の部材で形成すると好ましい。本実施態様の二軸混合機においても、図6に示すように、外側羽根40を、その螺旋方向で分割された複数の外側羽根分割体41によって構成しており、内側羽根50を、その螺旋方向で分割された複数の内側羽根分割体41によって構成している。これにより、外側羽根40及び内側羽根50を、より狭い範囲で(外側羽根分割体41ごと又は内側羽根分割体51ごとに)交換することが可能になる。また、外側羽根40や内側羽根50は、上記の逃し用開口部αとなる凹凸を有する等、ある程度複雑な形態を有しており、このような形態を有する外側羽根40や内側羽根50を1つの部材で螺旋面状に成形することは必ずしも容易ではないところ、それぞれを複数の外側羽根分割体41及び複数の内側羽根分割体51で構成したことによって、外側羽根分割体41自体や内側羽根分割体51自体は、比較的簡素な形態(平版状)としながらも、羽根11,12,21,22を螺旋面状に形成することが可能となっている。上記の逃し用開口部αは、図6における網掛けハッチング部分で示すように、外側羽根40と内側羽根50との境界部であって、隣り合う外側羽根分割体41の境界部に形成されるようにしている。
Although each of the
10 第一攪拌羽根
11 第一混練羽根
12 第一切返し羽根
20 第二攪拌羽根
21 第二混練羽根
22 第二切返し羽根
30 混合槽
40 外側羽根
41 外側羽根分割体
50 内側羽根
90 被混合物
L1 軸線(第一攪拌羽根の回転中心)
L2 軸線(第二攪拌羽根の回転中心)
α 逃し用開口部
10
L 2 axis (rotation center of second stirring blade)
α Relief opening
Claims (7)
略水平な軸線L1を中心線とする螺旋面状に連なる第一混練羽根、及び、軸線L 1 を中心線として、第一混練羽根とは逆向きの螺旋面状に連なる第一切返し羽根とで構成され、軸線L 1 を回転中心として回転可能な状態で混合槽内に配された螺旋面状の第一攪拌羽根と、
軸線L1に略平行な軸線L2を中心線とする螺旋面状に連なる第二混練羽根、及び、軸線L 2 を中心線として、第二混練羽根とは逆向きの螺旋面状に連なる第二切返し羽根とで構成され、軸線L 2 を回転中心として回転可能な状態で混合槽内に配された螺旋面状の第二攪拌羽根と
を備え、
第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を、被混合物を混合する向きに回転(以下、「正回転」という。)させると、
第一攪拌羽根によって、被混合物が軸線L1方向一側から軸線L1方向他側に移送されて第二攪拌羽根側に移送された後、
第二攪拌羽根によって、被混合物が軸線L2方向他側から軸線L2方向一側に移送されて第一攪拌羽根側に移送されるようにし、
以下、この被混合物の移送が繰り返されることで、被混合物が混合槽内を循環移動しながら混合されるようにした
二軸混合機であって、
混合槽内に洗浄水を貯留する第一洗浄水貯留モードと、
混合槽内に洗浄水を溜めた状態で第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を正回転させながら第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を5~15分間にわたって洗浄する正回転洗浄モードと、
正回転洗浄モードで使用された洗浄水を混合槽内から排出する第一洗浄水排出モードと、
混合槽内に再度洗浄水を貯留する第二洗浄水貯留モードと、
混合槽内に洗浄水を溜めた状態で第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を正回転とは逆向きに回転(以下、「逆回転」という。)させながら第一攪拌羽根及び第二攪拌羽根を洗浄する逆回転洗浄モードと、
逆回転洗浄モードで使用された洗浄水を混合槽内から排出する第二洗浄水排出モードと
を実行することができるようにした
ことを特徴とする二軸混合機。
a mixing vessel for containing the material to be mixed;
A first kneading blade connected in a spiral plane with a substantially horizontal axis L 1 as the center line, and a first return blade connected in a spiral plane in the opposite direction to the first kneading blade with the axis L 1 as the center line A spiral surface-shaped first stirring blade arranged in the mixing tank in a rotatable state about the axis line L 1 ,
A second kneading blade connected in a spiral plane shape with an axis line L 2 substantially parallel to the axis line L 1 as a center line, and a second kneading blade connected in a spiral plane shape in the opposite direction to the second kneading blade with the axis line L 2 as the center line and a spiral surface-shaped second stirring blade arranged in the mixing tank in a rotatable state about the axis L2 as the rotation center,
When the first stirring blade and the second stirring blade are rotated in the direction of mixing the mixture (hereinafter referred to as "forward rotation"),
After the mixture is transferred from one side in the direction of the axis L1 to the other side in the direction of the axis L1 by the first stirring blade and then transferred to the side of the second stirring blade,
By the second stirring blade, the mixture to be mixed is transferred from the other side in the direction of the axis L 2 to the one side in the direction of the axis L 2 and transferred to the side of the first stirring blade,
Hereinafter, a twin-screw mixer in which the material to be mixed is mixed while being circulated in the mixing tank by repeating the transfer of the material to be mixed,
a first wash water storage mode for storing wash water in the mixing tank;
A forward rotation washing mode in which the first and second stirring blades are washed for 5 to 15 minutes while rotating the first and second stirring blades forward while washing water is stored in the mixing tank ;
a first washing water discharge mode for discharging the washing water used in the forward rotation washing mode from the mixing tank;
a second wash water storage mode in which wash water is stored again in the mixing tank;
The first stirring blade and the second stirring blade are rotated in the direction opposite to the forward rotation (hereinafter referred to as "reverse rotation") while the washing water is stored in the mixing tank . a reverse rotation cleaning mode for cleaning the
A second washing water discharge mode that discharges the washing water used in the reverse rotation washing mode from the mixing tank.
A twin-screw mixer characterized in that it is capable of executing
When performing the reverse rotation washing mode, the release opening for releasing the mixture on the back side of the first stirring blade and the second stirring blade to the front side of the first stirring blade and the second stirring blade 2. The twin-screw mixer according to claim 1, wherein the first stirring blade and the second stirring blade are provided.
3. The twin-screw mixer according to claim 2, wherein the relief openings are provided on the outer edges of the first stirring blade and the second stirring blade.
4. The twin-screw mixer according to claim 2 or 3, wherein the escape opening has a size of 40 mm square or more.
The twin-screw mixer according to any one of claims 2 to 4, wherein the escape openings are provided at a plurality of locations along the spiral of the first stirring blade and the second stirring blade.
The twin-screw mixer according to any one of claims 1 to 5, wherein switching from the forward rotation washing mode to the reverse rotation washing mode is automatically performed.
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