JP2005199125A - Medium agitation mill - Google Patents

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JP2005199125A
JP2005199125A JP2004005619A JP2004005619A JP2005199125A JP 2005199125 A JP2005199125 A JP 2005199125A JP 2004005619 A JP2004005619 A JP 2004005619A JP 2004005619 A JP2004005619 A JP 2004005619A JP 2005199125 A JP2005199125 A JP 2005199125A
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Takeshi Ishikawa
剛 石川
Atsushi Miyajima
淳士 宮嶋
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Mitsui Mining Co Ltd
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Mitsui Mining Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medium agitation mill stably performing crushing and separating without causing biting of medium nor clogging. <P>SOLUTION: This medium agitation mill is provided with a crushing tank 2 having a crushing chamber 3 for containing crushing medium 50, a main spindle 35 provided in the crushing tank 2, and an agitating separation member 25 provided at a position in the crushing chamber 3 of the main spindle 35. The agitating separation member 25 and the main spindle 35 are provided with a separating discharge passage 34 penetrating from an outer periphery of the agitating separation member 25 to a central part of the main spindle 35 to communicates with the outside of the crushing chamber 3. Rotation of the agitating separation member 25 provides the crushing medium 50 and the treatment object with a centrifugal force to agitate and crush the treatment object, and at the same time, the crushing medium 50 is efficiently separated from the crushed treatment object by the balance of the centrifugal force and a resistant force by fluid transporting the treatment object in the direction reverse to the acting direction of the centrifugal force, thereby discharging the treatment object to the outside of the crushing chamber 3 via the separating discharge passage 34. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、粉砕機に関し、特に、インクや塗料の分散、セラミックスの粉砕や分散、金属や無機物の粉砕や分散、さらに、医薬品の粉砕や分散などに有効なメディア攪拌ミルに関するものである。   The present invention relates to a pulverizer, and more particularly to a media agitation mill effective for dispersion of inks and paints, pulverization and dispersion of ceramics, pulverization and dispersion of metals and inorganic substances, and pulverization and dispersion of pharmaceuticals.

メディア攪拌ミルは、インクや塗料の分散、セラミックスの粉砕や分散、金属や無機物の粉砕や分散、医薬品の粉砕や分散等の微粉砕の分野でよく使用され、種々のタイプのものが既に知られている。   Media agitation mills are often used in the fields of dispersion of inks and paints, pulverization and dispersion of ceramics, pulverization and dispersion of metals and inorganic substances, and pulverization and dispersion of pharmaceuticals. Various types are already known. ing.

従来、メディア攪拌ミルは、粉砕容器内に設けた攪拌部材により処理物と粉砕メディアを一緒に攪拌して処理物の粉砕を行い、粉砕後の処理物の流れの末端に設けたセパレータにより処理物と粉砕メディアを分離し、処理物のみを粉砕タンク内から排出していた。   Conventionally, a media agitating mill pulverizes a processed product by stirring the processed product and the pulverized media together by a stirring member provided in a pulverizing container, and a processed product by a separator provided at the end of the flow of the processed product after pulverization. And the pulverization media were separated, and only the treated product was discharged from the pulverization tank.

このようなメディア攪拌ミルにおいて、粉砕メディアと処理物を分離するセパレータは欠かせないものであり、セパレータとしては、ギャップタイプやスクリーンタイプ等の機械的な分離機構を有するものが使用されていた。   In such a media agitation mill, a separator for separating the pulverized media and the processed product is indispensable, and a separator having a mechanical separation mechanism such as a gap type or a screen type has been used.

しかし、機械的な分離機構を有するセパレータでは、噛み込み、目詰まり等のトラブルが必ず付きまとい、安定した連続運転が脅かされるのが現状であった。   However, in a separator having a mechanical separation mechanism, troubles such as biting and clogging always occur, and the stable continuous operation is threatened.

このようなセパレータの問題を解決するために、粉砕メディアと処理物に遠心力を与えて攪拌し粉砕すると同時に、この遠心力とこの遠心力の作用方向と逆方向に処理物を輸送する流体による抗力とのバランスにより、粉砕メディアと粉砕された処理物とを分離する攪拌分離部材を備えたメディア攪拌ミル(粉砕機)が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−144950号公報
In order to solve such a problem of the separator, a centrifugal force is applied to the pulverization media and the processed material to stir and pulverize, and at the same time, the centrifugal force and the fluid transporting the processed material in the direction opposite to the centrifugal force are used. There has been proposed a media agitation mill (a pulverizer) including an agitation / separation member that separates a pulverized medium and a pulverized processed material in balance with the drag (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-144950 A

しかし、上記のような構成のメディア攪拌ミル(粉砕機)にあっては、攪拌分離部材は、回転軸の軸線方向に所定の間隔をおいて対向する前円板と後円板と、周方向に向かって等間隔ごとに一体に設けられる両円板に交差する複数の羽根板とからなる複雑な構造のものであるため、高価なものであった。このため、処理物の種類によっては攪拌分離部材が著しく磨耗するため、攪拌分離部材の交換費用が嵩んでいた。さらに、処理物の多様化に対応させるため、粉砕タンクの内面形状を変更、調整可能な構造としているが、粉砕タンク内面の形状に対応した高価な攪拌分離部材を多数保有しておかなければならないため、費用が嵩んでいた。   However, in the media stirring mill (pulverizer) configured as described above, the stirring and separating member includes a front disk and a rear disk that face each other at a predetermined interval in the axial direction of the rotation shaft, and a circumferential direction. Since it has a complicated structure composed of a plurality of blades that intersect with both circular plates that are integrally provided at regular intervals toward the surface, it is expensive. For this reason, since the stirring / separating member is significantly worn depending on the type of the processed material, the replacement cost of the stirring / separating member is increased. Furthermore, in order to cope with the diversification of the processed products, the inner surface shape of the grinding tank can be changed and adjusted, but a large number of expensive stirring and separating members corresponding to the shape of the inner surface of the grinding tank must be held. Therefore, the cost was high.

本発明は、前記のような従来の問題を解決したものであって、噛み込み、目詰まり等のトラブルが生じることがなく、安定した粉砕と分離が可能であり、さらに、構造が簡単で安価な攪拌分離部材を備えたメディア攪拌ミルを提供することを目的とするものである。   The present invention solves the conventional problems as described above, does not cause troubles such as biting and clogging, can be stably pulverized and separated, and has a simple and inexpensive structure. It is an object of the present invention to provide a media stirring mill provided with a proper stirring / separating member.

