JPWO2004085069A1 - 粉粒体の解砕整粒装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、従来から使用されていた粉粒体の解砕整粒装置では、粒度のコントロールをスクリーンによって行なっていた。そのため、継続使用によってスクリーンが摩耗したり破損して、製品粉粒体中にスクリーンの摩耗粉や破損片が混入してしまう虞があった。これを防止するため、こまめにスクリーンをチェックするなど、厳格な品質維持管理を強いられていた。
また、湿潤材料の場合には、被処理物の物性によっては付着によるスクリーンの目詰まりが生じ、スクリーンの内部で被処理物を練ってしまうことが生じていた。また、造粒刃の衝撃力により適正粒度を有した粒子をも解砕してしまい、微粉を多量に発生して収率が悪くなってしまうと言う不都合も生じていた。
そこで、本件出願人は、先にスクリーンを使用しない粉粒体の解砕整粒装置を開発し、日本国に特許出願を行なった(日本国特開2000−117131号)。
この日本国特開2000−117131号に記載された粉粒体の解砕整粒装置は、材料投入口から供給された湿潤又は乾燥材料を所定の滞留域を経て整粒する粉粒体の解砕整粒装置であって、該装置を構成するケーシング内に、回転体と該回転体に所定間隔を存して対向離間する対向面部とを設けて間隙領域を形成し、該間隙領域を、前記所定の間隙設定に適合した粒子の通過は許容するが、不適合な粒子の通過は不能とする粒度調整領域に構成し、前記間隙領域を通過不能な粒子は、前記間隙領域の入口部又は面域部で、前記回転体の回動に連携して前記対向面部に接触せしめて間隙領域を通過可能に解砕し、排出口より排出するように構成したものである。
ここで、前記間隙領域には、前記回転体と前記対向面部とを最狭間隙部として設定した面域部又は線域部が設けられ、前記最狭間隙部又はその近傍域で粒子の解砕を行なうよう構成している。
そして、具体的には、前記回転体を略円錐形状に、前記ケーシングを略中空円錐形状に形成し、ケーシングの内壁と回転体の周面とによって上記粉粒体滞留域を構成し、回転体の下端周縁とケーシング内壁とによって上記最狭間隙部を構成している。
しかしながら、上記のような構成の粉粒体の解砕整粒装置では、略円錐形状の回転体の下部周縁とケーシング内壁とによって形成される最狭間隙部は、円形を成す1本の線状であるため、解砕整粒範囲をあまり大きく取れない。
そして、上記解砕整粒範囲を大きくするには、回転体の下部径を大きくすればよいが、装置の大型化を来してしまう。
そこで、本発明の目的は、コンパクトで、解砕整粒範囲を十分に広くできる粉粒体の解砕整粒装置を提供することにある。
この発明によれば、ケーシング内に投入された粉粒体は、それぞれの円板の板面とステータの傾斜面との間に形成される間隙部に落下し、最狭間隙部の通過が許容された粉粒体のみが該最狭間隙部を経て下方に排出される。最狭間隙部の通過が許容されなかった粉粒体は、間隙部に滞留し、目的の粒径になるまで回転する円板などによって解砕される。
すなわち、回転する各円板の下方においてその周縁部で解砕整粒が行なわれる。したがって、解砕整粒効率が高くなり、かつ装置のコンパクト化が図れる。
ここで、上記本発明において、上記ステータを、隣合う上記円板の板面にそれぞれ対向する傾斜面を備えたものとしてもよい。
この発明によれば、各円板に対してその両面にそれぞれ粉粒体の滞留域、及び最狭間隙部を構成することができ、部品点数の減少が図れ、かつ装置全体のさらなるコンパクト化が図れる。
また、上記本発明において、上記ステータの傾斜面の周縁に、上記円板の板面と平行な面域を形成してもよい。
この発明によれば、解砕整粒部を平行な間隙に構成することができ、この部分における粉粒体の解砕整粒作用を向上させることができる。
また、上記本発明において、上記ステータの周縁に切り欠き部を形成し、該切り欠き部にアダプターを配設し、上記円板の板面と平行な面域を形成してもよい。
この発明によれば、アダプターの厚さを調整することによって、解砕整粒部の間隙を調整することができる。
また、上記本発明において、上記ステータの切り欠き部に、スペーサを介して上記アダプターを配設してもよい。
