JPH05220370A - 揺動式分散・粉砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理物と、媒体とが投入される処理容器
を、円軌道上に沿って公転旋回させて、内部の被処理物
を分散あるいは粉砕するようにした揺動式分散・粉砕装
置において、連続運転を可能にする。 【構成】円軌道上に沿って公転旋回するように駆動され
る揺動板１と、該揺動板に取り付けられた処理容器２０
と、該処理容器の上部開口部に着脱自在に設けられるカ
ップ状蓋体３０と、前記処理容器内に被処理物を供給す
るためカップ状蓋体３０を貫通して処理容器２０内に達
しているパイプ４０とから構成し、カップ状蓋体３０に
は処理された被処理物を排出するための排出管４１と、
媒体の流失を抑えるスクリーン３４を設け、前記パイプ
４０には、供給側が固定された所定長さの被処理物供給
用の可撓管４３を接続すると共に、該可撓管の長手方向
の略中間部には、処理容器２０が円軌道上に沿って公転
旋回するとき遠心力により半径外方に膨らむのを防止す
る可撓管案内手段６０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［産業上の利用分野］本発明は、円軌道上
に沿って公転旋回するように駆動される揺動板と、この
揺動板に取り付けられた処理容器とを備え、処理容器内
に被処理物と媒体とが投入され揺動板が駆動されると、
被処理物が分散処理或いは粉砕処理されるようになって
いる揺動式分散・粉砕装置に関するものである。

【０００２】［従来の技術］石炭、水滓スラグ、硅砂等
の効率のよい微粉砕をはじめ、特にニュ−セラミックス
材料の原料、エレクトロニクス素子用原料あるいは各種
フアインケミストリ−関係のサブミクロン単位の物質の
製造を目的とする微粉砕ないし超微粉砕装置の開発は各
方面で重要な目標になっている。一方粒子の微細化に伴
って、これら微粉の液体への均一な溶解分散および凝集
し易い微粉体同志の解砕分散技術も、粉砕技術と並行し
て、その開発が急がれている。上記のような要求に対応
して、最近の開発の方向は、転動式のボ−ルミルや振動
ミルのような主に衝撃力を利用したミルから磨砕を加味
した粉砕機の研究開発にその目が向けられている。その
理由は転動式ボ−ルミルは、ミル回転数に対して臨界回
転数が存在するために、回転数による粉砕能力アップが
望めず、また振動ミルは種々の理由により微粉砕機とし
ては期待されているが、現状では３ミクロン近辺に壁あ
るいは限界があるとみなされているからである。上記の
ような限界を除去するために、遊星ボ−ルミルや粉砕容
器を垂直面の円軌道上を公転旋回運動させる水平円筒式
縦旋回式遠心ミルが提案されている。これらのミルにお
いてはボ−ルすなわち媒体自体に本体に作用する遠心力
よりもはるかに大きな遠心力が生じ、ボ−ルの運動量お
よびボ−ル間の相対速度が大きくなり、ボ−ルによる圧
縮とボ−ル同志および粉砕容器壁間との 磨砕によって
粉砕されるが、前者の遊星ボ−ルミルにおいては連続運
転化が困難であり、また臨界回転数が存在し、サブミク
ロン単位の粉砕機としては十分な満足は得られない。ま
た、後者の遠心ミルにも、臨界回転数が存在し、さらに
は偏心軸を支持する軸受けにはミルの全体荷重およびそ
の遠心力も直接作用するので問題があり、動力的にも不
経済であるなどの欠点がある。そこで、特開昭６２−５
３７４８号公報によって、被処理物が投入される容器を
水平面の円軌道上を公転旋回させる水平旋回型粉砕機が
提案されている。この粉砕機の旋回台は、弾性のロッド
で支持され、そしてモ−タにより偏心シャフトが駆動さ
れると、旋回台は水平面内で公転旋回し、粉砕容器に投
入されている粉体は、媒体により圧壊力および摩擦力が
加わって粉砕されるようになっている。また粉砕容器の
側壁は、その１部が切り欠かかれ、この切り欠かかれた
部分にスクリ−ンが取り付けられている。

