JPH0351464B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は食品、化学、医薬品及び燃料等の分野
で利用可能な超微粒子を製造する摩砕機に関し、
特に製品の粒度を常に一定に保つものである。

〔従来の技術〕

魚や家畜の骨等を舌ざわりのないペースト状食
品素材に１工程にしても歩留り100％で加工でき、
また特殊樹脂や化学原料の超微粒化を実現し、さ
らに木質系炭化物と重油と水からなる炭化物コロ
イダル燃料製造用摩砕機は従来第３図に示すよう
に中央に供給ホツパー１４を取り付けた上蓋１に
略円錐台形状の中くぼみ摩砕面を下方に向けたリ
ング状固定砥石２を固定し、該固定砥石２に対向
して、略円錐台形状の中くぼみ摩砕面を上方に向
けた回転砥石７を、第４図に示すようにＶベルト
１７及びＶプーリー１６を介して別置主モーター
１８に連結するスプラインシヤフト４と１体に回
転する回転盤５に砥石押え金具６により固定した
構造である。

さらにクランプングレバー１５にて摩砕機本体
３上端に取付けられる上蓋１はその一端が回転自
在な支持軸８により本体３に連結しており、上蓋
１を支持軸８の回りに回転して開閉することによ
り固定砥石２と回転砥石７の対向する摩砕面が現
われ砥石２，７の交換やメンテナンスに役立つよ
うになつている。

このような摩砕機を使用するときは上蓋１をク
ランピングレバー１５により本体３の上部に固定
して固定砥石２及び回転砥石７の摩砕面を対向さ
せ本体３内の高さ方向の中央部にあるロツクハン
ドル２９を緩め、調整ハンドル３０を回転して回
転砥石７を上昇させ該砥石の摩砕面が上部の固定
砥石２の摩砕面に当接した位置を指針３１により
読み取り、この読み取り位置を基準にして摩砕面
を所望の粒径の微粒体を得るため調整ハンドル３
０に回転砥石７を下降して必要なクリアランスに
設定したのちロツクハンドル２９にてクリアラン
スを固定する。

次に第４図に示すモーター１８を始動させ連結
する回転砥石を回転させておき、供給ホツパー１
４に原料を投入する。投入された原料は第３図に
示すようにリング状砥石２，７の内周部から回転
砥石７の遠心力により摩砕面間に供給され、そこ
で生じる強力なせん断力、コロガリ摩擦や圧縮摩
砕などの力を受け次第に超微粒子化された後リン
グ状砥石２，７の外周部にリング状に形成された
排出部３２に排出され、さらに第４図に示す排出
口３３より排出される。なお９はベアリングを示
す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように摩砕機は一定の粒径の超微粒子を連
続して、かつ安定して得られなければならない。
従つて上下の砥石の摩砕面間のクリアランスは極
めて重要であるが従来は始動前に人手によつてク
リアランスを設定しており原料や必要粒度により
常にクリアランスを一定にしておくことはできな
い。

さらに原料を粉砕することで砥石表面が摩耗す
るため初期のクリアランスが変化してしまい、こ
の状態で連続運転を続けた場合製品中に所望の粒
径より大きい粗い粒子が混入し、品質の安定した
製品が得られないため、一定時間毎にその都度人
手によりクリアランス調整が必要となり、多数台
を同時に運転した場合など特に大変な作業とな
る。

また原料の温度や粉砕時の摩擦により発生する
熱のため機械本体及び砥石が熱膨脹してクリアラ
ンスが狭くなつてしまい、この状態が長時間続い
た場合は砥石同志の強い摩擦が連続するので摩砕
面の異常摩耗や過負荷のため機械の故障の原因と
なり、さらに砥石の膨脹が安定するには約30分必
要であるため、この間はやはり人手により少しづ
つクリアランスの調整が必要であり、作業者にと
つて大きな負担となつていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果を、摩砕面
間の微妙なクリアランスを自動調整することが可
能な摩砕機を開発したもので、略円錐台形状の中
くぼみ摩数面を下方に向けてリング状の上部固定
砥石と、略円錐台形状の中くぼみ摩砕面を上方に
向けたリング状の下部回転砥石とを互いに摩砕面
を対向させて設け、これらの砥石の摩砕面間に連
通して該摩砕面間に処理物を供給する供給ホツパ
ーを固定砥石の上方に設け、かつこれらの砥石の
外周部を包囲する被摩砕物の排出部を設け、さら
に回転砥石と一体の回転軸に連結して該回転軸を
上下動する駆動機器と、回転砥石を回転駆動する
主モーターの負荷に対応する入力電流の変化を直
流電圧に変換する変換器と、この直流電圧の基準
電圧からの偏差に応じて上記駆動機器を動作さ
せ、回転砥石と固定砥石とのクリアランスを調整
する制御機器とを設けてなることを特徴とすもの
である。

