JP6096739B2

JP6096739B2 - 混練造粒装置

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Publication number: JP6096739B2
Application number: JP2014216580A
Authority: JP
Inventors: 直親浅井; 基大田中
Original assignee: Dalton Corp
Current assignee: Dalton Corp
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2034-10-23
Also published as: JP2016083602A; US20160114515A1

Description

本発明は、乾燥粉体原料と結合液を混練し、さらに造粒する混練造粒装置に関するものである。

粉体から成形体（顆粒）を製造する際、特許文献１に示される混練造粒機が用いられることがある。特許文献１に示される混練造粒機は、混練スクリューにより乾燥粉体原料と結合液を搬送しながら混練し、造粒ケース内へ落下させて造粒する構成とされている。特許文献１に示される混練造粒機は、混練と造粒を一連に行うことができ、作業効率がよい。

特開２０１２−１２５７５４号公報

ところで、硬度の低い顆粒の場合、造粒後にハンドリングなどにより粉化し、歩留まりが悪くなることがある。そこで、硬度の高い顆粒が必要となるが、この場合、顆粒を製造する際に、結合液を均一に分散させるように、混練をよく行う必要がある。

しかしながら、特許文献１に示される混練造粒機において、混練をよく行うためには、たとえば、混練スクリューを長くしたり、その形状や構造を変更したりする必要があり、硬度の調整が困難であった。

本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で、得られる顆粒の硬度を調整可能な混練造粒装置を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、２つの断面円形状の穴が形成され、前記各穴の一部が重なって連通する第一ケーシングと、前記第一ケーシングの前記各穴内に水平に配置され回転することで、原料を搬送しながら混練する２本の混練軸材と、前記第一ケーシングの先端面に設けられ、２つの穴及び多数の排出穴が形成された第一スクリーンと、前記各混練軸材の先端部に設けられる２つの留具と、前記第一ケーシングの先端部に設けられた第二ケーシング内に垂直に配置され、前記第一スクリーンの前記各排出穴を介して投入された原料を第二スクリーンとの間で造粒する造粒軸材とを備え、前記各混練軸材が前記第一ケーシング内に配置された状態では、前記各混練軸材の先端部と、前記第一ケーシングの先端面とは面一に配置され、前記第一スクリーンには、前記第一スクリーンの前記各穴を囲む位置に、前記各排出穴が形成され、前記第一スクリーンが前記第一ケーシングに取付けられた状態では、前記第一スクリーンの前記各穴に前記各留具が通され、前記第一スクリーンが前記第一ケーシングに取付けられた状態では、前記各排出穴は、前記第一ケーシングの前記各穴に対応した位置に配置され、前記第一ケーシングの先端面と前記第一スクリーンの板面との間に板状のスペーサが設けられ、前記スペーサの断面形状は、前記第一ケーシングの先端部の断面形状と、略同一形状にされ、前記スペーサには、前記第一ケーシングの前記各混練軸材が配置される前記各穴と対応する位置に穴が形成され、前記スペーサの板厚を変更することで、前記第一ケーシングの先端面と、前記第一スクリーンの板面との離隔距離を変更可能とされることを特徴とする混練造粒装置である。

請求項２に記載の発明は、前記スペーサの厚みは、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとされることを特徴とする請求項１に記載の混練造粒装置である。

請求項３に記載の発明は、前記造粒軸材は、丸棒状とされ、その下端部が拡径して形成されており、前記下端部の外周部にスクリュー状の羽根が形成される一方、前記羽根は、周方向複数箇所で分断されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の混練造粒装置である。

本発明の混練造粒装置によれば、簡易な構成で、得られる顆粒の硬度を調整することができる。

本発明の混練造粒装置の一実施例を示す概略正面図であり、一部を断面にして示している。図１の混練造粒装置の一部を示す概略横断面図である。図１の一部拡大図である。図１の混練造粒装置の混練部の先端部を示す斜視図である。図４の分解斜視図である。図１の混練造粒装置の混練部に、スペーサを取り付けた状態を示す図である。図６の混練造粒装置における混練部の先端部を示す分解斜視図である。

