JP3189608U - Stirring ball mill - Google Patents
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Abstract
【課題】粉砕又は解砕能力が改良された攪拌ボールミル提案する。【解決手段】回転可能な軸方向攪拌軸24を備える攪拌ボールミル10であって、攪拌軸は、攪拌軸に沿って間隔を空けて、攪拌軸に対して基本的に直角に取り付けられた粉砕コンポーネント22を有する攪拌ボールミルにおいて、少なくとも1つの粉砕コンポーネントは、少なくとも1つの、ピン状ではない幾何学的な突起部を有し、該幾何学的な突起部は、各粉砕コンポーネントと共に1つのユニットを構成することを特徴とする。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a stirring ball mill having an improved crushing or crushing ability. SOLUTION: The stirring ball mill 10 is provided with a rotatable axial stirring shaft 24, and the stirring shafts are spaced apart along the stirring shaft and are basically mounted at right angles to the stirring shaft. In a stirring ball mill having 22, at least one grinding component has at least one non-pin-like geometric protrusion, the geometric protrusion forming one unit with each grinding component. It is characterized by doing. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本考案は、粉砕助剤を使用してキャリア媒体中の生産物を粉砕又は解砕する攪拌ボールミル又は微細ミルに関するものであり、特に、粉砕又は解砕能力がより高い改良型の粉砕コンポーネントを装備した改良型攪拌ボールミルに関する。 The present invention relates to an agitating ball mill or a fine mill that uses a grinding aid to grind or pulverize the product in a carrier medium, and in particular, is equipped with an improved grinding component having a higher grinding or pulverizing ability. The present invention relates to an improved stirring ball mill.
一般的に攪拌ボールミルは、液状のキャリア媒体中の、顔料等の固形部を粉砕及び/又は分散させるために使用される。攪拌ボールミルのチャンバ内では、粉砕及び混合により分散が行われる。攪拌ボールミルは攪拌軸を備え、この攪拌軸によりディスク又は垂直に屹立するピンが回転し、液体内に分散する固形物を分離又は解砕する。軸は一般的に機械装置であり、モータ等で駆動される。二酸化ケイ素等、又はその類似物である粉砕助剤は攪拌ボールミルの粉砕チャンバ内に投入され、ディスク又は半径方向のピンと協調し、固形材料を液体中に分散させる。固形物が粉砕され、固形物と液体の混合の終了後、混合物は粉砕助剤から分離され、排出される。 Generally, a stirring ball mill is used to pulverize and / or disperse solid parts such as pigments in a liquid carrier medium. In the chamber of the stirring ball mill, the dispersion is performed by pulverization and mixing. The stirring ball mill is provided with a stirring shaft, and a disk or a vertically erecting pin is rotated by the stirring shaft to separate or pulverize solids dispersed in the liquid. The shaft is generally a mechanical device and is driven by a motor or the like. A grinding aid, such as silicon dioxide, or the like, is introduced into the grinding chamber of the stirred ball mill and cooperates with the disk or radial pins to disperse the solid material in the liquid. The solid is pulverized and after the mixing of the solid and liquid is complete, the mixture is separated from the grinding aid and discharged.
こうした分離手段が米国特許第5333804A号明細書に記載されているのは、本出願人も認めており、本明細書に全ての内容が組み入れられている。この明細書は既知のディスクミルを記載し、このディスクミルと比較して本考案はより優れた性能を実現するものである。米国特許第4620673A号明細書は、既知の一例としてロータ上に取り付けられた軸方向のピンを使用する攪拌器を記載する。このピンは、粉砕チャンバ内側へ延在する固定ピンの間を移動する。この明細書も同様に、引例として全内容が本明細書に組み入れられている。異なる2つのミルタイプ(ディスクミル及び軸方向に延在するピンを備えたミル)は、実例では類似の性能をもたらす。 Applicants have recognized that such separation means are described in US Pat. No. 5,333,804A, the entire contents of which are incorporated herein. This specification describes a known disk mill, and the present invention achieves better performance compared to this disk mill. U.S. Pat. No. 4,620,673 A describes an agitator that uses an axial pin mounted on a rotor as a known example. This pin moves between fixed pins that extend inside the grinding chamber. This specification is likewise incorporated herein by reference in its entirety. Two different mill types (disc mill and mill with axially extending pins) provide similar performance in the examples.
更にドイツ公開特許第2154059A号は、1本の回転可能な軸方向シャフト及び多数のディスクを備え、このディスクが垂直方向にピンで接続された攪拌器を開示する。軸方向のピンは、隣接する2枚のディスクを接続する。 Furthermore, German Published Patent No. 2154059A discloses a stirrer comprising a rotatable axial shaft and a number of disks, the disks being connected by pins in the vertical direction. An axial pin connects two adjacent disks.