上記のような課題を解決するために、本発明の請求項1に係るメディア攪拌ミルは、内部に粉砕メディアを収容する粉砕室が設けられる粉砕タンクと、該粉砕タンクに回転可能に設けられる回転軸と、該回転軸の前記粉砕室内に位置する部分に設けられて、回転軸と一体に回転可能な攪拌分離部材とを備えたメディア攪拌ミルであって、前記粉砕室の内壁面と前記攪拌部材の外周面とを、互いに合致する形状に形成するとともに、前記攪拌分離部材の外周面から攪拌部材の中心部に貫通し、その部分から前記回転軸の中心部を貫通して前記粉砕室外に連通する分離排出路と、前記攪拌部材の上下面間を前記回転軸の軸線方向に貫通して、前記粉砕室内の上部と下部との間を相互に連通する圧力緩和孔とを設けた手段を採用している。   In order to solve the above-described problems, a media agitating mill according to claim 1 of the present invention includes a grinding tank provided with a grinding chamber for containing grinding media therein, and a rotation provided rotatably in the grinding tank. A media stirring mill provided with a shaft and a stirring / separating member provided at a portion of the rotating shaft located in the grinding chamber and rotatable integrally with the rotating shaft, the inner wall surface of the grinding chamber and the stirring The outer peripheral surface of the member is formed in a shape that matches each other, penetrates from the outer peripheral surface of the stirring separation member to the central portion of the stirring member, and passes through the central portion of the rotating shaft from that portion to the outside of the grinding chamber. Means for providing a separation and discharge passage communicating with each other and a pressure relaxation hole penetrating between the upper and lower surfaces of the stirring member in the axial direction of the rotary shaft and communicating between the upper portion and the lower portion in the grinding chamber. Adopted.

また、本発明の請求項2に係るメディア攪拌ミルは、請求項1に記載のメディア攪拌ミルであって、前記粉砕タンクは、ケーシングと、ケーシングに着脱自在な内壁と底蓋とを有し、前記内壁と前記底蓋とによって囲まれる部分で前記粉砕室が形成されている手段を採用している。   A media agitation mill according to claim 2 of the present invention is the media agitation mill according to claim 1, wherein the pulverization tank has a casing, an inner wall detachably attached to the casing, and a bottom lid. A means in which the crushing chamber is formed in a portion surrounded by the inner wall and the bottom lid is employed.

さらに、本発明の請求項3に係るメディア攪拌ミルは、請求項2に記載のメディア攪拌ミルであって、前記内壁と前記底蓋とによって囲まれる部分で形成される前記粉砕室を、前記回転軸を中心として軸対象の球形状、多角形状又は凹凸形状の空間とした手段を採用している。   Furthermore, the media agitation mill according to claim 3 of the present invention is the media agitation mill according to claim 2, wherein the crushing chamber formed by a portion surrounded by the inner wall and the bottom lid is rotated in the rotation direction. A means that uses a spherical, polygonal, or concavo-convex space as a center of the axis is adopted.

さらに、本発明の請求項4に係るメディア攪拌ミルは、請求項1から3の何れかに記載のメディア攪拌ミルであって、前記攪拌部材の外周面には、周方向に所定の間隔ごとに複数の攪拌突起が設けられている手段を採用している。   Furthermore, the media stirring mill which concerns on Claim 4 of this invention is a media stirring mill in any one of Claim 1 to 3, Comprising: On the outer peripheral surface of the said stirring member, it is every predetermined space | interval in the circumferential direction. A means provided with a plurality of stirring protrusions is employed.

さらに、本発明の請求項5に係るメディア攪拌ミルは、請求項1から4の何れかに記載のメディア攪拌ミルであって、前記粉砕室の上部に処理物の供給口が設けられ、該処理物の供給口よりも下方に前記攪拌分離部材が設けられている手段を採用している。   Furthermore, the media agitation mill according to claim 5 of the present invention is the media agitation mill according to any one of claims 1 to 4, wherein a treatment product supply port is provided at an upper portion of the crushing chamber, and the treatment A means in which the stirring / separating member is provided below the supply port of the object is employed.

本発明は、前記のように構成したことにより、攪拌分離部材の回転により、粉砕メディアと処理物とに遠心力を与えて処理物を攪拌し粉砕すると同時に、この遠心力と遠心力の作用方向と逆方向に処理物を輸送する流体による抗力とのバランスにより、粉砕メディアと粉砕された処理物とを効率良く分離し、分離排出路を介して粉砕室外に排出することができる。
従って、粉砕メディアと処理物とを機械的に分離するセパレータが不要となるので、セパレータへの噛み込み、目詰まり等のトラブルが生じるようなことはなく、安定した処理物の粉砕、分離を行なうことができ、特に、100μm以下の粉砕メディアを使用する粉砕処理に有効となる。
また、粉砕室を構成する内壁及び底蓋は、ケーシングに対して着脱自在に構成されているので、内壁及び底蓋を所望の形状、寸法のものと交換することにより、粉砕室を所定の形状、寸法に変更、調整することができる。従って、処理物の種類、粉砕の程度に応じて粉砕室の形状、寸法を変更、調整できるので、汎用性を高めることができる。また、処理物の種類に応じて内壁及び底蓋の材質を変更することができるので、処理物の種類によって粉砕室の内面が磨耗するのを防止でき、安定した処理物の粉砕、分離を行なうことができる。
さらに、処理物の供給口は粉砕室の上部に設けられ、この供給口の下方に攪拌分離部材が設けられているので、供給口から粉砕室内に投入される処理物を効率良く粉砕、分離して、分離排出口から粉砕室内に排出することができる。
Since the present invention is configured as described above, a centrifugal force is applied to the pulverization media and the processed material by the rotation of the stirring separation member to stir and pulverize the processed material, and at the same time, the direction of action of the centrifugal force and the centrifugal force. The pulverization media and the pulverized processed material can be efficiently separated and discharged out of the pulverization chamber via the separation discharge path by the balance with the drag force by the fluid transporting the processed product in the opposite direction.
Therefore, a separator that mechanically separates the pulverized media and the processed material is not required, and troubles such as biting into the separator and clogging do not occur, and the processed product is stably pulverized and separated. In particular, it is effective for the pulverization process using a pulverization medium of 100 μm or less.
Further, since the inner wall and the bottom lid constituting the grinding chamber are configured to be detachable from the casing, the grinding chamber can be formed into a predetermined shape by replacing the inner wall and the bottom lid with a desired shape and size. , Can be changed and adjusted to dimensions. Therefore, since the shape and dimensions of the grinding chamber can be changed and adjusted according to the type of processed material and the degree of grinding, versatility can be improved. Moreover, since the material of the inner wall and the bottom lid can be changed according to the type of the processed material, it is possible to prevent the inner surface of the grinding chamber from being worn depending on the type of the processed material, and to stably pulverize and separate the processed material. be able to.
Furthermore, since the supply port for the processed material is provided in the upper part of the pulverization chamber, and a stirring separation member is provided below the supply port, the processed material supplied from the supply port into the pulverization chamber is efficiently pulverized and separated. Thus, it can be discharged from the separation outlet into the grinding chamber.

