JP3703868B2

JP3703868B2 - 偏心振動粉砕機

Info

Publication number: JP3703868B2
Application number: JP25514594A
Authority: JP
Inventors: ゴックエバーハルト; ビーンケンビルブロート; グルシュカミロスロー
Original assignee: ジープテヒニクゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: US5570848A; DE59406608D1; AU7587794A; ZA948246B; EP0653244B1; JPH07185377A; DK0653244T3; DE4335797C2; DE4335797A1; ES2122118T3; ATE169242T1; EP0653244A1; AU688367B2; CN1038564C; CN1105293A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は請求項１の前提部分に従った偏心振動粉砕機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
よく知られているように、振動粉砕機は円筒形又は樋状又はホッパ状のコンテナを具備しており、そのコンテナはゴム製の緩衝物またはバネに旋回自在に取り付けられており、そのコンテナは、質量中心で回転する１つの励磁器によるか、又は質量中心で整列されるフライウエイト(flyweight) の形態の幾つかの励磁器によるかのいずれかによって、実質的に円形振動運動される。衝撃伝達によって粉砕要素の充填物の内側を通る衝撃は、粉砕コンテナに収容される粉砕要素へ送られる。粉砕要素自身の間、及び粉砕要素とコンテナ壁との間の衝撃と摩擦作用によって粉砕が行われる。
【０００３】
ケルンのカーハーデーフンボルトヴェーダク株式会社(KHD Humbold Wedag AG, Cologne) 、マシーネンファブリークベルクノイシュタットのアウルマンウントベックシュルテ(Aulmann und Beckschulte, Maschinenfabrik Bergneustadt) 、ミュールハイム／ルールのジープテクニック有限会社マシーネンウントアパラーテバウ(Siebtechnik GmbH Maschinen-und Apparatebau, Muellheim/Ruhr)、ノイシュタット／ヴインシュトラーサのイーベーアーゲー(IBAG, Neustadt/Weinstrasse)、ミュンヘンのラッツィンゲル有限会社(Ratzinger GmbH, Munich)といった会社の終了したプログラム、現代の全ての振動粉砕機においては、偏心励磁器は粉砕機の質量中心に配置されているので、処理は円形振動で始まる。
【０００４】
振動粉砕機の構造に関する示唆は特許文献から知られ、そこでは１つ又は複数の偏心励磁器が構造的な理由で質量中心の外側に配設されるが、ともかく円形振動運動を描こうとする。米国特許第３５４５６８８号にはシングル弁振動粉砕機が開示されており、ここでは粉砕チューブは水平に配置される２つの偏心モータによって両側で円形振動をする。西独特許第３４０４９４２Ａ１号には粗い材料を粉砕するための粉砕機が開示されている。『本発明に従った粉砕機は、作動中にハウジングに取付けられる偏心励磁器によって円形振動を行い、』といった説明がなされている。
【０００５】
同様の構造原理が米国特許第３４２５６７０号で開示されている。ここでの粉砕コンテナは両側に配置される水平の支持バネによって付加的に付勢されており、垂直の楕円形振動のみが可能であり、粉砕材料に粉砕効果の応力を与える。西独特許３４０４９４２号に対して既に与えられたように、駆動源は重力軸線に配置される。米国特許第３３９１８７２号には、『振動粉砕機(Vibrating Grinding Mill) 』として他の粉砕機が開示されており、ここでは２つの偏心励磁器が粉砕装置の重力軸線の外側と内側の両方に配設され、互いに対して回転する。ここでは、『ダイブ粉砕機(dive mill) 』（ボール粉砕機(ball mill) ）の原理に焦点があり、粉砕コンテナの通常の回転は、粉砕効果を改善する目的で、互いに対して回転する両方の偏心励磁器による直線振動によって水平軸線の回りでなされる。粉砕要素の充填物の回転方向は粉砕コンテナの回転によって始動され、これは（方向づけられた直線振動の結果として）自由に、又は（付加的な回転駆動によって）強制的に、且つ標準的な振動粉砕機のフライウエイトの遠心加速によるのではなく起こる。
