JP3663010B2

JP3663010B2 - 粉砕機

Info

Publication number: JP3663010B2
Application number: JP17116796A
Authority: JP
Inventors: 剛石川
Original assignee: 三井鉱山株式会社
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2016-07-01
Also published as: KR100321859B1; DE19727663B4; TW334355B; DE19727663A1; US5791569A; JPH1015411A; KR980008322A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は粉砕機に関し、特に、インク業界、塗料業界等で有効なメディア攪拌型湿式粉砕機に関するものである。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
メディア攪拌型湿式粉砕機としては種々のタイプのものが知られており、例えば、実公平５−１７１３９号公報に開示された粉砕機（密閉された型の連続分散装置）等が既に知られている。
【０００３】
すなわち、この粉砕機は、一端に処理液の送入口を有し、他端に処理液の排出筒を有する円筒形状のベッセルと、ベッセルの中心部に回転可能に挿着される駆動軸と、駆動軸のベッセル内に位置する部分に取付けられるとともに、駆動軸と一体に回転可能な撹拌ディスクと、ベッセル内の排出口側に設けられる分離環状板と、分離環状板の中心部に回転可能に設けられる回転筒体とからなり、分離環状板と回転筒体とによってセパレータが構成されるようになっている。
【０００４】
そして、駆動軸を回転駆動させて駆動軸と一体に撹拌ディスクを回転させるとともに、送入口からベッセル内に処理液を圧送すると、処理液はベッセル内に位置するメディアとともに撹拌されて分散され、メディアとともにベッセル内を一端から他端側に向って流動する。
【０００５】
そして、回転筒体を回転駆動させると、処理液およびメディアは回転筒体と分離環状板との間で形成されるスリットによって分離され、メディアはベッセル内に残され、処理物はスリットを通過して排出口に達し、排出口からベッセル外に排出される。
【０００６】
上記のように構成される従来の粉砕機にあっては、ベッセルが軸方向に長く（Ｌ／Ｄ比が大きく）形成されているため、ベッセル内において処理液はピストンフローに近い状態で流動することになり、非常に優れた粉砕効率が得られる。
【０００７】
しかしながら、処理液の流れの末端に処理液とメディアとを分離するセパレータが位置しているため、その部分で処理液の流れが大きく制限されてしまい、小流量の処理物しか処理することができない。
【０００８】
一方、大流量の処理液を処理できるようにするため、セパレータに改良を加えたものも提案されているが、このようなものにあっても、粉砕容器が軸方向に長く（Ｌ／Ｄ比が大きく）形成され、処理液の流れの末端にセパレータが位置しているため、大流量の処理液を処理した場合には、メディアが粉砕容器内の排出口側に片寄ってしまい、安定した運転ができなくなるばかりでなく、運転不能となることもある。
【０００９】
この発明は前記のような従来のもののもつ問題点を解決したものであって、大流量の処理物を安定して処理することができるとともに、優れた粉砕効率が得られる粉砕機を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明の請求項１に係る粉砕機は、両端が閉塞された筒状をなす粉砕容器と、該粉砕容器内に粉砕容器と軸線を一致させた状態で設けられ、該粉砕容器内を径方向に内側室と外側室の２室に区画するとともに、両室間を連通する複数のスリットが全周に渡って形成される筒状のセパレータと、前記内側室内に粉砕容器と軸線を一致させた状態で回転可能に設けられる攪拌部材と、前記内側室内外を連通する処理物の供給口と、前記外側室内外を連通する処理物の排出口とを具えたメディア攪拌型湿式粉砕機において、前記攪拌部材を筒状に形成するとともに、その外周面に凹部、凸部を交互に設け、かつ、前記攪拌部材の筒状部分に、その部分を内外に貫通する開口部を設け、この開口部を介して処理物および粉砕メディアを攪拌部材の内外間において相互に流動させる手段を採用している。
また、本発明の請求項２に係る粉砕機は、請求項１に記載の粉砕機であって、前記粉砕容器の軸線方向の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ比）が１．０以下となる手段を採用している。
【００１１】
【作用】