米国特許第4066215A号明細書は、1つの回転可能な軸方向シャフトが、シャフトと直角に接続する多数の粉砕ディスクを備えたグラインダを記載する。各ディスクは、縦方向にカーブして同様の角度を有し、等しい間隔を空けて、回転軸を囲む円形をなすよう配置されたスリットを有する。 U.S. Pat. No. 4,066,215A describes a grinder with a number of grinding discs in which one rotatable axial shaft connects perpendicularly to the shaft. Each disk has a slit that is curved in the longitudinal direction, has a similar angle, and is spaced equally to form a circle surrounding the axis of rotation.
英国登録特許第1084731A号は、半径方向に延在するキャリア上に配置されたアクティブピンを開示する。隣接するキャリアは、細いアーム又はディスクの扇形部である。隣接する扇形部は重なり合わず、フリースペースを作ることとし、隣接する扇形部のピンは、このフリースペースにおいて軸方向に延在する。扇形部上に配置されたこの垂直なピンの表面が、軸方向に間隔を空けて配置された扇形部の上で同一直線上に整列する。つまりピンは、続いて隣接する扇形部の上部方向へ、同軸上で延在する。図13及び14に示されるように、3枚の扇形部が、軸方向に相対するディスク部分の間に配置されている。つまり、少なくとも2枚の扇形部が、ピン末端部と次の扇形部の同一直線上の表面との間に配置されるのである。 United Kingdom Registered Patent No. 1084731A discloses an active pin disposed on a radially extending carrier. Adjacent carriers are thin arms or disk sectors. Adjacent fan portions do not overlap and create a free space, and the pins of the adjacent fan portions extend axially in this free space. The surface of this vertical pin located on the sector aligns on the same straight line on the axially spaced sector. That is, the pin subsequently extends coaxially in the upper direction of the adjacent sector. As shown in FIGS. 13 and 14, the three fan-shaped portions are disposed between the disk portions opposed in the axial direction. That is, at least two fan-shaped portions are disposed between the pin end portion and the collinear surface of the next fan-shaped portion.
既知のディスクミルにおいて、一般的に混合ディスクが駆動軸に取り付けられる。ディスクにはカーブしたスリットを施すことが可能であり、それにより、液状スラリーのポンプ作用及び粉砕媒体の効果を高める。又、半径方向に間隔を空けてハンプを設けた大型ディスクの使用も知られており、このハンプはディスクの内側円周から外側円周へ拡がり、ミル内部でポンプ力と粉砕媒体の作用力を高める。従来技術によるミルは、軸方向及び半径方向に間隔を空けて配置したアーム又はブレードを用いる。これらは、攪拌軸から半径方向に延在し、アームの片側又は両側から、ピン状のアクティブエレメントが延在する。 In known disc mills, a mixing disc is generally attached to the drive shaft. The disc can be provided with a curved slit, thereby enhancing the pumping action of the liquid slurry and the effect of the grinding media. It is also known to use a large disk with humps spaced in the radial direction. This hump spreads from the inner circumference of the disk to the outer circumference, and generates the pumping force and the working force of the grinding media inside the mill. Increase. Prior art mills use arms or blades spaced apart in the axial and radial directions. These extend radially from the agitation shaft, and pin-like active elements extend from one or both sides of the arm.
改良型の粉砕コンポーネントを装備した攪拌ボールミルを製造し、液状のキャリア媒体中の固形物の混合又は分散時の粉砕性能を向上させることが望ましい。例えば、固形物の粒子サイズを望ましい領域にまで縮小する所要時間を短縮し、及び/又は従来技術による既知のミルと比較して、粒子サイズをより縮小可能である性能等により、向上させることができる。 It would be desirable to produce a stirred ball mill equipped with an improved grinding component to improve grinding performance when mixing or dispersing solids in a liquid carrier medium. For example, reducing the time required to reduce the particle size of the solids to the desired region and / or improving the particle size, for example, by the ability to reduce the particle size compared to known mills from the prior art. it can.
従って、本考案の課題は、粉砕又は解砕能力が改良された攪拌ボールミルを提案することである。 Accordingly, an object of the present invention is to propose a stirring ball mill with improved crushing or crushing ability.
本考案の課題は、請求項1に記載の特徴を有する攪拌ボールミルにより解決される。更なる好適な実施形態は、従属請求項により明らかとなる。 The object of the present invention is solved by a stirring ball mill having the characteristics described in claim 1. Further preferred embodiments will become apparent from the dependent claims.
