JP2836629B2

JP2836629B2 - 撹拌式ボールミル

Info

Publication number: JP2836629B2
Application number: JP1297756A
Authority: JP
Inventors: デュルヘルベルト
Original assignee: BARUTAA AIRIHI
Current assignee: BARUTAA AIRIHI
Priority date: 1988-11-18
Filing date: 1989-11-17
Publication date: 1998-12-14
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: BR8905846A; HUT58000A; CS274911B2; KR960013915B1; EP0369149A1; HU206645B; US4998678A; EP0369149B1; KR900007478A; DE3838981A1; DK572889A; DK169773B1; TR24295A; AU620462B2; ZA898693B; RU1820875C; CS648989A2; UA19153A; AU4435589A; JPH02180651A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、粉砕容器が、粉砕室壁によって画成されて
いる筒状の粉砕室と、粉砕室内に配置され突出する撹拌
工具を備えている少なくとも１つの撹拌装置とを有し、
該撹拌装置の軸線が粉砕室の中心縦軸線に平行に延びて
おり、撹拌装置と粉砕容器とがそれぞれ駆動装置により
自らの軸線のまわりに回転駆動可能であり、粉砕室が、
被粉砕物・粉砕補助体混合物内をほぼ自在に移動可能な
粉砕補助体によって部分的に充填されており、粉砕室
が、被粉砕物供給部と、被粉砕物・粉砕補助体・分離装
置を備えた被粉砕物排出部を有している撹拌式ボールミ
ルに関するものである。

〔従来の技術と問題点〕

固形物質を粉砕するための撹拌式ボールミルは以前か
ら知られているが、実際にはいわゆる湿式粉砕にだけ使
用されるのがほとんどである。即ち粉砕されるべき固形
物質を水、溶媒、バインダ溶液等の液体を含んだ懸濁液
または分散液のなかで粉砕し、この場合同時に分散させ
るようにする。いわゆる乾式粉砕のための公知の撹拌式
ボールミル、即ち液体を使用しないで固形物質を粉砕す
る撹拌式ボールミルも使用されるが、実際にはあまり効
果的ではない。

西ドイツ特許第1482391号公報（米国特許第3311310号
公報に対応）からは、ほぼ鉛直方向に配置される筒状の
粉砕容器を備えた撹拌式ボールミルが知られている。こ
の撹拌式ボールミルでは、同心に配置される撹拌装置が
高速回転駆動可能に設けられている。撹拌装置は撹拌軸
を有し、ほぼ半径方向に突出する撹拌工具がリング状の
ディスクまたは撹拌アームとして該撹拌軸に固定されて
いる。粉砕室は粉砕補助体としての砂、またはガラス、
鋼、もしくは他の適当に硬い材料から成る粉砕補助体に
よってその自由体積の75％以下を充填されている。被粉
砕物懸濁液は、ポンプによって粉砕容器の下端から粉砕
室に圧入され、被粉砕物・粉砕補助体分離装置を通過し
た後粉砕室を上端から離れる。被粉砕物・粉砕補助体分
離装置は、粉砕容器のカバーに固定されたリングと、撹
拌軸と共に周回するディスクとを有している。ディスク
とリングの間には、粉砕室から外側へ向けて拡大してい
る分離隙間が形成されている。分離隙間の幅は、使用さ
れる最小の粉砕補助体の直径よりも小さい。隙間の幅
は、リングに対してディスクを軸方向に移動させること
によって調整可能である。この種の分離装置は、分離装
置としての簡単なふるいとは逆に、例えば塗料、チョコ
レート等の高粘性の被粉砕物を粉砕させる。この撹拌式
ボールミルは、水平方向にも、また鉛直方向と水平方向
の適当な中間の位置にも設置することができるが、やは
り固形物質の乾式粉砕は不可能である。この公知の撹拌
式ボールミルは、粉砕室壁を含んでいる温度調整スリー
ブによって取り囲まれている。温度調整スリーブは通常
冷却のために用いられ、即ち粉砕時に使用され熱に変換
されるエネルギーを逃すために用いられる。高粘性の被
粉砕物の場合には、温度が低下すると共に粘性は著しく
増大する。その結果粉砕室壁の領域が集中的に冷却させ
るためこの領域に特に高粘性の被粉砕物から成る境界層
が形成される。この境界層は絶縁作用があるために、粉
砕室内部にある被粉砕物から粉砕室壁への熱伝導を阻害
し、場合によってはほとんど不可能にさせる。このため
この撹拌式ボールミルの使用性は限定されている。

固形物質を乾式粉砕するための撹拌式ボールミルも知
られている。その基本構造は、即ちほぼ鉛直方向に配置
される筒状の粉砕容器と、これに同心に配置され高速回
転駆動可能な撹拌装置と、粉砕補助体による粉砕室の部
分充填とは上記の撹拌式ボールミルの場合と同一であ
る。粉砕されるべき固形物質は下方から空気によって粉
砕室に供給され、空気流の搬送作用により上端から粉砕
室を離れる。各種の実験を試みたところ、粉砕されるべ
き固形物質粒の粉砕室内での滞留時間がかなり分散し、
粉砕結果が極めて不満足であることが判明した。これは
固形物質の粒子の統一性が充分でないためである。さら
に被粉砕物が粉砕室壁に沈積し、ミルの稼働を妨害する
ほど強い錆が生じることになる。

