JP3161341U - 粉砕ロータ及びこれを用いた粉砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】粉砕刃の交換が容易な粉砕ロータの構造、及び前記粉砕ロータを取り付けた粉砕機を提供する。【解決手段】ディスク９外周部に多数の貫通孔を設け、その貫通孔に粉砕刃８の一部を構成する円筒状の支持部８ｃを差し込み、ディスク下方に突き出た支持部に対してセットピン１１とボルト１２で固定する構造とすることで、粉砕刃が摩耗した場合であってもボルトとセットピンを外すのみで簡単に粉砕刃を取り外すことができるため、粉砕刃の交換が極めて容易となる。【選択図】図３

Description

本考案は、粉砕ロータによって粉体を微粉砕する粉砕機に関するものである。

従来から、粉体を微粉砕する粉砕機として、ケーシング内に粉砕刃を備えた粉砕ロータと、粉砕刃の外周部に所定の間隔をもって、多数の切欠き溝を有するライナが付設された構造の粉砕機がある。粉体は、粉砕刃とライナとの間で粉砕が行なわれる。この種の粉砕機としては、例えば特許文献１の粉砕機があり、鉱物などを原料とする種々の製造分野で使用されている。このような製造分野においては、近年、最終製品の性能を向上させるため、原料粉体を数十μmから数μmまで細かく粉砕することが求められている。

例えば、粉砕ロータの回転速度を速くして、原料粉体が粉砕刃と衝突する際の衝撃力を大きくしたり、あるいは、粉砕刃とライナとのクリアランスを狭くして、原料の粉砕刃とライナとの間での衝突回数を増やすことで微粉砕が可能となる。しかしながら、原料粉体との激しい接触や衝突のため、粉砕刃やライナが摩耗し易く、粉砕刃やライナが摩耗すると粉砕性能も低下する。

そのため、粉砕刃を、摩耗に強い超硬合金やセラミックスにすることが考えられる。一方、電池材料のような金属の混入を嫌う原料の場合、超硬合金の使用は難しく、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素などの耐摩耗性に優れたセラミックス材料を使用することになる。ところで、従来、セラミックスの粉砕刃の粉砕ロータへの取り付けを接着剤で行っていたため、接着剤の剥離により、粉砕刃が脱落するおそれがあることや、摩耗した粉砕刃の交換が容易でないなどの問題があった。

特開平７−１８１３８号公報

本考案は、上記課題に鑑み、接着剤を使用することなく超硬合金やセラミックスの粉砕刃を粉砕ロータに簡単かつ確実に取り付けることができ、当該粉砕ロータにより長時間に亘り微粉砕を行なうことができる粉砕機を提供することにある。

本考案の特徴構成は、粉砕機の粉砕ロータであって、上面が平坦な円板状のディスクと、前記ディスクの外周部に放射状に配された複数の粉砕刃とにより構成され、前記ディスクには前記粉砕刃を取り付ける貫通孔を設け、前記粉砕刃は、前記ディスクの上面に位置する粉砕部と、前記ディスクに保持される装着部と、前記ディスクに設けられた前記貫通孔に挿入されディスク下方に突出する支持部とよりなり、前記支持部には切欠き溝を設けるとともに、前記切欠き溝に対してセットピンを嵌め込むことにより保持固定されることを特徴とする。

前記粉砕刃を前記ディスクの貫通孔に挿入し、前記ディスクの下方に突出した支持部に設けられた切欠き溝に対してセットピンを嵌め込むことにより保持固定する構造とすることにより、接着剤の経時劣化や温度上昇に伴う接着力の低下等により粉砕刃が脱落するおそれがなくなる。さらに、粉砕刃が摩耗した場合、前記セットピンを外すことで、前記粉砕刃を前記ディスクの貫通孔から引き抜くことができ、交換も簡単である。

本考案の他の特徴構成は、前記ディスクの上面に、前記粉砕刃の前記装着部が嵌まり込む窪みが形成され、前記装着部の上面と前記ディスクの上面とが平滑面上に構成されていることを特徴とする。

前記ディスクの上面に前記粉砕刃の前記装着部が嵌まり込むための窪み部を形成し、前記窪み部に前記装着部を嵌め込むことで、前記装着部の上面を含む前記ディスクの上面が平滑面に構成され、前記ディスク上面に粉体が付着することがなく、円滑に前記粉砕部に送り出すことができる。

本考案の他の特徴構成は、前記粉砕刃の前記粉砕部の外周部には、軸方向に沿った複数の凹凸状の溝が形成されていることを特徴とする。

前記粉砕刃の前記粉砕部の外周部に軸方向に沿った凹凸状の溝が形成されていることによって、粉体が前記溝の凹凸面に繰り返し衝突することになり、さらに、衝突回数が増えることで、微粉砕が進行する。