本考案は、回転可能な軸方向攪拌軸を備えた攪拌ボールミルを開示し、この攪拌軸には複数の粉砕コンポーネントを配置する。粉砕コンポーネントは互いに間隔を空け、攪拌軸に対して基本的に直角に取り付ける。少なくとも1つの粉砕コンポーネントは、少なくとも1つの、ピン状でない幾何学的な突起部を有する。幾何学的な突起部は、粉砕コンポーネントと共に取り外し不可能なユニットを構成する。更に、例えば破損時に交換可能であるよう、着脱可能な状態で突起部を粉砕コンポーネントと接続してもよい。 The present invention discloses a stirring ball mill having a rotatable axial stirring shaft, and a plurality of grinding components are disposed on the stirring shaft. The grinding components are spaced from each other and mounted essentially perpendicular to the stirring axis. At least one grinding component has at least one non-pinned geometric protrusion. The geometric protrusions together with the grinding component constitute a non-removable unit. Further, the protrusion may be connected to the grinding component in a detachable state so that it can be replaced, for example, in case of breakage.
攪拌ボールミルの少なくとも1つの粉砕コンポーネントは、少なくとも2つの貫通部を有する。この粉砕コンポーネントにおいて、軸方向に延在する突起部を、貫通部の間に配置する。好適な実施形態において、粉砕コンポーネントの貫通部は弓型に伸びるスリットとして形成する。更に貫通部は、円形又は四角形とすることも可能である。粉砕及び/又は解砕用の攪拌ボールミルに使用するかどうかに応じて、貫通部の種類及び形状を変化させることができる。粉砕コンポーネント及びその貫通部の形状は、処理する素材の品質からも影響を受ける。 At least one grinding component of the stirred ball mill has at least two penetrations. In this pulverization component, the protruding portion extending in the axial direction is disposed between the through portions. In a preferred embodiment, the grinding component penetration is formed as an arcuate slit. Furthermore, the penetrating portion can be circular or square. The type and shape of the penetrating portion can be changed depending on whether or not the stirring ball mill is used for pulverization and / or crushing. The shape of the grinding component and its penetration is also affected by the quality of the material being processed.
更に、例えば粉砕コンポーネント上に、軸方向に延在する突起部を4つ設けることも可能である。この場合、4つ全ての突起部を粉砕コンポーネントの第1側面に配置する、又は粉砕コンポーネントの両面に、突起部をオフセット配置することが可能である。この場合、粉砕コンポーネントの第1側面に第1及び第2突起部を、第2側面に第3及び第4突起部を配置することが特に有効であると判明している。こうした構成の場合、第1及び第2突起部は、約180度の角度で半径方向にオフセットして粉砕コンポーネント上に配置する。第3及び第4突起部は、約180度の角度で半径方向にオフセットして配置する。好適な実施形態においては、第1及び第2突起部は第3及び第4突起部に対して約90度オフセットして粉砕コンポーネント上に配置する。突起部を随意の角度で粉砕コンポーネント上に配置可能であることは、当業者にとり明白である。粉砕コンポーネント上、及び/又は粉砕コンポーネントの異なる面上の突起部の個数も、随意に変更可能である。従って前述の実施形態は、保護の範囲を最終的に制限するものではない。 Furthermore, for example, four protrusions extending in the axial direction can be provided on the grinding component. In this case, all four protrusions can be arranged on the first side surface of the grinding component, or the protrusions can be offset on both sides of the grinding component. In this case, it has been found to be particularly effective to arrange the first and second protrusions on the first side of the grinding component and the third and fourth protrusions on the second side. In such a configuration, the first and second protrusions are disposed on the grinding component with a radial offset at an angle of about 180 degrees. The third and fourth protrusions are offset in the radial direction at an angle of about 180 degrees. In a preferred embodiment, the first and second protrusions are disposed on the grinding component with an offset of about 90 degrees relative to the third and fourth protrusions. It will be apparent to those skilled in the art that the protrusions can be placed on the grinding component at any angle. The number of protrusions on the grinding component and / or on different surfaces of the grinding component can also be varied at will. Therefore, the above-described embodiment does not ultimately limit the scope of protection.
