JP2023007535A - 破砕装置 - Google Patents

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JP2023007535A JP2021110418A JP2021110418A JP2023007535A JP 2023007535 A JP2023007535 A JP 2023007535A JP 2021110418 A JP2021110418 A JP 2021110418A JP 2021110418 A JP2021110418 A JP 2021110418A JP 2023007535 A JP2023007535 A JP 2023007535A
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安久 望月
Yasuhisa Mochizuki
愛斗 三上
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Abstract

【課題】装置の大型化を抑制しつつ排出口の開口の大きさを調節可能な破砕装置を提供する。【解決手段】破砕装置10は、スイングハンマ23が軸支された回転構造体20と、回転構造体を囲繞する壁部70と、回転構造体20を回転可能に支持する本体11と、を含み、スイングハンマ23を用いて破砕した破砕片を一次排出口41の大きさを調節する開口調節機構60を備える破砕装置であって、開口調整機構60は、壁部70に設けられた開口を貫通するように配置された遮蔽プレート62と、遮蔽プレ―ト62に軸支された揺動アーム64と、揺動アーム64と壁部70の間に配置され、揺動アーム64を介して開口調整用プレート62を回転構造体20に接近または離れる方向に付勢することにより一次排出口41の開口の大きさを調節する駆動ユニット67と、を備える。【選択図】図7

Description

本発明は破砕装置に関する。
冷蔵庫やエアコンなどの電化製品を含む物品を破砕することにより、鉄や、非鉄金属、プラスチック類などの破砕片とすることで素材ごとに分離する破砕装置が開発されている。
このような破砕装置では、複数のロータを重ね合わせた状態で回転可能に構成されるとともに各ロータに軸支された打撃部材が同ロータの回転に伴ってロータの径方向外側に突き出すように配置された回転構造体を含み、この回転構造体の周囲を取り囲むように形成された壁部との間に物品を挟み込むことにより破砕する機能を有する。
また、破砕片を排出する排出口が破砕装置の底部に設けられており、この排出口の一部をプレ―トなどで覆うことにより破砕片の大きさを調節可能に構成された破砕装置もある。
例えば、特許文献1には、破砕物の破砕粒度を調節するため底部に設けられた排出口の開口の大きさを調節するチョークリングと、このチョークリングを円筒状シェルの径方向に進退させるために不図示のモータによって駆動されるシリンダが円筒状シェルの外側に装置から張り出すように配置された破砕装置が開示されている。
特開2002-28512号公報
上記特許文献1に記載の破砕装置では、チョークリングを介して装置の底部に設けられた排出口における開口面積の調節を行うことができるものの、チョークリングを駆動するシリンダや駆動モータなどの駆動部が装置の外側に大きく張り出すこととなるため装置が大型化してしまい、設置可能な場所が限られるという問題がある。
本発明は、装置の大型化を抑制しつつ排出口の開口の大きさを調節可能な破砕装置を提供することを目的とする。
本発明の破砕装置は、破砕処理に用いる打撃部材が取り付けられた回転構造体と、回転構造体を囲繞する壁部と、回転構造体を回転可能に支持する本体とを含み、打撃部材と用いて投入された物品を破砕して破砕片とするとともに破砕片を排出するために本体の底部側に設けられた排出口の開口の大きさを調節する調節機構を備える破砕装置であって、調整機構は、壁部に設けられた開口を貫通するように配置された開口調整用プレートと、開口調整用プレートに軸支された揺動アームと、揺動アームと壁部の間に配置され、揺動アームを介して開口調整用プレートを回転構造体に接近または離れる方向に付勢することにより排出口の開口の大きさを調節する駆動ユニットと、を含むものである。
本発明の破砕装置において、揺動アームを揺動可能に支持するとともに、開口調整用プレートが回転構造体に接近または離れる方向に移動するように案内するガイド機能を有する支持部を備えてもよい。
