JP3857277B2 - 粉砕機 - Google Patents

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Description

本発明は、正確に内部トイシ車と外部トイシ車間の距離及び平行度を調整することができる上、過大な粉砕圧力に耐えて緩衝することができ、且つ、粉砕機の微粒子を分離排出して収集することができる粉砕機に関する。
近年、生活品質の向上により、相対的に工業水準に対する要求も日々に厳格となり、特に環境保護の意識が強く、食品及び薬品製造のGMP標準が制定された後、1:成分、2:騒音、3:含鉄量(主要来源はトイシの損耗)、4:温度、5:汚染等多項目の厳格なGMP標準に符号した粉砕機に対する要求は極めて切なるものがある。
然しながら、今日に至るまで国内に於ては未だにGMPの検査を通過することができる製造能力を有するメーカーがなく、国外に於てもこの標準に合格する機器は少ない状態である。
而して、粉砕機は下記の五大要素を必ず考慮しなければならない。即ち、1:トルク、2:遠心力、3:破壊力、4:温度、5:騒音である。然るにこの要素は相互間に密接な関係がある。モータ或いは伝動軸がエネルギーを粉砕機に伝達した時、先ずトルクを発生する。次に、トルクにより遠心力を形成する。遠心力がトイシ車に伝達されるとトイシ車の重力によって粉砕に必要な破壊力が形成される。而して、破壊力の発生と同時に温度の上昇及び騒音の問題が発生してくる。上記各要素間は相互にからみあってくるので、みのがすことができない。早期の粉砕機の設計はモータの回転速度が固定しているので、インプットするトルクも固定となり、依って、相対する破壊力も固定となる。従来のレイモンド式のトイシ車式粉砕機はこの種類に属する。この種類の粉砕機は、一旦、破壊力に不足が発生した時、或いは必要により生産能力を向上する必要がある時には、単にモータを交換してトルクを高めていた。
この様な状態で盲目的に使用し、任意にモータの馬力を高めている状況に於ては常に、既に粉砕した原料が押されて薄片状となって有効的に粉砕することができない。又、過大な破壊圧力は更に容易にトイシ車或いは機器の損耗、騒音の増加、温度の上昇及び原料結晶の新たな問題を発生し、依って、大なる損失が生じるのであり、生産能力を向上させることができない等の諸種の欠陥がある。
而して、従来の粉砕機は既に13000メッシュ以上の粉砕粒子に粉砕できる原料の材質及び生産能力等に対して相当な改善を来している。然しながら、依然としてGMPの厳格な要求に対して完全に適合することができない状態である。
本特許出願人が後記特許文献1に於いて開示した「竪型テコ加圧式粉砕機」はスプリングの引張力及びテコの原理を利用して、内部トイシ車が外部トイシ車に押し付ける圧力を予め設定して、衝突による磨耗の発生を防止することができるようになっているけれども、更にすくなくても下記の欠点に対する改善を必要とする。
米国特許第5238196号明細書
(1)粉砕過程は高振動で、且つ、強烈な破壊圧力の衝撃を受けなければならない。然るに、スプリングの引張力は究極的には比較的小さく、長期運転の下に於てはスプリングは容易に疲労或いは破損する。
若し、鉱物、セラミック材、酸化ジルコニューム、チタン合金及び金属酸化物等の高硬度の材料を粉砕する必要がある時、前記スプリングの引張力の不足により、内部トイシ車は硬質材料によってとばされる。よって、若し内部トイシ車と外部トイシ車間の平行度が良好な平行状態を保持することができないならば、粉砕効率はきびしい影響を受ける。又、スプリング自体の圧力強度が不足な状況に於ては、有効的に粉砕過程の高振動を吸収することができない。この為、内、外部トイシ車は損なわれ、過多の含鉄量或いは粉砕材料の汚染が生じる。
(2)非常に大きな破壊圧力を受ける状況に相対応する為、常に比較的大なるスプリングを利用してスプリングの引張力の向上を計っている。この為、内部トイシ車の下方はスプリングを配設するために大きな空間を必要とする。然るに、機体内部の空間は有限であるため、内部トイシ車の加圧系統が大きな空間を占めることは許容できない。又、部品があまりにも複雑であれば多くの不都合を生じ、機械粉砕後の清掃作業も困難となる。
