JP5484858B2

JP5484858B2 - 粉体造粒装置

Info

Publication number: JP5484858B2
Application number: JP2009241221A
Authority: JP
Inventors: 勇二相米; 浩二塚田
Original assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Current assignee: Furukawa Industrial Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2029-10-20
Also published as: JP2011088032A

Description

本発明は、原料粉体を圧縮して粒状や板状の造粒産物に造粒する粉体造粒装置に関し、特に、原料粉体を一対のロール間で圧縮する粉体造粒装置に関する。

粉体を圧縮して造粒する圧縮造粒は、化学、プラスチック、セラミックス、金属、薬品など広い産業分野で用いられており、造粒による改質によってプロセス管理やハンドリングを容易にしている。

圧縮造粒にも各種方式があるが、例えば、一対のロール間で原料粉体を圧縮造粒するロールプレス方式がある。これは、他の方式に比べ強い圧縮力で造粒することができ高密度で高強度の造粒物を大量に生産できる特徴がある（例えば、特許文献１参照）。

近年の粉体の高機能化によって、微粉体化が進み、かさ密度が極めて低い粉体の造粒ニーズが高まっている。しかしながら、このような粉体は流動性が悪く、ロール部への粉体の安定供給が難しく、造粒品質の変動や生産性の低下を余儀なくされる。

また、造粒過程において粉体に多く含まれる気体を押出すための圧縮力が多く必要になるために、機械の大型化が必要でありコスト面での問題があった。この問題を解決するため、低圧造粒機で予備圧縮したのち高圧造粒機で造粒を行う二段造粒方式や(図示せず)、供給スクリューのケーシングに通気性のフィルタを採用し、粉体内の気体を予備脱気したのちロールプレスする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０９−１７４２９４号公報特開平１１−１４７２００号公報

しかしながら、二段造粒方式は、造粒装置を二台設備するために設備コストがかさみ、低コストニーズに対応できない課題がある。また、特許文献２などの例では、供給スクリューにより粉体が加圧される部分にフィルタがあるために目詰まりが置きやすく、同時にフィルタの消耗も進みやすい。

また、目詰まり清掃やフィルタ交換の頻度が高い上に、フィルタは機械の中心部に位置するので、フィルタの清掃や交換のための分解に多工数を要し、メンテナンスコストが増大する。

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、通気性フィルタの目詰まりや摩耗を抑制することができる粉体造粒装置を提供するものである。

本発明の粉体造粒装置は、原料粉体を圧縮して粒状や板状の造粒産物に造粒する粉体造粒装置であって、回転自在に並列に軸支されていて相互に圧接されている外周面で原料粉体を圧縮して造粒産物に造粒する一対のロール部材と、一対のロール部材の圧接されている外周面間に回転体状の内部空間が連通しているスクリューケーシングと、スクリューケーシングの内部空間に回転自在に軸支されていて原料粉体を一対のロール部材の圧接されている外周面間に圧送するスクリュー部材と、内部空間に投入される原料粉体をスクリューケーシングの内部空間に落下させるフィードホッパと、を有し、フィードホッパの外側面に原料粉体が真空ポンプで強制脱気される貫通孔が形成されており、フィードホッパの貫通孔に通気性フィルタが配置されており、通気性フィルタに原料粉体を強制脱気する真空ポンプが配管されている。

従って、本発明の粉体造粒装置では、フィードホッパの内部空間に投入される原料粉体がスクリューケーシングの内部空間に落下される。このスクリューケーシングは、一対のロール部材の圧接されている外周面間に回転体状の内部空間が連通しており、内部空間に回転自在に軸支されているスクリュー部材により原料粉体が一対のロール部材の圧接されている外周面間に圧送される。これら一対のロール部材は、回転自在に並列に軸支されていて、相互に圧接されている外周面で原料粉体を圧縮して造粒産物に造粒する。ただし、本発明の粉体造粒装置では、フィードホッパの外側面の貫通孔に通気性フィルタが配置されており、この通気性フィルタに配管されている真空ポンプが原料粉体を強制脱気する。このため、原料粉体の脱気はフィードホッパの位置で実行され、原料粉体の加圧はスクリューケーシングの位置で実行される。