本発明の破砕装置において、駆動ユニットおよび回転構造体の駆動を制御する制御部を備え、制御部は、回転構造体を回転駆動させつつ駆動ユニットを介して排出口を全開状態にする清掃モードを所定時間実行可能に構成してもよい。
本発明の破砕装置によれば、揺動アームと壁部の間に配置された駆動ユニットを用いて開口調整用プレートを回転構造体に接近または離れる方向に付勢することで排出口の開口の大きさを調節することができる。このため、破砕装置の大型化を抑制しつつ排出口の開口の大きさを調節することができる。
本発明の一実施形態である破砕装置の側面図である。 本発明の一実施形態である破砕装置の平面図と、同装置を正面側からみたときの部分拡大図を一部に示す図である。 図2に示すB-B線で切断したときの破砕装置の断面図と、同断面図に含まれる一次排出口周辺の構成を示す部分拡大図と、同断面図に含まれるロータの平面構成図を一部に示す図である。 図1に示すA-A線で切断したときの破砕装置の底部の構成を示す平面図である。 図4に含まれる左右の可動壁を開いた状態を示す平面図である。 図6(a)は、平面視におけるロック機構の構成を説明する図である。図6(b)は、図6(a)に示すロック機構の構成を示す側面図である。図6(c)は、ロック状態におけるロック機構の構成を示す側面図である。 図7(a)は一次排出口を全開させた状態を示す斜視図であり、図7(b)は一次排出口を全開させた状態を示す平面図である。図7(c)は一次排出口を完全に閉じた状態を示す斜視図であり、図7(d)は一時排出口を完全に閉じた状態を示す平面図である。
本発明の一実施形態である破砕装置10について、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、X方向は奥行方向を示し、Y方向は幅方向を示し、Z方向は上下方向を示すものとする。図1は、本発明の一実施形態である破砕装置10の側面図である。また、図2は、図1に示す破砕装置10の平面図である。図1において、煩雑な図示を避けるため後述する開口調節機構やロック機構、開閉用シリンダなど一部構成の図示を省略して簡略的に示している。図1および図2に示すように、破砕装置10は、冷蔵庫やエアコンなどの電化製品を含む物品を破砕処理する機能を有する本体11と、本体11に駆動力を供給する駆動部12と、本体11および駆動部12の運転を統括的に制御する制御盤100とを備える。
図3は、図2に示すB-B線で切断したときの破砕装置10の断面構成を示す図である。なお、図3において、頻雑な図示を避けるため一部の図示を省略するとともに断面ハッチングを省略している。図3に示すように、本体11は、ロータ22,24,26,28を所定間隔ごとに重ね合わせた状態で回転軸AXに取り付けられてなる回転構造体20と、回転構造体20を囲繞するように配置された壁部70と、回転構造体20および壁部70が設置される台座40とを備える。この回転構造体20は、上下両端部を各々回転支持部16と回転支持部18とに軸支される。
次に、回転構造体20を構成するロータ22,24,26の構成について説明する。図3に示すように、ロータ22は、上面の外周部に、破砕処理に用いる4つのスイングハンマ(打撃部材)23A,23B,23C,23D(以下、特に区別する必要が無い場合は、スイングハンマ「23」と表記)が等間隔となるようにロータ22に回転自在に取り付けられている。ロータ24,26は、ロータ22と同一の構成を具備し、スイングハンマ23と同様の構成からなるスイングハンマが各々取り付けられている。
ここで、図4は、図1に示すA-A線で切断したときの破砕装置10の断面構成を示す図である。なお、図4において、頻雑な図示を避けるため一部の断面ハッチングを省略している。図4に示すように最下部に配置されたロータ28は、上述したスイングハンマ23と同様の構成を具備するスイングハンマ27A,27B,27C,27D(以下、特に区別する必要が無い場合は、スイングハンマ「27」と表記)と、リングハンマ(打撃部材)29A,29B,29C,29D(以下、特に区別する必要が無い場合は、リングハンマ「29」と表記)とが上下2段重ねとなるように各々取り付けられている点で上述したロータ22の構成と相違するが、他の構成についてはロータ22とほぼ同様の構成を具備する。
