JPH07256133A

JPH07256133A - 摩砕粉砕

Info

Publication number: JPH07256133A
Application number: JP5623894A
Authority: JP
Inventors: Yukito Nitta; 幸人新田; Shigetoshi Kawabata; 重敏河端
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】粉砕効率を上昇させ、かつ緊急停止時の砕料
固化によるロック状態を防止する。【構成】搬送用水ｄは、ポンプＰにより、下向き流で
処理筒１１内を循環させる。被処理物ａ及び粉砕媒体ｂ
は、スクリュー軸１２の回転により、外側に押しやられ
て円筒状の流動層をなし、矢印のごとく流動して、摩砕
粉砕作用がなされる。このように、被処理物ａが外側に
押しやられて流動層に入り込むことにより、粉砕効率は
向上する。取出し管１４は軸１２の空洞１５内に至って
いる。この空洞１５の周りは、上記流動層が円筒状のた
め、粉砕媒体ｂは殆んどなく、このため、取出し口１４
内に粉砕媒体ｂが流れ込むことなく、水と砕料は循環す
る。スクリュー軸１２が緊急停止すれば、排出弁１６を
開放して処理筒１１内の水と砕料を出す。これにより、
粉砕媒体ｂ間の砕料がなくなり、その砕料の固化による
ロック状態が防止される。このとき、上記水と砕料の取
出し時と同様に、粉砕媒体ｂの排出は極力少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、タルク、各種セラミ
ック粉、金属鉱粉等の粉・粒体を製造する摩砕粉砕方法
及びその装置並びにその作用中の粉砕媒体のロック防止
方法及びその構造に関するものである。

【０００２】

【技術的背景】この種の竪型摩砕粉砕装置は、図１４
乃至図１６に示すように、竪型処理筒１内に、上下方向
のスクリュー軸２を設けるとともに鋼球等の粉砕媒体ｂ
を充填したものであり、スクリュー軸２を回した状態
で、処理筒１内に被処理物ａを投入して粉砕媒体ｂとと
もに上下方向に流動させ、この被処理物ａを、その相互
間及び前記粉砕媒体ｂとの摩砕により微細な生産粒子ｃ
とし、処理筒１内を通過する水又は空気等の搬送流体ｄ
にその生産粒子ｃをのせて処理筒１外に導出する。

【０００３】前者の水などの液体を搬送流体ｄとしたも
のを、通常、湿式といい、石灰石、ジルコンサンド、金
属、鉱石等の粉砕を主に行う（図１４、図１５）。この
湿式の摩砕粉砕装置の公知技術として、特開平１−１９
４９５０号公報、特開平１−３１７５５２号公報などに
記載のものがある。

【０００４】この公知技術において、処理筒１内の搬送
流体ｄの流れは、上向きが一般的である。なお、特開平
１−３１７５５２号公報記載技術においては、図１４、
１５に示すように、処理筒１が仕切壁３で区画され、そ
の各区画内に、スクリュー軸２をそれぞれ設けているた
め、その各区画間の流れが逆となることから、一方の区
画において、搬送流体ｄの流れが下向きとなっている
（図１４は左側区画、図１５は右側区画）。

【０００５】後者の空気などの気体を搬送流体ｄとした
ものを、通常、乾式といい、セラミック用原料、タル
ク、セメントなどの粉砕を主に行う（図１６）。この乾
式の摩砕粉砕装置の公知技術として、特開平２−９５４
５０号公報、特開平４−８３５３９号公報などに記載の
ものがある。

【０００６】この乾式の公知技術においても、処理筒１
内の搬送流体ｄの流れは上向きが一般的である。

【０００７】この湿式、乾式ともに、処理筒１内の搬送
流体ｄの流れを上向きとしたのは、下向き流とすると、
搬送流体ｄの取出しを図１５に示すように処理筒１下部
で行うこととなり、その取出し口４には粉砕媒体ｂ流出
防止用の金網等のスクリーン４ａを設けなければなら
ず、このスクリーン４ａは、被処理物ａ及び粉砕媒体ｂ
に常に触れるため、目詰りし易く、また摩耗によって早
期にスクリーンの役目を果さなくなるからである。