西ドイツ特許第2811899号公報（米国特許第4304362号
公報）からは、隙間状の粉砕室を備えた撹拌式ボールミ
ルが知られている。この場合、回転子と固定子との間に
隙間状の粉砕室が形成されている。この粉砕室の全横断
面は円錐状である。粉砕補助体は回転子または粉砕容器
の表面を転動する。この場合粉砕補助体は自由に運動す
ることができない。従って乾燥粉砕は不可能である。

西ドイツ特許公開第3536454号公報からは、鉱物性の
硬質物質を連続的に微粉砕するための環状隙間式ボール
ミルが知られている。このボールミルでは、閉じた粉砕
容器のなかに１個の回転子が設けられている。回転子の
外面は粉砕容器の内面と共に粉砕隙間を画成している。
この粉砕隙間のなかには粉砕補助体が設けられる。回転
子の上面と下面は互いに逆方向に先細りになっている。
この場合回転子ばかりでなく粉砕容器も回転駆動され
る。粉砕隙間の幅を調整するため、回転子または粉砕容
器をその中心軸線に対して横に移動させることができ、
それによって回転子と粉砕容器の偏心率を可変にするこ
とができる。このボールミルも粉砕補助体の自由な運動
は保証されていない。

西ドイツ特許公告第1223236号公報から公知のこの種
の撹拌式ボールミルでは、粉砕補助体に作用する遠心力
が該粉砕補助体を半径方向にて内側にある被粉砕物排出
口のほうへ流動しないようにするため、粉砕容器は撹拌
装置の軸線と同心の該粉砕容器の中心縦軸線のまわりに
回転駆動可能になっている。よって粉砕補助体は撹拌工
具の作用を充分に受けず、その結果このボールミルの粉
砕効果は極めて小さい。乾燥粉砕の場合には、被粉砕物
と粉砕補助体が回転している粉砕室内壁に付着する恐れ
があり、従って被粉砕物と粉砕補助体とは相対運動を実
施しない。

西ドイツ特許第2806315号公報（米国特許第4243183号
公報）からは選別式粉砕装置が知られている。この粉砕
装置は内部に回転子を配置したドラムを有し、体積が大
きく、かさばり、粗く硬質の材料を加工、選別、混合、
粉砕するために使用される。このため回転子はスリット
工具を備えている。スリット工具は粉砕されるべき材料
に衝突してこれを粉砕する。もろい材料は主に衝突の作
用を受け、粘性のある材料は引き裂かれる。この粉砕装
置には付加的にボールを装入することができる。この場
合には回転子のスリット工具は遠心分離工具の用を成
す。ボールは粉砕手段だけの用を成し、特に粉砕される
べき材料の表面に作用をおよぼす。従って撹拌式ボール
ミルのような微粉砕は不可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、湿式粉砕も乾式粉砕も可能であるよ
うにすることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するため、撹拌装置の軸線
が粉砕室の中心縦軸線に対して所定の偏心率e,e′で偏
心していること、粉砕室壁の領域で、中心縦軸線の方に
開いている転向面を有する位置固定の少なくとも１つの
転向体が設けられ、該転向体は、粉砕室壁から粉砕室内
に向けられ、粉砕室の長さの大部分にわたって且つその
中心縦軸線に対し平行に延びていること、転向体が粉砕
室の狭くなった横断面の領域への移行範囲に配置され、
その際、撹拌軸線が上記狭くなった横断面の領域に配置
され、該狭くなった横断面の領域が、中心縦軸線と撹拌
軸線によって指定される面に対して法線方向に位置し且
つ該中心縦軸線を通って位置する面によって画定される
関係となることを特徴とするものである。

〔発明の効果及び作用〕

本発明によれば、撹拌式ボールミルに対して通常行な
われる湿式粉砕もいわゆる乾式粉砕も実施することがで
きる。撹拌装置を粉砕室に対して偏心して配置すること
により、粉砕補助体が自由に運動することが保証される
ばかりでなく、圧縮・分散ゾーンが形成される。この圧
縮・分散ゾーンにより熱の伝導が改善され、容器内壁へ
の付着を防止することができる。従って撹拌装置を粉砕
室に対して偏心して配置することと、粉砕室壁を独自に
回転運動させることは重要である。この場合粉砕室壁の
回転数、即ち周速は個々の被粉砕物粒子の負荷頻度に対
して重要であり、一方撹拌装置の回転数は処理の集中性
に対して重要である。即ち粉砕効果を最適にするため、
粉砕容器の回転数は撹拌装置の回転数に同調される。

