JPH02207877A

JPH02207877A - 気流分級装置

Info

Publication number: JPH02207877A
Application number: JP1026654A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Agawa; 阿川　節雄; Koji Nakanishi; 康二中西; Naotaka Nakagawa; 中川　直孝; Norito Miyamoto; 宮本　憲人; Hironori Takahashi; 宏典高橋
Original assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Current assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1989-02-07
Publication date: 1990-08-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】童栗上包■批分互本発明は、大きさの異なる種々の粉体粒子を含む粉体原
料を気流に乗せて運ぶと共に、それらの各粒子の粒径に
応じた慣性力、遠心力、流体抵抗等の差に基づいてその
粉体原料を分級する気流分級方法及び装置に関する。

炙末技拵上記の気流分級装置として１分級用の気流（分級気流と
いう）を形成するための吸引ブロワと、吸引ブロワによ
って形成された気流中に配設される分級エツジと、分級
エツジの上流位置に配設された原料供給ノズルとを備え
た装置が知られている。この装置では、原料供給ノズル
によって分級気流の横方向から該分級気流内へ粉体原料
を供給し、その供給された粉体原料を分級気流に乗せて
流す間に分級エツジによってその粉体原料を分級。

すなわち粒子の大きさ毎に区分する０区分の種類は分級
エツジの個数によって決まる。例えば、分級エツジが１
個であればそれを境にして２区分に分級される０分級エ
ツジが２個であればそれらを境にして３区分に分級され
る。

この従来の分級装置では、分級エツジの先端位置を調節
することによって分級点、すなわち分級の境となる粒子
の大きさを所望の値に設定する。

しかしながら従来は、分級エツジの先端位置を調節する
場合でも、分級気流の風量は常に一定に設定されていた
。この方法では、分級エツジの先端位置を調節した時に
そのエツジ先端付近で分級気流の乱れが起り易く、その
結果、正確な分級点が得難いというおそれがあり、又、
本来であれば大きさが均一でなければならない１つの粒
子群の中に他の粒子群に入るべき大きさの粒子が多量に
混スしてしまうおそれがある。

又、従来の分級装置では、分級点を変更したい場合には
、オペレータが試行錯誤によって分級エツジの先端位置
を変更することによってその変更を行なっていた。従っ
て１分級点を所定の値にセットするまでに極めて長時間
を要していた。

が　　じょうとする本発明は、正確な分級点を得ることのできる気流分級方
法及び装置を提供することを第１の課題とする。

又１本発明は、分級点の変更を短時間に且つ正確に行な
うことのできる気流分級装置を提供することを第２の課
題とする。

を　　するための上記の第１の課題は次の気流分級方法によって解決され
る。すなわち１分級気流中に分級エツジを配置し１分級
エツジよりも上流点において分級気流の横方向から該分
級気流内へ粉体原料を供給し１分級気流に沿って流れる
粉体原料を分級エツジを境として分級する気流分級方法
において。

粉体原料の比重及び目標分級点に応じて分級エツジの先
端位置を決定し、決定された分級エツジの先端位置に応じて分級気流の流
量を決定することを特徴とする気流分級方法である。

上記の第２の課題は次の気流分級装置によって解決され
る。すなわち分級気流を形成する分級気流形成手段と、
分級気流中に配置される分級エツジと、分級エツジより
も上流点において分級気流の横方向から粉体原料を分級
気流内へ供給する原料供給手段とを具備し、原料供給手
段によって供給された粉体原料を分級エツジによって分
級する気流分級装置において。

分級エツジの先端位置を移動させるエツジ移動手段と。

分級エツジの先端位置を検知するエツジ位置検知手段と
。

分級気流の流量を調節する流量調節手段と、粉体原料の
比重及び目標分級点に応じて分級エツジの先端位置を算
出し、分級エツジがその算出された位置へ移動するよう
にエツジ移動手段を作動させ、更に分級気流の流量がエ
ツジ位置検知手段によって検知された分級エツジの先端
位置に対応した所定流量になるように流量調節手段を作
動させる制御手段とを有することを特徴とする気流分級装置である。

