JP5396771B2 - 振動式粉砕機 - Google Patents

Description

本発明は、粉砕ドラムに粉砕媒体を充填するとともに被粉砕媒体を投入し、粉砕ドラムを振動させることによって被粉砕物を粉砕する振動式粉砕機に関し、とくに粉砕ドラムの出側に設けた排出口から粉砕された被粉砕物を連続的に排出する連続式の振動粉砕機に関する。

このような振動粉砕機の粉砕ドラムとしては、一般的に、水平に配置した円筒形の粉砕ドラムが使用されている。そして、この粉砕ドラムに粉砕媒体を充填するとともに被粉砕物を投入し、粉砕ドラムを円振動させることによって被粉砕物を粉砕する。具体的には、粉砕ドラムを防振バネ上に配置してバイブレータによって円振動を与える。

バイブレータによって円振動を与えると、充填された粉砕媒体は相互にぶつかり合いながら、粉砕ドラム内を回転運動する。被粉砕物は粉砕ドラムの円振動によって回転運動するとともに粉砕ドラムの出側に向かって徐々に移動する。この過程で、被粉砕物は、粉砕媒体間、あるいは粉砕ドラムの内壁面と粉砕媒体間で挟まれて衝撃力を受け、破砕粉砕される。

振動粉砕機は、その処理形態によってバッチ式と連続式に大別される。このうち、本発明が対象とする連続式の振動粉砕機においては、被粉砕物を連続的に投入及び排出するので、粉砕の程度、すなわち粉砕機で処理された被粉砕物の細かさをコントロールするために、粉砕ドラム内での被粉砕物の滞留量の制御が重要である。

連続式の振動粉砕機における被粉砕物の滞留量の制御技術としては、従来、ストレーナによる制御技術が知られている。

ストレーナは、例えば特許文献１に開示されているように粉砕媒体を通過させず、粉砕された被粉砕物のみを通過させる開口を有し、この開口の数や大きさ、あるいは開口の配置を調整することにより、滞留量の制御が可能である。

しかし、このストレーナによる滞留量の制御技術は、ストレーナの開口から粉砕媒体を通過させず、粉砕された被粉砕物のみを通過させること、言い換えれば粉砕媒体の大きさが粉砕された被粉砕物の大きさよりも大きいことを大前提としている。すなわち、粉砕媒体の大きさが粉砕された被粉砕媒体の大きさよりも小さいと、ストレーナの開口から粉砕媒体が飛び出すので、ストレーナは使用することができない。

また、ストレーナを使用した場合、被粉砕物に金属片等の粉砕不可能な異物が混入していると、その異物の大きさによっては、異物が排出されずに粉砕ドラム内に滞留し、粉砕ドラムの摩耗が促進され、さらに、粉砕不可能な異物の滞留量が多くなると、被粉砕物の粉砕の程度が悪化し、やがては粉砕機が運転不可能な状態に陥ることがある。

このように、従来のストレーナによる滞留量の制御技術では、被粉砕物の大きさや性状によっては滞留量の制御が不可能であったり、安定した粉砕機の操業が困難になるなどの問題がある。
特開２００８−９３５３４号公報

本発明が解決しようとする課題は、被粉砕物の大きさや性状にかかわらず、粉砕ドラム内における被粉砕物の滞留量の制御が可能であり、粉砕機の安定操業を可能にすることができる滞留量の制御手段を提供することにある

本発明は、粉砕ドラム内の被粉砕物の滞留量を制御するために粉砕ドラムの出側の側壁面に排出口を設けたことを特徴とするものである。

すなわち、本発明は、棒状の粉砕媒体を充填し水平に配置した円筒形の粉砕ドラムの入側に設けた投入口から被粉砕物を投入し、粉砕ドラムを円振動させることにより被粉砕物を粉砕媒体で粉砕しつつ粉砕ドラムの出側に移送し、粉砕ドラムの出側の側壁面に設けた排出口から連続的に排出する振動粉砕機において、排出口は粉砕ドラムの側壁面に開けたままの開口からなり、排出ドラムの側壁面に沿ってスライド可能に設けた制御板により、排出口の下端の位置を変更可能であり、粉砕ドラムの内面直径をＤ（ｍｍ）、粉砕ドラムの内面長さをＬ１（ｍｍ）、粉砕媒体の長さをＬ２（ｍｍ）、粉砕ドラムの出側端部と排出口の出側端部との間隔をＸ（ｍｍ）、さらに角度θをθ＝ｃｏｓ ^−１ （Ｄ／Ｌ２）で定義される角度とするとき、Ｘ＞Ｌ１−Ｌ２ｓｉｎθであることを特徴とするものである。