【０００３】このような粉砕機は、前記公報にもその理
由が述べられているように、粉砕容器に作用するジャイ
ロ運動による遠心力に比較して、粉砕媒体に作用する遠
心力を大きくすることができ、粉砕効率を高くすること
はできるという優れた効果はある。しかしながら欠点も
ある。例えば旋回台が弾性のロッドで支持されているの
で、ロッドの強度上大型粉砕機には適用できない。実
際、前記公報には、この粉砕機は小容量処理用である旨
記載されている。またロッドには、運転中は常に繰り返
し曲げ応力が働くため、材料疲労の問題がつきまとう。
さらには旋回台は、これを支持する部材と、旋回運動を
与える部材の２種類の異種部材によって公転旋回するよ
うに構成されているので、部品数が多くなりコスト高に
なるという欠点もある。

【０００４】そこで本出願人は、上記した種々の問題点
を解決した分散・粉砕機を特願平２−１０５２６号で提
案した。この分散・粉砕機の処理容器１００を支持して
いる揺動板１は、第６、７図に示されているように、３
本の偏心軸２、２および２によって支持されている。す
なわち平面が３角形状を呈する揺動板１は、架台フレー
ム３上に軸受けされている３個の偏心軸２、２、２だけ
で支持され、そして円軌道上を公転旋回するように設け
られている。偏心軸２、２および２は同じ構造を有し、
下方部の主軸部４は、スラスト方向の荷重も受ける上下
一対の軸受５、６によって回転自在に軸支され、上方の
従軸部７は揺動板１に設けられている同様な軸受けによ
って軸支されている。偏心軸２、２ および２ は、当
然ながら主軸部４と従軸部７との間でεだけ偏心したク
ランク部８を有し、このクラン部８の端部にはバランス
ウェイト９が設けられている。そして図示の実施例では
１個の偏心軸２のみが、伝動手段１０、１１を介してモ
ータ１２で駆動されるようになっている。処理容器１０
０は、ダルマ状に膨らんだ部分を有しその上方の開口部
分に蓋体１０１が設けられ、そして図示されない適当な
手段によって揺動板１の略中心部に取り外し自在に固定
されるようになっている。なお架台フレーム３は複数個
の緩衝装置１３によって床面上に支持されている。上記
分散・粉砕装置は、モータ１を起動すると１個の偏心軸
２が、伝動手段１０、１１を介して回転駆動され、他の
偏心軸２、２は追従し揺動板１は半径εの円軌道状に沿
って公転する。その結果、媒体充填率が例えば４０〜６
０％になるように充填された処理容器１００中に投入さ
れている被処理物は、媒体の回転運動および旋回運動に
より分散処理あるいは粉砕処理される。この処理は湿式
でもあるいは乾式でも実施できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の分散
・粉砕装置によると、揺動板１は複数個の強度の大きい
偏心軸２、２、２で支持されるので、重量のある処理容
器１００を取り付けることができ、また揺動板は１種類
の複数個の偏心軸により支持され、そしてその内の１個
が駆動されるようになっているので、部品の共通化が図
られ安価に提供でき、しかも支持部材が偏心軸２、２、
２であるので、従来のロッドに比較して耐用年数も長
く、さらには、任意の偏心軸２、２、２を駆動用に選択
できるので、駆動モ−タの配置に融通性がある、等の優
れた効果が得られる。しかしながら連続運転をする上で
問題がある。特に処理容器は、回転運動と旋回運動をし
ているので、先に提案した装置ではこの容器から分散処
理あるいは粉砕処理された被処理物を連続的に排出する
上で問題がある。また同様に処理容器への連続供給にも
問題がある。したがって、本発明は、円軌道上に沿って
公転旋回する処理容器から連続して被処理物を取り出す
ことができる揺動式分散・粉砕装置を提供することを目
的とし、また他の発明は同様に円軌道上に沿って公転旋
回する処理容器に連続して被処理物を供給し、処理しそ
して取り出すことができる揺動式分散・粉砕装置を提供
することを目的としている。

