JPH0126740B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、粒状材料を振動させ、研摩、破砕、
洗浄、分粒、ないし分級するための粒状材料処理
方法および装置に関する。

従来技術 粒状材料は、いろいろな用途に用いられるが、
再使用するには、その前に粒状材料に付着した結
合剤（バインダー）などの粒子を払い落すことが
望ましい。そのような用途の１例としては、鋳型
を形成するために砂（粒状材料に結合剤を添加す
る金属鋳造工程が挙げられる。この砂でできた鋳
型は、鋳物が鋳造された後は破砕される。その場
合、結合剤は、おおむね分離された微粒子である
が、砂の粒子に付着したままになつており、一部
の砂粒子は互いに結合したままになつている。そ
れらの砂が次の鋳型製造のための使用に際して結
合する能力を阻害されないようにするためには、
使用前に結合剤の微粒子を砂から除去しておく
（払い落としておく）ことが望ましい。更に、望
ましくない微粒子が混入していないきれいな砂を
得るためには上記除去された粒子を砂から分離す
ることが必要である。

部品に異物が付着するもう１つの例としては、
鋳造すべき部品の原模型がセラミツクコーチング
で被覆されたフオームスチレンで作られている場
合が挙げられる。この場合、砂鋳型を真空箱内に
入れて金属を砂鋳型に鋳込むと、原模型のフオー
ムスチレンは大部分消滅し、部品の表面上と、破
砕された砂内に僅かに付着して残る。その場合、
砂から結合剤を払い落し、そのきれいな砂から払
い落された結合剤を分離することが必要である
が、その操作が困難な場合がある。

更に、材料を微細寸法に細砕することが望まし
い破砕や粉砕用途においては、従来の粉砕機の容
量は、そのような微細寸法への粉砕には長い時間
を要することから制限されていた。

本発明は、上述の問題を克服することに向けら
れたものである。

発明の概要 本発明は、粒状材料を振動により洗浄する（こ
ごで「洗浄」とは、材料の粒子からそれに付着し
ている微粒子を振り落すことをいう）とともに、
材料の流れとは反対向きの空気流即ち向流空気流
によつて材料を分級するための装置を提供する。
この装置は、通風管と、通風管内に上向き空気流
を創生するための手段を備えており、入口端と、
該入口端より低い位置で上記通風管に開口した出
口端を有する。粒状材料を受取るためのシユート
が設けられている。シユートを振動させるための
振動装置が設けられており、それによつて粒状材
料をシユート内で撹拌させ、粒状材料の粒子から
微粒子を振り落し、上記向流空気流によつて微粒
子を上記通風管を通して上昇させ、微粒子と材料
（例えば砂）の粒子とを分離させる。

本発明は、また、粒状材料を上述のようなシユ
ート内へ投下し、シユートを振動させて粒状材料
を撹拌させ、シユートの出口端を被うようにして
向流空気流を創生して落下する粒状材料から微粒
子を吹上げさせることから成る方法を提供する。

本発明によれば、粒状材料をそれに付着してい
る異物の微粒子を振り落とすことによつて洗浄す
ることができ、それらの振り落された、即ち除去
された微粒子を粒状材料から分離することによ
り、使用前に有していたのと同じ特性を有するき
れいな粒状粒子が得られる。

本発明は、また、材料を破砕ないし粉砕し、得
られた生成物を分級するのにも使用することがで
きる。例えば、本発明の装置は、石炭を破砕ない
し粉砕し、得られた石炭粒子を向流空気流によつ
て分級するのに使用することができる。

更に、本発明は、マトリツクス即ち媒体を介し
て材料を研摩、破砕または粉砕するための二質量
型振動装置を提供する。この二質量型振動装置は
大きな加速を創生することができるので、研摩、
破砕ないし粉砕操作をより均一な態様で、より高
速度で達成することができ、従つて、装置の能力
が改善される。

実施例の説明 第１〜３図を参照して説明すると、洗浄機（微
粒子振り落し機）として例示された本発明の振動
装置１０は、粒状材料を摺り合せて、互いに付着
した粒状材料の粒子を分離するとともに、粒状材
料の粒子からそれに付着している異物の微粒子を
除去し（振り落し）、それらの除去された（振り
落された）微粒子を粒状材料から分離する。装置
１０は、地面または基礎に固定された底部分１４
と、直立支柱１６とを有するベース１２を備えて
いる。支柱１６，１６は、横梁１８によつて互い
に連結されており、その頂端に弾性の防振バンパ
ー２０（第１，２図）を支持している。