本発明のメディア攪拌ミルは、攪拌分離部材が回転することにより、攪拌突起により粉砕メディアと粉砕されるべき処理物は遠心力を与えられ、さらに攪拌突起の回転力に引き摺られた粉砕メディアの回転運動また処理物の輸送流体の旋回運動も加わり、粉砕メディアと粉砕されるべき処理物を攪拌し、粉砕されるべき処理物を粉砕する。   In the media agitating mill of the present invention, when the agitating / separating member rotates, the pulverized media and the processed material to be pulverized are given centrifugal force by the agitating protrusion, and the rotation of the pulverizing media dragged by the rotating force of the agitating protrusion In addition to the movement and the swiveling motion of the transport fluid of the processed material, the grinding media and the processed material to be pulverized are agitated, and the processed material to be pulverized is pulverized.

この粉砕と同時に、この遠心力と遠心力の作用する方向と逆方向に流動する処理物の輸送流体による抗力とのバランスから、粉砕メディアと粉砕された処理物を力学的に分離する分離機能も合わせ持ち、粉砕、分離を一つの機構で行わせるという特徴を備えている。さらに、粉砕分離を一機構で処理することを可能にするために、処理物を輸送する流体の流れを攪拌分離部材で発生する遠心力の作用方向と逆方向にし、攪拌分離部材の外周側から中心部に向かわせ、回転軸内の中空部を通過させ、中空部に連結されている排出口ヘ到達させている。   Simultaneously with this pulverization, there is also a separation function that mechanically separates the pulverized media and the pulverized processed material from the balance between the centrifugal force and the drag force caused by the transport fluid of the processed material flowing in the opposite direction of the centrifugal force. It has the feature that it is held together, crushed and separated by one mechanism. Further, in order to enable the pulverization / separation to be processed by one mechanism, the flow of the fluid transporting the processed material is made to be opposite to the direction of the centrifugal force generated by the stirring / separating member, and from the outer peripheral side of the stirring / separating member. The hollow portion in the rotating shaft passes through the central portion and reaches the discharge port connected to the hollow portion.

圧送によりスラリー状の処理流体は供給口から粉砕タンク内に送られ、粉砕タンク内で粉砕メディアと混在する。駆動源に接続されている回転軸を回転させることにより攪拌分離部材を一体に回転させ、攪拌分離部材の連通孔に入った粉砕メディアと粉砕されるべき処理物は遠心力を受ける。さらに、粉砕メディアには攪拌突起に追従した回転運動が生じ、また輸送流体には旋回流が生じる。そのため、粉砕メディアあるいは粉砕されるべき粗粒子は粉砕タンク内あるいは攪拌分離部材の連通孔で共に攪拌され、粗粒子に対する粉砕が行われる。   The slurry-like processing fluid is sent from the supply port into the pulverization tank by pressure feeding, and is mixed with the pulverization medium in the pulverization tank. By rotating the rotating shaft connected to the drive source, the agitation / separation member is integrally rotated, and the pulverization media that have entered the communication hole of the agitation / separation member and the material to be pulverized are subjected to centrifugal force. Further, the pulverizing media has a rotational movement following the stirring protrusion, and the transport fluid has a swirling flow. Therefore, the pulverization media or the coarse particles to be pulverized are stirred together in the pulverization tank or through the communicating hole of the stirring / separating member, and the coarse particles are pulverized.

粉砕された微粒子は、攪拌分離部材の連通孔によって得られる遠心力に対して、粉砕タンクから攪拌分離部材内へ旋回しながら流入する輸送流体から受ける抗力が優ることにより、攪拌分離部材内の分離室へ流体と共に輸送される。分離室へ流入したスラリー流体は、分離室と連通している回転軸の中空部に送られ、さらに排出口ヘと導かれる。一方、粉砕メディアは粉砕物に比べて桁違い(30倍以上)の大きさであり、当然、攪拌分離部材の連通孔から受ける遠心力が抗力に優り、攪拌分離部材内の分離室へは進入できず、攪拌分離部材内の連通孔の部分あるいは粉砕タンク内に滞留する。さらに、一部の粉砕されなかった粗粒子は、粉砕メディアと同様に、作用する力関係から攪拌分離部材内の分離室には進入することができずに、再度粉砕されることになる。このように、本発明の粉砕機においては、粉砕された微粒子と粉砕メディアとで作用する力関係が異なるために自ずと力学的に分離されることになり、機械的な分離の必要性は生じない。   The pulverized fine particles are separated in the agitation / separation member by being superior in resistance to the centrifugal force obtained by the communication hole of the agitation / separation member and received from the transport fluid that flows while swirling from the pulverization tank into the agitation / separation member. It is transported with the fluid to the chamber. The slurry fluid that has flowed into the separation chamber is sent to the hollow portion of the rotating shaft that communicates with the separation chamber, and is further guided to the discharge port. On the other hand, the grinding media is orders of magnitude (more than 30 times) the size of the pulverized product, and naturally the centrifugal force received from the communicating hole of the stirring / separating member is superior in drag and enters the separation chamber inside the stirring / separating member. It cannot be carried out and stays in the part of the communicating hole in the stirring / separating member or in the grinding tank. Further, a part of the coarse particles that have not been pulverized, like the pulverization media, cannot enter the separation chamber in the stirring / separation member due to the acting force relationship, and are pulverized again. As described above, in the pulverizer according to the present invention, since the force relationship acting between the pulverized fine particles and the pulverization media is different, the pulverizer is naturally mechanically separated, and the need for mechanical separation does not occur. .

