JP2011025145A - Slurry feeder and medium mixing mill - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スラリー供給装置に関し、特にメディア混合式ミルに組み込まれるスラリー供給装置に関する。 The present invention relates to a slurry supply apparatus, and more particularly to a slurry supply apparatus incorporated in a media mixing mill.
スラリー供給装置としては、特開2007−229845号公報に記載されたもの等が知られている。この特開2007−229845号公報に記載されたスラリー供給装置は、スラリー圧送源と、スラリー圧送源より圧送されたスラリーをユースポイントに導くスラリー供給管路と、スラリー供給管路に介装され、スラリー圧送源側から吸い上げたスラリーをユースポイント側に吐出するスラリーポンプと、スラリー供給管路におけるスラリーポンプの吸入口側に設けられ、スラリーポンプのスラリー吸入動作時には吸入口を開放し、スラリーポンプのスラリー吐出動作時には吸入口を閉止する吸入口側チェック弁と、スラリー供給管路におけるスラリーポンプの吐出口側に設けられ、スラリーポンプのスラリー吸入動作時には吐出口を閉止し、スラリーポンプのスラリー吐出動作時には吐出口を開放する吐出口側チェック弁と、スラリー供給管路における吐出口側チェック弁の下流側に介装された絞り弁と、スラリー供給管路における吸入口側チェック弁の上流側に介装された減圧弁とを有する。また、このスラリー供給装置のスラリーポンプはダイヤフラムポンプであることが好ましいとされている。 As a slurry supply apparatus, what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2007-229845 etc. is known. The slurry supply apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-229845 is interposed in a slurry pressure supply source, a slurry supply line that guides the slurry pumped from the slurry pressure supply source to a use point, and a slurry supply line, A slurry pump that discharges the slurry sucked up from the slurry pumping source side to the point of use and a slurry pump suction port side in the slurry supply line, and when the slurry pump is in the slurry suction operation, the suction port is opened. Provided on the inlet side check valve that closes the inlet port during slurry discharge operation and the slurry pump outlet side in the slurry supply line, and closes the outlet port during slurry suction operation of the slurry pump, and slurry discharge operation of the slurry pump Sometimes the discharge side check valve that opens the discharge port and the slurry supply Having a throttle valve interposed in the downstream side of the discharge port side check valve in line, and a pressure reducing valve interposed in the upstream side of the suction port side check valve in the slurry feed line. The slurry pump of the slurry supply device is preferably a diaphragm pump.
しかしながら、この特開2007−229845号公報に開示されたスラリー供給装置を初めとして、この種のスラリー供給装置に用いられているチェック弁は、ボールとコイルスプリングを用いた構造となっているため、スラリー中に異物が混入したり、スラリーの粘度が高いと、ボールと壁とのスキマの抵抗が大きくなり、スプリングが上手く機能しないことなどから誤動作を生ずることが多々ある。 However, the check valve used in this type of slurry supply apparatus, including the slurry supply apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-229845, has a structure using a ball and a coil spring. If foreign matter is mixed in the slurry or the viscosity of the slurry is high, the clearance between the ball and the wall increases, and a malfunction often occurs because the spring does not function well.
また、上記のようなチェック弁を用いたスラリー供給装置では、吐出側のチェック弁に残留したスラリーを抜くことが困難であり、また、ポンプ内のスラリーを抜くためには、ポンプ全体を分解する必要があり、大変な作業を伴う。従来型のチェック弁を使用したスラリー供給装置の例を図11に示した。 Moreover, in the slurry supply apparatus using the check valve as described above, it is difficult to remove the slurry remaining on the discharge-side check valve, and in order to remove the slurry in the pump, the entire pump is disassembled. It is necessary and involves a lot of work. An example of a slurry supply device using a conventional check valve is shown in FIG.
本発明は、上記したような従来のスラリー供給装置の問題点を解消したスラリー供給装置、およびこのスラリー供給装置を用いたメディア混合式ミルを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the slurry supply apparatus which eliminated the trouble of the above conventional slurry supply apparatuses, and the media mixing type mill using this slurry supply apparatus.
