JP4975998B2 - Gas circulation crusher - Google Patents
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Description
この発明は、樹脂、無機化合物、金属化合物等の粉体を微粉砕するガス循環式粉砕処理装置に関するものである。 The present invention relates to a gas circulation type pulverizing apparatus for finely pulverizing powders of resins, inorganic compounds, metal compounds and the like.
噴射ノズルから噴射される高圧ガスのエジェクタ作用によって粉体供給装置から定量供給される粉体を粉砕室内に噴射して微粉砕する粉砕機は従来から知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a pulverizer that finely pulverizes a powder that is quantitatively supplied from a powder supply device by an ejector action of a high-pressure gas injected from an injection nozzle into a pulverization chamber is known.
粉砕機には、粉砕室内において粉体を高速旋回させ、粉体同士の衝突によって粉砕するタイプと、粉砕室内に設けた衝突板に衝突させて粉砕する衝突タイプのものとが存在する。 There are two types of pulverizers: a type in which powder is swirled at high speed in a pulverization chamber and pulverized by collision between powders, and a type of collision type in which pulverization is performed by colliding with a collision plate provided in the pulverization chamber.
一般に、粉砕機の噴射ノズル内でのガス流速はマッハ数の関数として表すことができる。音速はガスの物性により異なり、音速が大きいガスを使用するほうが粉砕には有利である。すなわち、大きな流速を得ることができれば、粒子同士の衝突や、粒子と衝突板との衝突時に大きな衝撃力を与えることができ、粉砕限界粒子径がより小さくなる。 In general, the gas flow rate in the spray nozzle of a grinder can be expressed as a function of the Mach number. The speed of sound varies depending on the physical properties of the gas, and it is more advantageous for pulverization to use a gas having a higher sound speed. That is, if a large flow velocity can be obtained, a large impact force can be applied at the time of collision between particles or between a particle and a collision plate, and the pulverization limit particle diameter becomes smaller.
通常、粉砕には空気あるいは窒素ガスが用いられており、20℃でのマッハ数1になる流速は、空気では343m/sec、窒素ガスでは349m/secである。これらの速度で得られる衝突速度では、要求される粒子径まで十分な微粉砕をすることができないという問題がある。 Usually, air or nitrogen gas is used for pulverization, and the flow rate at which the Mach number is 1 at 20 ° C. is 343 m / sec for air and 349 m / sec for nitrogen gas. At the collision speeds obtained at these speeds, there is a problem that sufficient fine pulverization cannot be achieved to the required particle size.
そのような不都合を解消するため、特許文献1に記載された粉砕装置においては、高圧ガスとして、ヘリウムガス又は水素ガスを用いて粉体を粉砕処理するようにしている。ヘリウムガスを使用した場合には、20℃でのマッハ数1となるガス流速は1007m/secとなり、水素ガスの場合には1304m/secとなるため、粉体粒子に作用する衝突エネルギを大きくでき、粉体を効果的に微粉砕することができる。
ところで、高圧ガスとして、ヘリウムガス又は水素ガスを用いる従来の粉砕装置においては、図3に示すように、粉体供給装置31の出口32と粉砕機33のホッパ34とを連結管35で連結した構成であるため、噴射ノズル36からヘリウムガス又は水素ガスが噴射された場合、非常に高速であるので連結管35内の圧力低下が大きくなり、その連結管35内と粉体供給装置31内との間で比較的大きな圧力差が生じ、粉砕機33に対する粉体の供給量が不安定になる。そのため、粉砕される粉体の粒径が安定しないという不都合がある。
By the way, in the conventional crushing apparatus using helium gas or hydrogen gas as the high pressure gas, the
この発明の課題は、粉砕機に対する粉体の供給量の安定化を図り、安定した品質の粉砕製品を得ることができるようにしたガス循環式粉砕処理装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a gas circulation type pulverization apparatus capable of stabilizing a supply amount of powder to a pulverizer and obtaining a pulverized product having a stable quality.
上記の課題を解決するため、この発明においては粉体を定量供給する粉体供給装置と、高圧ガスの噴射ノズルを有し、その噴射ノズルから噴射される高圧ガスのエジェクタ作用によって粉体供給装置から定量供給される粉体を粉砕室に噴射して粉砕処理する粉砕機と、その粉砕機の出口から排出される固気混合流体を固体とガスとに分離する固気分離機と、その固気分離機のガス出口と前記噴射ノズルのガス入口とを連通する循環路と、その循環路内を流れるガスを圧縮するコンプレッサとを有し、前記ガスとしてヘリウムガスと水素ガスの一方又はこれらの混合ガスを用いるようにしたガス循環式粉砕処理装置において、前記粉体供給装置と粉砕機とを密閉されたボックス内に収容し、粉体供給装置から粉砕機に供給される粉体の供給路に、その内部とボックス内部とを連通する連通路を設けた構成を採用したのである。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a powder supply device for quantitatively supplying powder and a high-pressure gas injection nozzle, and a powder supply device by an ejector action of high-pressure gas injected from the injection nozzle A pulverizer that pulverizes powder supplied quantitatively from the pulverizer, a solid-gas separator that separates the solid-gas mixed fluid discharged from the pulverizer outlet into solid and gas, and the solid A circulation path that communicates a gas outlet of the gas separator and a gas inlet of the injection nozzle, and a compressor that compresses the gas flowing in the circulation path, and one of helium gas and hydrogen gas as the gas, or these In the gas circulation type pulverization processing apparatus using a mixed gas, the powder supply device and the pulverizer are housed in a sealed box, and a powder supply path supplied from the powder supply device to the pulverizer In And its inside and inside the box is to that adopted the configuration in which a communication passage communicating.
