JP5778934B2

JP5778934B2 - 粉砕装置

Info

Publication number: JP5778934B2
Application number: JP2011022762A
Authority: JP
Inventors: 杉山　浩之; 浩之杉山; 幸哉市南
Original assignee: Nippon Pneumatic Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pneumatic Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-02-04
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2031-02-04
Also published as: JP2012161722A

Description

この発明は、希土類磁石、医薬品、農薬、化学物質等の各種の粉体を粉砕処理して細粉化する粉砕装置に関する。

図３に示すように、高圧エア源２１からインジェクションフィーダ２２に高圧エアを供給し、その高圧エアのエジェクタ作用により粉体定量供給機２３から定量供給される粉体をインジェクションフィーダ２２内に吸引して気流式分級機２４に搬送し、その気流式分級機２４において粉体を遠心分離により粗粉と微粉とに分級し、製品としての微粉を微粉排出口２５から取り出すようにした分級プラントにおいては、普通、気流式分級機２４の粗粉排出口２６から排出される粗粉を粉砕装置２７内に導入して粉砕し、その粉砕された粉体を循環路２８から気流式分級機２４内に循環させて、再度分級処理を行うようにしている。

上記分級プラントに採用される粉砕装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この粉砕装置においては、図４に示すように、粉砕ケーシング３１に形成された粉砕室３２内に衝突板３３を設け、その衝突板３３にラバール管からなるエア噴射ノズル３４の噴射口を対向配置し、そのエア噴射ノズル３４に形成されたディフューザ部３５に粉体ホッパ３６の下部出口３６ａを連通し、上記エア噴射ノズル３４に供給される高圧エアを上記ディフューザ部３５で加速し、そのディフューザ部３５でのエジェクタ作用により、粉体ホッパ３６内の粉体をディフューザ部３５に吸引して高圧エアと混合し、その固気混合流体を衝突板３３に向けて噴射し、上記衝突板３３に対する衝突、および衝突板３３から径方向外方に飛散して粉砕室３２の内周に設けられたライナ３８に対する衝突によって粉体(粗粉)を粉砕処理するようにしている。

特開平７−３９７７９号公報

ところで、上記従来の粉砕装置においては、ディフューザ部３５の下側部中程位置で開口する１か所の供給口３７からディフューザ部３５内に粉体を吸引するようにしているため、ディフューザ部３５内の供給口３７の形成部位と、それより１８０°周方向に位置がずれた反対の位置とで粉体の分布量に大きな差が生じ、粉体は、充分に加速されない偏析状態で噴射されて衝突板３３に衝突することになり、粉体を効果的に粉砕処理することができず、その粉砕効率を高める上において改善すべき点が残されていた。

この発明の課題は、充分に加速された高圧エア中にできるだけ均一に粉体を分散させ、その分散状態で衝突板に衝突させるようにして粉体の粉砕効率を高めることである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、エア入口の下流側にスロート部が形成され、そのスロート部の下流側に先拡がりの円錐形ディフューザ部が設けられた入口側ノズル部材と、先狭まりのテーパ状絞り孔からなるノズル孔を有し、そのノズル孔が前記入口側ノズル部材の軸心上に配置されるようにしてその入口側ノズル部材の前方側に設けられた出口側ノズル部材と、その出口側ノズル部材のノズル孔の前側方に対向配置された衝突板とからなり、前記入口側ノズル部材のエア噴射口と前記出口側ノズル部材の対向部間に密閉された円筒形状の混合空間を設け、その混合空間の外周上部に粉体ホッパの下部出口を連通させ、前記ディフューザ部の先端の噴射口の口径をａ、前記出口側ノズル部材におけるノズル孔の前記混合空間側に位置する入口の口径をｂ、出口側の口径をｃとしたとき、それぞれの口径の関係をａ＜ｂ、ｃ＜ｂとした構成を採用したのである。

上記の構成からなる粉砕装置において、入口側ノズル部材のエア入口に高圧エアを供給すると、その高圧エアはスロート部において圧力が高められ、ディフューザ部において加速されて、入口側ノズル部材の先端から噴射される。

