JP4557634B2

JP4557634B2 - 撹拌式ミル

Info

Publication number: JP4557634B2
Application number: JP2004240745A
Authority: JP
Inventors: ゲールシュテファン
Original assignee: Maschinenfabrik Gustav Eirich & Co Kg GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Gustav Eirich & Co Kg GmbH
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: AU2004203593A1; ATE392259T1; ZA200406269B; AU2004203593B2; RU2004122031A; US7264191B2; DE502004006822D1; CN100518943C; EP1510256A1; US20050040266A1; CN1583276A; RU2343979C2; JP2005066597A

Description

本発明は請求項１のプレアンブル部分に従う撹拌式ミルに関する。

一般的タイプの撹拌式ミルは特許文献１（特許文献２に対応）から知られている。それは、回転駆動する粉砕容器を有する。はねよけとして働くシールが、粉砕容器とマシンのスタンドに非回転式に設けられた蓋として働くカバーの間に備えられている。これら撹拌式ミルは過圧では操作できない。粉砕材料の放出は圧力がかからない。すなわち、それは大気圧に抗して起こる。

実際は、粉砕作業の後に粉砕材料から粉砕補助体を分離するための多数のアプローチがなされ、刊行されてきた。スクリーンやスクリーンカートリッジを用いることは見慣れたアプローチになってきた。しかしながら、それらは目詰まりの危険を有し、表面は限られている。回転分離装置を設けることも知られている。それらは比較的複雑であり、特に研削粉砕材料で磨耗する傾向がある。

特許文献３（特許文献４に対応）が、上と同様のデザインの撹拌式ミルを教示する。粉砕材料−粉砕補助体分離装置が次のようにして具体化されている。つまり、プランジパイプが撹拌ディスク上に置かれ、粉砕材料を吸うために隙間が残されている。このようなデザインも比較的激しく磨耗する傾向がある。
EP0369149B1 US4998678 EP1323476A1 US10/327206

本発明の目的は、粉砕補助体の分離が堅実なデザインで実現でき、構造上の要件が少なくて済むように、一般タイプの撹拌式ミルを具体化することである。

本発明によれば、この目的は請求項１の特徴部分の特徴によって達成される。本発明の要点は以下の点にある。すなわち、粉砕加工の後、粉砕材料と粉砕補助体の混合物がプランジパイプを介して撹拌式ミルから吸い出され、粉砕補助体の分離が重さと慣性によってプランジパイプ内で起こる。重力によって、そしてプランジパイプの下を通る粉砕補助体のベッドによって運ばれ、粉砕補助体は粉砕室に直接戻る。これは非常に簡単に、低コストで実現できる。用いられる構成要素は、非常に簡単に、ほとんど出費なしで磨耗から保護される。小さい粉砕補助体でさえ分離される。

本発明に従う撹拌式ミルは、撹拌式ミルに激しい磨耗を引き起こす物質を粉砕するのに用いられることが好ましい。それらは特に水を混合したセラミックス物質であり、粉砕材料の比較的低粘性の懸濁液（スラッシュ）を形成する。この種の粉砕材料は比較的値段が低く、粉砕材料の単位重量当たりの磨耗のコストを制限する。本発明の実施形態の結果、撹拌式ミルはほとんど磨耗することなく長期間安全に操作できる。これは、他の粉砕補助体分離装置では言えない。本発明に従うデザインにより、粉砕補助体を、粉砕材料の吸引と粉砕補助体の分離のための装置付近にある粉砕材料から沈殿させることが可能である。一種のポケットが粉砕補助体のベッド内のプランジパイプに形成され、粉砕材料と共にプランジパイプに昇っていく粉砕補助体を有しないか、ほんの僅かに有するだけである。

請求項２に従う粉砕容器が回転駆動するときも、本発明は特に有利に用いられ、粉砕室で粉砕補助体の流れが実現する。請求項３に従うプランジパイプの偏心した配置の結果、プランジパイプで下方に沈む粉砕補助体は、粉砕材料と粉砕補助体の回転するベッドにより運ばれる。プランジパイプは、粉砕材料と粉砕補助体のベッドが高強度で動く粉砕室の領域に開口している。これは、請求項４に従う少なくとも一つの撹拌機の偏心した配置と、特に請求項５及び６に従うプランジパイプの配置によって裏付けられる。
従属請求項は、多数の本発明の発展と一部は進歩性のある別な発展を含む。
本発明の別な特徴、利点及び詳細は、図と共に以下の例示の実施形態から明らかになるであろう。