上記のように、密閉ボックス内に粉体供給装置と粉砕機とを収容し、粉体供給装置から粉砕機に供給される粉体の供給路に、その内部とボックス内部とを連通する連通路を設けることにより、噴射ノズルからヘリウムガスまたは水素ガスが噴射されて粉砕機内の圧力が低下すると、ボックス内に封入されているガスが供給路内に流入するため、供給路内の圧力低下が少なくなり、粉体供給装置から粉砕機内に粉体を安定供給することができ、安定した品質の粉砕製品を得ることができる。 As described above, the powder supply device and the pulverizer are accommodated in the hermetically sealed box, and the communication path that communicates the inside of the box with the powder supply path that is supplied from the powder supply device to the pulverizer When helium gas or hydrogen gas is injected from the injection nozzle and the pressure in the pulverizer decreases, the gas sealed in the box flows into the supply path, so the pressure drop in the supply path is small. Thus, the powder can be stably supplied into the pulverizer from the powder supply device, and a pulverized product with stable quality can be obtained.
また、従来の装置では、外気の入り込みを防ぐため、高いシール性が要求されたが、この発明ではボックス内に粉体供給装置が収納されているため、粉体供給装置そのもののシール性を高める必要がなく、簡単な構成の粉体供給装置を採用することができる。 Further, in the conventional apparatus, high sealing performance is required to prevent the entry of outside air. However, in the present invention, since the powder supply device is housed in the box, the sealing performance of the powder supply device itself is improved. There is no need, and a powder supply device having a simple configuration can be employed.
さらに、循環路から噴射ノズルに流れ、その噴射ノズルから粉砕機内に噴射されるヘリウムガスまたは水素ガスは粉砕機内を極めて高速度で流れ、その流動時に比較的高い音を発するが、噴射ノズルおよび粉砕機のそれぞれはボックス内に収容されているため、そのボックスによって効果的に消音することができ、騒音の発生の少ないガス循環式粉砕処理装置を得ることができる。 Furthermore, the helium gas or hydrogen gas that flows from the circulation path to the injection nozzle and is injected from the injection nozzle into the pulverizer flows at a very high speed in the pulverizer and emits a relatively high sound when it flows. Since each of the machines is housed in a box, the sound can be effectively silenced by the box, and a gas circulation type pulverizing apparatus with less noise can be obtained.
以下、この発明の実施形態を図1および図2に基づいて説明する。図1に示すように、粉体供給装置1から定量供給される粉体は、粉体出口に接続された供給路2を重力落下して、その下方に設けられた粉砕機3のホッパ4内に供給される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the powder supplied quantitatively from the powder supply device 1 drops by gravity in a
ここで、粉体供給装置1は、スクリュウフィーダであってもよく、あるいは回転テーブル上に供給される粉体をスクレーパによって回転テーブルの外周部に掻き落とすようにしたテーブルフィーダであってもよい。この粉体供給装置1の粉体出口に接続された前記供給路2の下端と粉砕機3のホッパ4間には、図2(b)に示すように、連通路としての所定の間隔Lが設けられている。
Here, the powder supply apparatus 1 may be a screw feeder, or may be a table feeder in which the powder supplied onto the rotary table is scraped off to the outer periphery of the rotary table by a scraper. Between the lower end of the
粉砕機3は、噴射ノズル5を有し、その噴射ノズル5から噴射される高圧ガスのエジェクタ作用によってホッパ4内に供給された粉体は、粉砕機3に設けられた図示省略の粉砕室内に噴射され、その粉砕室内において粉砕処理される。
The
粉砕機3として、ここでは、粉砕室内において粉体を高速旋回させ、粉体同士の衝突により粉砕処理するジェットミルを用いるようにしているが、粉砕室内に設けられた衝突板に粉体を衝突させて粉砕するようにした粉砕機を用いるようにしてもよい。
Here, as the
また、高圧ガスは、ヘリウムガスであってもよく、水素ガスあるいはこれらの混合ガスであってもよい。実施の形態ではヘリウムガスを用いるようにしている。 The high-pressure gas may be helium gas, hydrogen gas, or a mixed gas thereof. In the embodiment, helium gas is used.