【０００８】このため、上向き流として、図１４に示す
ように、処理筒１の上部からオーバーフローによって取
出したり、図１６に示すように、粉砕媒体ｂに殆んど触
れない位置から取り出すようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】その図１４、１５に示
す、搬送流体ｄの流れが上向きと下向きとなる装置にお
いて、上向き流の区画部分が下向き流の区画部分より、
破砕効率がよいことを発見した（後述の図１２、図１３
参照）。

【００１０】これは、以下の理由によると考える。すな
わち、まず、処理筒１内の粉砕媒体ｂの流動状態を観察
すると、スクリュー羽根の回転により、粉砕媒体ｂは処
理筒１内側面側に押しやられて、スクリュー軸２の周り
（スクリュー羽根の取付け部周り）近傍には殆んど存在
しない状態となっている。すなわち、流動層は円筒状を
呈している。

【００１１】この流動層が円筒状を呈することは、摩砕
粉砕作用は、スクリュー羽根周縁から処理筒１内側面の
間で行われることを示唆している。

【００１２】また、スクリュー軸２（スクリュー羽根）
による流動は、図１６矢印で示すように、処理筒１の内
側が上昇、外側が下降の動きとなる。

【００１３】ここで、搬送流体ｄを処理筒１下部から送
り込んで、上向き流とすると、上記流動は、中央が上
昇、外側が下降のため、その搬送流体ｄは中央の上昇す
る側に流れ易く、その中央部は流動層が空洞に近い状態
で、粉砕媒体ｂはわずかしか存在せず、流通抵抗は極め
て小さいため、搬送流体ｄは摩砕作用を受けることなく
取出し口に至る場合が多い。

【００１４】一方、搬送流体ｄを処理筒１上部から送り
込んで、下向き流とすると、上記粉砕媒体ｂの流動状態
は、中央が上昇、外側が下降を呈しているため、搬送流
体ｄは、スクリュー軸２の回転による遠心力の付与もあ
って、外側に押しやられて、流動層の外側に入り込んで
下降する。この外側は粉砕媒体ｂなどの流動層のため搬
送流体ｄ中の被処理物ａは円滑に摩砕されることとな
る。

【００１５】以上が前述の図１４、１５における下向き
流の区画が上向き流の区画に対し、粉砕効率が優れてい
る理由と考える。

【００１６】ところで、湿式摩砕粉砕装置において、停
電時などで装置全体が停止すると、搬送流体ｄの流れが
停止するため、処理筒１内の被処理物ａ及び生産粒子ｃ
（砕料ｅ）が沈降し、図４（ｂ）に示すように、粉砕媒
体ｂ間に堆積する（図中黒点部分が砕料）。このとき、
砕料ｅは微粉のものを多く含むため、時間経過ととも
に、セメント状に固化し、スクリュー羽根（スクリュー
軸２）がロック状態となる。このロック状態になると、
スクリュー軸２を再駆動することは不可能であり、無理
に再駆動すれば、駆動モータの損傷を招くこととなる。
このため、従来では、処理筒１下部側面の内部点検用マ
ンホールの扉を開け、ここから、ロック状態の粉砕媒体
ｂなどを掻き出して、再駆動可能状態としている。この
作業は、非常に大変であり、煩わしいものである。

【００１７】なお、湿式摩砕粉砕装置において、計画的
に装置を停止する場合は、新規の被処理物ａの送り込み
を停止するとともに、搬送流体ｄの量を多くして、処理
筒１内の砕料ｅの濃度を下げて（水等で薄めて）、砕料
ｅの固化状態をゆるめて、ロック状態にならないように
している（図４ａ参照）。

【００１８】上述の実情の下、この発明の第１の課題
は、搬送流体の処理筒下部からの取り出しを工夫して、
搬送流体の下向き流での摩砕粉砕を可能にすることにあ
る。また、第２の課題は、湿式の摩砕粉砕装置におい
て、ロック状態をなくすことにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第１の課題を解決するた
めに、この発明にあっては、まず、この種の摩砕粉砕装
置においては、上述のように処理筒内の流動層は円周状
を呈して、スクリュー軸近傍周りには粉砕媒体ｂが殆ん
ど存在しないことに着目し、その粉砕媒体ｂの殆んど存
在しないスクリュー軸真下の処理筒底面から搬送流体ｄ
の取出しを行うようにしたのである。すなわち、その位
置に取出し口を形成したのである。この取出し口は、
スクリュー軸下端部の空洞に立ち上げて位置させ、さら
にその立ち上がった取出し管には粉砕媒体ｂが通り得な
い大きさのスリット又は孔を形成するとよい。