このように、排出口を粉砕ドラムの出側の側壁面に設けることで、排出口の下端の位置（高さレベル）の設定によって、被粉砕物の滞留量を制御することができる。つまり、粉砕された被粉砕物は、排出口の下端の位置まで滞留し、排出口の下端を乗り越えたものが排出口から排出されるので、排出口の下端の位置（高さレベル）の設定によって、被粉砕物の滞留量を制御することができる。

そして、本発明では粉砕媒体として棒状の粉砕媒体を使用するので、通常の条件では、棒状の粉砕媒体は、粉砕ドラムの出側の側壁面に設けた排出口から飛び出すことはない。一方、粉砕された被粉砕物及びそれに混入していた異物は、その大きさや性状にかかわらず排出口の下端を乗り越えることで排出口から排出される。これにより、粉砕機の安定操業が可能になる。

本発明においては、棒状の粉砕媒体が排出部から飛び出すことを確実に防止するために、粉砕ドラムの内面直径をＤ（ｍｍ）、粉砕ドラムの内面長さをＬ１（ｍｍ）、粉砕媒体の長さをＬ２（ｍｍ）、粉砕ドラムの出側端部と排出口の出側端部との間隔をＸ（ｍｍ）、さらに角度θをθ＝ｃｏｓ^−１（Ｄ／Ｌ２）で定義される角度とするとき、Ｘ＞Ｌ１−Ｌ２ｓｉｎθの関係式を満たすようにしている。

この関係式の技術的意味を図３を参照して説明すると、粉砕ドラム１の出側端部と排出口１ｂの出側端部と間隔Ｘが、（Ｌ１−Ｌ２ｓｉｎθ）よりも大きいと、粉砕媒体２が排出部１ａから飛び出すことはないことがわかる。

なお、粉砕媒体は粉砕ドラム内で自由に振動できなければならない。したがって、Ｌ１＞Ｌ２を満足することは前提条件である。一般的には投入される被粉砕物の粒子の噛み込みを考慮し、（Ｌ１−３０）≦Ｌ２≦（Ｌ１−１０）（ｍｍ）に設定される。

また、本発明において排出口の下端の位置は、粉砕ドラムの内面直径をＤとするとき、粉砕ドラムの内面下端からＤ／４以上であることが好ましい。排出口の下端の位置をＤ／４以上とすることで、実用的な被粉砕物の滞留量５％（粉砕ドラム容量との比）以上にコントロール可能である。

また、本発明においては上述のとおり、排出口の下端の位置の設定によって被粉砕物の滞留量を制御するが、この排出口の下端の位置を変更可能とするために、排出口の下端の位置を調整する制御板を、粉砕ドラムの側壁面に沿ってスライド可能に設けている。このように、制御板を設けて排出口の下端の位置を変更可能とすることで、滞留量も変化させることができる。

本発明によれば、被粉砕物の大きさや性状にかかわらず、粉砕ドラム内における被粉砕物の滞留量の制御が可能となるとともに、粉砕機の安定操業が可能となる。

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の振動粉砕機の基本構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

円筒形の粉砕ドラム１は水平に配置され、その内部に棒状の粉砕媒体２が充填される。粉砕媒体２の直径は１９〜４０ｍｍが一般的である。粉砕媒体２の長さＬ２（ｍｍ）は、粉砕ドラムの内面長さをＬ１（ｍｍ）とするとき、（Ｌ１−３０）≦Ｌ２≦（Ｌ１−１０）の関係を満足するようにすることが好ましい。また、粉砕ドラム１内の粉砕媒体２の充填率は、通常６０％以下とする。

