JP2545001B2 - 攪拌機ボ―ルミルの動作を制御する方法および装置 - Google Patents

攪拌機ボ―ルミルの動作を制御する方法および装置

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JP2545001B2 JP2507303A JP50730390A JP2545001B2 JP 2545001 B2 JP2545001 B2 JP 2545001B2 JP 2507303 A JP2507303 A JP 2507303A JP 50730390 A JP50730390 A JP 50730390A JP 2545001 B2 JP2545001 B2 JP 2545001B2
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    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、粉砕用ボールを内蔵した粉砕室と、粉砕室
内に配置されて回転自在に支承された撹拌機本体と、撹
拌機本体のための駆動機とを備えた撹拌機ボールミルに
て撹拌機本体の回転数n等を測定し,撹拌機ボールミル
の動作を制御する方法および装置に関するものである。
撹拌機ボールミルは、たとえば液体媒体中に固体粉末
を混入する(分散させる)と共に固体物質を湿式粉砕す
るため使用される。
一般に、これら撹拌機ボールミルは一定に設定された
回転数で或いは変化しうる回転数で操作され、これら回
転数は対応の測定装置に表示される。
撹拌軸の回転モーメントは、撹拌機ボールミルの内部
パラメータだけでなく粉砕室内に存在する粉砕物の性質
にも依存する。したがって公知の撹拌機ボールミルにお
いては、撹拌軸の回転モーメントの変化が生ずる。高回
転モーメントの場合、撹拌軸用の駆動モータにおける過
負荷の危険が生ずる。
撹拌機ボールミルの運転に際し分散−もしくは粉砕−
結果は機械的撹拌効率Pの数値に依存する。Pは撹拌軸
の回転数nと回転モーメントMとから次式: P=2π・n・M ただしπ=3.141… にしたがって定まる。
公知の撹拌機ボールミルにおいては、nが一定である
場合にもMの変化に基づき撹拌効率が変化を受けるの
で、分散−もしくは粉砕−過程の結果も一様でなくな
る。
本発明の課題は、一層良好な工程制御を可能にする撹
拌機ボールミルにおける回転数の制御方法を提供するこ
とにある。
この課題は、本発明による 粉砕用ボールを内蔵した粉砕室、及び可変速度モータ
により撹拌軸を介して回転される撹拌機本体を有するタ
イプの撹拌機ボールミルの動作を制御する方法であっ
て、 (a)目標の機械的撹拌効率(P′)を次式 P′=2π・n′・M′ により定めるステップ、 〔式中、P′は、ニュートン・メートル/秒(ワット)
を単位とするパワーであり、 πは、約3.141であり、 n′は、rps(回転/秒)を単位とする撹拌軸の目標
回転数であり、そして M′は、ニュートン・メートルを単位とする撹拌機本
体の目標回転モーメントである〕 (b)撹拌軸の実際の回転数(n)、及び撹拌機本体の
実際の回転モーメント(M)を測定するステップ、 (c)実際の機械的撹拌効率(P)を実際の回転数
(n)及び実際の回転モーメント(M)を用いて次式 P=2π・n・M により計算するステップ、 (d)目標の機械的撹拌効率(P′)と実際の機械的撹
拌効率(P)を比較するステップ、及び (e)ステップ(d)の比較の結果を基に、可変速度モ
ータの回転速度を選択的に変えて、実際の機械的撹拌効
率(P)が目標の機械的撹拌効率(P′)と等しくなる
ように実質的に維持するステップ を含む、上記撹拌機ボールミルの動作を制御する方法 により解決される。
本発明の方法に基づき回転数nの制御により、これら
もしくは回転モーメントMまたは機械的撹拌効率Pを一
定に保つことができる。これは、従来の撹拌機ボールミ
ルよりも決定的に向上した工程制御を可能にする。
本発明は、垂直もしくは水平操作しうる撹拌機ボール
ミルにて連続もしくは不連続操作により用いることがで
きる。撹拌機ボールミルの場合、これは労力利用にも生
産性にも有利である。
回転数nは公知の機械的方法でも誘導法でも測定する
ことができる。
同じく周知のように、回転モーメントMはたとえば歪
−測定計により、或いはネジ計測軸の利用により、或い
は渦流法により、或いは反応回転モーメントの測定によ
り、或いはモータ特性曲線を考慮した電動モータの充電
率(Stromaufnahme)の測定により決定することができ