この発明によれば、スペーサの厚さを適宜変えることによっても、解砕整粒部の間隙を調整することができる。
また、上記本発明において、上記解砕整粒部を構成する円板とステータの対向面の各々に、突起部を設けてもよい。
この発明によれば、乾燥塊状物で全体が硬いもの、或いは硬い芯を有する被処理物であっても、該突起部によって効率的に解砕することができ、解砕整粒部における粉粒体の解砕整粒作用をより向上させることができる。
この場合、対向面に各々設けた突起部は、一方の面に設けた突起部が他方の面に設けた突起部の間を通過するように配置することが、解砕整粒効率の観点から好ましい。
また、上記本発明において、上記粉粒体が滞留する間隙部を構成する円板の板面に、補助ピンを設けてもよい。
この発明によれば、円板の板面に設けた補助ピンが、粉粒体を解砕整粒部に押し出す作用を果たし、粉粒体が溜まり難いものとなり、処理量を増大させることができる。
この場合、上記円板の板面に設ける補助ピンは、平面視略三角形であって、その頂点の一つを円板の回転方向に向けて設けることが、粉粒体の押し出し作用の観点から好ましい。
また、上記本発明において、上記ステータの傾斜面及び/又は上記円板の板面に、粉粒体を粗解砕する解砕ピンを設けてもよい。
この発明によれば、粉粒体が円板の板面間などに滞留した場合においても、該粉粒体を粗解砕し、最狭間隙部等における解砕整粒作用を補助することができる。
また、上記本発明において、上記ケーシング内に固定軸を差し渡して設置し、該固定軸にスペーサを介して上記ステータを挿嵌して配設すると共に、上記円板をスペーサを介して上記駆動軸に支持させてもよい。
この発明によれば、駆動軸のスペーサ、及び固定軸のスペーサの長さを調整することによって、解砕整粒部の間隙を調整することができる。
また、上記本発明において、上記ケーシングの上部中央に、粉粒体投入口を形成し、該粉粒体投入口と上記円板間に粉粒体分散手段を配設してもよい。
この発明によれば、ケーシングに投入される粉粒体は、各円板の板面とステータの傾斜面との間に形成される間隙部に均等に分配されるので、解砕整粒効率を高めることができる。
また、上記本発明において、上記粉粒体分散手段を、上記ケーシングの中央に、頂部を上にして錐体を配置して構成してもよい。
この発明によれば、ケーシングに投入された粉粒体は、錐体の傾斜面に沿って落下し、ケーシングの中心から離れた位置にある円板にも分配され、単純な構成によって粉粒体を各円板の板面とステータの傾斜面との間に形成される間隙部に均等に分配することができる。
また、上記本発明において、上記粉粒体分散手段を、上記ケーシングに、複数本の長尺部材を水平方向に差し渡して構成してもよい。
この発明によれば、ケーシングに投入された粉粒体は、長尺部材に突き当たり、該長尺部材によって順次分散され、単純な構成によって粉粒体を各円板の板面とステータの傾斜面との間に形成される間隙部に均等に分配することができる。
図面に示した本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置1は、平面視矩形のケーシング本体1aを有している。このケーシング本体1a内には、駆動軸2が水平方向に配置され、その両端部はケーシング本体1aの側壁を貫通して外部まで延設されている。そして、駆動軸2の両端部は軸受3,3によって保持されている。駆動軸2の一端部には、プーリ4が配設されており、該プーリ4は、図示しないベルトを介してモータのプーリに連繋されている。
また、上記ケーシング本体1a内には、断面が二等辺三角形状を成す複数個の半円弧状のステータ5が、その頂部を上記駆動軸2側に向け、ケーシング本体1aに差し渡して設置された固定軸7に挿通され、それらはスペーサ6を介して等間隔に配置されている。このステータ5の周縁には、第3図に詳述したように、切り欠き部5aが形成され、該切り欠き部5aに、断面が矩形の半円弧状のアダプター8がビス9によって固定されている。
一方、上記駆動軸2には、第1図及び第2図に示したように、上記ステータ5,5の間に複数の円板10がスペーサ11によって等間隔を保ち、かつキー12によって固定されている。