【０００６】本発明は、上記目的を達成するために、円
軌道上に沿って公転旋回するように駆動される揺動板
と、該揺動板に取り付けられた処理容器とを備え、該処
理容器内に被処理物と媒体とが投入され前記揺動板が駆
動されると、被処理物が分散処理或いは粉砕処理される
ようになっている分散・粉砕装置において、前記処理容
器の上部開口部にはカップ状蓋体が着脱自在に設けら
れ、該カップ状蓋体には前記処理容器内に被処理物を供
給するためのパイプと、処理された被処理物を排出する
ための排出口とが設けられ、前記パイプは、前記カップ
状蓋体を貫通して前記処理容器内に達していると共に前
記排出口近傍には媒体の大きさより小さいメッシュのス
クリーンが設けらるように構成される。また請求項２記
載の発明は、処理容器内に被処理物を供給するためのパ
イプには、供給側が固定された所定長さの被処理物供給
用の可撓管が接続され、該可撓管の長手方向の略中間部
には、処理容器が円軌道上に沿って公転旋回するとき遠
心力により半径外方に膨らむのを防止する可撓管案内手
段が回転自在に設けられる。

【０００７】

【作用】揺動板に取り付けられた処理容器に被処理物と
媒体と投入し、揺動板を駆動する。そうすると、被処理
物は、媒体の回転運動および旋回運動により分散処理あ
るいは粉砕処理される。この処理中、水を加えると湿式
になるが、水を添加しないと乾式処理となる。処理され
た被処理物は、処理容器の壁面に沿うようにして上昇
し、カップ状蓋体に達する。そして排出口から処理容器
外へ排出される。このときスクリーンにより媒体の排出
が防止される。このようにして、処理容器が公転旋回し
ているときにも、連続して排出される。請求項２記載の
発明によると、可撓管からパイプを介して被処理物を連
続的に処理容器に供給する。処理容器は揺動板上で公転
旋回しているので、被処理物は、媒体の回転運動および
旋回運動により分散処理あるいは粉砕処理される。処理
された被処理物は、処理容器の壁面に沿うようにして上
昇し、カップ状蓋体に達し、そしてスクリーンで篩われ
て排出口から処理容器外へ排出される。このようにし
て、連続供給、連続処理、連続排出が行われる。

【０００８】

【実施例】本発明は、色々な形で実施できる。例えば処
理容器は、傾斜した揺動板すなわち揺動板を駆動する偏
心軸が鉛直線に対して傾斜している揺動板に取り付けて
も実施できる。このような揺動板に取り付けて実施する
と、偏心軸の回転数を上げることができ、処理能力を高
めることができる。したがって、揺動板にはこのように
傾斜した揺動板も含まれる。スクリーンは、処理容器の
上部開口部に着脱自在に設けることもできる。しかしな
がら、カップ状蓋体に、しかも蓋体の開口部近傍に着脱
自在に設けるのが望ましい。保守・管理が簡単になるか
らである。スクリーンには、孔明板を適用すると、耐用
年数が延びまた強度的にも有利になる。また可撓管を案
内する可撓管案内手段は、複数個のローラあるいはリン
グ状の回転体で実施されるが、可撓管４３に接する回転
部分の表面は例えばゴムライニングするのが望ましい。
振動が吸収され、可撓管の摩耗も防止されるからであ
る。

