JPS59196755A - 微粉砕装置 - Google Patents

微粉砕装置

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JPS59196755A
JPS59196755A JP7126283A JP7126283A JPS59196755A JP S59196755 A JPS59196755 A JP S59196755A JP 7126283 A JP7126283 A JP 7126283A JP 7126283 A JP7126283 A JP 7126283A JP S59196755 A JPS59196755 A JP S59196755A
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rotor
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stator
casing
particles
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JP7126283A
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萩原 達雄
長野 昭治
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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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】 本発明は、微粉砕装置に関するものである。
従来の微粉砕装置は、第1図及び第2図に示す如く外側
表面の母線に沿って多数の凸部1を有する円筒状の回転
子2を回転軸3に支持し、この回転子2との間に間隙4
を存して内側表面の母線に沿って多数の凸部5を有する
固定子60間隙4内に被粉砕物を供給し、前記回転子2
の高速回転により被粉砕物粒子を粉砕するものである。
この被粉砕物の粉砕過程は、製品排出口12に連なる吸
引送ノ虱機(図示省略すの運転により、固定子6の下端
に連なる下部ケーシング1の底板に設けた供給口8から
供給された被粉砕物粒子を空気と共に下部ケー/ングr
内に吸引し、回転子2と一体に高速回転する回転子底版
下面に固設された攪拌羽根9によって起る気流によって
、下部ケーシング7の逆円錐状内面に沿わせて上昇させ
、回転子2と固定子6との間に形成された粉砕室内に送
り込み、高速回転している回転子20回転力によって速
度エネルギを与えて固定子6に衝突させて粉砕し且つ回
転子2の凸f!AIにより打撃粉砕し、さらに回転子2
の凸部1と固定子6の凸部5との間で摩砕させて更に細
かく粉砕させ乍ら回転子2の高速回転によって発生した
上向き螺旋気流に乗せて上方に運び、固定子6の上端に
連なる上部ケーシング10内に送り出し、これを回転子
2と一体に高速回転する回転子上板上面に固設された遠
心羽根11により上部ケーシング10の内周面に沿わせ
て回転し、上部ケーシング10の接線方向に設けられた
製品排出口12から排出し、図示せぬバグフィルタ−に
導入し、ここで微粉砕製品と空気とが分離され、空気は
吸引送風機を経由して排気され、微粉砕製品はバグフィ
ルタ−からホッパーに送られて貯留されるものである。
ところで前記の微粉砕装置に於いては、回転子2と固定
子6との間隙4が一般に2〜5 tm、或いはそれ以上
あって広いので、 イ)固定子6の四部5aに発生する渦の強さが弱い。
口)回転子2による被粉砕物粒子の打撃確率が小さい。
ノリ 回転子2による被粉砕物粒子への1j撃力が小さ
い。
等の欠点があった。
また回転子2と固定子6とにより形成された粉砕室内に
於いては、空気は回転子2の凹部1a、間隙4及び固定
子6の凹部5aを通過し、被粉砕物粒子はこの空気即ち