以下、本発明の混練造粒装置の一実施例について図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、本発明の混練造粒装置の一実施例を示す概略正面図であり、一部を断面にして示しており、図２は、図１の混練造粒装置の一部を示す概略横断面図である。また、図３は、図１の一部拡大図である。図４は、図１の混練造粒装置の混練部の先端部を示す斜視図であり、図５は、図４の分解斜視図である。

本実施例の混練造粒装置１は、原料を搬送しながら混練する混練部３と、この混練部３により混練された原料を造粒する造粒部５とを主要部に備える。

混練部３は、中空ボックス状の第一ケーシング１１と、この第一ケーシング１１内に回転可能に設けられる２本の混練軸材１３，１３とを備える。

第一ケーシング１１は、円柱状とされ、その軸線を左右方向へ沿って配置される。なお、図示例では、第一ケーシング１１は複数の部材が分解可能に連結されて構成されるが、単一の部材で構成されてもよい。

第一ケーシング１１の中心部には、図５に示すように、混練軸材１３，１３が配置される２つの断面円形状の穴１９，１９が、軸方向に沿って形成されている。２つの穴１９，１９は、前後に隣接して配置されると共に、側面視で一部が重なっており、穴１９，１９同士は連通して一体化している。つまり、第一ケーシング１１には、断面円形の穴１９が左右方向へ沿って形成されており、この穴１９に一部が重なった状態で別の断面円形の穴１９が左右方向へ沿って形成されている。そして、第一ケーシング１１には、二つの穴１９，１９により構成される横向き略「８」の字形状の穴２３が、軸方向に沿って形成されている。

各混練軸材１３，１３は、第一ケーシング１１内に前後に配置され、水平に設けられる。具体的には、各混練軸材１３は、その軸線を左右方向へ沿って第一ケーシング１１の各穴１９にそれぞれ配置される。

各混練軸材１３は、棒状の軸部３１に多数のピース３３が順次はめ込まれて構成される。

軸部３１の外周部には、スプライン状に周方向に凹凸が順次形成されており、凹凸は、軸方向に沿って形成されている。

ピース３３は、円筒状とされ、その外周部３３ａには、スクリューが形成されている。また、ピース３３の内周部３３ｂは、軸部３１の外周部と係合可能な断面形状とされている。つまり、ピース３３の内周部３３ｂには、周方向に凹凸が順次形成されており、凹凸は、軸方向に沿って形成されている。

ピース３３は、その内穴に軸部３１が通されて、軸部３１に軸方向に沿って順次はめ込まれていく。ピース３３が軸部３１にはめ込まれた状態では、ピース３３の内周部３３ｂと軸部３１の外周部とが係合することで、軸部３１とピース３３は、一体回転可能とされる。

第一ケーシング１１の各穴１９に、混練軸材１３が配置された状態では、各混練軸材１３，１３のスクリューは、オーバーラップして、つまりかみ合って配置される。

図示例では、軸部３１に、外周部の形状の異なる複数種類のピース３３（３３Ａ〜３３Ｃ）が通されて設けられている。本実施例では、主として搬送用として機能する外周部がスクリュー状のピース３３Ａ，３３Ｂと、主として混練用として機能するピース３３Ｃが設けられている。ピース３３Ｃは、径方向外側へ板状に突出して設けられる羽根が、４５°ずつ、ずらして配置されており、軸部３１の軸方向中途部に、ピース３３Ｂ，３３Ｂに挟まれて設けられている。

軸部３１にピース３３が取り付けられた状態では、軸部３１の先端部に設けられるピース３３は、図３に示すように、軸部３１より先端側へ延出している。

軸部３１の先端部には、略円柱形状の留具４１が設けられる。留具４１の一端部４１ａは、縮径して形成されている。

留具４１は、その一端部４１ａが、軸部３１の先端部に設けられたピース３３の内穴にはめ込まれる。そして、留具４１の他端部から軸部３１の先端部にネジ４３がねじ込まれて、留具４１が軸部３１に固定される。これにより、ピース３３は、軸部３１に対して軸方向の移動が規制される。

混練軸材１３，１３が、第一ケーシング１１内に配置された状態では、軸部３１の先端に設けられるピース３３の先端部３３ｃと、第一ケーシング１１の先端面１１ａとは面一に配置されている。

