JP2022547838A - 多機能押出しせん断機及びその適用 - Google Patents

Abstract

本発明は、多機能押出しせん断機及びその適用を開示する。この多機能押出しせん断機の主な技術的な特徴は、ロータピンとステータピン上の硬質合金で製造された耐摩耗部品の一つの外面に４～１２個の段付歯が分布され、機器が組み立てられる時、ステータピンの段付歯表面が内側に向け、ロータピンの段付歯表面が外側に向け、そして、ロータピンの耐摩耗部品の先端は、ステータピンの耐摩耗部品の先端に対向することである。上述した構成特徴によって、ロータピンとステータピンは物料粒子を挟み込んで、それに対して押し出しせん断付勢力を印加することができ、対象物粒子を粉砕させることが確保される。この多機能押出しせん断機の押出しせん断粉砕方式は、付勢力が極めて大きく、作業時間が極めて短く、粉砕頻度が非常に高く、粉砕比例が大きいなどの顕著な利点を有するため、この多機能押出しせん断機は、既存の粉砕機器の殆どを代替することができる能力を有するとともに、高効率、省エネ、及び全体の経済的利益が顕著であるなどの利点を有する。設計パラメータを変更することにより、破砕と殻剥き機能を有する本発明を製造することができる。本発明の各適用実施例はいずれも高効率、省エネなどの顕著な利点を有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、粉砕、破砕及び殻剥き機器の技術分野に関し、更に具体的には、多機能押出しせん断機及びその適用に関する。

粉砕工学は、粉砕機器を破砕機器と粉砕機器という二つのタイプに分ける。破砕機器の完成品の粒子の径は１ｍｍ以上である。粉砕機器の完成品の粒子の径は１ｍｍ以下である。殻剥き機器は特別な破砕機器である。殻剥き機器の機能は、対象物（一般的には、植物の果実）の硬い殻を剥くとともに、種子仁又はナッツに損傷を与えないか又はできるだけ少ない損傷を与えるように要求される場合が多い。

粉砕工学によってまとめられた粉砕方式は、押し出し粉砕、衝撃粉砕、摩擦せん断粉砕及び劈開粉砕という四種類がある。２０１５年以前の全ての技術資料に押出しせん断粉砕に関する記載がなく、中国国内及び海外市場にも押出しせん断粉砕機がない。

本出願の発明者は、先に提案した中国の特許発明(特許出願番号２０１５１０７９３２９２．３、発明の名称「高速押出しせん断粉砕機」）により、押出しせん断粉砕機能を有する機器を開示した。この特許発明の請求項１が保護しようとする主な技術的特徴は、外面がＶ字状である耐摩耗部品である。この耐摩耗部品の前部における合流される二つの平滑平面は、対象物をピンの両側にガイドして集中する機能のみを有し、押出しせん断粉砕の機能を有しない。この技術案は、機器の粉砕機能と効果を低下させるだけではなく、この機器の適用範囲が２ｍｍ～６ｍｍの粒子径の対象物粒子を粉末に粉砕する範囲に制限されてしまう。この高速押出しせん断粉砕機は、６ｍｍ～５０ｍｍ以上の粒子の対象物を粉砕又は破砕することができず、更に、皮剥き、殻剥き機能を備えない。

