JPH04501975A - 特に微細に分割された物質を加工処理する方法およびその装置 - Google Patents

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】 特に微細に分割された物質を加工処理する方法およびその装置 本発明は、特に微細に分割された物質を加工処理する方法およびその装置に関し 、前記方法および装置において、前記物質は、機械式供給装置によって、加圧均 等タンクに供給され、前記均等タンクから、前記物質は、均一流動としてスクリ ューコンベヤによって流化室に送られ、前記流化室で、処理ガスが、物質粒子間 に送り込まれ、気体一固体浮遊物を生成し、生成された気体一固体浮遊物は、流 化室に充満する加圧によって、分岐器とこの分岐器の分岐管に接続されているカ ウンタージェット粉砕機の加速ノズルとを介して、カウンタージェット粉砕機の 粉砕室に加速さｈて、固体粒子を粉砕し、粉砕室で生成された粉状の気体一固体 浮遊物は、粉砕室の後圧によって、連結パイプを通って遠心分級機に移り、前記 分級機から微細成分は除去され、この微細成分除去用のほぼ軸方向に向いた開口 部を介して、処理に使用されるガスによって運ばれる。

特に微ｉに分割された物質、とりわけ、ジェット粉砕された物質は、遠心力によ る分級機で加工処理されるときには、非常に速い流入速度とガス過剰量が非常に 多い気体一固体浮遊物とに照準を定める必要がある。分級される固体粒子の大き さに差がないとき、満足な分級結果を得ることが非常に難しくなる。粒子の大き さが非常に細かいとき、例えば、１μｍ以下であるとき、大きさの異なる粒子間 の遠心力によって生じる伝動性にほとんど差がないという結果を生じ、このよう な分級が行われることが分級機に強くめられる条件である。

ジェット粉砕機から噴出する気体一固体浮遊物か、直接分級室に移る従来の技術 の実施例において、気体一固体浮遊物中の固体含有量は、比較的高い。最良の粉 砕能力と経済性を得るために、粉砕室に噴入する気体一固体噴流の固体含有量の レベルを、比較的高く保持する必要があり、固体粒子の衝突の可能性を十分に高 くし、高価な高圧空気の消費を、妥当な範囲内にとどめる必要があった。したか って、良い分級結果を得るために、例えば、接線方向に向いた補充空気ノズルを 通して、分級室に補充空気を導入するということが行われていた。しかしながら 、実際問題として、これらの補充空気噴流か、分級工程を妨げるという流動現象 を引き起こし、従来技術の装置では、超微細な物質の満足な分級結果を得ること は非常に困難であるということが周知であった。

超微細な固体物質を分級するときの困難は、実際に行われていた分級粉砕装置に あるということは明かであり、計算結果から検討されており、この結果、大きさ の異なる粒子の速度（密度＝２，７５０グラム／立方センチメートル）は、気体 一固体浮遊物を加速する加速ノズル通過後、粒子間において、どのように変化す るのがということが検討された。下記の表は、間隔が長くなるとき、大きさの異 なる粒子の初速ｖｐｏからノズル通過後の減速度の理論値を示している。さらに 、表は、分級粉砕のための粒子の送り込み速度の重要性を示している。

粒子　１ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ　間隔での理論減速度 大きさ　１ｃｍ　３ｃｍ　５ｃｍ　ｌＯｃｍａｍ　ｍ／ｓ　ｍ／ｓ　ｍ／ｓ　ｍ ／ｓ１　間隔に効果的なガス速度に直ちに減速される５　６０　１８０　間隔に 効果的なガス速度に減速される ｆｆ１０　１５　４５　７５　１５０ 表から、１μｍと５μｍの大きさの粒子は、空間に効果的なガス速度に直ちに適 応し、気体一固体浮遊物から５μｍの粒子を分離することは、非常に難しく、比 較的小さな直径の分級室を必要とすることが明かである。

粗大成分は、連続した気体一固体浮遊物流として分級機から頻繁に除去され、こ れにより、かなりの量の微細物質も、粗大成分とともに分級機から除去される。

この粗大成分とともに除去される微細成分は、たとえば、分離サイクロンで粗大 成分から分離したり、あるいは、ジェット粉砕機の供給器に粗大成分を戻入した りする必要があり、これらの操作は、全装置の作用や容量を不必要に制限するこ とになる。

本発明の目的は、上述の欠点を解消することにあり、この目的は、低圧の補充空 気は、連結バイブに通され、気体一固体浮遊物中の固体を下げ、かつ、粗大成分 は、分級機の周辺面に配置されている除去用開口部を介して、遠心分級機から周 辺面の外側に配置されているポケットに除去され、このポケットに集められた粗 大成分は、ポケットの底部に配置されている閉鎖装置を介して通常の大気のバッ チ方法で除去されることを特徴とする方法によって達成される。

