JP2006167715A - Apparatus and method for granulating material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉体や粘性土、脱水スラッジ等の塊体と、水や溶液または溶融液等の液体などの材料から造粒物を得る造粒装置及びその方法に関するものである。 The present invention relates to a granulating apparatus and method for obtaining a granulated material from a mass such as powder, viscous soil, dehydrated sludge and the like and a material such as water, a solution or a liquid such as a melt.
従来より、材料の造粒方法は、本出願人提案の特開2000−140820号公報のような固定ドラムに攪拌翼を設け、ドラム内の材料を混合、解砕することで造粒を行う攪拌造粒法があり、他の方法として回転ドラム内に材料を投入し、材料をドラム内で転動(転がす)させることで造粒を行う転動造粒法など、種々の方法がおこなわれている。
前記攪拌造粒方法においては、固定ドラム内に設けた攪拌翼を移動させて材料を解砕し、小さい固まりに分断して、造粒物を形成させる。この方法では、攪拌翼により、材料を均一に混合する点においては適しているが造粒物形成の際には、十分な強度のない成長途中の造粒物が破砕されるため、造粒物の形成に時間がかかり、短時間で造粒物の大きさや形状を一定にそろえることが困難であった。
従って、本発明は材料を造粒するに際し、材料が均一に十分混合され且つ、造粒物の大きさ及び形状が一定に整えられた造粒物を得ることを目的とする。
In the stirring granulation method, the stirring blade provided in the fixed drum is moved to pulverize the material, and it is divided into small chunks to form a granulated product. This method is suitable in terms of uniformly mixing the materials with the stirring blade, but the granulated product is not sufficiently strong during the formation of the granulated product. It took a long time to form the material, and it was difficult to keep the size and shape of the granulated material constant in a short time.
Accordingly, an object of the present invention is to obtain a granulated product in which the material is uniformly mixed sufficiently and the size and shape of the granulated product are adjusted to be uniform when the material is granulated.
前記目的を達成するため、本発明は、本体と、該本体に支承され、一端を開口した略円筒形状となし、回転軸を中心に回転する回転ドラムと、該回転ドラムの回転軸と水平からの傾斜角度を変更する傾胴手段と、前記回転ドラム内に設けられ材料を攪拌する攪拌手段を備え、前記回転ドラムが、材料の攪拌を行なう攪拌部位と、材料を転動させて造粒する転動部位を同一ドラムに連続して設け、材料を転動する際に回転ドラムの開口部から材料の流出を防ぐ材料流出防止手段を備えることを特徴とする材料の造粒装置である。
また、前記回転ドラムの攪拌部位が転動部位よりも下方になるように回転ドラムを傾斜させて材料を攪拌する攪拌工程と、該攪拌工程よりも回転ドラムの傾斜角度を小さくして材料を転動させて造粒する造粒工程と、該造粒工程よりも回転ドラムの傾斜角度を大きくして造粒物の大きさを整える整粒工程を順に実施することを特徴とする材料の造粒方法である。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a main body, a substantially cylindrical shape supported by the main body and having one end opened, a rotating drum that rotates about a rotating shaft, and the rotating shaft of the rotating drum from the horizontal. And a stirring means for stirring the material provided in the rotating drum, and the rotating drum rolls the material and granulates the stirring portion. A material granulating apparatus comprising a material outflow prevention means for continuously providing a rolling site on the same drum and preventing the material from flowing out from an opening of the rotating drum when rolling the material.
In addition, the stirring process in which the rotating drum is tilted so that the stirring part of the rotating drum is below the rolling part and the material is stirred, and the tilting angle of the rotating drum is made smaller than that in the stirring process to rotate the material. A granulation step of granulating the material, and a granulation step of adjusting the size of the granulated product by increasing the tilt angle of the rotating drum more than the granulation step Is the method.
前述の構成によれば、ひとつの回転ドラムに攪拌部位と転胴部位を設けることで材料を十分に攪拌して、偏りのない状態にし、転胴作用により粒の大きさ形状の均一な造粒物をひとつの回転ドラムを用いて容易に且つ、簡単な構成で得ることができるものである。
又、前述の方法によれば、攪拌工程及び造粒工程で造粒した造粒津物の大きさを攪拌手段を用いた整粒工程で整えることで、均一な大きさの造粒物を容易に得ることが可能となる。
According to the above-mentioned configuration, the material is sufficiently agitated by providing the agitating part and the rolling cylinder part on one rotating drum so that the material is not biased, and the granulation is uniform in size and shape by the rolling action. An object can be obtained easily and with a simple configuration using a single rotating drum.