粉砕ドラム１の入側には投入口１ａが設けられており、この投入口１ａから被粉砕物３が投入される。粉砕ドラム１は図示しないバイブレータによって円振動する。粉砕ドラム１が円振動すると、粉砕媒体２は相互にぶつかり合いながら、粉砕ドラム内を回転運動する。被粉砕物３は粉砕ドラム１の円振動によって回転運動するとともに粉砕ドラム１の出側に向かって徐々に移動する。この過程で、被粉砕物３は、粉砕媒体２間、あるいは粉砕ドラム１の内壁面と粉砕媒体２間で挟まれて衝撃力を受け、破砕粉砕される。そして、被粉砕物３は、粉砕ドラム１の出側に設けた排出口１ｂから排出される。

排出口１ｂは、粉砕ドラム１の出側の側壁面に設けられ、好ましくは、粉砕ドラム１の内面直径をＤとするとき、排出口１ｂの下端が粉砕ドラム１の内面下端からＤ／４以上の位置となるように設けられる。図１の実施例では、２つの排出口１ｂを対称に設け、これらの排出口１ｂの下端が粉砕ドラム１の内面下端からＤ／２となるようにしている。

また、排出口１ｂの出側端部と粉砕ドラム１の出側端部との間隔Ｘは、図３で説明したようにＸ＞Ｌ１−Ｌ２ｓｉｎ（θ）であることが好ましい。

以上のとおり、本発明の振動粉砕機では、排出口１ｂを粉砕ドラム１の出側の側壁面に設けているので、排出口１ｂの下端の位置（高さレベル）の設定によって、被粉砕物３の滞留量を制御することができる。つまり、粉砕された被粉砕物３は、排出口１ｂの下端の位置まで滞留し、排出口１ｂの下端を乗り越えたものが排出口１ｂから排出されるので、排出口１ｂの下端の位置（高さレベル）の設定によって、被粉砕物３の滞留量を制御することができる。

また、粉砕された被粉砕物３は、その大きさや性状にかかわらず排出口１ｂの下端を乗り越えることで排出口１ｂから排出される。被粉砕物３に粉砕不可能な異物が混入していたとしても、その異物も排出口１ｂの下端を乗り越えることで排出口１ｂから排出される。したがって、粉砕機の安定操業が可能になる。

本発明においては上述のとおり、排出口１ｂの下端の位置の設定によって被粉砕物３の滞留量を制御するが、被粉砕物の性状や操業条件に応じて、滞留量を弾力的に変更できるように、排出口の下端の位置を変更可能とすることが好ましい。

図２は、そのための構成例を示す。同図に示すように、制御板４を粉砕ドラム１の側壁面に沿ってスライド可能に設けることで、排出口１ｂの下端の位置が変更可能となる。なお、図２に示すように。排出口１ｂの上端側にも制御板５を粉砕ドラム１の側壁面に沿ってスライド可能に設け、これによって排出口１ｂの大きさを変更可能とすることもできる。

本発明の振動粉砕機の基本構成を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明の振動粉砕機において排出口の下端の位置を変更可能とするための構成例を示す。 本発明の振動粉砕機の寸法関係を示す説明図である。

符号の説明

１ 粉砕ドラム
１ａ 投入口
１ｂ 排出口
２ 粉砕媒体
３ 被粉砕物
４，５ 制御板

Claims (1)

1. 棒状の粉砕媒体を充填し水平に配置した円筒形の粉砕ドラムの入側に設けた投入口から被粉砕物を投入し、粉砕ドラムを円振動させることにより被粉砕物を粉砕媒体で粉砕しつつ粉砕ドラムの出側に移送し、粉砕ドラムの出側の側壁面に設けた排出口から連続的に排出する振動粉砕機において、
   排出口は粉砕ドラムの側壁面に開けたままの開口からなり、排出ドラムの側壁面に沿ってスライド可能に設けた制御板により、排出口の下端の位置を変更可能であり、
   粉砕ドラムの内面直径をＤ（ｍｍ）、粉砕ドラムの内面長さをＬ１（ｍｍ）、粉砕媒体の長さをＬ２（ｍｍ）、粉砕ドラムの出側端部と排出口の出側端部との間隔をＸ（ｍｍ）、さらに角度θをθ＝ｃｏｓ ^−１ （Ｄ／Ｌ２）で定義される角度とするとき、Ｘ＞Ｌ１−Ｌ２ｓｉｎθであることを特徴とする振動粉砕機。

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