JP6499828B2 - 粉砕用ライナ及びそれを備えた粉砕装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉砕、分級及び空気輸送を併用して燐鉱石、石灰石、二酸化マンガン、酸化チタン、コークスなどを粉砕する粉砕用ライナ及びそれを備えた粉砕装置に関するものである。

従来より、樹脂、鉱物等を破砕するために円筒状の粉砕室の内部に被処理物を回転させて粉砕室内周面に取り付けたライナによって粉砕する粉砕装置が知られている。この粉砕方式は、従来から様々あり、被処理物を旋回気流に乗せてライナに衝突させる方式、粉砕室内部の自転するロータとライナとの隙間で粉砕する方式等がある。

そして、一般的に、このライナは、環状の一体部材よりなり、内周面に凹凸が形成された複雑な形状となっている上に、加工が困難な耐摩耗性材料が使用されているが、一部に摩耗や破損が生じると、全体を交換せざるを得なかった。

そこで、特許文献１のように、円周方向に分割されたライナが知られている。このライナを取り付ける粉砕室にネジ穴部を形成し、そのネジ穴部に差し込んだ位置決め部材にそれぞれの分割ライナを固定するようにしている。この位置決め部材の進退により、各分割ライナとロータに取り付けた粉砕刃とのクリアランスを調整することができ、摩耗した分割ライナだけを交換すればよいようにしている。

特開２００７−３２６０４４号公報

しかしながら、特許文献１ライナでも、四分割したライナのそれぞれの大きさは依然として大きく、その加工及び交換の手間及び費用は改善の余地がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、粉砕用ライナのメンテナンスを容易にして交換費用を抑えることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、複数のライナチップを外周ベースのチップ挿入用凹部にそれぞれ装着するようにした。

具体的には、第１の発明では、当接した材料を粉砕する粉砕用ライナを前提とし、
上記粉砕用ライナにおいて、
粉砕装置の本体ケーシングに取り付けられる円筒状の外周ベースと、
上記外周ベースの半径方向内側に周方向に間隔を空けて一体に凹陥された複数のチップ挿入用凹部と、
上記複数のチップ挿入用凹部にそれぞれ交換可能に装着される上記外周ベースよりも耐摩耗性の高い複数のライナチップとを備えている。

上記の構成によると、外周ベースとライナチップとを分離して構成したため、ライナチップが小型化し、安価となる。また、ライナチップ自体の形状もシンプルになるため、加工が簡単になり、高硬度の耐摩耗材料を使用することができる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記ライナチップは、側面に内周側に向かって互いに間隔が狭くなる傾斜面を有し、
上記チップ挿入用凹部は、上記ライナチップの傾斜面が係合する、内周側に向かって互いに間隔が狭くなるように傾斜した被当接面を有する。

上記の構成によると、ライナチップの互いに内周に向かって間隔が狭くなる傾斜面がチップ挿入用凹部の同様に傾斜した被当接面に係合しているので、内周側へ抜け出すことが確実に防止される。

第３の発明では、第２の発明において、
上記チップ挿入用凹部には、上記ライナチップを内周側に向けて押圧する押圧部材が設けられている。

上記の構成によると、押圧部材がライナチップの傾斜面をチップ挿入用凹部の当接面に押さえ付けるので、ライナチップがさらに強固にチップ挿入用凹部に係合する。

第４の発明では、第３の発明において、
上記チップ挿入用凹部の半径方向外側には、押圧部材収容凹部とネジ孔とが形成され、該押圧部材収容凹部に収容した上記押圧部材としての板バネを介して上記ネジ孔に締結したセットボルトで上記ライナチップを押圧している。

上記の構成によると、セットボルトの締め付けにより、板バネによる押圧強度を調整してライナチップの緩み止めを容易かつ確実に行うことができる。

第５の発明では、第２から第４のいずれか１つの発明において、
上記ライナチップと上記チップ挿入用凹部は、上記傾斜面と上記被当接面との間に挟んだシムを介して係合されるように構成されている。

