JP2673833B2 - 竪型粉砕機 - Google Patents

竪型粉砕機

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JP2673833B2 JP1287789A JP28778989A JP2673833B2 JP 2673833 B2 JP2673833 B2 JP 2673833B2 JP 1287789 A JP1287789 A JP 1287789A JP 28778989 A JP28778989 A JP 28778989A JP 2673833 B2 JP2673833 B2 JP 2673833B2
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国男 武谷
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は回転テーブルと粉砕ローラとの協働および凹
状空間における粉砕媒体(鋼球またはセラミックスボー
ル)と粉砕原料との相互作用によりセメント原料や石
炭,化学品などを粉砕または超微粉砕する竪型粉砕機に
関するものである。
[従来の技術] セメント原料や石炭,化学品などの粒体を細かく粉砕
し粉体とする粉砕機の一種として回転テーブルと粉砕ロ
ーラとを備えた竪型粉砕機が広く用いられている。この
種の粉砕機は、円筒状ケーシングの下部において減速機
付きでモータで駆動されて低速回転する円盤状の回転テ
ーブルと、その上面外周部を円周方向へ等分する箇所に
油圧等で圧接されて従動回転する複数個の粉砕ローラと
を備えている。
例えば、従来の竪型粉砕機を示す第4図において、全
体を符号1で示す粉砕機は外観上一つの搭体として形成
され、その基部には電動機(モータ)2によって回転さ
れる回転テーブル3が配置されている。そして、この回
転テーブル3に摺接して回転するように複数個の円錐状
の粉砕ローラ4が配置されており、この粉砕ローラ4は
支持アーム5に回転自在に軸承されている。支持アーム
5はその中央で粉砕機側に回転自在に軸承された支持軸
6に固定されており、さらにこの支持アーム5は回転テ
ーブル3を囲んでいるケーシング8の側方を通って下方
に延び、粉砕機の下部空間に臨んでいる。そして、この
支持アーム5の下端は粉砕機1のベースにその下端を回
動自在に軸承された圧力シリンダ9のロッドの先端に回
転自在に軸承されている。符号10はカップリングを示
す。
そして原料供給装置(図示せず)から回転テーブル3
の中心部へ供給管11で供給された原料としての粒体は、
テーブルの回転により従動するローラ4と回転テーブル
3との間へ噛み込まれ粉砕される。一方、ケーシング8
内にはダクト(図示せず)によって熱風が導かれてお
り、この熱風が回転テーブル3の外周面とケーシング8
の内周面との間の環状空間部12から吹き上げることによ
り、ダムリング3bをオーバフローした微粉体は乾燥され
ながら粉砕機1内を上昇し、熱風との混合体として排出
口13から排出され次の工程へ送られる。
なお、粒度の粗い粒子も、一部は粉砕機1内を上昇す
るが、上方のセパレータ14に分級され、回転テーブル3
上へ戻される。
なお回転テーブル3は鉛直下方に延在する回転軸(図
示せず)を有しており、符号2Aで示す減速機のケーシン
グ内には、モータ2の回転力を減速してこの回転テーブ
ル3の回転軸に伝達する減速機の他、回転テーブル3
を、その回転軸を介して支えるためのスラスト軸受機構
とラジアル軸受機構とが設けられている(いずれも図示
せず)。
[発明が解決しようとする課題] 竪型粉砕機においては、粉砕ローラと回転テーブルと
の間に原料を噛み込んで粉砕を行なうものであり、予備
粉砕された粒状の原料を最小のものはミクロンオーダま
で粉砕することができる。しかし、近年各種の化学品,
セラミックス等無機材料の超微粉砕品の要求が強まり、
サブミクロン粒子を乾式の物理的粉砕によって連続的安
定的に得ることは非常に困難であった。本発明は10数mm
または数10mmの粒状の粉砕原料をサブミクロン以下の粒
子にまで粉砕しようとするもので,予備粉砕を行なった
後、粉砕ローラと回転テーブルによる第1段の粉砕と回
転テーブルと固定環とで形成される凹状空間におけるボ
ール等粉砕媒体に第2段の粉砕とを組み合わせて超微粉
砕品を得ようとするものである。
[課題を解決するための手段] 以上の課題を解決するために、本発明の竪型粉砕機
は、 駆動装置によって鉛直軸心回りに回転駆動される回転
テーブルと、該回転テーブル上に摺接配置される粉砕ロ
ーラを備えた竪型粉砕機であって、 該回転テーブルは粉砕ローラ摺接個所の外側にダムリ
ングを設け、該ダムリングの外側は下方に向かって拡径
する皿面を有し、かつ、該皿面の縦断面が凹状に湾曲し
ている形状とするとともに、軸心中央上部に傘状のマン
トルを鉛直軸に対して傾斜して固設し、該マントルの外
周に該回転テーブル軸心と同軸に下方に向かって拡径す
るコーン状のコーンケーブを固設し、少なくとも上部が