上記の構成において、粉体原料は分級気流の横方向から
供給されるのであるが、分級気流に対して何度傾いた方
向から粉体原料を供給するかについては、特別に限定さ
れない。但し、分級気流の流れ方向に対して４５°以内
の傾きをもって原料を供給することが分級作用の上から
好ましいという提案もある。

分級気流形成手段は分級室（２５）内に分級気流を形成
するための手段である。例えばブロワ（２６）による空
気吸引とすることもできるし。

分級室入口開口（２７）に送風機を接続させておいてこ
の送風機から空気を送り込むこともできる。

分級エツジの数は特別の値に限定されない。１個でも良
いし、複数個でも良い。

エツジ移動手段はエツジの先端を目標分級点に応じて移
動させるものであるが１分級エツジの形状に応じて色々
の手段を用いることができる。分級エツジを回動させる
ことによってエツジ先端位置を変える形式の場合には、
分級エツジに連結したステッピングモータ（２９）によ
ってエツジ移動手段を構成できる０分級エツジの角度位
置を変えられるものであるならば、他のモータを用いる
こともできる０分級エツジの回転角度を微細に調節でき
るようにするために１分級エツジとステッピングモータ
等との間にいわゆるハーモニックドライブ減速機を介在
させることもできる。

エツジ位置検知手段としては、いわゆるポテンショメー
タ（３６）を使うことができる。又、位置の移動量を電
気信号に変換できる他の手段を用いることもできる。

流量調節手段としては１分級気流を形成するための空気
流を絞ったりあるいは解放したりする弁（４４，４５，
４６）を用いることができる。

原料供給速度検知手段は１例えば次のように構成できる
。原料供給手段が、エジェクタ（３）のように、供給さ
れた空気を分散させることによって原料を吹き出すタイ
プのものである場合には、そのエジェクタに供給される
空気の流量あるいは圧力を検出する流量計あるいは圧力
計をもって原料供給速度検知手段とすることができる。

制御手段は、上記の各手段を所定の規則に従って動作さ
せるものであり、いわゆるマイクロコンピュータあるい
はプログラマブルコントローラによって構成できる。

作−屏粉体原料の比重及び目標分級点に応じて分級エツジの先
端位置を決める。その後、決められたエツジ位置に対応
して分級気流の流量を決定する。

１育■ 第１図は一実施例に係る気流分級装置の全体を示す図式
図である。図において、分級される粉体原料は原料容器
１の中に収められていて、フィーダ２によって一定量づ
つエジェクタ３に送り込まれる。エジェクタ３には空気
供給路４を介して空気が供給されており、この空気がエ
ジェクタ３によって紙面垂直方向に所定幅均一に分散さ
れて、原料供給ノズル５を介して分級機本体６の中に吹
き込まれる。エジェクタ３内に送り込まれた粉体原料は
その空気流に乗って分級機本体６内へ吹き込まれる。

分級機本体６内へ吹き込まれた粉体原料はその分級機本
体６内で微粉、中間粒、粗粉の３段階の粒子群に分級さ
れ（詳しくは後述する）、微粉は微粉用吸引管３０を介
して微粉用サイクロン３１に回収され、中間粒は中間粒
用吸引管３２を介して中間粉用サイクロン３３に回収さ
れ、そして粗粉は粗粉用吸引管３４を介して粗粉用サイ
クロン３５に回収される。

分級機本体６は１例えば第２図から第４図に示すように
構成することができる。図示の通り分級機本体６は、原
料供給ノズル５、コアンダブロック９．エツジブロック
１０、第１分級エツジ１１、エツジブロック１２．第２
分級エツジ１３、粗粉側ブロック１４、気流流入側ブロ
ック１５、そして原料供給側ブロック１６等の各要素部
材を２枚の側板７及び８で挾み付けることによって形成
されている。