粉砕容器を回転運動させ、撹拌軸を粉砕室に対して偏
心して配置することにより、被粉砕物・粉砕補助体混合
物は、狭くなって粉砕負荷が最も高くなっている横断面
領域へ強制的に搬送される。粉砕室壁の周速を一定にし
て撹拌軸の回転数を上昇させると、剪断力がより高くな
り、従って大きな剪断応力を必要とする被粉砕物の場合
には、剪断効果が大きくなる。粉砕室壁の周速を上昇さ
せると、粉砕補助体に作用する遠心加速度がより大きく
なり、粉砕補助体と粗い被粉砕物とが粉砕室壁の領域で
圧縮される。その結果比較的粗く、強い粉砕を必要とす
る非粉砕粒子は特に集中的に粉砕作用に曝される。撹拌
装置が粉砕室に対して偏心していることも粉砕にとって
重要である。偏心率が大きいと、即ち撹拌装置の外周と
粉砕室壁の半径方向における間隔が小さいと、粉砕容器
と撹拌装置の回転運動によって生じる剪断力が空間的に
狭い範囲で被粉砕物に作用を及ぼす。鎌状、スリット状
の集中粉砕室、即ち横断面が狭くなっていて被粉砕物が
回転する粉砕容器の搬送作用により通過しなければなら
ない粉砕室の一部分の影響力は強制的に増大する。被粉
砕物は、負荷が最も高くなっている領域を通過後、同様
に横断面が狭くなっているいわゆる分散ゾーンに達す
る。分散ゾーンでは、粉砕された被粉砕物の新たにつく
られた表面が例えば液体で加湿され、その結果再集合が
阻止されるばかりでなく、被粉砕物懸濁液または被粉砕
物分散液が安定する。この粉砕効果とされに続く分散効
果は反復される。乾式粉砕の場合も、撹拌装置と粉砕室
壁の間の横断面が最も狭くなっている領域に続く領域で
の再集合も防止される。

粉砕室壁に付設される転向体は同時にスクレーパの用
をも成すが、この転向体により、被粉砕物・粉砕補助体
流動物は粉砕負荷が最適になっている領域へ案内され
る。これによって上述した効果はさらに最適になる。転
向体の配置及び構成に関する詳細は、実施態様項１乃至
３に記載されている。偏心率の数値範囲は実施態様項５
に記載されている。

回転する粉砕室壁と撹拌装置との協働による上記の粉
砕効果と分散効果は実施態様項５又は６に記載の転向体
の配置によって最適となる。これによって特に集中的な
流動が生じるからである。

撹拌式ボールミルを水平に配置する場合、即ち粉砕容
器を横置きにする場合、実施態様項７に記載の構成によ
り、転向体は被粉砕物の集中度が特に小さくなっている
領域に配置されることになる。

実施態様項８及び９により、被粉砕物の異なる成分を
粉砕室の異なる位置に、従って粉砕の異なる時点で粉砕
過程に提供することができる。

実施態様項11に記載の項は、特に実施態様項12の構成
で補完することにより、乾式粉砕において有利である。
撹拌装置と粉砕容器の回転数を目的に応じて調整するこ
とにより、被粉砕物・粉砕補助体混合物のラッパ状の表
面の特に好都合な形状が得られる。さらに粉砕容器を回
転運転させることによってある種の精選過程が得られ、
粗い粒子ほど粉砕室の半径方向にて外側の領域へ達す
る。これによって半径方向にて外側の領域における粉砕
補助体の集中度が高くなって、粉砕過程が改善される。
洗浄空気の供給は精選過程にとって有利である。

実施態様項13にしたがって粉砕室底部を粉砕室の中心
縦軸線の方向へ移動可能に構成すると、粉砕室への粉砕
補助体の充填を、従って粉砕効果を変化させることがで
きる。さらに実施態様項11及び12に記載の構成に関連し
て、被粉砕物・粉砕補助体混合物のラッパ状の表面と吸
い出し装置との相対間隔を調整することができる。

実施態様項15ないし17に記載の構成により、粉砕を特
に集中的に行なうことができる。

実施態様項18及び19に記載の構成により、乾式粉砕ま
たは粘性が極めて高い被粉砕物の湿式粉砕が可能にな
る。この場合実施態様項20ないし23に記載の構成によ
り、分離隙間の幅を好都合に調整することができるばか
りでなく、粉砕補助体を粉砕室から排出させることがで
きる。

本発明による構成は、被粉砕物が常時供給され、これ
に対応して粉砕された被粉砕物を取り出すようにした連
続的に作動する撹拌式ボールミル全般に適用することが
できるが、チャージ式に作動する撹拌式ボールミルにも
適用することができる。しかし本発明による構成は、連
続的に作動する撹拌式ボールミルに適用したほうがより
効果的である。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明す
る。

第１図に図示した撹拌式ボールミルは、ほぼ筒状の粉
砕容器１を有している。粉砕容器１は温度調整スリーブ
２を備えている。温度調整スリーブ２には温度調整媒
体、即ち冷却媒体或いは加熱媒体のための供給部３及び
排出部４が通じている。温度調整媒体は、貫流方向を示
す矢印15にしたがって温度調整スリーブ２を貫流する。
筒状の粉砕容器１の中心縦軸線６は鉛直方向に延び、即
ち粉砕容器１は鉛直方向に立っている。粉砕容器１は、
中心縦軸線６に垂直に延びる底部７によってその下部を
閉鎖されている。粉砕容器１は、中心縦軸線６に同心に
配置されスラスト玉軸受として形成された回転軸受８を
介して、簡単に図示した基台９で支持されている。即ち
粉砕容器１はその中心縦軸線６の周りに回転可能であ
る。粉砕容器１を回転駆動するために、基台９で支持さ
れる粉砕容器駆動モータ10が設けられている。駆動モー
タ10の軸11は中心縦軸線６に平行に配置され、摩擦車式
伝動装置12を介して粉砕容器１を駆動する。このため軸
11には摩擦車13が装着されている。摩擦車13は、粉砕容
器１の外面に設けられたリングシリンダ状の摩擦面14に
当接する。リングシリンダ状の摩擦面14と摩擦車13の直
径が大きく異なっているので、粉砕容器１の駆動を比較
的低速で行なうことができる。