モータ質量体即ち駆動質量体２２は、剛性のモ
ータ取付板２４と、取付支持体３０と、振動発生
機３２とから成り、モータ取付板２４の側辺に固
定された４つの支持ブラケツト２６により地面ま
たは基礎上に弾性的に支持されている。各ブラケ
ツト２６は、支柱１６によつて担持された反応す
る防振バンパー２０上に載置される。

板２４の頂面に振動発生機３２を支持するため
の取付支持体３０が固定されている。図示の振動
発生機３２は、それぞれの軸３８に偏心錘り３６
を付設された１対の電気モータ３４から成つてい
る。これらのモータ３４は、取付支持体３０およ
び取付板２４上に対称的に間隔を置いて配置され
ており、互いに反対方向に回転し、振動発生機３
２によつて創生される合成振動力の作用線が直線
状になるようになされている。

この実施例では、駆動質量体２２から合計14個
のばね４２が懸架されたものとして示されてい
る。これらのばね４２のうち12個は板２４から、
そして２個は板２４に固定されたばね取付ブラケ
ツト４４から懸架されている。各ブラケツト４４
の底面は板２４の底面と同一平面内に位置する
（第２図）。各ばね取付ブラケツト４４は、支持ブ
ラケツト２６，２６の間に位置している。もちろ
ん、ばね４２の個数は所望に応じて変えることが
できるが、それらのばねは洗浄機１１の中心の周
りに対称的に配置することが望ましい。

ばね４２から動作質量体５０が懸架されてい
る。詳述すれば、動作質量体５０は、ばね４２の
下端に固定された動作板５２と、動作板５２に固
定されたチユーブまたはシユート５４とから成
る。シユート５４は、入口端５６と、下方中間部
分５８と、入口端より下方に位置する出口端６０
を有している。シユート５４をしつかりと取付け
るために動作板５２の底面には多数の取付板６２
および控え６４が固定されている。動作質量体５
０は大きな振動加速を受けるので、シユート５４
は強固に取付けておかねばならない。

シユート５４は、入口端５６から延長して水平
中間部分５８に連接する下向き傾斜部分５５と、
水平中間部分５８から延長して出口端６０に終端
する上向き傾斜部分５７を有している。出口端６
０は通風管６６内に開口している。シユート５４
の形状は、粒状材料の粒子を異る相対的径路に沿
つて互いに摺り合せるように、そしてシユートの
下向き傾斜部分と上向き傾斜部分とが粒状材料に
異る方向の力を及ぼして材料を転動させ、打ちや
くし、全体的に撹拌させて隣り合う粒子の間によ
り完全なこすり作用を与えるように定められる。

通風管６６の頂部に矢印６８で図解的に示され
た吸引源が設けられており、それによつて以下に
説明する目的のために通風管６６を通して上向き
の、即ち粒状材料の落下流に対して反対方向の向
流空気流を創生する。

洗浄機１１の作動は下記の通りである。２つの
モータ３４，３４が付勢され、偏心錘り３６がモ
ータ質量体２２に約０〜10ｇ、通常は２〜３ｇの
加速度を与える。従つて、この二質量系は、動作
質量体５０に及ぼす加速度が30〜70の範囲、通常
は50〜60の範囲となるように調和させることがで
きる。二質量系を適正に調和させれば、動作質量
体５０の振幅は駆動質量体２２の振幅より大きく
なる。

洗浄すべき粒状材料７０は、シユート５４の入
口端５６内へ連続的に供給することができる。シ
ユート５４の振動によつて創生される大きな加速
度により粒状材料７０は流動化される。この粒状
材料は、式Ｓ×F²／70400（Ｓはインチ単位の振幅、Ｆ は１分当りの振動数）によつて与えられる動作質
量体の振動数と振幅に関する値が１より大きいと
き、流動化される。流動化された粒状材料７０
は、シユート５４を通り、その入口端５６より下
方に位置する出口端６０に向つて流れる。この振
動は、また、粒状材料を撹拌させ互いにこすり合
わせるので、粒状材料の粒子は、互いに、かつ、
シユート５４の側壁にぶつかり、互いに付着した
粒状材料の粒子が分離されるとともに、粒状材料
の粒子からそれに付着している結合剤や残留物な
どの他の微粒子が取除かれる。従つて、出口端６
０のところでは、粒状材料７０′のきれいな粒子
と、望ましくない微粒子７２が通風管６６内へ入
る。通風管６６を通しての上向き空気流、即ち向
流空気流は、粒状材料７０′の粒子が適当な回収
箱（図示せず）内へ落下するのを防止するほど強
くはないが、より微細は望ましくない粒子７２を
捕捉してそれらを通風管６６から吸上げて適当な
収集系内へ送り、それによつて微粒子を清浄な粒
状材料７０′から分離する。粒子７２は、通常、
ミクロン以下の大きさであるが、分離される粒子
の粒度は、通風管６６内の空気速度に依存する。
粒子７２は、任意の適当な容器またはフイルター
（図示せず）内に収集することができる。かくし
て、清浄な粒状材料７０′は、それが最初に用い
られたときと同じ特性を有するものとなり、再使
用に供することができる。