上記の各要素部材は、第４図に示すように、全てが一方
の側板１例えば側板８にねじ等によって固定されている
。側板８には、第３図に示すように、４個（図では２個
だけが示されている）のエアシリンダ１７が固定されて
いる。上記の各要素部材のうち、コアンダブロック９．
エツジブロック１０及び１２．そして粗粉側ブロック１
４の各要素には予め貫通穴が設けられていて、第４図に
示すように、これらの貫通穴を介してエアシリンダ１７
のロッド１８が図の手前方向へ突出している。他方の側
板７には、各ロッド１８に対応する位置に穴１９が設け
られている。これらの穴１９に各ロッド１８を挿入し、
更に各ロッド１８の先端に予め形成されているネジ部に
ノブ２０を締め付けることにより、側板７が装着される
。但し、ノブ２０を締め付けた状態では未だ側板７と各
要素部材５，９．１０等とは密着していない。

エアシリンダ１７は、第５図に示すように、マイクロコ
ンピュータを内蔵した制御袋！！２１によって適時にオ
ン・オフする。エアシリンダ１７がオフの時、ロッド１
８はエア圧によって第３図の六方向へ突出する。よって
この時、側板７と各要素部材５，９．１０等とは密着し
ていない状態（離間状態）にある、一方、エアシリンダ
１７がオンとなると、ロッド１８はエア圧によって第３
図の８方向に引かれる。よってこの時、側板７と各要素
部材とが所定の押圧力で互いに密着する。

尚、各要素部材は全て等しい厚さになっている。

側板７が各要素部材と密着した状態で分級機本体６内に
、両側板７，８及び各要素部材５，９゜１０等によって
仕切られた空間が形成される。以下、コアンダブロック
９と第１エツジ１１及びエツジブロック１０とで形成さ
れる空間を微粉通路２２、第１エツジ１１及びエツジブ
ロック１０と第２エツジ１３及びエツジブロック１２と
で形成される空間を中間粉通路２３、そして第２エツジ
１３及びエツジブロック１２と粗粉側ブロック１４とで
形成される空間を粗粉通路２４という、又。

これらの各通路の上方に形成される空間を分級室２５と
いう。分級室２５の上部には開口２７が形成される。

微粉通路２２、中間粉通路２３、そして粗粉通路２４は
それぞれ第１図の微粉用吸引管３０．中間粉用吸引管３
２．そして粗粉用吸引管３４に連通している。これらの
各吸引管３０，３２．３４はそれぞれサイクロン３１，
３３．３５を経由してブロワ２６につながっている。ブ
ロワ２６が作動すると、各吸引管３０，３２．３４を介
して空気が吸引され、その結果、第２図に示した分級機
本体６において１分級室間ロ２７１分級室２５゜そして
各通路２２．２３及び２４の順に流れる空気流（分級気
流）が形成される。

原料供給ノズル５によって粉体原料が分級機本体６内に
吹き込まれるのは、第１図を用いて既に説明した通りで
ある０分級機本体６内に吹き込まれた粉体原料は分級室
２５内へ噴射される。すなわち１分級気流の横方向から
該分級気流内へ供給される。この時粉体原料のうち重量
の大きい粗粉はノズル５より遠方へ飛び出した後に分級
気流に乗り、一方、重量の小さい微粉はノズル５に近い
位置で分級気流に乗る。微粉通路２２．中間粉通路２３
、そして粗粉通路２４は、ノズル５から見てこの順番で
配設されているから、分級気流に乗って流下する粉体原
料は、微粉、中間粒、モして粗粉の３段階の粉体群に分
かれてそれぞれの通路２２．２３．２４に沿って流れて
ゆく、ファンダブロック９の分級室２５に対面する部分
は円形に近い曲面を描いている。微粉のうち特に細い粉
体は、気流の粘性の影響も加わってこの曲面に沿って流
れてゆく。

第４図において、手前側の側板７に設けられた透明板５
０は１分級室２５の様子を視認するための窓である。

本実施例による粉体原料の分級作用は概ね以上の通りで
ある。この分級作用において、分級の境となる粒子の大
きさ、すなわち分級点は、主に、粉体原料が分級室２５
内へ飛び出す位置、すなわちコアンダブロック９の左端
部分に対する第１エツジ１１及び第２エツジ１３の各エ
ツジ先端位置によって決定される。又、その分級点は１
分級気流の流量あるいはノズル５からの原料吹込速度等
の影響を受けて変化する。