【００２０】また、スクリュー軸を中空とし、そのスク
リュー軸を上記搬送流体の取出し管として、その下端部
を搬送流体ｄの取出し口としてもよく、このとき、その
取出し口は、粉砕媒体ｂの殆んどないゾーンに位置する
こととなる。

【００２１】第２の課題を解決するために、この発明に
あっては、第１の課題と同様に、スクリュー軸近傍周り
には粉砕媒体ｂが殆んど存在しないことに着目し、緊急
停止時、そのゾーンから処理筒内の搬送流体ｄを排出す
るようにしたのである。これは、上述の各搬送流体ｄの
取出し口に連通する排出弁付き排出口を設けることによ
り成し得る。

【００２２】また、上述の搬送流体ｄを上向き流とした
摩砕粉砕方法及びその装置においても、緊急停止時に
は、上記粉砕媒体ｂが殆んどないゾーンから、処理筒内
の搬送流体ｄを排出するようにし得る。これは、搬送流
体ｄの送り込み口（流入口）と連通した排出弁付き排出
口を設けることによって成してもよく、また、送り込み
口とは別にその排出口を設けてもよい。

【００２３】

【作用】このように構成するこの発明において、搬送流
体ｄの下向き流で摩砕粉砕するものにあっては、処理筒
上部から送り込まれた被処理物ａは、スクリュー軸の回
転により、外側に押され、その外側の下降流動に巻き込
まれて下降する。このとき、その処理筒内外側は粉砕媒
体ｂの十分な流動層となっているため、円滑な摩砕粉砕
作用が行われる。

【００２４】一方、スクリュー軸近傍は流動層の空洞ゾ
ーンであり、粉砕媒体ｂ等が殆んどないため、取出し管
は粉砕媒体ｂとの摩擦を殆んどうけることなく、摩耗も
少なく、かつ、粉砕媒体ｂが殆んど入り込むことなく、
搬送流体ｄが取出しされる。

【００２５】この摩砕粉砕作用中に、スクリュー軸が緊
急停止すれば、排出弁を手動又は自動的に開放すると、
処理筒内の搬送流体ｄは外部に排出され、図４（ａ）に
示すように、粉砕媒体ｂ間にはわずかな砕料ｅしか付着
せず、ロック状態は生じにくい。このため、スクリュー
軸の再駆動も可能である。

【００２６】このとき、粉砕媒体ｂの流動層は、円筒状
を呈してその形状は殆んど維持され、スクリュー軸近傍
は依然として粉砕媒体ｂの殆んどないゾーンが維持され
るため、取出し口（排出口）から流れでる粉砕媒体ｂの
量も極力少ないものとなる。

【００２７】上記緊急停止時の作用は、湿式の上向き流
による摩砕粉砕においても同様にして行われる。

【００２８】

【実施例１】この実施例は湿式に係るものであり、竪型
の円筒状処理筒１１内の中心軸上にスクリュー軸１２が
設けられ、筒１１内には粉砕媒体ｂが充填されている。
被処理物ａは処理筒１１内にその上部から投入し、スク
リュー軸１２が図示矢印のごとく回ると、粉砕媒体ｂ
は、処理筒１１内壁側に押しやられて、図示矢印のごと
く、昇降して円筒状の流動層を形成し、被処理物ａも同
じく処理筒１１内壁側に押しやられてその流動層に巻き
込まれて摩砕粉砕される。

【００２９】搬送流体ｄの送り込み口（流入口）１３は
処理筒１１の上部側壁に形成され、処理筒１１底面中央
からはその搬送流体ｄの取出し管１４が立ち上がって、
スクリュー軸１２の下部空洞１５に至っている。スクリ
ュー軸１２の空洞１５外壁及び取出し管１４には粉砕媒
体ｂが通り抜けない幅のスリット１５ａ、１４ａがそれ
ぞれ形成されている。このスリット１５ａ、１４ａに代
えて孔とし得る。また、管１４の上面開口はスリット又
は孔を有する板で塞いでもよい。