各軸部３１の基端部は、減速機５１を介してモータ５３に接続されており、互いに同方向へ回転可能とされる。

第一ケーシング１１の基端部には、乾燥粉体原料が投入される第一投入口５５が上方へ開口して形成されている。また、この第一投入口５５より先端側に、結合液が投入される第二投入口５７が、上方へ開口して形成されている。

第一ケーシング１１の先端部には、第一ケーシング１１の先端側の開口部を塞ぐように板状の第一スクリーン６１が設けられる。

第一スクリーン６１は、円板形状とされ、その外径は、第一ケーシング１１の外径と同一とされる。第一スクリーン６１の中央部には、前後に離隔して２つの円形の穴６３，６３が形成されている。穴６３は、留具４１の外径と略同一とされる。

各穴６３の周囲には、穴６３より小径な排出穴６５が多数形成されている。つまり、第一スクリーン６１には、各穴６３を取り囲む位置に、排出穴６５が多数形成されており、第一スクリーン６１は、多孔板とされている。なお、第一スクリーン６１の中心部、つまり前後の穴６３，６３間においては、各穴６３を取り囲む排出穴６５が共有されている。

第一スクリーン６１は、第一ケーシング１１の先端面に重ね合わされる。そして、第一スクリーン６１の上下２箇所に形成された貫通穴６７を介して、ネジ６９が第一ケーシング１１にねじ込まれて固定される。

第一スクリーン６１が第一ケーシング１１に取り付けられた状態では、第一スクリーン６１の穴６３に留具４１が通されており、第一スクリーン６１の各穴６３と、各混練軸材１３とは、同一直線上に配置されている。
また、第一スクリーン６１の排出穴６５は、第一ケーシング１１の穴１９と対応した位置に配置される。つまり、第一スクリーン６１が第一ケーシング１１に取り付けられた状態では、第一スクリーン６１の排出穴６５は、第一ケーシング１１の穴１９内に配置される。

造粒部５は、第一ケーシング１１の先端部に設けられる中空ボックス状の第二ケーシング８１と、この第二ケーシング８１内に回転可能に設けられる造粒軸材８３と、この造粒軸材８３との間で原料を造粒する第二スクリーン８５とを主要部に備える。

第二ケーシング８１は、円筒状とされ、その軸線を上下方向へ沿って配置される。第二ケーシング８１の上下方向中途部には、水平に延出して接続管９１が設けられている。この接続管９１の先端部には、径方向外側へ突出して鍔部９３が形成されている。

第一ケーシング１１の先端側には、径方向外側へ突出して鍔部９５が形成されている。
第二ケーシング８１は、その接続管９１が、第一ケーシング１１の先端部にはめ込まれて、第二ケーシング８１の鍔部９３と、第一ケーシング１１の鍔部９５とが重ね合わされる。そして、鍔部９３，９５同士が継手９９により連結されて、各ケーシング１１，８１が着脱可能に連結される。本実施例では、継手９９に、へルールクランプが用いられている。

第一ケーシング１１に第二ケーシング８１が取り付けられた状態では、第一ケーシング１１の先端部は、第二ケーシング８１内に突入して配置されている。

造粒軸材８３は、丸棒状とされ、その軸線を上下方向に沿って配置される。造粒軸材８３の下端部１０３は、拡径して形成されており、さらに、造粒軸材８３の下端１０３ａは半球状に下方へ突出して形成されている。

造粒軸材８３の下端部１０３には、その外周面に螺旋状に羽根１０５が形成されている。この螺旋状の羽根１０５には、切欠き部１０７が周方向複数箇所形成されており、羽根１０５は、複数箇所において分断されている。

造粒軸材８３の上端部は、モータ１１１に接続されており、造粒軸材８３は、第二ケーシング８１内に垂直に回転可能に設けられている。

第二スクリーン８５は、第二ケーシング８１の下端部に着脱可能に設けられる。第二スクリーン８５は、多数の小径な穴８５ａが形成された板材により半球状に形成されて構成されており、その外周部には、径方向外側へ突出して鍔部１１５が設けられている。