Moreover, according to the above-mentioned method, it is easy to obtain a granulated product of uniform size by adjusting the size of the granulated tsunami granulated in the agitation step and the granulation step in the sizing step using a stirring means. Can be obtained.
本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図1は、本発明の造粒装置の側面図を示し、図2、図3、図4は、本発明の造粒装置の一部断面図を示している。図5は図3中のX−X矢視図を示す。図1において、本体である台座14とフレーム16が設けられている。略円筒形の回転ドラム1は、フレーム16へ回転ドラム用モータ17を動力源として回転軸を中心に回転自在に設けられている。
フレーム16は、台座14へ回動自在に支持され、台座14とフレーム16との間には傾胴手段としてシリンダ13が設けられ、シリンダ13の伸縮により、フレーム16に設けられる回転ドラム1の傾きが変更できるようになされている。図1に示す様に、図1(a)ではシリンダ13は縮んだ状態であり、回転ドラム1の回転軸は水平から角度Aだけ傾斜している。
図1(b)では、シリンダ13は伸びた状態であり、回転ドラム1は、水平になり角度B=0°の状態になる。この回転ドラム1の傾斜角度はシリンダ13の伸縮長さにより自在に調整できるものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a side view of the granulating apparatus of the present invention, and FIGS. 2, 3, and 4 show partial sectional views of the granulating apparatus of the present invention. FIG. 5 is a view taken along the line XX in FIG. In FIG. 1, a
The
In FIG. 1B, the
図2、図3、図4において、回転ドラム1の一端側には、材料のドラム内への投入と、造粒物の排出を行う開口部2が備えられている。開口部2の反対側の他端側には、回転ドラム1を閉じる後方壁3が設けられ、後方に送られる材料を後方に蓄えられるようになされている。
回転ドラム1内の後方には、材料の混合、解砕、整粒を行う攪拌手段7が設けられており、後方壁3を貫通して回転自在に設けられる回転軸8が備えられ、回転軸8には軸芯方向と直角へ取り付けられ、解砕刃を有する板形状の攪拌翼9が複数段で設けられている。
回転ドラム1には、攪拌手段7の回転により、材料の混合解砕が行われる攪拌部位4と、攪拌手段7の回転域外で回転ドラム1の回転により材料を転動(材料を転がすこと)させて、造粒物を形成させ、造粒を行う転動部位5が設けられている。
また、図3に示すように回転ドラム1の開口側には、材料を流出防止手段として、角度Cで傾斜をつけて、開口部2へ向けて集束し、回転ドラム1の径が徐々に小さくなるような形状になされ、回転ドラムが略水平状態になっても、材料が開口部2から流出しない様にし、転動部位5での材料の転動を十分に行うようになされている。
2, 3, and 4, one end side of the
Agitating means 7 for mixing, crushing, and sizing the material is provided at the rear in the
The rotating
Further, as shown in FIG. 3, on the opening side of the rotating
図5に示すように、本体のフレーム16には、回転ドラム用モータ17と、攪拌手段用モータ10が設けられている。
回転ドラム用のモータ17の回転は、チェーン18を介して、回転ドラム1に接続されたスプロケット19に伝達され、回転ドラム1を回転させる。
攪拌手段用モータ10の回転は、チェーン11を介して攪拌手段7の回転軸8に接続されたスプロケット12に伝達され、攪拌手段7を回転させる。これらの回転の伝達手段は、チェーンに限定するものではなく、ギヤ構造などの他の回転伝達手段を用いても良い。
また、回転ドラム1内にはスクレーパ27が回転ドラム1のない面に沿って設けられ、スクレーパ27は、フレーム16に支持されたシャフト28に固着され、回転ドラム1の回転と同期せずに配設されており、回転ドラム1の内面に残留付着する材料をそぎ落とす。
As shown in FIG. 5, the
The rotation of the
The rotation of the
Further, a scraper 27 is provided in the
次にこの装置を用いて、造粒物を造る過程を図面を用いて工程別に説明する。
図6には、各々の工程での回転ドラム内の状態を表す状態図を示す。図6(a)で示されるように、材料を回転ドラムに投入し、混合する第1段階である攪拌工程では、傾胴手段であるシリンダ13を縮めて回転ドラム1が傾斜を持たせて配置される。この時、図1(a)で示す回転ドラム1の傾斜角度Aの最適角度は、材料の種類、含水量、比重などの物性条件により変動はあるが、15〜50°までの間で良好な攪拌を行うことができる。この時の回転ドラムの傾きは、後方壁3側を下方に、つまり攪拌部位4側を下方にして傾くので、回転ドラム1内の材料は、攪拌手段7が設けられる回転ドラム1の攪拌部位4側に集められる。
そのため材料を十分に攪拌でき、各材料が偏りなく均一に分布するように混合され、さらには、材料が攪拌翼で細分化されて粉砕されることで、造粒物の核が形成される。
この攪拌工程では、回転ドラム1と攪拌翼9は共に回転速度を高速回転とし、回転方向を正回転(図6(a)中時計回り)とすることで材料の攪拌を十分行うことができ、例えば粘性の高い材料の細分化に適している。
Next, the process of making a granulated product using this apparatus will be described step by step with reference to the drawings.
