JP2021087954A - 摩砕機を用いた摩砕方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そのうち、被摩砕物の滞留時間を長くとるために、ドラム体内を複数の仕切板により区画した構造を有するものも多く存在しており、このような構造を有する摩砕機では、被摩砕物は仕切板の周縁部とドラム体内壁との隙間を通ってドラム体の一端側から他端側へと移動しながら、各区画内においてボール(摩砕媒体)により摩砕される。
そのため、ボールと被摩砕物が等速度で回るいわゆる共回り現象が発生し、これが摩砕効率を大きく低下させる原因となっていた。
特許文献1,2記載の発明は、仕切板を中心軸に直交する面に対して傾けて取り付けることにより、摩砕媒体(ボール等)に積極的に前後方向の運動を与えることを可能としたものであり、言わば仕切板に攪拌羽根としての機能を持たせたものである。
本出願人が調べたところ、騒音の主たる原因は、ボールや被摩砕物とドラム体との衝突にあり、特に、ボールとドラム体との衝突による騒音の音量が大きいことがわかった。
そこで、仕切板との衝突騒音を効果的に低減するには、例えば摩砕媒体の数を低減することが考えられるが、摩砕媒体の数を減らすと被摩砕物と摩砕媒体との接触回数が減るため、摩砕効率が低下してしまうという問題が生じる。
被摩砕物を当該摩砕機内部に取り入れるための投入用ホッパーと、当該摩砕機によって摩砕された被摩砕物を当該摩砕機から排出するための排出用ホッパーを備えた円筒状を呈した回転不能に固定されたドラム体と、
前記ドラム体を筒長方向に貫く中心軸であって、モータによって回転駆動する中心軸と、
前記中心軸の長さ方向に所定間隔で取り付けられて前記ドラム体の内部空間を複数の摩砕室に区画する複数の仕切り板であって、それぞれ前記複数の摩砕室それぞれに配置されてなる、仕切り板と、
前記ドラム体に取り付けられた複数の摩擦板であって、前記複数の仕切り板それぞれに対向する摩擦板、を含む摩砕機であって、
前記摩砕機の下流側の摩砕室の端部に、網目を有するふるい部材が設けられ、
前記仕切り板と前記摩擦板の少なくとも1つが回転自在であり、
前記複数の摩擦板は、それぞれ前記中心軸に対して直交し、
前記複数の仕切り板は、それぞれ略円形の構造を有し、
当該仕切り板の中央孔に前記中心軸が挿通され、
前記複数の仕切り板は、それぞれ前記中心軸に直交する面から傾いて取り付けられ、
前記複数の仕切り板にはそれぞれ第1の貫通孔が設けられ、
前記複数の摩擦板は第2の貫通孔が設けられてなる、摩砕機を用いた摩砕方法であって、
前記摩砕方法は、
(a)前記モータを起動した後、被摩砕物を水と共に前記投入用ホッパーから前記摩砕機に供給する工程、
(b)前記投入用ホッパーから前記摩砕機に供給された被摩砕物を前記複数の摩砕室の各々を順次通過させる摩砕工程と、
(c)前記摩砕工程で摩砕された被摩砕物を前記排出用ホッパーから排出する排出工程と、
(d)前記排出工程により排出された被摩砕物を前記ふるい部材に送り込み、摩砕された被摩砕物を用途に応じた大きさに分別する分別工程と、
を含んでなる、摩砕機を用いた摩砕方法に関する。
。
前記摩砕方法は、
(a)前記モータを起動した後、被摩砕物を水と共に前記投入用ホッパーから前記摩砕機に供給する工程、
(b)前記投入用ホッパーから前記摩砕機に供給された被摩砕物を前記複数の摩砕室の各々を順次通過させる摩砕工程と、
(c)前記摩砕工程で摩砕された被摩砕物を前記排出用ホッパーから排出する排出工程と、
(d)前記排出工程により排出された被摩砕物を前記ふるい部材に送り込み、摩砕された被摩砕物を用途に応じた大きさに分別する分別工程と、とを含んでなることを構成上の特徴としているので、摩砕効率を向上させることができる。