本発明のそのほかの特徴は、添付の特許請求の範囲から明らかである。

上述において、本発明は、添付の図面によりさらに詳細に述べられており、この 図面において、図１は、本発明の加工処理装置の具体例としての実施例の略図、 図２は、本発明の装置の分級機部分の第二の具体例としての実施例、図３は、図 ２の線Ａ−Ａに沿った断面図、図４は、分級機の別の実施例の軸方向断面図であ る。

この基本実施例において、本発明の装置は、供給漏斗１を有する二重弁供給器２ のような機械式供給装置、スクリューコンベヤ３を有し、かつ、前記供給器２と 共働可能な加圧均等タンク４、スクリュ一式供給器の出口端部に取り付けられて おり、処理ガスが接線入口バイブ６を通して供給される有利な円筒状の流化室５ 、前記流化室５の出口開口部に接続されている分岐器１７、さらに、分岐器の分 岐管１８に接続され、カウンタージェット粉砕機１９の粉砕室に達する加速ノズ ル２０、連結パイプ７の媒介によってカウンタージェット粉砕機１９の出口開口 部に接続されているほぼ円筒状の分級機８から構成され、前記連結パイプ７は、 接線方向に向いて前記分級機８に達し、前記分級機８は、微細成分除去用のほぼ 軸方向に向いた開口部９を有している。補充空気用流入バイブ１１は、鋭角で連 結パイプ７に接続されており、狭い遠心力分級機８の周辺面には、粗大成分除去 用の開口部ＩＯがあり、前記開口部１０は、その周辺面の外側に配置されている ポケット１２に通じ、閉鎖部材１３は、前記ポケットの底部に配置されている。

新しい物質は、前記装置の供給漏斗１にスクリュ一式供給器２１によって供給さ れる。上方弁２ａが開き、かつ、下方弁２ｂが閉じるとき、加工処理される物質 は、前記供給漏斗ｌから二重弁供給器２のタンクに落下する。

前記供給器２のタンクが、あるレベルにまで満たされるか、あるいは、その代わ りとして、ある時間経過後すると、上方弁２ａは、自動的に閉り、供給器のタン クは、処理ガスによって、所望のレベルに加圧される。圧力が所望のレベルに達 すると、ガスの供給は中断され、供給装置の下方弁２ｂが開かれるので、これに よって、供給器２のタンク内のバッチは、均等タンク４に落下し、前記タンク内 において、実質的に、均一不変な圧力が維持される。弁２ｂが閉じられ、供給器 ２のタンク内の圧力が通常の圧力に下げられるやいなや、上方弁２ａは、次のバ ッチのために開かれる。均等タンク４に供給されて加工処理される物質は、均一 流動としてスクリューコンベヤ３によって、遊離状態で流化室５に運ばれ、前記 流化室５で、前記物質は、バイブロを通して供給される加工処理ガスによって流 動化される。処理ガスとして、約４から１０バールの圧力で都合のよい圧縮空気 が使用される。流化室５で生成された比較的緻密な気体一固体浮遊物は、分岐器 １７で二つの均一成分流に分けられ、これらは、分岐器１７の分岐管１８からカ ウンタージェット粉砕機９の加速ノズル２０に送られ、前記ノズルの中で、流化 室に充満している高圧の効果により、超音速速度に加速される。はとんど反対方 向に向いている加速ノズル２０から噴出する気体一固体噴流は、カウンタージェ ット粉砕機１９の粉砕室の中央部分で互いに衝突し、この衝突により、固体粒子 は、能率的に粉砕される。粉砕室で粉砕された気体一固体浮遊物は、遠心分級機 ８に接線方向に向いて連結バイブ７を通して噴出する。遠心分級機に流入する気 体一固体浮遊物中の固体含有量を分級に最適のレベルとするために、低圧補充空 気は、鋭角で連結バイブ７に達する流入バイブ１１を通して気体一固体浮遊物に 同時に供給される。図１において、分岐器１７とカウンタージェット粉砕機９は 、図解で明確なように、垂直軸の回りに９０度だけ回転されている。

接線方向に向いて分級機８に流入する気体一固体浮遊物の分級は、遠心力によっ て行われる。最も細かい粒子の速度は、分級機８の中で循環するガスの速度にほ とんど直ちに落とされ、この粒子は、微細成分除去用の軸方向に向いた開口部９ を通して、ガスとともに取り除かれる。一方、粗粒子は、分級機８の周辺面に沿 って移動する速度に保持されて分級機から流出し、分級機の周辺面に配置されて いる粗大成分除去用開口部１０を通して、この周辺面の外側に配置されているポ ケット１２に集められる。前記ポケット１２に集められた粗大成分は、ポケット １２の底部に配置されている閉鎖装置１３を介して通常の大気のバッチ方法で除 去される。粗大成分は、連続した気体−固体流としてポケット１２から除去され ずに、周期的な固体バッチとして除去されるので、微細に分割された粒子が、粗 大成分除去用の開口部１０を通って分級機８から漏れることはない。