上向き螺旋気流に来って粉砕室を通過するのであるが、
回転子2が高速回転しているので、回転子2の凹IIs
 1 aを通物粒子の通過する箇所は、間隙4及び固定
子6固定子6の凹部5aに於いては、第3図に示す如く
高回転速度の渦を形成しながら空気は下方から上方へ流
れる。この渦に巻き込まれた被粉砕物粒子の内、あるも
のは凹部5aの壁面に衝突し、甘た凹部5aから間隙4
に排出されて回転子2の凸部1により強力な打撃作用を
受は且つ固定子6の凸部5との間の摩砕作用によシ粉砕
が進行する。しかし被粉砕物粒子のあるものけ、上記の
ように粉砕されずに渦に巻き込まれたままその渦に乗っ
て凹部5aの上端から粉砕室外に出てし寸うという欠点
があった。
従って、このよう々微粉砕装置による粉砕製品の平均粒
度は、被粉砕物粒子によっても若干異々るが、例えば白
米で69.cm、トナーで40μmにしかなり司ず、充
分な微粉砕とは言い難く、ミクロンオーダ乃至10数ミ
クロンの微粉砕製品を得ることができなかった。
さらに前記従来の微粉砕装置で(4回転子2と固定子6
との間に形成された粉砕室内で粉砕されて出た微粉砕製
品中の微粉が上部ケーシング10内で凝集したり、微粉
が粗粉に付着したりして製品排出口12から排出される
ので、得ら回転子と固定子との間の粉砕室を通る被粉砕
物粒子に対して確実に且つ十分に微粉砕作用を行って粉
砕効率を高めると共に微粉砕粒子を分散。
分級して品質良好なミクロンオーダーの粒度幅の極めて
狭い微粉砕製品を得ることができるようにした微粉砕装
置を提供せんとするものであ7!0 以下本発明による微粉砕装置の一実施例を図によって説
明すると、第4図において、20は微粉砕部、21は被
粉砕物粒子供給部、22は微粉砕粒子分散部、23は微
粉砕粒子分級部である。
微粉砕部20は、回転軸3′に支持され第5図に示す如
く外側表面の母線に沿って多数の矩形の凸部1′を有す
る筒状の回転子2′との間にIIl+s以下の間隙4′
を存して嵌装された固定子6′とよシ成る。固定子6′
の内側表面//i第6図)て示す如く略三角形の凹部2
4と凸部25とが連続する歯形になされ、その歯形の凹
部24の一辺24aが回−2′の中心に向けられ且つ1
〜5語程度の長さに々され、凹部24の他辺24bが回
転子2′の接線方向に向けられ、凹部24の一辺と他辺
との挟角αが45〜60度になされている。
そして凸部25の先端には固定子6′の軸芯線全中心と
する円弧面25aが形成され、その円弧面25aの幅は
1m程度になされている。固定子6′の内周面上端には
第7図a、bに示す如く凹部24會塞ぐ分級リング26
が一体又は着脱可能に設けられている。この分級リング
26は凹部24の全部?塞いでも良いのである7D)ら
、その半径方向の幅と凸部25の長さとの差Sは零でも
良い。1だ分級リング26は第8図apbに示す如く固
定子6′の中間内周面に設けても良いものであり、その
場合一段のみならず、二段。
三段・・・と設けても良いものである。さらに分級リン
グ26は分割して周方向に段違いに複数波配設しても良
いものである。
れた攪拌羽根9′と、該撹拌羽根9’に被うように固定
子6′の下端に設けられた逆円錐状の下部ケーシング7
′と、該下部クーシングア′の底板7aに設けられた空
気及び被粉砕物粒子の導入1ノ8′と↓り成る。
微粉砕粒子分散部22は、Ail記u転子2′の上板2
b上の外周部に設けられた遠心羽根27と、該遠心羽根
21に対応してli!11足子6′の上端に設けられた
逆円錐状ケーシング28とL9成ジ、両者の間に空間2
9が設けられている。
微粉砕粒子分級部23は、sjJ記遠心羽根27の上端
に設けられ中央に透孔3υケ有する分級ロータ31と、
該分級ロータ31に対応してiij記逆円錐状ケーシン
グ28の上端に設けられ回転子2′の回転方向と対向す
る接線方向に粗粉排出口32を有する分級ケーシング3
3と、該分級ケーシング33の上端に設けられ中央に前
記分級ロータ31の透孔30に基端會嵌合せる微粉排出