る。最後に挙げた方法は、特に撹拌機本体の駆動機とし
てディスクランナーモータを使用する場合に有利であ
る。
撹拌機ボールミルにおいては駆動モータの充電率を記
録すると共に表示することが既に知られている。しかし
ながら、高過ぎる回転モーメントの際の撹拌軸に対する
モータの過負荷を事前に知るべきである。
回転数nおよび回転モーメントMに関する測定値から
機械的撹拌効率を決定するには、好ましくは測定データ
をコンピュータに入力する。これは、上記式に基づき機
械的撹拌効率Pの数値を計算する。この数値をn、Mも
しくはPの所定目標値と比較する。次いで、回転数nを
比較結果に依存する制御パルスにより制御ユニットを介
して制御する。
大きさn、MおよびPの1つもしくはそれ以上に関す
る測定値もしくは計算値、並びに必要に応じ所定の目標
値を記録および/または後処理のため記憶することがで
きる。これらはアナログ信号として或いはデジタル型と
して外部コンピュータまたはx/t−シュライバに入力す
ることができる。さらに、コンピュータを対応の周辺装
置に接続して工程制御作業を制御装置として受継ぐこと
もできる。
測定された或いは計算された大きさn,MおよびP、並
びに制御過程の管理を可能にするには、数値を表示する
のが合理的である。
本発明の方法を実施する装置は、撹拌機ボールミルに
おける撹拌機本体の回転数nおよび回転モーメントMを
測定するための測定装置と制御装置とを備えて回転数
n、回転モーメントMもしくは機械的撹拌効率Pが上記
式にしたがい所定の目標値を満たすように回転数nを制
御する。
この種の装置の好適具体例においては、制御装置に大
きさn、MおよびPの目標値を入力することができる。
制御装置は、測定データを転送するための測定装置およ
び回転数nを制御するための撹拌機本体の駆動機と接続
される。
制御装置は、大きさnおよびMの測定値に依存して機
械的撹拌効率Pを決定するための電子モジュールと、回
転数nを制御するための電子制御部とを備えることがで
きる。
他方、制御装置は、大きさnおよびMの測定値に依存
して機械的撹拌効率Pを決定するための外部コンピュー
タと、回転数nを制御するための回転数送信器とを備え
ることができる。
さらに制御装置は記憶装置を備えて、ここに大きさ
n、MおよびPの1つもしくはそれ以上に関する測定値
もしくは計算値および/または所定の目標値を記録およ
び/または後処理のため記憶させることができる。
さらに制御装置は表示装置を備えて、これにより上記
の数値を指針計に示し、或いはデジタル型で示すことも
できる。
以下、図面を参照して本発明の好適実施例につき説明
する。
図面は、撹拌機ボールミルにおける回転数を制御する
ための原理図を示している。
撹拌機ボールミル1は、断面にて部分的に図示したよ
うに、粉砕用ボール3を内蔵した粉砕室2と、粉砕室2
内に配置されて回転自在に支承された撹拌機本体4と、
撹拌機本体を駆動するための電動モータ5とで構成され
る。
撹拌機本体4の撹拌軸6には、回転数nのための測定
装置7と回転モーメントMのための測定装置8とが存在
する。測定装置7はたとえば誘導式に回転数nを測定す
ることができる。測定装置8において、回転モーメント
Mはたとえば電動モータの充電率によって測定すること
ができる。
大きさnおよびMの測定データは、図面に矢印で示し
たように、測定装置7および8から制御装置9まで転送
される。
制御装置9には大きさnおよびMの測定値が記憶され
る。制御装置9のコンピュータユニット(図示せず)に
おいては、大きさnおよびMに関する測定値から式: P=2π・n・M(π=3.141……) に基づき機械的撹拌効率Pの数値が決定される。
図面に矢印で示したように、制御装置9には大きさ
n、MもしくはPの目標値を入力することができる。入
力された目標値は同様に制御装置9に記憶される。測定
値は入力された目標値と比較される。
比較結果に依存する制御パルスにより、回転数nを制
御ユニット(図示せず)によって制御する。回転数制御
は図面に矢印で示されている。
さらに、制御装置は大きさn、MおよびPの数値を表
示するための指針計(図示せず)をも備える。この指針
計は、上記式における大きさP、nおよびMのように並
列配置するのが合理的である。
参照符号の説明 1……撹拌機ボールミル 2……粉砕室 3……粉砕用ボール 4……撹拌機本体 5……電動モータ 6……撹拌軸 7……回転数nの測定装置 8……回転モーメントMの測定装置 9……制御装置