【００３０】取出し管１４の下端には排出弁１６が設け
られ、この弁１６を開放することにより、処理筒１１内
の搬送流体ｄが取出し管１４を通して外部に排出され
る。この排出時、スクリュー軸１２の近傍には粉砕媒体
ｂが殆んどないため、粉砕媒体ｂの入り込みが殆んどな
い状態で、処理筒１内の搬送流体ｄを排出し得る。排出
弁１６は、停電等によってスクリュー軸１２が緊急停止
した際、それを検出して自動的に開放するようにすると
よいが、停電によってその開放作用をない得ない場合も
あるため、手動によっても開放し得るようにする。

【００３１】上記取出し管１４には開閉弁１７を介して
ポンプＰが接続されており、このポンプＰは、開閉弁１
８を介して前記送り込み口１３に、開閉弁１９を介して
図示しない生産粒子ｃの収集装置（次工程）に、それぞ
れ接続されている。排出弁１６、開閉弁１９が閉じら
れ、開閉弁１７、１８が開放した状態で、ポンプＰによ
り、搬送流体ｄが処理筒１１内を循環されて所要の径
（大きさ）の生産粒子ｃが生産される。所要の生産粒子
ｃは開放弁１９を開放して次工程に送り込む。このと
き、開放弁１８は閉じておいてもよい。

【００３２】上記排出弁１６の開放時には、開閉弁１７
を閉じておくことが好ましい。

【００３３】図２に示す実施例は、スクリュー軸１２の
下端部にフード１２ａを設けたものであり、このフード
１２ａにより、空洞１５が大きくなって、取出し管１４
への搬送流体ｄの流入がスムースとなる。

【００３４】この実施例においては、取出し管１４を立
ち上がらせたが、粉砕媒体ｂの入り込みがなければ、図
３に示すように、その開口（取出し口）は、適当な高さ
であればよく、処理筒１１底面と面一でもよい。このと
き、空洞１５は必らずしも形成する必要はない。また、
図３に示すように、排出弁１６は開閉弁１７で兼用して
もよく、この場合、ポンプＰの回転により外部に排出す
ることとなる。

【００３５】

【実施例２】この実施例は乾式に係るものであり、図５
において、前記実施例と同一符号は同一物を示し、処理
筒１１の上下面が閉塞され、ファンＦにより、矢印のご
とく搬送流体（空気）ｄが処理筒１１を循環する。この
循環作用において、スクリュー軸１２が回り、被処理物
ａが処理筒１１内に送り込まれると、前記実施例と同様
に粉砕媒体ｂが円筒状に流動して、摩砕粉砕がなされ、
循環往路途中の生産粒子捕集機２０により生産粒子ｃが
捕集される。

【００３６】このとき、前記実施例と同様に、スクリュ
ー軸１２近傍周りは粉砕媒体ｂが殆んどなく、取出し口
（取出し管）１４に粉砕媒体ｂは入り込みにくい。

【００３７】この実施例において、図６に示すように、
スクリュー軸２下端部に空洞１５を形成し、取出し管１
４をその空洞１５内に立ち上げたり、さらに、図７に示
すように、その空洞１５周りにフード１２ａを設けるこ
とができる。

【００３８】図８に示す実施例は、スクリュー軸１２を
中空とし、このスクリュー軸２下端開口を取出し口１４
としたものである。図９はその下端にフード１２ａを設
けたものである。

【００３９】これらの乾式のものにも、前記実施例１の
排出弁１６を設けることができるが、乾式の場合には、
粉砕媒体ｂ間に砕料ｅが介在しても固化する恐れは少な
く、ロック状態になりにくい。このため、排出弁１６は
殆んど必要はない。