本願発明者は、作動原理に従って、『粉末工学及び機器』という本に記載される十つのタイプの粉砕機械を転圧粉砕機器（パンミル（ｐａｎ ｍｉｌｌ）、ローラミル機、レッシェミル(Ｌｏｅｓｃｈｅ ｍｉｌｌ)、縦型ミル、レイモンドミル）、衝撃粉砕機器（籠型粉砕機と高速衝撃ミル）、及び媒体衝撃粉砕機器（ボールミル機、振動ミル及び撹拌ミル）との三つのタイプに分ける。転圧粉砕機器は主に転圧力によって対象物を粉砕する。転圧の付勢力が極めて大きく、粉砕の作業時間が長い（通常は秒単位で測定）ため、機器と粉砕される対象物の温度が上昇し、粉砕の効率が比較的に低い。衝撃粉砕機器は、高速に運動するハンマー、ロッド及びシートなどの部品が筒内の対象物を衝撃することにより、対象物を粉砕する目的を達成する。衝撃粉砕のメカニズムは、ロータ部品から対象物粒子に伝達される動的エネルギーが対象物粒子の結合エネルギーを超えた場合、対象物粒子が破砕されることである。対象物粒子が衝撃力を受ける時に自由に移動することができるため、機器部品の動的エネルギーのかなりの部分は、対象物粒子を運動させるように推進するために消費される。機器の構成によって、ロータの一回転でロータ部品が接触することができる対象物は、筒内の対象物の十数分の一又は数十分の一を占めるに過ぎず、そして、ロータ部品の正面に衝撃される対象物は粉砕され得る以外、他の殆どの部分に接触する対象物粒子は粉砕される可能性がない。そのため、ロータの動的エネルギーの殆どは無駄な作業に用いられてしまう。対象物を運動させるように推進する以外、無駄な作業は、対象物と機器の温度の上昇にも現れる。ロータ部品の数十回又は数百回の衝撃によって対象物を粉砕することができ、これによって引き起こされたエネルギー消費が、一般的に、機器のエネルギー消費が高く、効率が低い主な原因である。媒体衝撃粉砕機器は、筒体又はロータが回動することにより媒体を運動させるように駆動し、媒体によって対象物を衝撃、研摩することにより、対象物を粉砕する目的を達成する。ボールミル機を代表とする媒体衝撃粉砕機器は、既存の技術資料に公認されている低効率（動的エネルギーの有効利用率は約２％である）の粉砕機器である。ボールミル機の低効率を招く原因として、上述した原因以外に、モータによって数十トンの媒体が搭載される百トンから数百トンのミル機を稼働させるように駆動するために大量の電力を消費することはもう一つの重要な原因である。上述したように、機器の構成と作動の原理に固有の欠陥が存在するため、既存の全ての粉砕機械はいずれも大型、複雑な構成、広い占め面積、高コスト、低効率及び高消費電力などの重大欠陥が存在する。

『粉末工学及び機器』という本に記載される破砕機械は、ジョー破砕機、円錐破砕機、ローラ破砕機、ハンマー式破砕機、及び反撃式破砕機の五つのタイプがある。そのうち、ジョー破砕機と円錐破砕機の殆どは、本発明によって加工されることができない大型対象物を加工するために用いられ、ローラ破砕機と粉砕機械のうちのローラミル機は同じタイプの機械であり、後者の研磨ローラの間隔は前者よりも明らかに大きいだけであり、ハンマー式破砕機も粉砕機械のうちの高速衝撃ミルの構成及び作動原理と全く同じタイプの機械であり、後者のスクリーンの孔径は前者よりも明らかに大きいだけである。これに基づき分析すると、既存の破砕機械の欠陥は対応する粉砕機械と全く同じであると考えられる。

現在、中国国内及び海外の殻剥きの基本的な方法は、摩擦、衝撃、圧延ローラによる押し出し、及び刃プレートによるせん断との四つのタイプがある。既存のディスク殻剥き機、遠心殻剥き機、圧延ローラ破砕機及び刃プレート殻剥き機などの機器は、基本的にピーナツ、ひまわり種、ヒマシ、綿実などに対する殻剥き需要を満たすことができる。しかし、皮殻が硬く、形状と粒子径の差異が大きいペカンとツバキ種の皮殻を有効に剥くことができる機械は現在の市場には殆どない。沢山の搾油所は、さらに内部の殻をナッツとともに破砕してから搾油しなければならない。これは、搾油率が低く、経済的利益が低く、貴重な資源の無駄使いなどの重大な欠点を招き、且つ長期的に存在する。

そのため、どのようにして粉砕、造粒及び殻剥きに適用することが可能な多機能押出しせん断機を提供するかは当業者の早急な解決の待たれる課題である。

これに鑑み、本発明は、多機能押出しせん断機及びその適用を提供する。この多機能押出しせん断機は、粒子径が５０ｍｍよりも小さく、ゴム、軟質プラスチックなどの靭性と可塑性が非常に高い対象物料以外のほぼ全ての固体物料を一回で粉末状の対象物に高効率、低消費で加工することができ、コーン、穀桿、貝殻、動物の骨などの対象物を１～３ｍｍの粒子状の物に高効率、低消費で破砕することができ、クルミ、ツバキ種、アーモンド、トウニンなどの植物の果実の皮殻を高効率、低消費で剥くことができる。

