CN105688746B - 造粒装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制微粒成分的产生并高效地制造微粒成分的比例少的造粒体的造粒装置。造粒装置具备：筒状主体，其具备被供给被处理物的第一筒体、以及排出造粒体的第二筒体；滚动体，其收容于第一筒体内；分隔构件，其设置在第一筒体与第二筒体的边界部，使被处理物通过但不使滚动体通过；旋转机构，其使筒状主体旋转；加热机构，其对被处理物进行加热，在利用穿过第一筒体的轴心的铅垂面将该第一筒体剖切并从与铅垂面正交的方向观察时，由第一筒体的内周面与铅垂面限定的下侧的线朝向第二筒体具有下行斜率，并且下侧的线与水平线所成的角为10°以上且50°以下。

Description

造粒装置

技术领域

本发明涉及用于制造造粒体的造粒装置。

背景技术

作为用于制造造粒体的装置，提出了通过将原料浆投入炉内进行干燥、预烧而生成造粒体的旋转炉等各种造粒装置。

并且，在专利文献1中记载了这种造粒装置之一。

在专利文献1所记载的造粒装置101中，在内部收容有滚动体(介质)114，向在通过加热器116进行加热的状态下旋转了的圆锥滚筒状的筒体110内供给原料浆w，使水等溶剂(分散介质)蒸发而干燥，并且通过滚动体114进行粉碎，由此生成造粒体。

该造粒装置101形成为如下结构：在圆锥滚筒状的筒体110的使用状态下位于下侧的内周面F朝向排出侧形成上行斜率，沿着该上行斜率向造粒装置101的外部排出造粒体。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-241660号公报

但是，在专利文献1所记载的造粒装置101中，如上述那样，圆锥滚筒状的筒体110的内周面F朝向排出侧形成为上行斜率，因此，在筒体110内生成的造粒体难以排出，筒体110内的滞留时间变长，存在粒径比作为目标的粒径小的微粒成分的比例增多的问题。

另外，若微粒成分的比例增多，则存在局部排气、集尘器等造成的损失增大，使得收获率降低的问题。

并且，若微粒成分的比例增多，则造粒体的粒度分布增大，出现在后续工序中实施的热处理等中产生质量差的问题。

发明内容

发明要解决的课题

本发明用于解决上述课题，其目的在于提供一种能够抑制微粒成分的产生、高效地制造微粒成分的比例少的造粒体的造粒装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的造粒装置的特征在于，

具备：

筒状主体，其具备第一筒体和第二筒体，所述第一筒体具有圆锥筒形状，从小径端侧被供给进行造粒的对象即被处理物，所述第二筒体在一端侧与所述第一筒体的大径端侧连通，从另一端侧排出造粒体；

滚动体，其收容于所述第一筒体内，并在所述第一筒体内滚动；

分隔构件，其设置在所述第一筒体与所述第二筒体的边界部，且具备使所述被处理物通过但不使所述滚动体通过的贯通孔；

旋转机构，其使所述筒状主体绕轴心旋转；以及

加热机构，其对通过所述筒状主体的所述被处理物进行加热，

在利用穿过所述第一筒体的轴心的铅垂面将所述第一筒体剖切并从与所述铅垂面正交的方向观察时，由所述第一筒体的内周面与所述铅垂面(剖切面)限定的一对线中的下侧的线朝向所述第二筒体具有下行斜率，并且所述下侧的线与水平线所成的角度为10°以上且50°以下。

并且，优选的是，在本发明的造粒装置中，所述角度为10°以上且30°以下。

通过具备上述结构，能够将被处理物的第一筒体内的滞留时间可靠地控制在适当的范围，能够使本发明更加有效。

另外，优选的是，所述贯通孔是长圆弧形孔，与所述分隔构件的外周同心，且具有所述滚动体无法通过的宽度。

通过具备上述结构，能够可靠地防止滚动体的通过，并且使被处理物顺畅地通过分隔构件，能够更加可靠地控制被处理物的第一筒体内的滞留时间。

另外，优选的是，在利用穿过所述第二筒体的轴心的铅垂面将所述第二筒体剖切并从与所述铅垂面正交的方向观察时，由所述第二筒体的内周面与所述铅垂面(剖切面)限定的一对线中的下侧的线朝向所述第二筒体的另一端侧具有下行斜率，并且所述下侧的线与水平线所成的角度为1°以上且10°以下。