【００４０】

【実施例３】この実施例は、搬送流体（水）ｄを上向き
流としたものであり、ロック状態の形成を防止する構成
のみを採用したものである。すなわち、図１０の実施例
は、処理筒１１からの益流を沈降分離器２１に送り込
み、その沈降物を処理筒１１内に送り込んで循環するも
のであり、図１の実施例の取出し管１４が送り込み管１
３’に、送り込み口（流入口）１３が取出し口１４’と
なる。

【００４１】緊急停止時には、排出弁１６を開放して、
前記実施例１と同様に、処理筒１１内の搬送流体ｄ（砕
料ｅ）を外部に排出してロック状態を防止する。

【００４２】図１１に示す実施例は、処理筒１１下部周
囲等間隔位置に送り込み口（管）１３’を形成し（特開
平５−３３７３８８号公報参照）、緊急排出弁１６を別
途に設けたものである。送り込み口１３’の数は任意で
ある。

【００４３】

【比較例】図１に示す実施例と図１０に示す実施例によ
り表１の仕様でジルコンサンド（Ｚｒ−Ｓａｎｄ）を、
表２の仕様で石灰石（ＬｉｍｅＳｔｏｎｅ）を、それ
ぞれ摩砕粉砕した結果を図１２、図１３に示す。表中、
Ｆ８０は原料ａの８０％が通過する径であって、例えば
表１においては、原料ａの８０％が１９０μｍ以下で、
２０％がそれ以上の径のものであることを示す。また、
図１２、図１３において、縦軸が生産粒子ｃの粒径を示
し、この縦軸はＰ８０で表わし、Ｐ８０は、生産粒子ｃ
の８０％が通過する径であって、例えば、図１２の実施
例１（●）において、３kg／ｈのとき、生産粒子ｃの８
０％が６．２μｍ以下で、２０％がそれ以上の径のもの
であることとなる。一方横軸が時間単位の原料ａ粉砕量
を示し、この比較例では、原料ａ：８０kgを粉砕したた
め、例えば、粉砕時間１４．７ｈで約６kg／ｈ（８８kg
／１４．７ｈ）、同２２ｈで約４kg／ｈ（８８kg／２２
ｈ）となり、図において、その時の生産粒子ｃのＰ８０
が表わされる。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】この結果により、同じ粒径の生産粒子ｃを
得るのに、図１の実施例に対し、図１１の実施例は２０
〜３０％の長い時間を費やしていることがわかる。これ
により、搬送流体ｄを下向き流としたものが、上向き流
のものに比べ、粉砕効率で２０〜３０％優れていること
が理解できる。

【００４７】

【発明の効果】この発明は以上のように構成し、搬送流
体を下向き流で循環させ、スクリュー軸近くの粉砕媒体
の殆んどないゾーンから搬送流体を取出すようにしたの
で、粉砕媒体用スクリーンなどを設けることなく、粉砕
効率のよい摩砕粉砕作用を行うことができる。

【００４８】また、スクリーン軸の緊急停止時には、そ
のゾーンから、搬送流体を排出するようにしたので、粉
砕媒体の流出を招くことなく、搬送流体を排出でき、砕
料の固化によるロック状態を有効に防止し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の概略図