〔作用〕

上記の如く主モーターの入力電流を検出してク
リアランスの自動調整の信号とするのは摩砕機が
運転している限りモーターは常に運転され、従つ
て電流は常に流れているために常時検出できる状
況にあり、また電流は変換器等により容易に検出
できるからである。さらに主モーターに流れる電
流は負荷に対して敏感に応答するため負荷側、即
ち摩砕面の状況をよく反映するからである。

また電流の変換器により、上記主モーター電流
を直流電圧に変換するのは負荷を直接表わすモー
ター電流は敏感すぎてその値が安定し難く、摩砕
面間のクリアランス適正値でのモーター電流値の
設定や該設定値との偏差等の処理が容易でないた
めである。

そして本発明において、上記クリアランスを自
動調整する方法は、摩砕機の運転初期に設定した
クリアランスの適正値に対応する直流電圧を基準
電圧とし、上記クリアランスが増大又は減少して
回転負荷が変化し、これに伴なつて変化した主モ
ーター電流に対応する直流電圧の値と上記基準電
圧との偏差を制御機器により常時監視して、その
大きさに応じて上記駆動機器を作動させて回転砥
石を上昇又は下降させ、クリアランスを常に一定
に保持しようとするものである。

即ち、このように直流電圧によれば基準電圧の
設定やクリアランスの減少したときのモーター電
流の増加、即ち変換された直流電圧の基準電圧か
らの増加量は直ちに出力信号として取り出すこと
ができ、該信号によつて回転砥石を上昇させるこ
とが可能となる。さらにこの場合上昇した砥石の
摩砕面と固定砥石の摩砕面との間のクリアランス
が初期設定時の適正値になつたときにはモーター
電流を変換した直流電圧は基準電圧との偏差がな
くなるため回転砥石の上昇は停止する。

他方クリアランスが増大したときは制御機器は
上記と逆の動作をしてやはりクリアランスを一定
に保とうとする。

〔実施例〕

本発明を一実施例に基づき説明する。

第１図に示すように本発明摩砕機においては上
蓋１の固定砥石２と、スプラインシヤフト４と一
体の回転盤５上に砥石押え金具６で固定した回転
砥石７とは上蓋１を支持軸８の回りに回転して該
上蓋１を摩砕機本体３の上端に嵌合したとき互い
に摩砕面が対向するように取り付けられている。
さらにスプラインシヤフト４の周囲に回転盤５を
上昇又は下降させるために該シヤフト４をベアリ
ング９を介して内設させ、かつ外周にヘリカルギ
ヤ１０を形成したクリアランス調整金具１１を設
け、これに作用する下記駆動機器を設置した。即
ち上記ヘリカルギヤ１０に回転盤５の上昇又は下
降の力を伝えるウオームギヤ１２を取り付けたサ
ーボモーター１３を本体３に内設する。

なお図中で１４は供給ホツパー、１５は油圧に
より作動する上蓋抑え用のクランピグレバーを示
す。このような摩砕機は本体３下方にスプライン
シヤフト４を延設し、該シヤフトにＶプーリー１
６を取付け、さらにＶベルト１７で連結される図
示していない主モーターを始動して運転するもの
であるが、次に自動運転中のクリアランスの自動
調整機構を第２図に基づき説明する。

容量55KW主モーター１８の３相電源のうち１
本に変流器１９を設けて常時電流を検出してお
く、この電流はアンプ回路２０で増巾後、変換器
である整流回路２１で直流電圧に変換され、さら
に平滑回路２２で直流電圧は平滑にされ、以下に
示す制御機器へ導入される。即ち先ず上記平滑直
流電圧は比較増巾回路２３で運転初期に設定され
た砥石の摩砕面間のクリアランス適正値に対応す
る基準電圧と比較され、これらの偏差を約20倍に
増巾して偏差指示計２４に表示する。次にこの偏
差が偏差検出回路２５のボリユーム２６で設定し
た一定値を超えた場合、該検出回路２５はこれら
プラス側又はマイナス側のいずれかの偏差を出力
信号としてマイクロコンピユーター２７に送り、
該マイクロコンピユーター２７は２秒間隔で上記
偏差の有無及び大きさを確認し、この値に対応し
てあらかじめ設定されたクリアランスの修正量を
制御するようにサーボモーター１３を作動させる
信号をサーボアンプ２８に出力している。