分離作用に影響を与える遠心力と抗力のバランスは、攪拌分離部材の回転速度によって制御する。攪拌分離部材の回転速度を大きくすることにより、遠心力を増大し、抗力を抑えて分離粒径を小さくすることができる。さらに、粉砕効果も向上する。   The balance between the centrifugal force and the drag force affecting the separation action is controlled by the rotational speed of the stirring / separating member. By increasing the rotation speed of the stirring and separating member, the centrifugal force can be increased, the drag can be suppressed, and the separated particle size can be reduced. Furthermore, the grinding effect is also improved.

粉砕メディアあるいは粉砕粒子に作用する遠心力の大きさは、メディア、粒子の体積に比例し、メディア、粒子に作用する抗力の大きさは、メディア、粒子に作用する流体の力に対して直角な投影面積に比例する。すなわち、粒径が大きくなるほど、遠心力の増加量は抗力の増加量より大きくなる。
(例)
直径dの球形粒子遠心力
Fc∝d3
抗力
Fd∝d2
直径d1で
Fc=Fd
とバランスすると仮定して計算すると、直径2d1で
Fc/Fd=2
直径0.5d1で
Fc/Fd=0.5
となり、粒子径がd1よりも大きいと遠心力が優り、小さいと抗力が優る。従って、所定の粒子径においてバランスを取るように遠心力と抗力を設定した場合に、所定の径以上では遠心力が優り、所定の径以下では抗力が優る。粉砕メディアは当然所定の粒子径と比べて桁違いに大きいので、攪拌分離部材の回転により大きな遠心力が作用し、この遠心力が抗力に十分対抗して大きく、攪拌分離部材内に進入することを防ぐことができる。
The magnitude of the centrifugal force acting on the grinding media or the grinding particles is proportional to the volume of the media and particles, and the magnitude of the drag acting on the media and particles is perpendicular to the force of the fluid acting on the media and particles. It is proportional to the projected area. That is, the larger the particle size, the greater the increase in centrifugal force than the increase in drag.
(Example)
Spherical particle centrifugal force of diameter d
Fc∝d3
Drag
Fd∝d2
With diameter d1
Fc = Fd
And assuming the balance, the diameter is 2d1
Fc / Fd = 2
With a diameter of 0.5d1
Fc / Fd = 0.5
When the particle size is larger than d1, centrifugal force is excellent, and when the particle size is small, drag is excellent. Therefore, when the centrifugal force and the drag force are set so as to balance at a predetermined particle diameter, the centrifugal force is superior at a predetermined diameter or more, and the drag is excellent at a predetermined diameter or less. Naturally, the grinding media is an order of magnitude larger than the predetermined particle size, so that a large centrifugal force acts due to the rotation of the stirring / separating member, and this centrifugal force sufficiently opposes the drag and enters the stirring / separating member. Can be prevented.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図3には、本発明によるメディア攪拌ミルの一実施の形態が示されていて、図1は、メディア攪拌ミルの拡大断面図、図2は、図1の部分拡大平面図、図3は、図1に示すメディア攪拌ミルを用いて構成したメディア攪拌システムの一例を示したフロー図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 3 show an embodiment of a media stirring mill according to the present invention. FIG. 1 is an enlarged sectional view of the media stirring mill, and FIG. 2 is a partially enlarged plan view of FIG. 3 is a flow diagram showing an example of a media agitation system configured using the media agitation mill shown in FIG.

すなわち、このメディア攪拌ミル1は、内部に粉砕室3が設けられる粉砕タンク2と、粉砕タンク2の中心部に回転可能に設けられる回転軸である中空の主軸35と、主軸35の粉砕室3内に位置する部分に取り付けられて、主軸35と一体に回転可能な攪拌分離部材25とを備えている。   That is, the media agitating mill 1 includes a pulverization tank 2 in which a pulverization chamber 3 is provided, a hollow main shaft 35 that is a rotation shaft provided rotatably at the center of the pulverization tank 2, and a pulverization chamber 3 of the main shaft 35. A stirring / separating member 25 that is attached to a portion located inside and is rotatable integrally with the main shaft 35 is provided.

粉砕タンク2は、上端が閉塞された略筒状のケーシング5と、ケーシング5の下端開口部を閉塞する底蓋14と、ケーシング5の内面側に設けられる内壁9とからなるものであって、内壁9の内面と底蓋14の上面とによって囲まれる部分に略球形状の空間である粉砕室3が形成されている。   The crushing tank 2 includes a substantially cylindrical casing 5 whose upper end is closed, a bottom lid 14 that closes a lower end opening of the casing 5, and an inner wall 9 provided on the inner surface side of the casing 5, A grinding chamber 3 that is a substantially spherical space is formed in a portion surrounded by the inner surface of the inner wall 9 and the upper surface of the bottom lid 14.

ケーシング5の下端部の内面側は小径部6と大径部7の二段に形成され、小径部6から大径部7にかけて内壁9が着脱自在に取り付けられ、内壁9の外側(下側)の大径部7の部分に底蓋14が着脱自在に取り付けられている。   The inner surface side of the lower end portion of the casing 5 is formed in two stages of a small diameter portion 6 and a large diameter portion 7, and an inner wall 9 is detachably attached from the small diameter portion 6 to the large diameter portion 7, and the outer side (lower side) of the inner wall 9. A bottom cover 14 is detachably attached to the large diameter portion 7.

内壁9は、筒状の本体部10と、本体部10の下端部外周側に一体に設けられる径方向外方に環状に張り出るフランジ部12とからなるものであって、本体部10の内面側(上端部を除く)は径方向外方に凹む所定の曲率の曲面11に形成されている。内壁9は、本体部10をケーシング5の小径部6内に嵌合させ、フランジ部12を小径部6と大径部7との境界部に当接させ、フランジ部12をボルト13により境界部に連結することにより、ケーシング5に固定される。   The inner wall 9 includes a cylindrical main body portion 10 and a flange portion 12 that is integrally provided on the outer peripheral side of the lower end portion of the main body portion 10 and that projects in an annular shape outwardly in the radial direction. The side (excluding the upper end) is formed in a curved surface 11 having a predetermined curvature that is recessed outward in the radial direction. The inner wall 9 has the main body portion 10 fitted in the small diameter portion 6 of the casing 5, the flange portion 12 is brought into contact with the boundary portion between the small diameter portion 6 and the large diameter portion 7, and the flange portion 12 is bounded by the bolt 13. Is fixed to the casing 5.