このように構成された粉粒体の解砕整粒装置1は、円板10の下方においてその周縁部を挟むようにして半円弧状のステータ5,5及びアダプター8,8が配置され、ケーシング本体1aの下半分において、第3図に示したように、円板10の外周縁とステータ5,5の傾斜面5b,5bによって半円弧状のホッパー13が画成される。そして、このホッパー13を画成するステータ5,5の傾斜面5b,5bと円板10の板面10a,10aとの間に、円板10の周縁に向かって間隙が徐々に狭くなる間隙部A,Aが形成され、円板10の最外周縁とアダプター8,8との間、すなわち、間隙部A,Aの最狭間隙部に、粉粒体の解砕整粒部B,Bが形成される。
また、この粉粒体の解砕整粒装置1では、ケーシング本体1aの上部に、第1図及び第2図に示したように、粉粒体投入用ケーシング1bが連接されている。
この粉粒体投入用ケーシング1bには、粉粒体を上記各円板10,10間に均一に供給する必要があることから、第4図乃至第6図に示したように、ケーシング1b内に粉粒体分散手段を配設している。
第4図(a),(b)に示したケーシング1bでは、円錐形の分散部材14を、その頂部14aを上にしてケーシング1bの平面視中央にステー15を介して設置し、粉粒体分散手段16を構成している。
この粉粒体分散手段16を備えた粉粒体の解砕整粒装置1では、ケーシング1bに投入された粉粒体は、分散部材14の傾斜面に沿って落下し、ケーシングの中心から離れた位置にある円板10,10間にも分配され、各円板10の板面10aとステータ5の傾斜面5bとの間に形成される上記間隙部Aに、均等に粉粒体が分配される。
また、第5図(a),(b)に示したケーシング1bでは、断面が三角形状の長尺部材17aを要素とし、それらの複数本(実施の形態では10本)を上に凸の三角形状に等間隔に配置し、ケーシング1bの相対向する側壁に差し渡して分散手段17を構成している。
この粉粒体分散手段17を備えた粉粒体の解砕整粒装置1では、ケーシング1bに投入された粉粒体は、長尺部材17a,17aに突き当たり、該長尺部材17a,17aによって順次分散され、各円板10の板面10aとステータ5の傾斜面5aとの間に形成される上記間隙部Aに、均等に粉粒体が分配される。
また、第6図(a),(b)に示したケーシング1bでは、断面が三角形状の長尺部材18aを1本、断面が円形の長尺部材18bを複数本(実施の形態では、21本)使用し、長尺部材18aを最上段にし、長尺部材18bをその下方に複数段(実施の形態では3段)、下方にいくに従い本数を増やして配設し、ケーシング1bの相対向する側壁に差し渡して分散手段18を構成している。
この粉粒体分散手段18を備えた粉粒体の解砕整粒装置1では、ケーシング1bに投入された粉粒体は、長尺部材18a、次に長尺部材18bに順次突き当たり、該長尺部材18a,18bによって分散され、各円板10の板面10aとステータ5の傾斜面5aとの間に形成される上記間隙部Aに、均等に粉粒体が分配される。
上記した構成の本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置1では、モータ等によって駆動軸2が回転され、該駆動軸2に固設された円板10が回転される。この状態で、粉粒体投入用ケーシング1bから各種装置で造粒又は成形された湿潤凝集物や乾燥塊状物等の粉粒体が投入される。
投入された粉粒体は、先ず、粉粒体投入用ケーシング1bに配設された上記粉粒体分散手段16,17或いは18によって分散され、各円板10,10間に均等に分配される。
分配された粉粒体は、各円板10,10間を経て間隙部Aに落下し、所定の大きさ以下の粉粒体は、さらに解砕整粒部Bを経て粉粒体排出用ケーシング1cから排出される。また、所定の大きさ以上の粉粒体は、間隙部Aに留まり、円板10の回転によって、該円板10の板面10aとステータ5の傾斜面5bとの間などで、所定の大きさになるまで解砕され、その後、解砕整粒部Bを経て粉粒体排出用ケーシング1cから排出される。
上記解砕整粒部(最狭間隙部)Bの間隙は、処理する粉粒体の目標最大粒径によって任意に設定されるが、通常、処理する粉粒体の目標最大粒径の1.5〜3倍程度に設定される。
