JP6076930B2 - Ring die granulator - Google Patents
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Description
本発明は、可燃ゴミ、廃プラスチック、飼料、木片などの被造粒原料を圧縮して粒状に造粒するためのリングダイ式造粒装置に関する。 The present invention relates to a ring die granulating apparatus for compressing granulated raw materials such as combustible garbage, waste plastic, feed, and wood chips into granules.
従来、可燃ゴミや廃プラスチックなどを粒状に造粒する装置として、図５に示すようなリングダイ式造粒装置が知られている（例えば、特許文献１，２）。この造粒装置は、全周に複数のダイス孔１０が貫設され、駆動手段により回転駆動するリングダイ１と、このリングダイ１の内側にリングダイ内周面と接するようにして回転自在に配置される複数のプレスロール２ａ，２ｂと、リングダイ１の外側にカッター先端がリングダイ外周面と間隔を有するように配置されるカッター３を備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a ring die type granulating apparatus as shown in FIG. 5 is known as an apparatus for granulating combustible waste, waste plastic, and the like (for example,
このリングダイ式造粒装置は、リングダイ１が一方向に回転駆動するとともに、このリングダイ１の回転に随伴してプレスロール２ａ，２ｂが回転する。リングダイ１内に投入された被造粒原料は、プレスロール２ａ，２ｂによってリングダイ内周面との間で圧潰・圧縮されつつ、リングダイ１のダイス孔１０内に押し込まれ、ダイス孔１０内を通過した被造粒原料の成形物は、リングダイ１の外周面側に円柱状に順次押し出され、この押し出された成形物がカッター３により粒状に切り落されることで粒状物（造粒物）が得られる。
In this ring die granulator, the ring die 1 is driven to rotate in one direction, and the press rolls 2 a and 2 b rotate as the ring die 1 rotates. The raw material to be granulated introduced into the
従来のリングダイ式造粒装置により造粒された粒状物には、長さの長いものが含まれており、このような長い粒状物の割合が多くなると問題が発生する。すなわち、木質ペレットの分野においては、中小型の燃焼機器での使用が主な用途であり、その供給装置は直径φ２０ｍｍ程度のスクリューによるものが多く、長い粒が混入すると詰りの原因となる。そこで、木質ペレットの品質規格には、「長さＬ＜３０ｍｍが質量で９５％以上で、かつＬ＞４０ｍｍがなきこと」と記載されている場合がある。また、プラスチックの粒状物は、気流輸送にて製鉄用還元剤あるいはキルン炉、ボイラー用燃料の代替として気流輸送で使用される場合が多く、通常、気送用配管として内径がφ２０〜φ４０ｍｍ程度のものが使用されるが、長い粒が混在すると配管内などで詰りの原因となることがある。
したがって本発明の目的は、粒状物を供給または気送する際に供給装置内や配管内などで詰りを生じさせるような長い粒状物が生じにくいリングダイ式造粒装置を提供することにある。
Granules granulated by a conventional ring die granulator include those having a long length, and problems arise when the proportion of such long granules increases. That is, in the field of wood pellets, the main use is in small and medium-sized combustion equipment, and the supply device is often based on a screw having a diameter of about 20 mm, and if long particles are mixed in, it causes clogging. Therefore, the quality standard for wood pellets may state that “length L <30 mm is 95% or more by mass and L> 40 mm is not present”. In addition, plastic particles are often used in air transportation as a substitute for iron making reductant or kiln furnace, boiler fuel, and usually have an inner diameter of about φ20 to φ40 mm as a piping for air transportation. Some are used, but if long particles are mixed, it may cause clogging in the piping.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a ring die type granulating apparatus in which a long granular material that causes clogging in a supply device or a pipe when a granular material is supplied or pneumatically hardly generated.
本発明者らは、リングダイ式造粒装置において長さの長い粒状物が生じる原因とその対策について検討し、以下のような知見を得た。
リングダイ内に投入された被造粒原料は、プレスロールによってリングダイ内周面との間で圧潰・圧縮されつつリングダイのダイス孔内に押し込まれ、リングダイの外周面側に円柱状に順次押し出されるが、この押し出される成形物は、プレスロールを１回通過する度にごくわずかだけ長さが長くなり（成長する）、プレスロールを何十回か通過して成形物の長さがある程度まで成長したときにカッターに当たって曲げられ、曲げ強度の限界を超えた時点で折れ、粒状物（造粒物）となる。しかし、実際には、原料の種類や圧密度などの要因により、カッターに当たって曲げられた成形物が折れることなくカッターを通過してしまうことがあり、この成形物は次のプレスロールを通過することでさらに成長するため、目標よりも長い粒状物が生じてしまうことが判った。一方、このような原因で長い粒状物が生じるのを防ぐために、リングダイ外周面とカッター先端との間隔を狭めると、成形物が折れずに削られた状態となるため、全体として粒状物の形状が悪くなり（ボソボソの状態になる）、嵩密度も低くなり、粒状物の品質が低下してしまう。
The inventors of the present invention have studied the cause of the occurrence of long granular materials in the ring die granulator and the countermeasures, and have obtained the following knowledge.
