JP2005081320A

JP2005081320A - 振動分離装置

Info

Publication number: JP2005081320A
Application number: JP2003319724A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Suehiro; 篤夫末廣; Makoto Shirai; 真白井; Takatada Kanai; 隆佶金井
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Kowa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Kowa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】対象物たる粉粒体がサイクロン部の内壁に付着することを防止する。
【解決手段】内部に排出管７を有するサイクロン筒５と、サイクロン筒５の天板６に設けられた導出管１２、前記サイクロン筒５の側部の上部に設けられ対象物を含む気体を旋回流としてサイクロン筒５内に導入する導入管１３からサイクロン部２を構成する。また、前記サイクロン部２の下部に、受け部１５を有する枠体１４及び受け部１５に受けられた対象物を排出する排出口１６を備える排出部３を設ける。そして、前記枠体１４の下部に振動付与部４を設け、前記サイクロン筒５及び前記枠体１４を振動させながら対象物の分離作業を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、遠心力を利用して微細な粉粒体を分級或いは選別する装置に関し、特に、付着性を有する粉粒体を分級或いは選別する振動分離装置に関する。

粒子径が非常に小さく篩い分け装置による分級に適さない粉粒体を分級する装置としてサイクロンが知られている。前記サイクロンは、空気などの気体流に粉粒体をのせ、遠心力を利用して粉粒体を分離する。
ところが、このような風力分級は、粉粒体が気流中で十分に分散することを前提としている。従って、粉粒体がサイクロンの内壁に付着すると、分級効率が低下したり、分級不可能になったりするという問題があった。
日本粉体工業協会編、「分級装置技術便覧」、１９７８年、ｐ．７７，ｐ．２４４−２４７

本発明の解決しようとする問題点は、分級対象となる粉粒体がサイクロンの内壁に付着してしまうことである。

本発明は、対象物たる粉粒体がサイクロン部の内壁に付着することを防止することを目的とし、円筒状のサイクロン筒、前記サイクロン筒の上部を塞ぐ天板、前記天板の下面に固定され前記サイクロン筒と同じ中心軸を有する円筒状の排出管、前記天板に設けられ前記排出管と連通すると共に前記排出管を通して前記サイクロン筒内の空気を吸引する導出管、前記サイクロン筒の側部の上部に設けられ対象物を含む気体を旋回流として前記サイクロン筒内に導入するための導入管を備えるサイクロン部と、前記サイクロン筒の下部に連結され落下する対象物を受ける受け部を有する枠体及び前記枠体に設けられ前記受け部に受けられた対象物を排出する排出口を備える排出部と、前記枠体の下部に連結され前記サイクロン筒及び前記枠体に振動を付与する振動付与手段とを具備している。

この場合、前記排出部に、当該排出部を通して外部の空気が枠体内に流入することを阻止する壁部を設けると良い。
また、前記振動付与手段は、枠体に振動体を介して連結された軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングに支持された回転軸と、前記回転軸に前記軸受ハウジングを挟んで上下方向に離れて設けられ該回転軸と一体に回転する上下両アンバランスウェイトと、前記回転軸を回転駆動するモータとから構成し、前記上下両アンバランスウェイト間の角度を変更可能に構成すると良い。

本発明の振動分離装置は、振動付与手段によりサイクロン筒が振動されるように構成したので、サイクロン筒の内面に対象物としての粉粒体が付着することを防止しつつ、サイクロン筒内に導入された粉粒体を遠心力により分離することができる。
この場合、排出部に壁部を設けることにより、排出部を通して外部の空気が枠体内に侵入することを防止したため、サイクロン筒内を旋回して下降し受け部で受けられた対象物を、前記排出部から効率良く排出することができる。

また、振動付与手段を構成する上下両アンバランスウェイト間の角度を変更可能にすることにより、サイクロン筒の形状や大きさ、対象物の種類などの種々の条件に応じた適宜の振動をサイクロン筒及び枠体に付与することができる。

