JPH0611089Y2

JPH0611089Y2 - 混合・造粒装置

Info

Publication number: JPH0611089Y2
Application number: JP1989031051U
Authority: JP
Inventors: 昭彦大島; 健二佐藤
Original assignee: Aichi Electric Co Ltd
Current assignee: Aichi Electric Co Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2004-03-17
Also published as: JPH02121128U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、２種類以上の複数の粉末材料等を粘結材とと
もに攪拌混合したあと、これらの材料を所定温度に加熱
し、核となる材料に前記粘結材にて他の粉末材料を付着
させて一定の大きさに造粒することができる混合・造粒
装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、複数種類の粉末材料を用いて均質な構造と形状
の固体物を作る場合、所謂粉から粒への転換をはかるこ
とにより、偏析，圧縮，流動性の改善等を行うととも
に、これら粉末材料を粘結材により結合、あるいは、コ
ーティングさせて付加価値の高い造粒体を作ることが行
われている。例えば、粉末治金やニューセラミック等の
材料を用いて形状の複雑なものをプレス成形加工する場
合、粉末材料自体の造粒装置にて一定の径の球径粒子を
作り、この粒子をプレス加工することによって良好な成
形物が得られることは一般によく知られている。

このため、従来から、２種類以上の粉末材料あるいは、
粉末材料とペレット等のように、複合材料に、例えば、
粘結材としてパラフインを混入させて、これらを攪拌混
合させ、このあと、加熱手段により、パラフインを溶融
させて、複合材料を粘結材により結合、あるいは、コー
ティングさせるなどして金属，ニューセラミック製品等
の原料となる造粒体を作っていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

前記造粒体を作る場合は、まず、複数の材料を粘結材と
ともに攪拌混合し、次に、これら、混合した複合材料を
別の造粒装置に移して造粒体を作っていた。この場合、
前記のように、材料を攪拌混合するための装置と、造粒
装置とを別々に用意しなければならないので、非常に不
経済であるとともに、造粒操作に際しては、攪拌混合を
終えた材料を混合装置から一旦取出し、造粒装置に投入
していたので、折角混合を終えた材料が、その取出し、
再投入によって混合バランスが崩れ、造粒操作に支障を
きたしたり、手間がかかるという問題があった。

前記の問題を解決するために、例えば、混合装置の混合
を行う材料を収容する回転ドラムを回転させながらこれ
を外部から加熱し、粘結材がパラフインの場合、これを
溶融させて造粒する、所謂、パラフイン造粒を行うこと
により、特別な造粒装置を使用することなく造粒操作が
行える装置が開発されている。この場合、造粒装置を必
要としないし、又、材料を移し替えるという手間も省け
るため、経済的であり、手間も半減する。しかし、回転
ドラムを外部から加熱する方式では、材料の加熱より回
転ドラム自体を加熱する結果、パラフイン造粒において
は、ドラムの加熱温度がパラフインの融点を越えると、
粉末材料中に混合されているパラフインの大部分が、回
転ドラムの回転に伴い、該ドラムの壁面に接触している
部分から順次溶け出し、回転ドラムの壁面付着してしま
うことが多い。この場合、粉末材料の大部分は、まだ、
パラフインが溶融する温度に達していないため、複数の
粉末材料を結合させるに至っていない。従って、回転ド
ラムを加熱しての造粒は、粘結材の溶融が不均一となり
やすく、大部分がドラムの壁面に付着してしまい、粉末
材料を一定の径の粒に造粒することは大変困難であっ
た。

本考案は前記の問題点に鑑み、複数種類の粉末材料等を
粘結材とともに攪拌混合する作業と、核となる材料に粘
結材を介して他の材料を付着させることにより造粒操作
を行う作業とを同一機器によって迅速確実に行うととも
に、粘結材が機器に付着しないようにして、製品の品質
及び生産性の向上をはかるようにした混合・造粒装置の
供給を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案はクランク機構に連結されてシーソーの如く揺動
する揺動台に、摩擦車を介して回転ドラムを回転自在に
乗載し、この回転ドラムには粉末材料（粘結材を含む）
を所定温度に加熱する加熱部材を、常に、その一部が材
料と接触可能に、かつ、回転ドラムとは共動回転しない
ように取付けたことを特徴とする。