【０００６】
公開されていない西独特許第４２４２６５４Ａ１号には、直線樋状振動粉砕機を使用するウェットファイン(wet fine)粉砕及びドライファイン(dry fine)粉砕のための処理が開示されており、この直線樋状振動粉砕機は、振動支持要素に取り付けられる２つの重ねられた粉砕コンテナを具備しており、そこに２つの励磁器ユニットが図１及び図２のように、両方の粉砕コンテナの重力軸線及び質量中心の外側の一方の側に偏心的に配置される。励磁器ユニット及び粉砕コンテナは、駆動側と、その駆動側と反対のバネ軸線の間に配置される。
【０００７】
上記の提案は、産業で使用される振動粉砕機に比べて、処理量と特に必要なエネルギとに関して利点がないので、実施されなかった。
【０００８】
１９９２年の専攻論文、クーレルカーエー(Kurrer, K.-E.) 他の『チューブ振動粉砕機の分析(Analyse von Rohrschwingungmuehlen) 』（コンティニュイングレポートＶＤＩ(Continuing Reports VDI)のプロセッシングテクノロジーシリーズ(Processing Technology Series)のNo.282、ＶＤＩベアラグ(VDI Verlag)１９９２年出版）は粉砕機の充填物の運動方向と機械力学的な調査を示している。これによると、チューブ振動粉砕機の粉砕空間はエネルギ富裕領域とエネルギ減少領域とに分けられる（１５ページ以降) 。エネルギが最も豊富な領域、主要な応力領域は最も強い通常の衝撃力と摩擦衝撃力（５７ページ以降）とを特徴としている。摩擦衝撃力は粉砕機の充填物の円形運動のために予め必要である。粉砕機の充填物の円形運動の方向は励磁器の回転方向と反対方向である。振動粉砕機が通常の円形振動を行う場合、粉砕機の充填物は、励磁器の回転方向に従って、時計回りか反時計回りの方向かのいずれかに回転する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、振動粉砕機でエネルギ導入を高めるための構造的方法を使用して、エネルギ減少領域の大きさを最小にし、且つエネルギ減少領域の大きさによってこれまで決定された粉砕コンテナの直径の上限、又は粉砕チューブの直径が６５０mmであるという上限を越えることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
これは、請求項１の特徴部分の原理に従った本発明に従ってなされる。
【００１１】
粉砕機の充填物の運動方向は、この構造によって決定的に変えられる。直線振動の程度は、円形運動振動粉砕機に比較して粉砕機の充填物の循環速度をほぼ４倍上昇させ、通常の衝撃力の上昇とは別に、摩擦衝撃力の上昇が特に明らかである。
【００１２】
振動粉砕機の重力軸線及び質量中心の外側の本質的に一方の側の励磁は、通常の円形振動粉砕機と比較して、励磁器が左側に配設され且つ反時計回りに回転駆動される時、及び励磁器が右側に配設され且つ時計回りに回転駆動される時のみ、粉砕機の充填物の円形運動が生じることを特徴とする。
【００１３】
重力軸線及び質量中心の外側の振動粉砕機の一方の側における励磁の利点は、楕円振動及び直線振動の付加的な影響が、連続的な粉砕にとって批判的な、回転速度の上昇による輸送進行の改良に本質的に貢献することである。
【００１４】
以下で線図を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１５】
【実施例】
本発明の物体の作動を、図１および図２に示した線図を参照しながら説明する。図１において、粉砕チューブ（１）は振動支持要素（図示せず）に取り付けられており、そして重心軸線の左側の外側に配設され且つ左回りに回転する励磁器（２）によって振動される。片側の励磁の結果、粉砕チューブ（１）は励磁器（２）の側で円形振動（矢印４ａ）のみ描き、その円形振動は中央の楕円形振動（矢印４ｂ）になり、励磁器（２）の反対側の粉砕チューブ（１）の側の直線振動（矢印４ｃ）に変わる。
