JP2013527021A - ミルおよび粉砕方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図4a、図4b、および図4cを参照すると、図解は、ロータ表面のさまざまな代替的構成を示している。図4aでは、ロータ表面27および28は、互いに対して、かつ双方のロータの軸に対して平行である。図4bでは、ロータ表面29および30は互いに平行であるが、表面29はその端に向かって先細になっており、一方、表面30はその端に向かって末広がりになっている。図4cでは、ロータ表面31および32は互いに平行であるが、表面31はその端に向かって末広がりになっており、一方、表面32はその端に向かって先細になっている。
バッチモードでの好ましい動作方法では、材料は最初に、より大きい粒子サイズと釣り合った径方向間隙でロータが共回転駆動されることにより粉砕される。これは、より大きい粒子を比較的均質なより小さいサイズへと迅速に破裂させるために、高い圧縮力および/または破砕力、ならびに高い伸長応力をより大きい粒子に印加する。この段階の間、ロータ間の径方向間隙は、所望の粉砕度合に従って、一連の工程で減少され得る。粒子が細かく分割された状態で、間隙は、材料が挟まれてロータが反転駆動されることのないようなサイズに設定されてもよい。これは、間隙内の材料に高いせん断を印加し、それにより、粒子をより小さいサイズに減少させるであろう。この段階の間、ロータ間の径方向間隙はここでも、材料放出の準備ができるまで、所望の粉砕度合に従って、一連の工程で減少され得る。混合の各工程の期間は主として、バッチ内に含まれるあらゆる材料が間隙を通過したことを確実にする必要性によって決定付けられる。全プロセスの期間は、必要とされる間隙への漸進的変化の数に従って増加または減少し得る。全プロセスは、装置間で材料を運ぶ必要なく、単一の装置において達成可能である、ということが理解されるであろう。
Claims (27)
- 材料を粉砕するための粉砕装置であって、前記装置は、
間にチャンバを規定するよう、一方が他方の内部に偏心して搭載された、少なくとも2つの軸方向に延在する部材を含み、
外側部材の内面は、その外側部材の軸を中心としており、
内側部材の外面は、その内側部材の軸を中心としており、
第1の部材および第2の部材の双方は、それらのそれぞれの軸を中心として回転可能であり、前記粉砕装置はさらに、
粉砕すべき材料を混合チャンバへと導入するための入口と、粉砕された材料を混合チャンバから除去するための出口とを含み、
所与の軸方向位置について、2つの部材間の径方向距離の変動が間隙を規定し、間隙は、間隙に入る材料に運動および応力を加えるために、周方向運動に対して交互に減少および増加し、
チャンバを通過する材料は、内側部材および外側部材の軸方向配向に対して実質的に螺旋状の軌道を描き、
チャンバ内の材料は、第1の部材および第2の部材の双方が同じ方向に回転する場合には、主として機械的に誘発された圧縮応力および流体に誘発された伸長応力を受け、第1の部材および第2の部材の双方が反対方向に回転する場合には、主として流体に誘発されたせん断応力を受ける、粉砕装置。 - 第1の部材および第2の部材の表面は辺が平行な円筒として規定され、それにより、表面間の高応力間隙を規定する距離は、内側部材または外側部材の少なくとも一方をその軸に直交して変位させることによって調節され得る、請求項1に記載の粉砕装置。
- 第1の部材および第2の部材の表面は円錐として規定され、それにより、表面間の高応力間隙を規定する距離は、内側部材または外側部材の少なくとも一方をその軸に沿って変位させることによって調節され得る、請求項1に記載の粉砕装置。
- 内側部材および外側部材は、互いに独立して回転される、前述の請求項のいずれかに記載の粉砕装置。
- 材料が高応力ゾーンから出るとすぐに材料への応力の印加から生じる熱を抽出するために、第3の部材がチャンバ内に軸方向に延在する、前述の請求項のいずれかに記載の粉砕装置。
- 第3の部材の外面は、粒子再結合を阻止するために、材料が高応力ゾーンから出るとすぐに材料内に流動不安定性を誘発するよう構成されている、前述の請求項のいずれかに記載の粉砕装置。
- 第3の部材の外面は、チャンバから除去された材料の各部分が他の部分と実質的に同じ応力および歪み履歴を受けたことを確実にするために、チャンバ内の材料の軸方向流を阻止するよう構成されている、前述の請求項のいずれかに記載の粉砕装置。