内部トイシ車と外部トイシ車間の平行度は粉砕作業上極めて重要であり、粉砕が或る程度に達した時、原料と原料間は摩擦して相互に押しあって分子の衝撃を発生する。粉砕機構の加圧系統が充分な破壊圧力を有しているならば、内部トイシ車と外部トイシ車間は接触することなく、よって内部トイシ車は容易に材料を押すことができて、粉砕効率を達成することができる。
本発明人は従来の粉砕機の欠点に鑑みて、積極的にその改良の道を求め、多くの次の設計と実験を経て遂に本発明に至ったものである。
本発明は、上記欠陥に鑑み之を克服することを目的とし、正確に内部トイシ車と外部トイシ車間の距離及び平行度を調整することができ、且つ、過大な粉砕圧力を受けて緩衝することができる粉砕機を得ることにある。
本発明は前記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、粉砕機のトイシ車調整機構であって、該トイシ車は外部トイシ車と、前記外部トイシ車の中に設けられていて、その周囲には数個のみぞ座が設置されており、該みぞ座の両側にはそれぞれ長方形の貫通穴が設けられていて、その下方には延伸部が設置されている遠心盤と、内部トイシ車があって、その下方の座台は前記遠心盤のみぞ座内と前記外部トイシ車の間に設けられている内部トイシ車と、少なくても一セットのプレートスプリングがあって、その上端は内部トイシ車の座台に固定していて、その下端は下方に延伸しているプレートスプリングと、前記座台を前記みぞ座内の所定位置に固定して設置することができる第一調整部品と、前記みぞ座の切欠口に設けられていて、且つ、穴を有している当て板と、前記当て板の穴に設けられていて、前記内部トイシ車と前記外部トイシ車間の適当な距離と平行度をコントロールすることができるように構成された第二調整部品と、前記プレートスプリングの下端に設けられていて、前記プレートスプリングを前記みぞ座の延伸部下方に固設して、前記プレートスプリングの圧力を設定するように構成された第三調整部品とから成り、
前記第一と第二及び第三調整部品を利用することによって、正確に前記内部トイシ車と前記外部トイシ車間の距離及び平行度を調整することができ、且つ、粉砕に必要な破壊圧力をコントロールすることができるように構成された粉砕機に於いて、
上記第一調整部品は前記座台の下方に設けられた貫通穴に挿通すると共に、前記長方形の貫通穴に内外方向にスライド自在に挿通して設けられてなり、上記第二調整部品は前記当て板を前記内部トイシ車に固定された前記プレートスプリングの上縁にあてがって該当て板の穴の移動により調整するように構成され、且つ、上記第三調整部品は、前記延伸部前方の弧形状を呈しているプレートスプリング下方の長状形の切欠口を突き通して該延伸部下部に設けられた穴に固着することによって、該プレートスプリング下方を前記座台に固定してなり、上記遠心盤の上には送風口座台が設けられ、該送風口座台には吸収力によって自動的に開くカバーが枢設されてなることを特徴とする粉砕機、
及び、請求項2記載の発明は、上記第一調整部品、第二調整部品及び第三調整部品は、ボルトとナットで組成して成ることを特徴とする請求項1記載の粉砕機を提供するものである。
本発明の粉砕機はその具備しているトイシ車調整機構によって正確に内部トイシ車と外部トイシ車間の距離と平行度を調整することができることによって、極めて良好な粉砕能力を有し、且つ、高強度のプレートスプリングを利用して過大な粉砕圧力に耐えて緩衝することができ、斯くして、トイシ車の破損を免れることができる。
本発明は内部に相関構成部品を設置することができる機体と、粉砕後の粉粒を集粉装置に送る粉吸込・送出機構と、粉粒の大小を選別し並びに、それを排出する分離機構と、粉砕機構と、内部トイシ車と外部トイシ車間の距離と平行度を正確に調整することができるトイシ車調整機構と、前記粉砕機構を作動させることができる駆動機構とによって構成することにより良好なる粉砕能力を発揮するようにした。