上述した目的を実現するために、本発明は下記の技術案を採用する。

多機能押出しせん断機であって、モータ、ハウジング、ロータ部材、ステータ部材兼カバー、及びベースを含み、前記ハウジングはモータフランジディスクに固定され、前記モータはベースに固定され、
前記ロータ部材は、ハブ、ハブに固定されるロータディスク、及びロータピンを含み、そのうち、前記ロータピンは、前記ロータディスクの軸線を中心に、周方向に沿って前記ロータディスク上の１～３周に均一に分布して取り付けられ又は溶接され、且つ各周に複数個設けられ、前記ロータディスクは、前記ハウジング内に位置し且つ前記ハブによって前記モータの回転軸に固定され、
前記ステータ部材兼カバーは、ステータディスクとステータピンを含み、そのうち、前記ステータピンは、前記ステータディスクの軸線を中心に、周方向に沿って前記ステータディスク上の１～３周に均一に分布して取り付けられ又は溶接され、且つ各周に複数個設けられ、前記ステータ部材兼カバーの中央位置に供給口が設けられ、前記ステータ部材兼カバーは前記ハウジングの面部に固定され、
前記ロータピンとステータピンは構成が同じであり、いずれも横断面が正方形である四角柱形のピンビレットを含み、ピンビレットに前記ロータディスク又は前記ステータディスクに接続されるネジ又はロッドが設けられ、四角柱形のピンビレットにおける対象物に直接に接触する二つの表面に耐摩耗部品が溶接又は接着され、
前記耐摩耗部品の内側の水平表面と垂直表面は平滑平面であり、前記耐摩耗部品の外側の上面は複数段の段付歯からなり、下面は一つの直角台と一つの平滑傾斜平面からなり、下面の傾斜平滑平面は上面の最も低い段付き面と接合してティップ状になり、合流箇所は円弧面によって架け渡され、前記ステータ部材兼カバーに取り付けられる前記ステータピンの段付歯表面は内側に向け、前記ロータ部材に取り付けられる前記ロータピンの段付歯表面は外側に向け、且つ前記ロータピンの段付歯の先端は、前記ステータピンの段付歯の先端に対向して設けられる。

好ましくは、上述した多機能押出しせん断機では、前記耐摩耗部品の外側の上面のピンビレットの軸線を通る垂直断面への投影面積が、下面の投影面積の三倍以上である。

好ましくは、上述した多機能押出しせん断機では、前記耐摩耗部品の外側の上面の段付歯の数は、４～１２個である。

好ましくは、上述した多機能押出しせん断機では、前記耐摩耗部品は、硬質合金又は特殊セラミックス系超硬耐摩耗材料で製造される。

多機能押出しせん断機の粉砕機器への適用であって、ロータピンとステータピンとの間の隙間はＬであり、前記Ｌの値は０．２～１．５ｍｍの間であり、ロータピンの線速度Ｖの値は５０ｍ／ｓ～１５０ｍ／ｓの間である。

多機能押出しせん断機の破砕機器への適用であって、前記ロータピンとステータピンとの間の隙間Ｌの値は、設計に要求される製品の粒子径の値と同じであり、ロータピンの線速度Ｖの値は、５ｍ／ｓ～３０ｍ／ｓの間である。

多機能押出しせん断機の殻剥き機器への適用であって、前記ロータピンとステータピンとの間の隙間Ｌの値は、加工される植物の最も大きいナッツの粒子の径の値に等しく、ロータピンの線速度Ｖの値は２ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓの間である。

本発明の作動原理は、ロータピンとステータピンによって対象物粒子を挟み込んで、それに対して押し出しせん断付勢力を印加して対象物粒子を破砕させることである。本発明の前述した技術的特徴によって、本発明の構成と作動原理が従来技術に比べて下記の利点を備えることが確保される。