(1) 往復動型ポンプ、この往復動型ポンプの吸入側に設けられた第1ダイヤフラム弁、吐出側に設けられた第2ダイヤフラム弁、前記第1ダイヤフラム弁を駆動する第1駆動手段、前記第2ダイヤフラム弁を駆動する第2駆動手段、および前記第1駆動手段および第2駆動手段をして前記第1ダイヤフラム弁および第2ダイヤフラム弁を前記往復動型ポンプの作動に連動して作動させる制御手段を備えていることを特徴とするスラリー供給装置。
(2) 前記往復動型ポンプが、ダイヤフラムポンプである上記(1)のスラリー供給装置。
(3) 前記第1駆動手段および第2駆動手段が、電磁駆動式である上記(1)または(2)のスラリー供給装置。
(4) 前記第1駆動手段および第2駆動手段が、流体圧駆動式である上記(1)〜(3)のいずれかのスラリー供給装置。
(5) 吸入時に前記第1ダイヤフラム弁を閉じ側とし、第1ダイヤフラム弁を開き側とすることによって、吸入側と吐出側を反対にすることが可能な上記(1)〜(4)のいずれかのスラリー供給装置。
(6) (1)〜(5)のいずれかのスラリー供給装置を組み込んだメディア混合式ミル。
(7) 原料入口を有し、球形の粉砕室を有する粉砕容器、前記粉砕室内であって前記粉砕容器の内壁近傍に回転自在に設置された攪拌部材、前記粉砕室内に入れられた粉砕メディア、および前記粉砕室内であって前記攪拌部材に対向して回転自在に配置された遠心分離式メディア分離部材を備えている上記(6)のメディア混合式ミル
(8) 前記攪拌部材が5〜40m/sの範囲の回転速度で駆動が可能であることを特徴とする上記(6)または(8)のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
(9) 竪型であり、前記攪拌部材が前記粉砕室の下方に配され、前記メディア分離部材が前記粉砕室の上方に配されたことを特徴とする(6)〜(8)のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
(10) 一端に前記メディア分離部材が固定され、そこから前記粉砕室外に延びる中空のメディア分離部材駆動軸を備え、該メディア分離部材駆動軸の内部が原料出口となっていることを特徴とする上記(6)〜(9)のいずれかに記載のメディア混合式ミル。
(11) 粉砕メディアとしてビーズを用いるメディア混合式ミルであって、処理済みの原料スラリーからビーズを分離するためのスクリーンセパレータを備え、このスクリーンが連続気泡構造の発泡金属板で形成されている上記(6)のメディア混合式ミル。
(12) ビーズ状粉砕メディアを収容した竪型円筒形の粉砕室を有する粉砕容器、この粉砕容器に設けられた原料スラリー供給口、前記粉砕室の下部であって、該粉砕室の軸心とほぼ同軸の回転軸を持つ撹拌部材、および前記粉砕室内であって、前記撹拌部材の上方に設けられたメディア分離部材を備えたメディア混合式ミルにおいて、前記粉砕室下方部分を半径方向に分割し、粉砕室下方部分内方部と環状の粉砕室下方部分外方部とを構成する案内環を設け、前記粉砕室下方部分外方部を粉砕メディアと原料スラリーの混合物の上昇通路とした上記(6)のメディア混合式ミル。
(13) 前記撹拌部材は、周速5〜30m/sの速度で回転する上記(12)のメディア混合式ミル。
(14) 粉砕メディアの総容積が、粉砕室の容積の30%〜60%である上記(12)または(13)のメディア混合式ミル。
(1) A reciprocating pump, a first diaphragm valve provided on the suction side of the reciprocating pump, a second diaphragm valve provided on the discharge side, a first driving means for driving the first diaphragm valve, Second driving means for driving the second diaphragm valve, and the first driving means and the second driving means to operate the first diaphragm valve and the second diaphragm valve in conjunction with the operation of the reciprocating pump. A slurry supply apparatus comprising a control means.
(2) The slurry supply apparatus according to (1), wherein the reciprocating pump is a diaphragm pump.
(3) The slurry supply apparatus according to (1) or (2), wherein the first driving means and the second driving means are electromagnetically driven.
(4) The slurry supply apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the first driving means and the second driving means are fluid pressure driven.
(5) Any of the above (1) to (4), wherein the suction side and the discharge side can be reversed by setting the first diaphragm valve to the closed side and the first diaphragm valve to the open side during suction. A slurry feeder.
(6) A media mixing mill incorporating the slurry supply device according to any one of (1) to (5).
(7) A pulverization container having a raw material inlet and having a spherical pulverization chamber, an agitating member rotatably installed in the pulverization chamber and in the vicinity of the inner wall of the pulverization container, a pulverization medium placed in the pulverization chamber, and the media mixing mill (8) the stirring member of grinding the indoor and an and is provided with a centrifugal media separation member rotatably disposed to face the agitating member (6) is 5~40m The media-mixing mill according to any one of (6) and (8) above, which can be driven at a rotational speed in the range of / s.
(9) Any one of (6) to (8), characterized in that it is a saddle type, the stirring member is disposed below the crushing chamber, and the media separating member is disposed above the crushing chamber. The media mixing mill described in 1.
(10) The media separating member is fixed to one end, and includes a hollow media separating member drive shaft extending from the grinding chamber to the outside, and the inside of the media separating member drive shaft serves as a raw material outlet. The media mixing mill according to any one of (6) to (9) above.
(11) A media mixing mill that uses beads as a grinding media, comprising a screen separator for separating beads from a treated raw slurry, and the screen is formed of a foam metal plate having an open cell structure (6) Media mixing mill.