【０００９】以下本発明の実施例を説明する。本実施例
によると、処理容器２０は、図１に示されているよう
に、揺動板１に取り付けられるが、揺動板１は図６、７
に関して説明したようにして駆動される。したがって同
じような部材には同じ参照符号を付けて重複説明はしな
い。処理容器２０は、図２に示されているように、側面
的にみると、上方に向かって縮径されたフラスコ状を
し、底壁は外方へ広がってフランジ部２１となってい
る。そしてフランジ部２１には複数個の透孔２２、２２
が形成され、これらの透孔２２、２２を利用して揺動板
１に取り付けられるようになっている。処理容器２０の
上方は開口部２３となり、この開口部２３から半径外方
に第２のフランジ２４が延びている。この第２のフラン
ジ２４にも、後述するカップ状蓋体を取り付けるための
複数個の透孔２５、２５が穿設されている。

【００１０】カップ状蓋体３０は、図２に示されている
ように、カップ状に形成され下側に開口部３１を有す
る。この開口部３１は、処理容器２０の開口部２３と一
致する。開口部３１からは半径外方に延びたフランジ３
２が形成され、このフランジ３２にはカップ状蓋体３０
を処理容器２０に取り付けたときフランジ２４の透孔２
５、２５に一致する透孔３３、３３が穿設され、そして
これらの透孔２５、３３を利用して、処理容器２０とカ
ップ状蓋体３０はボルト・ナット３７、３７で一体化さ
れている。スクリーン３４は、板材に複数個の孔明け加
工することにより形成され、その孔の径は処理容器２０
に収納されている媒体Ｂの径より小さい。スクリーン３
４は、図２にはカップ状蓋体３０の開口部３１に嵌合さ
れた状態で示されているが、フランジなどの手段により
処理容器２０あるいはカップ状蓋体３０に取り替え自在
に固定されている。

【００１１】被処理物Ｍを処理容器２０に供給するため
のパイプ４０は、カップ状蓋体３０の底壁３５とスクリ
ーン３４とを貫通している。また処理された被処理物を
排出するための排出管４１は、カップ状蓋体３０の側壁
３６に例えばネジにより取り付けられている。

【００１２】再び図１を参照すると、処理容器２０の一
部を取り囲むようにして架台５０が設けられていること
が理解される。そしてその横部材５１の略中央部には、
詳しくは図３に示されているように、フランジ５２、ボ
ルト・ナット５３等により固定管４２が固定されてい
る。そしてこの固定管４２とパイプ４０は可撓管４３で
接続されている。

【００１３】架台５０は、複数本の支柱５４、５４を有
するが、これらの支柱５４、５４には可撓管４３が稼働
中に遠心力で半径外方に膨らむのを防止する可撓管案内
手段６０が設けられている。可撓管４３が一番膨らむ位
置は、その長手方向の略中央位置であるので可撓管案内
手段６０もその位置に対応して設けられている。図３に
示されている実施例では可撓管案内手段６０は、リング
体６１と、このリング体６１の内周に回転自在に取り付
けられている複数個のローラ６２、６２とから構成され
ている。すなわちリング体６１を支持しているブラケッ
ト６４、６４は、支柱５４、５４に固定されているアン
グル６３、６３にボルト６５、６５で固定されている。
ローラ６２、６２は、図に示されているように、ブッシ
ュを介して垂直軸６６、６６により回転自在に設けられ
ている。なおローラ６２、６２は可撓管４３に面接触す
るように下側の径は上側の径より小さく形成されてい
る。

【００１４】図４は、本実施例の分散・粉砕装置を備え
た湿式システムの模式図であるが、主としてこの図を使
用して本実施例の作用を説明する。原料投入ホッパＡに
被処理物Ｍを投入する。そうすると、被処理物Ｍはその
下に配置されている搬送コンベアＣによりコンデイショ
ナＤに移送される。コンデイショナＣにおいて、被処理
物Ｍは、例えばラインＲにより希釈水が加えられ、ある
いは分散剤などが適宜添加されインペラＥで攪拌処理が
行われ、そしてポンプＦで固定管４２に圧送される。