また、スイングハンマ27とリングハンマ29を上下入れ替えて配置してもよい。さらに、対向配置されるスイングハンマ27A,27Cおよびリングハンマ29A,29Cについては上側にスイングハンマ、下側にリングハンマとなるように重ねて配置し、スイングハンマ27B,27Dおよびリングハンマ29B,29Dについては上側にリングハンマ、下側にスイングハンマとなるように重ねて配置してもよい。
上述したように最下部に位置するロータ22において、スイングハンマ27とリングハンマ29を上下2段重ねとすることにより、破砕片を後述する41A,41B,41C,…の方に効率良く押し出すことができる。
図4に示すように、回転構造体20の最下部に位置するロータ28の直下方には、同一円周上に等間隔で略四角形状をなす一次排出口41A,41B,41C,…(以下、一次排出口「41」と表記)が基礎プレート46,48,49の内周側に取り付けられた床プレート42A,42B,42C,…に設けられている。各基礎プレート46,48,49には、各一次排出口41の開口の大きさを調整する機能を有する同一構成からなる開口調節機構60A,60B,60C,…(以下、特に区別する必要が無い限り開口調節機構「60」と表記)が設けられている。開口調節機構60の構成については後段にて詳述する。
また、図3に示すように、回転構造体20と回転支持部18の間には、フランジ付き筒状体50が取り付けられている。このフランジ付き筒状体50には、フィン52,54が径方向外側に向かって突き出すように取り付けられておりフランジ付き筒状体50の回転に伴ってフィン52,54が直上方に位置する一次排出口41から落下してくる破砕片を同筒状体50の径方向外側に位置する二次排出口43に向かって押し出す。このようにして、二次排出口43から装置の外側へ破砕片が排出される。
図2に示すように、壁部70は、回転構造体20の後方側を囲むように配置された後方壁部72と、回転構造体20の前方を囲むように配置された前方壁部74を含む。前方壁部74は、前方側から見て左右に各々配置される左右一対の可動壁76,78から構成される。両可動壁76,78は、両開き式の可動壁であり、各々、ヒンジ76A,76B,78A,78Bを介して後方壁部72に取り付けられている。図2に1点鎖線で示すように、可動壁78は、正面側から見て右方向に約45度開閉可能に支持され、同様に、可動壁78は正面側から見て左方向に約45度開閉可能に支持される。このように、前方壁部74を両開き式とすることにより、同壁部74を片開き式とした場合よりも可動壁の回転半径が小さくでき、また、可動壁の重量も軽量となるため開閉作業が行いやすいという利点がある。
図4に示すように、両可動壁76,78は台座40に摺動可能な状態で載置された基礎プレート46,48に立設し、後方壁部72は台座40に固定支持された基礎プレート49に立設している。また、両可動壁76,78が立設する基礎プレート46,48と後方壁部72が立設する基礎プレート49の間には各々開閉用シリンダ83,84が取り付けられている。各開閉用シリンダ83,84の構成は同一であるため、以下において、開閉用シリンダ83の構成についてのみ説明を行う。図4に示すように、開閉用シリンダ83は、平面視略三角形状を呈するプレート76L,72Lを介して可動壁76および後方壁部72に各々両端を軸支されており、電動モータまたは油圧を用いることにより駆動される。開閉用シリンダ83は、後述する制御盤100からの制御信号に基づいて伸縮するように駆動を制御される。
図2に示すように、両可動壁76,78および後方壁部72には、可動壁76,78を各々閉じたときに互いに当接する端部に沿ってリブ76R,78R,72Rが各々設けられている。また、リブ76R,78Rの前面側下端部には、可動壁76,78を開くときに両可動壁76,78の隙間に楔KUをハンマーなどの打撃手段を用いて打ち込むこむために平面視略V字状を呈する切り欠き部76C,78Cを設けるのが好ましい。これにより、左右の可動壁76,78が開きにくい場合などに楔KUを切り欠き部76C,78Cに打ち込むことで強制的に開くことが可能となる。
また、図2に破線で示す各可動壁76,78のやや前方位置に支柱H1,H2を設置し、この支柱H1,H2と可動壁76,78とに各々アイボルトなどの係合手段を取り付けておき、双方の係合手段にチェーンブロックなどの牽引手段を係合させることにより閉じ位置から可動壁76,78を前方に回転させるようにしてもよい。この場合にも、両可動壁76,78が開きにくい場合などに両可動壁76,78を強制的に開くことが可能となる。