本考案の第２の特徴構成は、前記粉砕ロータを備えるとともに、前記粉砕ロータの外周囲を包囲し、前記粉砕部と対向する多数の凹凸状の切欠き溝を有する環状のライナが、前記粉砕部の外周部と所定の間隔をもって付設されている粉砕機であることを特徴とする。

粉砕機内に、前記ライナが付設されていることによって、粉体が前記粉砕部と前記ライナとの間で衝突を繰り返し、さらに前記粉砕部及び前記ライナに設けられた多数の凹凸状の切欠き溝内でも衝突が繰り返されることにより、微粉砕が可能となる。

本考案の他の特徴構成は、前記粉砕機内に前記粉砕ロータの上方に分級ロータを配置したことを特徴とする。

前記粉砕機内に、前記粉砕ロータの上方に前記分級ロータを配置することによって、所望の粒度に微粉砕された粉体を逐次回収し、目的の粒度に達しない粉体を再度粉砕することにより、前記粉砕機内において過粉砕を防止しつつ、粉体を微粉砕することができ、目的の粒度に応じた製品を効率よく得ることができる。

本考案の他の特徴構成は、前記粉砕機内に、前記粉砕ロータ及び前記分級ロータと中心を同じくし、上端は前記分級ロータの外周側に位置し、下端は前記粉砕ロータの前記粉砕部の内側の上方に位置する環状部材を設けたことを特徴とする。

前記粉砕機内に、前記環状部材を設けることによって、気体流の流れを制御することができる。すなわち、粉砕された粉体は、前記環状部材の外周側の空間を上昇していき、前記分級ロータへと到達する。微粉は前記分級ロータ内へと流入し、粗粉は前記分級ロータに弾かれ、前記環状部材の内側を下降していき、再度前記粉砕刃と前記ライナとにより粉砕される。このように、前記環状部材によって粉体が粉砕機内を繰り返し循環する構造となっているため、粉砕効率が向上する。

本実施形態の粉砕機の構造を表す模式図 本実施形態の粉砕ロータの斜視図 本実施形態の粉砕刃の取り付け構造を表す粉砕ロータの断面図 粉砕刃の別の実施形態を表す斜視図 本実施形態の粉砕刃の取り付け用セットピンの斜視図 別の実施形態の粉砕刃の取り付け用セットピンの斜視図

本実施形態を以下に示す。
図１に示す粉砕機では、ケーシング１と、上下に開くカバー２とから成っており、同図では前記カバー２が閉じた状態を示している。前記ケーシング１内面及び前記カバー２の内面は、酸化アルミニウム等のセラミックスが貼り付けられている。

前記ケーシング１内には分級ロータ３と、前記分級ロータ３の下部に同一軸芯周りに回転する粉砕ロータ４とが設けられ、前記分級ロータ３及び前記粉砕ロータ４はそれぞれ図示省略のモータとプーリ５及びプーリ６を介して接続されている。

前記分級ロータ３は、酸化ジルコニウム等の耐摩耗性に優れたセラミックスで構成され、外周側には放射状に配置された複数の分級羽根７が取り付けられている。前記分級羽根７の横断面の形状及び向きは、公知の分級羽根の形態の中から任意に選択することができ、互いに隣接する二つの前記分級羽根７間に形成されるスリット状の隙間が、気体流の流れに適した形状となるよう設計されている。また、前記分級ロータ３の上端と前記カバー２の内面との間には、接触しない程度の狭い隙間が設けられている。

前記粉砕ロータ４は、ディスク９と、前記ディスク９に被せるディスクカバー１０と、複数の粉砕刃８とにより構成されている。

前記粉砕刃８は、酸化ジルコニウム等の耐摩耗性に優れたセラミックスによって構成され、図２及び図３に示すように、外周部に３つの縦溝状の凹凸部が形成されている粉砕部８ａと、前記ディスク９の外周部に設けられた凹部状の窪み部に嵌め込まれて保持される装着部８ｂと、前記ディスク９の外周部近傍に設けられた貫通孔に挿入される円筒状の支持部８ｃと、前記支持部８ｃを前記貫通孔に挿入したときに、前記ディスク９の下方に突出した前記支持部８ｃの先端部に形成された切欠き溝８ｄとより構成されている。

前記粉砕部８ａの外周部に複数の縦溝状の凹凸部が形成されていることによって、粉体が単に前記外周部に衝突するだけでなく、前記凹凸部によって衝突面である複数の凸部が存在することや、前記凹凸部において衝突やはね返りを繰り返し受けることにより微粉砕が進行し、微粉化が可能となる。