突起部の高さは、好適には粉砕コンポーネントの製品板厚の0.5から3倍の高さとする。個々の突起部の直径は、好適には各突起部の高さの1から3倍とする。幾何学的な突起部は、半球、円錐台若しくは多角錐台、又は円柱若しくは多角柱形状として構成可能である。突起部の異なる構成形状又は幾何学的形状は、互いに組み合わせ可能である。攪拌軸上に、例えば異なる粉砕コンポーネントを取り付け、その突起部を異なる形状とすることも可能である。攪拌ボールミルの構成分野における当業者にとり、粉砕コンポーネント上に幾何学的に異なる形状の突起部を取り付け可能であることは、明白である。更に、個々の粉砕コンポーネントの突起部が反対方向に屹立するように、粉砕コンポーネントを攪拌ボールミルに配置することも明白である。更に粉砕コンポーネントは、隣接する粉砕コンポーネントの空いた面に相対するのではなく、隣接する粉砕コンポーネントのスリットに相対するよう配置可能である。従って当業者にとり、異なる実施形態に関する前述の全ての記載は、保護の範囲を最終的に制限するものではない。 The height of the protrusion is preferably 0.5 to 3 times the product plate thickness of the grinding component. The diameter of each protrusion is preferably 1 to 3 times the height of each protrusion. The geometric protrusion can be configured as a hemisphere, a truncated cone or a polygonal truncated cone, or a cylinder or a polygonal column. Different constituent shapes or geometric shapes of the protrusions can be combined with each other. It is also possible, for example, to attach different grinding components on the agitation shaft and to make the protrusions have different shapes. It will be apparent to those skilled in the art of stir ball mill construction that geometrically different projections can be mounted on the grinding component. It is also clear that the grinding components are arranged in the stirring ball mill so that the protrusions of the individual grinding components stand up in the opposite direction. Furthermore, the grinding component can be arranged to face the slits of the adjacent grinding component rather than to the open face of the adjacent grinding component. Thus, for those skilled in the art, all the foregoing descriptions of different embodiments do not ultimately limit the scope of protection.
続いて、本考案の実施形態及びそれらの利点について、添付図面に基づいて詳述する。簡素化された形状もあれば、より理解し易いよう、他のコンポーネントに対して拡大表示した形状もあるため、図における個々のコンポーネント間のサイズの比率は、必ずしも実際のサイズの比率に一致するわけではない。同一又は同一作用を有する本考案のコンポーネントについては、同一の符号を使用している。更に見易さを考慮し、各図面の記述に必要とされる符号のみを個々の図面に付している。 Next, embodiments of the present invention and their advantages will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Some shapes are simplified, others are enlarged to make it easier to understand, so the size ratios between the individual components in the figure always match the actual size ratios. Do not mean. The same reference numerals are used for components of the present invention having the same or the same action. Further, for ease of viewing, only the symbols required for the description of each drawing are attached to each drawing.
図1は従来技術による攪拌ボールミルの透視図である。攪拌ボールミル10は、内部ミルチャンバ14を区切るハウジング12を有する。ハウジング12は、第1端部16及び第2端部18を有する。図1において、ハウジング12は攪拌ボールミル10の後部域についてのみ示されており、本考案に係る粉砕コンポーネント22を多数示している。粉砕コンポーネント22は、互いに間隔を空けて配置する。ディスク22及び間隔保持具20は攪拌軸24上に配置され、ハウジング12の第1端部16に、回転可能な状態で支承される。攪拌軸24は、随意の速度でモータシステムにより回転し、本明細書中では詳述を割愛する。しかしながら当業者であれば、本考案に従うディスク22が他の種類の攪拌ミルと共に使用可能であり、本明細書に示され、記述される好適な攪拌ボールミル10との使用に限定されないことを、本開示から認識する。攪拌ボールミル10は生産物取入口17及び生産物取出口19を有する。分離ろ過装置40はハウジング12の第2端部18に配置し、粉砕媒体が生産物の流れと共に攪拌ボールミル10から流出するのを防止する。攪拌軸24上のディスク22及び間隔保持具20の枚数及び間隔は、所定の適用に適合するよう変更可能である。 FIG. 1 is a perspective view of a prior art stirring ball mill. The stirring ball mill 10 has a housing 12 that delimits an internal mill chamber 14. The housing 12 has a first end 16 and a second end 18. In FIG. 1, the housing 12 is shown only in the rear region of the agitating ball mill 10 and shows a number of grinding components 22 according to the present invention. The grinding components 22 are spaced apart from one another. The disk 22 and the spacing member 20 are disposed on the stirring shaft 24 and are rotatably supported on the first end 16 of the housing 12. The agitation shaft 24 is rotated by a motor system at an arbitrary speed and is not described in detail herein. However, those skilled in the art will recognize that the disk 22 according to the present invention can be used with other types of stirrer mills and is not limited to use with the preferred stirrer ball mill 10 shown and described herein. Recognize from disclosure. The stirring ball mill 10 has a product inlet 17 and a product outlet 19. A separation filtration device 40 is disposed at the second end 18 of the housing 12 to prevent the grinding media from flowing out of the agitating ball mill 10 with the product flow. The number and spacing of the disks 22 and spacing holders 20 on the agitation shaft 24 can be changed to suit a given application.