図5は、左右の可動壁76,78を開いた状態を示す図である。図5に示すように、基礎プレート46,48の直下方に位置する台座40には、回転構造体20を囲繞するように平面視略円環状の凹部SPが設けられている。この凹部SPは、フランジ付き筒状体50が回転する空間である。そして、さらに、この凹部SPを取り囲むように環状に台座40の上面40‐1が形成される。
この台座上面40-1には、複数の摺動プレート80A,80B,80C,80D,80Eが取り付けられている。摺動プレート80A~80Eは、複数のすべり軸受が取り付けられた板材であり、台座40の上面40-1からすべり軸受が少しだけ突き出すように構成される。これにより、可動壁76,78が開閉するときに、可動壁76,78が自重で傾かないように摺動プレート80A~80Eで摺動可能に支持することができ、可動壁76,78の開閉動作を円滑に行うことが可能となる。
本実施形態では、可動壁76,78が閉じ位置から全開位置まで回転する間、いずれかの摺動プレート80A~80Eによって両可動壁76,78が支えられるように両可動壁76,78の可動範囲に対応して各摺動プレート80A~80Eを配置している。
図2に示すように、後方壁部72および両可動壁76,78の上部には、各々蓋73,77,79を取り付けるのが好ましい。後方壁部72の蓋73には、物品を装置内に投入するための投入口73Aが設けられている。この投入口73Aには、図示しないベルトコンベア等の搬送手段を用いて物品が逐次投入される。
図1に破線で示すように、各リブ72R,76R,78Rには左右の可動壁76,78を閉じた位置で固定する機能を有するロック機構90‐1~90-11が設けられている。各ロック機構90‐1~90-11の構成は同一であるため、ロック機構90‐1(以下、特に区別する必要が無い場合は「ロック機構90」と表記する)を例に挙げて構成を説明する。
図6(a)は、平面視におけるロック機構90の構成を説明する図である。図6(b)は、図6(a)に示すロック機構90の構成を示す側面図である。図6(c)は、ロック状態におけるロック機構90の構成を示す側面図である。
図6(a)および図6(b)に示すように、ロック機構90は、側面視略L字状の固定用レバー91と、固定用レバー91を固定するため傾斜面92Sを有する側面視台形状を呈する固定用台座92とを含む。固定用レバー91は、左右の可動壁76,78を閉じた状態で両可動壁76,78の蓋77,79が当接する部分に各々設けられたリブ76R,78Rを跨ぐように一方のリブ78Rに隣接配置された支持台93に軸支され、固定用ボルトBTを挟み込むために先端側が二股状に形成される。
固定用レバー91は、図6(b)に破線で示すように、後方、換言すると、固定用台座92から離間する側に回転させて固定用台座92から退避させることにより、ロック状態を解除することができる。一方、固定用台座92はリブ76Rに隣接するように取り付けられており、固定用レバー91を固定するための固定用ボルトBTが中央部に回転可能な状態で取り付けられている。そして、固定用レバー91を図6(b)に実線で示すように固定用台座92の方に回転させた状態で固定用ボルトBTを図6(b)に実線で示す退避位置から同図(b)に破線で示す固定位置に90度回転させてからナットNTを締めこむことにより固定用レバー91を固定用台座92の傾斜面92Sに押し付ける。これにより、固定用台座92を介して可動壁76,78を互いに密着させるように締め付け力が作用するため可動壁76,78を閉じ位置で固定することが可能となる。
一方、可動壁76,78を開く場合には、上記ナットNTを緩めてから固定用ボルトBTを図6(c)に示す固定位置から図6(b)に実線で示す退避位置に移動させ、その後、固定用レバー91を図6(b)に破線で示す退避位置に回転させればよい。これにより、可動壁76,78が開扉可能となる。
続いて、図7(a)~図7(d)を用いて開口調節機構60B(以下、特に区別する必要が無い場合は「開口調節機構60」と表記)の構成について説明を行う。図7(a)は全開状態とした一次排出口41の構成を示す斜視図であり、同図(b)全開状態の一次排出口41の構成を示す平面図である。一方、図7(c)は一次排出口41を完全に閉じた状態を示す斜視図であり、同図(d)は一次排出口41を完全に閉じた状態を示す平面図である。