【００１６】
励磁器（２）が左回りに回転すると、参照番号３で示した粉砕機の充填物は右回りに回転する（矢印５）。同時に、粉砕機の充填物は励磁器（２）の側で上方へ運き（矢印６）、励磁器（２）の反対側で下方へ運く（矢印７）。円形振動（４ａ）が励磁器（２）の側の粉砕機の充填物（３）の円形方向（６）を決定するのに対して、加えられる加速は励磁器（２）の反対側の直線振動（４ｃ）によって与えられ、従って回転速度が従来の円形振動粉砕機よりもほぼ４倍早くなる。粉砕コンテナの軸線に対し平行な励磁器（２）の軸線からの距離は、粉砕コンテナの中心から粉砕コンテナの内壁までの最も短い距離より大きくすべきである。
【００１７】
図２は、重力軸線の外側の一方の側の左側で且つ質量中心の左側に配設される励磁器（２）が時計回りに駆動される時の運動比を示している。これらの状態においては、粉砕機の充填物（３）の上方への運動（６）は、直線振動（４ｃ）の周辺で生じるので、粉砕機の充填物（３）の円形運動（５）は生じない。この場合、粉砕材料の応力は衝撃によってのみ生じる。比較のために言及すると、従来の円形振動粉砕機においては、粉砕機の充填物（３）は、励磁器（２）が時計回り方向に駆動されるか、反時計回り方向に駆動されるかによらず、常に作業方向へ向かって回転する。
【００１８】
従来の振動粉砕機と比較してみると、次のような利点がある。（１）前もっての最大充填粒状化が少なくとも２倍高められるような、粉砕機の充填物の粉砕度の上昇。（２）粉砕機の充填物の高速回転による運搬進行の改善と分離をなくすことによる粉砕材料の分布の均質化の改善。（３）特定の処理量の上昇。（４）必要なエネルギの減少。（５）粉砕チューブの直径、以前の６５０mmの効果的に決定された上限の排除。（６）シャフト、結合器等のようなトランスミッションを排除することによる修理のための非作動時間の減少。（７）同一の粉砕チューブの直径を有する構成要素を、種々の粉砕業務および期間のために変化する長さの粉砕機へ連結することによってモジュール構造を可能にすること。
【００１９】
６００から１０００mmの直径の粉砕チューブを有する偏心振動粉砕機の本発明の４つの実施例を線図的に示す。
【００２０】
図３は直径６００mmの粉砕チューブ（１）の形状の振動粉砕コンテナを有する偏心振動粉砕機を略図的に示しており、そして重力軸線および質量中心の外側の一側において励磁器（２）としての偏心モータに剛性的に接続される。励磁器（２）の質量は、粉砕チューブ（１）の反対側に配置される平行なつりあい部材（８）によってつりあいがとられる。
【００２１】
図４に従うと、図３と同じ構造が発展して、第２偏心モータ（９）がつりあい部材（８）の代わりに粉砕チューブ（１）に直接配置される。振動粉砕機は励磁器（２）と励磁器（９）とのいずれかを選択して作動され、従って他方の偏心モータ（９又は２）はつりあい部材（８）として機能する。これによって回転速度および振動直径のような種々の励磁器パラメータを有する粉砕機の作動が可能になる。
【００２２】
本発明の更なる実施例を図５に示す。この場合においては、粉砕チューブ（１）の直径は１０００mmであり、重力軸線および質量中心の外側の一側に配設される同期して作動する２つの励磁器（２ａ，２ｂ）のような偏心モータを設けられる。励磁器（２ａ，２ｂ）の質量は図３のようにつりあい部材（８）によってここでもつりあいがとられる。
【００２３】
図５に従った構成要素の連結は図６に示してある。２つの構成要素（Ａ）および（Ｂ）は異なる粉砕業務に適合するように粉砕機に加えられる。
【００２４】
図７および図８に示されている偏心振動粉砕機では、粉砕チューブ（１）の形状の粉砕コンテナは、基部フレーム（１５）で振動するために振動支持要素（１４）によって支持される。偏心モータ（２）の形状の励磁器ユニットは横断部材（１２）によって右側で粉砕チューブ（１）に固定的に取り付けられ、従って駆動側の振動支持要素（１４）のバネ軸線は一方の側の粉砕コンテナ（１）の重力軸線と他方の側の励磁器ユニット（２）との間にある。
【００２５】