図1は本発明の一実施形態に係る摩砕方法に適用される摩砕機の部分断面正面図である。
当該摩砕機は、被摩砕物(原料)を一部(ホッパー(71))から内部に取り入れ、他部(排出用ホッパー(21))から排出することが可能に構成された円筒状のドラム体(1)と、ドラム体(1)内を筒長方向に貫く中心軸(2)と、中心軸(2)の長さ方向に所定間隔で取り付けられて、ドラム体(1)の内部空間を複数の摩砕室(6)に区画する複数の仕切板(4)と、ドラム体(1)に取り付けられて、仕切板(4)に対向する摩擦板(5)とを備えている。
また、排出用ホッパー(21)の下流側には、中心軸(2)と共に回転するふるい部材(22)が取り付けられている。
中心軸(2)の両端部は、一対の軸受け部材(16)、(17)により支持されている。
中心軸(2)の一端部(上流側)には、中心軸(2)を回転させるための駆動源となるモータ(M)が連結され、他端部(下流側)にはふるい部材(22)が取り付けられている。ふるい部材(22)は、ドラム体(1)から離れるにつれて次第に大径となるテーパをもつ円筒形状である。
複数の仕切板(4)は、中心軸の軸方向に一定間隔で設けられており、ドラム体(1)の内部を軸長方向に複数の摩砕室(6)に区画している。各仕切板(4)は、中心軸(2)に直交する面に対して傾いており、且つ、互いにほぼ平行である。各摩砕室(6)には、摩砕媒体(ボール等)が無い。
複数の摩擦板(5)は、各摩砕室(6)に配置され、それぞれ中心軸(2)に対して直交している。
当該摩砕機においては、被摩砕物(a)は、水(b)と共にホッパー(71)から供給され、各摩砕室(6)を順次通過した後、ドラム体(1)の最下流側にある排出用ホッパー(21)から排出され、ふるい部材(22)に送り込まれる。
ただし、このような湿式構造ではなく、ブロワーにより被摩砕物(a)を送る乾式構造を採用してもよい。
仕切板(4)は、2つの半円状曲板を合わせたほぼ円形の構造を有し、その中心孔(41)に中心軸(2)が挿通される。仕切板(4)は、中心軸(2)に直交する面から時計回りに傾いて取り付けられている。
なお、仕切板(4)の傾き方向が本実施の形態と逆の場合でも、被摩砕物(a)の移動は、水流(湿式の場合)や空気流(乾式の場合)によってなされるので、摩砕処理に不具合が生じることはない。
仕切板(4)には、同心円状に配置された複数の部分円弧状の貫通孔(42)が設けられている。貫通孔(42)の円弧幅は、所定粒径未満に摩砕された被摩砕物(a)のみが通過できる大きさに設定されている。貫通孔(42)の円弧幅は、ドラム体(1)の上流側の仕切板(4)から下流側の仕切板(4)に向けて次第に小さくなっていてもよい。
また、仕切板(4)の凸部(43)だけを特に硬い材料(例えば、超硬合金)で構成して、仕切板(4)の摩耗を低減し、耐用期間を延長させることもできる。
なお、凸部(43)に代えて、比較的大きな凹部を設けた凹凸パターンを形成してもよい。その場合にも凸部(43)を設けた凹凸パターンと同様の作用効果が得られる。
摩擦板(5)は、半円筒状のドラム体(1)に対応して、2つの部品に分けられており、ほぼ半円板状の半円板部(50)と、半円板部(50)の外周側を囲むフランジ部(54)とを有している。
半円板部(50)において、2つの摩擦板(5)が組み合わされたものの中心部に相当する位置には、半円状の内縁周部(51)が形成され、内縁周部(51)が中心軸(2)と所定の間隙を隔てて対向する。
摩擦板(5)は、半円筒状のフランジ部(54)の外周部(53)をドラム体(1)の内壁に接触させた状態で、ネジ(図示せず)によりドラム体(1)に取り付けられている。フランジ部(54)には、ネジ用の挿通孔(55)が設けられている。