（第１の実施例）
以下、本発明を振動分離装置としての分級装置に適用した第１の実施例について図１及び図２を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施例に係る分級装置１は、サイクロン部２、排出部３、前記サイクロン部２及び前記排出部３に振動を付与する振動付与部４から構成されている。

サイクロン部２は、円筒状のサイクロン筒５と、前記サイクロン筒５上に固定された天板６と、前記天板６の下面に前記サイクロン筒５と同心状に固定された円筒状の排出管７とを備えて構成されている。サイクロン筒５及び天板６は、間にパッキン８を挟み断面略Ｖ字状のバンド９を締め付けることにより固定されている。上記構成により、サイクロン筒５と排出管７との間に円環状空間１０が形成される。

前記天板６の中央には排出管７の内径寸法よりも小さい円形状の開口１１及び導出管１２が前記排出管７と同心状に設けられている。前記導出管１２には、導出ホースを介して吸引装置（いずれも図示せず）が接続されるようになっている。
また、前記サイクロン筒５の上部側面には導入管１３が設けられている。前記導入管１３は、前記サイクロン筒５の接線方向に延びており、前記導入管１３を介して対象物を含んだ空気がサイクロン筒５内の円環状空間１０に送られるようになっている。

排出部３は、前記サイクロン筒５の下部に連結された円筒状の枠体１４と、前記枠体１４内に設けられた円錐状の受け部１５と、前記枠体１４の側部に設けられた排出口１６及び前記排出口１６に接続された排出口体１７とを備えて構成されている。前記枠体１４と前記サイクロン筒５とは、間に網枠３９を挟んで断面略Ｖ字状のバンド１８を締め付けることにより連結されている。前記網枠３９には対象物の粒子径に比べて大きな目の篩網３９ａが張り渡されている。

前記排出口１６は、受け部１５で受けられた対象物を外部に排出するためのものであり、受け部１５の周縁部の直ぐ上に設けられている。
前記枠体１４の内面には、排出口１６の上部を塞ぐ第１の壁部１９が設けられている。前記壁部１９は排出口１６の上下方向中央よりも下部まで延びている。また、前記排出口体１７は、水平部２０ａ及び鉛直部２０ｂからなる略Ｌ字状の第１筒状体２０と前記第１筒状体２０の鉛直部２０ｂ内に嵌め込まれた第２筒状体２１から構成されている。第２筒状体２１は、その上端部が第１筒状体２０の水平部２０ａ内に突出するように鉛直部２０ｂ内に嵌め込まれている。このような構成により、第１筒状体２０の水平部２０ａと鉛直部２０ｂとの境界部分には、第２筒状体２１の一部からなる円弧状の第２の壁部２２が存在する。

第２の壁部２２は、水平部２０ａの上下方向の中央よりも上部まで延びている。このため、第１の壁部２０の上部及び前記第２の壁部２２の下部には、水平方向にラップする部分が生じるようになっている。
前記振動付与部４は、円筒状をなす架台２３と、前記架台２３上に枠受スプリング２４を介して振動自在に支持された振動体ベース２５とを備えて構成されている。前記枠受スプリング２４及び振動体ベース２５から振動体が構成される。架台２３の下部には防振ゴムからなる４個の脚部２６が設けられている。前記枠体１４は、振動体ベース２５の上にねじ止めされている。

また、前記架台２３の外側面にはモータ２７を保持するモータベース２８が固定されている。モータ２７及びモータベース２８は、モータカバー２９で覆われている。前記モータ２７の回転軸２７ａにはＶプーリ３０が連結されている。架台２３の内底面にはＶプーリ３１が回転可能に支持されており、このＶプーリ３１と前記Ｖプーリ３０との間にはＶベルト３２が掛け渡されている。

前記Ｖプーリ３１の駆動軸３１ａには、駆動スプリング３３を介して回転軸３４が連結されている。この回転軸３４の下端部には、カップリング３５が一体に設けられ、このカップリング３５に前記駆動スプリング３３の上端部が固定されている。回転軸３４は、前記振動体ベース２５の下面部中央に固定された軸受ハウジングとしての振動体ハウジング３６に図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。

