説明

横型乾式粉砕機

【課題】原料の粉砕室内での滞留時間を自由にコントロールでき、製品の粒度コントロールの幅を大きくすることのできる横型乾式粉砕機を提供する。
【解決手段】本発明の横型乾式粉砕機は、製品排出部に、製品の排出を制御して、原料の粉砕タンク内の滞留時間をコントロールする開閉機構を設けるとともに、攪拌部材が、前記開閉機構の開時、閉時にかかわらず連続して運転するようにしたことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、横型乾式粉砕機に関する。本発明の横型乾式粉砕機は、アルミナ、窒化珪素、ジルコニア、窒化アルミ、PZT、チタン酸バリューム、その他のセラミック、フェライト、シリカ、ガラス、カーボン、無機顔料、有機顔料、その他の乾式粉砕物等の原料を微細粒子に粉砕するための使用に特に適しているが、これに限定されるものではない。
【背景技術】
【0002】
従来の横型乾式粉砕機としては、実公平7−8034号に記載されたものが知られている。この公報に記載された横型乾式粉砕機は、一端に原料投入ノズルを有し、他端に粉砕された原料の排出部を有し、前記排出部の近傍にセパレーターがそれぞれ配置された円筒状の粉砕室と、この粉砕室の前記一端側に配置された推力発生部材であるスクリューと、前記粉砕室内に回転自在に設けられ、攪拌要素として回転軸の周りに植設された複数のアームを有する攪拌部材と、粉砕室内に充填されている粉砕メディアとを備えている。このような横型乾式粉砕機においては、原料投入ノズルから粉砕室内に投入された原料は、前記スクリューにより排出部に向けて推力が与えられ、前記粉砕メディアとともに攪拌され、相互摩擦、せん断等により粉砕され、この後、セパレーターにより粉砕メディアと分離され、排出部から排出される。
【0003】
このような横型乾式粉砕機は、通常連続運転型であるが、閉塞して運転が不可能になったり、流動性がよすぎて粉砕が十分でなかったり、流動性が原料である粉砕物の性状に大きく左右され、コントロールは事実上困難である。
【特許文献1】実公平07−8034号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで、本発明は、原料の粉砕室内での滞留時間を自由にコントロールでき、製品の粒度コントロールの幅を大きくすることのできる横型乾式粉砕機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の横型乾式粉砕機は、粉砕室を有する筒状の粉砕タンク、この粉砕タンクの一端に設けられ、原料を該粉砕タンク内に投入するための原料投入部、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、前記粉砕室内に設けられ、水平回転軸の周りに回転自在に配置され、前記原料と粉砕メディアの混合物を撹拌して原料を粉砕する攪拌部材、前記粉砕タンクの他端に設けられたメディア分離部、粉砕されできた製品を排出する製品排出部を備える横型乾式粉砕機において、前記製品排出部に、製品の排出を制御して、原料の粉砕タンク内の滞留時間をコントロールする開閉機構を設けるとともに、前記攪拌部材が、前記開閉機構の開時、閉時にかかわらず連続して運転するようにしたことを特徴とする。
【0006】
前記開閉機構は、製品排出部の排出パイプに設けた自動弁であることが好ましい。
前記原料投入部には原料供給機が接続され、前記自動弁は、この原料供給機と連動していることが好ましい。
【0007】
本発明の横型乾式粉砕機は、該横型乾式粉砕機を計重する計重機構、およびこの計重機構の出力信号に基づき前記開閉機構の閉動作を制御する制御手段を備えていることが好ましい。前記制御手段は、前記開閉機構が閉じた後、所定時間後に該開閉機構を開くためのタイマーを備えていることが好ましい。
【0008】
本発明の横型乾式粉砕機においては、前記攪拌部材が、前記粉砕タンクの一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面と垂直面を有する複数の円錐台状のディスクと複数のピンを交互に備えており、前記ディスクには、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる連通孔が形成されており、この連通孔は、前記垂直面の比較的内周側に第1開口を有し、前記テーパー面に前記第1開口より外周側に配置された第2開口を有していることが好ましい。
【0009】
本発明の横型乾式粉砕機は、前記粉砕室内の前記原料投入部の近傍に配置され、前記粉砕メディアおよび原料投入部から投入された原料に前記粉砕室の他端に向かっての推力を与える機械式推力発生手段を備えていることが好ましい。
前記推力発生手段は、スクリューであることが好ましい。
前記攪拌部材と推力発生手段は、同一回転駆動軸に設けられ、同時に回転するようになっていることが好ましい。
前記回転駆動軸の一端は、ケーシングを貫通して延びており、この回転駆動軸の一端とケーシングの間には、前記粉砕室の密閉状態を保つための軸シールが設けられており、この軸シールより粉砕室側にガスを導入するためのガス導入部が設けられていることが好ましい。
【0010】
