JPS6128432A - 混合機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は混合機に関する。

従来の技術 混合機は適当な添加剤例えば染料、可塑剤、結合剤等を
添加してゴム及びプラスチック化合物を混合するために
ゴム及びプラスチック工業分野においては幅広く使用さ
れている。現在使用されているほとんどの混合機は１９
３５年発行の米国特許第２．０１５，６１８号に記載さ
れた技術をその基本的デザインとしており、スパイラル
形状の突出表面あるいはノッグ（ｎｏｏ）を有する二つ
のロータから構成されている。各々のロータには二つの
ノッグが設けられており、一つのノッグはロータの全長
にわたり伸長しており、他のノッグは軸方向に分割され
た二つの部分から構成され、この二つの部分間のギャッ
プに他のロータの軸方向全長に伸長するノッグを受け入
れるようになっている。ロータはケーシングにその軸が
平行となるように取付けられそれぞれ互いに反対方向に
回転するようになっている。各々のロータが回転すると
、そのノッグがケーシングの内部表面を掃引し他のロー
タのノッグ間で他のロータ表面に近接する位置まで伸長
する。混合されるべき化合物は、ロータとケーシング表
面との相対運動の結果、破砕及び混線作用にさらされる
。混合されるべき化合物の過度の加熱を防止するために
、混合機は水の循環により冷却される。

米国特許第２．０１５．６１８号に記載されているよう
な一般的タイブの混合機は、ゴム及びプラスチック産業
においては長い間標準的なものであり、それらの特徴及
びデザインの細部はよく知られている。この産業におい
ては、各々のノッグの半径方向外部表面とケーシングの
対面する内部表面との間の半径方向ギャップ（間隙）が
非常に重要であることが知られており、代表的にはこの
ギャップが約７ｍに設定されている。同じ大きさのギャ
ップを、各々のノッグの半径方向外部表面と他のロータ
の対向する表面との間で、及び一方のロータのノッグの
後端部の後端エツジと他のロータのノッグの隣接する先
端エツジとの間で、保持するような努力がなされていた
。

長期間ロータが使用されるとロータは摩耗し、特に各々
のロータの他のロータのノッグの半径方向外部表面に面
する部分は摩耗し易い。その結果ノッグとロータ表面と
の間のギャップが顕著に増加する。このようなロータの
摩耗は一部のオペレータによっては許容されているが、
これは主に摩耗したロータを交換するのに費用が発生す
るか°らである。摩耗した混合機の性能は一般的にそれ
ほどよくないと考えられる。

従来の混合機の一般酷に認められている他の特徴は、混
合機ケーシングの端面に隣接するロータのノッグの軸方
向端部の特性である。一般的に、ロータのノッグがケー
シングの端部壁を横切って通過するとき、ノッグ端部の
清掃効果を改良するために各々の螺旋状ノッグの先端及
び後端部はロータの軸方向端部まで伸長している。さら
に米国特許第２，０１５，６１８号に示されているよう
に、端部壁上での削り効果を改善するためにノッグの後
端部の先端エツジは回転方向にしばしば曲げられている
。さらに混合されるべぎ化合物をよく混合しノッグとケ
ーシング表面との間の望ましい削り効果を得るために、
ロータノッグの先端部は一般的にロータ軸に平行な先端
エツジと真直ぐな後端エツジを有するように形状付けら
れている。

これらの特徴にもかかわらず一連の混合作用の間での混
合機の清掃が困難であるという問題がある。

これは一つのバッチ（ｂａｔｃｈ）からの極く少量の物
質でも後続するバッチの品質に非常に太きく影響するの
で、特に連続するバッチでの色が大きく相違するとき非
常に大きな問題となる。

１豆亘亘潰 本発明は以−Ｆの点に鑑みなされたもので、上述した従
来技術の問題点を解決あるいは改善した混合機を提供す
ることを目的とする。

丸豆史且羞 本発明によれば、ケーシングと、その回転軸が互いに平
行なケーシングに支持された二つのロータと、前記二つ
のロータを反対方向に回転する手段とから構成される混
合機が提供される。各々のロータは一般的に螺旋形状の
二つのノッグを有しており、一方のノッグは一つの形成
体から構成され、他方のノッグは軸方向に離間された二
つの形成体から構成されており、これらの形成体の間に
他のロータが回転すると他のロータのノッグの一つの形
成体から構成されたノッグを受け入れるようになってい
る。一方のロータの各々のノッグの半径方向外部表面と
他方のロータの近接する表面との間の半径方向距離は各
々のロータノッグの半径方向外部表面とケーシングの内
部表面との間の半径方向距離よりも十分に大きくなるよ
うに構成されている。

上述した構成をとることにより、従来の混合機に比較し
て単位時間当りの混合機の生産量を増加することができ
る。すなわち一つのバッチにおいて混合時間を増加せず
により多くの物質を混合することができる。