(12) A grinding container having a vertical cylindrical grinding chamber containing bead-shaped grinding media, a raw material slurry supply port provided in the grinding container, a lower part of the grinding chamber, In a media mixing mill having a stirring member having a substantially coaxial rotating shaft and a media separating member provided in the grinding chamber and above the stirring member, a lower portion of the grinding chamber is divided in a radial direction. The above-mentioned crushing chamber lower part outer part is provided with a guide ring that constitutes the lower part inner part of the grinding chamber and the outer part of the lower part of the annular grinding chamber, and the lower part outer part of the grinding chamber is used as the rising passage of the mixture of the grinding media and the raw slurry. 6) Media mixing mill.
(13) The media mixing mill according to (12), wherein the stirring member rotates at a peripheral speed of 5 to 30 m / s.
(14) The media mixing mill according to (12) or (13), wherein the total volume of the grinding media is 30% to 60% of the volume of the grinding chamber.
本発明のスラリー供給装置においては、ポンプとしてダイヤフラムポンプを、吸入側および吐出側の弁としてダイヤフラム弁をそれぞれ用い、ダイヤフラムポンプのダイヤフラムの往復動と連動させて吸入側および吐出側のダイヤフラム弁を開閉することで、スムーズなスラリー供給を行うことができる。スラリー流路において、弁の閉状態での抵抗以外はスラリー流に対しての妨げとなるものがないので、たとえスラリー中に異物が存在していたり、スラリーの粘度が極めて高かったりしても誤動作がなく、スムーズなスラリー供給を行うことができる。 In the slurry supply apparatus of the present invention, a diaphragm pump is used as a pump, a diaphragm valve is used as a suction side and a discharge side valve, and the suction side and discharge side diaphragm valves are opened and closed in conjunction with the reciprocation of the diaphragm of the diaphragm pump. By doing so, smooth slurry supply can be performed. In the slurry flow path, there is nothing that interferes with the slurry flow except for the resistance when the valve is closed, so even if foreign matter is present in the slurry or the viscosity of the slurry is extremely high, it will malfunction. Smooth slurry supply can be performed.
また、スラリーの抜き出しが容易になり、高価な製品スラリーを回収できる。さらには、弁を徐々に開くことにより、弁の抵抗を徐々に解放するなど弁を精密制御することで、脈動率もコントロールが可能となる。 Further, the slurry can be easily extracted, and an expensive product slurry can be recovered. Furthermore, the pulsation rate can be controlled by precisely controlling the valve by gradually opening the valve to gradually release the resistance of the valve.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態によるスラリー供給装置について説明する。
本発明の実施の形態によるスラリー供給装置10は、往復動型ポンプであるダイヤフラムポンプ12を備えている。このダイヤフラムポンプ12は、片側に大きな円形の開口14を有する円形のケース16を持ち、上記開口14の部分には、ダイヤフラム18が設けられている。このダイヤフラム18の中央には、駆動装置20の主軸22の先端が取り付けられており、ダイヤフラム18は、この駆動装置20により往復動されて、上記ケース16内の容積を変えることによりポンプ作用を行うものである。
Hereinafter, a slurry supply apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
A
上記ケース16の一端すなわち吸入側には、吸入ノズル24が設けられており、一方、他端すなわち吐出側には、吐出ノズル26が設けられている。ケース16の吸入ノズル24の内側には、第1ダイヤフラム弁である吸入弁28が、ケース16の吐出ノズル26の内側には、第2ダイヤフラム弁である吐出弁30がそれぞれ設けられている。
A
上記吸入弁28および吐出弁30は、それぞれ固定ダイヤフラム28a、30aおよび可動ダイヤフラム28b、30bを備えており、これらの可動ダイヤフラム28b、30bは、バネ32、34により固定ダイヤフラム28a、30aに向かって付勢され、常時は固定ダイヤフラム28a、30aに接触して閉弁している。可動ダイヤフラム28b、30bは、その中央部に駆動装置36、38の弁棒40、42の先端が取り付けられて、該駆動装置36、38により往復動させられるようになっている。これらの駆動装置は、電磁駆動式や流体圧駆動型とすることができる。
The
上記駆動装置20、36、38には、これらの駆動装置を制御するための制御装置44が接続されている。この制御装置44は、CPU等からなっている。
吸入弁、吐出弁の開閉のタイムチャートおよびスラリーの吐出状態のタイムチャートの例を図2に示した。図2において、Aは吸入弁の開閉のタイムチャートを、Bは吐出弁の開閉のタイムチャートを、そしてCはスラリー供給装置のダイヤフラムポンプのダイヤフラムのストロークを示すタイムチャートをそれぞれ示す。
本発明のスラリー供給装置は、以上のような態様で作動するので、吸入側と吐出側を逆にすることもできる。
A
FIG. 2 shows an example of a time chart for opening / closing the suction valve and the discharge valve and a time chart for the slurry discharge state. 2, A is a time chart for opening and closing the suction valve, B is a time chart for opening and closing the discharge valve, and C is a time chart showing the stroke of the diaphragm of the diaphragm pump of the slurry supply device.