このとき、ディフューザ部のテーパ状内周面には従来のような開口がなく、軸方向の全長にわたって滑らかであるため、高圧エアは、乱れを生じることなく充分に加速された状態で出口側ノズル部材のノズル孔に向けて噴射される。その際、高圧エアは混合空間の中心部を高速度で直進するため、その高圧エアの流動により混合空間内のエアが高圧エアに引き込まれて外周部が減圧され、その減圧によるエジェクタ作用により粉体ホッパ内の粉体が混合空間内に吸引されて浮遊する。その浮遊する粉体は直進する高圧エアの全周囲からその高圧エア中に混入し、分散された状態で出口側ノズル部材のノズル孔内に至り、そのノズル孔から衝突板に向けて噴射される。

このように、粉体は充分に加速された高圧エア中にほぼ均一に分散する状態で衝突板に向けて噴射されるため、その衝突板に対する衝突によって効果的に粉砕処理されることになる。また、均一に分散する状態で衝突板に衝突するため、衝突板の摩耗も少ない。

この発明においては、上記のように、入口側ノズル部材のエア入口に供給された高圧エアをディフューザ部において乱れを生じさせることなく充分に加速することができ、その加速された高圧エア中に粉体をほぼ均一に分散させた状態で衝突板に衝突させることができるため、粉体を極めて効果的に粉砕処理することができる。

この発明に係る粉砕装置の実施の形態を示す縦断面図図１の一部を拡大して示す断面図分級プラントを示す概略図従来の粉砕装置を示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図示のように、粉砕ケーシング１には、その一端面から水平方向に向くノズル取付孔２と、そのノズル取付孔２に連通して粉砕ケーシング１の他端面で開口する粉砕室３とが形成されている。

粉砕ケーシング１は、粉砕室３において前部粉砕ケーシング１ａと後部粉砕ケーシング１ｂとに分割され、その分割面間に衝突板ホルダ４が組み込まれている。

衝突板ホルダ４は、径の異なる二つの円板４ａ、４ｂを複数の放射状配置のリブ４ｃにより連結した構成とされ、その大径側の円板４ａが前部粉砕ケーシング１ａと後部粉砕ケーシング１ｂの分割面間に配置され、図示省略したボルトの締め付けによって前部粉砕ケーシング１ａ、後部粉砕ケーシング１ｂおよび衝突板ホルダ４のそれぞれが結合一体化されている。

前部粉砕ケーシング１ａに形成されたノズル取付孔２には入口側ノズル部材６が嵌合され、前部粉砕ケーシング１ａの一側面に取付けられたホース連結用ソケット７によって抜止めされている。

入口側ノズル部材６は、ラバール管からなり、エア入口８の下流側に小径のスロート部９が設けられ、そのスロート部９の下流側に先拡がりのテーパ状のディフューザ部１０が設けられている。

前部粉砕ケーシング１ａの粉砕室３は、円筒状とされ、その内周面にはライナ１１が内張りされ、そのライナ１１と粉砕室３の閉塞端面間に出口側ノズル部材１２が組み込まれている。

出口側ノズル部材１２は円盤状をなし、その中心部には先細りの絞り孔からなるノズル孔１３が形成されている。出口側ノズル部材１２は、そのノズル孔１３が入口側ノズル部材６の軸心上に配置される組込みとされ、その出口側ノズル部材１２と入口側ノズル部材６との間に円筒形状の混合空間１４が設けられている。

ここで、ディフューザ部１０の混合空間１４側に位置する先端開口の口径をａ、ノズル孔１３の混合空間１４側に位置する入口の口径をｂ、粉砕室３側の出口側の口径をｃとしたとき、それぞれの開口の相互には、ａ≦ｃ≦ｂの関係が成り立つ関係とされている。

衝突板ホルダ４には、出口側ノズル部材１２と対向する面の中央に衝突板１５が設けられている。衝突板１５は円盤状をなし、出口側ノズル部材１２に対する対向面に円錐形の粉体拡散用突起部１６が設けられている。

ここで、突起部１６は、出口側ノズル部材１２におけるノズル孔１３の出口内に先端が位置する配置とされているが、その先端位置は、被粉砕物の性状や必要な粒径等に応じて出口側ノズル部材１２により近づけたり、あるいは、遠ざけたりと、適切位置に配置される。