この解砕整粒部(最狭間隙部)Bの間隙調整は、上記アダプター8の厚みを変えることにより調整することができる。すなわち、厚みの異なるアダプター8を複数用意しておき、厚みの厚いアダプター8に交換することによって、解砕整粒部Bの間隙を狭くすることができる。また、周縁部の厚みが厚い円板10に交換することによっても、解砕整粒部Bの間隙を狭くすることができる。更に、上記実施の形態においては、解砕整粒部Bの間隙を調整する場合、駆動軸2に挿嵌させたスペーサ11と固定軸7に挿嵌させたスペーサ6の長さを調整することによっても、調整が可能である。すなわち、長さの短いスペーサ11,6に交換することによって、解砕整粒部Bの間隙を狭くすることができ、逆に長さの長いスペーサ11,6に交換することによって、解砕整粒部Bの間隙を大きくすることができる。
また、上記実施の形態では、アダプター8をステータ5の切り欠き部5aに取り付けることによって、円板10の板面10aと平行な解砕整粒部Bを形成しているが、アダプター8をステータ5と一体に形成してもよい。
更に、第3図に示したように、ステータ5の傾斜面5bと、該傾斜面5bに対向する円板10の板面10aとに、粉粒体を粗解砕する解砕ピン19を複数植設した構成とすれば、該解砕ピン19によって、粉粒体の解砕効率をより高めることができる。
また、円板10の最外周縁と、アダプター8の各々対向する面を、溝,突起部等を有する凹凸面に形成した場合には、解砕整粒機能は勿論、加えて粉粒体を排出側へスムーズに押しやる機能、或いは逆に粉粒体を間隙部Aに滞留させる機能を果たし、粉粒体の解砕・整粒をより精度よく行うことができる。
以下、上記した円板10の最外周縁と、アダプター8の各々対向する面に突起部等を形成した粉粒体の解砕整粒装置の実施の形態を、第7図乃至第12図を示して詳細に説明する。
なお、第7図乃至第12図において、上記実施の形態と同一部材には同一の符号を付した。
第7図に示したように、この実施の形態に係る粉粒体の解砕整粒装置1においては、円板10の中央部の適所に切り欠き部10bを形成し、該円板10の軽量化が図られている。そして、この円板10の最外周縁の板面には、スパイク状の突起部20が複数形成されている。このスパイク状の突起部20は、第8図に示したように、円板10の最外周縁の両側板面に、半径方向と円周方向に所定間隔を存して回転軸芯を中心に半径方向に2列形成されている。
一方、上記円板10の最外周縁の板面に対向するアダプター8の面にも、スパイク状の突起部21が複数形成されている。このスパイク状の突起部21は、第9図に示したように、半円弧状のアダプター8の傾斜面8aに連なる垂直面8bに、円周方向に所定間隔を存して1列形成されている。そして、第7図、第10図及び第11図に示したように、前記円板10の最外周縁の板面に形成された2列の突起部20,20は、アダプター8の垂直面8bに形成された突起部21を挟むように配置されている。
上記のように解砕整粒部Bを構成する円板10とアダプター8の対向面の各々に突起部20,21を形成することにより、粉粒体投入用ケーシング1bに投入され、各円板10の板面10aとステータ5の傾斜面5bとの間に形成される間隙部Aを経て該解砕整粒部Bに達した粉粒体は、例え乾燥塊状物で全体が硬いもの、或いは硬い芯を有するものであっても、該突起部20,21によって効率的に解砕・整粒され、該解砕整粒部Bに滞留することなく、下方の粉粒体排出用ケーシング1cから排出されることとなる。
上記突起部20,21は、具体的には、例えば円板10の直径が26cmの場合、該円板10の最外周縁に1条当たり36個の突起部20が形成され、各突起部20の円周方向の長さは約11mm、隣り合う突起部20,20間の距離も約11mm(各々5度ずつ等間隔)、半径方向の幅は2mm、高さは1mm、また隣の列の突起部20との距離は4mmであり、この2列の突起部20,20は、円周方向に位相をずらさず、同じ位置(並行)に形成してある。
また、アダプター8の対向面に形成された上記突起部21の各寸法も、上記突起部20のそれと略同じに形成されているが、該突起部21の平面視形状を、両突起部20,21間を通過する粉粒体の流れを遮る形状(例えば、粉粒体の通過を遮る方向に傾斜する略平行四辺形)に形成してもよい。
なお、上記突起部20,21の形状、寸法などは、上記に限らず、任意に設定できることは言うまでのないが、ただ、円板10とアダプター8の対向面の各々に突起部20,21を設けていることが必要であり、例えば一方の面が平面である場合には、ショートパスが発生して良好な解砕・整粒は期待できない。