底蓋14は、円板状の本体部15と、本体部15の下端部外周側に一体に設けられる径方向外方に環状に張り出るフランジ部16とからなるものであって、本体部15の上面側は下方に凹む所定の角度のテーパ面17に形成され、このテーパ面17の上端部は内壁9の曲面11に連続する曲面18に形成されている。底蓋14は、本体部15をケーシング5の大径部7内に嵌合させ、フランジ部16をケーシング5の開口端面に当接させ、フランジ部16をボルト19により開口端面に連結することにより、ケーシング5に固定される。底蓋14の中心部には、上下面間を貫通する貫通孔20が設けられ、この貫通孔20は開閉弁21によって開閉可能に構成されている。   The bottom cover 14 includes a disk-shaped main body 15 and a flange portion 16 that is integrally provided on the outer peripheral side of the lower end of the main body 15 and projects in a radially outward manner. The upper surface side of the taper surface 17 is formed in a tapered surface 17 having a predetermined angle recessed downward, and the upper end portion of the tapered surface 17 is formed in a curved surface 18 continuous with the curved surface 11 of the inner wall 9. The bottom cover 14 is formed by fitting the main body portion 15 into the large-diameter portion 7 of the casing 5, bringing the flange portion 16 into contact with the opening end surface of the casing 5, and connecting the flange portion 16 to the opening end surface with a bolt 19. , Fixed to the casing 5. A through hole 20 penetrating between the upper and lower surfaces is provided at the center of the bottom lid 14, and the through hole 20 is configured to be opened and closed by an on-off valve 21.

底蓋14の本体部15外周面とケーシング5の大径部7内周面との間にはOリング22が介装され、このOリング22によってそれらの間がシールされている。   An O-ring 22 is interposed between the outer peripheral surface of the main body 15 of the bottom lid 14 and the inner peripheral surface of the large-diameter portion 7 of the casing 5, and the O-ring 22 seals between them.

上記のような構成の内壁9の内面と底蓋14の上面とにより粉砕室3の内壁面4が構成され、この内壁9と底蓋14との協働により粉砕室3の内壁面4が保護される。粉砕室3の内壁面4の形状、粉砕室3の寸法は、内壁9及び底蓋14を所望の形状、寸法のものに変更することにより、所望の形状、寸法に調整することができる。内壁9の形状(内面の形状)、底蓋14の形状(上面の形状)は、特に限定するものではなく、粉砕物の種類、粉砕の程度等に応じて適宜の形状に設定することができる。例えば、内壁9の内面の断面形状を円形、多角形、凹凸形状等とすることができる。   The inner wall surface 4 of the crushing chamber 3 is constituted by the inner surface of the inner wall 9 and the upper surface of the bottom lid 14 configured as described above, and the inner wall surface 4 of the crushing chamber 3 is protected by the cooperation of the inner wall 9 and the bottom lid 14. Is done. The shape of the inner wall surface 4 of the crushing chamber 3 and the size of the crushing chamber 3 can be adjusted to the desired shape and size by changing the inner wall 9 and the bottom lid 14 to those of the desired shape and size. The shape of the inner wall 9 (the shape of the inner surface) and the shape of the bottom lid 14 (the shape of the upper surface) are not particularly limited, and can be set to an appropriate shape according to the type of pulverized product, the degree of pulverization, and the like. . For example, the cross-sectional shape of the inner surface of the inner wall 9 can be a circle, a polygon, an uneven shape, or the like.

ケーシング5の粉砕室3に対応する外壁をジャケット構造(図示せず)として、ジャケット構造の内部に冷却媒体を流通させ、処理物の粉砕の際に発生する熱により粉砕室3内が温度上昇するのを抑えるように構成しても良い。   The outer wall corresponding to the crushing chamber 3 of the casing 5 has a jacket structure (not shown), and a cooling medium is circulated inside the jacket structure, and the temperature in the crushing chamber 3 rises due to the heat generated when the processed material is pulverized. You may comprise so that this may be suppressed.

攪拌分離部材25は、粉砕室3内に位置する主軸35の下端部に嵌合されるロータ本体27と、ロータ本体27の下面側に設けられて主軸35の下端面にボルト29により固定され、ロータ本体27を主軸35に嵌合された状態に押さえるロータ本体押さえ28とからなるロータ26を備えている。   The agitating / separating member 25 is provided on the lower surface side of the rotor body 27 and is fixed to the lower surface of the main shaft 35 by a bolt 29. A rotor 26 is provided that includes a rotor body presser 28 that presses the rotor body 27 into a state of being fitted to the main shaft 35.

ロータ26は、粉砕室3の内壁面4(内面)の形状に応じた形状に形成されるものであって、この実施の形態においては、粉砕室3を略球形状の空間に形成しているので、それに対応させてロータ26の外面形状を略球形状に形成している。   The rotor 26 is formed in a shape corresponding to the shape of the inner wall surface 4 (inner surface) of the crushing chamber 3, and in this embodiment, the crushing chamber 3 is formed in a substantially spherical space. Therefore, the outer surface shape of the rotor 26 is formed in a substantially spherical shape correspondingly.

ロータ本体27及びロータ本体押さえ28の外周面の内壁面4に面する部分には、図2に示すように、周方向に等間隔ごとに複数箇所(この実施の形態においては8箇所)に外方に突出する攪拌突起30が一体に設けられている。攪拌突起30の形状は、特に限定されるものではなく、この実施の形態においては断面矩形状に形成している。   As shown in FIG. 2, the outer peripheral surfaces of the rotor main body 27 and the rotor main body presser 28 are externally provided at a plurality of positions (eight positions in this embodiment) at equal intervals in the circumferential direction. A stirring protrusion 30 protruding in the direction is integrally provided. The shape of the stirring protrusion 30 is not particularly limited, and is formed in a rectangular cross section in this embodiment.