また、前記粉砕刃８の別の実施形態としては、図４に示すように、前記粉砕部８ａを四角形のブロック状とし、前記装着部８ｂと前記支持部８ｃを円筒状とする形状としてもよい。前記粉砕部８ａを四角形のブロック状とすることで、粉砕刃としての強度が高まり、比較的粒度の粗い原料や硬度の高い材料の粉砕にも適応できる。

図３に示すように、前記ディスクカバー１０を前記ディスク９に装着し、前記支持部８ｃを前記ディスク９の貫通孔に挿入すると、前記装着部８ｂが前記ディスク９の凹部状の窪み部に納まり、前記装着部８ｂの上面と前記ディスクカバー１０の上面とは面一となるように装着される。さらに、前記ディスク９の下方に突出した前記支持部８ｃの前記切欠き溝８ｄに、セットピン１１を挿入し、前記セットピン１１と前記ディスク９とをボルト１２で締め付けることにより、前記粉砕刃８は固定される。

このように、前記ディスク９に前記ディスクカバー１０を被せることにより、前記ディスク９の摩耗を防ぐことができ、前記ディスクカバー１０が摩耗した場合には、前記ディスクカバー１０のみを交換することで対応できるため、交換容易でかつ低コストである。しかしながら、磨耗性の低い粉体を粉砕するときには、前記ディスクカバー１０は不要である。この際には、前記粉砕刃８は、前記ディスク９の上面と前記装着部８ｂの上面とが面一となるように装着される。

前記切欠き溝８ｄに前記セットピン１１を挿入し、前記ボルト１２で前記粉砕刃８を固定することで、前記粉砕ロータ４が回転しているときであっても前記粉砕刃８はがたつくことなく固定されており、また、前記粉砕刃８が摩耗した場合は、前記ボルト１２と前記セットピン１１とを外すだけで前記粉砕刃８を取り外せるため、交換が容易となる。さらに、接着剤を使用することなく固定しているため、接着剤の経時劣化や温度上昇による接着力低下などによって、前記粉砕刃８が脱落することもない。

なお、図３では前記粉砕刃８を、前記支持部８ｃに１箇所の前記切欠き溝８ｄを設け、その前記切欠き溝８ｄに図５に示すセットピン１１を挿入し前記ボルト１２で固定しているが、前記支持部８ｃに２箇所の切欠き溝を設け、その切欠き溝に図６に示すセットピン１１ａを挿入し挟み込むように保持して、ボルト１２にて固定してもよい。このようにすることにより、より強固に固定することができる。

次に、本粉砕ロータ４を取り付けるのに好適な粉砕機について記す。
図１に示すように、前記粉砕部８ａの外周部と対向する面が、多数の略半円形状の溝を有した環状のライナ１３が、前記粉砕ロータ４の前記粉砕部８ａの外周部と所定の間隔をもって取り付けられている。前記ライナ１３は酸化アルミニウム等のセラミックスで構成されている。

前記ライナ１３を取り付けることにより、粉体は、前記粉砕部８ａの外周部と前記ライナ１３との間で繰り返し衝突し、また、前記ライナ１３の多数の溝内でもはね返りによる衝突が繰り返されることにより、微粉砕が進行し微粉化が可能となる。

なお、前記ライナ１３の溝の形状は、略半円形状に限られるものではなく、例えば、長方形や、三角形、台形、ノコ刃状等の形状であってもよい。すなわち、原料や目的の粒度に応じて適宜形状を選択することができる。

前記分級ロータ３の外周部には、前記分級ロータ３及び前記粉砕ロータ４と中心を同じくする環状部材１４が支持部材１４ｃによって保持され設けられている。前記環状部材１４も、酸化アルミニウム等のセラミックスで構成されている。前記環状部材１４の内側の上端１４ａは、前記分級ロータ３の外周部に位置し、また前記環状部材１４の内側の下端１４ｂは、前記粉砕部８ａよりも内側でかつ前記ディスクカバー１０よりも上方になるように配置されている。また、前記環状部材１４の外側には、その下端が前記ライナ１３の上端に近接し、前記ライナ１３と連続した内面を構成するライナ１３ａが取り付けられている。

前記環状部材１４を取り付けることによって、粉砕された粉体は、前記環状部材１４の外側の空間を上昇し、前記環状部材１４と前記カバー２の内面との間を通って、前記分級ロータ３へと到達する。そして、前記分級ロータ３により微粉と粗粉とに分けられ、微粉は前記分級ロータ３を通過して機外に排出され、粗粉は前記環状部材１４の内面を下降していき、前記粉砕ロータ４に達して再度粉砕が行なわれる。このように、粉体が粉砕機内を繰り返し循環するため、粉砕効率が向上する。