前部粉砕ケーシング１ａの上面には粉体ホッパ１８の下面が支持され、その粉体ホッパ１８の下部出口１８ａは前部粉砕ケーシング１ａに形成された傾斜状の通路１９を介して混合空間１４の外周部と連通しており、上記通路１９はディフューザ部１０から噴射される超音速気流の中心軸の直上位置とされている。

実施の形態で示す粉砕装置は上記の構造からなり、入口側ノズル部材６のエア入口８に高圧エアを供給すると、その高圧エアはスロート部９からディフューザ部１０に流れて、先端の噴射口から噴射される。

この場合、高圧エアはスロート部９において圧力が高められ、ディフューザ部１０において加速される。この時、ディフューザ部１０のテーパ状内周面は軸方向に全長にわたって滑らかであるため、高圧エアは、乱れを生じることなく音速域まで加速されて、ディフューザ部１０の先端の噴射口から出口側ノズル部材１２のノズル孔１３に向けて噴射される。

その際、高圧エアは混合空間１４の中心部を高速度で直進するため、その高圧エアの流動によって混合空間１４内の外周部が減圧され、エジェクタ作用により粉体ホッパ１８内の粉体が混合空間１４内に吸引されて、その混合空間１４内で浮遊する。そして、その混合空間１４内を直進する高圧エアの周囲からその高圧エア中に混入して、ほぼ均一に分散された状態で出口側ノズル部材１２のノズル孔１３内に至り、そのノズル孔１３から衝突板１５に向けて噴射される。

このように、粉体は、充分に加速された高圧エア中にほぼ均一に分散する状態で衝突板１５に向けて噴射されるため、その衝突板１５に対する衝突によって効果的に一次粉砕されることになる。

一次粉砕された粉砕物は、衝突板１５の径方向外方に飛散してライナ１１の内周面に衝突し、そのライナ１１に対する衝突により二次粉砕される。その粉砕物は後部粉砕ケーシング１ｂの粉砕室３内に流入して、その粉砕室３の開口端から排出される。

上述のように、粉体は均一に分散した状態で衝突するので、衝突板１５やライナ１１の摩耗が少なく、粉砕効率も高いものとなる。

実施の形態における粉砕装置においては、入口側ノズル部材６と出口側ノズル部材１２の対向部間に混合空間１４を形成し、その混合空間１４において高圧エアに粉体を混合させるようにしているため、入口側ノズル部材６には、図４で示されるような粉体ホッパの下部出口とディフューザ部を連通させる通路を形成する必要がなくなり、入口側ノズル部材６として、従来のエア噴射ノズル３４より軸方向長さの短いラバール管を採用することができる。そのようなラバール管の採用によって、入口側ノズル部材６のスロート部９と衝突板１５までの距離Ｌを図４に示す従来の粉砕装置におけるスロート部と衝突板までの距離より短くすることができる。また、ディフューザ部１０には開口がなく、全内周面が連続した滑らかな面であるため、短い距離でも充分な加速が得られる。

６入口側ノズル部材
８エア入口
９スロート部
１０ディフューザ部
１２出口側ノズル部材
１３ノズル孔
１４混合空間
１５衝突板
１６突起部
１８粉体ホッパ

Claims

エア入口の下流側にスロート部が形成され、そのスロート部の下流側に先拡がりの円錐形ディフューザ部が設けられた入口側ノズル部材と、先狭まりのテーパ状絞り孔からなるノズル孔を有し、そのノズル孔が前記入口側ノズル部材の軸心上に配置されるようにしてその入口側ノズル部材の前方側に設けられた出口側ノズル部材と、その出口側ノズル部材のノズル孔の前側方に対向配置された衝突板とからなり、前記入口側ノズル部材のエア噴射口と前記出口側ノズル部材の対向部間に密閉された円筒形状の混合空間を設け、その混合空間の外周上部に粉体ホッパの下部出口を連通させ、前記ディフューザ部の先端の噴射口の口径をａ、前記出口側ノズル部材におけるノズル孔の前記混合空間側に位置する入口の口径をｂ、出口側の口径をｃとしたとき、それぞれの口径の関係をａ＜ｂ、ｃ＜ｂとした粉砕装置。
前記衝突板が、出口側ノズル部材と対向する面に円錐形の粉体拡散用突起部を有してなる請求項１に記載の粉砕装置。