前記回転軸３４のうち振動体ハウジング３６の上方に突出した上端部には、回転軸３４と一体的に回転する上部アンバランスウェイト３７が固定されている。一方、回転軸３４のうち前記振動体ハウジング３６の下方に突出した下端部であって前記カップリング３５の上方には、下部アンバランスウェイト３８が回動可能に取付けられている。前記回転軸３４、振動体ハウジング３６、上下部両アンバランスウェイト３７，３８及び前記モータ２７は振動付与手段を構成している。

前記下部アンバランスウェイト３８は、前記回転軸３４に対して例えばねじ止めされており、ねじを緩めて会同させることにより上部アンバランスウェイト３７に対する角度を変更することができる。そして、上下部アンバランスウェイト３７，３８間の角度を調節することにより、前記振動付与手段の振動モードを変化させることができる。
上記分級装置１は、モータ２７を駆動すると振動付与手段によりサイクロン筒５及び枠体１４が振動され、この結果、篩網３９ａ及び受け部１５が水平方向に小さく振動するとともに上下方向に小さく振動する。本実施例では、受け部１５上の対象物が中心から外周方向に向かって矢印Ａ方向（図２参照）に渦巻くように移動する振動モードが得られるように、前記モータ２７の回転方向及び上下部アンバランスウェイト３７，３８間の角度が設定される。

尚、上下部アンバランスウェイト３７，３８間の角度は、サイクロン筒５や枠体１４の大きさ、対象物の種類によって適宜変更する。
さて、上記構成の分級装置１において、モータ２７に通電した後、分級対象となる粉粒体（図示せず）を空気と共に吸込口に送り込むと、前記粉粒体は空気と共に円環状空間１０を旋回し、遠心力を受ける。また、振動付与手段によってサイクロン筒５及び枠体１４が振動される。

円環状空間１０を旋回し遠心力を受けた粉粒体のうち粒子径が小さいもの（以下、細粒とする）は、粒子径の大きいもの（以下、粗粒とする）よりも空気から受ける重量当たりの抵抗力が大きいため、円環状空間１０の内周側に変位し、一方、粗粒は円環状空間１０の外周側に変位する。このため、円環状空間１０内の粉粒体は、外周部から内周部に向かって粒子径が小さくなるように整列した状態で旋回しながら重力の作用で下降する。この結果、細粒を含んだ空気は排出管７を通り導出管１２から外部に吸引され、粗粒は篩網３９ａを通って受け部１５上に落下する。

このとき、サイクロン筒５が振動しているため、円環状空間１０を旋回する粉粒体はサイクロン筒５の内面や排出管７の表面に付着することがない。また、粉粒体同士が付着し凝集した状態で篩網３９ａ上に落下した場合でも篩網３９ａの振動により離散するため、篩網３９ａ上に粉粒体が残留したり篩網３９ａが目詰まりしたりすることがない。
一方、受け部１５の上に落ちた粗粒は、矢印Ａ方向に渦巻くように移動しながら排出口１６に向かい、排出口体１７から排出される。排出口体１７から排出された粗粒は、図示しない回収容器に回収される。このとき、排出口１６及び排出口体１７に第１及び第２の壁部１９，２２を設けたため、外部の空気が排出口体１７及び排出口１６を通じて枠体１４内に流入して、粗粒が排出口１６から排出されなくなるという事態を避けることができる。尚、第２の壁部２２により粗粒が排出口体１７の途中部に滞留することが考えられるが、分級作業が終了した時点で第２筒状体２１を第１筒状体２０から取り外すことにより、滞留した粗粒を回収することができる。

また、本実施例では、排出部３とサイクロン部２との間に空気抵抗となる篩網３９ａを設けた。これにより、排出管７内を上昇する空気により受け部１５上の粗粒がサイクロン部３に戻ることを防止できる。