上記の構成によると、シムの着脱により、ライナチップの位置を容易に調整することができる。

第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、
上記外周ベースの内周面のうち、少なくとも上記ライナチップに覆われない部分に耐摩耗処理が施されている。

上記の構成によると、外周ベース自体は、ライナチップのように頻繁に交換しないので、ライナチップに覆われない部分を耐摩耗処理することにより、粉砕用ライナの耐久性が格段に向上する。

第７の発明粉砕装置は、第１から第６のいずれか１つの発明の粉砕用ライナと、
上記外周ベースが取り付けられる本体ケーシングと、
上記本体ケーシング内に設けられ、上記粉砕用ライナを収容する粉砕室とを備えている。
上記の構成によると、粉砕用ライナのメンテナンスが容易で交換部品も安価な粉砕装置が提供できる。

上記の構成によると、粉砕用ライナのメンテナンスが容易で交換部品も安価な粉砕装置が提供できる。

以上説明したように、本発明によれば、円筒状の外周ベースの半径方向内側に周方向に間隔を空けて複数のチップ挿入用凹部を凹陥し、これら複数のチップ挿入用凹部にそれぞれライナチップを交換可能に装着するようにしたことにより、粉砕用ライナのメンテナンスを容易にして交換費用を抑えることができる。

粉砕用ライナが見えるようにした粉砕装置及びライナチップ周辺を拡大して示す平面図である。 粉砕装置を含む粉砕システムの概略を示す図である。 粉砕装置を示す斜視図である。 粉砕装置の下側を示す断面図である。 整流板が見えるようにした粉砕装置の平面図である。 外周ベースを一部拡大して示す平面図である。 図１のVII−VII線拡大断面図である。 ライナチップを拡大して示し、（ａ）が平面図で、（ｂ）が正面図である。 シムを設けた場合のライナチップ及びその周辺を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

−粉砕システムの構成−
図２は本発明の実施形態の粉砕装置１を含む粉砕システム１０を示し、この粉砕システム１０は、粉砕装置１に原料を供給する供給機２を備えている。供給機２から供給される被処理物としての原料は、供給用ロータリバルブ３を介して粉砕装置１の投入口１１ａに供給されるようになっている。粉砕装置１で粉砕された製品は、バグフィルタ４に供給され、バグフィルタ４の下端に貯留された粉砕製品は、バグフィルタ用ロータリバルブ５を開いて取り出すことができるようになっている。バグフィルタ４の下流側には、排気ファン６が接続され、粉砕システム１０内の空気が大気中に排出されるようになっている。粉砕装置１の下側には、駆動部７が設けられている。

図１〜図４に示すように、粉砕装置１は、被処理物を投入する粉砕室１１を備え、この粉砕室１１の下部でロータ１２が回転するようになっている。ロータ１２は、粉砕室１１の下方に設けた駆動部７で駆動されるようになっている。具体的には、電動モータ１３の下端に設けた駆動側プーリ（図示せず）に掛けられたＶベルト１４に駆動された従動側プーリ１５によって回転軸１５ａが回転され、この回転軸１５ａに回転一体に連結されたロータ１２が回転されるようになっている。

粉砕室１１は円筒状の本体ケーシング１ａ内に形成され、上部に被処理物の投入口１１ａ、下部に風取り込み口１１ｂがそれぞれ形成され、上端が開放されている。上端には、例えば電動モータで駆動される分級機１６が連結されている。投入口１１ａは少なくともロータ１２よりも上部に位置し、適当な投入角を有する。風取り込み口１１ｂは、粉砕室１１の接線方向に、中心軸に対称に２箇所形成されている。また、風取り込み口１１ｂとロータ１２との間には、中心に穴の空いた隔壁（図示せず）が形成されている。

さらに、図５に示すように、風取り込み口１１ｂからの気流は、粉砕室１１の底面と隔壁との間を通って回転軸１５ａに向かい、隔壁中央の穴を通過した後、ロータ１２の円盤１２ｂと隔壁との間を通って粉砕室１１へ向かい、被処理物を舞い上げながら上方の分級機１６へと向かうようになっている。なお、風取り込み口１１ｂは１箇所でもよく、必ずしも接線方向に形成する必要もない。