粉砕容器１内には撹拌装置15が設けられている。撹拌
装置15は、大体において通常どおりに撹拌軸16と、該撹
拌軸16に設けられる撹拌工具17から構成されている。撹
拌工具17は、貫通孔18を備えた撹拌ディスクである。撹
拌軸16は、底部７とは逆の側の上部領域において、撹拌
軸軸受19で片持ち式に支持されている。軸受19は、基台
９で図示していない態様で回転不能に支持される端面側
のカバー20で保持されている。カバー20と粉砕容器カバ
ー21との間にはパッキン22が配置されている。このパッ
キン22は、中心縦軸線６に同心に設けられている。

撹拌装置15は、基台９と図示していない態様で結合さ
れる撹拌装置駆動モータ23によって駆動される。駆動モ
ータ23の軸24は撹拌装置軸線25に平行に延びている。こ
の駆動はベルト伝動装置26により撹拌軸16に伝えられ
る。撹拌装置軸線25と中心縦軸線６とは互いに平行に延
びており、且つ偏心率ｅだけ互いにずれている。

粉砕容器１の回転不能なカバー20には、種々の成分を
供給するための供給装置が設けられている。これらの供
給装置は粉砕容器１内に収納され操作される。本実施例
の場合は供給スクリュー27である。この供給スクリュー
27により、装入ホッパー28を介して供給された被粉砕固
形物質が供給管29内へ搬送され、該供給管29を通って粉
砕容器１内にある粉砕室30へ搬送される。さらに供給管
31が設けられている。供給管31はカバー20を通って粉砕
室30内部へ案内され、ポンプ32により液体が供給され
る。粉砕室30は少なくとも50％粉砕補助体33で充填され
る。この記載は、空の粉砕室30内での粉砕補助体33の流
し込み体積を表している。空の粉砕室30は、粉砕容器１
内にある撹拌装置15の体積を除いた粉砕容器１の体積に
等しい。

被粉砕物は粉砕室30から下方へ流れて被粉砕物排出ダ
クト34から排出される。粉砕補助体33を粉砕室30内にあ
る被粉砕物から分離させるために、環状隙間分離装置35
が設けられている。環状隙間分離装置35では、粉砕容器
１の底部７に中心縦軸線６に同心に設けられ粉砕容器１
と共に回転するリング36とディスク37との間に分離隙間
38が形成されている。分離隙間38の幅ａは、使用される
最小の粉砕補助体33の直径ｂよりもかなり小さい。通常
幅ａは最小の直径ｂの半分以下である。ディスク37は、
図示していない駆動装置により中心縦軸線６の周りに回
転駆動可能である。さらにディスク37は中心縦軸線６の
方向へ移動することができ、これにより、分離隙間38が
截頭円錐状に形成されているので分離隙間38の幅ａを変
えることができる。この種の環状隙間分離装置35は撹拌
式ミルの場合一般に公知である。

温度調整媒体の供給部３による供給と排出部４による
排出は、通常の管回転連結部39を介して行なう。管回路
連結部39は、パッキン40により基台９に対して密封され
ている。

粉砕室30には転向体41が設けられている。転向体41
は、粉砕室30を外部に対して境界づけている粉砕容器１
の筒状の粉砕室壁42に、或いはその近くに設けられてい
る。転向体41は、ほぼ筒状の粉砕室壁42の長さ方向に延
びている。また転向体41は、半径方向にてほぼ内側に延
びる上部の保持アーム43により、回転不能なカバー20と
結合され、即ちこれに固定された軸受19と結合されてい
る。特に第２図と第３図からわかるように、平坦にまた
は場合によっては湾曲して形成される中心縦軸線６側の
転向面44を具備する転向体41は、半径方向にも筒状の粉
砕室壁42に対して接線方向にも配置されておらず、粉砕
室壁42の接線45と角度ｃを成すように設置されている。
角度ｃは10゜ないし50゜である。さらに転向体41は、衝
突する被粉砕物と粉砕補助体の流動を半径方向にて内側
に転向させるように配置されている。このため転向体41
はもちろん十分に硬く、即ち頑丈に形成されている。転
向体41は粉砕室壁42側に尖端46を有し、その結果転向体
41は粉砕室壁42のスクレーパの用をも成す。転向体41の
横断面での幅ｆは粉砕室30の直径Ｄのほぼ５％ないし20
％である。偏心率ｅは粉砕室の直径Ｄのほぼ2.5％ない
し15％である。撹拌装置15の直径ｄに対しては条件Ｄ＞
ｄ＋ｅが適用される。転向体41は上部から下部へ先細り
になっており、即ちその幅ｆは底部７の付近で上端より
も狭くなっている。これは粉砕補助体33の押圧、特に撹
拌式ボールミル始動時の押圧を避けるためである。幅ｆ
の前記範囲は、転向体41の幅広端部及び幅狭端部に関わ
っている。