本実施例では、以下に説明する制御を行なうことによっ
て所望する分級点を正確に得るようにしている。

まず第２図において、第１エツジ１１及び第２エツジ１
３は、カップリング軸２８上に固定されていて、該カッ
プリング軸２８の回転に応じて適宜の角度、回転できる
ようになっている。この回転によって、コアンダブロッ
ク９の左端部、すなわち粉体原料が分級室２５内へ飛び
出す位置に対する各エツジの先端（図の上端）位置を変
えることができる。カップリング軸２８は、第３図に示
すように、一方の側板８に固定されているステッピング
モータ２９の出力軸（図示せず）に固定されている。ス
テッピングモータ２９はブラケット４０を介して側板８
に固定されている。第３図では第１エツジ１１に対する
ステッピングモータ２９だけが示されているが、第２エ
ツジ１３に対しても同様のステッピングモータが設けら
れている。

ステッピングモータ２９の上方にはポテンショメータ３
６が配設されている。カップリング軸２８上に固定され
ているプーリ３７と、ポテンショメータ３６の回転軸４
２上に固定されているプーリ３８との間にタイミングベ
ルト、すなわち有歯ベルト３９が掛は渡されている。ポ
テンショメータ３６は調整板４１を介してブラケット４
０に固定されており、この調整板４１をブラケット４０
に対して移動させることによってタイミングベルト３９
の張力を調整できる。図では第１エツジ１１に対するポ
テンショメータのみが図示されているが、第２エツジ１
３に対しても同様のポテンショメータが備えられている
。

ポテンショメータ３６は、周知の通り１回転軸４２の角
度位置に対応した電気信号を出力する。

すなわち、第１エツジ１１あるいは第２エツジ１３のエ
ツジ先端位置を変えるためにカップリング軸２８がある
角度だけ回転すると、その回転角度に応じた電気信号を
出力する。この信号は、第５図に示すように制御装置２
１に入力される。

第１図において、エジェクタ３に空気を供給するための
空気供給路４に流量計４３が設けられている。この流量
計４３は空気供給路４内を流れる空気の流量を１ｔｌｌ
ｌ定し、それを電気信号に変換して出力するものである
。この空気流量は、ノズル５を介して分級室２５（第２
図）内へ吹き込まれる粉体原料の吹込速度と相関関係が
あるので、この空気流量を計ることによって原料吹込速
度を知ることができる。尚、原料吹込速度を知るにあた
って、空気流量に替えて空気圧を計測することもできる
。

ブロワ２６によって吸引される空気が流れる各吸引管３
０，３２．３４には、空気の流量を調節する流量調節弁
４４，４５．４６及び流れる空気の流量を計測してそれ
に対応した電気信号を出力する流量計４７．４８．４９
が配設されている。

第５図に示すように、流量計４７．４８．４９からの信
号は制御装置２１に入力される。そしてこの入力された
信号に基づいて弁４４，４５．４６の動作が制御される
。

第５図に示した制御装置２１は操作部５０から各種の信
号を受は取るようになっている。操作部５０には、分級
機の動作を開始させるためのスタートキー、分級点の値
をいくつに設定するかを指示するための分級点指示キー
、分級すべき粉体原料の比重がいくつであるかを指示す
るための比重指示キー等といった各種のキーが備えられ
ている。

制御装置２１は第６図に示すような制御を実行する。す
なわち、操作部５０（第５図）からスタート指示がある
と、粉体原料の比重がいくつであるか、そして分級点の
値がいくつに設定されているかを読み取る。比重及び分
級点は予めオペレータによって操作部５０のキー操作に
よって与えられている。その後、原料供給部の流量計４
３の流量値すなわち、原料吹込速度を読み取る。