そして、図１に示すように、粉砕室１１の内周面には、円筒状の粉砕用ライナ２０が固定されている。一方、ロータ１２の外周には、先端が粉砕用ライナ２０に近接するように、複数の粉砕刃１２ａが取り付けられている。具体的には、ロータ１２は、回転する円盤１２ｂの上面に周方向に所定間隔で板状の粉砕刃１２ａが取り付けたものよりなる。この粉砕刃１２ａの先端は円盤１２ｂの外周よりも若干突出しており、粉砕用ライナ２０との間で被処理物を粉砕する。被処理物の大きさや種類、粉砕後に求める粒径等に応じて、この粉砕用ライナ２０と粉砕刃１２ａのクリアランスを調整する。粉砕刃１２ａの形状は特に制限されず、板状以外に円柱状、ハンマー形状等を使用することができる。

そして、図１、図６及び図７に示すように、粉砕用ライナ２０は、環状（円筒状）の外周ベース２１と、その内周面のライナチップ２２と、外周ベース２１の上下面のカバー部材２３（図４にのみ示す）とで構成されている。外周ベース２１は、円周方向に所定間隔でチップ挿入用凹部２４が凹陥されている。このチップ挿入用凹部２４の外周側には板バネ収容部２５が連続して形成されている。板バネ収容部２５の背後には、ネジ孔としてのセットボルト孔２６が形成されている。図７に示すように、例えば、押圧部材としての板バネ２５ａは、金属板の中央部に凸条を形成したものよりなり、押圧板２５ｂと共に板バネ収容部２５に収容されている。板バネ２５ａは、セットボルト２８に押され、押圧板２５ｂを介し、ライナチップ２２のチップ側傾斜面２２ａを被当接面２４ａに押し付けるように構成されている。このように、板バネ２５ａは、一般のスプリングワッシャ、押圧板２５ｂは一般のワッシャと同じ作用を奏する。

図６に示すように、チップ挿入用凹部２４は外周ベース２１の軸方向に貫通形成されており、ライナチップ２２を上下方向から差し込んで係合できるよう、両側面に内周側に向かって互いに間隔が狭くなるように傾斜した被当接面２４ａが形成されている。板バネ収容部２５も同様に軸方向に貫通した断面角形の溝であり、その半径方向外側の中央部付近にセットボルト孔２６が半径方向外側へ貫通している。

外周ベース２１は、一般的な金属製構造材を使用することができ、チップ挿入用凹部２４以外の内周面には耐摩耗のためセラミックス被膜が形成されている。内周面の被膜は、セラミックスの他、超硬材も使用することができる。また、被膜形成には溶射や接着、鋳ぐるみ等の既知の複合化手段を採用することができる。外周ベース２１自体は、ライナチップ２２のように頻繁に交換しないので、ライナチップ２２に覆われない部分を耐摩耗処理することで、粉砕用ライナ２０の耐久性を格段に向上させることができる。

図８に拡大して示すように、ライナチップ２２は、例えば断面略等脚台形状で、側面に被当接面２４ａと同様に内周側に向かって互いに間隔が狭くなるチップ側傾斜面２２ａを有し、外周ベース２１と同じ高さとなっている。一対のチップ側傾斜面２２ａの向かう頂面付近には粉砕効率向上のため、粉砕用凹部２２ｂが形成されている。ライナチップ２２は、例えば超硬合金などの耐摩耗材で作成されている。

図９に示すように、必要に応じて、チップ挿入用凹部２４とライナチップ２２との係合部に、チップ挿入用凹部２４の被当接面２４ａと同一形状の板状のシム２７を挟むことができるようになっている。これにより、ライナチップ２２が摩耗してきたら、シム２７を抜いてライナチップ２２を内周面へ移動させて押圧することができる。このとき、シム２７は対向する被当接面２４ａの一方にのみ挟んでもよいし、両方に挟んでもよい。また、シム２７を複数枚挟み、摩耗度合いに応じてシム２７を段階的に抜けるようにしてもよい。このようにシム２７の着脱により、ライナチップ２２の高さが調整できるようになっている。なお、チップ挿入用凹部２４の断面と略同形状（略コの字状）のシム２７を使用してもよい。この場合には、一体化しているので、シム２７を挟んだ係合作業が容易になる。