この装置は、石炭などの鉱石のごとき材料を破
砕ないし粉砕するのに使用することもできる。そ
の場合、粗く破砕された石炭が、シユート５４内
に供給されて流動化するのに十分な加速度を受
け、シユートの下降部分５５および上昇部分５７
を通つて流動する。その間に石炭の粒子は、互い
にこすり合わされ、シユートの側壁にぶつけら
れ、更に細かく粉砕される。これらの粒状材料が
シユート５４から出て通風管６６内の向流空気流
内に入ると、微細な粒子は空気流に捕捉されて粒
状材料の流れから上方へ運び去られ、残りの石炭
の比較的粗い粒子は下方の適当な収集室内に収集
される。

本発明は、また、第４〜６図に示されるよう
に、材料を破砕、粉砕またはボール媒体により粉
砕する破砕ミル、粉砕ミルまたはボールミル８１
として使用することもできる。この場合の振動発
生機は、第１〜３図の洗浄機１１のものと実質的
に同じであり、異るのは、シユート５４の出口６
０の近くにスクリーンまたは分離板８４を設ける
ことと、シユート内に破砕または粉砕媒体８２を
装入することである。第４，５図から分るように
スクリーンまたは分離板８４は、媒体即ちマトリ
ツクス８２をシユート５４内に保持するためのも
のであり、破砕または粉砕された材料８８だけを
通す多数の穴８６を有している。穴８６の寸法
は、シユート５４を詰まらせることなく、破砕な
いし粉砕された材料を通すのに十分な大きさであ
るが、粉砕媒体８２をシユート内に保持するよう
に十分小さい寸法とする。

スクリーンまたは分離板８４は、それが取付け
られるシユート５４の部分の長手軸線に対しほぼ
直角に配置する。図示の例では、シユート５４
を、スクリーン８４を取付ける部位で分断し、そ
の分断されたシユートの切口のところにそれぞれ
互いに合致するカラーまたはフランジ９２を設
け、シユートに溶接により、またはブラケツト９
３を介してボルト止めしてある。フランジ９２，
９２は、シユート５４の円筒形のほぼ180゜の周囲
に亘つて延長する半径方向内方への張出し部分９
４，９４を有しており、張出し部分９４と９４の
間にスクリーンまたは分離板８４滑り嵌めさせる
スロツト９６を画定するようになされている。ス
クリーンまたは分離板８４は、それとフランジ９
２，９２に穿設された整列穴１００を通して挿通
されたピン９８によつてフランジ９２，９２に保
持される。スクリーン８４は、必要に応じて大き
い穴または小さい穴８６を有する別のスクリーン
と交換することができ、あるいはまた、清掃や補
修のために取外すこともできる。

この破砕または粉砕機８１は、その動作質量体
５０に従来技術のものより著しく大きい加速度を
創生することができる二質量体系（従来のものの
加速度は10ｇ以下であるのに対し、本発明の二質
量体系は最高70ｇの加速度の創生する）を使用
し、従来技術の同等の大きさの破砕または粉砕機
に比べてより完全に、より高速度で破砕または粉
砕することができ、従つて、より大きい処理能力
を有する。

また、本発明によれば、破砕または粉砕室の出
口において特定粒度以下の粒子を篩別したい場合
は、先に述べたように垂直通風管６６を通して向
流空気流を創生することができる。

第４，５図にみられるように、振動マトリツク
スまたは媒体８２は、図示の例ではボール９０の
形をしたものとして示される。シユート５４内に
装入する媒体の量は、必要とされる破砕ないし粉
砕の度合に応じて定められる。媒体が多いほど、
より強力な破砕または粉砕が行われる。下向き傾
斜部分５５と上向き傾斜部分５７とを有するシユ
ート５４の形状は、下向き傾斜部分５５内には粗
破砕または粗粉砕のために比較的大径のボールを
収容し、上向き傾斜部分５７内には細破砕または
細粉砕のために比較的小径のボールを収容するこ
とを可能にする。シユート５４の振動は、破砕ま
たは粉砕すべき材料を媒体によつて作用されなが
らシユートを通して通流させるべく該材料を流動
化させるように設定する。シユート５４は、その
振動により媒体ボール９０にシユートの傾斜によ
つて定められる方向に作用し、それによつてボー
ルおよび材料に力が及ぼされ、材料はボールとボ
ールの間およびボールとシユートの壁との間で破
砕ないし粉砕加工される。

