JP4659200B2 - 破砕装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃プラスチック、木材、紙等の種々の廃棄物を破砕可能とする破砕装置に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
先端がV字形状の破砕刃を備えて回転自在な破砕ロータと、該破砕ロータと対向して配置された固定刃とを破砕室の内部に設けた、いわゆる一軸式破砕装置は、破砕室の内部に投入された被破砕物を破砕刃と固定刃との剪断作用によって破砕すると共に、破砕された被破砕物を、破砕ロータに所定の間隔をおいて配されたスクリーンによって選定し、スクリーンに形成された複数の排出孔から所定粒度に剪断された被破砕物を破砕室外に排出する構成になっている。
【0003】
前記スクリーンは、破砕刃の回転軌跡に沿うように、一枚の平板が約1/4程度の円弧状に湾曲されると共に、該平板に被破砕物を排出する排出孔が複数形成されている。
【0004】
しかしながら、先端の形状がV字形状の破砕刃と、平板を湾曲させたスクリーンとの間には、大きな隙間が形成されているため、被破砕物がプラスチックや紙等の軽いものであれば、所定粒度に破砕されているものでも、スクリーンの排出孔から排出されないで破砕室に戻ってしまう場合があるという問題がある。
【0005】
そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、所定粒度に破砕された被破砕物を破砕室外に容易に排出して排出効率を向上できる破砕装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の破砕装置は、請求項1記載に示す如く、被破砕物を収容する破砕室10の内部に、複数の破砕刃21,…を備えて回転自在な破砕ロータ22と、該破砕ロータ22に対向して配置された固定刃30とが設けられ、しかも、該固定刃30から破砕ロータ22の回転方向に、破砕刃21,…と固定刃30とで剪断された被破砕物を破砕室10外に排出するための排出孔67が複数形成されたスクリーン65が配設されてなる破砕装置において、該スクリーン65には、破砕刃21,…の先端の形状に則した微小な隙間が、該先端との間に形成されるように、破砕刃21,…の先端の形状に相似した形状を有する複数の円周溝66,…が形成され、スクリーン65は、回転する破砕刃21,…が円周溝66,…内を通過するように配設されてなるものである。
【0007】
したがって、破砕刃21の先端の形状に則した微小な隙間が、該先端との間に形成されるように、破砕刃21,…の先端の形状に相似した形状を有する複数の円周溝66,…をスクリーン65に形成するようにしたので、該円周溝66,…内を破砕刃21,…が通過することによって、破砕刃21,…の先端に押し出された被破砕物が、破砕刃21,…と円周溝66,…との隙間に挟み込まれて破砕室外に排出されやすくなる。この際、破砕刃21,…と円周溝66,…との隙間を小さくしておけば、細かく剪断された被破砕物を容易に破砕室外に排出できる。
【0008】
さらに、スクリーン65に円周溝66,…を形成することによって、一枚の平板を円弧状に湾曲させたスクリーンに比して、スクリーン65の表面積を増大できる。加えて、このスクリーン65に排出孔67を形成してあれば、スクリーン65の開口率が大きくなり、被破砕物をより排出しやすくなる。
【0009】
また、請求項2に記載の如く、前記スクリーン65の円周溝66,…は、破砕ロータ22の軸長方向に互いに隣接して並行に形成され、各円周溝66,…の最深部の間隔と前記各破砕刃21,…の先端の間隔とが一致するように構成したものである。この場合、軸長方向に形成されたスクリーン65の円周溝66,…に対応する破砕刃21,…が、スクリーン65の各円周溝66を通過する際、被破砕物が軸長方向に亘って排出されることになる。
【0010】