The raw material to be granulated put into the ring die is pressed into the die hole of the ring die while being crushed and compressed by the press roll with the inner peripheral surface of the ring die, and is formed into a cylindrical shape on the outer peripheral surface side of the ring die. Although the extruded product is extruded in sequence, the extruded product becomes slightly longer (grows) every time it passes through the press roll, and passes through the press roll several tens of times. When it grows to a certain extent, it hits the cutter and bends, and when it exceeds the limit of bending strength, it breaks into a granular material (granulated material). However, due to factors such as the type of raw material and pressure density, the molded product bent by the cutter may pass through the cutter without breaking, and this molded product must pass through the next press roll. In order to grow further, it was found that a granular material longer than the target was generated. On the other hand, in order to prevent the occurrence of long granular materials due to such a cause, when the interval between the ring die outer peripheral surface and the cutter tip is narrowed, the molded product is cut without breaking, so that the granular material as a whole The shape becomes worse (becomes a rough state) , the bulk density is lowered, and the quality of the granular material is lowered.
このような問題に対して、各プレスロールに対応してリングダイ周方向で間隔をおいて２つ以上のカッターを設けるとともに、カッター先端とリングダイ外周面との間隔を、プレスロールに遠いカッターほど狭めることにより、長い粒状物が生じにくくなることが判った。また、長さが短くかつ形状・嵩密度とも良好な粒状物を得るための特に好ましい条件として、カッター先端とリングダイ外周面との間隔に最適値があることが判った。
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
For such problems, two or more cutters are provided at intervals in the ring die circumferential direction corresponding to each press roll, and the distance between the cutter tip and the ring die outer peripheral surface is set to a cutter far from the press roll. It has been found that long narrowing is less likely to occur by narrowing to such an extent. Further, it was found that there is an optimum value for the distance between the cutter tip and the outer peripheral surface of the ring die as a particularly preferable condition for obtaining a granular material having a short length and good shape and bulk density.
The present invention has been made on the basis of such findings and has the following gist.
［1］全周に複数のダイス孔（１０）が貫設され、駆動手段により回転駆動するリングダイ（１）と、該リングダイ（１）の内側にリングダイ内周面と接するようにして配置されるとともに、装置本体に回転自在に保持された複数のプレスロール（２）と、カッター先端がリングダイ外周面と間隔を有するようにリングダイ（１）の外側位置に配置され、ダイス孔（１０）からリングダイ外周面側に押し出された成形物を粒状に切り落すためのカッター（３）を備えたリングダイ式造粒装置において、
各プレスロール（２）を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて複数のカッター（３）が設けられるとともに、該複数のカッター（３）は、当該プレスロール（２）に遠いカッター（３）ほど、カッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が小さいことを特徴とするリングダイ式造粒装置。
[1] A plurality of die holes (10) are provided through the entire circumference, the ring die (1) is driven to rotate by a driving means, and the ring die (1) is in contact with the inner surface of the ring die. A plurality of press rolls (2) rotatably disposed in the apparatus main body, and a die die hole disposed at an outer position of the ring die (1) such that the cutter tip is spaced from the ring die outer peripheral surface. In the ring die type granulator equipped with a cutter (3) for cutting the molded product extruded from (10) to the outer peripheral surface side of the ring die into granules,
A plurality of cutters (3) are provided facing the outer peripheral surface of the ring die portion after passing through each press roll (2) and spaced in the circumferential direction of the ring die, and the plurality of cutters (3) A ring die granulator characterized in that the distance between the cutter tip and the ring die outer peripheral surface in the ring die radial direction is smaller as the cutter (3) is farther from the press roll (2).
［2］上記［1］のリングダイ式造粒装置において、各プレスロール（２）を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して設けられる２つのカッター（３ｘ）、（３ｙ）を備え、当該プレスロール（２）に近い側から順に第１のカッター（３ｘ）、第２のカッター（３ｙ）とした場合に、第１のカッター（３ｘ）のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が１０〜１５ｍｍ、第２のカッター（３ｙ）のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が８〜１０ｍｍであることを特徴とするリングダイ式造粒装置。 [2] In the ring die granulator of [1] above, two cutters (3x) and (3y) provided facing the outer peripheral surface of the ring die portion after passing through each press roll (2) And when the first cutter (3x) and the second cutter (3y) are used in order from the side closer to the press roll (2), the cutter tip of the first cutter (3x) and the outer peripheral surface of the ring die Ring die type, characterized in that the distance in the ring die radial direction is 10 to 15 mm, and the distance in the ring die radial direction between the cutter tip of the second cutter (3y) and the outer peripheral surface of the ring die is 8 to 10 mm. Granulator.