以下、本発明の一実施例を添付図面に従って詳述する。図1〜図3及び図13に示す如く、本発明は主として、内部に相関構成部品を装置することができる機体10と、粉砕後の粉粒を集粉装置に送ることができる粉吸込・送出機構20と、粉粒の大小を選別することができると共にそれを排出する分離機構30と、粉砕機構40と、内部トイシ車と外部トイシ車間の距離及び平行度を調整することができるトイシ車調整機構50と、前記粉砕機構40を作動させることができる駆動機構60とから成る。
その中、前記機体10はその上方に粉吸込・送出機構20が設置されていて、その内部には分離機構30と導流機構35、粉砕機構40及び内部トイシ車調整機構50が設置されており、そして、その表面には装入口11と前記装入口11に取り付けることができて原料を装入するのに供する装入機70が設置されている。而して、その下側には回収室12が設置されている。前記回収室12の表面には回収穴121があって、回収管72を接続している。もって、集粉装置71内の過量空気を回収して再度前記機体10に進入させる。又、その下側には滓排出室13が設置されている。該滓排出室13には滓排出管131が設けられていて収集室14と連接している。少部分の粉砕しにくい雑質或いは過多に装入した原料を排出するのに供することができる。
前記粉吸込・送出機構20の上方にはモータの取付座が設置されていて、その下方は前記機体10と連結している。その内部には前記分離機構30の使用に供する伝動軸21が設けられている。該伝動軸21の上方には高速回転のモータ22が設置されていて、周波数変換機によって前記分離機構30の必要な遠心力の大小をコントロールしている。前記分離機構30と導流機構35は相結合している。而して、流水の導流方式は筒形胴体35a,35b,35cの何れを採用しても、均しく正確に粉粒の粒度をコントロールすることができる。その中、粉吸込・排出機構の一側には送粉管が設置されていて送風機73と連接している。よって、吸込み風力を形成して前記分離機構30から分離された粉粒を収集することができる。
なお、この段落から、段落0024までの記載は、本発明の粉砕機の粉砕機構そのものではなく、粉砕された後の小粉粒と大粉粒とを分離するための分離機構、導流機構に関するが、分離機構、導流機構は前記粉砕機の粉砕機構と密接不可分に結合して重要な機能を有するので、詳細な記述を展開するに及ぶものである。
図1〜図4(a)に示す如く、前記分離機構30は前記機体10内部の上方に設置している前記伝動軸21に固定して設置されている。前記分離機構30の中には上下に相対応する二個のリングフレーム31があって、その内部には数個の貫通穴311が設けられていて、且つ、その周縁には穴312が設けられている。又、数個の分離ブレード32があって、その一側の上下端にはそれぞれ嵌合ピン321が具備されていて、前記リングフレーム31の前記穴312に嵌合して設置している。このような設計により前記リングフレーム31に設けている貫通部311は比較的小粉粒の流通空間を形成して小粉粒の流通に供することができる。而して、比較的大なる粉粒は前記分離ブレード32の流れ機構を経て濾過された後、再度粉砕機構に落ち込んで再粉砕して微粉粒を形成する。
図2〜図5(a)に示す如く、前記分離機構30の外側には導流機構340が設置されている。該導流機構340は前記機体10内部の上方に設置されていて、筒形胴体35と該筒形胴体35の下方に設置されている皿形円板34とで組成されている。該皿形円板34の外径は前記筒形胴体35の内径よりやや小さく、両者間に間隙C1を有している。前記皿形円板34を上下に調整して前記伝動軸21に固設することができる。比較的小粉粒を粉砕する時、前記皿形円板34を上の方に調整して、前記筒形胴体35との間隙を縮小(例えばC2の如く)することができる。前記皿形円板34は空気の流量及び渦巻き流動の遠心半径をコントロールすることができるので、前記間隙C2が小さい程、より小さい粉粒が前記分離機構30に流入される。前記導流機構の筒形胴体35の周縁には数個の開口部351が設けられている。前記開口部351の周縁には傾斜板352が設置されている。よってエッディフローの加速作用を形成するのに有利な状態を来し、遠心力の作用を利用して粉体にエッディフローを発生させ、且つ、濾過の効果を奏することができる。而して、前記傾斜板352は比較的大粒の粉体をエッディフローの外側に排出するのに供し、その排出した大粒の粉体は前記機体10の内壁に沿って降下して循環粉砕を行うことができるようになっている。而して、比較的小粒の粉体はエッディフローの内側にあって前記伝動軸21に沿って上昇するように構成されている。