さらに、請求項3に記載の如く、前記破砕刃21,…の先端はV字形状を呈し、該破砕刃21,…の先端の隣接する側面に相対して、前記スクリーン65の円周溝66,…の側壁を形成し、円周溝66,…の最深部および両側壁のそれぞれに複数の排出孔67,…を形成すべきである。この場合、破砕刃21の先端の隣接する側面に、スクリーン65の円周溝66の側壁が近接することになり、破砕刃21の先端部の形状に則した微小な隙間が形成されることになる。そして、該隙間に、破砕刃21の前面に押し出された被破砕物が挟み込まれ、より細かく剪断され、円周溝66,…の最深部および両側壁のそれぞれに形成された複数の排出孔67,…を通るようになるので、破砕室外に排出されやすくなる。
【0011】
加えて、請求項4に記載の如く、前記スクリーン65の排出側に、該スクリーン65の排出孔67から排出された被破砕物を収容する排出ホッパー70が設けられ、該排出ホッパー70には、ブロワ72の吸引作用によって被破砕物を収集するサイクロン71が連結されてなるものである。
【0012】
したがって、スクリーン65から排出された被破砕物が、ブロワ72の吸引作用によってサイクロン71に収集されることになるため、例えば、紙等の軽量の被破砕物が効率よくスクリーン65から排出されることになる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図1〜図8を参照して説明する。
【0014】
かかる破砕装置1は、図1及び図2に示すように、複数本の脚体(図示せず)によって支持された略箱状の装置フレーム2と、該装置フレーム2の破砕室10内に配設された破砕処理手段20と、後述する破砕処理手段20の破砕ロータ22を冷却する冷却手段28と、破砕処理手段20に被破砕物を押し込むための押圧供給手段55とを具備している。
【0015】
前記装置フレーム2は、複数の被破砕物を装置フレーム2内に投入可能とすべく、上方が開口されており、この開口投入部3と破砕室10とが連通し、被破砕物を開口投入部3から破砕室10に移送可能となる。
【0016】
そして、前記開口投入部3に対向して配置される補強フレーム4,4のそれぞれの一部を構成する案内板5a,5aが、破砕室10に接近するようテーパ状に配されており、被破砕物が、案内板5a,5aによって案内され、破砕室10内の破砕処理好適位置に供給されるようになっている。
【0017】
前記破砕処理手段20は、複数の破砕刃21が外周面に着脱自在に取り付けられた破砕ロータ22と、破砕室10の下方に位置する補強フレーム15の端部に取り付けられた固定刃30とを備えたものである。そして、破砕ロータ22の両端は、装置フレーム2に固着された軸支部6,6内のベアリングに回転自在に支持されている。
【0018】
ここで、前記破砕ロータ22は、図3に示すように、側板体2a,2b間に配された円筒体23と、該円筒体23に差し込まれ、円筒体23と同心に固着される軸体24とからなり、側板体2a,2bから突出した軸体24が、前記軸支部6,6に回転自在に支持されると共に、油圧モータに連結されている。
【0019】
さらに、破砕ロータ22には、軸体24の一側の軸心部分に、破砕ロータ22を冷却するための冷却水路としての給水路25が軸心に沿って形成され、他側の軸心部分に、冷却水路としての排水路26が軸心に沿って形成されると共に、給水路25及び排水路26に連通した流路が円筒体23の内周面に形成されている。この流路は、環状の凹部を呈し、円筒体23の軸心部分に位置し、ウォータジャケット27と称す。これら流路25〜27によって破砕ロータ22の冷却手段28が構成されている。
【0020】
次に、前記破砕刃21の着脱構造について図1及び図2、図5〜図7を参照して詳細に説明する。かかる着脱構造は、破砕ロータ22を構成する円筒体23の外周面の回転軸方向に沿って次第に周方向に偏位するように形成された複数の取付孔31,…と、該取付孔31,…に嵌脱自在に嵌入される嵌入部材としてのウェッジ32と、該ウェッジ32によって取付孔31に固定される破砕刃21の刃物ホルダとしてのウェッジホルダ40とによってなされている。
【0021】
前記取付孔31は、その中心線が、破砕ロータ22の径方向から偏心して形成され、開口円形状の第一挿入部31aと、該第一挿入部31aの周縁の一部を切り欠いて第一挿入部31aに連通した開口方形状の第二挿入部31bと、該第二挿入部31bの両側の隅部に形成された逃がし部31cとから構成されている。なお、取付孔31に逃がし部31cが形成されている理由としては、第二挿入部31bと破砕刃21の端縁との接触を回避するためである。