Since the slurry supply apparatus of the present invention operates in the manner as described above, the suction side and the discharge side can be reversed.
次に、以上説明したスラリー供給装置10が組み込まれるメディア混合式ミルについて説明する。なお、以下の説明では、竪型のミルについて説明するが、本発明のミルは横型であってもよいことは勿論である。
Next, a media mixing mill in which the
図3は、本発明の一の実施の形態によるメディア混合式ミル110を示すものであり、このメディア混合式ミル110は、ほぼ球形の粉砕容器112を備えている。この粉砕容器112は、内部に球形の粉砕室114を備えており、この粉砕室114内にスラリー状の原料を導入するための原料入口116を有している。なお、粉砕室114さえ球形であれば、粉砕容器112自体の形状はどのような形状であってもよいが、上記したように球形であることが好ましい。粉砕容器112の下部中央には、円形の開口112aが設けられており(後に説明するジャケットにも同様の開口が設けられている)、この開口112aには、フレーム118の上部中央の上方に突出したリング状部分118aが嵌合されている。一方、粉砕容器112の上部中央には、円形の開口112bが設けられており(後に説明するジャケットにも同様の開口が設けられている)、この開口112bには、円筒状のケーシング20が嵌合しており、このケーシング120の下端は、粉砕室114垂直に内部まで延びている。
FIG. 3 shows a
上記粉砕容器112の粉砕室114の内部下部中央には、攪拌部材122が回転自在に配置されている。攪拌部材122は、従来の構造のものであってよいが、例えば、中心に配置されたハブ部122a、該ハブ部122aから半径方向外方に所定長延びる延長部122b、および該延長部122bの外周先端に支持されたほぼ歯車の歯の形をした攪拌部材主部122cを一体に備えている。上記延長部122bには、複数の開口122dが設けられており、これらの複数の開口122dは、複数の粉砕メディア循環用開口とされている。上記ハブ部122aには撹拌部材駆動軸である回転駆動軸124が固定されている。この回転駆動軸124は、上記フレーム118を軸方向下方に貫通して延び、その端部は、図示しない周知の駆動機構を介して駆動源に接続されており、図に矢印で示す方向に回転駆動される。この回転駆動軸124の回転軸(回転軸線)は球形の粉砕室114の中心を通っていることが好ましい。なお、上記回転駆動軸124には、軸封125(メカニカルシール等)が設けられている。メディア混合式ミルにおいて周知のように、粉砕容器112の内部には、ビーズ状の粉砕メディア130(なお、図においては極めて拡大して示した)が収納されている。この粉砕メディア130は、その直径が0.02〜2mmのものを用いることができる。
A stirring
上記粉砕容器112の粉砕室114の内部上方であって粉砕室114の中心部近傍には、上記該攪拌部材と軸方向に間隔をおいて対向して配置され、スラリー状の原料内に分散したメディア130を該原料から分離するための遠心分離式メディア分離部材132が設けられている。このメディア分離部材132は、遠心羽根車式のものであって、上記該攪拌部材と同軸に配置されていることが好ましいが、軸がずれていてもよい。このメディア分離部材132には、中空の回転駆動軸134が固定されている。この駆動軸134は、ケーシング120を貫通して上方に延び、その端部は、図示しない周知の駆動機構を介して駆動源に接続されており、図に矢印で示す方向に回転駆動される。なお、上記回転駆動軸134には、軸封136(メカニカルシール等)が設けられている。また、この駆動軸134の中空部は、メディア分離部材132の内部空間に連通し、原料出口138を形成している。
Above the crushing
上記メディア分離部材132は、ハブ部132aおよび閉鎖板132b間に周方向(回転駆動軸134に同軸)に等間隔で配置された複数の羽根部材144を有している(図4(A)参照)。上記羽根部材144は、上記図4(A)に示したように完全に放射状に配置してもよいし、図4(B)に示したように傾斜して配置してもよい。上記羽根部材144は、あるいは、図4(C)に示したように断面が内方に向かって徐々に細くなる4角形状のものであってもよい。
The
粉砕容器112の外周には、冷媒体または熱媒体(通常は冷媒体であって、冷却水)を通すためのジャケット140を設けられており、粉砕室114内を温調可能にしている。このジャケット140には、下方部分に冷却水を導入するための冷却水入口142、上方部分に冷却水を排出するための冷却水出口146が設けられている。
A
粉砕容器112は、粉砕室114の中心を通り、攪拌部材122の回転軸(垂直軸)と直交する面で2つに分割できるようになっている。上記ジャケット140も同様である。これにより、粉砕容器112を開いて、容易にメンテナンスができるようになっている。
The
本発明のメディア混合式ミルにおいては、上記攪拌部材122は、5〜40m/sの範囲の回転速度で駆動が可能であり、メディア分離部材132は、10〜20m/sの範囲の回転速度で駆動が可能である。
In the media mixing mill of the present invention, the stirring