比重、分級点、そして原料吹込速度が与えられると、こ
れに基づいて第１分級エツジ１１及び第２分級エツジ１
３の各エツジ先端位置、すなわちファンダブロック９の
左端部からの距離が演算される。この演算のために制御
装置２１内の所定の記憶場所、例えばＲＡＭ内に、比重
及び原料吹込速度をパラメータとした場合の分級エツジ
位置とその位置に対応する分級点との関係が予め記憶さ
れている。どのようなデータを記憶しておけば良いかに
ついては、理論的に与えられるデータあるいは実験的に
与えられるデータ等種々あるが１例えば第７図に示しで
ある曲線Ａをデータとしておくことができる。このグラ
フは第２図に示した分級機本体６内に比重一定の原料を
一定の吹込速度で吹き込んだ場合に、第１分級エツジ１
１あるいは第２分級エツジ１３のエツジ先端位置を色々
と変えた時に、分級点がどのように変化するかを調べた
ものである１分級エツジを曲線Ａに沿って設定すれば、
対応する分級点を境にして８０％以上の分級効率で粉体
原料が２つの粉体群に分級されることがわかる０分級効
率とは、１つの粉体群への所望する粒度の粉体の回収率
と所望しない粒度の粉体の残留率との差である。

第６図に戻って１分級エツジの位置が算出されると、ス
テッピングモータ２９　（第３図）が駆動されて分級エ
ツジ１１，１３が移動する。エツジが移動する間、エツ
ジ先端位置はポテンショメータ３６によって検知される
。この検知された値が記憶されている目標値に一致する
とステッピングモータ２９が停止して分級エツジ１１．
１３が停止する。

第３図において１両側板７及び８がエアシリンダ１７に
よってきつく締め付けられることは既に説明した。分級
作業が実行されている間はこの状態が維持される０分級
エツジを移動させる場合に両側板７及び８がこのように
締め付けられていると、摩擦抵抗が大き過ぎて分級エツ
ジを移動させるのが困難である。よって、ステップＡに
おいて分級エツジを移動させる時には、ステップＢの如
くエアシリンダ１７（第３図）をオフとする。すると、
ロッド１８がＡ方向へ移動して側板７の締め付けが解除
される。これにより１分級エツジ１１．１３を小さな力
で容易に且つ正確な位置へ動かすことが可能となる。

第６図のステップＣで分級エツジの位置が算出されると
、ステップＤの如く各空気吸引管３０゜３２．３４　（
第１図）内の適正空気流量が演算される。

分級エツジ１１．１３が、選択された分級点に対応した
所定適正位置に置かれていれば、本来であれば正確な分
級点が得られるはずであるが、分級気流の流量が分級エ
ツジ１１，１３の先端位置に対応した適正量に設定され
ていないと、エツジ先端における気流の乱れが発生して
分級点を境として原料を正確に区分することがむずかし
くなる。

すなわち１分級精度が低下して分級効率が悪くなる。

本実施例では、各空気吸引管３０，３２，３４゜従って
各粉体通路２２，２３．２４を流れる空気流量を分級エ
ツジ１１及び１３のエツジ先端位置に対応させて適正値
に設定することにより、上記の気流の乱れを防止して正
確な分級点を得るようにしている。エツジ先端位置と空
気流量との間の適正な関係は理論的あるいは実験的に種
々設定できるが１例えば次のように決めることができる
。

今、第８図に示すように、コアンダブロック９の左端部
の原料噴出端Ｑが四半円状に湾曲していてその中心が０
．湾曲中心Ｏから分級エツジ１１及び１３の先端１１ａ
及びＬ３ａまでの距離をＲ１そしてエツジ先端における
分級気流の速度をＶとした時、ＶＲ＝一定　・・・・・・・・・■ （ｎ：渦定数）の関係を維持しておけば１分級室２５内を偏向しながら
流れる分級気流がエツジ先端位置において自由渦あるい
は準自由渦を形成し、気流の乱れを防止できる。よって
、弐〇で表わされるデータを予め制御装置２１内に記憶
しておいて、エツジ先端位ＩＲが決まった後に、これに
対応する気流速度Ｖを算出し、更にこの気流を形成する
のに必要となる各粉体通路２２，２３．２４内の空気流
量を算出する（ステップＤ）。この算出された流量の空
気が実際に各吸引管３０，３２．３４を流れるように流
量調節弁４４，４５．４６が調節される。その時、実際
の流量が流量計４７．４．８．４９によってチエツクさ
れる。