前記攪拌部材は、ジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることが好ましい。
前記粉砕タンクは、アルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明の横型乾式粉砕機においては、前記したように、前記製品排出部に、製品の排出を制御して、原料の粉砕タンク内の滞留時間をコントロールする開閉機構を設けたので、任意の滞留時間を得ることが可能となった。これによって製品の粒度のコントロールの幅が大きくなり、希望の品質の製品を得ることができ、利用価値が高まる。
更に、本発明の横型乾式粉砕機においては、攪拌部材(ひいては粉砕機)が連続運転し、大きな動力を必要とするオン・オフの必要がないので、電気的にも無理が無く効率的である。また、攪拌部材の運転を止めることなく、開閉機構と原料供給機の連動で、正確な粉砕が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態による横型乾式粉砕機について説明する。
図1は、本発明の実施形態による横型乾式粉砕機10を示すものであり、この横型乾式粉砕機10は、内部に粉砕室12を有する横置き円筒形の粉砕タンク14を有している。この粉砕タンク14は、耐熱性材料であるアルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることが好ましい。この粉砕タンク14の一端(原料の流れで上流側−以下、全ての部材、部品にについて、この側を一端という)にはケーシング16が、他端(原料の流れで下流側−以下、全ての部材、部品にについて、この側を他端という)にはメディア分離部材(セパレーター)18、粉砕された製品を排出する製品排出部100がそれぞれ取り付けられている。また、前記粉砕タンク14の一端には、図示したように原料投入部である原料投入ノズル22が設けられている。メディア分離部材(セパレーター)18の構造は特に限定されるものでなく、例えば板状の部材に複数のスリットや孔を設けたものとすることができる。
【0013】
前記粉砕タンク14内部には、前記ケーシング16から水平に延びる回転駆動軸24が延伸している。この回転駆動軸24は、粉砕タンク14と同軸に配置されている。前記粉砕室12内において、回転駆動軸24の一端側(原料投入ノズル22の下方)には、原料投入ノズル22から投入された砕料に他端方向への推力を与える推力発生手段であるスクリュー26が設けられている。回転駆動軸24上のこのスクリュー26より他端側には、攪拌部材28を構成する攪拌要素である第1攪拌アーム30と第2攪拌アーム32が軸方向に間隔をおいて交互に配置されている。前記第1攪拌アーム30は、回転駆動軸24上に植設されたピン状部材である。また、前記第2攪拌アーム32は、粉砕タンク14の一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面34と垂直面36を有する円錐台状のディスク38である。このディスク38には、図に示されているように、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる複数の連通孔40が形成されている。この連通孔40は、複数個設けられるのが好ましく、ディスク38の周方向に等間隔に配置される。この連通孔40は、前記垂直面36の比較的内周側に第1開口42を有し、前記テーパー面34に前記第1開口42より外周側に配置された第2開口44を有している。このディスク38に設けられた連通孔40により、粉砕室12内に充填された粉砕メディアMと砕料RMとの混合物には、ディスク38の周りでの還流fが引き起こされる。なお、攪拌部材28は、その先端(最もメディア分離部材18側)に図示したような先端アーム38aを備えていることが好ましい。前記攪拌部材28は、耐摩耗性材料であるジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることが好ましい。
前記粉砕メディアMは、直径数mm程度の粒状のものであって、粉砕室12に粉砕室12の容量の50〜75%程度充填されていることが好ましい。
【0014】
前記回転駆動軸24は、軸受け46によりケーシング16に回転自在に支持され、図2に示された周知の駆動機構(ベルトアンドプーリー)106を介して駆動源である駆動モーター108に接続されており、回転駆動される。回転駆動軸24は、前記の軸受け46とスクリュー26の間の部分でオイルシール48等で軸シールされ、粉砕室12内部を密閉状態に保っている。この回転駆動軸24のオイルシール48より粉砕室12側の部分(オイルシールに隣接した部分)には、ランタンリング50が設けられており、このランタンリング50には、ガス導入通路52が連通されている。このガス導入通路52からは、エア等のガスが導入される。この導入されたガスは、ランタンリング50を介して粉砕室12内に流入するようになっており、原料がオイルシール48内に侵入するのを防止している。また、このガスは、砕料(粉体)を流動化させ、流動性を向上させる役割も行う。
【0015】