１．図５に示すように、本発明のロータピンとステータピンによって対象物の粒子に印加される力は、標準的な押し出し力とせん断力である。高速押出しせん断粉砕機と本発明は、これまでにない高効率の粉砕方式である押出しせん断粉砕方式を開拓した。

２．動力学公式に基づいて、粉砕に用いられる本発明の各ロータピンが数万から十数万ジュールの動的エネルギー（ロータ全体の動的エネルギーは、即ちロータピンの動的エネルギーであり、これは機器の構成によって決められる）を有すると算出することができる。ロータピンは対象物の粒子の結合エネルギーをはるかに超える動的エネルギーを有することで、本発明は非常に優れた粉砕機能を備える。

３．一つのロータピンがいずれか一つのステータピンに接近してから離れるまでの過程をピンの一回の押出しせん断粉砕作業（以下、ピンによる粉砕と略称される）とする場合、粉砕に用いられる本発明の一回のピンによる粉砕の作業にかかる時間は数十マイクロ秒しかないと算出することができる。明らかに、短い作業時間は本発明の高効率の重要な保証である。

４．図５に示すように、耐摩耗部品の上面全体が段付歯である構成特徴によって、ピンの最先端の段付歯だけで対象物の粒子を挟み込んでからそれを粉砕することが可能であることが保証される。そのため、粉砕機器に用いられる本発明によって加工されることができる対象物の粒子径は、高速押出しせん断粉砕機よりも約十倍ほど大きくすることができるとともに、粉砕の効率及び効果は大幅に向上する。なお、ロータピンとステータピンとの間の隙間値を適切に大きくして、ロータピンの線速度を大幅に低下させる方法によって、完成品の粒子の径を制御することができるとともに、殻剥き機能を有する押出しせん断機を設計して製造することができる。

５．せん断破砕によって一つの対象物の粒子が二つ又は四つに分けられることから分析すると、図５に示すように、ロータピンとステータピンの最先端の段付歯によって大粒子の対象物を挟み込んで破砕した後の状態は、前後順に図６と図７に示される通りである。ロータピンが周方向に沿って運動して徐々にステータピンに接近する時、ロータピンの耐摩耗部品における各段付歯がステータピンの耐摩耗部品における各段差に接近してから離れるまでの過程はいずれも一回の押出しせん断粉砕作業（以下、各組の段付歯を合わせることを一回の押出しせん断粉砕と称す）である。以上の第２項と第３項の分析によれば、毎回の押出しせん断粉砕は必ずいずれも優れた粉砕効果を有する。一つの耐摩耗部品が六つの段付歯を有することに従って推定すると、一回のピンによる粉砕は３６回の押出しせん断粉砕を含む。また、一台の押出しせん断機が１００個のロータピン及び１５０個のステータピンを採用することに従って推定すると、ロータの一回転で１５０００回のピンによる粉砕を形成することができる。これらのピンによる粉砕に５４００００回の押出しせん断粉砕が含まれる。押出しせん断機のロータの回転数が２９００ｒ／ｍｉｎであることに従って推定すると、本発明が稼働する時、一分間で４３５０万回のピンによる粉砕を形成する。これらのピンによる粉砕に１億５６６万回の押出しせん断粉砕が含まれる。明らかに、耐摩耗部品の形状と本発明の構成特徴によれば、本発明が一分間を稼働すると数億回の押出しせん断粉砕を形成することができることが決められる。明らかに、これは、本発明が極めて高い効率、省エネという大きい利点を有することのもう一つの重要な保証である。

６．耐摩耗部品の外側の上面のピンビレットの軸線を通る垂直断面への投影面積が下面の投影面積の三倍以上であるように設計する。上面によって対象物粒子をガイドして集中する能力は高速押出しせん断粉砕機よりも１／４高く、即ち、押出しせん断機に入ってくる対象物粒子が押出しせん断されて粉砕される確率を１／４だけ向上させる。これも本発明の高効率の一つの重要な保証である。

