JP2004313928A - 凝集した粉体を解砕する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホッパー(36)内の粉体に対して微多孔性隔膜(60)を通じてエアレーションを行うことによりホッパー内の凝集した粉体を流動化し、斯く流動化した粉体を圧力ガスの噴流(84)に導入し、凝集した粉体をガス噴流の作用により解砕する。解砕された粉体はエジェクタ(18)によって吸引され、空気輸送管路(78)を介して供給先(16)へ圧送される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝集した粉体を解砕する方法、および、解砕した粉体を処理し或いは空気輸送する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
或る種の粉体は、その搬送や貯蔵中に種々の原因により部分的に凝集して団粒或いは団塊を形成することがある。このように粉体が凝集する原因には、静電気、湿気、脱気などがある。
例えば、非導電性材料からなる微小な粉体は、比表面積が大きく粒子相互の接触面積が大きいので、容器などへの充填時や搬送中に粒子間の接触や衝突や摩擦により静電気的に帯電し、互いに凝集して団塊や団粒を形成する。
また、或る種の粉体は、フレキシブルコンテナーバッグやホッパーその他の容器に入れて貯蔵する間に脱気して固く締まることにより部分的又は全体的に凝集する。
更に、吸湿性の粉体は湿気により凝集する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように粉体が不本意に凝集すると、粉体を振動フィーダなどで一定の供給量で切り出したり、他の材料に均一に添加・混合したり、ガス状或いは液体状の分散媒に一様に分散させたり、溶媒に均一に溶解させたりするのが困難になる。特に粉体の嵩密度が小さくてフワフワとしている場合には、凝集塊があると供給先への供給量が不安定となり、定量供給の障害となる。
【0004】
本発明の目的は、粉体を処理装置、容器その他所望の供給先に供給するにあたり、凝集した粉体を解砕する方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、凝集した粉体を解砕しながら処理装置、容器その他の供給先へ空気輸送する方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、凝集した粉体を解砕する方法を提供するもので、この方法は、少なくとも部分的に凝集した粉体をホッパーに装入し、ホッパー内の粉体に対して微多孔性隔膜を通じてエアレーションを行うことによりホッパー内の凝集した粉体を流動化し、斯く流動化した粉体を圧力ガスの噴流に導入し、もって、凝集した粉体をガス噴流の作用により粉々に解砕することを特徴とするものである。
【0006】
本発明の方法においては、ホッパー内の粉体に対して微多孔性隔膜を通じてエアレーションを行うことは、粉体中に空気流のショートパスが発生するのを回避し、ホッパー内の粉体に対して一様にエアレーションを行う上で肝要である。
こうして、微多孔性隔膜を介してホッパー内の粉体に対して一様にエアレーションを行うと、凝集した粉体は一様に空気を孕む。また、ホッパー内の粉体とホッパーとの間に空気クッションができるので、粉体とホッパーとの摩擦も低減する。
また、粉体に一様かつ緩慢に吹き込まれた空気は粉体を除電し、粉体の表面電荷を消失させる。本発明者が試験したところ、粉体の表面の電位はエアレーションにより約三分の一以下に低下した。これは、吹き込まれた空気が粉体の表面電荷を持ち去るか中和させることによるものと推測される。
【0007】
こうして、ホッパーに装入された部分的に凝集した粉体はエアレーションにより空気を孕んで流動化される。その結果、粉体は、ホッパー内でブリッジを組んだりラットホールを形成したりすることなく、安定した供給量でホッパーから圧力ガスの噴流の方へ導かれる。圧力ガスの噴流に誘引された粉体はガス噴流の動圧により粉々に解砕される。
前述したように、ホッパーからガス噴流への粉体導入量が安定するので、解砕された粉体を処理装置その他の供給先へ供給する供給量もまた安定する。従って、粉体を他の材料に均一に添加・混合したり、ガス状或いは液体状の分散媒に一様に分散させたり、溶媒に均一に溶解させることが可能になる。
【0008】
好ましい実施態様においては、流動化した粉体を、更に、前記圧力ガスの噴流の軸線と交差する軸線を有する第2のガス噴流に導入し、これら2つのガス噴流を互いに衝突させることにより粉体を更に解砕する。
他の実施態様においては、粉体を誘引したガス噴流を衝突面に衝突させることにより粉体を更に解砕する。
【0009】
他の観点においては、本発明は、前記解砕方法により解砕された粉体をガス媒体中に導入することにより、凝集していた粉体をガス媒体中に均一に分散させる方法を提供する。