−粉砕システムの作動−
このように構成した粉砕システム１０では、供給機２に投入された被処理物は、供給機２より粉砕室１１上部の投入口１１ａへ投入され、ロータ１２上へ落下する。

次いで、被処理物は、遠心力で半径方向外側へと運ばれた後、粉砕刃１２ａと粉砕用ライナ２０との間で粉砕される。

次いで、被処理物は、粉砕室１１の下部の風取り込み口１１ｂからの気流によって粉砕室１１上方の分級機１６へと搬送される。この分級機１６では、所定の大きさの被処理物のみが通過し、排出口１１ｃから排出される。粉砕が充分でない被処理物は自重により粉砕室１１へ落下して、再度粉砕される。

次いで、粉砕装置１で粉砕された製品は、バグフィルタ４に供給され、バグフィルタ４の下端に粉砕製品が貯留される。そして、バグフィルタ用ロータリバルブ５を開いて粉砕製品を取り出す。

−交換方法−
次に、本実施形態にかかる粉砕用ライナの取付方法について説明する。

まず、外周ベース２１の各チップ挿入用凹部２４にライナチップ２２を軸方向（上下方向）から差し込み、係合させる。このとき必要に応じて、係合部にシム２７を挟む。このとき、ライナチップ２２の互いに内周に向かって間隔が狭くなるチップ側傾斜面２２ａがチップ挿入用凹部２４の同様に傾斜した被当接面２４ａに係合しているので、ライナチップ２２の内周側への抜け出しが確実に防止される。

次いで、板バネ収容部２５に板バネ２５ａと押圧板２５ｂを差し込む。このとき、板バネ２５ａがライナチップ２２のチップ側傾斜面２２ａをチップ挿入用凹部２４の被当接面２４ａに押さえ付けるので、ライナチップ２２がさらに強固にチップ挿入用凹部２４に係合すると共に、適切なクリアランスを確保できる。

次いで、セットボルト孔２６にセットボルト２８を螺合し、板バネ２５ａを押圧する。セットボルト２８は、頭部が外周ベース２１から突出しないようにする。このように、ライナチップ２２を固定するセットボルト２８が外周ベース２１から突出していないため、粉砕用ライナ２０の取付が容易で、粉砕室１１にもセットボルト２８を避けるための特別な加工は必要ない。

次いで、外周ベース２１の上下にカバー部材２３を固定する。

そして、使用中にライナチップ２２が摩耗してきたら、その箇所のシム２７を抜いてセットボルト２８を締め込む。

一方、交換時は、セットボルト２８を緩めてライナチップ２２を容易に取り外すことができる。

このように、本実施形態は、外周ベース２１とライナチップ２２とを分離して構成したため、ライナチップ２２が小型化し、安価となる。また、ライナチップ２２自体の形状もシンプルになるため、加工が簡単になり、高硬度の耐摩耗材料を使用することができる。

したがって、本実施形態によると、粉砕用ライナ２０のメンテナンスを容易にして交換費用を抑えることができる。また、粉砕用ライナ２０のメンテナンスが容易で交換部品も安価な粉砕装置１が得られる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、電動モータに駆動される分級機１６を設け、電動モータの回転数によって分級する粒度を調整するようにしたが、動力を使わないで流入する風速を調整することにより、粒度を調整するサイクロン式分級機としてもよい。また、分級機１６は必ずしも必要ではなく、設けない場合には、粉砕室１１の上部に排出口１１ｃを設ければよい。

また、粉砕の方式は、粉砕室１１内にロータ１２を有する方式（回転式）として、粉砕刃１２ａや粉砕用ライナ２０の間で粉砕や破砕、磨砕される方式の他に、ロータ１２を設けずに、旋回流に乗せて被処理物を回転させ、粉砕用ライナ２０に衝突させる渦流式等も採用できる。