通过具备上述结构，能够顺利且可靠地排出造粒体。

另外，优选的是，在所述第二筒体的内周面上设置有用于引导所述被处理物的螺旋状的引导件。

通过具备上述结构，能够沿着螺旋状的引导件稳定地搬运被处理物。另外，能够一边对被处理物施加适当的旋转力一边进行搬运，因此，例如能够促进水分的蒸发、有机成分的分解等。

发明效果

本发明的造粒装置具备上述那样的筒状主体、滚动体、分隔构件、旋转机构、以及加热机构，在利用穿过第一筒体的轴心的铅垂面将该第一筒体剖切并从与铅垂面正交的方向观察时，由第一筒体的内周面与铅垂面(剖切面)限定的一对线中的下侧的线朝向第二筒体具有下行斜率，并且下侧的线与水平线所成的角度为10°以上且50°以下，因此能够避免被处理物的第一筒体内的滞留时间过长而使得微粒成分的比例比作为目标的范围大、或者滞留时间过短而未能够进行所需的造粒的情况，从而高效地制造具有如期望那样的粒度分布的造粒体。

即，根据本发明，能够得到如下的造粒装置，该造粒装置无需复杂的结构就能够将被处理物的第一筒体内的滞留时间保持在适当的范围，从而能够高效地制造特性良好的造粒体。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的造粒装置的简要结构的图。

图2是示出图1所示的造粒装置的筒状主体以及分隔板的结构的分解立体图。

图3是示出本发明的实施方式的造粒装置的其他例子的图。

图4是示出以往的造粒装置的图。

附图标记说明：

1：造粒装置

10：筒状主体

10a：供给口

11：第一筒体

11a：第一筒体的小径端侧

11b：第一筒体的大径端侧

12：第二筒体

12a：第二筒体的一端侧

12b：第二筒体的另一端侧

12c：引导件

13：分隔构件

13a：贯通孔

13b：通气孔

14：滚动体

15：旋转机构

15a：驱动辊

15b：从动辊

16：加热机构

19：壳体

C：轴心

H：水平线

L1：第一筒体的下侧的线

L2：第二筒体的下侧的线

w：被处理物

θ：轴心C相对于水平线H的倾斜角度

θ1：第一筒体的下侧的线L1与水平线H所成的角度

θ2：第二筒体的下侧的线L2与水平线H所成的角度

具体实施方式

接下来，示出本发明的实施方式，对本发明更加详细地进行说明。

如图1所示，本发明的实施方式的造粒装置1具备：构成为能够通过旋转机构15而绕轴心旋转的筒状主体10、以及用于对筒状主体10进行加热的加热机构(加热器)16。加热机构16设置在包括隔热材料的壳体19的内侧，且构成为隔着旋转的筒状主体10对被处理物w进行加热。

并且，筒状主体10具备：具有圆锥筒形状的第一筒体11、以及具有圆筒形状的第二筒体12。即，筒状主体10具有如下结构：具有圆锥筒形状的第一筒体11的大径端侧11b以与具有圆筒形状的第二筒体12的一端侧12a连通的方式与该第二筒体12连接。

另外，在第一筒体11内收容有在第一筒体11内滚动的滚动体(介质)14。

并且，在构成筒状主体10的、具有圆锥筒形状的第一筒体与具有圆筒形状的第二筒体12的边界部配设有分隔构件13。该分隔构件13具有使被处理物w通过但滚动体14不通过的结构。

另外，筒状主体10在第一筒体11的小径端侧11a具备供给口10a，从该供给口10a供给进行造粒的对象即被处理物w，并从第二筒体12的另一端侧12b排出造粒体。

以下，对各部分的结构更加详细地进行说明。

在该实施方式的造粒装置1中，构成上述筒状主体10的第一筒体11以及第二筒体12构成为同轴，筒状主体10的轴心C呈直线状。

并且，筒状主体10配设为其轴心C以相对于水平线H具有规定的角度θ的方式倾斜。在该实施方式中，将角度θ设为6°。

作为构成第一筒体11以及第二筒体12的材料，例如能够使用不锈钢、钛合金等耐热金属。

并且，在该实施方式的造粒装置1中，第一筒体11构成为，在其使用状态下位于下侧的内周面具有下行斜率，在利用穿过轴心C的铅垂面将第一筒体11剖切并从与铅垂面正交的方向观察时，通过第一筒体11的内周面与铅垂面(剖切面)限定一对线中的下侧的线L1与水平线H所成的角度θ1成为规定的值。需要说明的是，在本发明中，优选的θ1的范围为10°以上且50°以下。

