JPH06104187B2 - ミキサ−のためのピン付きミル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、円筒状容器とこの容器の中に回転駆動可能に
設けられた混合機構とを備えたミキサーのためのピン付
きミルに関し、更に詳しくは容器の外側にモータを備
え、容器の内側に容器の壁から離してロータとステータ
を備え、このロータがモータに回転駆動可能に連結さ
れ、ステータがロータを接線方向で少なくとも部分的に
取り囲んでおり、ステータがロータの軸線に対してほぼ
同心的に設けられたピンを備え、このピンの中にロータ
が設けられ、ロータが、ピンに対して粉砕隙間を形成す
る要素を備えているピン付きミルに係る。

〔従来の技術〕

この種のピン付きミルは、互いに平行に設けてられた円
筒状のピンを有する環状のステータを備えている。ステ
ータの中には円板の形をしたロータが設けられている。
ロータの外周には、ステータピンに対して平行に設けら
れた若干のピンが取り付けられている。このピンは小さ
な隙間をおいてステータピンのそばを通り過ぎる。ロー
タ円板はミキサーの容器の外にあるモータによって高速
駆動される。ロータとステータは容器の壁の内面から離
して設けられている。ミキサーの混合器具は、その少な
くとも一部がロータおよびステータと容器壁との間の空
間を通って滑動するように形成配置されている。それに
よって、混合器具が容器の大部分を軸方向に擦過する。
すなわち、この手段は死領域を回避する働きをする。

ピン付きミルは特に、粘性すなわち流動性の材料を分配
する働きをする。なぜなら、ロータピンとステータピン
の間の隙間にせん断勾配が発生するからである。

このピン付きミルの粉砕作用は満足せるものではない。
粉砕効果を改善するために、ロータ円板に穴を設けるこ
とが既に試みられた。これはピン付きミルの駆動出力の
増大につながるだけであり、粉砕効果は改善されない。

〔発明の目的〕

本発明の課題は、駆動出力を取り立てて言うほど増大さ
せないで、粉砕効果が改善されるように、冒頭に述べた
種類のピン付きミルを改良することである。

〔発明の構成〕

この課題は本発明に従い、ステータのピンに対して粉砕
隙間を画成するロータの要素が、ロータの軸線に対して
ほぼ半径方向に延びる翼だけによって形成され、この翼
の半径方向外端部が切断エッジを備え、ステータのピン
がそれぞれ、翼の半径方向外端部に付設れた少なくとも
一つのエッジを備え、ロータがステータの中でほぼむき
出しに形成されていることによって解決される。

〔発明の効果〕

驚くべきことに、ロータピンを含むロータ円板を除去し
て、その代わりに翼すなわちプロペラを用いることによ
り、ミキサーの全プロセスでピン付きミルの粉砕出力が
大幅に改善されることが判明した。これは、翼がきわめ
て強い半径方向と接線方向の搬送作用を個々の粒子に加
えることによって説明される。すなわち、単位時間当た
りにきわめて多量の混合材料粒子または粉砕材料粒子
が、翼の外端部とステータピンの間の粉砕隙間を通って
搬送され、ここで大きなせん断勾配にさらされる。バッ
チ方式で運転されるミキサーの混合プロセスのときに、
個々の粒子が何度も粉砕隙間に達する。本発明の実施形
の場合にも混合器具がロータおよびステータと容器内壁
の間の空間を擦過するときに、ピン付きミルへの混合材
料または粉砕材料の搬送が達成される。その場合、前記
空間の擦過は他の作用、すなわちピン付きミルの粉砕出
力の改善をもたらす。翼の端部とステータのピンに設け
た対の切断エッジにより、粉砕隙間内でのせん断作用が
著しく改善される。