上方に向かって縮径する内壁面を有し、該内壁面の縦断
面図が凹状に湾曲している形状であり、前記回転テーブ
ルと同軸的に周接されて静止する固定環を具備し、前記
回転テーブルの皿面と固定環の内壁面とが、皿面と固定
環との間の微小隙間を除いて、連続的な円滑面に形成さ
れ、該皿面と該固定環とで形成する凹状空間に粉砕媒体
を収納した構成とした。
[作用] 本発明の竪型粉砕機は、まず、偏心したマントルと静
止のコーンケーブの間で原料は予備破砕され、その後、
粉砕ローラと回転テーブルとの間で圧縮粉砕および剪断
粉砕が中心のローラ粉砕が行なわれた後、ダムリングを
溢流して凹状空間に入り、ボールの転動による上下運動
と円周運動を組み合わせたスパイラル状の3次元運動に
より摩砕作用による粉砕が行なわれた後、微粉末は回転
テーブルと固定環との隙間から流入する空気流に乗って
竪型機上部に設置されている分級機へ向かう。分級機で
は分級点以下の微粉末は空気流とともに竪型粉砕機より
排出され、分級点以上の粗粉は分級機の羽根にたたき落
とされて回転テーブル上の粉砕部分へ落下し、再度粉砕
作用を受ける。
[実施例] 以下図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。
第1図〜第3図は本発明の実施例を示し、第1図は全
体縦断面図、第2図は要部拡大断面図、第3図は他の実
施例を示す要部拡大縦断面図である。
図において、1は粉砕機、2は電動機、2Aは減速機、
3は回転テーブル、3aはテーブルライナ、3bはダムリン
グ、3cは回転テーブルの回転軸、4は粉砕ローラ、4aは
ローラ本体、4bは回転軸、5は支持アーム、6は支持
軸、8はケーシリング、9は油圧シリンダ、10は架台、
11は原料の供給管、14はセパレータ(分級機)、20は固
定環、21は回転テーブル3と固定環20とで形成される凹
状空間、21aは金網、22は隙間、23は下部ケーシング、2
4は軸受、25は軸受ハウジング、26エアシール、27はカ
ップリング、30はクラッシャ、30aはマントル、30bはコ
ーンケーブ、30cはディストリビュータ(分配板)、30d
はサポートである。
回転テーブル3は鉛直軸回りに回転し、回転テーブル
3の上面には複数個の粉砕ローラ4が原料を介在して従
動されるが、その際の粉砕圧力は油圧シリンダ9による
押圧力により制御されるようになっている。原料は粉砕
機上部中央から供給管11を介してクラッシャ30内に入
り、まず、円板状のディストリビュータ(分配板)30c
より、マントル30aとコーンケーブル30bとで形成される
破砕空間へ均等に落下する。破砕空間ではマントル30a
が偏心傾斜した状態で回転テーブル3に固設されてお
り、回転に伴なう偏心及び上下運動によって原料の粒子
は破砕されたあと、回転テーブル上へ落下する。破砕後
の粒径は5〜10mm程度で、マントルとコーンケーブの最
狭の隙間によって規制される。破砕後の粒子は遠心力で
回転テーブルと粉砕ローラへ噛み込まれる。回転テーブ
ルと粉砕ローの第1段の粉砕が行なわれた後、ダムリン
グ3bをオーバフローして凹状空間21へ入る。凹状空間21
は固定環20に固設した金網21aで囲繞される断面略円形
状の環状リングを形成しており、この中へ金網の網目よ
り大きな鋼球またはセラミックボール等の粉体媒体が収
納されており、原料の粉末はこの中へ入って第2段の粉
末が行なわれる。
すなわち、回転テーブル3の回転に伴なって粉砕原料
および粉砕媒体は固定環20の内壁面21Bと皿面21Aとを循
環する円運動(矢印S)と、回転テーブル3の軸心回り
の公転運動との合成による縄を綯うような螺施運動 を行ない、その間で粉砕原料の摩砕または剥ぎ取りを行
なう。
すなわち、回転テーブル3を回転させると、粉砕媒体
は遠心力により外周方向に移動され、この速度エネルギ
によって固定環20の内壁面21Bを這い上り、その這い上
る力が重力より小さくなったら該内壁面21Bから離れて
回転テーブル3の皿面21A上に落下する。皿面21A上に移
動した粉砕媒体はこの皿面21Aに沿って再び固定環20へ
向けて移動される。
また、回転テーブル3を回転させると、粉砕媒体は回
転テーブル3の回転速度よりも遅い速度で円周方向に公
転する。したがって、粉砕媒体は、前述のように皿面21
Aと内壁面21Bを循環する上下方向の円運動Sの他に、回
転テーブル3の軸心回りを回転する公転運動をも行な
い、これらの二つの運動を合成した縄を綯うような螺施
進行運動 を行なう。
このように、粉砕媒体は回転テーブル3の円周方向へ
の運動を維持しつつ内壁面21Bを這い上る運動を行なう
のであるが、この内壁面21Bが固定されているとき、粉
砕媒体の円周方向速度(公転速度)および粉砕媒体の這
い上り速度との合成速度がそのまま内壁面21Bと粉砕媒
体の速度差になる。したがって、粉砕媒体と内壁面21B
との速度差は極めて大きなものとなり、内壁面21B上を
移動する際の粉砕媒体の作用による摩砕作用は著しく強
いものとなる。
さらに、内壁面21Bから離脱して皿面21A上に着床した