この発明は前記のような手段を採用したことにより、供給口から粉砕容器の内側室内に処理物を供給し、撹拌部材を回転させると、処理物は粉砕容器の内側室内に位置している粉砕メディアとともに撹拌され、内側室の中心から外方向に向って流動し、処理物と粉砕メディアとはセパレータのスリットによって分離され、粉砕メディアは内側室内に残され、処理物はセパレータのスリットを通過して外側室内に流動し、外側室から排出口を介して粉砕容器外に排出される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示すこの発明の実施の形態について説明する。
図１および図２には、この発明による粉砕機の一実施の形態が示されていて、図１は全体を示す正面図、図２は図１に示すものの縦断面図である。
【００１３】
すなわち、この実施の形態に示す粉砕機１は、連続式のメディア攪拌型湿式粉砕機であって、両端が閉塞された筒状をなす粉砕容器２と、粉砕容器２内に回転可能に設けられるとともに、粉砕容器２内に位置する処理物と粉砕メディアとを攪拌する攪拌部材１８と、粉砕容器２内に設けられるとともに、粉砕容器２内に位置する処理物と粉砕メディアとを分離する筒状のセパレータ１３とから構成されている。
【００１４】
粉砕容器２は、一端が閉塞された筒状の容器本体３と、この容器本体３の他端開口部に取付けられてそこを閉塞する円板状の蓋６とからなるものであって、これら２部材によって両端が閉塞された筒状に形成されるものである。
【００１５】
容器本体３の閉塞されている一端中央部には容器本体３内外を連通する筒状のボス４が一体に設けられ、このボス４内には軸受８が装着されるとともに、この軸受８によって前記攪拌部材１８が回転可能に支持されるものである。
【００１６】
容器本体３の内面側には、筒状の部分の内周面に沿って環状の溝５が設けられるとともに、この溝５に対応する前記蓋６の部分にも環状の溝７が設けられている。そして、容器本体３の溝５内に前記セパレータ１３の軸方向の一端を位置し、この状態で容器本体３の他端開口部に前記蓋６を取付け、蓋６の溝７内に前記セパレータ１３の軸方向の他端を位置し、蓋６を容器本体３にボルト等によって固定することで、前記セパレータ１３が軸方向に挟持された状態で粉砕容器２内に固定されるものである。なお、容器本体３および蓋６に溝５、７を設けずに、他の手段（ボルト等）によってセパレータ１３を粉砕容器２内に固定するようにしてもよいものである。
【００１７】
粉砕容器２内は前記セパレータ１３によって径方向に円形状の内側室９と環状の外側室１０の２室に区画されるようになっている。前記蓋６の中央部には前記内側室９内外を連通する筒状の供給口１１が一体に設けられ、この供給口１１を介して前記内側室９内に処理物が供給されるものである。前記容器本体３の筒状の部分には前記外側室１０内外を連通する筒状の排出口１２が一体に設けられ、この排出口１２を介して前記セパレータ１３を通過した処理物が粉砕容器２外に排出されるものである。
【００１８】
粉砕容器２は、軸方向に短く形成されている。すなわち、Ｌ／Ｄ比が小さくなるように形成されている（この実施の形態においてはＬ／Ｄ≦１．０としている。）。Ｌ／Ｄ比を小さくすると、粉砕容器２内における処理物の流れがピストンフロー状態にならないので、粉砕効率が低下するものであるが、この実施の形態においては、Ｌを小さくした分だけＤを大きくしてあるので、内側室９（粉砕領域）の体積を十分に確保することができ、従来のものと同等の粉砕効率が得られるものである。
【００１９】
セパレータ１３は、筒状の内側リング１４と、筒状の外側リング１５と、両リング１４、１５間に設けられる断面が楔状の複数の棒鋼１６、１６……とから構成されている。棒鋼１６は、内径側が大径となるように、外側リング１５と内側リング１４との間に全体に渡って所定の間隔ごとに設けられている。そして、このように内側リング１４と外側リング１５との間に複数の棒鋼１６、１６……を設けることによって、隣接する棒鋼１６、１６間で内径側から外径側にかけて間隔が順次大きくなる楔状のスリット１７、１７……が形成され、これらのスリット１７、１７……を介して内側室９と外側室１０との間が相互に連通するものである。なお、内側リング１４および外側リング１５には図示はしないが各スリット１７に通じる複数の孔が設けられている。
【００２０】
そして、このように３種類の部材１４、１５、１６を組合わせて複数のスリット１７、１７……を形成することで、大流量の処理物を通過させるのに十分な有効面積を確保することができる。また、各スリット１７は内径側から外径側にかけて間隔が順次大きくなる楔状に形成されているので、目詰まりを起こすことなく処理物を外側室１０側に流動させることができる。さらに、運転時における強度も十分に確保することができる。なお、セパレータ１３は、この実施の形態に示す構造のものに限らず、「大流量の処理物を通過させるのに十分な有効面積を確保することができる。」、「目詰まりを起こすことがない。」、「運転時における強度を十分に確保できる。」の３つの条件を満たす構造のものであればよいものである。
【００２１】