加えて、摩擦板(5)の半円板部(50)やフランジ部(54)には、図2(b)の部分拡大図に示すように、鋳造、プレス成形などで形成された微細な凹凸パターン(57)が設けられている。
なお、当該摩砕機に適用される摩擦板(5)は平板構造を有しているが、後で説明する変形例のごとく、摩擦板(5)が曲板構造を有していてもよい。また、摩擦板(5)が、全体として円板ではなく、楕円板であってもよい。
したがって、本実施形態では、中心軸(2)が回転し、中心軸(2)に取り付けられた仕切板(4)が回転する一方、ドラム体(1)に取り付けられた摩擦板(5)は静止している。
同図に示すように、仕切板(4)は、図6に示す実線位置から180°回転したときには、図6の破線に示す位置にあり、その後、再び実線位置まで戻るように、回転を繰り返す。その間、仕切板(4)と摩擦板(5)とが接近した狭い領域(Rm)において、被摩砕物(a)が、仕切板(4)と摩擦板(5)との間で強く押しつけられるとともに、仕切板(4)の回転力による摩擦力を受ける。その結果、被摩砕物(a)が摩擦板(5)や仕切板(4)に擦られ、あるいは、被摩砕物(a)同士で擦り合うことにより、被摩砕物(a)の表面に付着したセメント等の異物が効率よく除去される。
被摩砕物(a)は、仕切板(4)および摩擦板(5)の貫通孔(42)、(52)や、摩擦板(5)と中心軸(2)との間のすき間(Sp1)、仕切板(4)とドラム体(1)との間のすき間(Sp2)を通過して、水(b)と共に下流側に送られる。
このとき、仕切板(4)や摩擦板(5)に設けられた多数の貫通孔(42)、(52)のエッジによっても、異物を削り落とす作用が得られるため、異物をより効果的に除去することができる。
例えば、摩擦板(5)のみを回転させ、仕切板(4)を固定してもよい。
その場合、ドラム体(1)のみを回転させることになるが、被摩砕媒体(a)がドラム体(1)の回転から受ける遠心力でドラム体(1)、仕切板(4)、摩擦板(5)と強く衝突しても、ドラム体(1)と摩砕媒体との間の衝突のような大きな騒音は生じない。また、ドラム体(1)の回転によって、被摩砕物(a)に大きな遠心力を与えることができるので、被摩砕物(a)と摩擦板(5)のフランジ部(54)との衝突によって摩砕効率が高められる。
また、仕切板(4)、摩擦板(5)の双方を相対的に逆方向に回転させてもよい。
その場合、仕切板(4)と摩擦板(5)との間に挟み込まれた被摩砕物(a)に作用する摩擦力がより高められるので、摩砕効率を向上させることができる。
第1変形例に係る摩擦板(5)においては、フランジ部(54)が図2(b)に示すよりも広幅に設けられており、たとえば、各摩砕室(6)の中間点まで延びている。このように、フランジ部(54)を広幅にすることにより、被摩砕物(a)が衝突するフランジ部(54)の内側面の面積が広くなるので、摩砕効率を高めることが可能になる。
図2(b)や図5に示す微細な凹凸パターン(57)により、被摩砕物(a)が摩擦板(5)の表面に斜め方向から衝突したときに、摩擦板(5)の表面を滑らずに強く擦られる確率が高くなる。したがって、摩擦板(59)に、微細な凹凸パターン(57)を設けたことにより、被摩砕物(a)の摩砕効率をより高めることができる。
図3には図示されていないが、仕切板(4)にも、微細な凹凸パターンを設けて、被摩砕物(a)の摩砕効率をより高めるようにしてもよい。
ただし、仕切板(4),摩擦板(5)のいずれにおいても、必ずしも微細な凹凸パターンを設ける必要はない。