偏心モータ（２）の反対側にあり且つその偏心モータ（２）に対し平行なつりあい部材（８）も、横断部材（１２）に固定的に取り付けられる。標準粉砕要素（１３）が粉砕チューブ（１）の内側に配置され、その運動方向は時計回りの運動として示されている。図７は、粉砕材料入口（１８）と粉砕材料出口（１９）と共に粉砕コンテナの前方壁（１７）を示している。
【００２６】
図９に示される本発明に従った振動粉砕機は、いわゆる付加的なチャンバ輪（２０）を有しており、従っていわゆる回転チャンバ原理に従って振動粉砕機を作動することができる。この場合においては、励磁器（２）は左側に配置されており、その運動方向は反時計回りの運動として示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った振動粉砕機の作動を示す略図である。
【図２】本発明に従った振動粉砕機の作動を示す略図である。
【図３】本発明に従った振動粉砕機の実施例を示す略図である。
【図４】本発明に従った振動粉砕機の実施例を示す略図である。
【図５】本発明に従った振動粉砕機の実施例を示す略図である。
【図６】本発明に従った振動粉砕機の実施例を示す略図である。
【図７】本発明に従った振動粉砕機の側面図である。
【図８】図７の線Ａ−Ｂに沿った側面図である。
【図９】本質的に図６に従った、振動粉砕機の粉砕コンテナに配設されるチャンバ輪の断面図である。
【符号の説明】
１…粉砕チューブ
２、２ａ、２ｂ、９…励磁器（偏心モータ）
３…粉砕機の充填物
８…つりあい部材
１２…横断部材
１４…振動支持要素
１５…基部フレーム
１７…前方壁
１８…粉砕材料入口
１９…粉砕材料出口
２０…チャンバ輪

Claims

少なくとも１つの粉砕コンテナ（１）を具備し、該粉砕コンテナの重心を通る鉛直軸線の一方の側にある該粉砕コンテナの部分に少なくとも１つの励磁器ユニット（２，９，２ａ，２ｂ）が接続され、上記粉砕コンテナの重心を通る鉛直軸線の他方の側にある該粉砕コンテナの部分につりあい部材（８）が接続され、該つりあい部材の影響でもって上記粉砕コンテナに少なくとも１つの均一でない振動が生成されるように上記励磁器ユニットによって上記粉砕コンテナが偏心的に振動せしめられることを特徴とする偏心振動粉砕機。
上記粉砕コンテナ（１）の重心を通る鉛直軸線から励磁器ユニット（２，９，２ａ，２ｂ）の重心を通る鉛直軸線までの距離が粉砕コンテナ（１）の中心から粉砕コンテナ（１）の内壁までの最短距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の偏心振動粉砕機。
上記励磁器ユニットが粉砕コンテナ（１）に固定的に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の偏心振動粉砕機。
上記励磁器ユニットが粉砕コンテナ（１）の重心を通る鉛直軸線に対し平行な軸線に設けられる１つ又は幾つかの連続した励磁器からなることを特徴とする請求項１または２に記載の偏心振動粉砕機。
上記励磁器ユニットが一方の上方にもう一方が配設され且つ粉砕コンテナ（１）の重心を通る鉛直軸線に対し平行な幾つかの励磁器からなることを特徴とする請求項１または２に記載の偏心振動粉砕機。
上記励磁器ユニットが偏心モータであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の偏心振動粉砕機。
幾つかの連続した粉砕コンテナ励磁器ユニットモジュールを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の偏心振動粉砕機。
当該偏心振動粉砕機の中心軸線に対し平行に配設される１つ以上の粉砕コンテナを具備することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の偏心振動粉砕機。
上記粉砕コンテナが粉砕チューブ（１）であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の偏心振動粉砕機。
上記粉砕コンテナ（１）内にチャンバ輪（２０）が配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の偏心振動粉砕機。
上記つりあい部材（８）が励磁器ユニット（２，９，２ａ，２ｂ）に対して反対側の粉砕コンテナ（１）の側部に平行に配設されることを特徴とする請求項１に記載の偏心振動粉砕機。