JP4919664B2 - 粉砕機 - Google Patents
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Description
(1)転動式粉砕機における横型粉砕容器の低回転では、サージングが弱く、粉砕時間が長期になり、回転とボール充填量を増やせばコンタミ・凝集固化の問題は避けられず、粉砕物の粒径分布が不均一で分級が必要となる。
(2)振動モータ又は偏心加振器を利用した振動式ミル機の横型粉砕容器では、上記1と比較して均一な粒径分布になるが、それでも分級が必要となる。
(3)粉砕容器の自転・公転の回転を自由に変化できる遊星方式ボールミル機は、粉砕時間を少し長く取ることと、小径ビーズの選択により、問題の軽減を図っているが、容器中のボールのサージング効果が大きく、粉砕時の破砕熱の発生と凝集固化の問題が残る。
(4)媒体撹拌式ミル機は、縦型粉砕容器中心に回転する撹拌シャフトと、シャフトに板状撹拌羽根又は棒状突起とを有していて、容器に装填されたボールと粉砕物を撹拌する方式であるが、この方式は、サージング効果が弱いことから、この欠点をカバーするために撹拌シャフトを工夫している。しかし、粉砕処理時間が長く、強制的撹拌のため容器内壁とボールの摩耗が顕著でコンタミが多く、分級とその後始末などにも大きな問題があり、微粒粉砕効果としては上記3より効果は低い。
(1)粉砕処理中における粉砕物の凝集・固化を最少化できるので、ボールの摩耗による異物の混入などに起因するコンタミネーションが生じることがない
(2)粉砕物の粒径分布が均一になり、分級の必要性がなくなる
(3)サージング現象による衝撃、摩擦、剪断を利用することがないので、粉砕時の発熱や凝集・固化が少ない
(4)したがって、短時間で粉砕物を効率的に微粉砕できる
という効果を得ることができる。
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る粉砕機1の概略全体構成を示す斜視図であり、図2は粉砕機のカバーを外した状態を示す平面図であり、図3は粉砕機の要部を示す概略正面図であり、図4(A)は粉砕容器が、回転軸を中心に回転した際、容器内に収容された破砕媒体の挙動を示す概略説明図であり、図4(B)は粉砕容器が、回転軸を中心に回転しながら紙面右方向に振動移動した際の破砕媒体の挙動を示す概略説明図であり、図4(C)は粉砕容器が、回転軸を中心に回転しながら紙面左方向に振動移動した際の破砕媒体の挙動を示す概略説明図であり、図5は、本実施形態に係る粉砕機の乾式活性炭粉砕実例と代表的な遊星型ボールミル機の乾式活性炭粉砕実例とによる乾式粉砕処理時間(傾斜角45°)に対する平均粉砕粒径の推移を比較しつつ示すグラフである。
このような構造からなる本発明の粉砕機1を用いることにより、容器ホルダー7を、所望な位置に傾斜した状態で粉砕容器11を回転させながら、左右に移動して振動させることができ、粉砕容器11内の活性炭11dをボール11cによって効率的に微粉砕化することができる。
上述した機能は下記に示すような実験結果をもたらした。
粉砕物 材 質:活性炭
サイズ:3.5×3.5×1mm
粉砕処理:乾式粉砕
粉砕容器容量:20ml
粉砕物充填量:2.5ml
最終粉砕粒径:1μm
粉砕実験については可能な限り乾式粉砕時間を短縮し、目的の最終平均粉砕粒径1μmを達成するため予備粉砕の実施を試みた。
使用粉砕容器の材質:SUS製密閉容器
粉砕ボール :SUS製ボール径16mm×2個
振動回転数 :700rpm
振動振幅 :18mm
粉砕容器回転数 :30rpm
粉砕時間 :5分
粉砕効果のより平均化を図るための粉砕容器の傾斜角(0°〜90°)を45°に設定した。
上記粉砕条件に基づく粉砕結果は次の通り、
結果:粉砕時間5分の処理の結果、粒径分布の平均値は、50μmであった。この粒径は既に微粉領域を示しており、引き続き以下の本粉砕実験に移行した。
什器により得られた粉砕試料・平均粒径50μmを最終粒径1μm達成するため、予備粉砕で使用の粉砕ボール径16mmをSUS製小径ボール3.25mm充填量290個にし、その他は予備粉砕と同一条件で本粉砕を実施した。
結果:傾斜角45°、振動700rpm、粉砕容器回転数30rpm、粉砕時間5分で粉砕粒径4μm、その後5分の計10分で目的の平均粒径1μmを得た。
図5に、本発明の粉砕機による当実験結果と、代表的な遊星型ボールミルの乾式活性炭粉砕実例とによる、振動回転数700〜1400rpmにおける乾式粉砕処理時間(傾斜角45°)に対する平均粉砕粒径の推移を比較したグラフを示す。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような変更を加えることができる。
2…装置本体
2a…台座
2b…正面パネル
2c,2e…傾斜角度固定孔
2d…溝付き角度固定スライドガイド
3…カバー
4…駆動軸
4a…出力軸
4b,4c…軸受座
4d…プーリ
4e…プーリ
4f…ベルト
5…保持プレート
5a…回転用モータ取付部
5b,5d…固定ねじ取付部
5c…ガイドレール
5e…軸支溝
6…クランク部
6a…回転板
6b…ボールジョイント
7…容器ホルダー
7a,7b…収納部
7c…締付ねじ
7d…ガイドブロック
8…回転駆動部
8a…回転駆動軸
8b…回転コネクティングチューブ
8c…長孔
8d…軸止ねじ
9…支持板固定部
9a…固定ねじ
10…軸受
11…粉砕容器
11a…容器本体
11b…蓋体
11c…粉砕媒体(ボール)
11d…粉砕物(活性炭)
11e…ロッド
11f…従動軸
11g…ピン
C1…駆動軸の軸心
C2…同軸線
M1…振動用モータ
M2…回転用モータ
Claims (1)
- 駆動力により軸廻りに回転される駆動軸と、
前記駆動軸の軸心を中心として、該軸心とほぼ直交する面内において回動可能に設けられた保持プレートと、
前記駆動軸の回転を往復運動として伝達するクランク部と、
前記保持プレートに対して摺動可能に設けられ、前記クランク部により往復運動される容器ホルダーと、
前記容器ホルダーにより保持された粉砕容器を前記軸心と直交する回転軸廻りに回転させる回転駆動部と、
前記保持プレートの回動角を保持する支持板固定部と
を備えることを特徴とする粉砕機。
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