【0010】
本発明は、また、前記解砕方法により解砕された粉体を液体媒体中に導入することにより、凝集していた粉体を液体媒体中に均一に分散させ(粉体が非溶解性の場合)又は溶解させる(粉体が溶解性の場合)方法を提供する。
【0011】
更に他の観点においては、本発明は、少なくとも部分的に凝集した粉体を解砕して所望の供給先へ空気輸送する方法を提供するもので、この方法は、前記解砕方法により解砕された粉体をエジェクタに吸引させ、解砕された粉体をこのエジェクタの出口に接続した輸送管路を介して所望供給先まで圧送することを特徴としている。
この方法によれば、凝集した粉体は、予め粉々に解砕した上でエジェクタによって空気輸送されるので、安定した供給量で供給先へ供給することができる。
【0012】
本発明は、また、凝集した粉体を解砕して所望の供給先へ空気輸送するための他の方法を提供するもので、この方法は、圧力ガスの噴流を形成し、少なくとも部分的に凝集した粉体を前記噴流に導入することにより解砕し、斯く解砕された粉体をエジェクタに吸引させ、解砕された粉体をこのエジェクタの出口に接続した管路を介して所望供給先まで圧送することを特徴としている。
好ましくは、圧力ガスの噴流の噴出とエジェクタによる吸引とは閉鎖された囲いの中で行い、エジェクタの吸引量を圧力ガスの噴流の噴出量に等しくするかそれより大きくする。このようにすれば、圧力ガスの噴流により解砕された粉体は、囲いの内壁に付着したり堆積したりすることなく、円滑にエジェクタによって供給先へ圧送される。
本発明の上記特徴や効果並びに他の特徴や効果は以下の実施例の記載につれて更に明らかにする。
【0013】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照しながら、本発明をより詳しく説明する。図1は本発明の方法が適用される輸送システムの一例を示す。
図1を参照するに、この輸送システムは、粉体を投入するためのホッパー10と、本発明の方法に従い凝集した粉体を解砕するための解砕装置12と、ホッパー10内の粉体を解砕装置12へ定量供給するための装置14(例えば、振動フィーダ)と、解砕装置12によって解砕された粉体を吸引して供給先大型ホッパー16へ圧送するためのエジェクタ18を備えている。
【0014】
粉体投入用ホッパー10はホイスト20などで運ばれて来たフレキシブルコンテナーバッグ22などから粉体を受け取るようになっている。ホッパー10内の粉体は排出弁24を開けることにより振動フィーダ14へ空けることができる。
定量供給用の振動フィーダ14は、それ自身のホッパー26と振動トラフ28と振動源30を有することができる。
振動フィーダ14のトラフ28の先端排出部は閉鎖された囲い32内に配置された解砕装置12の真上まで延長させてあり、振動フィーダ14から定量供給された粉体が解砕装置12に装入されるようになっている。
【0015】
図2を参照するに、解砕装置12は、有底筒型の本体34と、本体34に連結された流動化用ホッパー36とを有する。
本体34の側壁には、噴射ノズル40とそれに対向するベンチュリ管42が装着してある。ベンチュリ管42は拡径された入口44と末広がりの噴口46を有し、噴射ノズル40はベンチュリ管42の入口44に指向させてある。
噴射ノズル40は本体34の側壁に溶接などにより装着したスリーブ48に螺合などにより調節自在に取付けることができ、噴射ノズル40とベンチュリ管42との間の距離を調節できるようになっている。
噴射ノズル40は圧縮空気ホース50によりブロワーやコンプレッサのような圧縮空気源52に接続される(図1)。
【0016】
図2および図3を参照するに、ホッパー36は円錐部54と円筒形サイロ部56とで構成することができる。
円錐部54はステンレス鋼板などで形成された円錐形外壁58を備え、この外壁58は微多孔性の空気透過性隔膜60によって内張りされている。微多孔性隔膜60は、高密度ポリエチレンなどからなる自己支持性の空気透過性シートで形成されており、例えば平均細孔サイズ10〜20μmのオープン細孔を有する。
外壁58と微多孔性隔膜60とは半径方向に離間されており、両者の間には環状円錐形の空気充満室62が形成されている。この空気充満室62の両端は環状パッキン64および66により気密にシールされている。
外壁58には圧縮空気入口68が設けてあり、圧縮空気源52からの圧縮空気ホース70を接続することにより空気充満室62に圧力空気を導入するようになっている。空気充満室62に供給された圧縮空気は微多孔性隔膜60を通ってホッパー36の内側に吹き込まれ、ホッパー36内の粉体に対してエアレーションを行う。
【0017】
再び図1を参照するに、囲い32には、解砕装置12のベンチュリ管42の噴口46に相対峙して、エジェクタ18が配置してあり、解砕装置12によって解砕された粉体を吸引して供給先大型ホッパー16へ圧送するようになっている。
