JP5801634B2

JP5801634B2 - ペレット製造装置のリングダイ

Info

Publication number: JP5801634B2
Application number: JP2011158742A
Authority: JP
Inventors: 淑章出口
Original assignee: Mori Machinery Corp
Current assignee: Mori Machinery Corp
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: JP2013022502A

Description

本発明は、飼料、肥料、RPF（固形燃料）又はRDF（ごみ固形燃料）等のペレットを製造するペレット製造装置のリングダイに関する。

原料を圧縮して短尺な円筒形であるペレットを製造するペレット製造装置は、種々の構成がある。例えば特許文献１又は特許文献２が開示するペレット製造装置は、回転するリングダイの内周面にローラの外周面を押し当てた構成で、半径方向に貫通する成形孔（特許文献１：ペレット成形用孔、特許文献２：成形孔）がリングダイに多数形成されている。これにより、原料がリングダイの内周面とローラの外周面との間に供給されると、成形孔の外周側開口から原料が押し出され、リングダイの外周面に対向して配置されたカッタにより前記原料が折り取られ、飼料、肥料、RPF又はRDF等のペレットが製造される。

特許文献１又は特許文献２が開示するペレット製造装置は、リングダイの内周面に外周面を押し当てるローラが複数ある。また、同種のペレット製造装置にはリングダイの外周面にローラの外周面を押し当てた構成や、一対のリングダイの外周面同士を押し当てた構成がある。前者の場合、原料がリングダイの外周面とローラの外周面との間に供給され、リングダイの内周面に対向して配置されたカッタに当たって原料が折り取られ、ペレットが製造される。後者の場合、原料が一対のリングダイの外周面の間に供給され、各リングダイの内周面に対向して配置されたカッタに当たって前記原料がそれぞれ折り取られ、ペレットが製造される。

成形孔から押し出される原料をカッタに当てて折り取ることによりペレットを製造するペレット製造装置は、押し出される原料により過剰な圧力を受けて成形孔の外周側開口周囲に亀裂の入ることを避けるため、前記成形孔より断面の大きなリリーフ孔（特許文献１、特許文献２はテーパ部）が設けられる。リリーフ孔は、成形孔の外周側開口から断面を大きくして延長される部分で、形成孔の外周側開口から押し出される原料を膨張させて圧力を逃がし、前記成形孔の外周側開口のみならず、リリーフ孔の外周側開口にも亀裂の入る虞をなくす。

特開平05-269735号公報特開平07-157387号公報

リリーフ孔は、成形孔の外周側開口やリリーフ孔の外周側開口に亀裂の入る虞をなくすが、原料によって膨張の程度が異なるため、成形孔の断面形状に対してリリーフ孔の断面形状を大きくして余裕を持たせると、押し出される原料の外側面とリリーフ孔の内側面との間に隙間がどうしても形成される。このため、リングダイの外周面に対向して配置されたカッタがリリーフ孔の外周側開口から突出する原料に当たると、原料によって、リリーフ孔の外周側開口と成形孔の外周側開口との間で折れる問題が起きていた。そこで、リリーフ孔を設けながら、カッタによりリリーフ孔の外周側開口で確実に原料を折り取ることのできるリングダイについて、検討した。

検討の結果開発したものが、連通した内周側の成形孔と外周側のリリーフ孔との組単位が半径方向に貫通して多数形成されたペレット製造装置のリングダイにおいて、成形孔より断面の大きなリリーフ孔を前記成形孔に対してリングダイの回転方向下流にずらし、前記成形孔の回転方向上流寄りの内側面とリリーフ孔の回転方向上流寄りの内側面とを揃えてなり、内周面にローラの外周面を押し当て、前記リングダイの外周面に先端を対向させたカッタを配置してペレット製造装置に装着され、一方向に回転する際、前記内周面とローラの外周面との間に供給される原料を成形孔から押し込んでリリーフ孔の外周側開口から押し出し、前記カッタにより前記原料を折り取ってペレットが製造されることを特徴とするペレット製造装置のリングダイである。具体的には、成形孔及びリリーフ孔は共に断面円形で、リリーフ孔を前記成形孔に対して成形孔及びリリーフ孔の半径長さの差分だけリングダイの回転方向上流にずらした構成が好ましい。リングダイの「回転方向下流」はリングダイの回転していく先側を、リングダイの「回転方向上流」はリングダイの回転してきた元側を意味する。