［3］上記［1］のリングダイ式造粒装置において、各プレスロール（２）を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して設けられる３つのカッター（３ｘ）、（３ｙ）、（３ｚ）を備え、当該プレスロール（２）に近い側から順に第１のカッター（３ｘ）、第２のカッター（３ｙ）、第３のカッター（３ｚ）とした場合に、第１のカッター（３ｘ）のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が１５〜２０ｍｍ、第２のカッター（３ｙ）のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が１０〜１５ｍｍ、第３のカッター（３ｚ）のカッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が８〜１０ｍｍであることを特徴とするリングダイ式造粒装置。 [3] In the ring die granulator of [1] above, three cutters (3x), (3y) provided facing the outer peripheral surface of the ring die portion after passing through each press roll (2), (3z), and when the first cutter (3x), the second cutter (3y), and the third cutter (3z) are sequentially arranged from the side closer to the press roll (2), the first cutter ( 3x) the distance between the cutter tip and the ring die outer peripheral surface in the ring die radial direction is 15-20 mm, and the distance between the cutter tip of the second cutter (3y) and the ring die outer peripheral surface in the ring die radial direction is 10 mm. A ring die granulator characterized in that the distance in the ring die radial direction between the cutter tip of the third cutter (3z) and the outer peripheral surface of the ring die is 8 to 10 mm.
本発明のリングダイ式造粒装置は、粒状物を供給または気送する際に供給装置内や配管内などで詰りを生じさせるような長い粒状物が生じにくく、適正な長さの粒状物を得ることができる。このため、粒状物を気送する場合には、粒状物気送用の配管を従来よりも小径化することができる。 The ring die type granulating apparatus of the present invention is less likely to cause long granular materials that cause clogging in the supply device or piping when supplying or pneumatically supplying the granular materials. Can be obtained. For this reason, when a granular material is air-fed, the diameter of the pipe for airing a granular material can be made smaller than before.
本発明者らは、リングダイ式造粒機での造粒挙動、具体的にはリングダイのダイス孔から成形物がどのように押し出され、粒状物ができるかについて検討を行った。
図５に示すような従来のリングダイ式造粒機の一般的な仕様・運転条件を、
・リングダイ
幅：240mm
内径：840mm
ダイス孔数：約9000個
ダイス孔径φ：6mm
回転数：160rpm
・プレスロール及びカッターの設置数：リングダイ周方向で各２箇所
・カッター距離（＝カッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔）：13mm
・被造粒原料の投入量：1400kg/H
・得られる粒状物
平均長さ：約11mm
平均重さ：0.26ｇ/個（100個平均で計算）
として計算すると、
1400kg/H → 23.3kg/min
23.3（kg/min）×1000/0.26（ｇ/個）＝89615（個/分）
となり、１分間で約90000個の粒ができる計算となる。
一方、リングダイの回転数は160（rpm）であることから、
89615（個/分）/160（rpm）＝560（個/rpm）
となり、押し出された成形物がカッターで切り落とされることでリングダイ１回転当たり生じる粒状物の数は560個ということになる。
一方、リングダイのダイス孔の個数は約9000個であるので、仮に、各ダイス孔において、１回のプレスロールによる押し込みで押し出された成形物が、その都度カッターで切り落とされるとしたら、リングダイ１回転当たり生じる粒状物の数は18000個ということになり、560個とは大きな差がある。
The present inventors examined the granulation behavior in a ring die granulator, specifically, how the molded product was extruded from the die hole of the ring die to form a granular material.
General specifications and operating conditions of the conventional ring die granulator as shown in FIG.
・ Ring die Width: 240mm
Inner diameter: 840mm
Number of die holes: about 9000 Die hole diameter φ: 6mm
Rotation speed: 160rpm
-Number of press rolls and cutters installed: 2 each in the ring die circumferential direction-Cutter distance (= distance in the ring die radial direction between the cutter tip and ring die outer circumferential surface): 13 mm
・ Input amount of granulated raw materials: 1400kg / H
-Average length of the obtained granular material: about 11mm
Average weight: 0.26g / piece (calculated with an average of 100 pieces)
As
1400kg / H → 23.3kg / min
23.3 (kg / min) x 1000 / 0.26 (g / piece) = 89615 (pieces / minute)
This is a calculation that can produce about 9,000 grains in one minute.
On the other hand, since the rotation speed of the ring die is 160 (rpm),
89615 (pieces / minute) / 160 (rpm) = 560 (pieces / rpm)
Thus, the number of the granular materials generated per one rotation of the ring die is 560 when the extruded molded product is cut off by the cutter.
On the other hand, since the number of die holes in the ring die is about 9000, if the molded product pushed out by one press roll in each die hole is cut off by the cutter each time, the ring die The number of granular materials generated per rotation is 18000, which is a big difference from 560.
そこで、リングダイが１回転する間にダイス孔から押し出される成形物の長さについて検討してみた。
リングダイ１回転当たり全ダイス孔から押し出される成形物の量は、
23.3（kg/min）/160（rpm）＝0.146（kg/rpm）⇒146（g/rpm）
となり、146ｇの成形物が押し出される計算になるが、粒状物の真比重を0.8g/cm3（100個の粒状物の重さと長さの合計より計算）とした場合、押し出される成形物の体積は、
146（ｇ/rpm）/0.8（g/cm3）＝183cm3/rpm
となる。リングダイのダイス孔数を9000個とすると、１つのダイス孔で押し出される成形物の体積は、
183cm3/9000＝0.02cm3
となる。ダイス孔径φ6mmであるから、リングダイ１回転当たり１つのダイス孔から押し出される成形物の長さLは、
0.3（cm）×0.3（cm）×3.14×L（cm）＝0.02（cm3）
L＝0.07cm → 0.7mm
となる。実際には、プレスロールとカッターは各々２箇所あるので、１つのプレスロール当たり押出される成形物の長さは0.35mmとなる。つまり、１つのプレスロールを通過する度に押し出される成形物の長さは0.35mmほどでしかないことになる。
Therefore, the length of the molded product extruded from the die hole during one rotation of the ring die was examined.