另外，第二筒体12也构成为，在利用穿过轴心C的铅垂面将第二筒体12剖切并从与铅垂面正交的方向观察时，通过第二筒体12的内周面与铅垂面(剖切面)限定的一对线中的下侧的线L2朝向第二筒体12的另一端侧12b具有下行斜率。需要说明的是，在本发明中，线L2与水平线H所成的角度θ2的优选范围为1～10°。

需要说明的是，图1示出θ1为20°，θ2为6°的状态。

在本发明中，上述的线L2也能够构成为，从第二筒体12的一端侧12a朝向另一端侧12b形成为上行斜率或者形成为水平，从使被处理物w顺畅地通过的观点出发，优选形成为下行斜率。

另外，在第二筒体12的内周面设有以轴心C为中心的螺旋状的引导件12c(参照图2)。引导件12c构成为，在被处理物w一边在第二筒体12的内周面滚动一边搬运时，引导被处理物w的搬运。

滚动体14呈球体，在第一筒体11内收容有多个(例如100个)。并且，通过利用旋转机构15使筒状主体10旋转，从而在第一筒体11内滚动。作为构成滚动体14的材料，例如能够使用不锈钢、钛、氧化铝等耐热性材料。

另外，如上所述，设置在第一筒体11与第二筒体12的边界部的分隔构件13是圆板状的构件，且构成为伴随于筒状主体10旋转而进行旋转(参照图2)。

另外，在分隔构件13上形成有贯通孔13a，该贯通孔13a具有被处理物w通过但滚动体14不通过的形状以及尺寸。具体而言，作为贯通孔13a，设置有具有滚动体14无法通过的宽度的长圆弧形孔。贯通孔(长圆弧形孔)13a与分隔构件13的外周同心，且设有多列。

在该实施方式的造粒装置中，作为贯通孔13a的长孔构成为通过其宽度而实现规定造粒体的大小的功能。

需要说明的是，在分隔构件13的中央区域设置有用于使在第一筒体11内产生的被处理物w的蒸发气体通过的通气孔13b。通气孔13b也设为滚动体14无法通过的尺寸。

另外，用于使筒状主体10绕轴心旋转的旋转机构15具备：驱动辊15a、固定于筒状主体10且通过驱动辊15a的旋转而进行旋转的主动辊15c、以及与第二筒体12的另一端侧12b的外周面抵接的多个从动辊15b。

并且，筒状主体10通过上述驱动辊15a、主动辊15c以及从动辊15b以能够旋转的方式支承于壳体19内。

需要说明的是，该实施方式的造粒装置1的各个设计值等如下所述。

筒状主体的长度：1330mm

第一筒体的直径：小径端侧＝因θ1、θ2而变动(例如，在θ1为20°，θ2为6°时是172mm)，

：大径端侧390mm

第二筒体的直径：390mm

滚动体(介质)的直径：30mm

筒状主体的旋转速度(周速度)：40mm～500mm/sec

被处理物加热温度(筒状主体内的温度)：400℃～900℃

接下来，对使用该造粒装置1制造陶瓷的造粒体的方法进行说明。

首先，通过旋转机构15使筒状主体10旋转，并且通过加热机构16将筒状主体10加热至规定温度。并且，从供给口10a向第一筒体11供给含溶剂以及有机成分的被处理物(原料浆)w。

所供给的被处理物w在被加热的第一筒体11内除去一部分溶剂，另外，通过在第一筒体11内转动的滚动体14被粉碎，由此成为半干燥状态的造粒体。在第一筒体11的内部形成该半干燥状态的造粒体。

并且，在该实施方式的造粒装置1中，第一筒体11的使用状态下的位于下侧的内周面具有下行斜率(上述的线L1与水平线H所成的角度为θ1这样的下行斜率)，因此，存积在第一筒体11中的半干燥状态的造粒体(被处理物w)朝向第二筒体12顺畅地移动。其结果是，能够抑制、防止被处理物w的第一筒体11内的滞留时间过长，导致被粉碎至微粒的情况。

