JP4516054B2

JP4516054B2 - 粉砕機

Info

Publication number: JP4516054B2
Application number: JP2006186700A
Authority: JP
Inventors: 仁鴻張
Original assignee: 仁鴻張
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP2006312168A

Description

本発明は内部トイシ車と外部トイシ車を用いて過大な粉砕圧力で粉砕した場合でも緩衝することができる粉砕機において、粉砕機構で粉砕された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、生活関連品の品質の向上により、相対的に工業水準に対する要求も日々厳格となり、特に環境保護に関する意識が強く、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（主要発生源はトイシの損耗）、４：温度、５：汚染等多項目の厳格なＧＭＰ標準に符号することが求められ、粉砕機に対する要求には極めて切実なものがある。

しかしながら、今日に至るまで国内に於いては未だに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、之等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する。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、よって、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。

このよう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行っている。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、開発した後掲特許文献１において開示する「立型レバー加圧式製粉機」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、衝突に伴う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、更に少なくとも下記の欠点に対する改善を必要とする。

（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、粉砕効率は厳しい影響を受ける。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。このため、内部トイシ車、外部トイシ車は損なわれ、過多の含鉄量或いは粉砕材料による汚染が生じる。

（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が生じ、粉砕後の機械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。

本出願人は、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、多くの設計と実験を経て遂に本発明を創設するに至ったものである。
特開平０６−１２６２０２号公報

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、過大な粉砕圧力を受けて緩衝することができるもので、更に粉砕後の微粒子を分離排出して収集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分離機構が主体内部の伝動軸上方に設けられており、且つ、該分離機構は二個の上下相対応するリングフレームを有し、前記リングフレーム内には貫通部が設けられていて、その周縁には穴が設けられており、更に、数個の分離ブレードがあって、その一側の上下端部にはそれぞれ嵌合ピンが設けられていて、前記二個のリングフレームの穴に嵌め込むように構成された粉砕機において、前記ブレードの外側には導流機構が設けられているとともに、
前記導流機構は筒形胴体及び該筒形胴体の下方に設けている皿形円板で組成されており、且つ、前記筒形胴体の周辺には数個の開口部が設けられており、更に、該開口部の一側には傾斜板が設けられており、前記皿形円板は上下に調整自在に構成されて前記筒形胴体との間隙を調整することができるように構成されて成ることを特徴とする粉砕機、
及び、請求項２記載の発明は、前記筒形胴体の傾斜板は外向きに傾斜している請求項１記載の粉砕機、
及び、請求項３記載の発明は、前記筒形胴体の傾斜板は内向きに偏って傾斜している請求項１記載の粉砕機、
及び、請求項４記載の発明は、前記筒形胴体の傾斜板は一部分が内向きに偏って傾斜し、他の一部分は外向きに偏って傾斜している請求項１記載の粉砕機、
及び、請求項５記載の発明は、前記筒形胴体の上端面に延伸部が設けられている請求項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、粉砕機構で粉砕された粒子を分離機構の利用により、粉砕後の微粒子を導流し分離して排出収集する等の効果を奏する。

また、本発明は、分離機構の特有の導流機構の構成により、粉砕機構で粉砕され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。

本発明は粉砕機構で粉砕された粒子を分離機構の利用により粉砕後の微粒子を導流し、分離して排出収集すると云う目的を達成するために、粉砕機の分離機構が主体内部の伝動軸上方に設けられており、且つ、該分離機構は二個の上下相対応するリングフレームを有し、前記リングフレーム内には貫通部が設けられていて、その周縁には穴が設けられており、更に、数個の分離ブレードがあって、その一側の上下端部にはそれぞれ嵌合ピンが設けられていて、前記二個のリングフレームの穴に嵌め込むように構成されたことを特徴とする粉砕機を提供することにより実現した。

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、並びに図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、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とからなる。

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３５，３４０、本発明に密接に関連する粉砕機構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と該装入口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。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には滓排出室管１３１が設けられていて収集室１４と連接している。小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ため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。

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上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、その一側の上下端部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。この様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（ｅｄｄｙｆｌｏｗ）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と部分的に外向きに傾斜している傾斜板４５５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。

以下における技術的事項は、主として粉砕機の粉砕機構に関する内容であり、本発明が標榜する粉砕機の分離機構、導流機構に関する技術的事項そのものではないが、本発明と密接に関連する技術的事項であるので詳細に展開することとする。図６〜９、並びに図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に上方、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を枢支している。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を起動した後、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こととなる。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を回避できる様に資することができる。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の下方にはみぞ座の延伸部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より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の弾性作用力に変化が生じる。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程に於ては相当に重要である。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内の小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。

上述した技術的事項を総合すれば、本発明は、本発明と密接に関連する粉砕機構の構成と相俟って下記の特点を有する。（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るとともに緩衝することができる。（３）粉砕機構で粉砕した微粒子粉体を、導流機構における流れ案内によって粒径に従い濾過分離を行い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（延伸部具備）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）（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。本発明と密接に関連する遠心盤上に数個の内部トイシ車を設置した斜面図。本発明と密接に関連する粉砕機構の斜面図。本発明と密接に関連する粉砕機構の内部トイシ車の斜面図。本発明と密接に関連する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。本発明と密接に関連する粉砕機構の内部トイシ車調整機構の斜面図。本発明の粉砕機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
３５ａ筒形胴体
３５ｂ筒形胴体
３５ｃ筒形胴体
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送入機
７１集粉装置
７２回収管
７３送風機
３１１貫通穴
３１２穴
３２１嵌合ピン
３５１開口部
３５２傾斜板
３４０導流機構
４３２受座台

Claims

粉砕機の分離機構が主体内部の伝動軸上方に設けられており、且つ、該分離機構は二個の上下相対応するリングフレームを有し、前記リングフレーム内には貫通部が設けられていて、その周縁には穴が設けられており、更に、数個の分離ブレードがあって、その一側の上下端部にはそれぞれ嵌合ピンが設けられていて、前記二個のリングフレームの穴に嵌め込むように構成された粉砕機において、
前記ブレードの外側には導流機構が設けられているとともに、
前記導流機構は筒形胴体及び該筒形胴体の下方に設けている皿形円板で組成されており、且つ、前記筒形胴体の周辺には数個の開口部が設けられており、更に、該開口部の一側には傾斜板が設けられており、前記皿形円板は上下に調整自在に構成されて前記筒形胴体との間隙を調整することができるように構成されて成ることを特徴とする粉砕機。
前記筒形胴体の傾斜板は外向きに傾斜している請求項１記載の粉砕機。
前記筒形胴体の傾斜板は内向きに偏って傾斜している請求項１記載の粉砕機。
前記筒形胴体の傾斜板は一部分が内向きに偏って傾斜し、他の一部分は外向きに偏って傾斜している請求項１記載の粉砕機。
前記筒形胴体の上端面に延伸部が設けられている請求項１記載の粉砕機。