The amount of the molded product extruded from all die holes per rotation of the ring die is
23.3 (kg / min) / 160 (rpm) = 0.146 (kg / rpm) ⇒ 146 (g / rpm)
146 g of the molded product is extruded, but if the true specific gravity of the granular material is 0.8 g / cm 3 (calculated from the sum of the weight and length of 100 granular materials), Volume is
146 (g / rpm) /0.8 (g / cm 3 ) = 183 cm 3 / rpm
It becomes. If the number of die holes in the ring die is 9000, the volume of the molded product extruded through one die hole is
183cm 3 /9000=0.02cm 3
It becomes. Since the die hole diameter is φ6mm, the length L of the molded product extruded from one die hole per rotation of the ring die is
0.3 (cm) x 0.3 (cm) x 3.14 x L (cm) = 0.02 (cm 3 )
L = 0.07cm → 0.7mm
It becomes. Actually, since there are two press rolls and cutters, the length of the molded product extruded per press roll is 0.35 mm. That is, the length of the molded product that is extruded every time it passes through one press roll is only about 0.35 mm.
以上のことから、リングダイの各ダイス孔から押し出される成形物は、プレスロールを通過する度にごくわずかだけ長さが長くなり（上記の場合は0.35mm）、何十回かプレスロールを通過することで成形物がカッターの高さまで成長したら、カッター先端に当たってリングダイ表面近くで折れ、粒状物となると考えられる。図３は、リングダイ周方向を平板状に表わし、プレスロールでダイス孔から押し出された成形物がカッターで粒状に切り落とされる（折られる）状況を模式的に示している。同図に基づいて説明すると、リングダイのダイス孔から押し出される成形物ｓは、プレスロールを通過する度に0.35mmだけ長さが長くなり、13mm超まで成長した成形物ｓは、カッター距離13mmのカッターと接触して図４に示されるように曲げられ、曲げ強度の限界を超えた時にリングダイ表面近くで折れ、長さ11mmの粒状物ｅが得られる。そして、リングダイ表面近くで折れるため、リングダイ側には長さの短い成形物ｓが残る。実際には、成形物ｓがプレスロールを通過する度に成長する長さや、成形物ｓが折れた後にリングダイ側に残る長さはまちまちであるが、この例では、１つのダイス孔がプレスロールを３１回通過して１つの粒状物ができる（11mm/0.35＝31）ことになり、したがって、リングダイが１６回転して１つのダイス孔から1つの粒状物ができる。ここで、リングダイは回転数160rpmであるから、粒状物の製造量を計算すると、
160（rpm）/16（rpm）×9000（個）×0.26（g/個）×60（min）＝1.4（ｔ/H）
となり、被造粒原料の投入量と一致する。
From the above, the molded product extruded from each die hole of the ring die becomes slightly longer (0.35mm in the above case) each time it passes through the press roll, and passes through the press roll several times. When the molded product grows up to the height of the cutter, it hits the tip of the cutter, breaks near the ring die surface, and is considered to be a granular material. FIG. 3 represents a ring die circumferential direction in a flat plate shape, and schematically shows a state in which a molded product extruded from a die hole by a press roll is cut (broken) into particles by a cutter. Explaining based on this figure, the molded product s extruded from the die hole of the ring die becomes longer by 0.35 mm each time it passes through the press roll, and the molded product s grown to more than 13 mm has a cutter distance of 13 mm. 4 and is bent as shown in FIG. 4. When the bending strength limit is exceeded, it is bent near the surface of the ring die, and a granular material e having a length of 11 mm is obtained. And since it bends near the ring die surface, the molding s with a short length remains on the ring die side. Actually, the length that the molded product s grows every time it passes through the press roll and the length that remains on the ring die side after the molded product s is broken vary, but in this example, one die hole is pressed. One granule is produced by passing the roll 31 times (11 mm / 0.35 = 31), and therefore, the ring die is rotated 16 times to produce one granule from one die hole. Here, since the ring die has a rotation speed of 160 rpm, calculating the production amount of the granular material,
160 (rpm) / 16 (rpm) x 9000 (pieces) x 0.26 (g / piece) x 60 (min) = 1.4 (t / H)
This is consistent with the input amount of the raw material to be granulated.