二質量体系は、加工すべき材料に適合するよう
に調整すれば、流動化されてシユート内を流れる
材料を破砕ないし粉砕させる。材料の粒度は、媒
体ボールの直径と、装置内を通されるのに要する
時間即ち滞留時間によつてきまる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の振動装置の上からみた平面
図、第２図は第１図の装置の側面図、第３図は第
１図の線３―３に沿つてみた断面図、第４図は本
発明の別の実施例による装置の断面図、第５図は
第４図の線５―５に沿つてみた断面図、第６図は
スクリーン保持構造体の一部分の拡大図である。 ２２：駆動質量体、３２：振動発生機、４２：
ばね、５０：動作質量体、５４：チユーブ（シユ
ート）、５５：下向き傾斜部分、５６：入口端、
５７：上向き傾斜部分、５８：下方中間部分、６
０：出口端、６６：通風管、６８：吸引源、８
２：媒体、８４：スクリーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弾性的に支持された駆動質量体２２と、 該駆動質量体から弾性的に懸架された動作質量
   体５０と、 該動作質量体にそれと共に運動するように取付
   けられ、動作質量体の一部を構成するチユーブ部
   材５４と、 前記駆動質量体の一部を構成する振動発生機３
   ２とから成り、前記チユーブ部材は、入口端５６
   と出口端６０を有し、該入口端から中間部分５８
   まで下向きに傾斜し、該中間部分から入口端まで
   上向きに傾斜しており、チユーブ部材の入口端へ
   供給された１バツチの粒状材料を該振動発生機に
   よつて与えられる振動により流動化させ、該チユ
   ーブ部材内で該材料を処理するようになされた粒
   状材料処理装置。 ２ 前記チユーブ部材内で前記材料に作用するた
   めの媒体と、該チユーブ部材の出口端に設置され
   ており、破砕又は粉砕された材料は通過させる
   が、該媒体を通過させずにチユーブ部材内に保持
   し、該材料媒体から分別するためのスクリーンと
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の粒状材料処理装置。 ３ 前記チユーブ部材の出口端は入口端より低い
   位置にあることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の粒状材料処理装置。 ４ 前記チユーブ部材の出口端によつて担持され
   た通風管と、該通風管を通して向流空気流を創生
   するための向流空気流創生手段とを備え、前記破
   砕又は粉砕された材料が該チユーブ部材の出口端
   から出たとき該材料内の微細粒子が前記向流空気
   流によつて残りの材料から引離されるようになさ
   れた特許請求の範囲第１項記載の粒状材料処理装
   置。 ５ 前記媒体は、同一直径の複数個のボールから
   成るものである特許請求の範囲第２項記載の粒状
   材料処理装置。 ６ 前記媒体は、少なくとも２つの異なる直径の
   複数個のボールから成るものである特許請求の範
   囲第２項記載の粒状材料処理装置。 ７ 前記スクリーンは、清掃又は交換のために前
   記チユーブ部材の前記出口端に着脱自在に取付け
   られている特許請求の範囲第２項記載の粒状材料
   処理装置。 ８ 前記駆動質量体及びその一部を構成する前記
   振動発生機と、前記動作質量体とで二質量体系の
   振動手段を構成し、該動作質量体の振幅が該駆動
   質量体の振幅より大きくなるようになされている
   特許請求の範囲第１項記載の粒状材料処理装置。 ９ 前記向流空気流創生手段は、前記通風管の頂
   部に設けられた吸引手段から成る特許請求の範囲
   第４項記載の粒状材料処理装置。 １０ 前記振動手段は、前記チユーブをそれに最
   高70ｇまでの範囲の加速度を与えるべく振動させ
   るように調整されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載の粒状材料処理装置。 １１ １バツチの粒状材料を処理するための方法
   において、 前記粒状材料を、入口端と該入口端より低い位
   置に位置する出口端とを有するチユーブ内へ投入
   し、 該チユーブ内に投入された粒状材料を該チユー
   ブ内を通してチユーブの入口端から中間部分まで
   下向きに、次いで該中間部分から入口端まで上向
   きに移動させ、 該材料を該チユーブ内を通して移動させる間該
   チユーブを振動させて粒状材料を撹拌流動化して
   該材料から微細粒子をこすり落し、 該微細粒子と粒状材料の混合物から微細粒子を
   を分離することから成る粒状材料処理方法。 １２ 前記分離行程は、前記チユーブの出口端を
   被うようにして流れる向流空気流を創生し、落下
   する粒状材料から前記微細粒子を引離すことによ
   つて達成される特許請求の範囲第１１項記載の粒
   状材料処理方法。 １３ 前記向流空気流は実質的に垂直方向に創生
   される特許請求の範囲第１１項記載の粒状材料処
   理方法。