図１と２に見られる撹拌式ミルは実質的に円筒形の粉砕容器１を有し、その中心縦軸２は垂直である。すなわち、粉砕容器１は垂直方向に真っ直ぐである。それは、軸２の横方向に延びる底部３によって下方は閉じられている。軸２と同軸の回転軸受け４を介して、それは、大雑把に輪郭を描いただけのマシンスタンド５に担持されている。従って、粉砕容器１は中心縦軸２の周りに回転可能である。スタンド５に担持された粉砕容器駆動モーター６が、粉砕容器１の回転駆動装置として設けられている。モーター６のシャフト７は軸２に平行であり、粉砕容器１の底部付近に設けられたギア駆動装置８とギア・リング９を介して、粉砕容器１を回転１０の方向に駆動させる。ギア・リング９に対するギア駆動装置８の減速比によって、粉砕容器１は比較的低速度で駆動できる。もちろん、ホイール−ディスク駆動装置もギア駆動装置８の代わりに用いられる。

撹拌機１１が粉砕容器１の中に配置され、実質的に−この点は従来どおり−その上に配置され、放射状に突出した撹拌機シャフト１２と撹拌機具１３を有している。この場合、撹拌機具１３は通路１４を有する撹拌ディスクである。底部３から離れる方に向かう撹拌機シャフト１２の上部は軸受け１５に延びている。この軸受け１５は、回転できず、図示されていない様式でマシンスタンド５に担持された前面カバー１６に設けられている。粉砕容器１の中心縦軸２と同心のはねよけ１８が、カバー１６と粉砕容器１の上端１７の間にある。はねよけ１８は粉砕容器１の端１７に結合されていない。粉砕容器１は回転可能であり、カバー１６の形状の蓋は固定されているが、マシンスタンド５に取り外し可能に設けられている。カバー１６とはねよけ１８は粉砕容器１を気密に閉じていないので、大気圧が粉砕容器１に現れる。つまり空気が粉砕容器１に入ってくる。

撹拌機１１は撹拌機駆動モーター１９で駆動する。このモーターはマシンスタンド５に連結され、そのシャフト２０は撹拌機の軸２１に平行であるが、偏心率eでそこからずれている。ベルト駆動部２２は粉砕シャフト１２に動作を伝達する。駆動モーター１９は、回転１０の方向と同じ回転２３の方向に撹拌機１１を作動させる。しかしながら、回転１０の方向と２３は反対でもよい。

粉砕材料供給ライン２４が非回転カバー１６を通って延びる。その出口２５が粉砕容器１の底部３の付近にあることが保障されている。この実施形態では、このライン２４は流れ転向体２６の形状で具体化される。この転向体２６は転向面２７を有する。この結果、そこに当たる粉砕材料と粉砕補助体の流れ２９（図２にのみ示す）が放射状に内側に転向する。ライン２４は粉砕室の壁２８の近傍に配される。粉砕材料供給ポンプ３１が粉砕材料を供給ライン２４に供給する。粉砕材料は、底部領域の出口２５、すなわち底部３の付近の出口２５を介して粉砕容器１に供給される。

粉砕材料の吸引と粉砕補助体の分離のための気密装置３２が、外側からカバー１６を通っている。それは、円筒形のプランジパイプ３３の形状で構成されている。このパイプは粉砕容器１に設けられた粉砕室３４に突出する。入口３５が粉砕室３４内部のプランジパイプの底部の端にある。入口３５は粉砕室３４を満たす粉砕材料と粉砕補助体３７によって形成されるレベル３６に少し入っている。プランジパイプ３３はレベル３６によって上方に限定される粉砕材料と粉砕補助体のベッドに突出する。粉砕室３４の外側の上端に、装置３２は周り全体が閉じられた部分３８を有し、煙突の形状で先細になっている。粉砕材料吸引ポンプを含む吸引パイプ３９がそこから上方へ出る。さらに、先細部分３８は装置３２を振動させる加振機４１を備えている。

図２で分かるように、プランジパイプ３３は転向体２６と撹拌機１１の間に配置される。ここでは流れ２９の方向に強い流れの密集がある。実質的に円筒形のプランジパイプ３３は、特定の場所でプランジパイプ３３によって可能になる比較的大きな寸法の内径ｄを有する。円筒形の粉砕容器１の内径Ｄに関して、すなわち粉砕室３４の内径Ｄに関して、１０ｄ≧Ｄ≧４ｄ、特に８ｄ≧Ｄ≧５ｄが当てはまる。図１で分かるように、プランジパイプ３３の直径ｄは吸引パイプ３９の直径ａより明らかに大きい。従って、プランジパイプ３３の直径ｄと入口３５の直径ｄは、用いられる最大の粉砕補助体３７の直径ｂよりかなり大きく、１０ｂ≦ｄ、好ましくは２０ｂ≦ｄが当てはまる。粉砕補助体３７の直径ｂに関して、ｂ≧２．０ｍｍが当てはまる。新しく、磨耗していない粉砕補助体３７の直径ｂは２〜１０ｍｍの範囲であり、好ましくは４〜７ｍｍである。原則として、それらは鋼か、好ましくはＡｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２又は他の適切な材料のセラミックスからできている。