撹拌装置15の回転方向47は、通常粉砕容器１の回転方
向48とは逆方向である（第２図を参照）。一般には、撹
拌装置15の周速を粉砕室壁42の周速よりも大きくして、
撹拌装置15の領域で、特に撹拌工具17の間の領域で被粉
砕物の流動速度をより高くする必要がある。なぜなら、
この領域での被粉砕物に対する流動横断面積は撹拌工具
17が設けられているために減少しているからである。一
方撹拌装置15の回転方向47′を粉砕容器１の回転方向48
と同方向にすることもできる（第３図参照）。このよう
な粉砕容器１と撹拌装置15の同方向駆動は、被粉砕物の
流動がスムーズでない場合に合目的である。なぜならこ
れによって、流動性に難がある被粉砕物が特定の領域で
転動だけを行なうことを阻止することができるからであ
る。これは、粉砕容器１と撹拌装置15とを逆方向に駆動
する場合に逆方向の流動が互いにぶつかりあう際に生じ
る。同方向の駆動の場合、撹拌装置15と粉砕室壁42の間
の粉砕室の横断面が狭くなっている領域で、撹拌装置15
が粉砕容器に対して偏心して配置されているのでポンプ
効果が生じる。このポンプ効果によって被粉砕物が局所
的に転動することが防止される。

逆方向駆動の場合、第２図からわかるように、転向体
41は粉砕室壁42と撹拌装置15の間の狭くなっている横断
面領域49の入口に配置されている。狭くなっている横断
面領域49は粉砕室の半分であり、ここに撹拌装置15が配
置され、且つ中心縦軸線６を含む（仮想の）中心縦面が
画成される。この中心縦面は、軸線６と25を含む面に対
して法線方向に位置している。同方向駆動の場合には、
第３図からわかるように、転向体41は狭くなっている横
断面領域49の出口に配置されている。生じる流動を流動
方向を示す矢印50（第２図）或いは50′（第３図）で示
した。

粉砕効果は、通常のように、粉砕補助体33が撹拌装置
15或いは粉砕室壁42によって加速または減速され、被粉
砕物内にある固形物質が粉砕補助体33の運動によって粉
砕され、液体内で分散されることによって行なわれる。
撹拌装置15と粉砕室壁42との最小間隔ｈ、即ち各撹拌工
具15の外端と粉砕室壁42との最小の間隔は粉砕室30の直
径Ｄの３％ないし15％の範囲内である。さらに図からわ
かるように、撹拌装置15の全体積は粉砕室30の体積に比
べて小さい。どのような場合も粉砕室30の体積の高々20
％である。通常は撹拌装置15の体積は粉砕室30の体積の
10％以下である。

次に説明する実施例では、上記の実施例における構成
要素と同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明は省
略することにする。また第４図に図示した実施例で、上
記実施例の構成要素と機能が同じで構成がわずかに異な
っている構成要素には符号にａを追加し、詳細には説明
しないことにする。

第４図に図示した撹拌式ボールミルにおいては、被粉
砕物は懸濁液であり、即ち液体に懸濁された固形物質で
あり、被粉砕物ポンプ51により被粉砕物供給管52を介し
て粉砕容器の底部7aを通じて供給される。この供給は公
知の管回転連結部39aを用いて行なう。この管回転連結
部39aには温度調整媒体のための供給部３及び排出部４
も案内されている。粉砕された被粉砕物の排出は、粉砕
容器の上部領域において環状隙間分離装置53によって行
なう。この環状隙間分離装置53は分離隙間54を有し、該
分離隙間54は、粉砕容器1aの上面に固定されるリング55
と、撹拌軸軸受19に装着されたカバーディスク56との間
に形成されている。この分離隙間54の幅と最小の粉砕補
助体33の直径との比は第１図の実施例で説明したことが
適用される。粉砕補助体33から自由になった被粉砕物は
環状隙間分離装置53の後方でリング状の排出カップ57の
なかへ流動し、ここから排出溝58へ達する。この構成の
場合軸受19は担持アーム59によって基台９に固定されて
いる。転向体41aはカバーディスク56に固定され、従っ
て粉砕容器1a及び撹拌軸15に対しても位置固定されてい
る。

第５図の実施例を説明するにあたっても、上記の構成
要素と機能が同じであるが、構成がわずかに異なってい
る構成要素に対しては符号にｂを付し、新たな説明は省
略する。粉砕容器1bは図面を簡単にするため温度調整ス
リーブだけを図示した。粉砕容器1bは、撹拌軸軸受19に
固定されているカバー20bに被粉砕物供給穴60を有して
いる。この被粉砕物供給穴60を通って被粉砕物は乾燥し
た固形物質として、または予め混合された懸濁液とし
て、即ち固形物質と液体を別々に添加した流動体として
粉砕室30に供給される。軸受19は、従ってカバー20b
も、簡単に図示した担持アーム59によって基台9bに対し
て支持されている。