特に特許請求の範囲実施態様項から明らかなように、本
発明の実施形は、最善の搬送作用を達成することを可能
にする。

〔実施例〕

本発明の他の効果と特徴は、図に基付く実施例の説明か
ら明らかになる。

図に示した慣用のミキサーは定置された水平な円筒形容
器１を備えている。この容器は、スタンドとしての働き
もする側壁2,3によって、端面側が閉鎖され、かつ保持
されている。側壁2,3には軸台４が固定されている。こ
の軸台には、容器１と同心的に設けられた混合機構６の
軸５が支承されている。軸５はＶベルト装置８と歯車装
置９を介して駆動モータ７によって駆動される。混合機
構６はブレード状に形成された混合器具10を備えてい
る。この混合器具は、軸５に取り付けられかつこの軸か
ら半径方向に突出した混合器具担持体11によって保持さ
れている。混合器具10は容器１の内壁12の近くにある。

容器１の上側には、材料入口13が設けられ、下側には材
料出口14が設けられている。ミキサーはいわゆる乱流−
ミキサーとしてバッチ方式で運転される。すなわち、こ
のミキサーは、個々の混合材料粒子が上方へ投てきされ
て、放物線状の軌道に沿って再び混合材料床に達する投
てき型ミキサーである。この作用を達成するために、こ
の混合器具10は臨界超過の周速で駆動される。この周速
は、無次元のフルード（Froude）指数で表すと、約Fr＝
２〜６になる。

このフルード指数は次のように定義される。

Fr＝W²:R×ｇ ここで、 Ｗ＝混合容器10の半径方向外端部の周速（m/s） Ｒ＝混合機構６の半径（ｍ） ｇ＝重力加速度（m/s²） である。

容器１の壁12には、いわゆるピン付きミル15が組み込ま
れている。次に、このピン付きミルについて詳しく説明
する。容器１の壁12の外面に、しかも軸５の下方の範囲
に（第２図参照）、フランジ付き支承部材16が取り付け
られている。この支承部材にはモータ17がフランジ止め
されている。クラッチ18はモータ17の被駆動軸とピン付
きミル15の駆動軸19を接続する。この駆動軸19は壁12を
貫通している。ピン付きミル15は更に、ステータ担持体
としての働きをする２本の支持棒20を備えている。この
支持棒は同様に壁12を貫通し、かつ軸５に関して半径方
向の一つの平面内に設けられている。従って、この支持
棒は、第１図から判るように、混合器具10にとってほん
のわずかしか邪魔にならない。駆動軸19の軸線21と同心
的に、ステータ22が両支持棒20に取り付けられている。
このステータはリング23とピン24からなっている。ピン
24は軸線21に対して平行に延び、円環に沿って設けられ
ている。軸線21は、第２図から判るように、軸５の軸線
25と直交している。リング２の幅は次のような寸法であ
る。すなわち、リングを支持棒20に固定することができ
かつ構造的に必要とされるような寸法である。

駆動軸19に相対回転不能に連結されたロータ26が、ピン
24の内側において半径方向に設けられている。このロー
タはプロペラ状に形成されている。そのために、ロータ
は駆動軸19に相対回転しないように連結されたボス27を
備えている。ボスはほぼ半径方向外側へ延びる翼28が取
り付けられている。この複数の翼28は異なる形をしてい
てもよい。最も簡単な形状の場合、翼28′は長く延びる
長方形の簡単な形状に形成されている。この翼は軸線21
に対して半径方向に設けられ、接線方向の力を個々の混
合材料粒子に加える。翼28″は、その半径方向外側の端
部が駆動軸19の回転方向30に関して後からついていくよ
うに、すなわち半径方向と接線方向の組み合わさった加
速度を混合材料に加えるように形成されている。更に、
翼28は少なくともその外端部29′を迎角状に斜めに形
成されている。これにより、引張り式のこの引きの態様
で外端部がピン24のそばを通過する。

ピン24は図示の実施例では正方形の横断面を有する。横
断面形状自体は重要でない。しかし、各ピン24のエッジ
すなわち角31は若干重要である。このエッジは、翼28の
半径方向外端部29または29′の対応する切断エッジ32に
付設されている。すなわち、エッジ31と切断エッジ32の
間に１〜3mmの幅の隙間33があるときにも、各エッジ31
とそれに対応する切断エッジ32の間に、ある程度の切断
作用が生ずる。