以上のようにリングダイ式造粒装置では、リングダイのダイス孔から押し出される成形物は、プレスロールを通過するたびに、ごくわずかだけ長さが長くなり、カッターの高さまで成長したら、カッターに当たって曲げられ、リングダイ表面近くで折れて粒状物となる。ここで、成形物に含まれる原料の種類や性状が常に一定であれば、カッターに当たった成形物は、図３に示すように常に一定の位置（高さ）で折れ、このため、常に一定の長さの粒状物（図３の例では長さ11mm）が得られることになる。しかし、実際はそうではなく、原料の種類や圧密度などの要因により、カッターに当たって曲げられた成形物が折れることなく通過してしまうことがあり、また9000個のダイス孔全てから均一に押し出される訳でもないので、この成形物は次のプレスロールを通過することでさらに成長して、目標よりも長い粒状物が生じてしまう。一方、このような原因で長い粒状物が生じるのを防ぐために、リングダイ外周面とカッター先端との間隔を狭めると成形物が折れずに削られた状態となるため、全体として粒状物の形状が悪くなり（ボソボソの状態になる）、嵩密度も低くなり、粒状物の品質が低下してしまう。 As described above, in the ring die granulator, the molded product extruded from the die hole of the ring die becomes slightly longer every time it passes through the press roll, and when it grows to the height of the cutter, it strikes the cutter. It is bent and breaks near the ring die surface to become a granular material. Here, if the type and properties of the raw material contained in the molded product are always constant, the molded product hitting the cutter is always bent at a fixed position (height) as shown in FIG. A granular material having a length of 11 mm (11 mm in the example of FIG. 3) is obtained. However, in reality, this is not the case, depending on factors such as the type of raw material and pressure density, the molded product that has been bent against the cutter may pass through without breaking, and it is uniformly extruded from all 9000 die holes. However, this molded product further grows by passing through the next press roll, resulting in a granular material longer than the target. On the other hand, in order to prevent a long granular material from being generated due to such a reason, if the distance between the ring die outer peripheral surface and the cutter tip is narrowed, the molded product is cut without breaking, so the shape of the granular material as a whole Worsens (becomes a rough state) , the bulk density is lowered, and the quality of the granular material is lowered.
これに対して本発明では、各プレスロールに対応してリングダイ周方向で間隔をおいて２つ以上のカッターを設けるとともに、カッター先端とリングダイ外周面との間隔を、当該プレスロールに遠いカッターほど狭めるものであり、これにより長い粒状物が生じにくくなることが判った。すなわち、本発明のリングダイ式造粒装置は、各プレスロール２を通過した後のリングダイ部分（リングダイ周方向で隣り合うプレスロール２間のリングダイ部分）の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて複数のカッター３を設けるとともに、当該プレスロール２に遠いカッター３ほど、カッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔ｇ（以下、説明の便宜上「カッター・リングダイ間隔ｇ」という）を小さくするものである。つまり、複数のカッター３を、リングダイ回転方向でカッター・リングダイ間隔ｇが順次小さくなるように配置するものである。これにより、第１のカッター３に接触しても折れずに通過した成形物も、第２或いはそれ以降のカッター３では高い確率で折れて粒状物となり、これによって長い粒状物が生じにくくなる。
In contrast, in the present invention, two or more cutters are provided at intervals in the ring die circumferential direction corresponding to each press roll, and the distance between the cutter tip and the ring die outer circumferential surface is far from the press roll. It was found that the narrower the cutter, the longer the granular material is less likely to occur. That is, the ring die granulator of the present invention faces the outer peripheral surface of the ring die part (ring die part between adjacent press rolls 2 in the ring die circumferential direction) after passing through each press roll 2, A plurality of
図１及び図２は、本発明のリングダイ式造粒装置の一実施形態を模式的に示すもので、図１は装置を縦断面した状態で示す全体説明図、図２は、図１における１つプレスロール及びこれに対応したカッターを示す説明図である。
このリングダイ式造粒装置は、全周に複数のダイス孔１０が貫設されたリングダイ１と、このリングダイ１の内側にリングダイ内周面と接するようにして配置される２つのプレスロール２ａ，２ｂと、各プレスロール２ａ，２ｂを通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ１の外側位置に配置される２つのカッター３（プレスロール２ａに対応したカッター３ｘa，３ｙa、プレスロール２ｂに対応したカッター３ｘb，３ｙb）を備えている。
また、図において、４は装置本体のケーシング、５はリングダイ内に被造粒原料を投入する投入口、６は、カッター３で切り落とされた粒状物（造粒物）を排出する排出口である。
1 and 2 schematically show an embodiment of a ring die granulation apparatus of the present invention. FIG. 1 is an overall explanatory view showing the apparatus in a longitudinal section, and FIG. It is explanatory drawing which shows one press roll and the cutter corresponding to this.