【0022】
前記ウェッジ32は、一面に、取付孔31の内周面に当接する円弧状の当接面33が形成されると共に、他面に、取付孔31の軸方向に対して所定角度傾斜した傾斜面34が形成されている。そして、長手方向にボルト35の螺孔36が形成され、該螺孔36の端部にボルト35の頭部が没入する凹部37が形成されている。
【0023】
前記ウェッジホルダ40は、略舟形形状を呈し、取付孔31に挿入される略直方体形状の挿入部41と、取付孔31から突出する略三角柱形状の突出部42とを有している。該突出部42の隣接する側面(傾斜面)42aは平行四辺形を呈し、突出部42の尖頭部は、破砕刃21の回転軌跡よりも内側に位置すべく、破砕刃21の隣接する二側面に連設している。さらに、突出部42には、ウェッジホルダ40の長手方向の軸線に対して直交するようにボルト43の貫通孔44が形成されている。
【0024】
しかも、挿入部41の一面に、取付孔31の内周面に当接する円弧状の当接面45が形成されると共に、他面に、ウェッジ32の傾斜面34に沿うように当接する傾斜面46が形成されている。この両傾斜面34,46は、ウェッジホルダ40を取付孔31の径方向に移動させて取付孔31の内周面に圧接させるためのものである。
【0025】
さらに、挿入部41の当接面45の先端側に平面視V字形状の切欠部47が形成され、該切欠部47と突出部42とに跨がって平面視正方形状の破砕刃21の着座部48が形成されている。また、挿入部41の傾斜面46の基端側には、ウェッジ32の二本のボルト35の先端部が当接する突条部49が形成されている。
【0026】
そして、突出部42の貫通孔44に挿通されたボルト43が破砕刃21のねじ孔21aに螺合し、破砕刃21が、破砕刃21の隣接する二側面を破砕ロータ22の外周面から突出すべく着座部48に着脱自在に装着される。なお、着座部48に装着された破砕刃21は、破砕ロータ22の径方向に位置している。即ち、破砕ロータ22の外周面に対して直交している。
【0027】
加えて、前記ウェッジホルダ40は、破砕ロータ22(円筒体23)の外周面の回転軸方向に沿って次第に周方向に偏位するように形成された取付孔31に挿入される。しかも、複数の破砕刃21は、破砕ロータ22が回転する際、平面視にて鋸刃形状を呈するようになっている。そして、破砕刃21は、破砕ロータ22の端部側ほど回転方向に偏移している。
【0028】
前記押圧供給手段55は、側板体2a,2b間にあって、開口投入部3の近傍から破砕室10にわたって配され、該側板体2a、2bに回転自在に支持された押圧板56と、該押圧板56を破砕ロータ22に対して接離する方向に揺動させる揺動シリンダ57とからなる。
【0029】
前記押圧板56は、一枚の平板を側面視略くの字形状に屈曲し、裏面側(破砕ロータ22と反対側)に複数の略くの字形状補強リブ58,…を所定間隔を有して平行に付設したものであり、屈曲された一方側56a(開口投入部3側)の表面両側端にブラケット59,59が固着され、該ブラケット59,59が側板体2a,2bにピン支持されている。
【0030】
また、屈曲された他方側56b(破砕室10側)の表面には、複数の案内板60,…が幅方向(破砕ロータ22側の軸方向)に平行に一定間隔を有して固着されている。
【0031】
前記押圧板56は、揺動シリンダ57が伸長した状態では、一方側56aが、開口投入部3と破砕室10とが連通する経路の開口投入部3側を拡張するように斜め状態となり、他方側が破砕ロータ22に接近して破砕室10側を収縮するように略垂直状態となった位置に揺動する一方、揺動シリンダ57が収縮した状態では、一方側56aが経路の破砕室10を拡張するようにほぼ垂直状態となり、他方側56bが破砕ロータ22から離間して破砕室10を拡張するように斜め状態となった位置に揺動する構成にしている。したがって、揺動シリンダ57が伸長状態から収縮状態に伸縮変化することによって、経路の拡張は、開口投入部3から次第に破砕室10に移行することとなる。
【0032】