なお、前記環状部材１４は円筒状であってもよいが、下方に向けて径が小さくなるようなテーパ状や、あるいは、逆に上方に向けて径が小さくなるようなテーパ状にしてもよい。また、前記支持部材１４ｃは棒状部材であってもよいが、前記環状空間において、旋回流を抑制するための整流板としての機能をもたせるため、板状部材で連結してもよい。

前記粉砕刃８及び粉砕ロータ４を始め、ライナ１３、分級ロータ３、ケーシング１、カバー２、環状部材１４等をステンレス等の金属材料で製作可能である。しかし、耐摩耗性を持たせるには、これらを酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化珪素などのセラミックス材料や、炭化タングステン、炭化チタニウム等の超硬合金で製作することが好ましい。加えて、製品中に金属の混入を避ける粉体の場合には、前記セラミックスの使用が好ましく、少なくとも粉体と接する部分又は部材の表面には、前記セラミックスを貼り付ける必要がある。

前記ケーシング１に設けられた原料供給口１５より、粉砕機内に粉体が供給されると、粉体が前記粉砕刃８と前記ライナ１３との間で繰り返し衝突することにより粉砕され、粉砕された粉体は前記ケーシング１の下方に設けられた気体導入口１６より流入する気体流により、前記環状部材１４の外側の空間を上昇し、前記環状部材１４の上端１４ａを回って前記分級ロータ３へと到達する。

粉体は前記分級ロータ３により、微粉と粗粉とに分けられ、微粉は前記分級ロータ３内へ流入して微粉排出管１７から排出され、図示省略の集塵機やサイクロンなどの公知の捕集機によって回収される。

一方、粗粉は、前記分級ロータ３の前記分級羽根７によって弾かれた後、前記環状部材１４の内側を下降していき、前記環状部材１４の下端１４ｂを前記ディスクカバー１０の上面に沿って前記粉砕刃８と前記ライナ１３との間に形成された粉砕空間へと移動し、再度粉砕される。このようにして、粉砕と分級とが繰り返され、粉体は微粉砕される。

本考案の粉砕ロータは、粉砕刃を超硬合金やセラミックスで構成することで耐摩耗性に優れるほか、分解・組立が容易であるため、粉砕刃が破損又は摩耗した場合にも容易に交換することができる。また、粉砕刃を超硬合金やセラミックスで構成することで、耐摩耗性に優れ長時間の使用にも耐えうるため、前記粉砕刃を具備した粉砕ロータを取り付けた粉砕機は、様々な材料の微粉砕が可能で、特に鉱物など磨耗性のある原料を効率よく微粉砕することができる。

１ ケーシング
２ カバー
３ 分級ロータ
４ 粉砕ロータ
５ プーリ
６ プーリ
７ 分級羽根
８ 粉砕刃
８ａ 粉砕部
８ｂ 装着部
８ｃ 支持部
８ｄ 切欠き溝
９ ディスク
１０ ディスクカバー
１１ セットピン
１１ａ セットピン
１２ ボルト
１３ ライナ
１３ａ ライナ
１４ 環状部材
１４ａ 上端
１４ｂ 下端
１４ｃ 支持部材
１５ 原料供給口
１６ 気体導入口
１７ 微粉排出管

Claims (6)

1. 粉砕機の粉砕ロータであって、上面が平坦な円板状のディスクと、前記ディスクの外周部に放射状に配された複数の粉砕刃とにより構成され、前記ディスクには前記粉砕刃を取り付ける貫通孔を設け、前記粉砕刃は、前記ディスクの上面に位置する粉砕部と、前記ディスクに保持される装着部と、前記ディスクに設けられた前記貫通孔に挿入され前記ディスク下方に突出する支持部とよりなり、前記支持部には切欠き溝を設けるとともに、前記切欠き溝に対してセットピンを嵌め込むことにより保持固定されることを特徴とする粉砕ロータ。
2. 前記ディスクの上面には前記装着部が嵌まり込む窪みが形成され、前記装着部の上面と前記ディスクの上面とが平滑面上に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉砕ロータ。
3. 前記粉砕部の外周部には、軸方向に沿った凹凸状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉砕ロータ。
4. 前記請求項１乃至３いずれか１項に記載の粉砕ロータを備えるとともに、前記粉砕ロータの外周囲を包囲し、前記粉砕部と対向する多数の凹凸状の切欠き溝を有する環状のライナが、前記粉砕部の外周部と所定の間隔をもって付設されていることを特徴とする粉砕機。
5. 前記粉砕機内において、前記粉砕ロータの上方に分級ロータを配置してなる請求項４に記載の粉砕機。
6. 前記粉砕ロータと前記分級ロータとの空間に、上端は前記分級ロータの外周側に位置し、下端は前記粉砕ロータの前記粉砕部の内側の上方に位置する環状部材を同軸上に設けたことを特徴とする請求項５に記載の粉砕機。