また、上述のような粉体造粒装置において、原料粉体を撹拌してブリッジを防止するブレード部材が回転自在に軸支されてフィードホッパの内部空間に配置されており、回転するブレード部材が通気性フィルタの内面をワイピングしてもよい。

また、上述のような粉体造粒装置において、通気性フィルタがフィードホッパの外側面に外側から着脱自在に装着されていてもよい。

また、上述のような粉体造粒装置において、付着した原料粉体を圧搾空気で逆洗清掃する加圧ポンプが通気性フィルタに配管されていてもよい。

また、上述のような粉体造粒装置において、密閉式に形成されているフィードホッパの内圧に対応して真空ポンプの作動を制御する負圧制御手段を、さらに有してもよい。

また、上述のような粉体造粒装置において、スクリューケーシングとスクリュー部材とは下方が先鋭な円錐状に形成されていてもよい。

本発明の粉体造粒装置では、フィードホッパの外側面の貫通孔に通気性フィルタが配置されており、この通気性フィルタに配管されている真空ポンプが原料粉体を強制脱気する。このため、原料粉体の脱気はフィードホッパの位置で実行され、原料粉体の加圧はスクリューケーシングの位置で実行される。従って、原料粉体が脱気される位置および通気性フィルタの位置では加圧されないので、通気性フィルタの目詰まりや摩耗を抑制することができる。

本発明の実施の形態の粉体造粒装置の内部構造を示す模式的な縦断正面図である。

本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の粉体造粒装置１００は、原料粉体を圧縮して粒状や板状の造粒産物に造粒する(図示せず)。このため、本実施の形態の粉体造粒装置１００は、回転自在に並列に軸支されていて相互に圧接されている外周面で原料粉体を圧縮して造粒産物に造粒する一対のロール部材１１０と、一対のロール部材１１０の圧接されている外周面間に回転体状の内部空間が連通しているスクリューケーシング１２０と、スクリューケーシング１２０の内部空間に回転自在に軸支されていて原料粉体を一対のロール部材１１０の圧接されている外周面間に圧送するスクリュー部材１２１と、内部空間に投入される原料粉体をスクリューケーシング１２０の内部空間に落下させるフィードホッパ１３０と、を有する。

ただし、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、フィードホッパ１３０の外側面に原料粉体が真空ポンプ１４１で強制脱気される貫通孔１３１が形成されており、フィードホッパ１３０の貫通孔１３１に通気性フィルタ１３２が配置されており、この通気性フィルタ１３２に原料粉体を強制脱気する真空ポンプ１４１が配管されている。

より詳細には、通気性フィルタ１３２が装着されているフィードホッパ１３０の外側面には、ボックス状の脱気チャンバ１３３が形成されており、この脱気チャンバ１３３には、原料粉体を強制脱気する真空ポンプ１４１が配管されている。

本実施の形態の粉体造粒装置１００では、原料粉体を撹拌してブリッジを防止するブレード部材１３４が回転自在に軸支されてフィードホッパ１３０の内部空間に配置されている。

ブレード部材１３４は駆動モータ１２３の駆動軸１２２にアーム部材１３５で接続されており、フィードホッパ１３０の内面をワイピングする。ただし、通気性フィルタ１３２の内面もフィードホッパ１３０の内面と面一に配置されているので、回転するブレード部材１３４が通気性フィルタ１３２の内面もワイピングする。

さらに、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、フィードホッパ１３０とスクリューケーシング１２０とは軸心方向が略鉛直な同軸形状として、下方が先鋭な円錐状に形成されている。