〔作用〕

本考案は、造粒を必要とする粉末等の複数材料を回転ド
ラムに定量収容し、この回転ドラムを摩擦車にて回転さ
せるとともに、揺動台にてシーソーの如く揺動させて前
記材料を攪拌混合し、混合後は更に、回転ドラムを回転
・揺動させた状態で加熱部材を加熱し、材料中の粘結材
を溶融させながら、これに粉末を付着させたり、粉末同
志を結合させて所要の大きさに造粒するとともに、造粒
操作に際しては、加熱部材の一部を攪拌混合材料の中に
侵責させて材料自体の加熱を促進し、造粒中に粘結材が
回転ドラムの壁面に付着したりして造粒に支障をきたす
ようなことをなくし、粉末材料の造粒操作を迅速容易
に、かつ、経済的に行うようにしたことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図ないし第５図により説明
する。

第１図ないし第２図において、１は本考案の混合・造粒
装置、２はその揺動台で、Ｌ形鋼等の骨材を矩形状に枠
組して形成し、その左右端（第２図の左右方向）の中央
に突設した支軸３を、基台４に直立した台形状の支持枠
体５上に取付けた軸受体に挿通支持させることにより、
前記揺動台２は支持枠体５にシーソーのように揺動自在
に取付けられる。６は支軸３が突出する方向と直交する
揺動台２の前後方向（第１図の左右方向）に取付けられ
て、２本の回転軸７を互いに平行に、かつ、回転自在に
支持する軸受部材で、前記回転軸７の両端部には摩擦車
８，８ａが、中央部付近にはプーリー９，９′がそれぞ
れ軸着されており、更に、揺動台２の裏面中央には取付
部材にて電動機１０を止着し、この電動機１０と前記プ
ーリー９，９′とをベルト結合させて摩擦車８，８ａを
電動機１０にて回転する。１１は支持枠体５上において
揺動台２を支軸３を中心として揺動させるクランク機構
で、第１図で示すように、揺動台２の一方端の裏面と基
台４上に取付けた減速機１２の出力軸１３とを駆動連結
するリンク１４，１５からなり、電動機１６により減速
機１３をベルト１７駆動させると、揺動台２は支軸３を
中心として第２図の上下方向（第３図参照）にシーソー
のように揺動する。１８は例えば、有底筒状に形成した
回転ドラムで、その一方端の開口部ａ側は截頭円錐状に
形成されており、この回転ドラム１８は、第４図で示す
ように、他方端の閉鎖部ｂと対応する位置に底板ｂ_１を
有してこの底板ｂ_１をドラム１８の胴部ｃ外周を覆う筒
体ｃ_１に止着して設けた有底筒状の保温カバー体１９に
開口部ａ側を残して遊合し、前記保温カバー体１９内に
保温材２０を充填してその開口端縁を閉塞板ｄにより閉
塞し、これをドラム１８外周に止着した止輪２１の鍔片
ｅと固定することにより、前記回転ドラム１８は保温カ
バー体１９に固定支持された状態で、摩擦車８，８ａ上
に前記保温カバー体１９を介して回転自在に乗載され
る。２２は保温カバー体１９の外周において、その軸方
向のほぼ中心位置に周設した保温カバー体１９の係止片
で、揺動台２上に取付けた係止ローラ２３を係合させる
ことにより、前記揺動台２の揺動時、回転ドラム１８が
滑落するのを阻止する。２４は回転ドラム１８の開口部
ａに取付けた回転継手で、第４図に示すように、軸受２
５を外周に嵌着して開口部ａに遊合される固定筒２６
と、この固定筒２６に軸受２５を介して回転自在に嵌合
されて前記開口部ａの端縁に止着される回転筒２７とか
らなり、前記固定筒２６には回転ドラム１８内に位置す
る開口面において、ドラム１８内の上部中央にフィルタ
２８部分を下方に向けて取付けた空気の流通管２９と、
ドラム１８内にその軸方向と平行させ、かつ、一部が造
粒材料中に没入させた状態で蛇行配置した電熱ヒータ３
０と、一方を電熱ヒータ３０に近接させ、他方は造粒材
料の中に埋没する一対の熱電対３１，３１ａを収容した
保護パイプｆとをそれぞれ電気的に絶縁して取付けた蓋
体３２が止着されている。そして、前記流通管２９、電
熱ヒータ３０のリード線３０ａ，熱電対３１，３１ａの
引出し線３３は、固定筒２６の貫通孔３４を通って該固
定筒２６の回転ドラム１８外方側に位置する開口面に止
着した支持板３５から外方に引出される。又、固定筒２
６に軸受２５を介して嵌合された回転筒２７は、その一
方端側の鍔片ｇを回転ドラム１８の開口部ａ端縁にパッ
キン等の密封部材を介在させて当接し、前記鍔片ｇと開
口部ａ端縁とを公知の締付バンド３６にて挟持し、これ
を締付部材３７により締付けることにより、前記回転筒
２７を回転ドラム１８に着脱自在に取付ける。３８は回
転筒２７の端部に取付けた止板である。３９は揺動台２
に下方端を止着し、上方端は回転継手２４から突出する
流通管２９に取付けた回止板ｈに係合させた支持アーム
で、回転ドラム１８の回転時、回転継手２４の固定筒２
６が回転するのを阻止する。