作動においては、原料入口116から被粉砕粒子を含むスラリーである原料を粉砕室114に導入しながら撹拌部材122を回転駆動する。粉砕室114内に導入されたスラリーは、粉砕室114内にすでに形成されているスラリーとメディア130の回転流れf1に乗って攪拌部材122の方向に下降移動されて、攪拌部材122により撹拌混合される。撹拌混合された上記スラリーとメディア130は、今度は粉砕室114の内壁付近を上昇移動する流れf2となり、そして上昇しきると、今度は先の流れf1となる。粉砕室114中心付近やや上方において、スラリーおよびメディアにはメディア分離部材132により回転運動が与えられる。この回転運動により、質量の大きいメディアは半径方向外向きに付勢され、スラリーから分離される。この場合、被粉砕粒子のうち、粉砕が不十分で粒子サイズが大きいものもメディアと同様に挙動する。一方、十分に粉砕されて質量が小さくなった粒子を含むスラリーは、メディア分離部材132の内部空間に入り、回転軸34内部の原料出口138を介してメディア混合式ミル外部へ排出される。この構成により、流れf1,f2中に、原料粒子は、自由に運動する粉砕メディアの接触により良質な破砕、分散が行われ、その結果、高品質の製品がえられる。また、本発明のメディア混合式ミルによれば、上記の作用により、粒度分布幅の狭い粉砕を達成することが可能になる。
In operation, the stirring
なお、本発明のメディア混合式ミルにおいては、攪拌部材122が、メディア分離部材132から十分に離隔されているので、該メディア分離部材132の干渉が極めて少ない。
In the media mixing mill according to the present invention, the stirring
次に、本発明の他の実施形態によるスクリーンセパレータを組み込んだメディア混合式ミルについて説明する。 Next, a media mixing mill incorporating a screen separator according to another embodiment of the present invention will be described.
図5は、本発明の他の実施形態のメディア混合式ミルを示す縦断面図である。図に示すように、メディア混合式ミル201は、円筒状の容器202を備えており、該容器202の両端には蓋部材203及び底部材204が液蜜に取り付けられている。容器202の内部には、軸方向に延びるように回転自在な撹拌部材206が配置され、該撹拌部材206と容器202の内面との間に空間すなわち粉砕室205が形成されている。この粉砕室205にはガラスビーズやセラミックビーズのような粉砕媒体が充填される。粉砕媒体は、ナノメートルサイズの粉砕のために20〜200μmの直径である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a media mixing mill according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, the
撹拌部材206には、軸方向及び周方向に間隔をもって放射状に外向きに突出するように複数の棒状の撹拌手段207が固定されている。撹拌手段207は、棒状の代わりに円盤状としてもよく、円盤状の場合には、撹拌手段207は、複数個が軸方向に間隔をもって撹拌部材206に固定される。
A plurality of bar-shaped stirring means 207 are fixed to the stirring
容器202の蓋部材203に隣接する軸方向一端部付近には、スラリ−入口管211が固定されてスラリ−入口を構成する。撹拌部材206は、蓋部材203を貫通して容器202の外部に延びる軸部分を有し、この軸部分が支持部材208により容器202に対し回転自在であるが軸方向には移動しないように支持されている。撹拌部材206を回転駆動するための駆動装置は、図示しない電動モータその他適当な原動機である。撹拌部材206の上述した軸部分にはプーリー210が取り付けられ、該プーリー210が、伝動ベルト209により原動機の出力軸に設けたプーリー(図示せず)に連結されている。この連結により、撹拌部材206が電動モータ等の原動機により回転駆動される。
A
撹拌部材206は、容器202のスラリ−入口管211から遠い側の端部が符号215で示すように開口したコップ型の中空形状であり、撹拌部材206は、その中空部212に対応する壁部分にスリット216が形成されている。撹拌部材206の端部における上述の開口215は粉砕媒体循環用入口を構成し、スリット216は粉砕媒体循環用戻り通路217を構成する。
The stirring
撹拌部材206の中空部212には、撹拌部材206を貫通して該中空部212内に延びるスラリ−出口管218が配置される。スラリ−出口管218の端部は撹拌部材206の中空部212内に位置してスラリ−出口213を構成する。スラリ−出口管218は、スラリ−出口213に連通し、撹拌部材206を軸方向に通るスラリ−出口通路を構成する。
撹拌部材206の中空部212には、スクリーンセパレータ214がスラリ−出口213を囲むように配置される。このスクリーンセパレータ214は、撹拌部材206に固定され、該撹拌部材206とともに回転する。
In the
A
作動に際しては、撹拌部材206を連続的に回転駆動しながら、粉砕すべき固形物を含むスラリ−、例えば炭酸カルシウムスラリ−がスラリ−ポンプ(図示せず)により所定の流量でスラリ−入口管211から連続的に導入される。媒体攪拌型粉砕装置の作動は周知であるので、詳細な説明は省略する。 In operation, a slurry containing solid matter to be pulverized, such as calcium carbonate slurry, is continuously driven to rotate at a predetermined flow rate by a slurry pump (not shown). Are introduced continuously. Since the operation of the medium agitation type pulverizer is well known, detailed description thereof is omitted.