前記粉砕タンク14の外周側には、該粉砕タンク14と間隔をおいてジャケット54が設けられており、このジャケット54内を、粉砕タンク、粉砕室を冷却する冷却水が流通するようになっている。図において、符号56は冷却水入口ノズル、符号58は冷却水出口ノズルをそれぞれ示している。
【0016】
前記製品排出部100には、得られた製品を粉砕機外部に排出するための排出パイプ102が設けられており、この排出パイプ102の途中には、この排出パイプ102の開閉機構である自動弁104が設けられている。
【0017】
図2に示されているように、前記原料投入ノズル22の上方には、原料供給機である定量フィーダー110の原料供給パイプ112が連続しており、この定量フィーダー110から砕料RMが原料投入ノズル22に供給されるようになっている。なお、後に説明する目的のため、隣接した原料供給パイプ112と原料投入ノズル22の端部同士は若干離間されており、その端部同士は蛇腹状覆い(図示せず)で接続され、その離間部から砕料RMが流出しないようにしている。
【0018】
定量フィーダー110は、駆動モーター114により一定速度で回転駆動させられるようになっている。
【0019】
本横型乾式粉砕機10は、その全体の重量(砕料RMの分も含む)を計量する計重機116を備えている。
【0020】
前記自動弁104、攪拌部材28の駆動モーター108および定量フィーダー110の駆動モーター114は、マイコン、タイマー等を備えた制御手段であるコントロールボックス118に接続され、それらの作動が制御されるようになっている。
【0021】
前記計重機116は、横型乾式粉砕機10の重量を測定し、その重量を示す重量信号S1を前記コントロールボックス118に送るようになっている。
【0022】
次に、以上の横型乾式粉砕機10の作動について説明する。
まず、コントロールボックス118の電源を投入すると、コントロールボックス118は、自動弁104が閉じていることを確認した上で、定量フィーダー110の駆動モーター114を始動させ、砕料RMの供給を開始する。この供給された砕料RMは粉砕室12内のスクリュー26に落下し、このスクリュー26により粉砕室12の他端側に進められる。このとき、ガス導入通路52からのガスによっても、砕料の推力が促進される。
上記の定量フィーダー110による砕料RMの供給は、粉砕室12に処理すべき所定量の砕料RMが投入されるまで行われる。
【0023】
コントロールボックス118は前記重量信号S1を常に監視しており、重量信号S1が粉砕室12に処理すべき所定量の砕料RMが投入されたことを示す値となったとき、定量フィーダー110の作動を停止するとともに、該コントロールボックス118が持つタイマー(図示せず)により計時を開始する。計時される時間は、攪拌部材28による砕料RMの好ましい粉砕が行われるに必要な時間(以下、粉砕時間と称する)である。
攪拌部材28は連続運転しており、粉砕室12に処理すべき所定量の砕料RMが投入された状態で、砕料RMの撹拌粉砕を行う。
【0024】
このとき、砕料RMは、攪拌部材28によって粉砕メディアMと共に回転攪拌され、粉砕メディアM間で挟撃され、衝撃力や磨砕作用を受け、徐々に粉砕される。この粉砕時において、砕料RMと粉砕メディアMの一部は、ディスク38の第1開口42に侵入し、連通孔40を通って第2開口44から排出されるという動きを生じ、これにより還流fが引き起こされる。この還流fにより、粉砕室内部での砕料RMの分布が均一なものとなり、均一な粉砕が行われる。また、特にこの還流により、粉砕メディアに大きな運動エネルギーが与えられ、粉砕メディア間の接触確率を増大させて、粉砕能力を大きくする。
【0025】
所定の粉砕時間が経過すると、コントロールボックス118は、自動弁104を開き、十分に粉砕され、微細化された砕料を製品排出部100から製品として回収する。このとき、製品はメディア分離部材(セパレーター)18により粉砕メディアMと分離されて、メディア分離部材を通過する。
【0026】
粉砕室12内の製品がほぼ完全に排出されると、コントロールボックス118は、重量信号S1により、それを検知し、自動弁104を閉じるとともに、定量フィーダー110を再び駆動し、砕料RMの供給を再開し、以下、上記の工程を繰り返す。
以上の実施形態では、粉砕室12内に所定量の砕料RMが供給されたこと、および粉砕室12から製品がほぼ完全に排出されたことを計重機116を設けて検知したが、上記の供給、排出をコントロールボックス118のタイマーにより時間的に制御するようにしてもよい。
【0027】
なお、砕料(粉体)は、微細化されると凝集を生じ、粉砕エネルギーを加えても小さくならず、逆に大きくなってしまうという問題が生ずることがある。この問題は、原料投入ノズル22からアルコール等の粉砕助剤を加えることによって解消することができる。
また、粉砕作業中は、前記ジャケット54内に冷却水を流して、粉砕室12内の温度を所定の温度に保ち、粉砕効率を高める。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の実施態様による横型乾式粉砕機を示す断面図である。
【図2】本発明の実施態様による横型乾式粉砕機の制御系統を示す概略図である。
【符号の説明】
【0029】
10 横型乾式粉砕機
12 粉砕室
14 粉砕タンク
16 ケーシング