【００１５】処理容器２０内には、複数個の媒体Ｂが投
入されそして公転旋回されているが、この処理容器２０
内に被処理物Ｍは可撓管４３及びパイプ４０を介して供
給される。このとき可撓管４３は遠心力で半径外方に変
形しようとするが可撓管案内手段６０のローラ６２、６
２により規制され変形はできない。規制案内されると
き、ローラ６２、６２が回転するので、可撓管４３が摩
耗することはない。また動力を無駄に消費することもな
い。さらには可撓管４３が膨らむと被処理物Ｍが遠心力
で可撓管４３の内壁面に圧接され、供給できなくなる
が、本実施例によると、図３に示されているように膨ら
みが生じないので、スムーズに供給される。

【００１６】処理容器２０内では被処理物Ｍには、媒体
Ｂにより圧壊力および摩擦力が加わり粉砕あるいは分散
される。このような処理状態は図２に示されている。被
処理物Ｍと媒体Ｂには、処理中遠心力が作用するので、
被処理物Ｍと媒体Ｂは処理容器２０の壁面に押しつけら
れる。処理容器２０は、フラスコ状に形成されているの
で、径の小さい上方に移動し、被処理物Ｍはスクリーン
３４を通ってカップ状蓋体３０の排出管４１からガイド
Ｇを介してサンプタンクＨに排出される。排出管４１
は、公転旋回運動をしているが、排出管４１とガイドＧ
は直接接続されていないので、その運動はガイドＧには
伝わらない。サンプタンクＨにおいてもモータＪで駆動
されるインペラＫにより攪拌され、被処理物Ｍはスラリ
ー状に保たれる。サンプタンクＨからポンプＬにより分
級機Ｎに圧送される。分級機Ｎはサイクロンから構成さ
れているので、そのオーバーフローは沈澱槽Ｐに送ら
れ、アンダーフローはコンデイショナＤに戻され、再び
処理される。

【００１７】図５により、可撓管案内手段６０の他の実
施例を説明する。図３に示されている実施例と同様な部
材には同じ参照符号を付けて重複説明はしない。本実施
例によると、リング体７０が複数個のボール７１、７１
を介してブラケット６４、６４に回転自在に軸受けされ
ている。リング体７０は、所定の内径を有し、その内周
面にテーパ状のガイドリング７２が固定されている。本
実施例においても、リング体７０のガイドリング７２に
より、可撓管４３の膨らみが防止され、また可撓管４３
の接触によりリング体７０が回転することは明らかであ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明によると、処理容器は、円軌道上
に沿って公転旋回するように駆動される揺動板に取り付
けられているので、揺動板を駆動すると、被処理物は媒
体の回転運動および旋回運動により効率的に分散処理あ
るいは粉砕処理される。そして、カップ状蓋体には排出
口が設けられているので、処理された被処理物は、スク
リーンで篩われて処理容器外へ連続的に排出される。こ
のようにして、処理容器が公転旋回しているときでも、
連続して排出できるという本発明特有の効果が得られ
る。請求項２記載の発明によると、処理容器に被処理物
を供給するパイプには可撓管が接続され、そして可撓管
の長手方向の略中間部には、処理容器が円軌道上に沿っ
て公転旋回するとき遠心力により半径外方に膨らむのを
防止する可撓管案内手段が回転自在に設けられているの
で、可撓管は遠心力で半径外方に変形しようとするが可
撓管案内手段により規制され変形はできない。したがっ
て本発明によると、膨らみが生じないので、被処理物を
処理容器に連続的にスムーズに供給することができる。
またカップ状蓋体には排出口が設けられているので、処
理された被処理物は、カップ状蓋体に達し、そしてスク
リーンで篩われて排出口から処理容器外へ連続的に排出
される。すなわち請求項２記載の発明によると、被処理
物を連続的に供給し、連続処理し、そして連続的に排出
することができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す正面図である。