粉砕容器1bの底部7bには、粉砕容器1bの中心縦軸線６
に同心に被粉砕物・粉砕補助体分離装置61が設けられて
いる。被粉砕物・粉砕補助体分離装置61は、底部7bに挿
着された排出板62を有している。その排出穴63の直径は
ｇで、粉砕補助体33の直径ｂよりもかなり大きい。さら
に排出板62の下方には密閉板64が設けられている。密閉
板64は回転軸受65を介してアングルレバー66で支持され
ている。アングルレバー66はその中央の旋回支持部材67
により基台9bに旋回可能に支持されている。アングルレ
バー66の他端には、空気圧または液圧で作動可能なピス
トン・シリンダ駆動装置として形成されている位置調整
駆動装置68が係合している。位置調整駆動装置68も同様
に基台9bで支持されている。排出板62の排出穴63は截頭
円錐状に拡大されており、即ち下方へ円錐形になってい
る。排出穴63には、これに対応する充填体69が配置され
ている。充填体69は密閉板64上に設けられている。位置
調整駆動装置68を適宜操作することによって密閉板64を
次の位置へもたらすと、各充填体69はそれぞれ排出板64
の１つの排出穴63を塞ぐ。位置調整駆動装置68を、密閉
板64が排出板62から下方へ完全に離れるように逆の位置
へ移動させると、粉砕補助体33の充填を下方へ排出穴63
によって取り去ることができる。密閉板64を下方へわず
かに取り去ると、分離隙間70が充填体69と排出板62の間
に生じる。分離隙間70は、位置調整駆動装置68を適当に
制御することによって、粉砕補助体33が粉砕室30へ回収
され、一方被粉砕物が下方へ取り去られるようにその大
きさが選定されている。即ち位置調整駆動装置68の制御
に応じて分離隙間70の幅ａを調整することができ、従っ
て被粉砕物の排出速度を調整することができる。

転向体41bは、その保持アーム43bを介してカバー20b
で旋回可能に支持されている。旋回運動は、空気圧また
は液圧で作動可能なピストン・シリンダ駆動装置として
形成されている旋回駆動装置71を用いて行なう。旋回駆
動装置71は基台9bに固定されている。回転しないカバー
20bと回転駆動可能な粉砕容器1bとの間のパッキンは、
滑りリングパッキン72（第５図の右側を参照）またはリ
ップパッキン73（第５図の左側を参照）を用いて行な
う。

第５図の実施例では、回転軸受８は直接基台9bに支持
されているのではなく、計量テーブル74で支持されてい
る。計算テーブル74は枢着支持部75（例えばいわゆる刃
状支持部）及び重量測定装置76（例えばいわゆるロード
セル）を介して基台9bで支持されている。重量測定装置
76により、ボールミルの全重量が被粉砕物・粉砕補助体
をも含めて常に一定になるように、即ち粉砕室30の被粉
砕物充填レベル78が一定に保持されるように、位置調整
駆動装置68が調整器77を介して制御される。換言すれ
ば、単位時間当たりに排出される被粉砕物の量が単位時
間当たりに供給される量と成分上等しくなるように被粉
砕物の排出量が制御される。

第６図に図示した実施例の場合も、機能が同じで構成
がわずかに異なっている構成要素には符号にｃを付し、
特に説明はしない。

第６図の実施例では、粉砕容器1cの底部7cは完全に閉
塞されている。被粉砕物の排出は、第４図の実施例の場
合と同様に行なわれる。被粉砕物を供給するため、転向
体41cには供給ダクト80が設けられている。供給ダクト8
0は、外部からカバーディスク56へ案内される供給管に
接続され、その供給穴82は底部7cの近くにある。転向体
41cには他の供給ダクト83が設けられている。供給ダク
ト83も同様に外部の供給管84に接続され、その供給穴85
は、底部7cのかなり上方の、粉砕室30の軸線方向にて中
央部で粉砕室30に通じている。この第２の供給ダクト83
によって例えば他の成分が供給される。この他の成分
は、第１の供給ダクト80の底部7c付近に供給された被粉
砕物成分がすでにある一定の粉砕過程を蒙ったときに供
給される。

第７図の実施例の場合も、前記実施例の構成要素と機
能が同じで構成がわずかに異なっている構成要素に対し
ては符号にｄを付ける。粉砕容器1dのカバー20dには被
粉砕物供給穴60dが形成されている。底部7dは完全に閉
塞している。転向体41dは中空に形成されている。この
中空空間は被粉砕物排出ダクト86を形成している。この
被粉砕物排出ダクト86の被粉砕物流入穴87は底部7cの近
くにある。被粉砕物流入穴87は分離装置88、例えばふる
いで閉塞されている。分離装置88は被粉砕物を通過させ
るが、粉砕補助体33を粉砕室30内に抑止させる。被粉砕
物は排出ダクト86を通って外側の被粉砕物排出管89内へ
流れる。排出ダクト86は、第６図の実施例における供給
ダクト80,83と同様に、わずか数ミリメートルの幅を有
しているにすぎない。従って転向体41d或いは転向体41c
の横断面は、他の実施例による閉じた構成に対し変える
必要はない。

第８図の実施例では、上記の実施例と構成が異なって
機能が同じ構成要素には符号にｅを付すことにする。粉
砕容器1eは底部7eによって閉塞されている。底部7eに
は、中心軸線６に同心に、該中心縦軸線６の方向へ移動
可能な案内棒91のための移動案内部90が形成されてい
る。案内棒91には、粉砕室30eを画成している粉砕室底
部92が固定されている。図示していない駆動装置により
案内棒91を適当に移動させることにより、粉砕室底部92
は中心縦軸線６の方向へ位置調整される。それによって
粉砕室30eの体積が増減する。撹拌装置15eの撹拌工具17
は簡略に図示されている。撹拌軸16eは中空に形成さ
れ、被粉砕物供給ダクト83を有している。被粉砕物供給
ダクト93は、撹拌軸16eの自由端で、即ち粉砕室底部92
の付近で、穴94を通って粉砕室30eに通じている。穴94
に隣接した撹拌工具17を回転運動させることにより、被
粉砕物供給ダクト93を通って供給された被粉砕物は即座
に集中的に粉砕補助体33から成るベッドと結合する。