粉砕室205のスラリ−入口管211から遠い側の端部近傍においては、スラリ−と粉砕媒体は、矢印220で示すように、撹拌部材206の端部の開口215により形成される粉砕媒体循環用入口から撹拌部材206の中空部212内に入り、スラリ−は、スクリーンセパレータ214を通り、スラリ−出口213からスラリ−出口管218内を通って取り出される。粉砕媒体は、スクリーンセパレータ214の回転に伴う遠心力の作用により半径方向外向きに付勢されるため、スクリーンセパレータ214から離れてスリット216により形成される粉砕媒体循環用出口217を通って粉砕室205に戻される。したがって、粉砕媒体が微小直径の場合に、粉砕媒体がスクリーンセパレータ214を目詰まりさせる恐れはなくなる。その結果、スクリーンの異常磨耗が防止され、異常発熱の問題も生じない。
In the vicinity of the end of the crushing
次に、図6および7を参照して、図5に示したメディア混合式ミルに用いられているスクリーンセパレータ214の構造について説明する。
Next, the structure of the
スクリーンセパレータ214は、図6に示したような、周囲壁に複数の開口230aが形成された筒状体で形成された台座230を備えている。この台座230は、メディア混合式ミルに取り付けられるとき、その2つの開放端は、適当な部材により、液密に閉じられる。そして、この台座230の周囲には、図3に示されているように、スクリーン232が巻き付け、固定されている。このスクリーン232は、連続気孔構造の発泡金属板で形成されている。この発泡金属板は、厚さが0.2〜1.2mm(薄いものを用いる場合には、重ねたトータルの厚さ)、好ましくは0.4〜1.1mmで、スラリー発泡法、インベストメント法、中空金属焼結法、燃焼合成発泡法等で作成することが出来る。
The
前記発泡金属板の台座への固定は、抵抗溶接、ヤグレーザー溶接、またはロウ付けによることが好ましい。 The metal foam plate is preferably fixed to the pedestal by resistance welding, yag laser welding, or brazing.
前記発泡金属板を形成する材料は、金属Ni、金属Ti、ステンレススチール、Ti合金,Ni合金およびCo合金の群から選ばれたものであることが好ましいが、他の金属、合金、金属間化合物も原料の種類に応じて用いることが出来る。 The material forming the foam metal plate is preferably selected from the group of metal Ni, metal Ti, stainless steel, Ti alloy, Ni alloy and Co alloy, but other metals, alloys and intermetallic compounds. Can also be used according to the kind of raw material.
前記発泡金属板には、ニッケル化学メッキを施したり、窒化処理を施すことが好ましい。ニッケル化学メッキは、スクリーンの表面平滑化や耐摩耗性向上のためであり、窒化処理は、耐摩耗性向上のためである。 The foam metal plate is preferably subjected to nickel chemical plating or nitriding treatment. The nickel chemical plating is for smoothing the surface of the screen and improving the wear resistance, and the nitriding treatment is for improving the wear resistance.
前記発泡金属板の空隙率は、呼び孔径50μmで、87%以上であることが好ましい。従って、原料スラリーに対する通過抵抗が小さく、スクリーン材料として最適である。前記発泡金属板の孔の呼び孔径が0.08mm以下であることが好ましい。発泡金属板の孔の呼び孔径が上記の値を超えると、上記のような小さい径のビーズを用いることが出来なくなる。 The porosity of the metal foam plate is preferably 87% or more with a nominal pore diameter of 50 μm. Therefore, the passage resistance with respect to the raw material slurry is small, and it is optimal as a screen material. It is preferable that the nominal hole diameter of the hole of the said metal foam plate is 0.08 mm or less. When the nominal hole diameter of the hole in the metal foam plate exceeds the above value, it is impossible to use beads having a small diameter as described above.
図8は、本発明の更に他の実施形態のメディア混合式ミルを示す縦断面図である。この実施形態においては、図5の実施形態に対応する部分は図5と同一の符号付して示し、説明は、図5の実施形態との相違点についてのみ行う。
この実施形態においては、スラリ−出口管218は、撹拌部材206から分離して形成される。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a media mixing mill according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, portions corresponding to those of the embodiment of FIG. 5 are shown with the same reference numerals as those of FIG. 5, and the description will be made only on the differences from the embodiment of FIG.