次に、電動機１０，１６及び電熱ヒータ３０並びに造粒
材料Ｘの温度を測定する熱電対３１，３１ａは、それぞ
れ次に説明する制御装置４０にそれぞれ接続されて駆動
制御される。第５図は制御装置４０の電気回路図で、同
図において、電動機１０，１６は電源４１に対してリレ
ーＭ_１，Ｍ_２の主接点ｎ_１，ｎ_２を介して接続されてお
り、電熱ヒータ３０はリレーＭ_３の主接点ｎ_３及び電子
温度調節器ＴＨ_１からの制御信号にてオン・オフする、
例えば、３端子双方向サイリスタ（トライアック）等か
らなる無接点リレーＲ_１を介して電源４１に直列接続さ
れている。又、電熱ヒータ３０の表面温度を測定する熱
電対３１は前記電子温度調節器ＴＨ_１に接続され、造粒
材料Ｘの温度測定を行う電熱対３１ａは電子温度調節器
ＴＨ_２に接続され、これら各温度調節器ＴＨ_１，ＴＨ_２
は、それぞれレコーダＴＨＲに接続されて前記各測定温
度を記録する。更に、ＰＢ_１は電動機１０の起動スイッ
チであり、ＰＢ_２はその停止スイッチ、ＰＢ_３は電動機
１６の起動スイッチで、ＰＢ_４はその停止スイッチを示
す。ＰＢ_５は電熱ヒータ３０の起動スイッチを示し、Ｐ
Ｂ_６はその停止スイッチである。又、電源４１に並列接
続される前記各起動スイッチＰＢ_１，ＰＢ_３，ＰＢ_５の
各通電回路には、リレーＸ_１〜Ｘ_３が個々に挿入接続さ
れており、ｘ_１〜ｘ_３はその自己保持のためのリレーで
ある。更に、リレーＸ_３の補助接点ｘ₃₁は無接点リレー
Ｒ_１と電子温度調節器ＴＨ_１との間に挿入接続され、同
様にリレーＸ_３の補助接点ｘ₃₂はレコーダＴＨＲの通電
回路に挿入されている。

なお、Ｔは電動機１０，１６及び電熱ヒータ３０の通電
時間を設定するタイマであり、ｔ_１はその補助接点を示
し、ＰＢ_７は制御装置４０を停止させるための停止スイ
ッチである。

次に、動作について説明する。

初めに、例えば、ニューセラミックの成形材料の一つと
して用いられるガラス粉末を造粒する場合、即ち、粘結
材としてパラフインを使用する、所謂パラフイン造粒に
ついて説明する。