ロータ本体27の中心部の主軸35の下端部外周面に面する部分には、下端開口部がロータ本体押さえ28によって閉塞された、密閉された空間である略筒状の分離室31が設けられている。   A portion that faces the outer peripheral surface of the lower end portion of the main shaft 35 at the center of the rotor body 27 is provided with a substantially cylindrical separation chamber 31 that is a sealed space in which the lower end opening is closed by the rotor body retainer 28. ing.

ロータ本体27の分離室31の外側の部分には、下端開口部がロータ本体押さえ28によって閉塞された、断面矩形状の連通溝32がロータ本体27の中心を中心として放射状をなすように複数箇所(この実施の形態においては4箇所)に設けられ、この連通溝32によって分離室31内がロータ本体27の外周面側に開口されている。   In the outer part of the separation chamber 31 of the rotor body 27, a plurality of locations are provided such that the communication groove 32 having a rectangular cross section whose lower end opening is closed by the rotor body retainer 28 is formed radially around the center of the rotor body 27. (In this embodiment, four locations), and the inside of the separation chamber 31 is opened to the outer peripheral surface side of the rotor body 27 by the communication groove 32.

ロータ本体27の分離室31の外側の部分には、ロータ本体27及びロータ本体押さえ28を軸線方向に貫通する、断面円形状のボール循環孔33が周方向に向かって等間隔ごとに複数箇所(この実施の形態においては4箇所)に設けられている。   In the outer portion of the separation chamber 31 of the rotor body 27, a ball circulation hole 33 having a circular cross section that penetrates the rotor body 27 and the rotor body retainer 28 in the axial direction is provided at a plurality of positions at equal intervals in the circumferential direction ( In this embodiment, it is provided at four locations).

主軸35は、中心部に連通路36が貫通した状態で設けられる中空状をなすものであって、分離室31に対応する部分には、主軸35を径方向に貫通して一端が分離室31に連通し、他端が連通路36に連通する連通孔37が複数設けられている。主軸35の連通路36と連通孔37と前述したロータ26の分離室31と連通溝32とにより、粉砕室3内外を連通する一連の分離排出路34が形成され、この分離排出路34を介して粉砕室3内の処理物が粉砕室3外に排出される。   The main shaft 35 has a hollow shape provided in a state where the communication passage 36 penetrates through the central portion, and a portion corresponding to the separation chamber 31 penetrates the main shaft 35 in the radial direction and has one end separated in the separation chamber 31. A plurality of communication holes 37 are provided, the other end of which communicates with the communication path 36. A series of separation discharge passages 34 communicating with the inside and outside of the grinding chamber 3 are formed by the communication passage 36 and the communication hole 37 of the main shaft 35 and the separation chamber 31 and the communication groove 32 of the rotor 26 described above. Thus, the processed product in the crushing chamber 3 is discharged out of the crushing chamber 3.

主軸35の上端部には、図3に示すように、排出口を有するロータリージョイント38が取り付けられ、このロータリージョイント38の排出口に主軸35の連通路36の上端が連通し、このロータリージョイント38の排出口に後述する配管43を介してホールディングタンク46が接続される。   As shown in FIG. 3, a rotary joint 38 having a discharge port is attached to the upper end portion of the main shaft 35. A holding tank 46 is connected to the discharge port of this through a pipe 43 described later.

粉砕室3の上部に対応するケーシング5の部分には、ケーシング5内外を連通するスラリー供給管8が設けられ、このスラリー供給管8を介して粉砕室3内に処理物が供給される。   A portion of the casing 5 corresponding to the upper part of the crushing chamber 3 is provided with a slurry supply pipe 8 that communicates the inside and outside of the casing 5, and the processed material is supplied into the crushing chamber 3 through the slurry supply pipe 8.

主軸35の外周面とケーシング5の内周面との間には軸シール39が設けられ、この軸シール39によって両者間がシールされ、粉砕室3内から流体が外部に漏れ出るのを防止している。   A shaft seal 39 is provided between the outer peripheral surface of the main shaft 35 and the inner peripheral surface of the casing 5. The shaft seal 39 seals between the two to prevent fluid from leaking out of the grinding chamber 3. ing.

主軸35の上端部には、Vプーリー(図示せず)が取り付けられ、このVプーリーは、Vベルト(図示せず)を介して駆動源(図示せず)に接続され、駆動源の作動によりVベルト及びVプーリーを介して主軸35が回転駆動するように構成されている。   A V pulley (not shown) is attached to the upper end of the main shaft 35, and this V pulley is connected to a drive source (not shown) via a V belt (not shown). The main shaft 35 is configured to be rotationally driven via a V belt and a V pulley.

そして、上記のように構成したこの実施の形態によるメディア攪拌ミル1を、架台41の上部に垂直に立設されたフレーム42の側面に主軸35の軸線が垂直方向を向くように固定し、スラリー供給管8に配管43を介して循環ポンプ44を接続し、循環ポンプ44に配管43及び本弁45を介してホールディングタンク46を接続し、ホールディングタンク46とメディア攪拌ミル1のロータリージョイント38との間を配管43を介して接続し、メディア攪拌システム40を構成する。   Then, the media agitation mill 1 according to this embodiment configured as described above is fixed to the side surface of the frame 42 erected perpendicularly to the upper portion of the gantry 41 so that the axis of the main shaft 35 faces the vertical direction. A circulation pump 44 is connected to the supply pipe 8 via a pipe 43, a holding tank 46 is connected to the circulation pump 44 via a pipe 43 and a main valve 45, and the holding tank 46 and the rotary joint 38 of the media agitating mill 1 are connected. The media agitation system 40 is configured by connecting the two through a pipe 43.

そして、上記のように構成したメディア攪拌システム40のホールディングタンク46内に処理物を投入し、攪拌機48により攪拌してスラリー状の処理物を製造する。この場合、ホールディングタンク46の外壁はジャケット構造47に構成され、このジャケット構造47の内部に冷却媒体を流通させることにより、ホールディングタンク46内を冷却し、ホールディングタンク46内での処理物の攪拌の際に発生する熱を冷却し、メディア攪拌ミル1から排出される処理物(粉砕室内での衝突、摩擦等により発熱している)を冷却している。   Then, the processed product is put into the holding tank 46 of the media stirring system 40 configured as described above, and stirred by the stirrer 48 to produce a slurry-like processed product. In this case, the outer wall of the holding tank 46 is constituted by a jacket structure 47, and the inside of the jacket structure 47 is made to circulate a cooling medium so as to cool the inside of the holding tank 46 and to stir the processed material in the holding tank 46. The generated heat is cooled, and the processed product discharged from the media stirring mill 1 (heated by collision, friction, etc. in the grinding chamber) is cooled.