粉砕容器1eと撹拌装置15eを回転運動させることによ
り、被粉砕物と粉砕補助体の混合物の表面95はいわゆる
龍巻を形成する。即ち表面95はほぼらっぱ状になる。つ
まり表面95と上部カバー20eの間には、被粉砕物及び／
または補助補助体33によって充填されない自由空間96が
生じる。この自由空間96には、回転しないカバー20eに
取付けられ該カバー20eを貫通して案内される吸入管97
が設けられている。吸入管97は、前記表面95側の下面
に、粉砕補助体33を通過させないふるい穴98を有してい
る。吸入管97によって被粉砕物或いは被粉砕物の微粒成
分が吸い出される。さらにカバー20eには、自由空間96
へ案内されている洗浄空気用接続部99が設けられてい
る。洗浄空気用接続部99により洗浄空気が自由空間96内
へ吹き込まれ、洗浄空気は詰まったふるい穴98を開口さ
せる。

昇降床として用いられる粉砕室底部92は、粉砕室30e
内での粉砕補助体33のパック密度をいろいろに調整する
用をなすばかりでなく、被粉砕物と粉砕補助体の混合物
の表面95と、吸込管97のふるい穴98との間隔を生じさせ
る用をも成す。第８図には転向体は図示されていない
が、第４図の実施例の場合と同一に構成されている。

第９図から第11図までに図示した実施例の場合も、前
記実施例の場合と機能が同じで構成が異なっている構成
要素には符号にｆを付した。この実施例の撹拌式ボール
ミルは、これまでの実施例のような縦型のボールミルで
はなく、いわゆる横型のボールミルである。即ち粉砕容
器1fの中心縦軸線6fは水平に延びている。撹拌装置15f
の軸線25fも同様である。撹拌軸16は同様に片持ち式に
撹拌軸軸受19fで支持されている。撹拌軸軸受19fは、担
持アーム59fによって基台9fに支持されている。撹拌工
具17fは撹拌アームとして形成されている。

粉砕容器1fは、撹拌軸軸受19fの領域で支持ローラ10
により機台9fに対して支持されている。粉砕容器1fは、
端面を形成している底部7fとは逆の側の領域に、中心縦
軸線6fに同心に配置される中空のジャーナル101を具備
している。ジャーナル101は軸受102を介して機台9fに対
して支持されている。中空のジャーナル101を貫通して
被粉砕物供給管52fが案内され、該被粉砕物供給管52fを
通って被粉砕物が粉砕室30fに供給される。粉砕した被
粉砕物の排出は、カバーディスク56fとリング55fとの間
に形成された環状隙間分離装置53fによって行なう。粉
砕容器1fの回転駆動は、この実施例の場合も粉砕容器駆
動モータ10と摩擦車式伝動装置56fとを介して行なう。
転向体41fは、粉砕容器1fと撹拌装置15fとを逆方向応に
回転させる場合（第10図参照）も、同方向に回転させる
場合（第11図を参照）も、上部領域に配置され、即ち粉
砕容器1fの頂部線の領域に配置される。この領域では粉
砕補助体33に作用する重力のために粉砕補助体33の集中
度は最も小さい。転向体41の配置に関する他の点は、第
１図から第３図までの実施例で述べたことに同じであ
る。

第12図と第13図に図示した実施例の場合も、機能が同
じで構成が異なっている構成要素には符号にｇを付すこ
とにする。粉砕容器1gには撹拌装置15gが配置され、該
撹拌装置15gは半径方向に突出する棒材として形成され
た撹拌工具17gを備えている。カバー20gには、撹拌軸軸
受103を介して第２の撹拌装置104が支持されている。こ
の第２の撹拌装置104は撹拌軸105と撹拌工具106とを有
している。撹拌工具106は撹拌装置15gの撹拌工具17gと
半径方向でオーバーラップしており、衝突を避けるため
撹拌装置15gに対して軸方向にずらして配置されてい
る。撹拌装置15g直径ｄと撹拌装置104の直径ｄ′とは異
なっている。第２の撹拌装置104の駆動はベルト伝動装
置107を介して図示していないモータにより行なう。粉
砕容器1gの中心縦軸線6gに対する第２の撹拌装置104の
中心縦軸線108の偏心率ｅ′は、前記偏心率ｅとは異な
る。第13図からわかるように、粉砕容器1gと撹拌装置15
gと撹拌装置104とは同方向に回転する。図では第２の撹
拌装置104の回転方向を109で示した。もちろん逆方向の
回転を任意に組み合わせることも可能である。

撹拌装置15gと粉砕室壁面との間隔に関する前記記載
は、第２の撹拌装置104に対しても適用される。また両
撹拌装置15gと104に対しては、その全体積が粉砕室30g
の体積の高々20％であるという前記記載も適用される。

次に、本発明の実施態様を列記しておく。

（１）転向体41の稜（尖端46）が粉砕室壁42の付近まで
達していることを特徴とする、請求項１に記載の撹拌式
ボールミル。

（２）転向体41の転向面44が粉砕室壁42の接線45と10゜
ないし50゜の角度ｃで交わっていることを特徴とする、
請求項１に記載の撹拌式ボールミル。

（３）転向体41が粉砕室33の定置の境界壁に旋回可能に
支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の撹
拌式ボールミル。