【図２】図１に示されている処理容器部分の拡大断面図
である。

【図３】図１に示されている可撓管案内手段部分の拡大
断面図である。

【図４】本発明の実施例の使用状態を示す模式的システ
ム図である。

【図５】図１に示されている可撓管案内手段部分の他の
例を示す拡大断面図である。

【図６】本発明の先行技術を示す断面図である。

【図７】図６の平面図である。

【符号の説明】

１ 揺動板 ２０ 処理容器 ３０ カップ状蓋体 ３４ スクリーン ４０ パイプ ４１ 排出管 ４３ 可撓管 ６０ 可撓管案内手段

【手続補正書】

【提出日】平成３年９月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の分散
・粉砕装置によると、揺動板１は複数個の強度の大きい
偏心軸２、２、２で支持されるので、重量のある処理容
器１００を取り付けることができ、また揺動板は１種類
の複数個の偏心軸により支持され、そしてその内の１個
が駆動されるようになっているので、部品の共通化が図
られ安価に提供でき、しかも支持部材が偏心軸２、２、
２であるので、従来のロッドに比較して耐用年数も長
く、さらには、任意の偏心軸２、２、２を駆動用に選択
できるので、駆動モ−タの配置に融通性がある、等の優
れた効果が得られる。しかしながら連続運転をする上で
問題がある。特に処理容器は旋回運動をしているので、
先に提案した装置ではこの容器から分散処理あるいは粉
砕処理された被処理物を連続的に排出する上で問題があ
る。また同様に処理容器への連続供給にも問題がある。
したがって、本発明は、円軌道上に沿って公転旋回する
処理容器から連続して被処理物を取り出すことができる
揺動式分散・粉砕装置を提供することを目的とし、また
他の発明は同様に円軌道上に沿って公転旋回する処理容
器に連続して被処理物を供給し、処理しそして取り出す
ことができる揺動式分散・粉砕装置を提供することを目
的としている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】図５により、可撓管案内手段６０の他の実
施例を説明する。本実施例によると、内輪７０、ボール
７１、外輪７２およびハウジング７３からなるベアリン
グユニットがブラケット６４、６４にボルト６５、６５
で固定されている。内輪７０は、所定の内径を有し、そ
の内周面にテーパ状のガイドリング７４がネジにより固
定されている。本実施例においても、ガイドリング７４
により、可撓管４３の膨らみが防止され、また可撓管４
３の接触によりガイドリング７４が内輪７０と共に、外
輪に対して回転することは明らかである。なお被処理物
の供給装置として可撓管を使用せずに、回転接手を使用
する手段もあるが、回転接手は高価で、また固定部と回
転部との心合わせに精度が要求される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

フロントページの続き (72)発明者 永田 治 千葉県習志野市東習志野７−５−２ 大平 洋機工株式会社習志野事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円軌道上に沿って公転旋回するように駆
   動される揺動板と、該揺動板に取り付けられた処理容器
   とを備え、該処理容器内に被処理物と媒体とが投入され
   前記揺動板が駆動されると、被処理物が分散処理或いは
   粉砕処理されるようになっている分散・粉砕装置におい
   て、前記処理容器の上部開口部にはカップ状蓋体が着脱
   自在に設けられ、該カップ状蓋体には前記処理容器内に
   被処理物を供給するためのパイプと、処理された被処理
   物を排出するための排出口とが設けられ、前記パイプ
   は、前記カップ状蓋体を貫通して前記処理容器内に達し
   ていると共に前記排出口近傍には媒体の大きさより小さ
   いメッシュのスクリーンが設けられていることを特徴と
   する揺動式分散・粉砕装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のパイプには、供給側が固定
   された所定長さの被処理物供給用の可撓管が接続され、
   該可撓管の長手方向の略中間部には、処理容器が円軌道
   上に沿って公転旋回するとき遠心力により半径外方に膨
   らむのを防止する可撓管案内手段が回転自在に設けられ
   ている揺動式分散・粉砕装置。