第二スクリーン８５は、その鍔部１１５が第二ケーシング８１の下端部に形成された鍔部１１７に重ね合わされて、鍔部１１５，１１７同士が、継手１１９により着脱可能に連結されている。本実施例では、継手１１９として、へルールクランプが用いられている。

このような構成の本実施例の混練造粒装置１は、第一ケーシング１１の第一投入口５５からフィーダー１２１などを使用して乾燥粉体原料が投入され、さらに第二投入口５７から結合液が投入される。そして、混練軸材１３，１３が回転することで、乾燥粉体原料と結合液とは第一ケーシング１１の先端側（図１において左側）へ搬送されながら混練されて、湿潤粉体となる。

混練軸材１３，１３の先端部に到達した湿潤粉体は、第一スクリーン６１の排出穴６５を通過して、第二ケーシング８１内に落下する。

第二ケーシング８１内に落下した湿潤粉体は、造粒軸材８３と第二スクリーン８５との間で造粒されて、第二スクリーン８５の穴８５ａを介して下方へ落下して回収される。

本実施例では、混練軸材１３の先端部に達した湿潤粉体は、第一スクリーン６１の手前で滞留して混練がなされ、第一スクリーン６１の排出穴６５を介して第二ケーシング８１内に落下する。つまり、第一ケーシング１１の先端側の開口部に第一スクリーン６１が取り付けられない場合と比較して、本実施例の混練造粒装置１では、第一スクリーン６１の排出穴６５を通過させるので、原料の混練がより多く行なわれる。これにより、硬度の高い顆粒を得ることができる。

また、本実施例では、造粒軸材８３の下端部１０３に設けられた羽根１０５は、複数箇所において分断されている。これにより、第二ケーシング８１に落下してきた湿潤粉体に下方への圧力をできるだけかけることなく、下方へ送り込むことができる。

図６は、図１の混練造粒装置の第一ケーシングと第一スクリーンの間にスペーサを設けた状態を示す図である。
図７は、図６の混練造粒装置における混練部の先端部を示す分解斜視図である。

図１では、第一スクリーン６１は、第一ケーシング１１の先端面１１ａに重ね合わされており、第一ケーシング１１の先端面１１ａと第一スクリーン６１の板面６１ａとは直接に接している。一方、図６では、第一ケーシング１１の先端面１１ａと第一スクリーン６１の板面６１ａとの間隔を変更することが可能とされる。換言すれば、軸部３１の先端に設けられたピース３３の先端部３３ｃと第一スクリーン６１との間隔を変更することができる。

具体的には、第一ケーシング１１と第一スクリーン６１との間に取り付けられるスペーサ１３１の板厚の変更により、第一ケーシング１１と第一スクリーン６１との離隔距離を変更することが可能とされる。

スペーサ１３１は、円板形状とされ、その中央部には、貫通穴１３３が形成されている。このスペーサ１３１の断面形状は、第一ケーシング１１の先端部の断面形状と、略同一形状とされる。

具体的には、スペーサ１３１には、２つの断面円形状の穴１３５，１３５が、軸方向に沿って形成されている。２つの穴１３５，１３５は、前後に隣接して配置されると共に、一部が重なっており、穴１３５，１３５同士は連通して一体化している。
そして、スペーサ１３１には、二つの穴１３５，１３５により構成される横向き略「８」の字形状の穴１３３が、軸方向に沿って形成されている。この穴１３３は、第一ケーシング１１の穴２３と同一形状とされる。また、スペーサ１３１の上下各端部には、貫通穴１３７が形成されている。

スペーサ１３１は、第一ケーシング１１と第一スクリーン６１との間に配置される。
そして、第一スクリーン６１を第一ケーシング１１に固定するネジ６９が貫通穴１３７に通されて、スペーサ１３１は第一ケーシング１１に固定される。

スペーサ１３１を設けることで、混練軸材１３の先端部のピース３３と第一スクリーン６１との間に空間が設けられる。つまり、スペーサ１３１の厚み分の隙間が、混練軸材１３のスクリュー部の先端部と第一スクリーン６１との間に設けられる。