FIG. 6 is a state diagram showing the state in the rotating drum in each step. As shown in FIG. 6 (a), in the stirring step, which is the first stage in which the material is put into the rotating drum and mixed, the
Therefore, the materials can be sufficiently stirred, mixed so that each material is evenly distributed without unevenness, and further, the material is subdivided with a stirring blade and pulverized to form a nucleus of the granulated product.
In this stirring step, both the
図6(b)は、第2工程である造粒工程を示す図です。この造粒工程では、傾胴手段であるシリンダ13を伸ばして、回転ドラム1の傾斜を小さくする又は水平にするように配置させる。
これにより、回転ドラム1の攪拌部材4側に集められた材料は、回転ドラム1の転動部位1側に移動される。
転動部位1に集められた材料は、回転ドラム1の回転により、回転ドラム1の内周面を転がされ、造粒物の核から大きさを大きくし、且つ形状を球体に整えることが行われる。この造粒工程では、攪拌手段7による攪拌が材料に作用されにくいので、生成過程にある造粒物が破砕されずに粒の成長を妨げられることなく、造粒物を生成させることができる。
FIG. 6B is a diagram showing the granulation process which is the second process. In this granulation step, the
As a result, the material collected on the stirring member 4 side of the rotating
The material collected in the
造粒工程での回転ドラム1の傾斜角度は、図1(b)に示すように、水平又は水平に近い位置に配置させることが望ましく、0〜15°迄の間で行われる。
この時、回転ドラム1と攪拌翼9は共に回転速度を前記攪拌工程よりも低速回転となし、又、回転ドラム1の回転方向を正回転(図6(b)中時計回り)とし、攪拌翼9の回転方向を逆回転(図6(b)中反時計回り)とする。
これにより、攪拌手段による材料の攪拌を抑制し、回転ドラム1の回転による材料の転動を行うのに最適となる。
また、この造粒工程の際には、回転ドラム1の傾斜角度を大きくした後すぐに小さくすることをある程度の範囲で繰り返しに行なって、回転ドラム1を揺動させることを行なうと材料を揺することで転動作用をより効果的に加えることを行ない材料の造粒化を短時間で行なうことができる。
As shown in FIG. 1B, the tilt angle of the
At this time, the
This suppresses the stirring of the material by the stirring means and is optimal for rolling the material by the rotation of the
In this granulation step, the material is shaken if the rotation of the
次に図6(c)には、第3工程である整粒工程を示す。
この整粒工程では、傾胴手段であるシリンダ13を若干縮めさせ、回転ドラム1の傾斜を造粒工程に比べてわずかに大きくするように配置される。
回転ドラム1が若干傾斜することにより、造粒工程で造粒された造粒物の内、大きく成長しすぎた造粒物を回転ドラム1の攪拌部位4へ移動させ、攪拌手段7により解砕させ、所望する粒の大きさに整えることを行う。
Next, FIG.6 (c) shows the sizing process which is a 3rd process.
In this sizing process, the
By slightly tilting the
造粒工程において、材料の転動により、造粒が良好に行われると、粒の成長が促進される。整粒工程では、回転ドラム1を若干傾斜させて、回転することにより造粒物の転動が行われ、粒の大きい造粒物は、転がりやすいため、傾斜下方側へ移動される。この造粒物の分級作用により、粒の大きい造粒物が回転ドラム1の攪拌部位4側へ送られることになる。
そのため、粒の大きい造粒のみが攪拌部位へ送られ、攪拌手段により、粒の大きさを整えることがおこなわれる。これにより、所望する大きさの造粒物を速やかに造粒することができる。
In the granulation process, if the granulation is performed well by rolling of the material, the growth of the grains is promoted. In the sizing process, the
Therefore, only the granulation having large grains is sent to the stirring portion, and the size of the grains is adjusted by the stirring means. Thereby, the granulated material of a desired magnitude | size can be granulated rapidly.