入口３５に割り当てられるプランジパイプ３３の底部の端には、図２でのみ分かる粉砕補助体の流れ２９の中に凹み４２が設けられている。これは、凹み４２が流れ２９に対して正しい位置に示されている場所でもある。一方、明確にするために、図１は凹み４２を含めて、縦軸周りに９０度回転した位置のプランジパイプ３３を示す。流れ２９の方向に見ると、凹み４２はプランジパイプ３３の下流側に位置する。それで、流れ２９に対して、凹み４２はプランジパイプ３３の底部の後部領域４４によって覆われ、又は保護されている。このパイプは底部の後部縁４３まで延びる。従って、粉砕補助体は凹み４２に到達しないか、少量到達するだけである。凹み４２の付近では、ある隙間又はフリーゾーンが、レベル３６より下のプランジパイプ３３に作られ、粉砕補助体３７を有しないか、ほんの少量だけ有する。

図１と２に見られるように、プランジパイプ３３は粉砕材料と粉砕補助体３７の流れ２９の方向に反して傾いている。ここで、完全に分かるように、入口３５は流れ２９の方向に、先細部分３８と吸引パイプ３９を有する上端に通じる。この様にして、底部の縁４３とプランジパイプ３３の底部の後部領域４４は、レベル３６より下の粉砕材料と粉砕補助体のベッドに深く延びる。その上、凹み４２の上部領域４５はあるレベルであり、レベル３６が凹み４２の上縁より下になるときはいつでも、流れ方向４６の矢印に従って粉砕容器１に入る空気もプランジパイプ３３に吸い込まれる。

操作のモードは以下のようである。
ポンピング可能な状態、すなわち原則として懸濁液の形状の粉砕材料が、粉砕材料供給ポンプ３１により粉砕材料供給ライン２４を通って供給され、いわゆるウエットグラインディングが生じる。粉砕室３４は、レベル３６によって上方に限定される、粉砕補助体３７で粉砕室３４を部分的に満たす形式の粉砕補助体３７のベッドを有する。撹拌機１１は回転２３の方向に作動する。粉砕容器１は回転１０の方向に駆動する。速度は、粉砕補助体３７のベッドがコンパクトなベッドとして維持されるように選択され、粉砕補助体は粉砕材料内で流体化されない。粉砕補助体は、粉砕室３４で流れ２９の方向に動き始める。この動きは粉砕材料の変形をもたらし、同時に粉砕材料の粉砕と散乱も伴う。撹拌式ミルの静止状態では、粉砕材料の吸引と粉砕補助体の分離のために、粉砕材料は装置を介して吸い出される。すなわち、粉砕材料は装置３２の吸引ポンプ４０で吸われる。ポンプ４０は常に基準負荷で作動している。ポンプ４０の吸引率が粉砕材料吸引ポンプ３１の供給率を上回ると、レベル３６は凹み４２の上縁に自動的にセットされる。レベル３６が凹み４２の上縁より下になると、空気が吸われる。これはさらにポンプ４０の液体吸引率を減少させる。減少したポンプ４０の吸引率では、レベル３６は再び凹み４２の上縁以上に上がり、ポンプを閉じ気密にする。空気の侵入がなくなると、レベル３６が再び凹み４２の上縁より下になるまで、吸引ポンプは基準負荷で作動する。この様にして、粉砕室３４のレベル調整が行われる。せいぜい少量の粉砕補助体３７が、粉砕材料と粉砕補助体３７のベッドにあるプランジパイプ３３の領域に侵入するだけで、これら少量の粉砕補助体３７は汲み上げられる粉砕材料の流れと共にプランジパイプ３３の上方へ動いていかない。むしろ、それらは下方に沈殿する。これは次の事実によって裏付けられる。つまり、その大きい直径ｄのため、また粉砕補助体３７の密度が粉砕材料の密度に比べて高いため、汲み上げられる粉砕材料の流れ速度がプランジパイプ３３では非常に低いからである。加えて、粉砕材料は水の粘性に似た非常に低い粘性を有する。用いられる粉砕材料は、水中で浮遊し、従って比較的動けるセラミックス物質が好ましい。ペースト状の又は高粘性の液体は粉砕されない。

