JP2613626B2

JP2613626B2 - 摩砕粉砕方法及びその装置

Info

Publication number: JP2613626B2
Application number: JP63150979A
Authority: JP
Inventors: 巖池渕; 嘉敬井原; 寿武井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH01317552A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は粒状体を製造する摩砕粉砕方法及びその装
置に関する。

〔従来の技術およびその課題〕

この種の摩砕粉砕装置としてタワーミルと呼ばれるも
のがあり、そのものは、第11図に示すように、堅型処理
筒１内に、リフト作用をなす上下方向のスクリュー軸２
を設けるとともに鋼球等の粉砕媒体ｂを充填し、スクリ
ュー軸２を回した状態で処理筒１内に被処理物ａを投入
して流動させ、この被処理物ａを、その相互間及び前記
粉砕媒体ｂとの摩砕により微細な生産粒子ｃとし、処理
筒１内を通過する空気又は水等の流体にその生産粒子ｃ
をのせて処理筒１外に導出する。

この摩砕粉砕装置において、被処理物ａが投入部７か
ら排出口８に短絡する場合がある。このため、従来で
は、同図に示すように排出口８の後段に沈降分級機等の
粗粒生産粒子ｃの捕捉器９を設け、ここで捕捉した生産
粒子ｃを、ポンプｐ等を介して処理筒１内にフィードバ
ックさせている。

この捕捉器９の介在は、設備の大型化につながるとと
もに、流体の制御が頻繁となる。また、摩砕作用をなさ
ない捕捉器９への循環作用が加わるため、運転動力のア
ップにつながり、結果として摩砕効率も悪い、すなわ
ち、処理筒１内で短絡が生じないとした場合に比べれ
ば、ライニングコストも高く、摩砕効率ははるかに悪
い。

また、従来では、１つの処理筒１内には１本のスクリ
ュー軸２しか設けていないため、粉砕媒体ｂの流れが画
一的になり易く、上記短絡作用が多く生じ、製品中に粗
粒生産粒子ｃが多く混入し、結果として摩砕効果が低下
する。

この発明は、以上の点に留意し、上記短絡を極力少な
くし、かつ、摩砕効率を高めることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、前述のタワーミルにおい
て、前記スクリュー軸を複数本としたのである。

上記各スクリュー軸間に、粉砕媒体の充填層上部を仕
切る板を設けることができ、また、その板を充填層上下
方向全長に設けて仕切壁とし、各仕切壁の上部又は下部
には、上記生産粒子が各仕切壁間を上下ジグザグ状に移
行するように連通孔を形成することもできる。

また、スクリュー軸を２本とし、そのスクリュー軸間
に仕切壁を設けて、この仕切壁により摩砕作用を前後段
に分けるとともに、その仕切壁の上下部にそれぞれ連通
孔を形成し、その連通孔を介して、両スクリュー軸間に
粉砕媒体を循環させて摩砕を行なうこともできる。この
循環手段としては、摩砕作用前段のスクリュー軸の回転
速度を、後段のそれより遅くする、摩砕作用後段のスク
リュー軸を、前段のそれより仕切壁に近づける、摩砕作
用前段のスクリューのピッチを後段のそれより小さくす
る、等が考えられる。

さらに、上記連通孔に、粉砕媒体が通り得ないスクリ
ーンを張設し、仕切壁を境にして、摩砕作用前段側より
後段側の粉砕媒体の寸法（大きさ・直径）を細かくする
こともできる。

また、隣接するスクリュー軸のスクリュー高さ、ピッ
チ又は回転数を異ならせることもできる。

〔作用〕

１つの処理筒内で、複数のスクリュー軸が回転する
と、各スクリューによる流動作用が互いに干渉し合っ
て、粉砕媒体の流れが画一的にならず、すなわち、混練
作用がなされつつ、摩砕作用がなされる。

仕切板又は仕切壁を設ければ、上記短絡は確実に阻止
される。また、仕切壁を介して粉砕媒体を循環させるよ
うにすれば、その循環につれて被処理物も円滑に循環流
動し、従来、流動しなかったデッドスペースもなくな
り、運転がスムースとなる。

仕切壁の連通孔にスクリーンを張設すれば、粉砕媒体
の両スクリュー軸間の移動が阻止される。このため、各
スクリュー軸の摩砕エリア粉砕媒体の寸法を異ならせる
ことができ、前段に寸法の大きな粉砕媒体を充填すれ
ば、その前段に、従来より大きな被処理物を投入でき
る。