口34ケ有する上蓋ケーシング36とエフ成る。前記分
級ロータ31は、遠心羽根34の上端の上段ディスク3
1aと、この上段ディスク31a上の服方向に第9図に
示す如く多数、本例では12枚放射状に設けられた分級
板31bと、該分級板31bの上端に設けられ中央に前
記透孔30を有する分級ディスタ31cとで形成されて
いる。
第4図中、37はプーリー、38はベルトである。
次に上述の如く構成された本発明の微粉砕装置による被
粉砕物粒子の微粉砕作用について説明する0図示せぬ篭
勤磯を駆動し、ベルト38會走行して回転軸3′全高速
回転し、また図示せぬ吸引送に機r運転して導入管8′
より空気?下部ケーシング7′内に吸引導入すると共に
導入管8′に供給さ件た被粉砕物粒子?空気に乗せて下
部ケーシング7′内に導入する。この下tL、l、5ゲ
ージング7′内に導入された被粉砕物粒子rよ、回転軸
3′と一体に高速回転する回転子ン′の低板2aの下面
に設けられた攪拌羽根9′に↓つで起る気流にエフ該下
部ケーシング7′の通日に状内面に7dつで上昇し、回
転子2′と固定子6′との間に形成された粉砕室内に入
り、ここで全ての粒子が微粉砕作用を受けて、ミクロン
オーダ乃至lO数ミクロンの粒度幅の狭い微粉砕粒子と
なって粉砕室外に出る〇 上記粉砕室内での被粉砕物粒子の微粉砕作用の詳細につ
いて、6回転子2′と固定子6′と分級リンダ26との
関連構成によって説明する。
一般的に回転体の周囲の空気勿考えると、表面に剛着し
ている空気は、回転体の周速と同一速度で回転するのに
対し、表面から離れた位置にある空気の速度はその距離
が大きければ大きい程、回転体の周速力・らの遅れが大
きくなり、速度は小さくなる。然るに固定子6′の四部
24を考えると、この部分には第6図に示されるように
渦が誘引される。渦の回転数は、凹部24の開口面に活
う空気の円周速度υに比例する。
従って、回転子2′と固定子6′との間隙4′の寸法り
が大きい程、前記円周速度υは回転子2′の周速υ、刀
)ら遅れ、渦の回転数は小さくなる。逆に間隙4′の寸
法りが小さい程渦の回転数は大きくなる。刀・くして渦
に巻き込1れた被粉砕物粒子は、渦の回転数が大きい程
強烈に壁面に衝突し、また渦の回転数が大きい程エク小
粒径の粒子も壁面に衝突することになるので、被粉砕物
粒子は良好に粉砕される。
また凹部24円の渦から間隙4′に出た被粉砕物粒子の
回転子2′による打撃確率Pは間隙4′の寸法h、被粉
砕物粒子の粒径d、回転子2′の凸部1′の個数nとす
ると、P”Xnとなり、間り 隙4′の寸法りが小さく、回転子2′の凸部1′の個数
nの多いものは前記打撃確率Pが増大し、回転子2′に
よる畿粉砕物粒子の打撃粉砕が効率良く行ゎnる。
さらに固定子6′の凹部24〃)ら間隙4′に出た被粉
砕物粒子は、間隙4′ケ流れる空気流に工り加速される
。この場合間隙4′の寸法りが大きい程、粒子が回転子
2′により打撃される才での時間が長くなる為、打撃時
に於ける粒子と回転子2′との相対速度は小さくなり、
回転子2′による粒子の打撃力は小さくなるが、間@ 
4’の寸法が11n以下と極めて小さいので、粒子が回
転子2′にLf)打撃される1での時間が短くなるので
、打撃時における粒子と回転子2′との相対速度は大き
くなり、回転子2′に↓る粒子の打撃力は大きくなる。
従って被粉砕物粒子は確実に打撃される。
さて、固定子6′の四部24の形状は前述の如く略三角
形であるので、この凹部24に於ける空気の流れは第1
0図に示すμ口< a、 a/ 、 F3″、°。
kヒ渦b 、 b’、 b“の二つに分力・れる。渦す
、b’。
b“・・・に巻き込まれた被粉砕物粒子は、従来の矩形
の凹部5a(第3図参照)の場合と略同様に壁面に衝突
し、粉砕が行われる0そして渦流に乗って凹部24の一
辺24aに沿って凸部25の先端Bに進み、間隙4′に
導7)−れ、この部分で回転子2′の凸部1′にLり打