そして、本弁45を開いて循環ポンプ44を作動させることにより、ホールディングタンク46内から本弁45、配管43、循環ポンプ44、配管43、スラリー供給管8を介してメディア攪拌ミル1の粉砕タンク2の粉砕室3内に処理物を圧送する。そして、駆動源を作動させて主軸35と一体に攪拌分離部材25のロータ26を回転駆動させると、ロータ26の回転によって粉砕メディア50と処理物とが遠心力を受けるとともに、ロータ26の回転力に引き摺られて粉砕メディア50に回転運動が生じ、さらに処理物を輸送してきた流体に旋回流が生じる。このため、粉砕メディア50あるいは処理物(粗粒子)は、粉砕室3内あるいはロータ26の攪拌突起30で共に攪拌され、粗粒子に対する粉砕が行われる。この場合、ロータ26の回転速度あるいは攪拌突起30の数は粉砕される粒子の大きさを考慮して決定している。これにより、当然、粉砕メディア50は、流体による押し込み力に優る遠心力を受けることになり、ロータ26の連通溝32あるいは粉砕室3内に滞留する。   Then, by opening the main valve 45 and operating the circulation pump 44, the grinding tank of the media agitating mill 1 is passed from the holding tank 46 through the main valve 45, the pipe 43, the circulation pump 44, the pipe 43, and the slurry supply pipe 8. The processed material is pumped into the pulverizing chamber 3 of 2. When the drive source is activated to rotate the rotor 26 of the stirring / separating member 25 integrally with the main shaft 35, the rotation of the rotor 26 causes the grinding media 50 and the processed material to receive centrifugal force, and the rotational force of the rotor 26. Rotating motion is generated in the pulverizing medium 50 by the dragging, and a swirling flow is generated in the fluid that has transported the processed material. For this reason, the grinding media 50 or the processed material (coarse particles) are stirred together in the grinding chamber 3 or by the stirring protrusion 30 of the rotor 26, and the coarse particles are crushed. In this case, the rotational speed of the rotor 26 or the number of stirring protrusions 30 is determined in consideration of the size of the particles to be crushed. Accordingly, naturally, the grinding media 50 receives a centrifugal force superior to the pushing force by the fluid, and stays in the communication groove 32 of the rotor 26 or the grinding chamber 3.

ロータ26の回転力に伴い粉砕メディア50に回転運動が生じ、場合によっては粉砕室3の上部と下部で圧力差が生じることがある。この圧力差により主軸35にスラスト力が加わり、振動が発生する原因ともなるが、ロータ26にはボール循環孔33が設けられ、このボール循環孔33を粉砕メディア50やスラリー状の処理物が循環することになるので、粉砕室3の上部と下部に発生する圧力差を緩和させることができ、主軸35に作用するスラスト力を緩和して主軸35の振動を防止することができる。   In accordance with the rotational force of the rotor 26, a rotational motion occurs in the grinding media 50, and in some cases, a pressure difference may be generated between the upper part and the lower part of the grinding chamber 3. This pressure difference causes a thrust force to be applied to the main shaft 35, which may cause vibration, but the rotor 26 is provided with a ball circulation hole 33, through which the grinding media 50 and the slurry-like processed material circulate. Therefore, the pressure difference generated between the upper part and the lower part of the crushing chamber 3 can be reduced, the thrust force acting on the main shaft 35 can be reduced, and the vibration of the main shaft 35 can be prevented.

微粉砕粒子は、遠心力より押し込み力が優ることにより、分離排出路34の連通溝32から分離室31内にスラリー状の流体として押し込まれる。押し込まれたスラリー状の流体は、連通孔37を経由して連通路36に至り、連通路36からロータリージョイント38の排出口に至り、配管43を介してホールディングタンク46に至る。   The finely pulverized particles are pushed into the separation chamber 31 from the communication groove 32 of the separation / discharge passage 34 as a slurry-like fluid because the pushing force is superior to the centrifugal force. The pushed slurry-like fluid reaches the communication path 36 via the communication hole 37, reaches the discharge port of the rotary joint 38 from the communication path 36, and reaches the holding tank 46 via the pipe 43.

本発明は、上記のように構成したことにより、粉砕メディア50と処理物は、攪拌分離部材25のロータ26の回転により遠心力が与えられて攪拌粉砕されると同時に、この遠心力とこの遠心力の作用方向と逆方向に処理物を輸送する流体による抗力とのバランスにより、粉砕メディア50と粉砕された処理物とが分離されることになる。従って、機械的な分離機構を有するセパレータのように、噛み込み、目詰まり等のトラブルが生じるようなことがなく、安定した連続運転が可能となる。特に100μm以下のメディアを使用する処理に効果を発揮する。   Since the present invention is configured as described above, the pulverization medium 50 and the processed material are stirred and pulverized by the centrifugal force applied by the rotation of the rotor 26 of the stirring / separating member 25. The pulverization media 50 and the pulverized processed material are separated from each other by the balance between the drag force caused by the fluid transporting the processed material in the direction opposite to the direction in which the force is applied. Therefore, unlike a separator having a mechanical separation mechanism, troubles such as biting and clogging do not occur, and stable continuous operation is possible. In particular, it is effective for processing using media of 100 μm or less.

粉砕の程度に応じてその都度、粉砕タンク2の粉砕室3の内面形状や攪拌分離部材25のロータ26の外面形状を変更あるいは調整することができ、例えば、粉砕タンク2の粉砕室3の内面を断面球形状、多角形状等にしたり、粉砕タンク2の粉砕室3の内面に凹凸を付けたりして、粉砕の程度あるいは処理物を考慮した形状を選択できる。   The inner shape of the grinding chamber 3 of the grinding tank 2 and the outer shape of the rotor 26 of the stirring / separating member 25 can be changed or adjusted each time depending on the degree of grinding, for example, the inner surface of the grinding chamber 3 of the grinding tank 2. The shape can be selected in consideration of the degree of pulverization or the processed material by making the cross-section spherical shape, polygonal shape, etc.