図１の説明において、閉鎖装置１３は、二重弁機構を有する。この二重弁装置の 弁１３ａと１３ｂは、調節可能な周期で、交互に開閉するように有利に構成され ている。まず、上方弁１３ａが開放され、しばらくの間、開放されたままであり 、二重弁装置のタンクは、あるレベルまで満たされ、その時点で、弁１３ａは閉 じられ、弁１３ａが閉じられると直ちに、下方弁１３ｂは開放され、この開放に より、二重弁装置１３内のタンクに供給された粗大成分のバッチは、例えば、粗 製品用タンクに流出するか、あるいは、この装置の供給漏斗ｌに戻入される。

遠心力効果により、弁１３ａが開くたびに、わずかな加圧が、二重弁装置１３の タンク内に生じる。二重弁装置のタンクが空になると、弁１３ｂは再び閉鎖され 、弁１３ａは、次のバッチのために開かれる。二重弁装置１３の弁１３ａと１３ ｂの作用は調節可能な周期で、交互に開閉するように有利に構成されている。こ の周期は、たとえば、加工処理される物質により、または、前記装置の容量によ り決定される。

図１に示されている装置の鏡像のように裏返しになっている図２に示されている 分級機において、閉鎖装置１３は、仕切り供給器を有し、前記供給器において、 仕切り盤２２の回転速度は、加工処理される物質と前記装置の容量とによって調 節される。操業費用および仕切り供給器１３の入手費用は、二重弁装置の費用よ りもかなり低い。

分級機の効率は、物質の気体状浮遊物用の入口開口部１４と粗大成分除去用開口 部１０との間の分級機８の外装面を調整可能なガイド羽根１５で形成することに よってさらに改良可能となり、この部材により、分級機で行われる物質の気体流 の循環運動は、所望通りに調整可能となる。粗大成分除去用開口部ＩＯを通して の微細成分の漏れ防止は、ガイド羽根１５の外側に低圧流空気用の伸長している くさび型加速通路１６を備えることによりさらに強化され、この通路は、流れに 有利な幾何学模様を得るために、粗大成分除去用開口部１０のレベルにまで達す る。その流入空気は、除去用開口部ＩＯを通って分級機８内に流れ、同時に、除 去用開口部ｌＯを介して除去される粗大成分粒子を流出し、これにより、前記粗 粒子とともに流出することがある微細成分粒子は、流入空気とともに、微細成分 除去用開口部９に通される。この流入空気は、分級機８中の遠心力による速い循 環運動を維持するのに貢献している。

加速通路１６が、湾曲状に形づくられている場合、最上の結果が得られ、それに より、流入空気の勢いは外周辺付近に移動する。その場合、流入空気の噴出は、 分級室の外装面に沿う狭い層となって通過するので、分級工程を妨げる流動′現 象が減少することは明かである。

微細成分除去用開口部９の前部に、たとえば、電動機２３で駆動するロータ２４ を有利に配置することが可能であり、この回転運動は、微細成分除去用開口部９ に粗粒子が接近するのを効率良く妨げる。最適な回転速度は、加工処理される物 質によって異なる。ロータ２４は、分級室の全幅をほぼ横切って軸方向に延長し ている。連結バイブ７を通って、接線方向に向いて分級機８に突き進む気体−固 体流の運動エネルギーは、ロータ２４の駆動エネルギーとして利用可能であり、 この駆動エネルギーは、ロータ２４にかなりの元速度を与え、このように、かな りの低出力の電源は、先行技術のロータ解決策より適している。

連結バイブ７に供給される補充空気と粗大成分除去用開口部１０を通して分級機 ８に供給される流入空気は、普通の低圧力ガス源から有利に取り出し可能である 。この場合、補充空気用流入バイブ１１と流入空気用入口ダクト１６は、調節弁 １１ａ、１６ａを有し、これらの空気供給間の正確な量比を得る。