前記押圧板56の他方側56bの下端は、略L字形状であって、経路と反対側に屈曲され、これに対向する補強フレーム15の板体も、揺動に伴って該下端が沿うように湾曲されている。したがって、押圧板56の揺動によって、破砕対象物の一部あるいはゴミ等が経路から逸脱することはない。
【0033】
また、押圧板56の下端が沿う補強フレーム15の端縁は、固定刃30の上面と略面一となるようにしているので、揺動シリンダ57が収縮して、この補強フレーム15上に落ちた破砕対象物は揺動シリンダ57の伸長による押圧板56の押圧に伴って円滑に破砕ロータ22側に誘導されることとなる。
【0034】
前記破砕ロータ22の下方にはスクリーン65が設けられている。該スクリーン65は、破砕刃21の先端の形状に相似した断面V字形状の多数の円周溝66,…を有し、且つ、約1/4程度の円弧状に湾曲され、固定刃30から破砕ロータ22の回転方向に向かって、破砕刃21の先端との間に微小な隙間を有するように配設されている。
【0035】
前記スクリーン65の円周溝66,…は、図4(イ)〜(ハ)に示すように、軸長方向に互いに隣接して並行に形成され、この円周溝66,…内を破砕刃21,…が通過する。そして、円周溝66の側壁が、破砕刃21の先端の隣接する側面に相対して形成されると共に、円周溝66に、剪断された被破砕物を排出する複数の円形の排出孔67が整列されて形成されている。
【0036】
さすれば、破砕刃21の先端の形状に則した微小な隙間が形成される。さらに、平板を円弧状に湾曲させた従来のスクリーンに比して、スクリーン65の表面積が拡大されると共に、排出孔67が1.4倍増えることになり、スクリーン65の開口率が増大することになり、被破砕物が破砕室10外に排出されやすくなる。
【0037】
このスクリーン65の排出孔67の大きさを適宜設定することにより被破砕対象物を所望の大きさに破砕することができる。即ち、排出孔67を通過し得る程度に破砕された物は、排出孔67を通過して外部に排出され、排出孔67を通過できない大きさの破砕物は、破砕ロータ22の回転に伴ってスクリーン65の内面を沿い、再び破砕室10内に戻される。
【0038】
さらに、スクリーン65の排出側、即ち下方には、スクリーン65の排出孔67から排出された被破砕物を収容する排出ホッパー70が設けられ、該排出ホッパー70には、サイクロン71及びブロワ72が配管(図示せず)によって連結され、排出ホッパー70に収容された被破砕物をブロワ72の吸引作用で吸引し、吸引された被破砕物をサイクロン71によって収集するようになっている。
【0039】
よって、スクリーン65から排出された被破砕物は、例えば、紙等の軽量の被破砕物であっても破砕室10に戻ることがなく、効率よく排出される。
【0040】
次に、以上のように構成された本発明の破砕装置の使用態様について説明する。まず、押圧供給手段55の押圧板56を破砕ロータ22から離間させた状態で、被破砕物を開口投入部3から破砕室10に投入し、その後、揺動シリンダ57を作動し、揺動シリンダ57のロッドを伸長して押圧板56を破砕ロータ22側に移動させ、被破砕物を押圧板56で押して破砕ロータ22の方へ送り込み、そして、押圧板56で破砕ロータ22の表面に押し付けながら破砕ロータ22と固定刃30間の破砕位置に送り込む。
【0041】
この破砕位置に送られた被破砕物は、破砕ロータ22に取付けた各破砕刃21と固定刃16との微小な隙間で剪断作用により部分的に剪断破砕される一方、スクリーン65が破砕刃21と近接することから、被破砕物は破砕刃21の前面で押し出されるようにスクリーン65に沿って回転し、排出孔67へ押し出されることになり、排出孔67の孔径が20mmの場合は、略20mm粒度に破砕される。
【0042】
その後、細かく破砕された被破砕物は、排出ホッパー70に収容される一方、ブロワ72によって吸引され、サイクロン71で収集される。
【0043】
さらに、破砕効率を高めるべく、破砕ロータ22を高速回転させても、破砕ロータ22には、給水路25、ウォータジャケット27、排水路26に冷却水Wが通水されているため、冷却水Wによって、破砕ロータ22に蓄積された熱が奪われ、破砕ロータ22が冷却されることになり、破砕ロータ22の温度上昇を回避できると共に、破砕刃21の温度上昇も抑制できる。
【0044】