粉砕タンク2の粉砕室3の内面形状を変更、調整することが可能な構造にすることで、粉砕室3の内壁面4の磨耗への対応が容易になる。例えば、磨耗による取替えを各パーツ毎に行なうことができる。このため、材質の選択可能な種類が増大し、粉砕タンク2の内壁面4として、耐磨耗材等の特殊材の使用が容易になる。   By adopting a structure in which the inner surface shape of the grinding chamber 3 of the grinding tank 2 can be changed and adjusted, it becomes easy to cope with the wear of the inner wall surface 4 of the grinding chamber 3. For example, replacement by wear can be performed for each part. For this reason, the types of materials that can be selected increase, and it becomes easy to use a special material such as a wear-resistant material as the inner wall surface 4 of the crushing tank 2.

本発明によるメディア攪拌ミルの一実施の形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed one Embodiment of the media stirring mill by this invention. 図1の攪拌分離部材の横断面図である。It is a cross-sectional view of the stirring separation member of FIG. 図1に示すメディア攪拌ミルを用いて構成したメディア攪拌システムの一例を示したフロー図である。It is the flowchart which showed an example of the media stirring system comprised using the media stirring mill shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 メディア攪拌ミル
2 粉砕タンク
3 粉砕室
4 内壁面
5 ケーシング
6 小径部
7 大径部
8 スラリー供給管
9 内壁
10 本体部
11 曲面
12 フランジ部
13 ボルト
14 底蓋
15 本体部
16 フランジ部
17 テーパ面
18 曲面
19 ボルト
20 貫通孔
21 開閉弁
22 Oリング
25 攪拌分離部材
26 ロータ
27 ロータ本体
28 ロータ本体押さえ
29 ボルト
30 攪拌突起
31 分離室
32 連通溝
33 ボール循環孔
34 分離排出路
35 主軸
36 連通路
37 連通孔
38 ロータリージョイント
39 軸シール
40 メディア攪拌システム
41 架台
42 フレーム
43 配管
44 循環ポンプ
45 本弁
46 ホールディングタンク
47 ジャケット構造
48 攪拌機
50 粉砕メディア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Media stirring mill 2 Crushing tank 3 Crushing chamber 4 Inner wall surface 5 Casing 6 Small diameter part 7 Large diameter part 8 Slurry supply pipe 9 Inner wall 10 Main body part 11 Curved surface 12 Flange part 13 Bolt 14 Bottom cover 15 Main body part 16 Flange part 17 Tapered surface 18 Curved surface 19 Bolt 20 Through hole 21 On-off valve 22 O-ring 25 Stirring separation member 26 Rotor 27 Rotor main body 28 Rotor main body pressing 29 Bolt 30 Stirring projection 31 Separation chamber 32 Communication groove 33 Ball circulation hole 34 Separation discharge path 35 Main shaft 36 Communication path 37 communication hole 38 rotary joint 39 shaft seal 40 media agitation system 41 mount 42 frame 43 piping 44 circulation pump 45 main valve 46 holding tank 47 jacket structure 48 agitator 50 grinding media

Claims (5)

内部に粉砕メディアを収容する粉砕室が設けられる粉砕タンクと、該粉砕タンクに回転可能に設けられる回転軸と、該回転軸の前記粉砕室内に位置する部分に設けられて、回転軸と一体に回転可能な攪拌分離部材とを備えたメディア攪拌ミルであって、
前記粉砕室の内壁面と前記攪拌部材の外周面とを、互いに合致する形状に形成するとともに、前記攪拌分離部材の外周面から攪拌部材の中心部に貫通し、その部分から前記回転軸の中心部を貫通して前記粉砕室外に連通する分離排出路と、前記攪拌部材の上下面間を前記回転軸の軸線方向に貫通して、前記粉砕室内の上部と下部との間を相互に連通する圧力緩和孔とを設けたことを特徴とするメディア攪拌ミル。
A crushing tank provided with a crushing chamber for containing crushing media therein, a rotating shaft rotatably provided in the crushing tank, and a portion of the rotating shaft located in the crushing chamber are integrated with the rotating shaft. A media stirring mill comprising a rotatable stirring separation member,
The inner wall surface of the crushing chamber and the outer peripheral surface of the stirring member are formed in a shape that matches each other, penetrates from the outer peripheral surface of the stirring separation member to the central portion of the stirring member, and from that portion the center of the rotating shaft A separation discharge path that passes through the section and communicates with the outside of the grinding chamber and an upper and lower surfaces of the stirring member penetrate in the axial direction of the rotation shaft, and communicate between the upper and lower portions in the grinding chamber. A media agitation mill provided with a pressure relaxation hole.
前記粉砕タンクは、ケーシングと、ケーシングに着脱自在な内壁と底蓋とを有し、前記内壁と前記底蓋とによって囲まれる部分で前記粉砕室が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のメディア攪拌ミル。   The pulverization tank has a casing, an inner wall detachably attached to the casing, and a bottom lid, and the pulverization chamber is formed in a portion surrounded by the inner wall and the bottom lid. The media agitation mill described in 1. 前記内壁と前記底蓋とによって囲まれる部分で形成される前記粉砕室を、前記回転軸を中心として軸対象の球形状、多角形状又は凹凸形状の空間としたことを特徴とする請求項2に記載のメディア攪拌ミル。   The pulverization chamber formed by a portion surrounded by the inner wall and the bottom lid is a spherical, polygonal, or concavo-convex space that is an axis object around the rotation axis. The media stirring mill described. 前記攪拌部材の外周面には、周方向に所定の間隔ごとに複数の攪拌突起が設けられていることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載のメディア攪拌ミル。   The media stirring mill according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of stirring protrusions are provided at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the stirring member. 前記粉砕室の上部に処理物の供給口が設けられ、該処理物の供給口よりも下方に前記攪拌分離部材が設けられている請求項1から4の何れかに記載のメディア攪拌ミル。   The media stirring mill according to any one of claims 1 to 4, wherein a processing product supply port is provided at an upper portion of the crushing chamber, and the stirring separation member is provided below the processing product supply port.
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