円板10の最外周縁と、アダプター8の対向する面間に形成される解砕整粒部Bの最狭間隙距離は、上記のように突起部20,21を形成した場合には、上記一方の対向面に形成された突起部の先端と他方の対向面との距離となるが、この最狭間隙距離は処理する粉粒体の目標最大粒子径(なお、平均粒子径は、最狭間隙距離だけでなく、円板の回転数、粉粒体の供給量などにも依存する。)によって任意に設定される。
本実施例の場合、円板10の厚さはそのままとし、ステータ5の切り欠き部5aに装着するアダプター8の厚さを適宜変えることにより、最狭間隙距離を調整することができる。
また、第12図に示したように、ステータ5の切り欠き部5aとアダプター8との間に、スペーサ23を介在させ、該スペーサ23の厚さを適宜変えることによっても、最狭間隙距離を調整することができる。
但し、上記最狭間隙距離を0.5mm以下に設定することは、円板10を高速回転させること、また突起部20,21の存在を考慮した場合、危険であるために好ましくない。
第7図等において、19は上記したように解砕ピンであり、該解砕ピン19は、例えば供給材料が乾燥材料である場合に、該供給材料を粗解砕するためのものであり、第11図に示したように、粉粒体の滞留域となる間隙部Aの少し上方に位置する円板10の板面10aに、所定間隔を存して着脱自在に設けられている。
具体的には、上記解砕ピン19は、第7図及び第8図に示したように、円板10の両側板面10aに、周方向に120°等間隔をあけて3個取り付けられている。
また、第7図等において、22は粉粒体の滞留域となる間隙部Aに位置する円板10の板面10aに取り付けられた補助ピンである。この補助ピン22は、重力と円板10の回転に伴う遠心力などによって粉粒体の滞留域となる間隙部Aに移動してきた粉粒体を、該間隙部Aに滞留させることなく、速やかに解砕整粒部Bに押し出す作用を果たすものである。
この補助ピン22の形状は、平面視円形、長方形、正方形、三角形等適宜その形状を変更すると共に、その取付け角度も適宜変更して粉粒体の押出効果を確認したところ、平面視略三角形で、その三角形の一つの頂点が、円板10の回転方向を向くように取り付けられていることが好ましいものであった。
上述の如く構成された本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置1においては、円板10が回転した状態で、原料である湿潤凝集物や乾燥塊状物等の粉粒体を投入用ケーシング1bから供給すると、該供給された粉粒体は、先ず、解砕ピン19による粗解砕を受ける。そして、粉粒体の滞留域である間隙部Aに達した粉粒体は、円板10の回転による遠心力、及び補助ピン22の作用による押出力により、間隙部Aに滞留することなく、速やかに解砕整粒部Bに押し出される。
そして、解砕整粒部Bに押し出された粉粒体は、間隙設定に適合した粒子はそのまま通過が許容されるが、不適合な粒子は、たとえそれが乾燥塊状物で全体が硬いもの、或いは硬い芯を有するものであっても、該解砕整粒部Bに設けられた突起部20,21によって効率的に解砕・整粒され、該解砕整粒部Bに滞留することなく、下方の排出用ケーシング1cから排出され、図示しない製品回収容器に回収される。
以上、本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置の好適な実施の形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは当然である。
例えば、上記実施の形態においては、本発明装置を単体として用いた場合の粉粒体の処理方法について説明したが、本発明装置の粉粒体投入用ケーシング1bに前段の各種造粒機又は成形機の排出管に接続すると共に、本発明装置の排出用ケーシング1cを後段の各種装置の供給口に接続することにより、本発明装置を、一連のプラントの一部として使用することも可能である。
産業の利用可能性