18 メディア分離部材
22 原料投入ノズル
24 回転駆動軸
26 スクリュー
28 攪拌部材
30 第1攪拌アーム
32 第2攪拌アーム
34 テーパー面
36 垂直面
38 ディスク
40 連通孔
42 第1開口
44 第2開口
46 軸受け
48 オイルシール
50 ランタンリング
52 ガス導入通路
54 ジャケット
56 冷却水入口ノズル
58 冷却水出口ノズル
100 製品排出部
102 排出パイプ
104 自動弁
106 駆動機構
108 駆動モーター
110 定量フィーダー
112 原料供給パイプ
114 駆動モーター
116 計重機
118 コントロールボックス


【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉砕室を有する筒状の粉砕タンク、この粉砕タンクの一端に設けられ、原料を該粉砕タンク内に投入するための原料投入部、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、前記粉砕室内に設けられ、水平回転軸の周りに回転自在に配置され、前記原料と粉砕メディアの混合物を撹拌して原料を粉砕する攪拌部材、前記粉砕タンクの他端に設けられたメディア分離部、粉砕されできた製品を排出する製品排出部を備える横型乾式粉砕機において、
前記製品排出部に、製品の排出を制御して、原料の粉砕タンク内の滞留時間をコントロールする開閉機構を設けるとともに、前記攪拌部材が、前記開閉機構の開時、閉時にかかわらず連続して運転するようにしたことを特徴とする横型乾式粉砕機。
【請求項2】
前記開閉機構が、製品排出部の排出パイプに設けた自動弁である請求項1に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項3】
前記原料投入部には原料供給機が接続され、前記自動弁は、この原料供給機と連動している請求項2に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項4】
横型乾式粉砕機を計重する計重機構、およびこの計重機構の出力信号に基づき前記開閉機構の閉動作を制御する制御手段を備えた請求項1〜3のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項5】
前記制御手段は、前記開閉機構が閉じた後、所定時間後に該開閉機構を開くためのタイマーを備えている請求項1〜4のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項6】
前記攪拌部材が、前記粉砕タンクの一端側に向かって徐々に小さくなるテーパー面と垂直面を有する複数の円錐台状のディスクと複数のピンを交互に備えており、前記ディスクには、ディスクの厚さ方向に斜めに延びる連通孔が形成されており、この連通孔は、前記垂直面の比較的内周側に第1開口を有し、前記テーパー面に前記第1開口より外周側に配置された第2開口を有している請求項1〜5のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項7】
前記粉砕室内の前記原料投入部の近傍に配置され、前記粉砕メディアおよび原料投入部から投入された原料に前記粉砕室の他端に向かっての推力を与える機械式推力発生手段を備えている請求項1〜6のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項8】
前記推力発生手段が、スクリューである請求項7に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項9】
前記攪拌部材と推力発生手段が同一回転駆動軸に設けられ、同時に回転するようになっている請求項7または8に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項10】
前記回転駆動軸の一端は、ケーシングを貫通して延びており、この回転駆動軸の一端とケーシングの間には、前記粉砕室内部の密閉状態を保つための軸シールが設けられており、この軸シールより粉砕室側にガスを導入するためのガス導入部が設けられていることを特徴とする請求項9に記載の横型乾式粉砕機。
【請求項11】
前記攪拌部材が、ジルコニア、窒化珪素およびアルミナ等のセラミック製であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。
【請求項12】
前記粉砕タンクがアルミナ、アルミナジルコニアおよび窒化珪素等のセラミック製であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の横型乾式粉砕機。


【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2009−119317(P2009−119317A)
【公開日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−292883(P2007−292883)
【出願日】平成19年11月12日(2007.11.12)
【出願人】(504124783)アシザワ・ファインテック株式会社 (21)
【Fターム(参考)】