（第２の実施例）
図３は本発明の第２の実施例を示すものであり、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、第１の実施例と同一部分には同一符号を付している。この第２の実施例では、サイクロン筒５と枠体１４との間に円筒状の中枠４１を介在させている。中枠４１及びサイクロン筒５はバンド１８で締め付けることにより連結されている。また、中枠４１及び枠体１４は、間に網枠３９を挟んでバンド１８を締め付けることにより連結されている。

前記中枠４１の内部には円錐台形の筒部４２が配置されている。前記筒部４２の上部開口は中枠４１の上部開口と略一致し、前記筒部４２の下部開口は中枠４１の開口よりも小さく、且つ中枠４１の下部開口の略中央に位置している。
上記構成によれば、円環状空間１０を旋回しながら下降してくる細粒を効率よく排出管７に向かわせることができる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形、拡張が可能である。
上記実施例では、サイクロン部と排出部との間に空気抵抗となる篩網を設けた。これにより、受け部上の対象物が舞い上がることを防止した。しかし、サイクロン筒の上下寸法が十分に大きく、受け部上の対象物が排出管からの吸引空気の影響を殆ど受けない場合には、篩網を省略することができる。また、上記分級装置１であっても導出管から吸引される空気圧の大きさ、或いは分級対象となる粉粒体の粒子径の大きさによっては、篩網を省略しても良い。

第１及び第２の壁部は、サイクロン筒の上下寸法が大きく、排出口体及び排出口から外部の空気が逆流しない場合には、省略することができる。また、第１及び第２の壁部のどちらか一方のみを設けても良い。
本発明は、粒子径の大きさで対象物を分級する分級装置のほか、粒子径は略同じで比重が異なる複数種の粉粒体を比重の大きさで選別する選別装置や、気体に含まれる粉塵を除去する集塵装置等にも適用できる。

本発明の第１の実施例を示すものであり、分級機の右半分を断面にて示す正面図サイクロン部及び篩枠を取り外した状態で示す上面図本発明の第２の実施例を示す図１相当図

符号の説明

図中、１は分級装置（振動分離装置）、２はサイクロン部、３は排出部、４は振動付与部、５はサイクロン筒、６は天板、７は排出管、１２は導出管、１３は導入管、１４は枠体、１５は受け部、１６は排出口、１９は第１の壁部、２２は第２の壁部、２４は枠受スプリング（振動体）、２５は振動体ベース（振動体）、２７はモータ、３４は回転軸、３６は振動ハウジング（軸受ハウジング）、３７は上部アンバランスウェイト、３８は下部アンバランスウェイトを示す。

Claims

円筒状のサイクロン筒、前記サイクロン筒の上部を塞ぐ天板、前記天板の下面に固定され前記サイクロン筒と同じ中心軸を有する円筒状の排出管、前記天板に設けられ前記排出管と連通すると共に前記排出管を通して前記サイクロン筒内の空気を吸引する導出管、前記サイクロン筒の側部の上部に設けられ対象物を含む気体を旋回流として前記サイクロン筒内に導入するための導入管を備えるサイクロン部と、
前記サイクロン筒の下部に連結され対象物を受ける受け部を有する枠体及び前記枠体に設けられ前記受け部に受けられた対象物を排出する排出口を備える排出部と、
前記枠体の下部に連結され前記サイクロン筒及び前記枠体に振動を付与する振動付与手段とを具備する振動分離装置。
排出部には、当該排出部を通して外部の空気が枠体内に流入することを阻止する壁部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の振動分離装置。
振動付与手段は、枠体に振動体を介して連結された軸受ハウジングと、前記軸受ハウジングに支持された回転軸と、前記回転軸に前記軸受ハウジングを挟んで上下方向に離れて設けられ該回転軸と一体に回転する上下両アンバランスウェイトと、前記回転軸を回転駆動するモータとから構成され、前記上下両アンバランスウェイト間の角度は変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の振動分離装置。