本発明のリングダイは、成形孔に対してリリーフ孔をリングダイの回転方向下流にずらし、前記成形孔の回転方向上流寄りの内側面とリリーフ孔の回転方向上流寄りの内側面とを揃える。これは、本発明の成形孔及びリリーフ孔の軸芯がずれていることを意味する。カッタは、リングダイの回転方向下流に位置し、リリーフ孔から突出して回転方向上流から接近する原料に回転方向下流から当たり、折り取る。このとき、回転方向上流寄りの内側面を揃えた成形孔及びリリーフ孔は、原料を成形孔からリリーフ孔にわたって受け止めることで、カッタに押される負荷で原料が、リリーフ孔の外周側開口と成形孔の外周側開口との間で折れないようにする。

成形孔及びリリーフ孔の断面形状は自由であるが、リングダイに加工が容易なこと、また成形孔の断面形状に倣うペレットは断面円形が望ましいこと等から、成形孔及びリリーフ孔は共に断面円形で、リリーフ孔を前記成形孔と同心にした位置から成形孔及びリリーフ孔の半径長さの差分だけリングダイの回転方向下流にずらした構造にするとよい。これにより、成形孔の回転方向上流寄りの内側面とリリーフ孔の内側面とを揃えることができる。断面円形の成形孔から押し出される円筒状の原料は、成形孔の回転方向上流寄りの内側面とリリーフ孔の内側面とによって前記回転方向上流に向けての膨張が規制され、専ら回転方向下流に向けて膨張する。

本発明のリングダイは、例えば成形孔の内周側開口から原料を押し込んで外周側開口から前記原料を押し出してペレットを製造する構成の場合、成形孔から押し出される原料の膨張を許すリリーフ孔を前記成形孔の外周側開口に続けて設けながら、成形孔の回転方向上流寄りの内側面とリリーフ孔の回転方向上流寄りの内側面とを揃えたことにより、成形孔の外周側開口と前記リリーフ孔の外周側開口との間で原料が折れる事態を防止し、リングダイの外周面に摺接するカッタによりリリーフ孔の外周側開口で確実に原料を折り取る。これにより、製造されたペレットの長さが均一化される効果が得られる。

本発明を適用したリングダイの一例の一部破断正面図である。図１中Ａ矢視部拡大図である。ペレットの製造手順において、原料がリリーフ孔の外周側開口から突出している状態を表す本例のリングダイの一部破断部分拡大図である。ペレットの製造手順において、リリーフ孔の外周側開口から突出した原料にカッタが当たり始めた状態を表す本例のリングダイの一部破断部分拡大図である。ペレットの製造手順において、リリーフ孔の外周側開口から突出した原料がペレットとして折り取られた状態を表す本例のリングダイの一部破断部分拡大図である。本発明を応用したリングダイの別例の一部破断正面図である。本発明を応用したリングダイの更に別例の一部破断正面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明は、例えば図１に見られるようなリングダイ１に適用される。本例のリングダイ１は、内周面の左右一対の位置それぞれに一対のローラ14,14の外周面を押し当てた構成で、半径方向に貫通して、内周側の成形孔11と外周側のリリーフ孔12とを連通した組単位として多数形成している。後述するように、成形孔11とリリーフ孔12とは、リングダイ１の回転方向にずれているため、両者は三日月状のテーパ面である境界面13を挟んでいる（後掲図２参照）。

カッタ15は、ローラ14に比べて回転方向下流側で、先端をリングダイの外周面に対向させて、ペレット製造装置のベース（図示略）に固定される。これにより、原料がリングダイ１の内周面とローラ14の外周面との間に供給されると、リリーフ孔12の外周側開口から前記原料が押し出され、カッタ15が先端を回転方向下流側から押し当てて前記原料を折り取り、ペレットが製造される。また、本例のリングダイ１は、外観上、従来同種のリングダイと変わりがないから、既存のペレット装置におけるリングダイに入れ替えてそのまま利用しうる。

本発明の特徴は、リリーフ孔12を成形孔11に対してリングダイ１の回転方向下流にずらし、前記成形孔11の回転方向上流寄りの内側面111とリリーフ孔12の回転方向上流寄りの内側面121とを揃えた点にある。本例の成形孔11及びリリーフ孔12は、図２に見られるように、共に断面円形で、リリーフ孔12を前記成形孔11に対して、成形孔11の半径Ｒfとリリーフ孔12の半径Ｒrの差分ΔＲだけリングダイ１の回転方向下流にずらしている。

本例のリングダイ１によるペレット製造手順を説明する。図３〜図５（及び後掲図６、図７）は、図示の便宜上、原料２、押し出された原料21及びペレット22を、外形のみ実線で図示し、成形孔11及びリリーフ孔12との位置関係が分かるように、全体をハッチング図示している。