转移至第二筒体12的被处理物w沿着第二筒体12的螺旋状的引导件12c一边滚动一边被搬运。在此期间，被处理物w被均匀地加热，充分地进行被处理物w中所含有的溶剂的蒸发、有机成分的通过蒸发、分解、燃烧等实施的除去。

并且，进行了上述的处理后的被处理物(造粒体)w之后从第二筒体12的另一端侧12b向外部排出。

如上所述，在该造粒装置1中，能够将第一筒体11内的被处理物w的滞留时间保持在适当的范围内，因此能够适度地进行滚动体14对被处理物w的粉碎，抑制微粒成分的产生，能够高效地制造微粒成分的比例少的造粒体。

接下来，为了确认本发明的效果，如以下说明那样改变造粒装置的设定条件而进行造粒，研究第一筒体中的被处理物的滞留时间与造粒体中的微粒成分的比例。

以摩尔比为1∶1的方式秤量碳酸钡粉末与二氧化钛粉末，添加规定量的聚羧酸型的分散剂，并且添加规定量的纯水进行搅拌，由此制成作为被处理物的原料浆。

然后，使用造粒装置(表1的实施例1～7的造粒装置)对该原料浆进行造粒，该造粒装置是在该实施方式中说明的造粒装置1，并且是将通过第一筒体11的内周面与铅垂面(剖切面)限定的一对线中的下侧的线L1与水平线H所成的角度θ1如表1所示那样设为10°、13°、15°、20°、30°、40°、50°的造粒装置。

另外，为了进行比较，使用将角度θ1设为6°的表1的比较例1的造粒装置对上述的原料浆进行造粒。在该比较例1的造粒装置中，第一筒体11以及第二筒体12均使用圆筒状的筒体。

需要说明的是，在上述的实施例1～7、以及比较例1的造粒装置中，通过第二筒体12的内周面与铅垂面(剖切面)限定的一对线中的下侧的线L2与水平线H所成的角度θ2均设为6°恒定。

另外，为了进行比较，使用以往的造粒装置(参照图4)(表1的比较例2)对上述的原料浆(被处理物)进行造粒。

并且，对所得到的造粒体进行筛分，粒径为0.35mm以下的微粒成分相对于造粒体(干燥物)整体的比例(质量％)通过以下的式(1)求出。

粒径0.35mm以下的微粒成分的比例(质量％)＝(粒径为0.35mm以下的微粒成分的质量/所得到的造粒体整体的质量)×100……(1)

表1示出其结果。

【表1】

※比较例2是以往的造粒装置(参照图4)

表1中的滞留时间是从开始将原料浆(被处理物)投入第一筒体到半干燥状态的造粒体(被处理物)w开始向第二筒体转移为止的时间。

需要说明的是，通过TG-MS法对所得到的造粒体中残留的有机成分进行分析，确认到分散剂等有机成分几乎被除去。

如表1所示，在使用角度θ1处于10°～50°的范围的实施例1～7的造粒装置的情况下确认到：滞留时间处于11～35sec的范围，粒径为0.35mm以下的微粒成分的比例为3.0质量％以下。

与此相对，在使用角度θ1为6°而低于本发明的范围的比较例1的造粒装置的情况下确认到：粒径为0.35mm以下的微粒成分的比例增大，为5.8质量％，不优选。

另外，在使用以往的造粒装置的情况下确认到：滞留时间大幅增长，为100sec，粒径为0.35mm以下的微粒成分的比例也显著增多，为25质量％。

根据上述的结果可知：通过将角度θ1设定为10°以上且50°以下，滞留时间保持在适当的范围内，微粒成分的比例减小。另外，通过将角度θ1设为10°以上且30°以下，微粒成分的比例进一步减小。

需要说明的是，如表1所示，与实施例1～4相比，在实施例5～7中，与角度θ1的值增大无关，滞留时间与实施例1～4相比均变长，并且微粒成分的比例增多，推测这是由于：角度θ1的值增大，从而被处理物(原料浆)在第一筒体的内周面上短时间内流下而堆积在分隔构件上，之后逐渐通过分隔构件而转移至第二筒体，由于被处理物滞留时间变长而导致与滚动体接触的接触时间增大，从而微粒成分的比例增加。

需要说明的是，在该实施方式中，示出将第二筒体12设为圆筒状的造粒装置1，但也可以如图3所示，将第二筒体12设为直径从一端侧12a朝向另一端侧12b逐渐变小的圆锥状。