攪拌部材１８は、一端が閉塞された筒状をなすものであって、粉砕容器２の内側室９内に回転可能に設けられるものである。攪拌部材１８の筒状の部分の外周側には、全周に渡って凹部１９、凸部２０が交互に設けられている。各凹部１９内にはそこを内外に貫通する開口部２１が設けられ、この開口部２１を介して攪拌部材１８の径方向の内外間において処理物および粉砕メディアが相互に流動するものである。攪拌部材１８の閉塞されている一端にはそこを内外に貫通する複数の開口部２２が設けられている。この開口部２２は、攪拌部材１８の軸心を中心とする同心円上に所定の間隔ごとに位置し、この開口部２２を介して攪拌部材１８の径方向の内外間において処理物および粉砕メディアが相互に流動するものである。
【００２２】
攪拌部材１８の閉塞されている一端中央部には筒状の突部２３が一体に設けられている。この突部２３の外周側は前記容器本体３のボス４内に装着されている前記軸受８の内周側に嵌合され、前記軸受８によって回転可能に支持されるようになっている。突部２３の内周側には前記軸受８によって回転可能に支持されている駆動軸２４の先端部が嵌合されている。そして、攪拌部材１８は、攪拌部材１８の内面側からロックナットを兼用している分散部材２５を前記駆動軸２４の先端に螺合させ、所定のトルクで締め付けることで前記駆動軸２４に一体に連結されるようになっている。
【００２３】
分散部材２５の頭部には全周に渡って凹部２６、凸部２７が交互に設けられ、この凹部２６、凸部２７によって前記供給口１１から粉砕容器２の内側室９内に供給された処理物および内側室９内に位置する粉砕メディアが径方向外方に分散されるものである。
【００２４】
次に、前記に示すものの作用について説明する。
まず、図示しない駆動源を作動させて駆動軸２４を回転駆動させると、駆動軸２４に連結されている攪拌部材１８が駆動軸２４と一体に回転するとともに、攪拌部材１８の中心部に位置している分散部材２５も攪拌部材１８と一体に回転する。そして、供給口１１から処理物を粉砕容器２の内側室９内に供給すると、処理物は内側室９内において分散部材２５によって粉砕メディアとともに径方向外方に分散されるとともに、攪拌部材１８によって攪拌される。
【００２５】
この場合、攪拌部材１８の筒状の部分にはそこを内外に貫通する開口部２１が設けられているので、この開口部２１によって処理物および粉砕メディアには強力な遠心力が作用し、この遠心力によって処理物および粉砕メディアは開口部２１から攪拌部材１８の外周側に流動する。
【００２６】
そして、攪拌部材１８の外周側に流動した処理物および粉砕メディアは、攪拌部材１８の外周側において攪拌部材１８の凹部１９、凸部２０によって強力な剪断力が加えられるとともに、攪拌部材１８の軸方向の一端方向又は他端方向に流動し、蓋６と攪拌部材１８との間の間隙を介して攪拌部材１８の内側に流動し、又は攪拌部材１８と容器本体３との間の間隙を介して攪拌部材１８の閉塞されている部分の開口部２２から攪拌部材１８の内側に流動し、このような一連の流れに沿って内側室９内を循環することになる。
【００２７】
そして、このように処理物および粉砕メディアが内側室９内を循環することによって、両者は全体が完全な混合状態となるとともに、処理物は徐々に細かく粉砕されて所定の粒度に達する。そして、所定の粒度に達した処理物は、攪拌部材１８の外周側に流動した際にセパレータ１３によって粉砕メディアと分離され、セパレータ１３の各スリット１７内に流れ込み、そこを流れて外側室１０内に達し、外側室１０から排出口１２を介して粉砕容器２外に排出されることになる。
【００２８】
上記のように構成したこの実施の形態による粉砕機１にあっては、粉砕容器２のＬ／Ｄ比を小さく（１．０以下）形成してあるものの、Ｌを小さくした分だけＤを大きくしてあるので、内側室９（粉砕領域）の体積を十分に確保することができることになる。したがって、粉砕容器２を軸方向に長く（Ｌ／Ｄ比を大きく）形成した従来のものと同等の粉砕効率が得られることになる。
【００２９】
また、処理物と粉砕メディアとを分離するセパレータ１３を筒状に形成してその全体に渡って複数のスリット１７を形成するとともに、そのように形成したセパレータ１３を軸線を一致させた状態で粉砕容器２内に設けるようにしたので、大流量の処理物を処理するのに十分な有効面積を確保することができることになる。したがって、処理物の流れがセパレータ１３によって制限されるようなことはなく、大流量の処理物の処理にも十分に対応できることになる。
【００３０】
さらに、セパレータ１３は、内側リング１４と外側リング１５との間に複数の棒鋼１６を設けたものであるので、大流量の処理物を処理しても十分に強度を確保することができることになる。したがって、長期的に安定した性能を発揮することができることになる。
【００３１】