この設計はエッディフローをコントロールすることができるようになっているので、比較的大粒の粉体を導流機構から排出して循環粉砕を行うことができる。又、この種の設計は粉粒を機体内で循環粉砕を行うことができる。この技術はマイクロ粉砕からナノ粉砕に前進する重要なかぎである。前記分離ブレード32は高速回転による遠心力作用でもって、比較的大粒の粉体を導流系統に排出することができる。又、導流系統の傾斜板も粒径の濾過作用を有している。この相対的技術と理論の実践は一種のナノ化粉砕分離上の組合せである。
図3及び図5(b)は本発明の他の実施例を示す。筒形胴体35a上方に上昇或いは下降することができる延伸部34aが設けられていて、前記分離ブレード32に比較的大粒の粉体を撃砕する空間を供するものである。
図5(c)に示す如く、筒形胴体35bは外向きに傾斜している傾斜板353を具有している。図5(d)に示す如く、筒形胴体35cは部分的に内向きに傾斜している傾斜板354と部分的に外向きに傾斜している傾斜板355を具有している。筒形胴体の傾斜板は分離機構の遠心力作用と相俟って粒径を濾過する効果を奏する。
図6〜9及び図13に示す如く、粉砕機構40は機体10の内側に設けられている外部トイシ車15と、駆動機構60の駆動を受けて転動する主軸41と、該主軸41の上に設けられている遠心盤42と該遠心盤42に設けられていて、前記外部トイシ車15と適当な間隔を形成している数個の内部トイシ車43と、前記遠心盤42上方、内部トイシ車43の一側に設けられていて、粉体を上下二段に形成して平均的に内部トイシ車43と外部トイシ車15間に送入することができる上、原料の堆積を防止することができる長扁平形板421とを含んでいる。而して、前記遠心盤42の上には送風口座台422があって、カバー423を枢接している。粉吸込送出装置が送風機と連結して運転した時、前記カバー423は吸収力を利用して自動的に開き、送風によって原料をほぐすことができるように構成されている。
駆動機構60にはモータ61が設けられていて粉砕機構40の動力源に供している。前記モータ61の原動軸は駆動箱62の中に伸入していて主軸41を転動する。前記駆動箱62内には変速部品があって、前記主軸41を高速、中速、中低速及び低速等の数段に変速することができる。これにより適当な粉砕材質或いは粉砕過程の必要によって、回転速度を適当な速度に調整して切換えをすることができる。斯くして、予め設定した圧力及び回転速度を提供することができて最高の生産能力を維持することができる。
上述の各部品の組合せによって使用時、先ず、送風モータ22を運転し、次いでモータ61を回転させる。前記モータ61が運転した後、動力は前記駆動箱62を経て主軸41に伝達する。前記主軸41が回転した後、前記遠心盤42を連動する。この時、内部トイシ車43は外部トイシ車15の内壁に沿って主軸41を中心に公転を開始して粉砕作用を発生する。
送風機73起動後、空気は回収穴121より進入し、回収管72を経て正確にコントロールした後、前記機体10内に送入され、前記送風口座台422を経て上向きに送風する。この時、装入口11より前記機体10に装入された原料は粒子が非常に大きいため、上昇しているエッディフローに影響されることなく、直接前記外部トイシ車15及び前記遠心盤42の中へ落ち込んで行くのである。前記遠心盤42はその旋回によって発生する遠心力を利用して、更に前記内部トイシ車43のはじき運動と前記長扁平形板421及び送風口座台422の補助と相俟って粉体を上下二段に平均に分布して前記内、外部トイシ車43,15間に送入して、原料の粉砕、研磨を実行することができる。而して、粉体は渦巻き気流に従って前記分離機構30に上昇する。そして、その選別を経て小粉粒と大粉粒に分離することができる。斯くして、小粉粒は送粉管23内に送られる。前記送風口座台422も前記回収穴121から進入した空気で原料を吹き動かして堆積している原料が架橋を発生することがないように防止するのに供することができる。並びに、集粉装置内の過量空気を回収して前記機体10内に流入させることができる。