先づ、回転ドラム１８の締付バンド３６を緩めて開口部
ａから回転継手２４を取出す。この状態で、開口部ａを
上に向けてガラス粉末とパラフインとをそれぞれ適量づ
つ投入する。投入量は第４図で示すように、回転ドラム
１８内に電熱ヒータ３０を収容した際、このヒータ３０
の下半分及び熱電対３１ａが造粒材料Ｘの中に埋没する
程度とする。造粒材料Ｘの投入後、回転継手２４の蓋体
３２側に取付けられた電熱ヒータ３０等の部材を開口部
ａから回転ドラム１８内に収容して前記回転継手２４の
回転筒２７の鍔片ｇを開口部ａ端縁に当接し、再度締付
バンド３６を締付け、回転継手２４を回転ドラム１８の
開口部ａに挟持固定する。つづいて、電子温度調節器Ｔ
Ｈ_１を操作して、熱電対３１によって検出する電熱ヒー
タ３０の表面温度（約１７０℃）を設定する。一方、熱
電対３１ａ側は造粒材料Ｘの温度を検出するだけである
ため、電子温度調節器ＴＨ_２による材料温度の設定を本
実施例の場合は特に行わない。

以上のような準備作業を行ったあと、起動スイッチＰＢ
_１，ＰＢ_３を順次投入し、リレーＭ_１，Ｍ_２，Ｘ_１，Ｘ
_２，タイマＴに通電を行い、その主接点ｎ_１，ｎ_２等が
閉じて電動機１０，１６を起動する。この結果、回転ド
ラム１８は、保温カバー体１９を介して摩擦車８，８ａ
及びクランク機構１１により回転・揺動を開始し、回転
ドラム１８内の造粒材料Ｘである、ガラス粉末とパラフ
インとを攪拌混合する。（第３図参照）前記造粒材料の攪拌混合作業が十分に行われた時点で、
起動スイッチＰＢ_５を投入し、リレーＸ_３，Ｍ_３を通電
し、その補助接点ｘ₃₁，ｘ₃₂，ｎ_３を閉じさせ、電子温
度調節器ＴＨ_１，レコーダＴＨＲの起動を開始させると
ともに、電熱ヒータ３０の通電回路を閉路し、ヒータ３
０への通電を開始する。なお、起動スイッチＰＢ_１，Ｐ
Ｂ_３，ＰＢ_５を投入すると、前記各起動スイッチＰ
Ｂ_１，ＰＢ_３，ＰＢ_５はリレーＸ_１，Ｘ_２，Ｘ_３の各自
己保持リレーｘ_１，ｘ_２，ｘ_３により、タイマＴにて設
定された時間投入動作が続行される。

前記電熱ヒータ３０への通電が開始されると、このヒー
タ３０と接触する造粒材料Ｘは徐々に加熱される。この
場合、回転ドラム１８は電動機１０，クランク機構１１
にて回転・揺動しているため、前記造粒材料Ｘは回転ド
ラム１８内の上方に掻き上げられて落下したり、回転ド
ラム１８の軸方向に往復移動しているため、電熱ヒータ
３０が没入している部分の造粒材料Ｘのみが加熱される
ことなく、材料全体がほぼ均一温度で加熱することがで
きる。又、回転ドラム１８自体も電熱ヒータ３０からの
発熱及び造粒材料Ｘを介しての間接加熱にて徐々に加熱
されるため、前記造粒材料Ｘはその内，外から順次加熱
されることにもなる。

そして、ガラス粉末の中に混合されているパラフインが
溶融温度に達すると、ガラス粉末中のパラフインが徐々
に溶け出し、その周りのガラス粉末を付着させながら粒
状の集合体を個々に作り始める。一方、回転ドラム１８
は前記のように、回転・揺動運動を繰り返しているた
め、ガラス粉末の一部が電熱ヒータ３０と直接接触し、
パラフインがヒータ３０に付着しようとする。しかし、
電熱ヒータ３０はパラフイン自体の沸点に近い温度（約
１７０℃）に設定されている関係上、回転ドラム１８内
を縦横無尽に移動するガラス粉末が電熱ヒータ３０と衝
接する度に掻き取られて粉末材料中に落下し、粉末同志
を集合付着させて粒状となる。この点は、ガラス粉末中
に没入している電熱ヒータ３０の部分においても同様で
ある。他方、回転ドラム１８の温度は、主に造粒材料Ｘ
を介しての間接加熱であるため、材料Ｘより高くなるこ
とはほとんどなく、しかも、回転ドラム１８は保温材２
０にて保温されているので、ガラス粉末の造粒中にパラ
フインが回転ドラム１８に付着することはほとんどあり
得ない。又、回転ドラム１８内は流通管２９を介して外
部と連通されているので、ドラム１８内の空気層は特別
に高温化することもなく、造粒に適した温度に維持する
ことが可能となる。しかも、流通管２９にはフィルタ２
８が取付けてあるため、造粒中にガラス粉末が回転ドラ
ム１８外に熱気とともに排出されることはない。