スクリュー軸のスクリューのピッチ、高さ、或いは回
転数を異ならせると、処理筒内の粉砕媒体の流動がより
スムースとなるとともに前記デッドスペースもなくな
り、運転がスムースとなる。

〔実施例１〕第１図に示すように、摩砕粉砕装置10は、円筒状の処
理筒11内に粉砕媒体ｂが所要高さまで充填され、処理筒
11内には２本のスクリュー軸12、12が回転可能に設けら
れており、この軸12が回転している状態において、供給
ビン60から被処理物ａが処理筒11内に投入されると、図
示矢印のごとく、被処理物ａ及び粉砕媒体ｂが上下に移
動撹拌（流動）して、被処理物ａが、その相互間及び粉
砕媒体ｂとの摩砕により細かくなって生産粒子ｃに粉砕
される。

上記両スクリュー軸12、12は、別々のモータで駆動し
てもよいが、両軸12、12をギヤ、ベルト等で連続して１
つのモータで両者を駆動するようにしてもよい。

処理筒11の底部には開閉弁V₁を介して補助ビン80が接
続されており、弁V₁を開くと、処理筒11内の水及び被処
理物ａ（生産粒子ｃ）が自然落下によりこの補助ビン80
に流入貯留される。自然落下に代えて、ポンプにより強
制的に引抜くこともできる。

処理筒11上部流出口11aから導出された流出管17に
は、開閉弁V₂、V₃を介して中間ビン21及び製品ビン31が
それぞれ接続されており、処理筒11流出口11aからのオ
ーバーフロー水（生産粒子ｃを含むスラリー状）が、弁
V₂が開、V₃が閉で中間ビン21に、V₂が閉、V₃が開で製品
ビン31にそれぞれ流入する。

中間ビン21からは、ポンプP₁、開閉弁V₄を介設した戻
し管16が処理筒11の流入部13aまで設けられており、開
閉弁V₄を開けて、ポンプP₁を駆動すると、中間ビン21内
の生産粒子ｃ含有のスラリー状の水（以下、単に水と称
す）が処理筒11内にリターンされる。また、中間ビン21
には、ポンプP₃、開閉弁V₅を介設した補助ビン80からの
送液管81が接続されており、ポンプP₃によって補助ビン
80内の水が中間ビン21に送り込まれる。なお、図中、Ｔ
は撹拌機である。

この実施例は以上のように構成されており、つぎにそ
の作用について、第２図に示すタイムチャートとともに
説明する。なお、第２図中、太実線が、作用（駆動）中
又は開放中を示す。

まず、開閉弁V₂を開放し、摩砕粉砕装置10を駆動し
て、水とともに被処理物ａを処理筒11内に流入する。処
理筒11内では、被処理物ａが、上下の流動により粉砕さ
れるとともに、水の流れによって分級され、その分級さ
れた生産粒子ｃは処理筒11流出口11aから流出管17を介
して中間ビン21に流入貯留される。

この処理筒11内の摩砕作用時、２本のスクリュー軸1
2、12で流動作用が行われるため、その流動が複合的と
なってスムースとなり、画一的な粉砕媒体ｂの流動とな
らず、摩砕が円滑になされる。すなわち、スクリュー軸
12が一本のものに比べて、２本にしたことによる相乗効
果によって、被処理物ａ及び粉砕媒体ｂの流動が円滑と
なって運転がスムースとなり、結果として、摩砕効率が
向上する。

中間ビン21が満杯になると、被処理物ａの投入を停止
するとともに、開閉弁V₄が開放され、ポンプP₁により、
中間ビン21の水が処理筒11内に送られ、以後、処理筒1
1、中間ビン21、処理筒11の流体循環がなされて摩砕が
行なわれる。

処理筒11から出る生産粒子ｃの粒度が所要値になる
と、開閉弁V₂を閉じ、弁V₃を開放し、所要粒径の生産粒
子ｃを含む流体を製品ビン31に流入貯留する。中間ビン
21の貯留水がなくなれば、ポンプP₁を止め、開閉弁V₄を
閉じる。

つぎに、開閉弁V₁を開放して、処理筒11内の水を補助
ビン80に流入貯留する。処理筒11内の水も、ポンプ等の
引抜きにより製品ビン31に送り込んでもよいが、補助ビ
ン80内の水は、処理筒11及び各配管内で循環されないで
留まり、充分に粉砕されなかった粗粒が混入しており、
製品としては、好ましくない。このため、次の粉砕サイ
クル時、粉砕作用の途中において、補助ビン80から中間
ビン21にその貯留水を送り込む。