図2は本考案に係る粉砕コンポーネントの側面図である。この側面図において、突起部30は第1側面34及び第2側面36上に配置される。第1側面34上の各突起部30は180度だけオフセットして配置され、同様に第2側面36上の突起部30も、180度だけ半径方向に互いにオフセットして配置される。第1側面34上の各突起部30及び第2側面36上の各突起部30は、90度だけ互いにオフセットして配置される。突起部の高さ42は、粉砕コンポーネント22の製品板厚38の1から3倍とする。 FIG. 2 is a side view of a grinding component according to the present invention. In this side view, the protrusion 30 is disposed on the first side surface 34 and the second side surface 36. The protrusions 30 on the first side surface 34 are offset by 180 degrees, and similarly, the protrusions 30 on the second side surface 36 are also offset from each other in the radial direction by 180 degrees. Each protrusion 30 on the first side surface 34 and each protrusion 30 on the second side surface 36 are arranged offset by 90 degrees. The height 42 of the protrusion is 1 to 3 times the product plate thickness 38 of the grinding component 22.
図3乃至図9は、異なる形状の突起部30を備えた粉砕コンポーネント22を示す、異なる3次元図である。示された全ての粉砕コンポーネント22には、突起部30の間に貫通部32を配置する。全ての図面において、貫通部32は弓型に伸びるスリットとして示される。しかしながら攪拌ボールミルの構成分野における当業者にとり、多様な形状で貫通部を形成可能であることは明白である。各粉砕コンポーネント22の中央には攪拌軸挿入部28があり、粉砕コンポーネント22を攪拌ボールミルの(図示されていない)攪拌軸上に固定可能である。図示された各突起部30の直径44は、好適な実施形態において各突起部30の高さの1.5倍とする。図示の通り、突起部30は半球、円錐台若しくは多角錐台、又は円柱若しくは多角柱形状とすることができる。図3乃至図9からは、突起部30が第1側面34上で、互いに180度を成して配置されているのを認めることができる。粉砕コンポーネント22の第2側面36上の突起部30が、粉砕コンポーネント22の第1側面34上の突起部30に対して90度の位置に配置されていることも認めることができる。 FIGS. 3-9 are different three-dimensional views showing the grinding component 22 with differently shaped protrusions 30. All the grinding components 22 shown have a penetration 32 between the protrusions 30. In all drawings, the penetration 32 is shown as a slit extending in an arc. However, it will be apparent to those skilled in the art of construction of stirred ball mills that the penetration can be formed in a variety of shapes. At the center of each grinding component 22, there is a stirring shaft insertion portion 28, which can be fixed on a stirring shaft (not shown) of the stirring ball mill. The diameter 44 of each projection 30 shown is 1.5 times the height of each projection 30 in a preferred embodiment. As shown, the protrusion 30 can be hemispherical, truncated cone or polygonal truncated cone, or cylindrical or polygonal prism shape. From FIG. 3 to FIG. 9, it can be seen that the protrusions 30 are arranged at 180 degrees relative to each other on the first side surface 34. It can also be seen that the protrusions 30 on the second side 36 of the grinding component 22 are located at 90 degrees relative to the protrusions 30 on the first side 34 of the grinding component 22.
本考案は、好適な実施形態を参照して記述された。当業者にとり、後述の請求項の保護の範囲を逸脱することなく、変化及び変更が可能であることは明白である。 The invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that changes and modifications can be made without departing from the scope of protection of the following claims.
10 攪拌ボールミル
12 ハウジング
14 ミルチャンバ
16 第1端部
17 生産物取入口
18 第2端部
19 生産物取出口
20 間隔保持具
22 粉砕コンポーネント、ディスク
24 攪拌軸
28 攪拌軸挿入部
30 突起部
32 貫通部
34 第1側面
36 第2側面
38 製品板厚
40 分離ろ過装置
42 高さ
44 直径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stirring ball mill 12 Housing 14 Mill chamber 16 First end 17 Product inlet 18 Second end 19 Product outlet 20 Interval holder 22 Grinding component, disk 24 Stirrer shaft 28 Stirrer shaft insert 30 Projection 32 Penetration 34 1st side 36 2nd side 38 Product thickness 40 Separation filtration device 42 Height 44 Diameter
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