ピン付きミル15のロータ26は1500〜3000回転／分の回転
数で駆動される。

普通の運転の場合には、容器１の容積のほぼ50〜70％ま
で混合材料が容器に充填される。混合材料は混合機構に
よって乱流式に混合され、全体的にほぐされ、混合容器
によって投てきされる。ロータ26の翼28により、個々の
混合材料粒子は高速度でステータ22のピン24を通過す
る。混合材料は一方では、容器１の内部から翼28に達す
る。他方では、混合容器10によって、容器１の壁１とス
テータ22の間の範囲から翼に達する。これは特に、混合
容器10がステータ−ロータと壁12の間の範囲を殆ど完全
に擦過することにより、生ずる。両支持棒20と駆動軸19
によって覆われた空間だけが擦過されない。この三つの
部品は、軸５の軸線25に対して半径方向の共通の平面内
にある。ロータ26へのこの材料供給方法はきわめて効率
がよい。なぜなら、ステータ22のリング23の下方の空間
が完全に開放していて、この空間内にはロータ26に翼28
だけしかないからである。

ピン付きミル15の使用は特に、液体の量が比較的に少な
い粉末状材料またはばらばらの材料をミキサー内で混合
するときに、意義がある。この場合、液体は個々の混合
材料粒子を単に湿らせているだけにすぎない。この混合
の場合には、再びほぐす必要がある塊が大量に生成され
る。この液体の供給は例えば、液体ノズル334によっ
て、ピン付きミルの範囲に直接的に行われる。このよう
な使用例または用途例はピン付きミルについて広く知ら
れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ミキサーの垂直縦断面図、第２図は、第１図
の切断線II-IIに沿ったミキサー縮小横断面図、第３図
は第１図の切断線III-IIIに沿った部分断面図、第４図
はピン付きミルの平面図である。 １……容器、６……混合機構、12……壁、17……モー
タ、21……軸線、22……ステータ、24……ピン、26……
ロータ、28……翼、29,29′……翼外端部、31……エッ
ジ、32……切断エッジ、33……粉砕隙間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状容器とこの容器の中に回転駆動可能
   に設けられた混合機構とを備えたミキサーのためのピン
   付きミルにして、容器の外側にモータを備え、容器の内
   側に容器の壁から離してロータとステータを備え、この
   ロータがモータに回転駆動可能に連結され、ステータが
   ロータを接線方向で少なくとも部分的に取り囲んでお
   り、ステータがロータの軸線に対してほぼ同心的に設け
   られたピンを備え、このピンの中にロータが設けられ、
   ロータが、ピンに対して粉砕隙間を画成する要素を備え
   ているピン付きミルにおいて、ステータ（22）のピン
   （24）に対して粉砕隙間（33）を画成するロータ（26）
   の要素が、ロータの軸線（21）に対してほぼ半径方向に
   延びる翼（28）だけによって形成され、この翼の半径方
   向外端部（29,29′）が切断エッジ（32）を備え、ステ
   ータ（22）のピン（24）がそれぞれ、翼（28）の半径方
   向外端部（29,29′）に付設された少なくとも一つのエ
   ッジ（31）を備え、ロータ（26）がステータ（22）の中
   でほぼむき出しに形成されていることを特徴とするピン
   付きミル。
2. 【請求項２】ミキサーの混合器具（10）が、容器（１）
   の壁（12）とロータ（26）およびステータ（22）との間
   を少なくとも部分的に通過可能であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のピン付きミル。
3. 【請求項３】翼（28′）がほぼ平らに形成され、ロータ
   （26）の軸線（21）を含む面内に設けられ、そしてロー
   タ（26）の軸線（21）に対してほぼ垂直に延びているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のピン付きミル。
4. 【請求項４】翼（28″）の半径方向外側の端部（29）
   が、ロータ（26）の回転方向（30）に関して、後からつ
   いていくように形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項記載のピン付きミル。
5. 【請求項５】翼（28）の外側端部がロータ（26）の軸
   線（21）を含む面に対して傾斜していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項記載のピン付きミ
   ル。