図7(a)および図7(b)に示すように、開口調節機構60は、各一次排出口41に対応して設けられており、同排出口41の開口の一部または全部を遮蔽する役割を有する遮蔽プレート62と、この遮蔽プレート62をロータ28(図4参照)に接近する方向または離れる方向にスライドさせる揺動アーム64と、揺動アーム64を駆動する駆動部67とを備える。この遮蔽プレート62には、平面視において略長方形状の外形を呈し、外側端部上面に軸支部62Aが設けられている。遮蔽プレート62は、後方壁部72に設けられた開口(不図示)に挿し込まれており、回転構造体20に接近または離間する方向(以下、往復方向と呼称する)に移動可能に配置されている。
また、遮蔽プレート62の両側には、遮蔽プレート62の移動をガイドするガイドブロック63A,63Bが配置され、両ブロック63A,63Bの間に抑えブロック63Cが架設された状態で遮蔽プレート62に取り付けられている。これにより、遮蔽プレート62が上記往復方向にのみ移動するようにガイドしている。
図7(a)に示すように、揺動アーム64は、断面が略四角形状をした棒状の部材であり、上端部および中央部に各々貫通孔64A,64Bが設けられている。揺動アーム64の下端部には長孔64Cが設けられており、上述した遮蔽プレート62の軸支部62Aに挿通された取付用ピンP1を挿通することにより回転可能な状態で遮蔽プレート62に連結される。また、揺動アーム64は、中央部に設けられた貫通孔64Bに遮蔽プレート62に立設した一対の支持台65,66の上端部を貫通すように取り付けられたピンP2が挿通されることにより両支持台65,66に挟み込まれた状態で回転自在に支持される。
この一対の支持台65,66は、遮蔽プレート62を間に挟んで対向するように配置されており、上記ガイドブロック63A,63Bと同様に遮蔽プレート62の往復移動をガイドする機能を有する。上述した揺動アーム64における長孔64Cの長手方向の寸法Lは、図7(b)に示す遮蔽プレート62が一次排出口41を全開状態とする位置と図7(d)に示す一次排出口41が完全に閉じた全閉状態とする位置との間に移動させるために必要な寸法と同等またはそれ以上の長さとなるように設定される。
また、図7(a)および図7(b)に示すように、駆動部67は、電動モータにより駆動される伸縮機構であり、後方壁部72に設けられた軸支部72Wに一端側を回転可能に連結されており、伸縮可能に構成された伸縮アーム67Aを有する。また、伸縮アーム67Aの先端部に取り付けられた取付用ピンP3が揺動アーム64の貫通孔64Aに挿通されることにより、揺動アーム64が回転可能な状態で伸縮アーム67Aに連結される。そして、図7(a)および図7(b)に示すように、伸縮アーム67Aが縮むことにより揺動アーム64を介して遮蔽プレート62が外側に移動する。これにより、一次排出口41を全開状態とすることができる。
一方、図7(c)および図7(d)に示すように、伸縮アーム67Aが伸びることにより揺動アーム64を介して遮蔽プレート62が内側に移動し一次排出口41を全閉状態、換言すると完全に閉じた状態とすることができる。また、図7(b)に破線で示すように、後述する制御盤100を介して駆動部67の伸縮量を調節することにより一次排出口41の開口の大きさ、換言すると、開口面積を調節することで、一次排出口41から排出される破砕片の大きさを調節できる。
このように、遮蔽プレート62の直上方に配置された駆動部67の駆動力によって揺動アーム64を往復移動させることにより、遮蔽プレート62の長手方向外側に駆動部67を設置する場合よりも本体11の外側への張り出しを低減できる。
本実施形態では、駆動部67が電動モータにより駆動される伸縮機構である例を挙げているが、油圧によって駆動される伸縮機構としてもよい。但し、油圧を用いる場合、遮蔽プレート62の変位量を確認するために位置センサ等を別途設ける必要もあるため、本実施形態のように電動モータを用いるのがより好適である。
また、図3に示すように、回転支持部18の下側には、回転構造体20の回転軸AXに固定されたプーリ68が取り付けられている。このプーリ68には、本体11の後部に設置されている駆動部12との間にベルト等の伝達手段(不図示)が架け渡されており、同伝達手段を介して駆動部12(図2参照)により回転軸AXが回転駆動される。