望ましくはノッグとロータとの間の距離はノッグとケー
シングとの間の距離の二倍よりも大きくなるようにしで
ある。例えばノッグとケーシングととの間の距離を６．
５ｍとした場合、ノッグとロータとの間の距離は１５ａ
ｍである。ノッグとロータとの間の距離とノッグとケー
シングとの間の距離の比は上述した値に限られるもので
はなく、たとへば３対２の比率あるいは７対４の比率も
採用可能である。ロータの直径は、突出部を形成するノ
ッグの部分を除いて一様に形成されるが、ノッグの下方
に「足跡」状にノッグに対向するロータ表面に凹部が形
成されるのが望ましい。これらの凹部の縁部はスムーズ
な形状をしているのが望ましい。

本発明の混合機はさらに次の特徴を有している。

すなわち、各々のロータの一つの形成体より構成された
ノッグの後端部とケーシングの隣接する軸方向端部との
間に軸方向のギャップが形成されており、これにより混
合される物質はこのギャップを通過できるようになされ
ている。

この配置をとることにより物質の循環が改良され、これ
により混合された一塊の物質を混合機から投棄してその
後混合機を清掃するのが容易となり、その結果生産量を
効果的に増加することができる。さらにこの構成をとる
ことにより、混合に要する８？ｆｉを増加せずにあるい
は混合の品質を低下させずに、一つのバッチで処理でき
る物質の量を増加させることができ、生産量を結果的に
増加することができる。

本発明はさらに次の特徴を有している。すなわち、各々
のロータノッグの後端部と１−タ回転方向の他のノッグ
の先端部との間の最小ギャップが、ノッグの半径方向外
部表面とケーシングとの間のギャップよりも十分に大き
くなるように構成されている。この構成をとることによ
り、生産量をまた増加することかできる。

本発明の混合機はさらに次の特徴も有している。

すなわち、それらの表面を横切る物質の流れを補助する
ためにチャンバーの端部に隣接するノッグの側部が流線
形状に形成されている。この配置をとることにより、混
合機から混合された物質を投棄してその後混合機を清掃
するのが容易となる。

以下本発明を図面を参照してその一実施例について詳細
に説朗することにする。

友−１−３ 先ず第１図及び第２図を参照すると、これらは本発明の
理解を助けるために従来の混合機の軸方向端面図及び一
方のロータの展開図を示している。

先ず第１図を参照すると、二つのロータ１及び２はその
壁が破線５で示されているケーシング中において平行な
軸３及び４の周りに回転可能に支持されている。ケーシ
ングの上部は混合すべき物質を一般的に油圧ラムにより
供給するために開口しており、ロータの下部でケーシン
グ中央部には混合機から混合された物質を投棄するため
の着脱可能なドア（図示せず）が設けられている。各々
のロータには一般的に螺旋形状の二つのノッグ（突出部
）６及び７が形成されている。一方のノッグは一つの隆
起した形成体により形成されロータの軸方向全長に伸長
しており、他方のノッグは軸方向に離間した二つの隆起
した形成体により形成され、二つの形成体の間にはロー
タが回転されると他のロータのノッグ６が受け入れられ
るようになっている。

第２図を参照すると、ロータを展開したロータ表面を示
している。この図より明らかなように、ノッグ部分７は
軸方向に離間した一般的に螺旋状の二つの部分から構成
されている。各々の螺旋状ノッグは、ロータの軸方向全
長にわたり伸長し、周方向にはロータの半周よりも僅か
ばかり長い距離だけ伸長している。第２図において、線
８．９．１０．１１は互いに周方向９０度離間されてい
る。

次に第３図及び第４図を参照すると、これらの図は本発
明の混合機のそれぞれ軸方向端面図及び一方のロータの
展開ロータ表面図を示している。

これらの図から明らかなように、本発明は第１図及び第
２図に示した従来の混合機に比較して四つの大きな相違
を有している。

第１の相違は、陰影部分１２が切削され研削されて凹部
を形成していることであり、これらの凹部は他のロータ
のノッグの「足跡」の下方に位置している。かくして、
各々のノッグの半径方向外部表面と他のロータの表面と
の間の最小半径方向距離は凹部の深さだけ、例えば６．
５履から１５胴に、増加されることになる。第３図の破
線は一つの凹部の一方の端部の断面を示している。凹部
の縁部は流線形状に形成されていることがわかる。

第２の相違は、長いノッグ６の後端部がカットされてい
ることである。この構造をとることにより、ノッグ６の
後端部とロータの端部によってケーシング（図示せず）
の端部壁との間に約２０ｍのギャップが形成される。