そして、スクリュー部材１２１とブレード部材１３４とは軸心方向が略鉛直な共通の駆動軸１２２で駆動される。また、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、通気性フィルタ１３２がフィードホッパ１３０の外側面に外側から着脱自在に装着されている。

なお、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、フィードホッパ１３０が密閉式に形成されており、その内圧を検出する内圧センサ１４３が装着されている。そして、内圧センサ１４３で検出された内圧に対応して真空ポンプ１４１の作動を制御する負圧制御回路１４４が設けられている。

また、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、通気性フィルタ１３２に付着した原料粉体を圧搾空気で逆洗清掃する加圧ポンプである圧縮空気源１４２も脱気チャンバ１３３に配管されている。

上述のような構成において、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、下方が先鋭な円錐状のフィードホッパ１３０の内部空間に投入される原料粉体がスクリューケーシング１２０の内部空間に落下される。

このスクリューケーシング１２０は、一対のロール部材１１０の圧接されている外周面間に回転体状の内部空間が連通しており、内部空間に回転自在に軸支されているスクリュー部材１２１により原料粉体が一対のロール部材１１０の圧接されている外周面間に圧送される。

ただし、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、フィードホッパ１３０の外側面の貫通孔１３１に通気性フィルタ１３２が配置されており、この通気性フィルタ１３２を介して貫通孔１３１から原料粉体が真空ポンプ１４１により強制脱気される。

このため、原料粉体の脱気はフィードホッパ１３０の位置で実行され、原料粉体の加圧はスクリューケーシング１２０の位置で実行される。従って、原料粉体が脱気される位置および通気性フィルタ１３２の位置では加圧されないので、通気性フィルタ１３２の目詰まりや摩耗を抑制することができる。

特に、フィードホッパ１３０はスクリューケーシング１２０より大型なので、通気性フィルタ１３２の面積を増大させることができる。このため、通気性フィルタ１３２の目詰まりおよび摩耗を良好に防止することができ、原料粉体を良好に脱気して良質な造粒産物を造粒することができる。

しかも、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、フィードホッパ１３０の内部空間に配置されているブレード部材１３４が、フィードホッパ１３０の内面とともに通気性フィルタ１３２の内面もワイピングする。

このため、通気性フィルタ１３２に原料粉体が目詰まりすることが良好に防止される。それでいて、ブレード部材１３４はブリッジを防止するために従来からフィードホッパ１３０の内部に配置されており、通気性フィルタ１３２の目詰まりを防止するために新規の機構を増設する必要がない。

さらに、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、スクリュー部材１２１とブレード部材１３４とは軸心方向が略鉛直な共通の駆動軸１２２で駆動される。このため、軸心方向が略鉛直な同軸形状に形成されているフィードホッパ１３０とスクリューケーシング１２０とを、一個の駆動モータ１２３で機能させることができる。

また、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、通気性フィルタ１３２がフィードホッパ１３０の外側面に外側から着脱自在に装着されている。このため、通気性フィルタ１３２の交換が容易であり、粉体造粒装置１００のメンテナンス性が良好である。

なお、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、通気性フィルタ１３２がボックス状の脱気チャンバ１３３の内部に配置されている。そこで、この脱気チャンバ１３３の外側面を開閉自在としておくことにより、通気性フィルタ１３２のメンテナンス性を良好に維持することができる。

さらに、この通気性フィルタ１３２が装着されているフィードホッパ１３０の外側面には、ボックス状の脱気チャンバ１３３が形成されており、この脱気チャンバ１３３には、原料粉体を強制脱気する真空ポンプ１４１が配管されている。このため、フィードホッパ１３０に投入されている原料粉体を良好に脱気することができるので、良質な造粒産物を造粒することができる。

また、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、密閉式に形成されているフィードホッパ１３０の内圧を内圧センサ１４３が検出し、この検出された内圧に対応して真空ポンプ１４１の作動を負圧制御回路１４４が制御する。