以上、説明した本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置は、コンパクトで、しかも処理量が高い装置となるため、各種装置で造粒又は成形された医薬品,食品,飼料,化学薬品,肥料,粉炭,石灰石,セラミックス材料等の種々湿潤又は乾燥材料を所定の粒度に整粒するのに適している。
Claims (14)
- ケーシング内に、水平な方向に配設された駆動軸と、該駆動軸に間隔をもって固定支持された複数枚の円板と、それらの円板の下方においてその周縁部の板面に対向して設置され、かつ該円板の板面に対してその周縁に向かって間隙を小さくする傾斜面をもったステータとを備え、前記円板の板面と前記ステータの傾斜面とによって粉粒体が滞留する間隙部を構成すると共に、前記円板の周縁と前記ステータとの最狭間隙部によって解砕整粒部を構成したことを特徴とする、粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記ステータは、隣合う上記円板の板面にそれぞれ対向する上記傾斜面を備えていることを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記ステータの傾斜面の周縁に、上記円板の板面と平行な面域を形成したことを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記ステータの周縁に切り欠き部を形成し、該切り欠き部にアダプターを配設し、上記円板の板面と平行な面域を形成したことを特徴とする、請求の範囲第3項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記ステータの切り欠き部に、スペーサを介して上記アダプターを配設したことを特徴とする、請求の範囲第4項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記解砕整粒部を構成する円板とステータの対向面の各々に、突起部を設けたことを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記対向面に各々設けた突起部が、一方の面に設けた突起部が他方の面に設けた突起部の間を通過するように配置されていることを特徴とする、請求の範囲第6項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記間隙部を構成する円板の板面に、補助ピンを設けたことを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記円板の板面に設けた補助ピンが、平面視略三角形であって、その頂点の一つを円板の回転方向に向けて配設されていることを特徴とする、請求の範囲第8項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記ステータの傾斜面及び/又は上記円板の板面に、粉粒体を粗解砕する解砕ピンを設けたことを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記ケーシング内に、固定軸を差し渡して設置し、該固定軸にスペーサを介して上記ステータを挿嵌して配設すると共に、上記円板をスペーサを介して上記駆動軸に支持させたことを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記ケーシングの上部中央に、粉粒体投入口を形成し、該粉粒体投入口と上記円板間に粉粒体分散手段を配設したことを特徴とする、請求の範囲第1項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記粉粒体分散手段が、上記ケーシングの中央に、頂部を上にして錐体を配置して構成されていることを特徴とする、請求の範囲第12項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
- 上記粉粒体分散手段が、上記ケーシングに、複数本の長尺部材を水平方向に差し渡して構成されていることを特徴とする、請求の範囲第12項に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
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