This ring die granulating apparatus includes a
In the figure, 4 is a casing of the apparatus main body, 5 is an inlet for introducing the raw material to be granulated into the ring die, and 6 is an outlet for discharging the granular material (granulated material) cut off by the
前記リングダイ１は、適当な幅を有するリング体により構成され、図示しない装置本体に回転可能に支持されるとともに、同じく図示しない駆動装置により回転駆動する。このリングダイ１の周方向及び幅方向の全体には多数のダイス孔１０が、リングダイ１の内側（内周面）と外側（外周面）間を貫通して設けられている。ダイス孔１０の孔径（直径）は造粒すべき粒状物の大きさ（径）に応じて決められるが、通常３〜１５ｍｍ程度である。また、ダイス孔１０の長さ（リングタイ１の厚さ）は通常３０〜１５０ｍｍ程度である。
The ring die 1 is composed of a ring body having an appropriate width, is rotatably supported by a device body (not shown), and is rotationally driven by a drive device (not shown). A large number of die holes 10 are provided in the entire circumferential direction and width direction of the ring die 1 so as to penetrate between the inner side (inner peripheral surface) and the outer side (outer peripheral surface) of the ring die 1. The hole diameter (diameter) of the
前記プレスロール２ａ，２ｂは、リングダイ１内に投入された被造粒原料をダイス孔１０に押し込むためのロールであり、リングダイ周方向において等間隔（１８０°の位置関係）で配置され、装置本体に回転自在に保持されている。プレスロール２ａ，２ｂは無駆動のフリーのロール体であり、リングダイ１の内周面と接しているためその内周面との摩擦によりリングダイ１の回転に伴って回転する。なお、このプレスロール２は３つ以上設けてもよく、通常、リングダイ周方向において等間隔で配置される。
前記カッター３（カッターブレード）は、カッター先端がリングダイ外周面と間隔を有し且つリングダイの筒軸方向に沿うように、リングダイ１の外側位置に配置され、ダイス孔１０からリングダイ外周面側に押し出された成形物を粒状に切り落す。
The press rolls 2a and 2b are rolls for pushing the raw material to be granulated introduced into the ring die 1 into the
The cutter 3 (cutter blade) is disposed at an outer position of the ring die 1 so that the tip of the cutter is spaced from the outer peripheral surface of the ring die and extends along the cylinder axis direction of the ring die. The molded product extruded to the surface side is cut into granules.
本実施形態では、プレスロール２ａを通過した後のリングダイ部分（すなわち、リングダイ回転方向でのプレスロール２ａ〜プレスロール２ｂ間のリングダイ部分）の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて２つのカッター３ｘa（第１のカッター），カッター３ｙa（第２のカッター）が設けられ、また、プレスロール２ｂを通過した後のリングダイ部分（すなわち、リングダイ回転方向でのプレスロール２ｂ〜プレスロール２ａ間のリングダイ部分）の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて２つのカッター３ｘb（第１のカッター），カッター３ｙb（第２のカッター）が設けられている。そして、プレスロール２ａとカッター３ｘa，３ｙaのセット、プレスロール２ｂとカッター３ｘb，３ｙbのセットにおいて、プレスロール２ａ，２ｂに遠いカッター３ほど、カッター・リングダイ間隔ｇを小さくするものであり、したがって、カッター・リングダイ間隔ｇの大きさは、カッター３ｘa＞カッター３ｙa、カッター３ｘb＞カッター３ｙbとなっている。
また、カッター３は、各プレスロール２を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて３つ以上設けてもよい。図１及び図２の仮想線で示したのは３つのカッターを設ける場合の第３のカッター３ｚa，３ｚbである。この場合にも、カッター・リングダイ間隔ｇの大きさは、カッター３ｘa＞カッター３ｙa＞カッター３ｚa、カッター３ｘb＞カッター３ｙb＞カッター３ｚbである。
In the present embodiment, the ring die circumferential direction faces the outer peripheral surface of the ring die portion (that is, the ring die portion between the
Further, three or
本発明装置において得られる粒状物の長さは基本的に任意であるが、長さが比較的短くかつ形状・嵩密度とも良好な粒状物を得るために、カッター・リングダイ間隔ｇの大きさに好ましい条件がある。なお、この好ましい条件は、ダイス孔径（得られる円柱状の粒状物断面の径）が４〜８ｍｍ程度である装置に適用されるのが適当である。
まず、図１及び図２の実施形態のように、各プレスロール２を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて２つのカッター３ｘ，３ｙを設ける場合には、第１のカッター３ｘ（３ｘa，３ｘb）のカッター・リングダイ間隔ｇが１０〜１５ｍｍ、第２のカッター３ｙ（３ｙa，３ｙb）のカッター・リングダイ間隔ｇが８〜１０ｍｍであることが好ましい。これにより、長さ６ｍｍ未満の割合が多く且つ形状・嵩密度とも良好な粒状物が得られる。ここで、形状・嵩密度が良好な粒状物とは、粒がボソボソの状態ではなく、しっかりとした形状を保ち、且つ嵩密度が０．２８以上である粒状物を指す。
The length of the granular material obtained in the apparatus of the present invention is basically arbitrary, but in order to obtain a granular material having a relatively short length and good shape and bulk density, the size of the gap g between the cutter and the ring die is large. There are preferable conditions. This preferable condition is suitably applied to an apparatus in which the die hole diameter (the diameter of the obtained cylindrical granular material cross section) is about 4 to 8 mm.
First, as in the embodiment of FIGS. 1 and 2, the two cutters 3x and 3y face the outer peripheral surface of the ring die portion after passing through each press roll 2 and are spaced apart in the ring die circumferential direction. When provided, the cutter-ring die interval g of the first cutter 3x (3xa, 3xb) is 10 to 15 mm, and the cutter-ring die interval g of the second cutter 3y (3ya, 3yb) is 8 to 10 mm. It is preferable. Thereby, the granular material with many ratios less than 6 mm in length and favorable shape and bulk density is obtained. Here, the granular material having a good shape / bulk density refers to a granular material having a solid shape and having a bulk density of 0.28 or more, rather than a grainy state.