【図２】他の実施例の概略図

【図３】他の実施例の概略図

【図４】（ａ）、（ｂ）は粉砕媒体間の状態説明図

【図５】他の実施例の概略図

【図６】他の実施例の概略図

【図７】他の実施例の概略図

【図８】他の実施例の概略図

【図９】他の実施例の概略図

【図１０】他の実施例の概略図

【図１１】他の実施例の概略図

【図１２】粉砕効率対比図

【図１３】粉砕効率対比図

【図１４】従来例の概略図

【図１５】従来例の概略図

【図１６】従来例の概略図

【符号の説明】

ａ被処理物ｂ粉砕媒体ｃ生産粒子ｄ搬送流体ｅ砕料ＦファンＰポンプ１、１１処理筒２、１２スクリュー軸１２ａフード１３、１３’ 搬送流体送り込み口（流入口）１４、１４’ 搬送流体取出し口（管）１５空洞１４ａ、１５ａスリット１６排出弁１７、１８、１９開閉弁２０生産粒子捕集器２１沈降分離器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】竪型処理筒１１内に、上下方向のスクリ
ュー軸１２を設けるとともに粉砕媒体ｂを充填し、前記
スクリュー軸１２を回した状態で処理筒１１内に被処理
物ａを投入して流動させ、この被処理物ａを、その相互
間及び前記粉砕媒体ｂとの摩砕により微細な生産粒子ｃ
とし、処理筒１１内を下向きに流れる搬送流体ｄにその
生産粒子ｃをのせて処理筒１１外に導出する摩砕粉砕方
法において、上記搬送流体ｄを、上記処理筒１１内にその上部から送
り込み、上記スクリュー軸１２真下の処理筒１１底面か
ら取り出すようにしたことを特徴とする摩砕粉砕方法。
【請求項２】竪型処理筒１１内に、上下方向のスクリ
ュー軸１２を設けるとともに粉砕媒体ｂを充填し、前記
処理筒１１上部に搬送流体ｄの流入口１３、下部にその
取出し口１４を形成した摩砕粉砕装置であって、上記搬送流体取出し口１４を、上記スクリュー軸１２真
下の上記処理筒１１底面に形成したことを特徴とする摩
砕粉砕装置。
【請求項３】請求項２記載の摩砕粉砕装置において、
上記スクリュー軸１２下端部を空洞１５とし、その空洞
１５内に、上記取出し口１４を立ち上げて位置させたこ
とを特徴とする摩砕粉砕装置。
【請求項４】請求項３記載の摩砕粉砕装置において、
上記スクリュー軸１２の空洞１５外壁及び立ち上がった
取出し管１４に、上記粉砕媒体ｂが通り得ない大きさの
スリット１４ａ又は孔を形成したことを特徴とする摩砕
粉砕装置。
【請求項５】請求項２記載の摩砕粉砕装置において、
上記スクリュー軸１２を中空とし、そのスクリュー軸１
２を上記搬送流体ｄの取出し管として、その下端部を搬
送流体ｄの取出し口１４としたことを特徴とする摩砕粉
砕装置。
【請求項６】請求項１記載の摩砕粉砕方法において、
その搬送流体ｄを水等の液体とした摩砕粉砕作用中に、
上記スクリュー軸１２が緊急停止した際、上記スクリュ
ー軸１２真下の処理筒１１底面から上記処理筒１１内の
搬送流体ｄを外部に緊急排出することを特徴とする処理
筒内の粉砕媒体ロック防止方法。
【請求項７】請求項２乃至５のいずれか一つに記載の
摩砕粉砕装置において、上記搬送流体ｄが水等の液体の
際、上記取出し口１４に連通する排出弁１６付き排出口
を設けたことを特徴とする摩砕粉砕装置。
【請求項８】竪型処理筒１１内に、上下方向のスクリ
ュー軸１２を設けるとともに粉砕媒体ｂを充填し、前記
スクリュー軸１２を回した状態で処理筒１１内に被処理
物ａを投入して流動させ、この被処理物ａを、その相互
間及び前記粉砕媒体ｂとの摩砕により微細な生産粒子ｃ
とし、処理筒１１内を上向きに流れる水等の搬送液体ｄ
にその生産粒子ｃをのせて処理筒１１外に導出する摩砕
粉砕方法において、その摩砕粉砕作用中に、上記スクリュー軸１２が緊急停
止した際、上記処理筒１１内の搬送流体ｄを、上記スク
リュー軸１２下端部付近から外部に緊急排出することを
特徴とする処理筒１１内の粉砕媒体ロック防止方法。
【請求項９】竪型処理筒１１内に、上下方向のスクリ
ュー軸１２を設けるとともに粉砕媒体ｂを充填し、前記
処理筒１１上部に水等の搬送液体ｄの取出し口１４’、
下部にその送り込み口１３’を形成した摩砕粉砕装置で
あって、上記スクリュー軸１２の下端部近傍に、上記粉砕媒体ｂ
の外部への排出弁１６付き排出口を設けたことを特徴と
する摩砕粉砕装置。
【請求項１０】請求項９記載の摩砕粉砕装置におい
て、上記搬送流体送り出し口１３’を、上記スクリュー
軸１２真下の上記処理筒１１底面に形成し、その送り出
し口１３’に上記排出口を連通して設けたことを特徴と
する摩砕粉砕装置。