また、図2(b)や図5には示されていないが、摩擦板(5)にも、仕切板(4)のような凸部や、凹部による大きな凹凸パターンを形成してもよい(後述する変形例参照)。
その場合にも、上述の作用効果が得られる。
ふるい部材(22)の下方には、ふるい部材(22)の網目をくぐった比較的小径の被摩砕物(a1)を受ける案内部材(82)と、案内部材(82)の下方に配置された第1送り装置(8)が配置されている。第1送り装置(9)には、被摩砕物(a1)を図4の紙面の後方に送る第1コンベア部材(81)が取り付けられている。
また、ふるい部材(22)の下流側には、ふるい部材(22)の網目をくぐらずに送られてきた比較的大径の被摩砕物(a2)を受ける第2送り装置(9)が配置されている。
第2送り装置(9)には、被摩砕物(a1)を図4の紙面の前方に送る第2コンベア部材(91)が取り付けられている。
ふるい部材(22)の網目の大きさは、最終的に得ようとする骨材の種類に応じて任意に選択することができる。例えば、砂利と砂とに分別する場合には、例えば5mm程度の大きさの網目を採用することができる。
ふるい部材(22)の材質は、特に限定されないが、一般的には、パンチングメタル(鋼板)が用いられる。
なお、ふるい部材の個数は、2個以上でもよく、それに応じて、3個以上のコンベア部材(送り装置)を配置してもよい。
図7は、摩擦板の第2変形例を示す図であって、(a)は一片の斜視図、(b)は2片を合わせた状態の斜視図である。
第2変形例に係る摩擦板(5)は、図3に示す仕切板(4)と類似形状の半円板部(50)を有している。すなわち、半円板部(50)は中心軸(2)に直交する面に対して傾いた曲面からなり、半円板部(50)には、同心円状に配置された多数の凸部(56)(凹凸パターン)と、同心円状に配置された多数の部分円弧状の貫通孔(52)とが設けられ、内縁周部(51)が中心軸(2)と所定の間隙を隔てて対向する。
貫通孔(52)の円弧幅は、所定粒径未満に摩砕された被摩砕物(a)のみが通過できる大きさに設定されている。
フランジ部(54)は、第1変形例と同様に、広幅に設けられており、フランジ部(54)の外周部(53)がドラム体(1)に接触した状態で、摩擦板(5)がドラム体(1)に取り付けられる。
第3変形例に係る摩擦板(5)は、中心軸(2)に直交する半円板部(50)を有している。半円板部(50)には、同心円状に配置された多数の凸部(56)(凹凸パターン)と、同心円状に配置された多数の部分円弧状の貫通孔(52)とが設けられ、内縁周部(51)が中心軸(2)と所定の間隙を隔てて対向する。
貫通孔(52)の円弧幅は、所定粒径未満に摩砕された被摩砕物(a)のみが通過できる大きさに設定されている。
フランジ部(54)は、第1変形例と同様に、広幅に設けられており、フランジ部(54)の外周部(53)がドラム体(1)に接触した状態で、摩擦板(5)がドラム体(1)に取り付けられる。
第4変形例に係る摩擦板(5)は、図7に示す第2変形例に係る摩擦板(5)とほぼ同
形状の半円板部(50)およびフランジ部(54)を有している。
第4変形例に係る摩擦板(5)が第2変形例に係る摩擦板(5)と異なる点は、中心軸(2)に直交する面に対して半円板部(50)が傾いている方向が逆であることである。
すなわち、第2変形例に係る摩擦板(5)が中心軸(2)に直交する面から時計回りに傾いているのに対し、第4変形例に係る摩擦板(5)は中心軸(2)に直交する面から反時計回りに傾いている。
摩擦板(5)の傾き方向が、第2変形例、第4変形例のいずれであっても、被摩砕物(a)の移動は、水流(湿式の場合)や空気流(乾式の場合)によってなされるので、摩砕処理に不具合が生じることはない。