In this embodiment, the
スラリ−出口管218の一端部は撹拌部材206の中空部212内に位置してスラリ−出口213を構成する。スラリ−出口213を囲むスクリーンセパレータ214は、底部材204を軸方向に貫通して容器202の外側に延びる回転軸を有し、この回転軸は、支持部材221により底部材204に対し回転自在であるが軸方向には移動しないように支持される。スクリーンセパレータ214の回転軸の外側端部にはプーリー223が固定され、この回転軸は、該プーリー223に巻かれた伝動ベルト222を介して図示しない電動モータのような駆動装置により回転駆動される。この実施形態の作動は、図5の実施形態の作動と同一であるので、詳細については説明を省略する。なお、スクリーンセパレータ214は、固定式のものであってもよい。
One end of the
この実施形態においては、ビーズである粉砕媒体の直径は、前述の通り20から200μmであり、撹拌部材206は、その周速が3〜8m/secとなるように回転駆動される。ここで、撹拌部材206の周速とは、該撹拌部材206に撹拌手段207が設けられる場合には、該撹拌手段207の先端の回転方向速度である。
In this embodiment, the diameter of the grinding medium, which is a bead, is 20 to 200 μm as described above, and the stirring
以下、本発明の更に他の実施の形態によるメディア混合式ミルについて説明する。
図9は、本発明の実施の形態によるメディア混合式ミル310を示すものであり、このメディア混合式ミル310は、上部を閉鎖する端板312aを有する竪型円筒形の粉砕容器312を備えている。この粉砕容器312は、内部に円柱状の粉砕室314を備えており、この粉砕室314内にスラリー状の原料を導入するための原料スラリー供給口316を有している。
Hereinafter, a media mixing mill according to still another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 shows a
上記粉砕容器312の粉砕室314の内部下部中央には、攪拌部材322が回転自在に配置されている。攪拌部材322は、羽根車であり、例えば、ボス322aの周囲に固定され、上下に間隔を置いて配置された一対の環状板322b,322cとそれらの間に配置された複数の羽根322dで構成されている。
A stirring member 322 is rotatably disposed in the center of the lower part inside the grinding
上記撹拌部材322には、上端がこの撹拌部材322のハブ322aに取り付けられ、そこから粉砕容器312および上記フレーム318を軸方向下方に貫通して延びる撹拌部材駆動軸である回転駆動軸324が固定されている。この回転駆動軸324は、その下方端部が、図示しない周知の駆動機構を介して駆動源に接続されており、図に矢印で示す方向に回転駆動される。この回転駆動軸324の回転軸(回転軸線)は粉砕室314の中心軸を通っていることが好ましい。なお、上記回転駆動軸324には、軸封325(メカニカルシール等)が設けられている。
The stirring member 322 is fixed at its upper end to a
メディア混合式ミルにおいて周知のように、粉砕容器312の内部には、ビーズ状の粉砕メディア330(なお、図においては極めて拡大して示した)が収納されている。この粉砕メディア330は、その直径が0.02〜2mmのものを用いることができる。この粉砕メディアの総容積が、粉砕室の容積の30%〜60%である。通常のメディア混合式ミルにおいては、粉砕メディアの総容積が、粉砕室の容積の75%〜90%であるので、本発明のメディア混合式ミルは、拘束力が小さくソフトな粉砕・分散が可能である。
As is well known in the media mixing mill, a bead-shaped grinding medium 330 (shown extremely enlarged in the drawing) is accommodated in the grinding
上記粉砕容器312の粉砕室314の内部上方であって粉砕室314の中心部近傍には、上記該攪拌部材と軸方向に間隔をおいて対向して配置され、原料スラリー内に分散したメディア330を該原料から分離するための遠心分離式メディア分離部材332が設けられている。このメディア分離部材332は、下部に内部に空間を有する筒状の本体を有するボス332aおよび該本体の下部を閉鎖する閉鎖板332bを備えている。上記ボス332aの本体には、複数の開孔が設けられ、そこから原料スラリーのみが上記本体内の空間に導入されるようになっている。このメディア分離部材332は、上記該攪拌部材322と同軸に配置されていることが好ましいが、軸がずれていてもよい。このメディア分離部材332には、中空の回転駆動軸334が固定されている。この駆動軸334は、端板312bを貫通して上方に延び、その端部は、図示しない周知の駆動機構を介して駆動源に接続されており、図に矢印で示す方向に回転駆動される。なお、上記回転駆動軸334には、軸封336(メカニカルシール等)が設けられている。また、この駆動軸334の中空部は、メディア分離部材332の内部空間に連通し、原料スラリー出口338を形成している。上記メディア分離部材としては、従来のスクリーンを用いることもできる。
A medium 330 is disposed above the inside of the grinding
粉砕容器312の外周には、冷媒体または熱媒体(通常は冷媒体であって、冷却水)を通すためのジャケット340が設けられており、粉砕室314内を温調可能にしている。このジャケット340には、下方部分に冷却水を導入するための冷却水入口342、上方部分に冷却水を排出するための冷却水出口346が設けられている。
A
粉砕容器312は、上記端板312aを取り外すことにより、粉砕容器312を開いて、容易にメンテナンスができるようになっている。
The
このメディア混合式ミルにおいては、上記攪拌部材322は、周速5〜30m/sの範囲の回転速度で駆動が可能であり、メディア分離部材332は、10〜20m/sの範囲の回転速度で駆動が可能である。