７．ロータピンとステータピンが二周しか取り付けられていない本発明の試験機の試験に示された、一回の加工における粉砕比例は１００に近いことから分析すると、上述した第５項の記述によれば、一回の押出しせん断粉砕の粉砕比例は、必ず前文に想定された一つの対象物の粒子を二つ又は四つに分ける場合よりもはるかに大きい。また、二周のピンによって、ハウジングに入る各対象物粒子はいずれも二回のピンによる粉砕の機会のみが与えられることが決められ、さらに一回の押出しせん断粉砕の粉砕比例が６までに達成するとすることから分析すると、一つの対象物粒子は一回のピンによる粉砕では、二回の押出しせん断されて粉砕される機会のみが与えられる。上述した分析から推定すると、本発明において毎回の押出しせん断粉砕の粉砕比例は約２０であるはずである。明らかに、このような高い粉砕比例は、既存の粉末工学の関連理論によって解釈されることができない。この特徴は、本発明の高効率という利点に対する一つの大きな保証だけではなくて、そして、押出しせん断粉砕は価値が重要な原理的な革新である可能性が高いことを証明する。

８．本発明の耐摩耗部品が硬質合金又は特殊セラミックス系超硬耐摩耗材料で製造され、本発明の使用寿命が既存の同種機器よりも３～５倍ほど長いことが確保される。

本発明の作動原理の上述した利点によれば、本発明の適用利点は以下であることを分析して推定することができる。

一、全ての固体材料の耐せん断強度が耐圧強度の半分未満であることだけから分析して推定すると、本発明において、等量の対象物を粉砕するための電力消費は、少なくとも既存の全ての粉砕機器よりも３０％のエネルギーを省く。

二、本発明のロータピンが極めて大きい動的エネルギーを備えることで、本発明は非常に優れた粉砕機能を有することから分析して推定すると、本発明の適用範囲は既存の全ての粉砕機器よりもはるかに広い。理論的には、本発明は、粒子径が５０ｍｍよりも小さく、ゴム、軟質プラスチックなどの靭性と可塑性が非常に高い対象物以外のほぼ全ての固体対象物粒子を一回で粉末状の対象物に高効率、低消費で加工することができる。

三、本発明の構成特徴及び作動原理と既存の粉砕機器との比較に基づいて分析すると、本発明は既存の粉砕及び破砕機器の殆どを代替することができる能力を有する。同時に、構成が簡単で、低価格、占める面積が小さく、取付けとメンテナンスが便利などの利点を有する。

四、前文に記述した本発明の作動原理の利点に基づいて分析して推定すると、本発明が任意のタイプの既存の粉砕機器を代替する場合、高効率と省エネという大きな利点を有する。

五、本発明において唯一の摩耗部材はピンビレットである。ピンビレットにおける対象物に直接に接触する二つの表面は、硬質合金で製造される耐摩耗部品により保護されて、本発明の使用寿命が既存の粉砕機械よりも３～８倍ほど長くなるとともに、機器の使用機能が基本的に低下しないことが確保される。

六、本発明の構成と作動原理に基づいて分析すると、試験機の試験検証によれば、ロータピンとステータピンとの間の隙間が設計された完成品の粒子の径値に等しく、ロータピンの線速度Ｖの値は５ｍ／ｓ～３０ｍ／ｓの間であり、且つロータピンとステータピンの周数が１～２周のみを有する本発明は優れた破砕機能を有することが証明される。試験機の試験検出データは、既存の破砕機器に比べて、本発明は、高効率、省エネ、及び出力された微粉状の対象物が少ないなどの顕著な利点を有することが示される。

七、既存の殻剥き機器によって粒子径のサイズと形状の差異が大きなツバキ種を殻剥く場合、一回の加工の殻剥き率は４０％未満であり、ツバキ種の破砕率が１０％を超え、ペカンの外殻が非常に硬く、これまでのところ、ペカン殻を剥くことができる機器がなく、現在の中国のツバキ種とペカンの搾油企業の殆どは、殻付きのままで破砕されてから搾油するという現状に鑑みて、本発明は、ロータピンとステータピンとの間の隙間が加工される植物の種子仁の最も大きな粒子径にほぼ等しく、ロータピンの線速度が２ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓの間であり、且つ一周のロータピンとステータピンのみを有する押出しせん断殻剥き機が設計される。