これにより、混練軸材１３により搬送されながら混練された原料は、この隙間において一旦滞留して混練され、第一スクリーン６１の排出穴６５から排出される。

第一ケーシング１１と第一スクリーン６１との間にスペーサ１３１を設けることで、混練軸材１３のスクリュー部と第一スクリーン６１との間に隙間が設けられ、この隙間内でも混練が図られるので、スペーサを設けない場合と比較して、より多く混練が行われ、さらに硬度の高い顆粒を得ることができる。

スペーサ１３１は、混練軸材１３への負荷を考慮して、厚みが、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとされるのが好ましい。なお、本実施例では、混練軸材１３のピース３３（３３Ｂ）の直径は、２３ｍｍとされ、第一ケーシング１１の穴１９の直径は、２５ｍｍとされる。

また、第一スクリーン６１の排出穴６５の直径は、３ｍｍ〜４ｍｍとされるのが好ましい。

本実施例では、第一ケーシング１１の先端部に第一スクリーン６１が設けられることで、混練が多く行われ、顆粒の硬度を高めることができる。
そして、混練軸材１３のスクリュー部の先端部、つまり軸部３１の先端部に設けられたピース３３の先端部３３ｃと、第一スクリーン６１の板面６１ａとの離隔距離を変更することが可能なことにより、顆粒の硬度を調整可能とされ、所望の硬度の顆粒を得ることが可能とされる。

本発明の混練造粒装置は、上記実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。

たとえば、上記実施例では、スペーサ１３１を設けることで、第一ケーシング１１の先端部と、第一スクリーン６１との間隔を変更したが、第一スクリーン６１の外周部を筒状に突出させて間隔を変更するようにしてもよい。つまり、第一スクリーン６１を、スペーサ１３１と一体化させた一つの部材としてもよい。この場合、軸方向の長さの異なる第一スクリーン６１を複数種類用意しておき、適切な長さの第一スクリーンを選択して、第一ケーシング１１の先端部に取り付けることになる。

１混練造粒装置
１１第一ケーシング
１３混練軸材
６１第一スクリーン
８１第二ケーシング
８３造粒軸材
１３１スペーサ

Claims

２つの断面円形状の穴が形成され、前記各穴の一部が重なって連通する第一ケーシングと、
前記第一ケーシングの前記各穴内に水平に配置され回転することで、原料を搬送しながら混練する２本の混練軸材と、
前記第一ケーシングの先端面に設けられ、２つの穴及び多数の排出穴が形成された第一スクリーンと、
前記各混練軸材の先端部に設けられる２つの留具と、
前記第一ケーシングの先端部に設けられた第二ケーシング内に垂直に配置され、前記第一スクリーンの前記各排出穴を介して投入された原料を第二スクリーンとの間で造粒する造粒軸材とを備え、
前記各混練軸材が前記第一ケーシング内に配置された状態では、前記各混練軸材の先端部と、前記第一ケーシングの先端面とは面一に配置され、
前記第一スクリーンには、前記第一スクリーンの前記各穴を囲む位置に、前記各排出穴が形成され、
前記第一スクリーンが前記第一ケーシングに取付けられた状態では、前記第一スクリーンの前記各穴に前記各留具が通され、
前記第一スクリーンが前記第一ケーシングに取付けられた状態では、前記各排出穴は、前記第一ケーシングの前記各穴に対応した位置に配置され、
前記第一ケーシングの先端面と前記第一スクリーンの板面との間に板状のスペーサが設けられ、
前記スペーサの断面形状は、前記第一ケーシングの先端部の断面形状と、略同一形状とされ、
前記スペーサには、前記第一ケーシングの前記各混練軸材が配置される前記各穴と対応する位置に穴が形成され、
前記スペーサの板厚を変更することで、前記第一ケーシングの先端面と、前記第一スクリーンの板面との離隔距離を変更可能とされる
ことを特徴とする混練造粒装置。
前記スペーサの厚みは、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとされる
ことを特徴とする請求項１に記載の混練造粒装置。
前記造粒軸材は、丸棒状とされ、その下端部が拡径して形成されており、
前記下端部の外周部にスクリュー状の羽根が形成される一方、
前記羽根は、周方向複数箇所で分断されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の混練造粒装置。