第4変形例に係る摩擦板(5)を用いる場合にも、仕切板(4)は中心軸(2)に直交していることが好ましい。仕切板(4)が平面構造でも曲面構造でも構わないが、例えば、図2に示す摩擦板(5)の半円板部(50)とほぼ同じ形状の仕切板(4)を用いることができる。
また、両者共に傾いていなくてもよいが、少なくとも仕切板(4)と摩擦板(5)との間に、被摩砕物(a)を挟み込む狭い領域(Rm)が存在していることが好ましい。
図10は、全体構造の変形例に係る摩砕機の部分断面正面図である。
同図に示すように、本変形例に係る摩砕機は、被摩砕物(原料)を投入するホッパー(71)をドラム体(1)の中央部に備え、ドラム体(1)の左右に、排出用ホッパー(21)と、ふるい部材(22)と、モータ(M)とを備えている。
また、一方(図中右側)のふるい部材(22)を回転するために、中心軸(2)とは切り離されたふるい回転軸(2a)を備えており、中心軸(2)とふるい回転軸(2a)とは、軸受け部材(18)により相対的に回転自在に支持されている。
尚、モータ(M)を中心軸(2)の両端部にそれぞれ連結し、左右のモータ(M)を同期させて回転することにより、左右のふるい部材(22)を中心軸(2)と共に回転させる構造としてもよい。この場合は、中心軸(2)とふるい回転軸(2a)は一体とする。 この変形例の構造によれば、原料をドラム体(1)の中央から投入して、左右のふるい部材(22)から排出することにより、処理能力を大幅(約2倍)に向上させることができる。
b 水
1 ドラム体
2 中心軸
22 ふるい部材
4 仕切板
41 中心孔
42 貫通孔
5 摩擦板
50 半円板部
51 内周縁部
52 貫通孔
54 フランジ部
6 摩砕室
8 第1送り装置
81 第1コンベア装置
9 第2送り装置
91 第2コンベア装置
Claims (1)
- 被摩砕物を当該摩砕機内部に取り入れるための投入用ホッパーと、当該摩砕機によって摩砕された被摩砕物を当該摩砕機から排出するための排出用ホッパーを備えた円筒状を呈した回転不能に固定されたドラム体と、
前記ドラム体を筒長方向に貫く中心軸であって、モータによって回転駆動する中心軸と、
前記中心軸の長さ方向に所定間隔で取り付けられて前記ドラム体の内部空間を複数の摩砕室に区画する複数の仕切り板であって、それぞれ前記複数の摩砕室それぞれに配置されてなる、仕切り板と、
前記ドラム体に取り付けられた複数の摩擦板であって、前記複数の仕切り板それぞれに対向する摩擦板、を含む摩砕機であって、
前記摩砕機の下流側の摩砕室の端部に、網目を有するふるい部材が設けられ、
前記仕切り板と前記摩擦板の少なくとも1つが回転自在であり、
前記複数の摩擦板は、それぞれ前記中心軸に対して直交し、
前記複数の仕切り板は、それぞれ略円形の構造を有し、
当該仕切り板の中央孔に前記中心軸が挿通され、
前記複数の仕切り板は、それぞれ前記中心軸に直交する面から傾いて取り付けられ、
前記複数の仕切り板にはそれぞれ第1の貫通孔が設けられ、
前記複数の摩擦板は第2の貫通孔が設けられてなる、摩砕機を用いた摩砕方法であって、
前記摩砕方法は、
(a)前記モータを起動した後、被摩砕物を水と共に前記投入用ホッパーから前記摩砕機に供給する工程、
(b)前記投入用ホッパーから前記摩砕機に供給された被摩砕物を前記複数の摩砕室の各々を順次通過させる摩砕工程と、
(c)前記摩砕工程で摩砕された被摩砕物を前記排出用ホッパーから排出する排出工程と、
(d)前記排出工程により排出された被摩砕物を前記ふるい部材に送り込み、摩砕された被摩砕物を用途に応じた大きさに分別する分別工程と、
を含んでなる、摩砕機を用いた摩砕方法。
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