以後、上記作用を繰り返して、摩砕粉砕装置10の連続
駆動による摩砕作用を行なう。

なお、この実施例は、中間ビン21を設けて、生産粒子
ｃを処理筒11に循環させているが、処理筒11内の摩砕作
用が円滑に行なわれて生産粒子ｃが所望の粒径となる場
合には（粗粒生産粒子ｃが製品ビン31に流入しない場合
には）、中間ビン21を介さず、製品ビン31に直接に流入
させてもよい。とくに、低濃度摩砕の場合にはそれで十
分である。

〔実施例２〕第３図に示す実施例は、スクリュー軸12、12間に板等
により仕切壁13を設け、この仕切壁13下部に連通孔14を
形成したものである。

このように構成すると、仕切壁13の存在により、被処
理物ａの短絡はなく、被処理物ａは、前段のスクリュー
軸12（同図において左側）で摩砕されたのち、連通孔14
から後段のスクリュー軸12に至ることとなり、摩砕作用
が全ての被処理物ａに均等に行われ、粗粒のない均一な
生産粒子ｃを得ることができる。

なお、第４図に示すように、仕切壁13は、粉砕媒体ｂ
の充填層上部のみに設けてもよい。また、第５図に示す
ように、スクリュー軸２を３本以上設けた場合には、連
通孔14を、摩砕作用後段に向って上下交互になるように
形成し、生産粒子ｃが各仕切壁13間を上下ジグザグ状に
移行するようにする。

〔実施例３〕第６図に示す実施例は、前記実施例２において、仕切
壁13上部にも連通孔15を形成し、後段のスクリュー軸12
を前段のものより回転数を早くしたものである。

このように構成すると、回転数の差により、後段側の
粉砕媒体ｂのレベルが前段側のそれより高くなって両連
通孔14、15を介して両スクリュー軸12、12間を粉砕媒体
ｂが循環し、摩砕作用の効率化が図られる。とくに、流
動性の低い被処理物ａの摩砕に効果的である。

なお、処理筒11の流出口11aは、上部連通孔15より下
位として、粉砕媒体ｂ流出防止用のスクリーン15aを付
設する。スクリーン15aは多孔板、バースクリーン等を
採用できる。

両スクリュー軸12、12間の粉砕媒体ｂのレベル差を形
成する手段としては、後段のスクリュー軸12を前段のも
のより仕切壁13に近づけることによっても行なうことが
できる。このとき、近づけ度合を可変できるようにする
ことができ、さらに、その度合を運転中に連続的に変え
るようにしてもよい。回転数も同様に可変することもで
きる。

また、摩砕作用前段のスクリュー軸12のスクリューピ
ッチを後段のそれより小さくすることによっても、粉砕
媒体ｂのレベル差を形成し得る。

〔実施例４〕第７図に示す実施例は、前記実施例２において、連通
孔14に、前記スクリーン1aと同様なスクリーン14aを張
設し、前段の粉砕媒体ｂの寸法を後段のそれよりも大き
くしたものである。

このように構成すると、従来より大きい被処理物ａを
投入することができ、段階的に摩砕作用が行われること
となる。

〔実施例５〕第８図に示す実施例は、前記実施例２において、スク
リュー軸12、12のスクリュー高さを異ならせたものであ
る。

このように構成すると、粉砕媒体ｂの流動が処理筒11
内全体でスムースとなり運転がスムースとなって、結果
として、摩砕効率が向上する。

なお、スクリュー高さは、図示の逆でもよく、また、
実施例１においても、スクリューの高さを異ならせるこ
とができる。

〔実施例６〕第９図に示す実施例は、仕切壁13の上部のみに連通孔
14を形成したものであり、この連通孔14から被処理物ａ
（生産粒子ｃ）が後段に移行する。

〔実施例７〕第10図に示す実施例は、前記実施例５において、スク
リュー軸12、12の高さ（処理筒11の前後段底部のレベ
ル）も異ならせるとともに、仕切壁13上部にも連通孔15
を形成して、粉砕媒体ｂを循環可能としたものである。