このように、粘結材がその溶融温度に達すると、徐々に
粉末同志が粘結材を介して集合し付着しあい、この状態
で回転ドラム１８の回転・揺動運動の続行に伴い、回転
ドラム１８内を転動しながら次第に一定の径の球形粒子
が順次作られる。即ち、粘結材の結合力によってガラス
粉末の造粒操作を行う。

なお、造粒時間は事前にタイマＴで設定されており、こ
のタイマＴの設定時間が経過すると、その補助設定ｔ_１
が開き、電動機１０，１６及び電熱ヒータ３０への通電
を断つ。これによりガラス粉末の造粒操作を終える。
又、混合・造粒中に異常事態（例えば、電熱ヒータ３０
の温度制御がきなくなったとき等）が発生したときは、
非常停止スイッチＰＢ_７を操作して電動機１０，１６，
電熱ヒータ３０への通電を断ち、原因を調べる。

混合・造粒作業を終えたら、造粒材料Ｘの投入時と同様
に、締付バンド３６を緩めて回転継手２４と回転ドラム
１８の開口部ａとの挟持固定を解き、開口部ａから回転
継手２４を外して電熱ヒータ３０等の部材を回転ドラム
１８内から引出す。このあと、保温カバー体１９を手で
持ち、開口部ａを下向にして造粒物を取り出す。造粒物
は前記のように、粘結材の介在によって確実に粉末同志
が結合して造粒操作が行われているので、輸送時等の振
動により分離することなく搬送することができるととも
に、プレス成形に際し、良好な成形加工物の原材料とす
ることができる。

本考案は、ガラス粉末を造粒する実施例について説明し
たが、これに限ることなく、例えば、カーボンブラック
等比較的粉末自体が軽い微粉は、その取扱いに困難が伴
い、包装，貯蔵，輸送等にコストがかかるため、前記の
ような造粒操作を行うことにより、その取扱が格段に至
便となる。

次に、樹脂ペレット等、微細な破砕物に粉末材料を付着
させる場合も、前記同様、破砕物、粉末材料，粘結材
（パラフイン）を最初に混合し、次に電熱ヒータを通電
して粘結材を溶融し、破砕物と粉末材料とを付着させ
る。この場合、破砕物が樹脂製であると、材料自体が加
熱されるに従い、かつ、回転ドラムの回転・揺動と相い
まって破砕物はドラム内を転動することによって次第に
丸くなり、その周面に粉末材料を一様の厚さで付着させ
て球形に造粒することができる。

更に、食品造粒に際しては、造粒を行う粉末を回転ドラ
ム１８内に収容し、粉末材料を攪拌混合しながら、流通
管２９（フィルタ２８は事前に取り除いておく）を使っ
て結合剤液を適量粉末材料に滴下させ、この液架橋によ
って食品造粒を行う。造粒後は電熱ヒータ３０を通電
し、回転ドラム１８を回転・揺動させながら造粒物をこ
れが破壊されない程度の温度で乾燥処理をする。

なお、本考案は回転ドラム１８を回転・揺動する機構に
ついて説明したが、これに限定することなく、回転運動
を行う機構だけであってもよい。又、電熱ヒータ３０は
螺旋状に配置してもよく、あるいは、これに代えて温水
を通水する温水管を配管して加熱部材として作用しても
よい。