撃ケ受け、粉砕が行わiLる。そして同様の作用が次の
固定子6′の四部24、回転子2′の凸部1′で受け、
粉砕が次々に進行する。一方、従来の矩形の凹部5aの
場合は殆んど生じることの無い間隙4′から固定子6′
の凹部24に人り込んで再び間隙4′に出てくる空気の
流れa+a’、a“・・・に乗っていく被粉砕物粒子は
、凹部24の他辺24bに沼って凸部25の先端Aに進
み、間隙4′に導かれ、この部分で回転子2′の凸部1
′により打撃全受け、粉砕が行われる。と同時に打撃粉
砕作用?受けた粒子がさらに凹部24の他辺24bK衝
突せしめられ、粉砕される。そして同様の作用が次の固
定子6′の四部24で′受け、粉砕が次々に進行する結
果、従来の矩形の凹部5aの場合に比し、回転子2′に
よる打撃がB点のみでなくA点においてもなされるので
、被粉砕物粒子の打撃確率が大きくなり、被粉砕物粒子
が↓ジma”<且つ効率良く微粉砕されることになる。
然して固定子6′の内周面には第7図a、b或いは@8
図a、bに示す如く四部24の一部又は全部ケ塞ぐ分級
リング2bか眩けられているので、被粉砕物粒子が従来
のように四部5内會高回転速度の渦(第3図参照)に来
って一気に粉砕室外に出てし1うものは無くなり、後述
の分級リング26の分級作用により被粉砕物粒子の粉砕
室内に於ける滞留時間が長くなると同時に、粉砕室内に
於ける被粉砕物粒子の濃度が晶くなる。滞留時間がそれ
だけ長くなると、それだけ粉砕作用を受ける確率が上昇
し、より細〃・い微粉砕粒子が得られる。また被粉砕物
粒子の二つの作用〃・ら被粉砕物粒子は確実に微粉砕が
進行する。こうして微粉砕されたものが孕気流に乗って
分級リング26の直下で間1IA4′に出ようとする粒
子は、ここでは葦だ回転子2′の回転による遠心力が働
いているので、ある−足サイ作用を受け、ある一定サイ
ズ以下になるまで分級リング26の部分?通過すること
ができない。
従って、被粉砕物粒子の微粉砕が十分に行われる。
〃1くして粉砕室内r通過した微粉砕粒子は、前述の1
藷以下の間隙4′と、−辺24aが中心に向き他辺24
bが回転する回転子2′に対向する↓うに回転子2′の
接線方向に向き且つ両辺24a。
24bの挟角αが45〜60度になされた固定子6′の
内側表面の多数の略三角形の凹部24と、固定子6′の
内周面に設けられた分級リング26との作用の相乗効果
に↓ジ、ミクロンオーダ乃至10数ミクロンの微粉砕粒
子となる。
この粉砕室内?通過したミクロンオーダ乃至10数ミタ
ロンの微粉砕粒子は、第4図に示される遠心羽根27の
高速回転にエフ粒子が凝着することなく良好に分散され
て逆円錐状ケーシング28の内面に活って外向き旋回気
流に来つて分級ケーシング33の内面まで運ばれる。ま
た微粉砕粒子中の10数ミクロンの粗粉に付着していた
ミクロンオーダの微粉は、分級ケーシング33の内面ま
で運ばれる途中で遠心羽根27の高速回転にり、!l1
分離される。そして微粉砕粒子は高速・回転する分級ロ
ータ31にニジ化じた内向き旋回気流に来って分級ロー
タ311M1lに運ばれ、分級ロータ31に工って分級
されてミクロンオーダの微粉のみ分級板31bの間?通
過して微粉排出口34がら空気流と共に排出され、図示
せぬ排出管を通ってバグフィルタ−に導入される。そし
てここで微粉と空気に分節され、空気は吸引送風機ケ経
由して排気管り、!ll排気され、微粉はバグフィルタ
−からホッパーに送られて微粉砕製品として貯留される
。@記分級ロータ31によって分級された粗粉は、分級
板31bに↓って跳ねとばされて分級ケーシング33の
円面に沿って分級ロータ31の回転力量と同一方向に回
転し、粗粉排出032力・ら空気流と共に排出され、図
示せぬ排出′#盆辿ってバグ7イルターに導入される。
そしてここで粗粉と空気に分離され、空気は吸引送風機
?経由して排気され、粗粉はバグフィルタ−刀)らホン
パーに送られて貯留される。
本発明の微粉砕装置は、前記の他用11図に示すものが