この多機能押出しせん断機の顕著な特徴は、一つのロータピンと一つのステータピンによって一つ又は二つの植物の果実を両者の間に挟み込んで、極めて大きい押出しせん断力を印加して、皮殻を破砕させることである。本発明の構成と作動原理の分析論証によれば、本発明は間違いなくツバキ種とペカンを殻剥くことができる。試験機の試験検出データは、ツバキ種の一回の加工の殻剥き率が９５％以上に達するとともに、ナッツの破砕率が５％以下であることを確保することができることが示される。明らかに、殻剥き機能が優れた本発明は、必ずツバキ種とペカンなどの搾油業界の搾油率と全体の経済的利益を大幅に向上させることができるとともに、貴重な資源の無駄使いを大幅に減少させる。

本発明の実施例又は従来技術における技術案をより明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の記述において使用される必要がある添付図面を簡単に紹介する。明らかに、以下に記述される添付図面は本発明の実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、提供された添付図面に基づいて他の添付図面をさらに取得することができる。
本発明の構成概略図である。 ロータピン又はステータピンの構造概略図の正面図である。 ロータピン又はステータピンの構造概略図の上面図である。 ロータピンとステータピンの相対位置の概略図である。 押出しせん断粉砕方式の付勢力の概略図の一回のピンによる粉砕作業のスタートである。 押出しせん断粉砕方式の付勢力概略図の一回のピンによる粉砕作業の中間段階である。 押出しせん断粉砕方式の付勢力概略図の一回のピンによる粉砕作業のエンドである。

以下は、本発明の実施例における添付図面を結び付けながら、本発明の実施例における技術案を明確、完全に記述する。明らかに、記述された実施例は単に本発明の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本発明における実施例に基づいて、当業者は創造的な労力を払わない前提で得られた全ての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。

図１に示すように、本発明に記述される多機能押出しせん断機は、モータ１２、ハウジング１、ベース１５、ロータ部材、及びステータ部材兼カバーを含む。そのうち、ハウジング１は、周囲に高いバーリングを有する円ディスク状のケースであり、ハウジング１の下方に一つの直方形の送出口１６が設けられ、ハウジング１の左端面はモータ１２に固定接続され、ハウジング１の右端面の円環状のフランジはステータ部材に接続され、モータ１２はベース１５に固定され、ロータ部材は、ハブ１１によって、シャフトキャップ１０とボルトを利用してモータ１２の軸に固定される。

ロータ部材は、ハブ１１、ハブ１１に固定されるロータディスク９、及びロータディスク９に１～３周が取り付けられ、各周に数十個設けられるロータピン８を含み、ロータピン８は、ロータディスク９の軸線を中心に周方向に沿って均一に分布する。

ステータ部材兼カバーは、ステータディスク２と、ステータディスク２に１～３周が取り付けられ、各周に数十個設けられるステータピン５とを含み、ステータピン５は、ステータディスク２の軸線を中心に周方向に沿って均一に分布し、ステータ部材の中央位置に供給口６が設けられる。ステータディスク２はカバーを兼ねる。

図２、図３に示すように、本発明におけるロータピン８とステータピン５は構成が同じであり、何れも横断面が正方形である四角柱形のピンビレット２３とピンビレット２３に溶接又は接着される耐摩耗部品２２を含む。耐摩耗部品２２は、硬質合金又は特殊セラミックス系超硬耐摩耗材料で製造される。ピンビレット２３にロータディスク９又はステータディスク３に接続されるネジ又はロッドが設けられる。耐摩耗部品２２の内側の水平表面と垂直表面はいずれも平滑平面であり、耐摩耗部品２２の外側の上面は４～１２個の段付歯であり、下面は一つの直角台穴と一つの平滑斜面からなり、下面の傾斜平滑平面は上面の最も低い段付き面と合流してティップ状になり、合流箇所は円弧面によって架け渡される。耐摩耗部品２２の外側の上面のピンビレット２３の軸線を通る垂直断面への投影面積は、下面の投影面積の三倍以上である。