このため、原料粉体を常時最適に脱気することができるので、原料粉体の特性などに対応して脱気状態を最適に調節することができ、真空ポンプ１４１の無駄な駆動も防止することができる。

さらに、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、通気性フィルタ１３２に付着した原料粉体を圧搾空気で逆洗清掃する圧縮空気源１４２も脱気チャンバ１３３に配管されている。

このため、原料粉体が付着した通気性フィルタ１３２を圧縮空気源１４２の圧搾空気で逆洗清掃することができるので、外部から簡単に通気性フィルタ１３２の目詰まりを解消することができる。

しかも、この通気性フィルタ１３２はスクリューケーシング１２０ではなくフィードホッパ１３０に配置されているのでロール部材１１０から離間しており、逆洗清掃の圧縮空気がロール部材１１０での造粒を阻害することが良好に防止される。

また、本実施の形態の粉体造粒装置１００では、スクリューケーシング１２０とスクリュー部材１２１とは下方が先鋭な円錐状に形成されている。このため、フィードホッパ１３０で良好に脱気された原料粉体を良好に加圧してロール部材１１０に圧送することができる。

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では原料粉体を撹拌してブリッジを防止するブレード部材１３４が通気性フィルタ１３２の内面をワイピングすることを例示した。

しかし、通気性フィルタ１３２の内面をワイピングする専用の部材を用意してもよい(図示せず)。その場合でも、そのワイピング部材はブレード部材１３４と共通の駆動軸１２２で軸支することができるので、その構造を簡単とすることができる。

また、上記形態ではフィードホッパ１３０とスクリューケーシング１２０とは軸心方向が略鉛直な同軸形状に形成されており、スクリュー部材１２１とブレード部材１３４とは軸心方向が略鉛直な共通の駆動軸１２２で駆動されることを例示した。

しかし、特開昭６４−４４３００号公報に開示されている粉体造粒装置(図示せず)のように、スクリュー部材とスクリューケーシングとの軸心方向を略水平とし、その端部開口に上方からフィードホッパ１３０が連結されていてもよい(図示せず)。

さらに、上記形態ではスクリューケーシング１２０とスクリュー部材１２１とは下方が先鋭な円錐状に形成されていることを例示した。しかし、特開平１１−１４７２００号公報に開示されている粉体造粒装置(図示せず)のように、スクリューケーシングとスクリュー部材とが円筒状の外形に形成されていてもよい(図示せず)。

また、上記形態では下方が先鋭な円錐状にフィードホッパ１３０が形成されていることを例示した。しかし、このようなフィードホッパが円筒形などに形成されていてもよい(図示せず)。

さらに、上記形態では密閉式のフィードホッパ１３０の内圧を内圧センサ１４３で検出して負圧制御回路１４４で真空ポンプ１４１の作動を制御することを例示した。しかし、逆洗のためには上述のような内圧センサ１４３を省略して単純な一定のインターバル逆洗などを実行してもよい。

また、上記形態では一対のロール部材１１０で原料粉体を圧縮して粒状や板状の造粒産物を造粒することを例示した。しかし、実際には、粒状の造粒産物を造粒するときには、一対のロール部材１１０の外周面の少なくとも一方に凹部を形成しておき、板状の造粒産物を造粒するときには、一対のロール部材１１０の外周面には両方とも凹部を形成しておかないことになる。

なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
以下、参考形態の例を付記する。
１．
原料粉体を圧縮して粒状や板状の造粒産物に造粒する粉体造粒装置であって、
回転自在に並列に軸支されていて相互に圧接されている外周面で前記原料粉体を圧縮して前記造粒産物に造粒する一対のロール部材と、
一対の前記ロール部材の圧接されている前記外周面間に回転体状の内部空間が連通しているスクリューケーシングと、
前記スクリューケーシングの内部空間に回転自在に軸支されていて前記原料粉体を一対の前記ロール部材の圧接されている前記外周面間に圧送するスクリュー部材と、
内部空間に投入される前記原料粉体を前記スクリューケーシングの内部空間に落下させるフィードホッパと、を有し、
前記フィードホッパの外側面に前記原料粉体が真空ポンプで強制脱気される貫通孔が形成されており、
前記フィードホッパの前記貫通孔に通気性フィルタが配置されており、
前記通気性フィルタに前記原料粉体を強制脱気する真空ポンプが配管されている粉体造粒装置。
２．
前記原料粉体を撹拌してブリッジを防止するブレード部材が回転自在に軸支されて前記フィードホッパの内部空間に配置されており、
回転する前記ブレード部材が前記通気性フィルタの内面をワイピングする１．に記載の粉体造粒装置。
３．
前記通気性フィルタが前記フィードホッパの外側面に外側から着脱自在に装着されている１．または２．に記載の粉体造粒装置。
４．
付着した前記原料粉体を圧搾空気で逆洗清掃する加圧ポンプが前記通気性フィルタに配管されている１．ないし３．の何れか１つに記載の粉体造粒装置。
５．
密閉式に形成されている前記フィードホッパの内圧に対応して前記真空ポンプの作動を制御する負圧制御手段を、さらに有する１．ないし４．の何れか１つに記載の粉体造粒装置。
６．
前記スクリューケーシングと前記スクリュー部材とは下方が先鋭な円錐状に形成されている１．ないし５．の何れか１つに記載の粉体造粒装置。

１００粉体造粒装置
１１０ロール部材
１２０スクリューケーシング
１２１スクリュー部材
１２２駆動軸
１２３駆動モータ
１３０フィードホッパ
１３１貫通孔
１３２通気性フィルタ
１３３脱気チャンバ
１３４ブレード部材
１３５アーム部材
１４１真空ポンプ
１４２圧縮空気源
１４３内圧センサ
１４４負圧制御回路

Claims

原料粉体を圧縮して粒状や板状の造粒産物に造粒する粉体造粒装置であって、
回転自在に並列に軸支されていて相互に圧接されている外周面で前記原料粉体を圧縮して前記造粒産物に造粒する一対のロール部材と、
一対の前記ロール部材の圧接されている前記外周面間に回転体状の内部空間が連通しているスクリューケーシングと、
前記スクリューケーシングの内部空間に回転自在に軸支されていて前記原料粉体を一対の前記ロール部材の圧接されている前記外周面間に圧送するスクリュー部材と、
内部空間に投入される前記原料粉体を前記スクリューケーシングの内部空間に落下させるフィードホッパと、を有し、
前記フィードホッパの外側面に前記原料粉体が真空ポンプで強制脱気される貫通孔が形成されており、
前記フィードホッパの前記貫通孔に通気性フィルタが配置されており、
前記通気性フィルタに前記原料粉体を強制脱気する真空ポンプが配管され、
前記原料粉体を撹拌してブリッジを防止するブレード部材が回転自在に軸支されて前記フィードホッパの内部空間に配置されており、
回転する前記ブレード部材が前記通気性フィルタの内面をワイピングする粉体造粒装置。
前記通気性フィルタが前記フィードホッパの外側面に外側から着脱自在に装着されている請求項１に記載の粉体造粒装置。
付着した前記原料粉体を圧搾空気で逆洗清掃する加圧ポンプが前記通気性フィルタに配管されている請求項１または２に記載の粉体造粒装置。
密閉式に形成されている前記フィードホッパの内圧に対応して前記真空ポンプの作動を制御する負圧制御手段を、さらに有する請求項１ないし３の何れか一項に記載の粉体造粒装置。
前記スクリューケーシングと前記スクリュー部材とは下方が先鋭な円錐状に形成されている請求項１ないし４の何れか一項に記載の粉体造粒装置。