ある。この微粉砕装置は、本体が前記と+=−である上
、分級ケーシング33の粗粉排出口32とバグフィルタ
−39と葡連結した排出管40の途中に分級機41が設
けられ、該分級機41の粗粉排出口42と下部ケーシン
グ7′の導入管8′の入口に設けられた粗粉供給口43
とが配管44にて連繋され、分級機41の微粉排出口4
5は排出管40にてバグフィルタ−39に連結され、バ
グフィルタ−39の出口には途中に吸引送に磯46(+
−備えた排気管47が連結されている。48は被粉砕物
粒子?導入管8′の入口に設けられた供給口49に送入
するフィーダである。50は電動機で、ベルト38ケ走
行して回Ik軸3′?回転するようになっている。51
は上蓋ケーシング36の微粉排出口34に運なる排出管
52の先端に設けられたバグフィルタ−153はバグフ
ィルタ寸信連なる排気管54の途中に設けた吸引送j虱
磯である。
この微粉砕装置によれは、分級グー7ング33の粗粉排
出口32刀・ら空気と共に粗粉及び一部の微粉が排出さ
れ、排出室40盆通って分級機41に入ると、ミクロン
オーダの微粉と10数ミクロンの粗粉とに分級される。
そし−ご−万の微粉は微粉排出口45刀)らJノド出さ
れ、排出管40?通ってバグフィルタ−39に導入され
、ここで微粉と空気とに分離され、空気は吸引送風機4
6ケ経由して排気管47↓9排気i tt、微粉はバグ
フィルタ−39から図示せぬホンバーに送られて貯留さ
れる。他万徂粉は粗粉排出口42から配管44葡通って
粗粉供給口43に送入されて尋人管8′に供給さね1、
フィーダ48〃)ら供給口49に送入され導入管8′に
供給された*rたな被粉砕物粒子と共に空気に乗つ−C
下部ゲージング7′内に導入され、粉砕室内に人って丹
び微粉砕作用を受ける。従って、この微粉砕装置IIで
得られる。
し、回転子との間隙71鵡以下と狭くしであるので、被
粉砕物粒子?確実に且つ十分に、しη島も効率艮く微粉
砕することができ、その上微粉砕粒子ケ分散1分級する
ことができて1、ミクロンオーダの粒度幅の極めて狭い
品質良好な微粉砕製品ケ短時間に容易に得ることができ
る。
特に微粉砕粒子ケ分級して得らnだ10数ミクロンオー
ダの粗粉ケ戻して再び微粉砕するようにしlこ場合は、
完全にミクロンオーダの極めて粒度幅の狭い微粉砕製品
のみ得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の微粉砕装置を示す縦断面図、第2図は第
1図の1−1線に沿う一部拡大断面図、第3図は弔1図
の微粉砕装置の固定子内側表面の凹部に於ける空気の流
れ2示す一部斜視図、第4図は本発明の微粉砕装置の縦
断回置、回転子と固定子との組合せ葡示す一部水′″F
 訪1h]図、第7図a、bは固定子上端24周面に設
けた分級リング?示す一部斜視図、第8昭1a 、bは
固定子中間内周面に設け1こ分軟リングを示す一部斜視
図及び一部族Vr面図、第9図は第4図のIII−II
I線に沿う拡大断面図、第10図は固矩子内l1111
表面の凹部と回転子外11111衣而の凸部との関係に
よる被粉砕物粒子の微粉砕作用?胱明する為の第6図の
拡大図、第11図は本発明の微粉砕装置の他の例?示す
系統図である。 1′・・・凸部  2′・・・回転子  3′・・・回
転軸4′・・・間隙  6′・・・固定子  l′・・
・下部ケーシング  8′・・・導入管  9′・・・
撹拌羽根  手番=虫場増1肯井 2o・・・微粉砕部
  21・・・被粉砕物粒子供給部  22・・・微粉
砕粒子分散部23・・・微粉砕粒子分殺剤  24・・
・四部24a・・・凹部の一辺  24b・・・凹部の
他辺  25゛°゛凸部  26・・・分級リング  
27・・・遠心羽根  28°゛°逆円錐状グー7ンダ
  3U・・・透孔  31・・・分級ロータ  3ノ
・・・粗粉排出口33・・・分級ケーシング  34・
・・微粉排出ローm二゛  −1 36・・・上蓋クー7ング  39・・・バグフィルタ