図4には使用可能なエジェクタ18の一例を示す。図示したエジェクタ18は公知のリング型のもので、圧縮空気入口72から圧縮空気を噴射すると、コアンダ効果により吐出口74へと向かう高速空気流が発生し、入口周囲の空気を吸引口76へと誘引するようになっている。エジェクタ18の圧縮空気入口72は管路73により圧縮空気源52へ接続し、吐出口74は圧送管路78により供給先ホッパー16へ接続することができる。勿論、リング型エジェクタ以外の他の形式のエジェクタを使用してもよい。
【0018】
次に、この輸送システムの作動に関連して本発明の方法の実施態様を説明する。
図1に示したように、ホッパー10への粉体の装入は、例えば、粉体を収容したフレキシブルコンテナーバッグ22をホイスト20によりホッパー10の上に持ち来たし、フレキシブルコンテナーバッグ22の底を開けて粉体をホッパー10に投入することにより行うことができる。次に、ホッパー10の排出弁24を開けて粉体を定量供給用振動フィーダ14のホッパー26へ投入する。
【0019】
振動フィーダ14を作動させると、そのホッパー26内の粉体は切り出され、解砕装置12のホッパー36へ装入される。
フレキシブルコンテナーバッグ22に入れてあった粉体が何等かの原因により部分的に凝集し、粉体80中に凝集塊82が形成されている場合には、粉体80はその凝集塊82と共に振動フィーダ14からホッパー36へ装入される(図2)。
【0020】
ホッパー36の空気充満室62にはホース70と圧縮空気入口68を介して圧縮空気源52から圧縮空気が供給されている。空気充満室62に供給された圧縮空気は微多孔性隔膜60を通過してその内側へ流出する。空気透過性隔膜60は微多孔性であるから、粉体中に空気流のショートパスが発生することがなく、ホッパー36内の粉体80および凝集塊82は一様にエアレーションを受け、一様に空気を孕む。
また、微多孔性隔膜60と粉体との間には空気クッションができるので、粉体と微多孔性隔膜60との間の摩擦も殆どなくなる。
更に、粉体が帯電しやすい材料で形成されている場合には、粉体80および凝集塊82に一様かつ緩慢に吹き込まれた空気は、粉体の表面電荷を持ち去り或いは中和させることにより粉体の表面電荷を消失させるので、粉体が除電され、静電気による凝集力が緩和される。
【0021】
これらの作用の結果、ホッパー36内の粉体80および凝集塊82は流動化され、ホッパー36内でブリッジを組んだりラットホールを形成したりすることなく、自重によりスムースに解砕装置12の本体34内へ落下し、噴射ノズル40とベンチュリ管42との間へ安定的に供給される。
粉体80と凝集塊82は、噴射ノズル40から噴射された圧縮空気の噴流84に誘引され、噴流84の動圧により粉々に解砕された上で、ベンチュリ管42の噴口46から放出される。
【0022】
こうして粉々に解砕されベンチュリ管42から放出された粉体は、囲い32の中に相対峙して配置されたエジェクタ18によって吸引され、圧送管路78を介して排出弁86付きの供給先ホッパー16へ圧送される。
エジェクタ18の吸引量は解砕装置12の噴射ノズル40からの噴出量に等しくするかそれより大きく設定する。このように設定すれば、解砕装置12により解砕された粉体は、囲い32の内壁に付着したり堆積したりすることなく、全量が供給先ホッパー16へ圧送される。
【0023】
図5には、本発明の方法の他の実施例を実施するためのレイアウトを示す。同図を参照するに、この実施例では、囲い32の中には夫々が流動化用ホッパー36を備えた2つの解砕装置12が配置してあり、これら2つの解砕装置12のベンチュリ管42の噴口46の軸線は例えば45〜90°の角度で交差させてある。このような構成であるから、2つの噴口46から出た圧縮空気噴流は互いに衝突し、凝集塊はより強度に解砕される。
【0024】
図6に示したレイアウトでは、解砕装置12のベンチュリ管42の噴口46に相対峙して例えば円錐形の衝突面を有する衝突部材88が配置してあり、解砕装置12によって解砕された粉体が更に衝突破砕されるようになっている。
【0025】
図示しない他の実施例においては、エジェクタ18から延長する圧送管路78は、大型ホッパー16に代えて、ガス媒体が装入された処理タンクに接続し、解砕装置12によって解砕されエジェクタ18によって圧送された粉体をガス媒体中に均一に分散させることができる。
ホッパー36の微多孔性隔膜60による流動化により、噴射ノズル40とベンチュリ管42との間には安定した量で粉体が供給されるので、ベンチュリ管42の噴口46からの粉体の噴射量も、また、安定する。従って、この実施例では、ガス媒体中に導入される粉体の供給量が安定するという効果がある。
【0026】