図6〜図12に示す如く、本発明のトイシ車調整機構50でその中には、3個の内部トイシ車43があって、その下方には貫通穴431を具有する受座台432が設けられている。該受座台432の座台の一側には下向きに延伸している高強度のプレートスプリング433(合金鋼製品、例えばトラック専用の緩衝プレートスプリング)があって、その下方には長方形状の切欠口434が設けられている。前記プレートスプリング433は変形した弧形状を呈している。又、前記プレートスプリング433は一枚又は数枚のプレートスプリングで組成されている。
前記遠心盤42の周辺には数個の切欠口441を具有しているみぞ座44があって、前記内部トイシ車43の受座台432を受け入れている。而して、前記切欠口441は前記受座台432が予定の移動をするのに供するものである。又、みぞ座44の下方には延伸部442が具備されていて、その上にはネジ穴446が設けられている。又、前記延伸部442の前方は前記内部トイシ車43が下向きに延伸しているプレートスプリング433である。前記みぞ座44の前方には当て板443が設けられている。前記みぞ座44の相対応する両側にはそれぞれ長方形の貫通穴444が設けられていて、第一調整部品45(その両端はナットで締めつけることができて、固定の作用を達成する。必要に応じてワッシャーを設置して固定の面積を増加する)を突き通して設置することができる。
前記第一調整部品45は同時に前記内部トイシ車の受座台432に設けられている貫通穴431を突き通って設置するようになっている。前記当て板443には穴447が設けられていて、第二調整部品46(ネジ部品のようなもの)をネジ込んで、前記内部トイシ車43の前記プレートスプリング433の上縁にあてがっている。第三調整部品47(ネジ部品のようなもの)は先に前記延伸部442前方の前記プレートスプリング433の下方を突き通って、前記延伸部442に設けられているネジ穴446にネジ込んで前記プレートスプリング433を前記受座台432に固定する。かくすることによって、前記プレートスプリング433を圧迫すると、前記プレートスプリング433の弾性作用力は変化を発生する。この弾性作用力の変化によって前記内部トイシ車43の弾性緩衝力を調整することができる。
前記第一調整部品45は前記内部トイシ車43を固定することができる。前記第二調整部品46は正確に前記内部トイシ車43と前記外部トイシ車15間の距離と平行度を調整することができる。前記内部トイシ車43と前記外部トイシ車15間の平行度は粉砕工作に於ては相当に重要なものである。粉砕が或る一定の程度に至った時には、原料と原料間の摩擦となり、前記内部トイシ車43と前記外部トイシ車15は接触する必要がなく、適当に原料を圧迫していれば粉砕の効果を達成することができる。その中、前記第一調整部品45は前記みぞ座44の両側に設置している貫通穴444で滑り動くことができる。これにより、前記内部トイシ車43の移動を連動することができる。前記第二調整部品46は前記内部トイシ車43の前記受座台432にあてがって正確な調整作用をすることができる上、前記内、外部トイシ車43,15間の距離と平行度をコントロールすることができる。又、高強度の前記プレートスプリング433は弾力作用を利用して、前記内部トイシ車43を前記外部トイシ車15に向って移動する形勢を来しているので、粉砕圧力が過大時の弾性緩衝に供することができて、前記内部トイシ車43の破損を免れることができる。
前記みぞ座44の前記延伸部442の一側に掃出板445が設けられている。前記主軸41が転動時、前記掃出板445を連動して移動させることができる。前記掃出板445は前記滓排出室13内の少部分の粉砕しにくい雑質或いは過多に装入した原料を滓排出管131に差し込んで、前記収集室14によって収集する(粉砕しにくい雑質はそれ自身の重力の作用及び遠心力作用で落下する)ようになっている。