また、図１及び図２に仮想線で示した第３のカッター３ｚも設け、プレスロール２を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて３つのカッター３ｘ，３ｙ，３ｚを設ける場合には、第１のカッター３ｘ（３ｘa，３ｘb）のカッター・リングダイ間隔ｇが１５〜２０ｍｍ、第２のカッター３ｙ（３ｙa，３ｙb）のカッター・リングダイ間隔ｇが１０〜１５ｍｍ、第３のカッター３ｚ（３ｚa，３ｚb）のカッター・リングダイ間隔ｇが８〜１０ｍｍであることが好ましい。これにより、長さ６ｍｍ未満の割合が多く且つ形状・嵩密度とも良好な粒状物が得られる。 Further, a third cutter 3z indicated by an imaginary line in FIGS. 1 and 2 is also provided, facing the outer peripheral surface of the ring die portion after passing through the press roll 2, and spaced by 3 in the ring die circumferential direction. When two cutters 3x, 3y, 3z are provided, the cutter-ring die interval g of the first cutter 3x (3xa, 3xb) is 15 to 20 mm and the second cutter 3y (3ya, 3yb) is used. The interval g is preferably 10 to 15 mm, and the cutter-ring die interval g of the third cutter 3z (3za, 3zb) is preferably 8 to 10 mm. Thereby, the granular material with many ratios less than 6 mm in length and favorable shape and bulk density is obtained.
図１及び図２の実施形態のリングダイ式造粒装置では、リングダイ１が一方向に回転駆動するとともに、このリングダイ１の回転に随伴してプレスロール２ａ，２ｂが回転する。被造粒原料は投入口５からリングダイ１内に投入され、プレスロール２ａ，２ｂによってリングダイ内周面との間で圧潰・圧縮されつつ、リングダイ１のダイス孔１０内に押し込まれ、ダイス孔１０内を通過した被造粒原料の成形物は、リングダイ１の外周面側に円柱状に順次押し出される。この押し出された成形物は、カッター３ｘ（３ｘa，３ｘb），３ｙ（３ｙa，３ｙb）により粒状に切り落される（折られる）ことで粒状物（造粒物）が得られる。この際、第１のカッター３ｘ（３ｘa，３ｘb）と第２のカッター３ｙ（３ｙa，３ｙb）は、カッター・リングダイ間隔ｇが順次小さくなるように配置されているので、図１及び図２に示すように第１のカッター３ｘに接触しても折れずに通過した成形物も、第２のカッター３ｙでは高い確率で折れて粒状物となる。これにより、長い粒状物が生じるのを抑えることができる。得られた粒状物は排出口６から排出される。
本発明装置に適用される被造粒原料に特別な制限はないが、一般には、可燃ゴミ、廃プラスチック、飼料、木片などが被造粒原料となる。
In the ring die type granulation apparatus of the embodiment of FIGS. 1 and 2, the ring die 1 is driven to rotate in one direction, and the press rolls 2 a and 2 b rotate as the ring die 1 rotates. The raw material to be granulated is introduced into the ring die 1 from the
Although there is no special restriction | limiting in the granulated raw material applied to this invention apparatus, In general, combustible garbage, waste plastics, feed, a piece of wood, etc. become granulated raw materials.
本発明例および比較例としては、図１及び図２に示すような２つのプレスロール２ａ，２ｂを備えた装置（リングダイ幅：240mm、リングダイ内径：840mm、ダイス孔数：約9000個、ダイス孔径φ：6mm、リングダイ回転数：160rpm）において、各プレスロール２を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて複数のカッター３を以下の条件で設けた。
本発明例１：カッター数：２、カッター・リングダイ間隔ｇ：15mm/10mm
本発明例２：カッター数：２、カッター・リングダイ間隔ｇ：15mm/8mm
本発明例３：カッター数：２、カッター・リングダイ間隔ｇ：10mm/8mm
本発明例４：カッター数：３、カッター・リングダイ間隔ｇ：20mm/15mm/10mm
本発明例５：カッター数：３、カッター・リングダイ間隔ｇ：15mm/10mm/8mm
比較例１：カッター数：２、カッター・リングダイ間隔ｇ：10mm/10mm
比較例２：カッター数：３、カッター・リングダイ間隔ｇ：10mm/10mm/10mm
また、従来例の装置として、各プレスロール２を通過した後のリングダイ部分の外周面に面してカッターを以下の条件で設けた。
従来例１：カッター数：１、カッター・リングダイ間隔ｇ：13mm
従来例２：カッター数：１、カッター・リングダイ間隔ｇ：10mm
As an example of the present invention and a comparative example, an apparatus including two press rolls 2a and 2b as shown in FIGS. 1 and 2 (ring die width: 240 mm, ring die inner diameter: 840 mm, die hole number: about 9000, (Die hole diameter φ: 6 mm, ring die rotation speed: 160 rpm) facing the outer peripheral surface of the ring die portion after passing through each press roll 2, a plurality of
Invention Example 1: Number of cutters: 2, Cutter-ring die interval g: 15 mm / 10 mm
Invention Example 2: Number of cutters: 2, Cutter-ring die interval g: 15 mm / 8 mm
Invention Example 3: Number of cutters: 2, spacing between cutter and ring die g: 10 mm / 8 mm
Invention Example 4: Number of cutters: 3, Cutter-ring die interval g: 20 mm / 15 mm / 10 mm
Invention Example 5: Number of cutters: 3, spacing between cutter and ring die g: 15 mm / 10 mm / 8 mm
Comparative Example 1: Number of cutters: 2, Cutter-ring die spacing g: 10mm / 10mm
Comparative Example 2: Number of cutters: 3, spacing between cutter and ring die g: 10 mm / 10 mm / 10 mm
Moreover, as an apparatus of a prior art example, the cutter was provided on the following conditions facing the outer peripheral surface of the ring die part after passing through each press roll 2.