以上のように本実施例によれば、制御装置２１の自動制
御によって、分級される粉体原料及び目標とする分級点
に適合したエツジ位置が自動的に決められ、更にそのエ
ツジ位置に適合した分級気流量が自動的に決められる。

よって、目標とする分級点を精度良く得ることができる
。

分級機を稼動するにあたっては、途中で分級点を変更す
る場合がある。このような場合には、オペレータが操作
部５０（第５図）のキー操作によって分級点設定値を変
更すれば、以上に説明した制御に従って分級エツジの位
置及び分級気流の流量が自動的に最適値に設定されるの
で、従来のような試行錯誤による変更作業に比べて格段
に早く且つ正確に分級点を変更することができる。

実施例では、原料吹込速度を検知するために流量計４３
が用意されているが、エジェクタ３による原料吹込速度
が常に一定に保持されるのであれば、この流量計４３を
省くことができる。この場合には、制御装置２１による
制御の基礎として用いられる原料吹込速度の値は在る一
定値にセットされることになる。

勾−銀程粉体原料の比重及び目標分級点に応じて分級エツジの先
端位置を決める。その後、決められたエツジ位置に対応
して分級気流の流量を決定する。

よって、従来のように、各項目を無秩序に試行錯誤で設
定した場合に比べて、分級点を正確に得ることができる又、自動化によって各項目を自動的に順々に決めるだけ
で所望の分級点が得られるので、分級点の変更も短時間
に且つ正確に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例に係る分級装置の全体の図式図、第２
図から第４図は分級機本体を示す図、第５図は制御系の
ブロック図、第６図は該制御系による制御フローチャー
ト、第７図は制御方法の一例を示すためのグラフ、第８
図は第２図の要部を示す図である。２Ｇ・・・ブロワ（分級気流形成手段）１１．１３・・
分級エツジ５・・・原料供給ノズル（原料供給手段）２９・・ステ
ッピングモータ（エツジ移動手段）３６・・・ポテンシ
ョメータ（エツジ位置検知手段）４４．４５．４６・・
流量調節弁（流量調節手段）２１・・・制御装置第３図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分級気流中に分級エッジを配置し、分級エッジよ
りも上流点において分級気流の横方向から該分級気流内
へ粉体原料を供給し、分級気流に沿って流れる粉体原料
を分級エッジを境として分級する気流分級方法において
、粉体原料の比重及び目標分級点に応じて分級エッジの先端位置を決定し、決定された分級エッジの先端位置に応じて分級気流の流量を決定することを特徴とする気流分級方
法。
（２）分級気流を形成する分級気流形成手段と、分級気
流中に配置される分級エッジと、分級エッジよりも上流
点において分級気流の横方向から粉体原料を分級気流内
へ供給する原料供給手段とを具備し、原料供給手段によ
って供給された粉体原料を分級エッジによって分級する
気流分級装置において、分級エッジの先端位置を移動させるエッジ移動手段と、分級エッジの先端位置を検知するエッジ位置検知手段と、分級気流の流量を調節する流量調節手段と、粉体原料の
比重及び目標分級点に応じて分級エッジの先端位置を算出し、分級エッジがその算出さ
れた位置へ移動するようにエッジ移動手段を作動させ、
更に分級気流の流量がエッジ位置検知手段によって検知
された分級エッジの先端位置に対応した所定流量になる
ように流量調節手段を作動させる制御手段とを有するこ
とを特徴とする気流分級装置。
（３）原料供給手段によって供給される原料の供給速度
を検出する原料供給速度検知手段を有し、上記の制御手段が、粉体原料の比重、目標分級点及び原料供給速度に応じて分級エッジの先端位置
を算出することを特徴とする請求項２記載の気流分級装
置。
（４）上記の制御手段が、分級気流が分級エッジの先端
位置において自由渦又は準自由渦を形成するように、分
級気流の流量を調節することを特徴とする請求項２記載
の気流分級装置。