另外，在该造粒装置1中，在利用穿过轴心C的铅垂面将第二筒体12剖切并从与铅垂面正交的方向观察时，由第二筒体12的内周面与铅垂面(剖切面)限定的一对线中的下侧的线L2从一端侧12a朝向另一端侧12b形成为下行斜率。需要说明的是，在该造粒装置1的情况下，线L2与水平线H所成的角度θ2的优选范围为1～10°。

需要说明的是，在该变形例的情况下，上述的线L2也可以构成为从第二筒体12的一端侧12a朝向另一端侧12b形成为上行斜率或者形成为水平，从使被处理物顺畅地通过的观点出发，优选形成为下行斜率。

在如图3所示那样构成的造粒装置1中，第二筒体12的表面积减小，散热量减少，因此能够实现节能。在其他方面，也能够得到与图1所示的造粒装置1相同的效果。

需要说明的是，在本发明的造粒装置中也能够构成为，通过适当地调整第一筒体以及第二筒体的尺寸、形状、角度θ1、θ2等，使被处理物完全干燥，得到有机成分通过分解、燃烧等而被全部除去的状态的造粒体，但也可以构成为不以完全干燥、有机成分的完全除去为目标，而以造粒为主要目的造粒装置。

在后者的情况下，例如能够通过在造粒装置之后连接旋转炉等来进行完全干燥、有机成分的完全除去。

本发明在其他方面也不限于上述的实施方式，例如，关于筒状主体的大小、材质、转速、滚动体的大小、材质、投入个数等，能够在发明的范围内施加各种应用、变形。

Claims (9)

1.一种造粒装置，其特征在于，

具备：

筒状主体，其具备第一筒体和第二筒体，所述第一筒体具有圆锥筒形状，从小径端侧被供给进行造粒的对象即被处理物，所述第二筒体在一端侧与所述第一筒体的大径端侧连通，从另一端侧排出造粒体；

滚动体，其收容于所述第一筒体内，并在所述第一筒体内滚动；

分隔构件，其设置在所述第一筒体与所述第二筒体的边界部，且具备使所述被处理物通过但不使所述滚动体通过的贯通孔；

旋转机构，其使所述筒状主体绕轴心旋转；以及

加热机构，其对通过所述筒状主体的所述被处理物进行加热，

在利用穿过所述第一筒体的轴心的铅垂面将所述第一筒体剖切并从与所述铅垂面正交的方向观察时，由所述第一筒体的内周面与所述铅垂面即剖切面限定的一对线中的下侧的线朝向所述第二筒体具有下行斜率，并且所述下侧的线与水平线所成的角度为10°以上且50°以下。

2.根据权利要求1所述的造粒装置，其特征在于，

所述角度为10°以上且30°以下。

3.根据权利要求1或2所述的造粒装置，其特征在于，

所述贯通孔是长圆弧形孔，与所述分隔构件的外周同心，且具有所述滚动体不通过的宽度。

4.根据权利要求1或2所述的造粒装置，其特征在于，

在利用穿过所述第二筒体的轴心的铅垂面将所述第二筒体剖切并从与所述铅垂面正交的方向观察时，由所述第二筒体的内周面与所述铅垂面即剖切面限定的一对线中的下侧的线朝向所述第二筒体的另一端侧具有下行斜率，并且所述下侧的线与水平线所成的角度为1°以上且10°以下。

5.根据权利要求3所述的造粒装置，其特征在于，

在利用穿过所述第二筒体的轴心的铅垂面将所述第二筒体剖切并从与所述铅垂面正交的方向观察时，由所述第二筒体的内周面与所述铅垂面即剖切面限定的一对线中的下侧的线朝向所述第二筒体的另一端侧具有下行斜率，并且所述下侧的线与水平线所成的角度为1°以上且10°以下。

6.根据权利要求1或2所述的造粒装置，其特征在于，

在所述第二筒体的内周面上设置有用于引导所述被处理物的螺旋状的引导件。

7.根据权利要求3所述的造粒装置，其特征在于，

在所述第二筒体的内周面上设置有用于引导所述被处理物的螺旋状的引导件。

8.根据权利要求4所述的造粒装置，其特征在于，

在所述第二筒体的内周面上设置有用于引导所述被处理物的螺旋状的引导件。

9.根据权利要求5所述的造粒装置，其特征在于，

在所述第二筒体的内周面上设置有用于引导所述被处理物的螺旋状的引导件。