この整粒工程においては、回転ドラム1の傾斜角度は造粒工程よりも傾きを大きくするよう配置され、望ましくは、5〜20°の間の傾斜角度で行われる。この時、回転ドラム1と攪拌翼9は、共に回転方向を正回転(図6(c)中時計回り)とし、又回転ドラム1と攪拌翼9の回転速度を攪拌工程よりも低速にする。
これにより、大きい粒径の造粒物を攪拌することで解砕でき、造粒物の粒径を整えることが可能となり、粒の大きさ、形状が一定に整えられた造粒物を得ることができる。
In this sizing process, the inclination angle of the
Thereby, it is possible to disintegrate the granulated product having a large particle size by stirring, to adjust the particle size of the granulated product, and to obtain a granulated product having a uniform grain size and shape. Can do.
前記、実施例では、傾胴手段として、シリンダ13を用いているが、本発明においては、これに限るものではなく、ギヤを用いた構造やジャッキを用いた構造など、回転ドラム1の傾斜を自在に変更できるものであればよい。
又、攪拌手段7は、回転ドラム1に2本設けられた例を示しているが、攪拌手段7は1本でも、又2本以上設けても、攪拌工程において材料が十分に攪拌できればよい。
図12には、スクレーパ27を設けない場合の実施例を示す。粘性の小さな回転ドラム1への付着の少ない材料を造粒する際には、スクレーパ27を設けない簡単な構造になされても良い。
また、本発明において、第一実施例のように回転ドラム1の後方壁3は閉塞させるものに限るものではなく、図12に示すように、回転ドラム1の後方壁3にも開口を設けても同様の効果を得るものである。後方壁3を開口する際には、回転ドラム1の傾斜を垂直又は垂直に近い大きな角度にする必要のない流動性の高い材料を造粒する場合に適する。これにより、回転ドラム1の傾斜手段を小型のものにすることができる。
In the above-described embodiment, the
In addition, although two stirring means 7 are provided on the
FIG. 12 shows an embodiment in which the scraper 27 is not provided. When granulating a material with little adhesion to the
Further, in the present invention, the
次に他の実施例を図に示して説明する。
図7には、第2実施例として攪拌手段7が回転ドラムとは別体とし、回転ドラム1の開口部2より回転ドラム1内に侵入させて備えられた例を示している。
本第2実施例では、攪拌手段7を回転ドラム1内で移動させる移動手段が設けられており、攪拌翼9を備えた回転軸8は、ケース20に設けられ、攪拌手段用モータ10の回転力はシャフト21とケース20の内部に設けられた伝導機構(図示しない)により回転軸8に伝達され、攪拌翼9が回転される。シャフト21には、アーム22の一端が接合され、アーム22の他方端には、移動手段の動力源としてシリンダ23が設けられている。シリンダ23が伸縮することにより、アーム22を回動し、シャフト21が回転される。
Next, another embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 shows an example in which the agitation means 7 is provided separately from the rotating drum and is inserted into the
In the second embodiment, moving means for moving the stirring means 7 in the
図8に図7中Y−Y矢視図を示し、攪拌手段の移動した状態を示す。
図8(a)の攪拌工程においては、材料の攪拌を十分に行うため、回転ドラム1内での材料26の分布する位置へ攪拌手段7を配置し、図8(b)の造粒工程においては、材料が攪拌されないようにシリンダ23を伸長して、シャフト21を回転させ、回転ドラム1内での材料26の分布しない位置へ攪拌手段7を回動させる。
これにより、回転ドラム1の攪拌部位4を転動部位5に変更することができ、造粒工程において材料の転がりをより広範囲で行うことが可能となり、材料へ転動作用を十分に行い、短時間で造粒物を得ることができる。さらには、回転ドラム1の小型化が可能となる。
FIG. 8 shows a view taken in the direction of arrows Y-Y in FIG. 7 and shows a state where the stirring means has moved.