耐摩耗部品２２の内側の水平表面と垂直表面との二つ面は、四角柱形のピンビレット２３における隣接する二つの面に溶接又は接着される。本発明の耐摩耗部品２２は硬質合金又は特殊セラミックス系超硬耐摩耗材料で製造され、本発明の使用寿命は既存の同種機器よりも３～５倍ほど長いことが確保される。

図４に示すように、本発明が組み立てられる時、ステータ部材に取り付けられるステータピン５の段付歯表面は内側に向け、即ちステータディスク２の軸心側に近く、ロータ部材に取り付けられるロータピン８の段付歯表面は外側に向け、ロータディスク９の軸心側から離れ、且つロータピン８の段付歯先端は、ステータピン５の段付歯先端に対向する。即ち、ステータディスク２の軸心側に近く、前記ロータディスクの軸心側から離れる。

本発明が作動する時、対象物は供給口６からハウジング１内のステータディスク２とロータディスク９との間の空間に入る。ロータ部材が回転して対象物粒子がロータピン８とステータピン５との間の狭い空間に入るように駆動する時、ロータピンは、必ずロータピン８とステータピン５との間に挟み込まれる対象物粒子に対して極めて大きい押し出しせん断付勢力を印加して、対象物を破砕させる。破砕された対象物は、これら二つのステータピンの間の隙間を通って送出口１６を介して送出される。

図５、図６及び図７に示すように、本発明おいて一つのロータピン８が一つのステータピン５に接近してからこのステータピン５を離れる瞬間を一回のピンによる粉砕作業とする場合、毎回のピンによる粉砕作業はいずれも、ロータピン８とステータピン５の最先端の段付歯によって最も大きい対象物粒子を挟み込んでから始まる。これは、本発明において高速に稼働するロータによって、各ロータピン８が備える動的エネルギーは対象物粒子の結合エネルギーをはるかに超えるからである。そのため、最も大きい対象物粒子は必ず速やかに粉砕される。最も大きい対象物粒子が粉砕された状態は図６に示される通りであり、ロータピン８とステータピン５との間に押し出される異なるサイズの対象物粒子はいずれも、ロータピン８、ステータピン５及び隣接する対象物粒子によって印加される押し出し力とせん断力を受けて続々と粉砕される。最後、図７に示されるように、Ｌの値よりもやや大きい対象物粒子が挟み込まれて粉砕される。前文に論証された本発明と高速押出しせん断粉砕機によって開拓されたこのような押出しせん断粉砕方式は、付勢力が極めて大きく、作業時間が極めて短く、粉砕頻度が非常に高く、粉砕比例が大きいなどの顕著な利点を有する。

多機能押出しせん断機の粉砕機器への適用であって、ロータピン８とステータピン５との間の隙間Ｌの値は０．２～１．５ｍｍの間であり、ロータピン８の線速度Ｖの値は５０ｍ／ｓ～１５０ｍ／ｓの間である。前文に論証された本発明の構成と作用原理の顕著な利点と試験機の試験検出データに基づいて、粉砕機器に適用される本発明は、既存の粉砕機器の殆どを代替することができる能力を有するとともに、構成が簡単で、低価格、占める面積が小さく、取付けとメンテナンスが便利であり、使用寿命が長く、高効率、省エネなどの極めて大きい利点を有することが証明される。

多機能押出しせん断機の破砕機器への適用であって、ロータピン８とステータピン５との間の隙間Ｌの値は、設計された完成品の粒子径の値と同じであり、ロータピン８の線速度Ｖの値は５ｍ／ｓ～３０ｍ／ｓの間である。前文に論証された本発明の構成と作用原理の顕著な利点と試験機の試験検出データに基づいて、破砕機器における適用は、高効率、省エネなどの顕著な利点を有することが証明される。

多機能押出しせん断機の殻剥き機器への適用であって、ロータピン８とステータピン５との間の隙間Ｌの値は、加工される植物の最も大きいナッツの粒子の径の値に等しく、ロータピン８の線速度は２ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓの間である。前文に論証された本発明の構成と作用原理の顕著な利点と試験機の試験検出データに基づいて、殻剥き機器に適用される本発明の最も大きい利点は、従来技術によって剥かれることができないツバキ種とペカンの皮殻を剥くことができ、顕著な経済的利益を有することであることが証明される。