以上の如く、本実施形態に係る破砕装置によれば、破砕ロータ22を冷却することによって、被破砕物の温度上昇による火災発生を防止できると共に、廃プラスチックの溶融も防止できる。
【0045】
なお、前記破砕ロータ22を冷却する流路を、円筒体23の内周面に形成された環状の凹部としたが、該凹部は、円筒体23の内周面及び軸体24の外周面の少なくとも何れか一方に形成してもよい。
【0046】
さらに、凹部ではなく、円筒体23及び軸体24の軸方向、径方向、周方向の少なくとも何れか一方向に形成された流路であってもよい。
【0047】
また、軸体24と、該軸体24の外径よりも大きい内径の円筒体23とを一体化し、軸体24と円筒体23との間に冷却水Wの流路を形成するようにしてもよい。
【0048】
加えて、破砕ロータ22に形成された冷却水Wの流路を破砕刃21の近傍に位置するように形成し、破砕刃21を冷却するようにしてもよい。
【0049】
次に、破砕刃21の取り付け、交換する際の手順について説明する。まず、破砕刃21を破砕ロータ22の取付孔31に取り付ける場合、ウェッジホルダ40の着座部48に破砕刃21を着座させ、ボルト43を突出部42の貫通孔44に挿通して破砕刃21のねじ孔21aに螺合し、破砕刃21をウェッジホルダ40に装着する。次に、ウェッジ32の傾斜面34にウェッジホルダ40の傾斜面46を当接して組み合わせ、この状態で、ウェッジホルダ40の挿入部41及びウェッジ32を取付孔31の第一挿入部31aに挿入する。
【0050】
そして、ウェッジ32のボルト35を締め付けると、ボルト35の先端部がウェッジホルダ40の突条部49に当接し、ウェッジ32がウェッジホルダ40の傾斜面46に沿って厚肉部側に移動する。よって、ウェッジホルダ40が取付孔31の径方向に移動し、ウェッジホルダ40の当接面45が取付孔31の内壁に圧接し、ウェッジホルダ40が取付部31に固定される。
【0051】
この際、破砕刃21の隣接する一方側の二側面が、取付孔31の第二挿入部31b及び逃がし部31cに嵌まり込み、隣接する他方側の二側面が破砕ロータ22の外周面から突出した状態になる。即ち、破砕刃21の対角線を挟んで一方側の平面視三角形状が取付孔31の第二挿入部31b及び逃がし部31cに嵌まり込み、他方側の平面視三角形状が破砕ロータ22の外周面から突出した状態になる。
【0052】
次に、破砕刃21が破損、磨耗して破砕刃21を交換する場合、ウェッジホルダ40のボルト43を緩めて破砕刃21を着座部48から取外し、新しい破砕刃21に交換する。また、破砕刃21及びウェッジホルダ40が破損、磨耗した場合、ウェッジ32のボルト35を緩めて、着座部48に着座されている破砕刃21の端縁を取付孔31の第二挿入部31b及び逃がし部31cから離脱させ、ウェッジホルダ40ごと取付孔31から取り出し、ウェッジホルダ40のボルト43を緩めて破砕刃21を着座部48から取外し、新しい破砕刃21に交換する。
【0053】
なお、ウェッジホルダ40に傾斜面46を形成したが、平坦面であってもよい。要するに、ウェッジホルダ40の形状は、取付孔31に挿脱自在に挿入されると共に、破砕刃21が着脱自在に取り付けられ、ウェッジホルダ40と取付孔31の内周面との間にウェッジ32が嵌入できる形状であればよい。
【0054】
また、嵌入部材及び刃物ホルダの形状は、刃物ホルダを径方向に移動させるための傾斜面を、少なくとも何れか一方の部材が有するものであればよい。
【0055】
但し、破砕刃21の取り付けに際しては、破砕刃21が破砕ロータ22の外周面に対して直交すべく取り付けられることが望ましい。
【0056】
さらに、前記破砕刃21の先端の形状を平面視四角形状としたが、これに限らず、円形であってもよい。また、平面視四角形状の破砕刃21を隣接する側面が破砕ロータ22の外周面から突出するようにしたが、平面視四角形状の破砕刃21の二つの角部を破砕ロータ22の外周面から突出するようにしてもよい。但し、この場合、スクリーン65の円周溝66も破砕刃21の先端の形状に対応させる必要がある。
【0057】
前記破砕刃21及び破砕ロータ22の冷却構造、破砕ホルダ40の着脱自在の取付構造は、従来より用いられている円周溝が形成された破砕ロータにも適用できるのは勿論であり、複数の排出孔が形成された平板を円弧状に湾曲させた既存のスクリーンにも適用できるのはいうまでもない。