Conventional Example 1: Number of cutters: 1, Cutter / ring die spacing g: 13 mm
Conventional example 2: Number of cutters: 1, Cutter / ring die interval g: 10 mm
以上のような本発明例、比較例、従来例の各装置を用いて一般廃棄物系廃プラスチックを造粒した。得られた粒状物（造粒物）の長さ割合と嵩密度を表１に示す。これによれば、従来例の装置で得られる粒状物の長さ割合は、長さ６ｍｍ未満が約１５mass％以下で、長さ８ｍｍ超が約５０mass％以上、長さ８ｍｍ超の粒状物の平均長さが約１１〜１２ｍｍである。これに対して本発明例の装置で得られる粒状物の長さ割合は、長さ６ｍｍ未満が４７mass％以上、長さ８ｍｍ超が２０mass％以下、長さ８ｍｍ超の粒状物の平均長さが１０ｍｍ以下である。また、嵩密度も本発明例２の装置が０．２８と若干の低いものの、全体として良好な値である。特に本発明例３の装置（カッター・リングダイ間隔ｇ：10mm/8mm）で得られる粒状物の長さ割合は、長さ６ｍｍ未満が８０mass％以上で、長さ８ｍｍ超が５mass％以下、長さ８ｍｍ超の粒状物の平均長さが９．５ｍｍであり、長さの小さい粒状物が特に安定して得られている。 General waste waste plastic was granulated using the devices of the present invention example, comparative example, and conventional example. Table 1 shows the length ratio and bulk density of the obtained granular material (granulated material). According to this, the length ratio of the granular material obtained by the apparatus of the conventional example is about 15 mass% or less when the length is less than 6 mm, about 50 mass% or more when the length is more than 8 mm, and the average of the granular material whose length is more than 8 mm. The length is about 11-12 mm. On the other hand, the length ratio of the granular material obtained by the apparatus of the present invention is 47 mass% or more when the length is less than 6 mm, 20 mass% or less when the length is greater than 8 mm, and the average length of the granular material that is greater than 8 mm. 10 mm or less. Also, the bulk density is a good value as a whole although the apparatus of Example 2 of the present invention is slightly low at 0.28. In particular, the length ratio of the granular material obtained by the apparatus of Example 3 of the present invention (cutter / ring die interval g: 10 mm / 8 mm) is 80 mass% or more when the length is less than 6 mm, and 5 mass% or less when the length is more than 8 mm. The average length of the granular material having a length of more than 8 mm is 9.5 mm, and a granular material having a small length is obtained particularly stably.
１ リングダイ
２ａ，２ｂ プレスロール
３ｘa，３ｘb，３ｙa，３ｙb，３ｚa，３ｚb カッター
４ ケーシング
５ 投入口
６ 排出口
１０ ダイス孔
DESCRIPTION OF
Claims (3)
各プレスロール（２）を通過した後のリングダイ部分の外周面に面して、リングダイ周方向で間隔をおいて複数のカッター（３）が設けられるとともに、該複数のカッター（３）は、当該プレスロール（２）に遠いカッター（３）ほど、カッター先端とリングダイ外周面とのリングダイ径方向での間隔が小さいことを特徴とするリングダイ式造粒装置。 A plurality of die holes (10) are provided through the entire circumference, and are arranged so as to be in contact with the inner peripheral surface of the ring die inside the ring die (1), which is rotationally driven by a driving means. At the same time, a plurality of press rolls (2) rotatably held in the apparatus main body, and a die hole (10) are arranged on the outer side of the ring die (1) such that the cutter tip is spaced from the outer peripheral surface of the ring die. In the ring die type granulator equipped with a cutter (3) for cutting off the molded product extruded from the ring die outer peripheral surface side into granules,
A plurality of cutters (3) are provided facing the outer peripheral surface of the ring die portion after passing through each press roll (2) and spaced in the circumferential direction of the ring die, and the plurality of cutters (3) A ring die granulator characterized in that the distance between the cutter tip and the ring die outer peripheral surface in the ring die radial direction is smaller as the cutter (3) is farther from the press roll (2).
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