ＦＩＧ、　３　ＦＩＧ、　／。

国際調査報告 国際調査報告　ＰＣＴ／Ｆｌ　８９１００２１５Ｔｈ＋＋＋釧−ｔｈＬ−Ｃ−□ −１１１ｍ　ＰＩＩＩＮＩ＋　７８ｔ＠ｔｄ−１−ｅｌｍＨｍｍ−ｍｍ　ｐｐｐ ａ＋’１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に微細に分割された物質を加工処理する方法であって、前記方法において 、前記物質が、機械式供給装置（２）によって、加圧均等タンク（４）に供給さ れ、前記均等タンク（４）から、前記物質が、均一流動としてスクリューコンベ ヤ（３）によって流化室（５）に送られ、前記流化室（５）で、処理ガスが、前 記物質粒子間に送り込まれ、気体−固体浮遊物を生成し、生成された前記気体− 固体浮遊物が、前記流化室（５）に充満する加圧によって、分岐器（１７）と前 記分岐器（１７）の分岐管（１８）に接続されているカウンタージェット粉砕機 （１９）の加速ノズル（２０）とを介して、前記カウンタージェット粉砕機（１ ９）の粉砕室に加速されて、固体粒子を粉砕し、前記粉砕室で生成された粉状の 気体−固体浮遊物が、前記粉砕室の後圧によって、連結パイプ（７）を通って遠 心分級機（８）に移り、前記分級機から微細成分が除去され、微細成分除去用の ほぼ軸方向に向いた開口部（９）を介して、処理に使用される前記ガスによつて 運ばれる前記方法であって、低圧の補充空気が、前記連結パイプ（７）に通され 、前記気体−固体浮遊物中の固体を下げ、かつ、前記祖大成分が、前記分級機の 周辺面に配置されている除去用開口部（１０）を介して、前記遠心分級機から前 記周辺面の外側に配置されているポケット（１２）に除去され、前記ポケット（ １２）に集められた粗大成分が、前記ポケットの底部に配置されている閉鎖装置 （１３）を介して通常の大気のバッチ方法で除去されることを特徴とする方法。 ２．前記遠心分級機（８）の周辺面に配置されている粗大成分除去用開口部（１ ０）を介して、低圧の流入空気が、同時に、接線方向に向いて前記遠心分級機（ ８）に供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．バッチ方法による閉鎖装置（１３）によって除去された粗大成分が、機械式 供給装置（２）に戻入されることを特徴とする請求項２に記載の方法。 ４．約４バールと１０バールの圧力の圧縮空気が、前記流化室（５）に供給され ることを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５．特に微細に分割された物質を加工処理する装置であり、供給漏斗（１）を有 する機械式供給装置（２）およびスクリューコンベヤ（３）を有し、かつ、前記 供給器（２）の下部に取付られている均等タンク（４）、スクリュー式供給器（ ２１）の出口端部に取り付けられており、かつ、処理ガス供給パイプ（６）が接 線方向に向いて達している有利な円筒状流化室（５）、前記流化室（５）の出口 開口部に接続されている分岐器（１７）、前記分岐器の分岐管（１８）に接続さ れ、カウンタージェット粉砕機（１９）の粉砕室に達する加速ノズル（２０）、 連結パイプ（７）の媒介によってカウンタージェット粉砕機（１９）の出口開口 部に接続されているほぼ円筒状の遠心分級機（８）から構成され、前記連結パイ プ（７）が、接線方向に向いて前記分級機（８）に達し、前記分級機（８）が、 微細成分除去用のほぼ軸方向に向いた開口部（９）を有する前記装置において、 補充空気用流入パイプ（１１）が、鋭角で連結パイプ（７）に接続されており、 狭い遠心力分級機（８）の周辺面には、粗大成分除去用開口部（１０）があり、 前記開口部が、その周辺面の外側に配置されるポケット（１２）に通じ、閉鎖部 材（１３）が、前記ポケットの底部に配置されることを特徴とする装置。 ６．前記気体−固体浮遊物用入口開口部（１４）と前記粗大成分除去用開口部（ １０）との間の部分に、前記遠心力分級機（８）の外装面が、調節可能なガイド 羽根（１５）として形成され、前記粗大成分除去用開口部（１０）に達する流入 空気用の伸長しているくさび型加速通路（１６）が、前記ガイド羽根（１５）の 外側に備えられていることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７．前記加速通路（１６）が、湾曲状であることを特徴とする請求項６に記載の 装置。 ８．ロータ（２４）が、前記微細成分除去用開口部（９）に取り付けられている ことを特徴とする請求項６に記載の装置。 ９．前記閉鎖装置（１３）が、二重弁機構であり、前記弁（１３ａ，１３ｂ）が 、調節可能な周期で、交互に開閉することを特徴とする請求項６あるいは７のい づれかに記載の装置。 １０．前記閉鎖装置（１３）が、仕切り供給器であることを特徴とする請求項８ に記載の装置。 １１．前記粗大成分用前記ポケット（１２）の底部に配置されている前記閉鎖装 置（１３）が前記装置の前記供給漏斗（１）に通じていることを特徴とする請求 項９あるいは１０のいづれかに記載の装置。 １２．前記補充空気用流入パイプ（１１）と前記流入空気用入口ダクト（１６） が、普通の低圧ガス源から引かれていることを特徴とする請求項１１に記載の装 置。 １３．補充空気用の前記流入パイプ（１１）と流入空気用の前記入口ダクト（１ ６）とが、調節弁（１１ａ，１６ａ）とを有することを特徴とする請求項１３に 記載の装置。