続いて、図4に示す回転構造体20を用いた清掃運転について説明を行う。制御盤100(図1参照)は、清掃運転モードを実行するスイッチ101を備えており、このスイッチ101が操作されることにより清掃運転を実行する。この清掃運転では、制御盤100は、一次排出口41が全開状態となるように開口調節機構60を制御した状態で回転構造体20を一定時間(例えば、10分間)だけ回転駆動する。このような清掃運転モードを実行することにより、遮蔽プレート62の上面や壁部70の内側に残留している破砕片を一次排出口41から排出することができる。このため、可動壁76,78を開いたときに、壁部70の内側に残留している破砕片を減少させることができるのでメンテナンス作業を行いやすくできる。
また、破砕物の種類を変更する際などには一旦壁部70内に残留している破砕片を取り除く必要があるが、このような場合において上記清掃運転を実行することにより異なる種類の破砕片が混入するのを防止できる。また、清掃運転において、一次排出口41が全開状態となるように開口調節機構60を制御する例を挙げているが、一次排出口41の開口面積の大きさが清掃運転中に段階的に変化するように制御盤100は開口調節機構60を制御してもよい。この場合にも、遮蔽プレート62上面やその周囲に残留している破砕片を取り除くことができる。
本実施形態の破砕装置10によれば、揺動アーム64と壁部70の間に配置された駆動部67を用いて遮蔽プレート62を回転構造体20に接近または離れる方向に付勢することで一次排出口41の開口の大きさを調節することができる。このため、破砕装置10の大型化を抑制しつつ一次排出口41の開口の大きさを調節することができる。
また、本実施形態の破砕装置10によれば、可動壁76,78を開くことによって壁部70の内側に容易にアクセスすることができる。このため、壁部70の内側に配置されている回転構造体20や各ハンマ23、27,29等の交換などのメンテナンス作業を行いやすく、メンテナンス作業の作業性も向上させることができる。
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
10 破砕装置
11 本体
12 駆動部
41,41A,41B,41C 一時排出口
60,60A,60B,60C 開口調節機構
62 遮蔽プレート
64 揺動アーム
65,66 駆動部
67 駆動部
67A 伸縮アーム
70 壁部
72 後方壁部
74 前方壁部
76,78 可動壁
80A,80B,80C,80D,80E 摺動プレート
100 制御盤(制御部)

Claims (3)

  1. 破砕処理に用いる打撃部材が取り付けられた回転構造体と、前記回転構造体を囲繞する壁部と、前記回転構造体を回転可能に支持する本体とを含み、前記打撃部材を用いて投入された物品を破砕して破砕片とするとともに前記破砕片を排出するために前記本体の底部側に設けられた排出口の開口の大きさを調節する調節機構を備える破砕装置であって、
    前記調節機構は、前記壁部に設けられた開口を貫通するように配置された開口調整用プレートと、前記開口調整用プレートに軸支された揺動アームと、前記揺動アームと前記壁部の間に配置され、前記揺動アームを介して前記開口調整用プレートを前記回転構造体に接近または離れる方向に付勢することにより前記排出口の開口の大きさを調節する機能を有する駆動ユニットと、を含む、
    破砕装置。
  2. 前記揺動アームを揺動可能に支持するとともに、前記開口調整用プレートが前記回転構造体に接近または離れる方向に移動するように案内するガイド機能を有する支持部を備える、
    請求項1に記載の破砕装置。
  3. 前記駆動ユニットおよび前記回転構造体の駆動を制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記回転構造体を回転駆動させつつ前記駆動ユニットを介して前記排出口を全開状態にする清掃モードを所定時間実行可能に構成される、
    請求項1または2に記載の破砕装置。
JP2021110418A 2021-07-01 2021-07-01 破砕装置 Pending JP2023007535A (ja)

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