粉砕媒体は、この皿面21Aに沿って滑らかに転がり落ち
るので、皿面21Aを転動降下する際の運動により、内壁
面21Bを駆け上る際に得た位置エネルギを半径方向への
運動エネルギに変換することができるから、粉砕媒体に
一旦付与されたエネルギをいたずらに消費することな
く、剥離作用に有効に利用することができる。さらに、
皿面21Aに沿って降下する際は、粉砕媒体はこの皿面21A
と摺動するから、この降下運動中においても摩砕または
剥離が行なわれる。
このようにして粉砕が進行するにともなって、回転テ
ーブル3と固定環20との間の隙間から流入する空気流に
随伴して、微粉はセパレータ14へ向かう。、セパレータ
14では分級点以下の微粒子は粉砕機の排出口13を経由し
て排出され、分級点以上の粗粒子は再び第1段もしくは
第2段の粉砕を再度行なう。
なお、本発明の竪型粉砕機は、従来の竪型粉砕機のよ
うにダムリングをオーバフローした粗粒がダムリングの
外側の高速の吹き上げ気流により回転テーブル上へリタ
ーンするようにはなっていないので、供給された粒状の
ニューフィードがすべて第1段の粉砕(ローラ粉砕)を
実施できるようダムリング3aの高さを十分に高くしてお
くか、あるいは第3図に示す他の実施例に示すように、
第1段の粉砕を十分に行なわれ、すぐダムリングをオー
バフローしないように回転テーブルを摺り鉢型とするこ
ともできる。
また、製品粒度の調整については、隙間21へ送給する
空気流量の制御やセパレータ回転数の制御で所望の粒径
分布の製品を得ることができる。
さらに、クラッシャ30は供給管11よりサポート30cを
張設して固定したが、供給管11によらずに、直接ケーシ
ング8より水平部材により固設してもよい。
以上述べたように、本発明の竪型粉砕機は、予備の粉
砕を行なって細粒にサイジング(整粒)したあと、回転
テーブルと粉砕ローラの粉砕のほかに、ダムリングの外
側に回転テーブルと固定環とで形成される凹状空間にお
ける粉砕媒体による (スパイラル粉砕)を実施するので、従来の竪型粉砕機
では得られない超微粉砕が実現できる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の竪型粉砕機は、回転テ
ーブルのダムリングの外側に回転テーブルと固定環とで
形成される凹状空間を設けて粉砕媒体を収納し、予備破
砕を行なって細粒に整粒したあと、回転テーブルと粉砕
ローラによる第1段の粉砕後に、粉砕媒体と原料との3
次元的なスパイラル運動による相互作用による第2段の
粉砕を実現するので、リダクション・レシオ(粉砕比)
の大きな超微粉砕製品、すなわち、サブミクロン粒子が
連続的安定的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の実施例に係り、第1図は全体
縦断面図、第2図は第1図の要部拡大縦断面図、第3図
は他の実施例を示す要部拡大縦断面図である。第4図〜
第5図は従来の竪型粉砕機の実施例を示し、第4図は全
体縦断面図、第5図は第4図の要部拡大縦断面図であ
る。 1……竪型粉砕機、3……回転テーブル、 3b……ダムリング、4……粉砕ローラ、 4a……ローラ本体、8……ケーシング、 9……油圧シリンダ、 10……架台、11……原料の供給管、 14……セパレータ(分級機)、 20……固定環、21……凹状空間、 21a……金網,21A……皿面、 21B……内壁面、22……隙間、 23……下部ケーシング、 24……軸受、25……軸受ハウジング、 26……エアシール、27……カップリング、 30……クラッシャ、30a……マントル、 30b……コーンケーブ、 30c……ディストリビュータ(分配板)、 30d……サポート, S……原料および粉砕媒体の運動方向。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】駆動装置によって鉛直軸心回りに回転駆動
    される回転テーブルと、該回転テーブル上に摺接配置さ
    れる粉砕ローラを備えた竪型粉砕機であって、 該回転テーブルは粉砕ローラ摺接個所の外側にダムリン
    グを設け、該ダムリングの外側は下方に向かって拡径す
    る皿面を有し、かつ、該皿面の縦断面が凹状に湾曲して
    いる形状とするとともに、軸心中央上部に傘状のマント
    ルを鉛直軸に対して傾斜して固設し、該マントルの外周
    に該回転テーブル軸心と同軸に下方に向かって拡径する
    コーン状のコーンケーブを固設し、 少なくとも上部が上方に向かって縮径する内壁面を有
    し、該内壁面の縦断面が凹状に湾曲している形状であ
    り、前記回転テーブルと同軸的に周設されて静止する固
    定環を具備し、 前記回転テーブルの皿面と固定環の内壁面とが、皿面と
    固定環との間の微小隙間を除いて、連続的な円滑面に形
    成され、 該皿面と該固定環とで形成する凹状空間に粉砕媒体を収
    納してなる竪型粉砕機。
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