In the stirring step of FIG. 8 (a), in order to sufficiently stir the material, the stirring means 7 is disposed at a position where the
As a result, the stirring portion 4 of the
又、本第2実施例には、造粒工程において材料の開口部2からの流出を防ぐ材料流出防止手段6が回転ドラム1と別体に設けられる実施例が示されている。
図7に示すように回転ドラム1の開口部2を塞ぐ蓋部材24が材料流出防止手段6として回転ドラム1とは別体に設けられている。
図示しない蓋部材24の移動手段を備えることで、回転ドラム1の開口部2の開閉を自在となし、回転ドラム1への材料の投入及び造粒後の造粒物の取出しの際には、蓋部材24を開口部2へ密着させて開口部2を閉じ、材料の開口部2からの流出を確実に防ぐことができる。
蓋部材24を用いる他の例としては、蓋部材24を移動させずに固定し、回転ドラム1を傾胴させることで、蓋部材24が開口部2を開閉させる構成とするものがある。回転ドラム1が傾きを大きくした状態で開口部2と当接して閉じる位置に蓋部材24が配設されており、回転ドラム1が傾きを小さくすると、蓋部材24から開口部2から離れ、開口部2が開かれるようになされる。これにより、蓋部材24に移動手段を設けることなく、簡単な構成で材料の開口部2からの流出を防ぐことができる。
Further, in the second embodiment, an embodiment is shown in which material outflow prevention means 6 for preventing outflow of material from the
As shown in FIG. 7, a
By providing a means for moving the lid member 24 (not shown), the
As another example in which the
次に回転ドラム2の形状の異なる実施例を図9、図10、図11に示して説明する。
図9(a)には、回転ドラム1の攪拌部位4側が下位となるような傾斜を転動部位5へ設けた回転ドラム1形状の実施例を示している。回転ドラム1の転動部位5へ傾斜を設けることで、前述で説明した傾斜したドラムによる分級作用を水平状態での回転ドラム1の内周面でも作用させ、傾動手段による回転ドラム1の傾きを小さくしても、同様の効果を得ることができるものである。
又、図9(b)には、回転ドラム1の攪拌部位4部分においても傾斜を設けた回転ドラム1形状の実施例を示している。これにより、粉体から造粒物を形成するような攪拌作用よりも転動作用を十分に行う必要のある材料の造粒工程において回転ドラム1の攪拌部位でも転動作用を少なからず行うことができる。
Next, examples in which the shape of the
FIG. 9A shows an embodiment of the shape of the
FIG. 9B shows an embodiment of the shape of the
図10(a)には、前記図9(a)の実施例における回転ドラム1の傾斜を多段階に設けた回転ドラム形状の実施例を示している。回転ドラム1の傾斜部を複数段設けることで造粒物の分級作用を段階的に複数回行い、造粒物の粒の大きさを整えやすくし、より均一な大きさの造粒物を得ることができるものである。
図10(b)には、図10(a)の実施例において、回転ドラム1の攪拌部位4部分に傾斜を設けた回転ドラム形状の実施例を示している。これにより、前記図10(a)で示す実施例においても、材料の造粒工程での材料の転動作用を十分行うことができる。
FIG. 10A shows an embodiment of a rotating drum shape in which the inclination of the
FIG. 10B shows an embodiment of a rotating drum shape in which the stirring portion 4 of the
図11に示すドラム形状の異なる実施例を説明する。
図11(a)には、前記の図9(b)の実施例とは逆の開口部2側が下位となる傾斜を設けた回転ドラム形状の実施例をしめす。
回転ドラムの傾斜を逆に設けることによっても、前述の造粒物の分級作用が行われ、形動手段による傾斜角度を調整することで同様の作用が得られるものである。
又、図11(b)には、回転ドラム1の形状が中央部に膨らんだ2つの傾斜、つまり開口部2が環を上位となす傾斜Aと、他端側を上位となす傾斜Bを有する実施例が示めされている。本実施例によれば、傾胴手段による回転ドラム1の傾斜角度を調整することにより、1つの回転ドラム内に同時に2種類の傾斜角度を備え、材料の状態に適した転動作用を得られやすくなり、多様な性状の材料に対応でき、容易に造粒することができる。
図11(c)に示す実施例は、回転ドラム1の転胴部位5に前記のような2種類の傾斜角度を備え、且つ、回転ドラム1の攪拌部位4部分を傾斜させずに、攪拌手段7をより有効に作用させて攪拌作用をより多く作用させるものである。これにより、材料の攪拌を十分に行う必要のある材料を十分攪拌できるようになし、材料の均一化された造粒物を得ることができる。
Embodiments having different drum shapes shown in FIG. 11 will be described.
FIG. 11A shows an embodiment of a rotating drum shape in which an
By providing the rotating drum with the inclination reversed, the above-mentioned granulated product classification action is performed, and the same action can be obtained by adjusting the inclination angle by the shaping means.
In FIG. 11B, the
In the embodiment shown in FIG. 11 (c), the rolling drum portion 5 of the
1 回転ドラム
2 開口部
4 攪拌部位
5 転動部位
6 材料流出防止手段
7 攪拌手段
9 攪拌翼
13 シリンダ(傾胴手段)
24 蓋部材
27 スクレーパ
DESCRIPTION OF
24 Lid member 27 Scraper
Claims (11)
11. The method for granulating a material according to claim 7, wherein the granulating step is performed by continuously changing the tilt angle of the rotating drum and swinging the rotating drum.
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