そして、攪拌部材１８の中央部に分散部材２５を設けるとともに、攪拌部材１８の筒状の部分に内外を貫通する開口部２１、攪拌部材１８の閉塞されている一端に内外を貫通する開口部２２をそれぞれ設けるようにしたので、内側室９の全体を使って処理物および粉砕メディアを循環させることができることになる。したがって、粉砕メディアおよび処理物が粉砕容器２内の一部に片寄って運転に影響を与えたり、運転が困難となったりするようなことはなく、長期的に良好な運転特性が得られることになる。
【００３２】
図３には、この発明による連続式のメディア攪拌型湿式粉砕機を用いて構成したバッチ処理システム２８が示されている。すなわち、このバッチ処理システム２８は、前述した粉砕機１と、この粉砕機１に循環ライン２９を介して接続されるサービスタンク３０と、循環ライン２９の途中に設けられる循環ポンプ３１とを具えている。
【００３３】
このバッチ処理システム２８は、１回の粉砕では十分な粉砕ができないような場合に有効となり、特に、少量他品種の製品を生産する場合に有効となるものである。この場合、サービスタンク３０として移動可能なものを多数用い、それらを順次交換して使用することにより生産性の高い運転を行うことができる。また、製品の切換えにより粉砕機１の内部を洗浄する必要がある場合には、洗剤等の洗浄液やリンス液を入れたサービスタンク３０を接続して運転することにより、粉砕機１の内部、粉砕メディア、循環ライン２９等を完全に洗浄することができるものである。
【００３４】
【発明の効果】
この発明は前記のように構成したことにより、以下のような効果を奏する。
すなわち、この発明によるメディア攪拌型湿式粉砕機においては供給口から粉砕容器の内側室内に処理物を供給し、攪拌部材を回転させると、処理物は攪拌部材によって粉砕メディアとともに攪拌されて粉砕され、遠心力の作用によって径方向外方に流動してセパレータの位置に達する。
そして、セパレータによって処理物と粉砕メディアとは分離され、粉砕メディアは内側室内に残され、処理物はスリットを通過して外側室内に流動し、外側室から排出口を介して粉砕容器外に排出される。この場合、セパレータには、その全周に渡って複数のスリットが設けられ大流量の処理物を処理するのに十分な有効面積を確保することができる。そして、セパレータの部分で大流量の処理物の流れが制限されることはなく、大流量の処理物を効率良く処理することができる。
また、攪拌部材の筒状の部分には、内外を貫通する開口部が設けられているので、その開口部によって処理物および粉砕メディアに強力な遠心力を作用させることができる。したがって、その遠心力によって処理物および粉砕メディアは開口部から攪拌部材の外周側に流動し、攪拌部材の外周側を攪拌部材の軸線方向に流動して攪拌部材の内側の部分に流動し、このような一連の流れに沿って処理物、粉砕メディアが内側室内を循環し、両者は完全な混合状態となる。したがって、粉砕メディアおよび処理物が粉砕容器内の一部に片寄って運転に影響を与えたり、運転が困難になったりするようなことはなく、長期的に良好な運転特性を得ることができる。
さらに、粉砕容器は、軸方向に短く（Ｌ／Ｄ比が小さく）形成してあるものの、Ｌを小さくした分だけＤを大きく形成してあるので、処理物の粉砕効率が低下するようなことはなく、優れた粉砕効率が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による粉砕機の一実施の形態を示した正面図である。
【図２】図１に示すものの縦断面図である。
【図３】この発明による粉砕機を用いて構成したバッチ処理システムの系統図である。
【符号の説明】
１……粉砕機
２……粉砕容器
３……容器本体
４……ボス
５、７……溝
６……蓋
８……軸受
９……内側室
１０……外側室
１１……供給口
１２……排出口
１３……セパレータ
１４……内側リング
１５……外側リング
１６……棒鋼
１７……スリット
１８……攪拌部材
１９、２６……凹部
２０、２７……凸部
２１、２２……開口部
２３……突部
２４……駆動軸
２５……分散部材
２８……バッチ処理システム
２９……循環ライン
３０……サービスタンク
３１……循環ポンプ

Claims

両端が閉塞された筒状をなす粉砕容器と、該粉砕容器内に粉砕容器と軸線を一致させた状態で設けられ、該粉砕容器内を径方向に内側室と外側室の２室に区画するとともに、両室間を連通する複数のスリットが全周に渡って形成される筒状のセパレータと、前記内側室内に粉砕容器と軸線を一致させた状態で回転可能に設けられる攪拌部材と、前記内側室内外を連通する処理物の供給口と、前記外側室内外を連通する処理物の排出口とを具えたメディア攪拌型湿式粉砕機において、前記攪拌部材を筒状に形成するとともに、その外周面に凹部、凸部を交互に設け、かつ、前記攪拌部材の筒状部分に、その部分を内外に貫通する開口部を設け、この開口部を介して処理物および粉砕メディアを攪拌部材の内外間において相互に流動させるように構成したことを特徴とする粉砕機。
前記粉砕容器の軸線方向の長さ（Ｌ）と直径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ比）が１．０以下となるように構成した請求項１記載の粉砕機。