第３の相違は、ノッグの隣接する端部におけるニップ面
１４を研削し、ノッグの隣接する端部の間の間隔を例え
ば７ｍから１４ｍに増加していることである。

第４の相違は、それを通しての物体の流れを改良するた
めにノッグの軸方向端部の部分１５を流線形状にしてい
ることである。

第３図及び第４図に示される本発明の混合機によると、
同じ基本的形状を為する第１図及び第２図に示された従
来の混合機に比較して、混合時間を増加せずあるいは混
合品質を悪化させずに、１バッヂ当りの物質の生産量を
１２乃至１７％増加させることができた。上述した基本
的形状とは、ノッグの外部直径が４７７ｍ、ロータ本体
の直径が３４９層、ケーシングの内部直径が４９０ｍ。

ロータの長さが６３５Ｍである。

しかし標準ロータと同じ混合時間を維持するためには、
ロータの回転速度を５％はど増加する必要がある場合が
ある。１バッチ当りの電力消費は従来と同じであり、そ
のため本発明によると太きなバッチを処理することがで
きるので電力消費率を減少することができる。

本発明はケーシングを有する完成された混合機について
説明してきた。しかし本発明により改良されたロータは
完成された混合機の一部品としてでなく、従来からある
混合機のロータの交換部品としても使用することができ
る。

ノッグとロータ本体との間のギャップを増加するために
局部的な「足跡」あるいは凹部をロータに設けることが
上述されている。しかし同じ効果を達成するために、ロ
ータ本体の全体を小さな直径となるように構成してもよ
い、しかしロータ本体の冷却表面領域が維持されるので
、ロータ前面に凹部を形成するのが望ましい。この冷却
表面領域はロータ本体を小さな直径で構成した場合には
維持することができない。ざらに、１バツヂの処理量は
混合機のチャンバーの実際の容積よりもロータニップを
通して物質を取り入れ通過させるロータの性能に大きく
影響されるので、ロータ表面に局部的な凹所を形成する
ことにより物質の通過路をできるだけ浅く維持−′でき
、これにより混合物質とロータ及び混合チャンバーの作
動表面との間の大きな接触領域を提供することができる
。

適当な内部冷却空間及び通路を達成するために及びロー
タと軸とのネック部における最大曲げ強さを達成するた
めに、ロータ鋳造作業において二部分軸焼ばめが一般的
に使用される。足跡状凹部を使用することにより、ロー
タの直径をその全体にわたり縮小するときに起るループ
状の過度のストレスを避けることができる。これにより
曲げ剛性も維持される。

上述したように本発明によればノッグの隣接する端部間
の間隔が大きくなるので、ロータ間のギャップを通して
ノッグが物質を混合機中に引き入れる能力を増加するこ
とができ、この結果１バツチの作業量を増加することが
できる。

ノッグ端部のニップは１８０度回転毎に起こるロータ間
のバリヤーを形成し、望ましい混合に必要不可欠である
混線作用を提供する。しかしもしノッグ端部のニップが
狭すぎる場合には、混合物質の過度の圧縮が起き、混合
チャンバー内における混合物質の動きが制限される。こ
の場合には混合作用に何も寄与せずに電力消費及び熱の
発生が増加することになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の混合機の軸方向ロータ端面図、第２図は
第１図の一つのロータを展開したロータ表面展開図、 第３図は本発明の混合機の軸方向ロータ端面図、第４図
は第３図の一つのロータを展開したロータ表面展開図で
ある。 １．２・・・ロータ、　６．７・・・ノツク（突出部）
、１２・・・凹部、　　　１３・・・ノツクの後端部、
１４・・・ニップ面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ケーシングと、それぞれ回転軸が平行になるようにケー
   シング中に支持された二つのロータと、前記ロータを反
   対方向に回転する手段とから構成され、各々のロータは
   一般的に螺旋形状の二つの突出部（ノッグ）を有してお
   り、一つの突出部は一つの形成体より構成されており、
   他の突出部は軸方向に離間した二つの形成体により構成
   されロータが回転すると他のロータの一つの形成体から
   構成されている突出部がそれらの間に受け入れられるよ
   うになっており、一方のロータの各々の突出部の半径方
   向外側表面と他のロータの隣接表面との間の半径方向距
   離は各々のロータ突出部の半径方向外側表面とケーシン
   グの内部表面との間の半径方向距離よりも十分に大きく
   なるように構成されており、及び／又は各々のロータの
   一つの形成体より構成される突出部の後端部とケーシン
   グの隣接する軸方向端部との間に軸方向の間隙が設けら
   れており、及び／又は各々のロータの突出部の後端部と
   ロータが回転する方向の他の突出部の先端部との間の最
   小間隙はロータ突出部の半径方向外側表面とケーシング
   との間の間隙よりも十分に大きくなるように形成されて
   おり、及び／又はそれらの表面を横切る物質の流れを助
   けるためにチャンバーの端部に近接する突出部の側部は
   流線形状に形成されていることを特徴とする混合機。