- 表面同士が、一方が他方の上になって閉鎖しないことを確実にするために、局所的応力から生じる熱膨張が、局所化された熱抽出によって制御される、前述の請求項のいずれかに記載の粉砕装置。
- 内側部材の数は1を上回る、前述の請求項のいずれかに記載の粉砕装置。
- プロセス材料と接触する内側部材または外側部材の表面は、その要素の残りから取外し可能なスリーブの内部に含まれている、前述の請求項のいずれかに記載の粉砕装置。
- プロセス材料と接触する外側部材の表面は、容器を形成するためにその要素の残りから取外し可能な部分の内部に含まれている、前述の請求項のいずれかに記載の粉砕装置。
- 混合装置を提供することを含む、混合の方法であって、前記混合装置は、
間にチャンバを規定するよう、一方が他方の内部に偏心して搭載された、少なくとも2つの軸方向に延在する部材を含み、
外側部材の内面は、その外側部材の軸を中心としており、
内側部材の外面は、その内側部材の軸を中心としており、
第1の部材および第2の部材の双方は、それらのそれぞれの軸を中心として回転可能であり、前記混合装置はさらに、
粉砕すべき材料を混合チャンバへと導入するための入口と、粉砕された材料を混合チャンバから除去するための出口とを含み、
所与の軸方向位置について、2つの部材間の径方向距離の変動が間隙を規定し、間隙は、間隙に入る材料に運動および応力を加えるために、周方向運動に対して交互に減少および増加し、
チャンバを通過する材料は、内側部材および外側部材の軸方向配向に対して実質的に螺旋状の軌道を描き、
チャンバ内の材料は、第1の部材および第2の部材の双方が同じ方向に回転する場合には、主として機械的に誘発された圧縮応力および流体に誘発された伸長応力を受け、第1の部材および第2の部材の双方が反対方向に回転する場合には、主として流体に誘発されたせん断応力を受ける、混合装置を提供するステップを含む、方法。 - 第1の部材および第2の部材の双方が同じ方向に回転する場合、実質的な破砕伸長作用を確実にするために、同じ表面速度が双方の表面に印加される、請求項12に記載の方法。
- 第1の部材および第2の部材の双方が同じ方向に回転する場合、減少した破砕伸長作用および増加したせん断作用を確実にするために、異なる表面速度が双方の表面に印加される、請求項12に記載の方法。
- 第1の部材および第2の部材の双方が反対方向に回転する場合、実質的なせん断作用を確実にするために、2つの個々の速度の合計から高い相対速度が印加される、請求項12に記載の方法。
- 処理された材料の応力および歪み履歴の変動を達成するために、第1の部材と第2の部材との間の最小限間隙が変更される、請求項12〜15のいずれかに記載の方法。
- 処理された材料の応力および歪み履歴の変動を達成するために、第1の部材およびまたは第2の部材の相対回転速度およびまたは方向が変更される、請求項12〜16のいずれかに記載の方法。
- 処理された材料の応力および歪み履歴の変動を達成するために、流量が変更される、請求項12〜17のいずれかに記載の方法。
- 処理された材料の応力および歪み履歴の変動を達成するために、温度が変更される、請求項12〜18のいずれかに記載の方法。
- 処理チャンバの体積およびまたは流れおよびまたは熱伝達特性は、第3の要素の一構成を除去し、それを代替的に構成された第3の要素と置き換えることによって変更される、請求項12〜19のいずれかに記載の方法。
- 装置は、バッチ粉砕の目的に適用される、請求項12〜20のいずれかに記載の方法。
- 装置は、連続粉砕の目的に適用される、請求項12〜20のいずれかに記載の方法。
- 1つ以上の回転モードで、かつ1つ以上の処理変数設定を用いて連続的に構成された複数の期間にわたり、単一の装置が動作される、請求項12〜22のいずれかに記載の方法。
- 単一の装置が、1つ以上の回転モードで、かつ1つ以上の処理変数設定を用いて連続的に構成された、それを通る複数の通過を用いて動作される、請求項12〜22のいずれかに記載の方法。
- 複数の装置が、それらを同時に通る単一の通過を用いて動作され、各装置は、1つ以上のモードで、かつ1つ以上の処理変数設定を用いて構成されている、請求項12〜22のいずれかに記載の方法。
- 添付図面を参照して実質的に前述されたような、粉砕装置。
- 添付図面を参照して実質的に前述されたような、粉砕方法。
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