図1に示すように、粉砕機3の出口とサイクロン分離機から成る固気分離機6とは通路7で接続され、粉砕処理後の粉体を含む固気混合流体は、固気分離機6に送り込まれてヘリウムガスと粉体とに分離され、上記粉体は固気分離機6に接続された微粉回収容器6a内に送り込まれる。
As shown in FIG. 1, the outlet of the
一方、ヘリウムガスはフィルタから成る集塵機8に送り込まれてヘリウムガス中に含まれる粉体が除去される。集塵機8のガス出口と前記粉砕機3の噴射ノズル5とは循環路9で接続されている。
On the other hand, helium gas is sent to a
循環路9には、集塵機8側から、低圧タンク11、コンプレッサ12、高圧タンク13が順に設けられ、上記コンプレッサ12によりヘリウムガスは圧縮され、高圧化された状態で高圧タンク13内に貯留されて噴射ノズル5に送りこまれる。
The
前記低圧タンク11には、供給路14を介してガスカードル15が接続され、上記供給路14に設けられたバルブ16を開放することによって、ガスカードル15から低圧タンク11内にヘリウムガスが供給されるようになっている。
A
また、低圧タンク11の循環ヘリウムガスのガス入り口部にはバルブ17が設けられ、そのバルブ17の入り口部から分岐する排気管18に排気バルブ19が設けられている。
A
図2(a)に示すように、粉体供給装置1と粉砕機3は、密閉されたボックス20内に収容されている。図1に示すように、ボックス20と前記低圧タンク11とは通路21で接続されている。また、ボックス20には排気路22が接続され、その排気路22に置換用バルブ23が設けられている。
As shown in FIG. 2A, the powder supply device 1 and the
実施の形態で示すガス循環式粉砕処理装置は上記の構造からなり、粉体の粉砕処理に際しては、ガス循環経路内の空気をヘリウムガスと置換する。その置換に際しては、バブル17を閉じ、排気バルブ19および置換用バルブ23を開放する。その後、バルブ16を開放して、ガスカードル15から低圧タンク11にヘリウムガスを供給する。
The gas circulation type pulverization apparatus shown in the embodiment has the above-described structure, and the air in the gas circulation path is replaced with helium gas when the powder is pulverized. In the replacement, the
そのヘリウムガスの供給により、このヘリウムガスは低圧タンク11からボックス20および循環路9に流れ、ボックス20内の空気は排気路22から、また、ヘリウムガスの循環経路内の空気は排気管18から排気されボックス20内および循環経路内がヘリウムガスに置換される。
Due to the supply of the helium gas, the helium gas flows from the low-
ヘリウムガスの置換後は、排気バルブ19および置換用バルブ23を閉じ、バルブ17を開放して、循環路9にヘリウムガスを流し、噴射ノズル5から噴射される高圧のヘリウムガスのエジェクタ作用により、粉体供給装置1から定量供給される粉体を粉砕機3の粉砕室内に高速噴射して粉砕処理する。
After the replacement of the helium gas, the
このとき、粉砕機3のホッパ4内は負圧となるが、上記ホッパ4と供給路2とは、間隔Lが設けられているため、その間隙部24からボックス20内で充満するヘリウムガスが粉砕機側へ流れ込むことになり、上記供給路2内の圧力の低下が少ない。このため、粉体供給装置1から排出される粉体を供給路2から粉砕機3のホッパ4内に定量供給することができ、安定した粉砕製品を得ることができる。
At this time, the inside of the
なお、図2では、供給路2の下端とホッパ4との間に間隔Lを設けて、ホッパ4内の圧力低下時にボックス20内のヘリウムガスをホッパ4に流入させるようにしたが、上記供給路2の下端をホッパ4に接続し、その供給路2に内部とボックス20内とを連通する貫通孔を設けるようにしてもよい。
In FIG. 2, an interval L is provided between the lower end of the
1 粉体供給装置
2 供給路
3 粉砕機
5 噴射ノズル
9 循環路
12 コンプレッサ
20 ボックス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記粉体供給装置と粉砕機とを密閉されたボックス内に収容し、粉体供給装置から粉砕機に供給される粉体の供給路に、その内部とボックス内部とを連通する連通路を設けたことを特徴とするガス循環式粉砕処理装置。 It has a powder supply device that supplies powder in a fixed amount and a high-pressure gas injection nozzle, and the powder supplied from the powder supply device is injected into the grinding chamber by the ejector action of the high-pressure gas injected from the injection nozzle. A pulverizer that performs pulverization, a solid-gas separator that separates the solid-gas mixed fluid discharged from the outlet of the pulverizer into solid and gas, a gas outlet of the solid-gas separator, and a gas of the injection nozzle A gas circulation type pulverization process comprising a circulation path communicating with the inlet and a compressor for compressing the gas flowing in the circulation path, wherein one of helium gas and hydrogen gas or a mixed gas thereof is used as the gas. In the device
The powder supply device and the pulverizer are housed in a sealed box, and a communication path is provided in the powder supply path that is supplied from the powder supply device to the pulverizer to communicate the interior with the box. A gas circulation type pulverization apparatus characterized by the above.
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