−40・・・排出前  41・・・分鉄慎  42・・
・粗粉排出口  44・・・配・θ出願人 用崎爪工栗
体式会社 代理人 5f埋十 尚  坩欠部 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 6゜ / 第6図 第7図(Q) 第7図(b) 只 第8図(C1) 第9図 27 第10図 6゜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)回転軸に支持され外側表面の母線に沿って多数の凸
    部を有する回転子との間に1鵡以下の間隙を存して固定
    子が嵌装され、該固定子の内側表面は略三角形の四部と
    凸部が連続する歯形になされ、その歯形の凹部の一辺が
    回転子の中心に向けられ、凹部の他辺が回転子の接線方
    向に向けられ、四部の一辺と他辺との挟角が45〜60
    度になされ、固定子の内周面に凹部の一部又は全部を塞
    ぐ分級リングが少くとも一段設けられた微粉砕部と、 前記回転子の底板下面に設けられた攪拌羽根と、該攪拌
    羽根を被うように固定子の下端に設けられた逆円錐状の
    下部ケーシングと該下部ケーシングの底板に設けられた
    空気及び被粉砕物粒子の導入管とより成る被粉砕物粒子
    供給部と、前記回転子の上板上の外周部に設けられた遠
    心羽根と、該遠心羽根に対応して固定子の上端に設けら
    れた逆円錐状ケーシングとより成る微粉砕粒子分散部と
    。 前記遠心羽根の上端に設けられ中央に透孔を有する分級
    ロータと該分級ロータに対応して前記逆円錐状ケーシン
    グの上端に設けられ回転子の回転方向と対向する接線方
    向に粗粉排出口を有する分級ケーシングと該分級ケーシ
    ングの上端に設けられ中央に前記分級ロータの透孔に基
    端を嵌合せる微粉排出口を寺七→皓璃1日箕社耘券啜学
    六番季有する上蓋ケーシングとより成る微粉砕粒子分級
    部と を有する微粉砕装置。 2)回転軸に支持され外側表面の母線に沿って多数の凸
    部を有する回転子との11■]に1腸以下の間隙を存し
    て固定子が嵌装され、該固定子の内側表面は略三角形の
    凹部と凸部が連続する歯形になされ、その歯形の凹部の
    一辺が回転子の中心に向けられ、凹部の他辺が回転子の
    接線方向に向けられ、凹部の一辺と他辺との挟角が45
    〜60度になされ、固定子の内周面に凹部の一部又は全
    部を塞ぐ分級リングが少くとも一段設けられた微粉砕部
    と、 前記回転子の下端板に設けられた攪拌羽根と該攪拌羽根
    を被うように固定子の下端に設けられた逆円錐状の下部
    ケーシングと、該下部ケーシングの下面に設けられた空
    気及び被粉砕物粒子の導入管とより成る被粉砕物粒子供
    給部と、前記回転子の上端板外周に設けられた遠心羽根
    と、該遠心羽根に対応して固定子の上端に設けられた逆
    円錐法ケーシングとより成る微粉砕粒子分散部と、 前記遠心羽根の上端に設けられ中央に透孔を有する分級
    ロータと該分級ロータに対応して前記逆円錐状ケーシン
    グの上端に設けられ回転子の回転方向と対向する接線方
    向に粗粉排出口を有する分級ケーシングと、該分級ケー
    シングの上端に設けられ中央に前記分級ロータの透孔に
    基端を嵌合せる微粉排出口を毒七千を奥漢#*摸泰≠士
    六肴凄有する上蓋ケーシングとより成る微粉砕粒子分級
    部と、 前記微粉砕製品分級部における分級ケーシングの粗粉排
    出口とバグフィルタ−を連結した排出管の途中に分級機
    が設けられ、該分級機の粗粉排出口が配管にて前記被粉
    砕物粒子供給部の導入管に連繋された粗粉逆戻回路と を有する微粉砕装置。
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