このように自動運転中は常時２秒間隔で実際の
クリアランスの値が適正な値からプラス側又はマ
イナス側にいくらずれているかを確認して、その
つどクリアランスを修正しているので結果的に主
モーター１８の電流値を常に一定に保つような制
御をしている。

＜運転方法＞ 先ず運転前の初期値設定方法について説明す
る。第１図及び第２図において主モーター１８の
運転は停止しておきサーボモーター１３を作動さ
せ摩砕機の回転砥石を上昇させその摩砕面が固定
砥石の摩砕面に当接した位置をクリアランスゼロ
とし、この位置からクリアランスが適正値に設定
されるまで回転砥石を下降させる。さらに外部キ
ーにより１回の信号でのサーボモーター１３の回
転量、即ち回転砥石の移動量をマイクロコンピユ
ーター２７に打ち込んだ後、主モーター１８を運
転させ、原料を投入して製品粒子を確認し、これ
が所期のものであれば制御回路の偏差指示系２４
の表示をゲロに設定し、他方不良と認められると
きは再度手動（主モーター運転中もサーボモータ
ーは作動する）によりクリアランスを調整するこ
とができる。このような設定作業が完了した後自
動運転による実作業に入る。

上記の設定から木質複合燃料用木炭の超微粒子
製造の場合に実際に自動運転をした例を説明す
る。運転当初は時間の経過とともに粉砕による発
熱のため機械及び砥石が膨脹し、クリアランスは
小さくなり、偏差指示計はプラス側へ動くため、
この偏差の信号に対応した量だけサーボモーター
が作動して回転砥石を下降させ、クリアランスを
大きくして初期設定の適正値に達するまで、即ち
偏差指示計がゼロを表示するまでサーボモーター
は作動し続けた。この間時間の経過による超微粒
スラリーの性状に変化はなかつた。次に熱膨脹が
飽和状態に達するとその後は次第に砥石が摩耗す
るのでクリアランスは大きくなり偏差指示計はマ
イナス側へ動くため、この偏差の信号に対応した
量だけサーボモーターが作動して回転砥石を上昇
させ、クリアランスを小さくして初期設定の適正
値に達するまで、即ち偏差指示計がゼロを表示す
るまでサーボモーターは作動し続けたが、やはり
当初と同様、所期の超微粒スラリーが連続して製
造できた。

またこの場合比較増巾回路で設定できる基準電
圧を変化させることにより希望する粒径のスラリ
ーを得ることができる。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば従来上下砥石の摩砕
面間のクリアランスの調整は、摩砕時の製品温度
ならびに音等から経験的に判断して人手によつて
行なつていたのに対して、これをすべて機械的に
自動化した摩砕機が得られるので、被摩砕物の品
質の安定や砥石の異常摩耗を防止できる等工業上
顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第
２図は本発明のクリアランス自動調整制御回路の
一実施例を示す説明図、第３図は従来例を示す側
断面図、第４図は従来例を示す外観図である。 １……上蓋、２……固定砥石、３……本体、４
……スプラインシヤフト、５……回転盤、６……
砥石押え金具、７……回転砥石、８……支持軸、
９……ベアリング、１０……ヘリカルギヤ、１１
……クリアランス調整金具、１２……ウオームギ
ヤ、１３……サーボモーター、１４……供給ホツ
パー、１５……クランピングレバー、１６……Ｖ
プーリー、１７……Ｖベルト、１８……主モータ
ー、１９……変流器、２０……アンプ回路、２１
……整流回路、２２……平滑回路、２３……比較
増巾回路、２４……偏差指示計、２５……偏差検
出回路、２６……ボリユーム、２７……マイクロ
コンピユーター、２８……サーボアンプ、２９…
…ロツクハンドル、３０……調整ハンドル、３１
……指針、３２……排出部、３３……排出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 略円錐台形状の中くぼみ摩砕面を下方に向け
   たリング状の上部固定砥石と、略円錐台形状の中
   くぼみ摩砕面を上方に向けたリング状の下部回転
   砥石とを互いに摩砕面を対向させて設け、これら
   砥石の摩砕面間に連通して該摩砕面間に処理物を
   供給する供給ホツパーを固定砥石の上方に設け、
   かつこれら砥石の外周面を包囲する被摩砕物の排
   出部を設け、さらに回転砥石と一体の回転軸に連
   結して該回転軸を上下動する駆動機器と、回転砥
   石を回転駆動する主モーターの負荷に対応する入
   力電流の変化を直流電圧に変換する変換器と、こ
   の直流電圧の基準電圧からの偏差に応じて上記駆
   動機器を動作させ、回転砥石と固定砥石とのクリ
   アランスを調整する制御機器とを設けてなること
   を特徴とするクリアランス自動制御機構を備えた
   摩砕機。