図面において、１．ハウジング；２．ステータディスク；５．ステータピン；６．供給口；８．ロータピン；９．ロータディスク；１０．シャフトキャップ；１１．ハブ；１２．モータ；１５．ベース；１６．送出口；２２．耐摩耗部品；２３．ピンビレット。

Claims (7)

1. モータ、ハウジング、ロータ部材、ステータ部材兼カバー、及びベースを含み、前記ハウジングはモータフランジディスクに固定され、前記モータはベースに固定され、
   前記ロータ部材は、ハブ、ハブに固定されるロータディスク、及びロータピンを含み、そのうち、前記ロータピンは、前記ロータディスクの軸線を中心に、周方向に沿って前記ロータディスク上の１～３周に均一に分布して取り付けられ又は溶接され、且つ各周に複数個設けられ、前記ロータディスクは、前記ハウジング内に位置し且つ前記ハブによって前記モータの回転軸に固定され、
   前記ステータ部材兼カバーは、ステータディスクとステータピンを含み、そのうち、前記ステータピンは、前記ステータディスクの軸線を中心に、周方向に沿って前記ステータディスク上の１～３周に均一に分布して取り付けられ又は溶接され、且つ各周に複数個設けられ、前記ステータ部材兼カバーの中央位置に供給口が設けられ、前記ステータ部材兼カバーは前記ハウジングの面部に固定され、
   前記ロータピンとステータピンは構成が同じであり、いずれも横断面が正方形である四角柱形のピンビレットを含み、ピンビレットに前記ロータディスク又は前記ステータディスクに接続されるスクリュー又はロッドが設けられ、四角柱形のピンビレットにおける対象物に直接に接触する二つの表面に耐摩耗部品が溶接又は接着される多機能押出しせん断機であって、
   前記耐摩耗部品の内側水平表面と垂直表面は平滑平面であり、前記耐摩耗部品の外側の上面は複数の段付歯からなり、下面は一つの直角台と一つの平滑傾斜平面からなり、下面の傾斜平滑平面は上面の最も低い段付き面と合流してティップ状になり、合流箇所は円弧面によって架け渡され、前記ステータ部材兼カバーに取り付けられる前記ステータピンの段付歯表面は内側に向け、前記ロータ部材に取り付けられる前記ロータピンの段付歯表面は外側に向け、且つ前記ロータピンの段付歯の先端は、前記ステータピンの段付歯先端に対向して設けられる、ことを特徴とする多機能押出しせん断機。
2. 前記耐摩耗部品の外側の上面のピンビレットの軸線を通る垂直断面への投影面積が、下面の投影面積の三倍以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の多機能押出しせん断機。
3. 前記耐摩耗部品の外側の上面の段付歯の数は、４～１２個である、ことを特徴とする請求項１に記載の多機能押出しせん断機。
4. 前記耐摩耗部品は、硬質合金又は特殊セラミックス系超硬耐摩耗材料で製造される、ことを特徴とする請求項１に記載の多機能押出しせん断機。
5. ロータピンとステータピンとの間の隙間はＬであり、前記Ｌの値は０．２～１．５ｍｍの間であり、ロータピンの線速度Ｖの値は５０ｍ／ｓ～１５０ｍ／ｓの間である、ことを特徴とする請求項１に記載の多機能押出しせん断機の粉砕機器への適用。
6. 前記ロータピンとステータピンとの間の隙間Ｌの値は、設計に要求される製品の粒子径の値と同じであり、ロータピンの線速度Ｖの値は５ｍ／ｓ～３０ｍ／ｓの間である、ことを特徴とする請求項１に記載の多機能押出しせん断機の破砕機器への適用。
7. 前記ロータピンとステータピンとの間の隙間Ｌの値は、加工される植物の最も大きいナッツの粒子径の値に等しく、ロータピンの線速度Ｖの値は２ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓの間である、ことを特徴とする請求項１に記載の多機能押出しせん断機の殻剥き機器への適用。

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