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉砕用ボールを内蔵した粉砕室、及び可変
    速度モータにより撹拌軸を介して回転される撹拌機本体
    を有するタイプの撹拌機ボールミルの動作を制御する方
    法であって、 (a)目標の機械的撹拌効率(P′)を次式 P′=2π・n′・M′ により定めるステップ、 〔式中、P′は、ニュートン・メートル/秒(ワット)
    を単位とするパワーであり、 πは、約3.141であり、 n′は、rps(回転/秒)を単位とする撹拌軸の目標回
    転数であり、そして M′は、ニュートン・メートルを単位とする撹拌機本体
    の目標回転モーメントである〕 (b)撹拌軸の実際の回転数(n)、及び撹拌機本体の
    実際の回転モーメント(M)を測定するステップ、 (c)実際の機械的撹拌効率(P)を実際の回転数
    (n)及び実際の回転モーメント(M)を用いて次式 P=2π・n・M により計算するステップ、 (d)目標の機械的撹拌効率(P′)と実際の機械的撹
    拌効率(P)を比較するステップ、及び (e)ステップ(d)の比較の結果を基に、可変速度モ
    ータの回転速度を選択的に変えて、実際の機械的撹拌効
    率(P)が目標の機械的撹拌効率(P′)と等しくなる
    ように実質的に維持するステップ を含む、上記撹拌機ボールミルの動作を制御する方法。
  2. 【請求項2】粉砕用ボールを内蔵した粉砕室、及び粉砕
    室内に位置する撹拌機本体を有するタイプの撹拌機ボー
    ルミル、 可変速度モータにより撹拌機本体を回転するための撹拌
    軸、さらに (a)目標の機械的撹拌効率(P′)を次式 P′=2π・n′・M′ により定めるための手段、 〔式中、P′は、ニュートン・メートル/秒(ワット)
    を単位とするパワーであり、 πは、約3.141であり、 n′は、rps(回転/秒)を単位とする撹拌軸の目標回
    転数であり、そして M′は、ニュートン・メートルを単位とする撹拌機本体
    の目標回転モーメントである〕 (b)撹拌軸の実際の回転数(n)、及び撹拌機本体の
    実際の回転モーメント(M)を測定するための手段、 (c)実際の機械的撹拌効率(P)を実際の回転数
    (n)及び実際の回転モーメント(M)を用いて次式 P=2π・n・M により計算するための手段、 (d)目標の機械的撹拌効率(P′)と実際の機械的撹
    拌効率(P)を比較するための手段、及び (e)比較手段(d)の結果を基に、可変速度モータの
    速度を選択的に変えて、実際の機械的撹拌効率(P)が
    目標の機械的撹拌効率(P′)に等しくなるように実質
    的に維持するための手段 を含む、撹拌機ボールミルの動作を制御する装置。
  3. 【請求項3】前記撹拌軸の測定された実際の回転数
    (n)、及び前記撹拌機本体の測定された実際の回転モ
    ーメント(M)を記憶するための手段を含む、請求の範
    囲第2項に記載の装置。
  4. 【請求項4】前記撹拌軸の目標の回転数(n′)、及び
    前記撹拌機本体の目標の回転モーメント(M′)を記憶
    するための手段を含む、請求の範囲第2項に記載の装
    置。
  5. 【請求項5】前記撹拌軸の測定された実際の回転数
    (n)、及び前記撹拌機本体の測定された実際の回転モ
    ーメント(M)を記憶するための手段と、前記撹拌軸の
    目標の回転数(n′)、及び前記撹拌機本体の目標の回
    転モーメント(M′)を記憶するための手段を含む、請
    求の範囲第2項に記載の装置。
  6. 【請求項6】前記目標の回転数(n′)、回転モーメン
    ト(M′)、及び機械的撹拌効率(P′)のうちの少な
    くとも一つを表示するための手段を含む、請求の範囲第
    2項に記載の装置。
  7. 【請求項7】前記測定された回転数(n)、回転モーメ
    ント(M)、及び機械的撹拌効率(P)のうちの少なく
    とも一つを表示するための手段を含む、請求の範囲第2
    項に記載の装置。
  8. 【請求項8】前記目標及び測定された回転数(n′,
    n)、回転モーメント(M′,M)、及び機械的撹拌効率
    (P′,P)のうちの少なくとも一つを表示するための手
    段を含む、請求の範囲第2項に記載の装置。
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