このように構成すれば、前段から後段に粉砕媒体、ｂ
がスムースに流動する。

処理筒の前後段底部のレベル差は循環しないもの（第
３図等）においても採用できる。

前記各実施例は、流体が液体（水）の場合であった
が、この発明は、支障のないかぎり、空気等の気体のも
の、すなわち乾式のものでも採用できることは勿論であ
る。また、スクリュー軸12は２本に限るものではなく、
それ以上としてもよく、さらにそのスクリューのピッチ
も、各スクリュー軸12毎に又は同一スクリュー軸12にお
いて異ならせることができる。

〔発明の効果〕

この発明は、以上の説明から理解できるように、粉砕
媒体の流れを画一的にならないようにしたり、被処理物
の短絡が少なくなるため、製品中の粗粒生産粒子も極力
少なくなり、結果として摩砕効率を向上し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る摩砕粉砕装置の一実施例の概略
配管図、第２図は同実施例の作用タイムチャート、第３
図乃至第10図は他の実施例の概略図、第11図は従来例の
概略配管図である。 10……摩砕粉砕装置、11……処理筒、 12……スクリュー軸、13……仕切壁、 14、15……連通孔、14a……スクリーン、ａ……被処理物（原料）、ｂ……粉砕媒体、ｃ……生産粒子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特公昭42−10302（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭57−41981（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】堅型処理筒11内に、リフト作用をなす上下
方向のスクリュー軸12を設けるとともに粉砕媒体ｂを充
填し、前記スクリュー軸12を回した状態で処理筒11内に
被処理物ａを投入して流動させ、この被処理物ａを、そ
の相互間及び前記粉砕媒体ｂとの摩砕により微細な生産
粒子ｃとし、処理筒11内を流れる流体にのってその生産
粒子ｃを処理筒11外に導出する摩砕粉砕装置10におい
て、上記スクリュー軸12に複数本としたことを特徴とす
る摩砕粉砕装置。
【請求項２】上記各カクリュー軸11間に、粉砕媒体ｂの
充填層上部を仕切る板13を設けたことを特徴とする請求
項（１）記載の摩砕粉砕装置。
【請求項３】上記スクリュー軸12を３本以上として、そ
の各スクリュー軸12間に仕切壁13を設け、各仕切壁13の
上部又は下部には、上記生産粒子ｃが各仕切壁13間を上
下ジグザグ状に移行するように連通孔14、15を形成した
ことを特徴とする請求項（１）記載の摩砕粉砕装置。
【請求項４】堅型処理筒11内に、リフト作用をなす上下
方向のスクリュー軸12を設けるとともに粉砕媒体ｂを充
填し、前記スクリュー軸12を回した状態で処理筒11内に
被処理物ａを投入して流動させ、この被処理物ａを、そ
の相互間及び前記粉砕媒体ｂとの摩砕により微細な生産
粒子ｃとし、処理筒11内を流れる流体にのってその生産
粒子ｃを処理筒11外に導出する摩砕粉砕方法において、上記スクリュー軸12本を２本とし、そのスクリュー軸12
間に仕切壁13を設けて、この仕切壁13により摩砕作用を
前後段に分けるとともに、その仕切壁13の上下部にそれ
ぞれ連通孔14、15を形成し、その連通孔14、15を介し
て、両スクリュー軸12、12間に粉砕媒体ｂを循環させて
摩砕を行なうことを特徴とする摩砕粉砕方法。
【請求項５】摩砕作用前段のスクリュー軸12の回転速度
を、後段のそれより遅くして、粉砕媒体ｂを循環させる
ようにしたことを特徴とする請求項（４）記載の摩砕粉
砕方法。
【請求項６】摩砕作用前段のスクリュー軸12のスクリュ
ーピッチを、後段のそれより小さくして、粉砕媒体ｂを
循環させるようにしたことを特徴とする請求項（４）記
載の摩砕粉砕方法。
【請求項７】摩砕作用後段のスクリュー軸12を、前段の
それより仕切壁13に近づけて、粉砕媒体ｂを循環させる
ようにしたことを特徴とする請求項（４）記載の摩砕粉
砕方法。
【請求項８】上記連通孔14、15に、粉砕媒体ｂが通り得
ないスクリーン14aを張設し、仕切壁13を境にして、摩
砕作用前段側より後段側の粉砕媒体の寸法を細かくした
ことを特徴とする請求項（３）記載の摩砕粉砕装置。
【請求項９】隣接するスクリュー軸12のスクリュー高
さ、ピッチ又は回転数を異ならせたことを特徴とする請
求項（１）、（２）、（３）又は（８）記載の摩砕粉砕
装置。