上記実施形態では、粉砕用ライナ２０は粉砕室１１内に固定されているが、粉砕室１１内に自転可能に取り付けてもよい。このようにすれば、粉砕力や粉砕効率が向上する。

また、粉砕刃１２ａに代えて、粉砕部としてロータ１２の外周面に硬質の凹凸部を形成してもよい。この形状は、特に渦流式に適している。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ 粉砕装置
１ａ 本体ケーシング
２ 供給機
３ 供給用ロータリバルブ
４ バグフィルタ
５ バグフィルタ用ロータリバルブ
６ 排気ファン
７ 駆動部
８ 油循環ポンプ
１０ 粉砕システム
１１ 粉砕室
１１ａ 投入口
１１ｂ 風取り込み口
１１ｃ 排出口
１２ ロータ
１２ａ 粉砕刃
１２ｂ 円盤
１３ 電動モータ
１４ Ｖベルト
１５ 従動側プーリ
１５ａ 回転軸
１６ 分級機
２０ 粉砕用ライナ
２１ 外周ベース
２２ ライナチップ
２２ａ チップ側傾斜面
２２ｂ 粉砕用凹部
２３ カバー部材
２４ チップ挿入用凹部
２４ａ 被当接面
２５ 板バネ収容部（押圧部材収容凹部）
２５ａ 板バネ（押圧部材）
２５ｂ 押圧板
２６ セットボルト孔（ネジ孔）
２７ シム
２８ セットボルト

Claims (5)

1. 当接した材料を粉砕する粉砕用ライナにおいて、
   粉砕装置の本体ケーシングに取り付けられる円筒状の外周ベースと、
   上記外周ベースの半径方向内側に周方向に間隔を空けて一体に凹陥された複数のチップ挿入用凹部と、
   上記複数のチップ挿入用凹部にそれぞれ交換可能に装着される上記外周ベースよりも耐摩耗性の高い複数のライナチップとを備え、
   上記ライナチップは、側面に内周側に向かって互いに間隔が狭くなる一対の傾斜面を有し、
   上記チップ挿入用凹部は、上記ライナチップの傾斜面が係合する、内周側に向かって互いに間隔が狭くなるように傾斜した一対の被当接面を有し、
   上記チップ挿入用凹部には、上記ライナチップを内周側に向けて押圧する押圧部材が設けられており、
   上記チップ挿入用凹部の半径方向外側には、押圧部材収容凹部とネジ孔とが形成され、該押圧部材収容凹部に収容した上記押圧部材としての板バネを介して上記ネジ孔に締結したネジで上記ライナチップの一対の傾斜面を上記一対の被当接面に押圧し、
   上記ライナチップと上記チップ挿入用凹部は、上記傾斜面と上記被当接面との間に挟んだシムを介して係合されており、該ライナチップが摩耗してきた段階で、該シムを取り外すことで該ライナチップを内周側へ押圧可能に構成されている
   ことを特徴とする粉砕用ライナ。
2. 請求項１に記載の粉砕用ライナにおいて、
   上記シムは、対向する上記被当接面の一方にのみ挟まれている
   ことを特徴とする粉砕用ライナ。
3. 請求項１に記載の粉砕用ライナにおいて、
   上記シムは、対向する上記被当接面の一方又は両方にそれぞれ複数枚挟まれており、該複数のシムを上記ライナチップの摩耗度合いに応じて段階的に抜き出すことができるように構成されている
   ことを特徴とする粉砕用ライナ。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の粉砕用ライナにおいて、
   上記外周ベースの内周面のうち、少なくとも上記ライナチップに覆われない部分に耐摩耗処理が施されている
   ことを特徴とする粉砕用ライナ。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の粉砕用ライナと、
   上記外周ベースが取り付けられる本体ケーシングと、
   上記本体ケーシング内に設けられ、上記粉砕用ライナを収容する粉砕室とを備えていることを特徴とする粉砕装置。

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