In this media mixing mill, the stirring member 322 can be driven at a rotational speed in the range of 5 to 30 m / s, and the
上記粉砕室314内の下部には、案内環350が配置されている。内周環板352、その外周方向に間隔を隔てた外周環板354,下辺を構成する環状の下環板356および上辺を構成する上環板358から構成されており、内部は液密となっている。
A
この案内環350は、前記粉砕室314下方部分を半径方向に分割し、粉砕室下方部分内方部314aと環状の粉砕室下方部分外方部314bとを構成する。前記粉砕室下方部分外方部314bは、粉砕メディアと原料スラリーの混合物の上昇通路の機能を果たす。
The
前記案内環350は、上記した構造であるので環状空間350aを有し、前記粉砕容器に取り付けられた複数のパイプ360a、360b(図10参照)によって支えられ、該パイプ360a、360bを用いて前記環状空間に冷却水の通水排水が可能な構造である。従って、本発明では、原料スラリーを粉砕容器312内部からも冷却できる。
Since the
前記パイプ360a、360bは、図に示したように粉砕容器312の上方から延び、下端で前記案内環350を支持していることが好ましい。
The
前記案内環350は、図に示したようにその下端が前記撹拌部材322の上端以上にあり、そしてその上端が前記メディア分離部材332の下端と下方に所定の間隔を隔てた位置にあることが好ましい。
As shown in the drawing, the lower end of the
前記案内環の外周壁と粉砕容器の内周壁の間の間隔は、10〜50mmであることが好ましい。上記間隔が、上記の下限未満であると、ビーズの動きを拘束しすぎであり、上限を越えると、自由度が増しすぎる。 The distance between the outer peripheral wall of the guide ring and the inner peripheral wall of the grinding container is preferably 10 to 50 mm. If the interval is less than the above lower limit, the movement of the beads is excessively constrained, and if the interval exceeds the upper limit, the degree of freedom increases excessively.
前記案内環の高さは、粉砕室の高さの1/3〜1/2であることが好ましい。上記高さが、上記の下限未満であると、ビーズの流れのコントロールが不十分になり、上限を越えると、ビーズの流れのスムーズさが損なわれる。 The height of the guide ring is preferably 1/3 to 1/2 of the height of the grinding chamber. When the height is less than the above lower limit, the control of the bead flow becomes insufficient, and when the height exceeds the upper limit, the smoothness of the bead flow is impaired.
作動においては、原料スラリー供給口316から原料である被粉砕粒子を含む原料スラリーを粉砕室314に導入しながら撹拌部材322を回転駆動する。粉砕室314内に導入されたスラリーは、粉砕室314内にすでに形成されているスラリーとメディア330の回転流れに乗って攪拌部材322の方向に下降移動されて、攪拌部材322により撹拌混合される。このとき、スラリーとメディア330は、半径方向外方に粉砕容器312の内壁まで移動され、この後撹拌混合された上記スラリーとメディア330は、今度は粉砕室314の内壁と案内環350の間の上昇通路を上昇移動する流れfとなり、そして上昇しきると、今度は先の下降する流れとなる。粉砕室314中心付近やや上方において、スラリーおよびメディアにはメディア分離部材332により回転運動が与えられる。この回転運動により、質量の大きいメディアは半径方向外向きに付勢され、スラリーから分離される。この場合、被粉砕粒子のうち、粉砕が不十分で粒子サイズが大きいものもメディアと同様に挙動する。一方、十分に粉砕されて質量が小さくなった粒子を含むスラリーは、メディア分離部材332の内部空間に入り、回転軸334内部の原料出口338を介してメディア混合式ミル外部へ排出される。この構成により、上記の整った流れ中に、原料粒子は、自由に運動する粉砕メディアの接触により良質な破砕、分散が行われ、その結果、高品質の製品がえられる。また、本発明のメディア混合式ミルによれば、上記の作用により、粒度分布幅の狭い粉砕を達成することが可能になる。また、粉砕メディアの量も少なくて済む。
なお、本メディア混合式ミルにおいては、攪拌部材322が、メディア分離部材332から十分に離隔されているので、該メディア分離部材332の干渉が極めて少ない。
In operation, the stirring member 322 is rotationally driven while introducing the raw material slurry containing the particles to be crushed as the raw material from the raw material
In this media mixing mill, since the stirring member 322 is sufficiently separated from the
10 スラリー供給装置
12 ダイヤフラムポンプ
14 開口
16 ケース
18 ダイヤフラム
20 駆動装置
22 主軸
24 吸入ノズル
26 吐出ノズル
28 吸入弁
28a 固定ダイヤフラム
28b 可動ダイヤフラム
30 吐出弁
30a 固定ダイヤフラム
30b 可動ダイヤフラム
32 バネ
34 バネ
36 駆動装置
38 駆動装置
40 弁棒
42 弁棒
44 制御装置
DESCRIPTION OF
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