【0058】
【発明の効果】
以上の如く、本発明の破砕装置は、破砕刃の先端の形状に則した微小な隙間が、該先端との間に形成されるように、破砕刃の先端の形状に相似した形状の円周溝が形成されたスクリーンを用いているため、スクリーンの表面積が大きくなり、スクリーンに形成される排出孔の数も多くなり、スクリーンの開口率が増大する。しかも、スクリーンは、回転する破砕刃の先端がスクリーンの円周溝内を通過するように配設されているため、被破砕物が破砕室外に排出されやすくなり、排出効率を向上するのに有効である。
【0059】
さらに、スクリーンの下方に、スクリーンの排出孔から排出された被破砕物をサイクロンによって収集することができると共に、排出効率を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す破砕装置の切断側面図。
【図2】図1の切断平面図。
【図3】図1の破砕ロータの拡大断面図。
【図4】(イ)は図1のスクリーンの拡大平面図、(ロ)は図4(イ)の切断正面図、(ハ)は図4(ロ)の一部拡大断面図。
【図5】図1の破砕ロータの一部断面を示し、破砕刃の刃物ホルダが嵌入部材によって固定された状態を示す。
【図6】図5の破砕刃の取付構造部分の正面図。
【図7】図5の破砕刃の取付構造部分の平面図。
【図8】破砕装置にサイクロンが連結された概略構成図。
【符号の説明】
1…破砕装置、10…破砕室、21…破砕刃、22…破砕ロータ、30…固定刃、65…スクリーン、66…円周溝、67…排出孔、70…排出ホッパー、71…サイクロン、72…ブロワ。
Claims (4)
- 被破砕物を収容する破砕室(10)の内部に、複数の破砕刃(21,…)を備えて回転自在な破砕ロータ(22)と、該破砕ロータ(22)に対向して配置された固定刃(30)とが設けられ、しかも、該固定刃(30)から破砕ロータ(22)の回転方向に、破砕刃(21,…)と固定刃(30)とで剪断された被破砕物を破砕室(10)外に排出するための排出孔(67)が複数形成されたスクリーン(65)が配設されてなる破砕装置において、該スクリーン(65)には、破砕刃(21,…)の先端の形状に則した微小な隙間が、該先端との間に形成されるように、破砕刃(21,…)の先端の形状に相似した形状を有する複数の円周溝(66,…)が形成され、スクリーン(65)は、回転する破砕刃(21,…)が円周溝(66,…)内を通過するように配設されてなることを特徴とする破砕装置。
- 前記スクリーン(65)の円周溝(66,…)は、破砕ロータ(22)の軸長方向に互いに隣接して並行に形成され、各円周溝(66,…)の最深部の間隔と前記各破砕刃(21,…)の先端の間隔とが一致するように構成されてなることを特徴とする請求項1に記載の破砕装置。
- 前記破砕刃(21,…)の先端はV字形状を呈し、該破砕刃(21,…)の先端の隣接する側面に相対させて、前記スクリーン(65)の円周溝(66,…)の側壁が形成され、円周溝(66,…)の最深部および両側壁のそれぞれに複数の排出孔(67,…)が形成されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の破砕装置。
- 前記スクリーン(65)の排出側に、該スクリーン(65)の排出孔(67)から排出された被破砕物を収容する排出ホッパー(70)が設けられ、該排出ホッパー(70)には、ブロワ(72)の吸引作用によって被破砕物を収集するサイクロン(71)が連結されてなることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の破砕装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000323873A JP4659200B2 (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 破砕装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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