撹拌式ミルの垂直の中心縦断面図である。図１の撹拌式ミルの水平断面図である。

符号の説明

１粉砕容器
２中心縦軸
３底部
１１撹拌機
１３撹拌機具
１６上部カバー
１９撹拌機駆動部
２１撹拌機軸
２４粉砕材料供給部
２９流れ
３２装置
３３プランジパイプ
３４粉砕室
３５入口
３７粉砕補助体
３９吸引パイプ
４０粉砕吸引装置
４２凹み
４４領域

Claims

粉砕容器（１）、撹拌機（１１）、撹拌機軸（２１）の周りの該撹拌機（１１）の回転作動のための撹拌機駆動部（１９）、直径（ｂ）の粉砕補助体（３７）で部分的に満たされた粉砕室（３４）、該粉砕室（３４）に連通する粉砕材料供給部（２４）、及び粉砕材料の吸引と粉砕補助体の分離のための装置（３２）を有する撹拌式ミルにして、
上記粉砕容器（１）は直径（Ｄ）の上記粉砕室（３４）を囲み、下方を底部（３）で閉じられ、上部カバー（１６）と垂直な中心縦軸（２）を有し、
上記撹拌機（１１）は上記中心縦軸（２）に平行な撹拌機軸（２１）を有し、上記粉砕室（３４）の内部に撹拌機具（１３）を備え、
上記粉砕補助体（３７）は、流れ（２９）の方向に、粉砕材料と粉砕補助体のベッドにおいて可動であり、
上記装置（３２）は上記粉砕室（３４）から出ており、内径（ｄ）のプランジパイプ（３３）を有し、
上記プランジパイプ（３３）は、底部の入口（３５）付近では粉砕材料と粉砕補助体のベッドに少し入り、上記プランジパイプから粉砕材料吸引装置（４０）を有する吸引パイプ（３９）が上記粉砕容器（１）の上方に出ている
撹拌式ミルにおいて、
上記プランジパイプ（３３）は、その入口（３５）に、流れ（２９）の方向に関して上記プランジパイプ（３３）の下流側に形成される凹み（４２）を有し、
上記入口（３５）のすぐ近くの、流れ（２９）の方向に関して上記プランジパイプ（３３）の上流側に位置する上記プランジパイプ（３３）の領域（４４）が、流れ（２９）の方向で上記凹み（４２）を保護する
ことを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記粉砕容器（１）が粉砕容器駆動装置（６）により回転駆動することを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記プランジパイプ（３３）が上記中心縦軸（２）と偏心していることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記撹拌機（１１）が中心縦軸（２）と偏心していることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記粉砕材料供給部が、上記粉砕室（３４）に突出する粉砕材料供給ライン（２４）であることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項５に記載の撹拌式ミルにおいて、上記プランジパイプ（３３）が、上記撹拌機（１１）と上記粉砕材料供給ライン（２４）の間に配置されることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項５に記載の撹拌式ミルにおいて、上記粉砕材料供給ライン（２４）が流れ転向体（２６）であることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記プランジパイプ（３３）の内径（ｄ）が、最大の粉砕補助体（３７）の直径（ｂ）に対して大きいことを特徴とする撹拌式ミル。
請求項８に記載の撹拌式ミルにおいて、ｄ≧１０ｂ、好ましくはｄ≧２０ｂが、上記粉砕補助体（３７）の直径（ｂ）に対する上記プランジパイプ（３３）の直径（ｄ）に当てはまることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、１０ｄ≧Ｄ≧４ｄ、好ましくは８ｄ≧Ｄ≧５ｄが、上記プランジパイプ（３３）の直径（ｄ）に対する上記粉砕室（３４）の直径（Ｄ）に当てはまることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記プランジパイプ（３３）が連続する円筒形であることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記プランジパイプ（３３）が上記入口（３５）の付近で、流れ（２９）の方向に昇る縁（４３）を有することを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記凹み（４２）の上部領域（４５）が、上記粉砕室（３４）の粉砕材料と粉砕補助体のベッドのトップレベル（３６）の付近に位置することを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記プランジパイプ（３３）が垂線と比べて斜めになっていることを特徴とする撹拌式ミル。
請求項１に記載の撹拌式ミルにおいて、上記粉砕材料供給部が、上記粉砕室（３４）の上記底部（３）の近傍まで延びる粉砕材料供給ライン（２４）であることを特徴とする撹拌式ミル。