上述を総合すれば、本発明は下記の特徴点を具有している。(1)正確に内部トイシ車と外部トイシ車間の距離と平行度を調整することができる。(2)過大な粉砕圧力に耐え且つ緩衝することができる。(3)又、分離機構、導流機構を併用することによって、粉砕で生じた微粒子粉体を流れ案内によって濾過分離して排出し収集することができる。
本発明の実施例を示し、導流機構の一部切欠斜面図。 本発明の導流機構の局部断面図。 本発明の他の実施例の導流機構の局部断面図。 本発明の分離機構と導流機構とを示し、(a)は本発明の分離機構と導流機構との平面図。(b)は(a)の4A−4A線断面図。(c)は本発明の分離機構と導流機構の相対位置を示す縦断面図。 本発明の導流機構を示し、(a)及び(b)は本発明の導流機構の斜面図。(c)は本発明の他の導流機構の斜面図。(d)は本発明の更に他の導流機構の斜面図。 本発明の分離機構と粉砕機構の相対位置を示す斜面図。 本発明の遠心盤の立体図。 本発明の遠心盤上に数個の内部トイシ車を設置した斜面図。 本発明の粉砕機構の斜面図。 本発明の内部トイシ車の斜面図。 本発明の粉砕機構の内部トイシ車、外部トイシ車及び調整機構の断面図。 本発明の内部トイシ車調整機構の斜面図。 本発明の流れ作業の解説図。
符号の説明
10 機体
11 装入口
12 回収室
13 滓排出室
14 収集室
15 外部トイシ車
20 粉吸込送出機構
21 伝動軸
22 送風モータ
30 分離機構
31 リングフレーム
32 分離ブレード
34 皿形円板
34a 延伸部
35 導流機構
40 粉砕機構
41 主軸
42 遠心盤
43 内部トイシ車
50 トイシ車調整機構
60 駆動機構
61 モータ
62 駆動箱
70 装入機
71 集粉装置
72 回収管
73 送風機
431 貫通穴
432 受座台

Claims (2)

  1. 粉砕機のトイシ車調整機構であって、該トイシ車は外部トイシ車と、前記外部トイシ車の中に設けられていて、その周囲には数個のみぞ座が設置されており、該みぞ座の両側にはそれぞれ長方形の貫通穴が設けられていて、その下方には延伸部が設置されている遠心盤と、内部トイシ車があって、その下方の座台は前記遠心盤のみぞ座内と前記外部トイシ車の間に設けられている内部トイシ車と、
    少なくても一セットのプレートスプリングがあって、その上端は内部トイシ車の座台に固定していて、その下端は下方に延伸しているプレートスプリングと、前記座台を前記みぞ座内の所定位置に固定して設置することができる第一調整部品と、前記みぞ座の切欠口に設けられていて、且つ、穴を有している当て板と、前記当て板の穴に設けられていて、前記内部トイシ車と前記外部トイシ車間の適当な距離と平行度をコントロールすることができるように構成された第二調整部品と、前記プレートスプリングの下端に設けられていて、前記プレートスプリングを前記みぞ座の延伸部下方に固設して、前記プレートスプリングの圧力を設定するように構成された第三調整部品とから成り、
    前記第一と第二及び第三調整部品を利用することによって、正確に前記内部トイシ車と前記外部トイシ車間の距離及び平行度を調整することができ、且つ、粉砕に必要な破壊圧力をコントロールすることができるように構成された粉砕機に於いて、
    上記第一調整部品は前記座台の下方に設けられた貫通穴に挿通すると共に、前記長方形の貫通穴に内外方向にスライド自在に挿通して設けられてなり、上記第二調整部品は前記当て板を前記内部トイシ車に固定された前記プレートスプリングの上縁にあてがって該当て板の穴の移動により調整するように構成され、且つ、上記第三調整部品は、前記延伸部前方の弧形状を呈しているプレートスプリング下方の長状形の切欠口を突き通して該延伸部下部に設けられた穴に固着することによって、該プレートスプリング下方を前記座台に固定してなり、上記遠心盤の上には送風口座台が設けられ、該送風口座台には吸収力によって自動的に開くカバーが枢設されてなることを特徴とする粉砕機。
  2. 上記第一調整部品、第二調整部品及び第三調整部品は、ボルトとナットで組成して成ることを特徴とする請求項1記載の粉砕機。
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