原料２は、リングダイ１の内周面とローラ14の外周面との間に供給され、回転するリングダイ１及びローラ14の間に引き込まれていく。こうしてリングダイ１及びローラ14の間に引き込まれた原料２は、リングダイ１の成形孔11に押し込まれ、図３に見られるように、前記成形孔11に連通するリリーフ孔12を通って外周面から突出する。成形孔11からリリーフ孔12に押し出された原料21は、若干膨らむが、成形孔11の断面形状に従った大きさの円柱状でリリーフ孔12の外周側開口から突出する。

原料２は、ローラ14を超えて、リングダイ１の内周面の回転方向上流へ漏れ出すことがないため、ローラ14の外周面がリングダイ１の内周面に押し当てられている位置（図４中、押し出された原料21が水平になっている位置）で突出量が最大となり、リングダイ１の外周面からの前記突出量がペレット22（図５参照）の長さとなる。カッタ15は、こうして突出量が最大となった原料21を折り取ることから、ローラ14の外周面がリングダイ１の内周面に押し当てられている位置から若干回転方向下流側にずれて先端が位置するように配置される。

リングダイ１は、押し出された原料21を外周面から突出させたまま、回転方向上流側から回転方向下流側に移動させることにより、図４に見られるように、カッタ15の先端を前記原料の回転方向下流側に押し当てさせる。このとき、成形孔11及びリリーフ孔12は、回転方向上流寄りの内側面111,121を揃えているので、カッタに押される負荷で原料21が、境界面13付近（リリーフ孔12の外周側開口と成形孔11の外周側開口との間）で折れないようにし、リングダイ１の外周面に倣って折り取られるようにする。

カッタ15の先端に対して押し出された原料21が前記カッタ15の先端を越えて回転方向下流側まで通過すると、図５に見られるように、前記原料21が完全に折り取られ、ペレット22が製造される。既述したように、押し出された原料21は、いずれもリングダイ１の外周面に倣って折り取られる。これから、製造されたペレット22の長さは、前記押し出された原料21がリングダイ１の外周面から突出した長さに等しく、ばらつきがない。

本発明は、上述した例示以外のリングダイ１についても、応用しうる。例えば、リングダイ１の外周面にローラ14の外周面を押し当てたペレット製造装置の場合、図６に見られるように、リリーフ孔12は成形孔11の内周側に設けられる。これにより、原料２がリングダイ１の外周面とローラ14の外周面との間に供給されると、成形孔11の外周側開口に原料２が押し込まれ、リングダイ１の内周面に対向して配置されたカッタ14により、内周面から押し出された原料21が折り取られ、ペレット22が製造される。

また、一対のリングダイ１,１の外周面同士を押し当てたペレット製造装置の場合、図７に見られるように、リリーフ孔12は成形孔11の内周側に設けられる。これにより、原料２が一対のリングダイ１,１の外周面の間に供給されると、各リングダイ１の成形孔11の内周側開口それぞれに原料２が押し込まれ、各リングダイ１の内周面に対向して配置されたカッタ15により、内周面から押し出された原料21がそれぞれ折り取られ、ペレット22が製造される。

１リングダイ
11 成形孔
12 リリーフ孔
14 ローラ
２原料
21 押し出された原料
22 ペレット
Ｒf 成形孔の断面半径
Ｒr リリーフ孔の断面半径
ΔＲ成形孔及びリリーフ孔の半径長さの差分＝|Ｒf−Ｒr|

Claims

連通した内周側の成形孔と外周側のリリーフ孔との組単位が半径方向に貫通して多数形成されたペレット製造装置のリングダイにおいて、
成形孔より断面の大きなリリーフ孔を前記成形孔に対してリングダイの回転方向下流にずらし、前記成形孔の回転方向上流寄りの内側面とリリーフ孔の回転方向上流寄りの内側面とを揃えてなり、
内周面にローラの外周面を押し当て、前記リングダイの外周面に先端を対向させたカッタを配置してペレット製造装置に装着され、一方向に回転する際、前記内周面とローラの外周面との間に供給される原料を成形孔から押し込んでリリーフ孔の外周側開口から押し出し、前記カッタにより前記原料を折り取ってペレットが製造されることを特徴とするペレット製造装置のリングダイ。
成形孔及びリリーフ孔は共に断面円形で、リリーフ孔を前記成形孔と同心にした位置から成形孔及びリリーフ孔の半径長さの差分だけリングダイの回転方向下流にずらした請求項１記載のペレット製造装置のリングダイ。