図示しない更に他の実施例においては、エジェクタ18から延長する圧送管路78は、液体媒体が装入された処理タンクに接続することができる。この場合には、解砕された粉体を液体媒体中に導入することにより、凝集していた粉体を液体媒体中に均一に分散させ(粉体が非溶解性の場合)、或いは液体媒体中に均一に溶解させることができる(粉体が溶解性の場合)。
【0027】
図7には、本発明の更に他の実施例を実施するためのレイアウトを示す。同図を参照するに、この実施例では、解砕装置12は処理タンク90の側方開口に指向させてあり、解砕された粉体を直接に処理タンク90内に吹き込むようになっている。処理タンク90は例えばモータ92によって駆動されるインペラー94を備え、解砕された粉体をタンク90内の液体に均一に溶解させ又は分散させるようになっている。
【0028】
以上には本発明の特定の実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更や修正を施すことができる。例えば、材料投入用ホッパー10や定量供給用振動フィーダ14のホッパー26にも流動化用の微多孔性隔膜を設け、内容物に対してエアレーションを行うのが好ましい。言うまでもなく、エアレーションや解砕には空気以外の気体も使用することができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明の効果は、粉体が凝集していても、解砕して安定した供給量で供給先へ定量供給できるということである。
本発明の他の効果は、凝集した粉体を解砕して他の材料に均一に添加したり混合したりできるということである。
本発明の他の効果は、凝集した粉体を解砕してガス状或いは液体状の分散媒に一様に分散させることができるということである。
本発明の他の効果は、凝集した粉体を解砕して溶媒に均一に溶解させることができるということである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法が適用される輸送システムのレイアウトを示す模式図である。
【図2】図1に示した解砕装置の一部切欠き側面図である。
【図3】A、Bは夫々図2の円A、B内部分の拡大断面図である。
【図4】図1に示したエジェクタの縦断面図である。
【図5】本発明の他の実施例を実施するレイアウトの模式図である。
【図6】本発明の更に他の実施例を実施するレイアウトの模式図である。
【図7】本発明の更に他の実施例を実施するレイアウトの模式図である。
【符号の説明】
10: 投入用ホッパー
12: 解砕装置
14: 定量供給用フィーダ
16: 粉体供給先ホッパー
18: エジェクタ
36: 流動化用ホッパー
40: 噴射ノズル
42: ベンチュリ管
52: 圧縮空気源
60: 微多孔性隔膜
62: 空気充満室
82: 粉体の凝集塊
84: 圧力ガスの噴流
Claims (9)
- 凝集した粉体を解砕する方法であって:
少なくとも部分的に凝集した粉体をホッパーに装入し、ホッパー内の粉体に対して微多孔性隔膜を通じてエアレーションを行うことによりホッパー内の凝集した粉体を流動化し、斯く流動化した粉体を圧力ガスの噴流に導入し、もって、凝集した粉体をガス噴流の作用により解砕することを特徴とする方法。 - 流動化した粉体を、更に、前記圧力ガスの噴流の軸線と交差する軸線を有する第2のガス噴流に導入し、これら2つのガス噴流を互いに衝突させることにより粉体を更に解砕することを特徴とする請求項1に基づく方法。
- 前記ガス噴流を衝突面に衝突させることにより粉体を更に解砕することを特徴とする請求項1に基づく方法。
- 請求項1から3のいづれかに基づく方法により解砕された粉体をガス媒体中に導入することにより、凝集していた粉体をガス媒体中に均一に分散させることを特徴とする方法。
- 請求項1から3のいづれかに基づく方法により解砕された粉体を液体媒体中に導入することにより、凝集していた粉体を液体媒体中に均一に分散させ又は溶解させることを特徴とする方法。
- 少なくとも部分的に凝集した粉体を解砕して所望の供給先へ空気輸送する方法であって:
請求項1から3のいづれかに基づく方法により解砕された粉体をエジェクタに吸引させ、解砕された粉体をこのエジェクタの出口に接続した輸送管路を介して供給先まで圧送することを特徴とする方法。 - 凝集した粉体を解砕して所望の供給先へ空気輸送する方法であって:
圧力ガスの噴流を形成し、少なくとも部分的に凝集した粉体を前記噴流に導入することにより解砕し、斯く解砕された粉体をエジェクタに吸引させ、解砕された粉体をこのエジェクタの出口に接続した管路を介して供給先まで圧送することを特徴とする方法。 - 圧力ガスの噴流の噴出とエジェクタによる吸引とを閉鎖された囲いの中で行うことを特徴とする請求項7に基づく方法。
- エジェクタの吸引量を圧力ガスの噴流の噴出量に等しくするかそれより大きくすることを特徴とする請求項8に基づく方法。
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