〔考案の効果〕

本考案は以上説明したように構成されているので、次に
示すような効果を有する。

、本考案は、攪拌混合を終えた造粒材料の造粒操作を
行うに際しては、回転ドラム内に配置した電熱ヒータに
より、前記造粒材料を直接加熱しながら造粒できるよう
に構成したので、造粒操作を少ないエネルギーにて迅速
・容易に行うことができる。

、前記の造粒操作に当って、電熱ヒータは回転継手の
一方を形成する固定筒に基部を固定した状態で回転ドラ
ム内に配置されており、かつ、この固定筒は、その外周
に回転自在に嵌合されている回転継手の他方を形成する
回転筒が、回転ドラムの開口部に取外し自在に止着され
ていることにより支持され、かつ、固定筒自体が前記回
転筒と共動することなく揺動台に一方端を固定した支持
アームと係脱自在に連結されているため、前記基部を固
定した電熱ヒータは、造粒操作に際して回転ドラムを回
転させることにより、造粒材料を良好に攪拌することが
できるので、前記造粒材料を直接加熱することができる
ことと相まって、攪拌翼の役目を果すこととなり、この
結果、造粒材料を１台の機械で、混合・造粒の２役、即
ち、攪拌混合と造粒の２つの作業を迅速・良好に、しか
も、経済的に行うことができるので至便である。

、更に、電熱ヒータは、前記のように固定筒に基部が
止着されているものの、固定筒に嵌合した回転筒が回転
ドラムの開口部に取外し自在に取付ける構造となってい
るので、回転筒を回転ドラムから取外すと容易に回転ド
ラムの開口部から抜き取ることができるため、造粒材料
の付着によって電熱ヒータの表面が汚損しても、電熱ヒ
ータは回転ドラム内から取出して洗浄液等によって容易
に洗浄することができるので、造粒材料を変更した際、
電熱ヒータに付着している物質が次に造粒操作を行う造
粒材料に混入するという問題を確実に解消することがで
きる。

、その上、回転ドラムは従来のように、直接加熱する
場合と異なり、その周囲に保温材を充填した保温カバー
体により被覆して摩擦車上に乗載するように構成したの
で、即ち、造粒材料を介して間接加熱方式を採用してい
るため、回転ドラムは造粒材料より高い温度で加熱され
ることがないので、粘結材が回転ドラムの壁面に付着し
たりして造粒操作が不円滑となったり、摩擦車が回転ド
ラムを加熱する熱によって歪が生じて回転ドラムの回転
に円滑性を欠くということは全くなく、造粒操作を省エ
ネルギーで、円滑・良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の要部を縦断して示す正面図、第２
図は同上の側面図、第３図は動作状態の一実施例を示す
正面図、第４図は保温カバー体及び回転ドラムを縦断し
てその内部を示す断面図、第５図は制御装置の概略的な
電気回路図である。２・揺動台、８・８ａ摩擦車１８・回転ドラム、１９・保温カバー体２４・回転継手、３０・加熱部材

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】揺動台に電動駆動する摩擦車を回転自在に
設け、粉末材料等の内容物を収容した回転ドラムを、前
記摩擦車上に乗載して回転させることにより、前記回転
ドラム内の内容物を攪拌混合するようにした装置におい
て、前記回転ドラムは有底筒状に形成してその一方端の
開口部には、中心部に貫通孔を有して前記開口部に一方
の端部を遊合させた固定筒と、この固定筒の外周に回転
自在に嵌合する回転筒とからなる回転継手を、前記回転
筒を介して取外し自在に止着し、前記回転継手の固定筒
には回転ドラム内に位置する一方の開口面に、内容物内
に一部を没入させた状態で回転ドラム内に配置される電
熱ヒータを取付けた蓋体を止着し、固定筒の他方の開口
面には、電熱ヒータのリード線を貫通孔から導出した状
態で支持板を取付け、この支持板と摩擦車を備えた揺動
台とを、固定筒の回動を阻止する支持アームにて係脱自
在に連結し、更に、前記摩擦車上に乗載される回転ドラ
ムの外周に、保温材を充填した保温カバー体を囲繞する
ようにしたことを特徴とする混合・造粒装置。