（４）転向体41の転向面44が、粉砕容器１の回転方向48
に関して、転向体41の稜（尖端46）の下流側に配置さ
れ、粉砕容器１の回転方向48と撹拌装置15の回転方向47
とが互いに逆方向であり、転向体41が粉砕容器１の回転
方向48に関して、上記狭くなる横断面の領域49の入口に
配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の撹
拌式ボールミル。

（５）転向体41の転向面44が、粉砕容器１の回転方向48
に関して、転向体41の稜（尖端46）の下流側に配置さ
れ、粉砕容器１の回転方向48と撹拌装置15の回転方向47
とが互いに同方向であり、転向体41が粉砕容器１の回転
方向48に関して、上記狭くなる横断面の領域49の出口に
配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の撹
拌式ボールミル。

（６）転向体41の転向面44が、粉砕容器１の回転方向48
に関して、転向体41の稜（尖端46）の下流側に配置さ
れ、撹拌軸線25fと中心縦軸線6fがほぼ水平方向に延び
ていて、転向体41が粉砕室30fの上部領域に配置されて
いることを特徴とする、請求項１に記載の撹拌式ボール
ミル。

（７）転向体41c内に、被粉砕物のための少なくとも１
つの供給ダクト80,83が形成され、該供給ダクト80,83は
その供給穴82,85によって粉砕室30に通じ、且つ被粉砕
物供給部81,84に接続していることを特徴とする、請求
項１に記載の撹拌式ボールミル。

（８）複数個の供給ダクト80,83が設けられ、該供給ダ
クト80,83の供給穴82,85が互いに間隔をもって粉砕室30
に通じていることを特徴とする、上記第７項に記載の撹
拌式ボールミル。

（９）転向体41d内に被粉砕物排出ダクト86が形成さ
れ、該被粉砕物排出ダクト86は被粉砕物流入穴87を介し
て粉砕室30に連通し、被粉砕物流入穴87には被粉砕物／
粉砕補助体分離装置88が配置されていることを特徴とす
る、請求項１に記載の撹拌式ボールミル。

（10）撹拌軸線25eと粉砕室30eの中心縦軸線６がほぼ鉛
直方向に配置されていること、被粉砕物／粉砕補助体混
合物で充填されない粉砕室30eの上部領域に、被粉砕物
微成分のための吸い出し装置（吸い出し管97）が配置さ
れていることを特徴とする、請求項１に記載の撹拌式ボ
ールミル。

（11）自由空間96に、洗浄空気供給用の接続部99が通じ
ていることを特徴とする、上記第10項に記載の撹拌式ボ
ールミル。

（12）粉砕室30eを画成している粉砕室底部92が中心縦
軸線６の方向に移動可能に形成されていることを特徴と
する、請求項１または上記第10項に記載の撹拌式ボール
ミル。

（13）撹拌装置15が被粉砕物供給ダクト93を具備し、該
被粉砕物供給ダクト93が、粉砕室30eを画成している底
部92の領域で穴94によって粉砕室30eに通じていること
を特徴とする請求項１または上記第10項に記載の撹拌式
ボールミル。

（14）粉砕室30g内に複数個の撹拌装置15g,104が配置さ
れ、該撹拌装置15g,104の撹拌軸線25,108が粉砕室30gの
中心縦軸線6gに対して異なった偏心率e,e′を有してい
ることを特徴とする、請求項１に記載の撹拌式ボールミ
ル。

（15）撹拌装置15g,104の撹拌工具17g,106が軸方向に互
いにずれており、且つ互いに半径方向にてオーバーラッ
プしていることを特徴とする、上記第14項に記載の撹拌
式ボールミル。

（16）撹拌装置15g,104が異なる直径d,d′を有している
ことを特徴とする、上記第14項に記載の撹拌式ボールミ
ル。

（17）撹拌軸線25と粉砕室30の中心縦軸線６がほぼ鉛直
方向に配置されていること、被粉砕物供給部が上部カバ
ー20に配置され、被粉砕物／粉砕補助体分離装置35,61
が対向する下部底部７に配置されていることを特徴とす
る、請求項１に記載の撹拌式ボールミル。

（18）被粉砕物／粉砕補助体分離装置35が、粉砕容器１
を取り囲むリング40とディスク37との間に形成され円錐
状に延びている分離隙間38として形成され、分離隙間38
の隙間幅ａを変化させるため、ディスク（37）が中心縦
軸線６の方向に移動可能に形成されていることを特徴と
する、上記第17項に記載の撹拌式ボールミル。

（19）ディスク37がリング40に対して相対的に回転駆動
可能であることを特徴とする、上記第18項に記載の撹拌
式ボールミル。

（20）被粉砕物／粉砕補助体分離装置61が複数個の出口
63を備え、該出口の直径ｇが最も大きな粉砕補助体33の
直径ｂよりも大きいこと、出口63に対して位置調整可能
な、即ち出口63から下方へ離隔可能な密閉板64が設けら
れていることを特徴とする、上記第17項に記載の撹拌式
ボールミル。

（21）密閉板64が回転自在に支持されていることを特徴
とする、上記第20項に記載の撹拌式ボールミル。

（22）出口63が下方へ截頭円錐状に拡がるように形成さ
れていること、密閉板64に、形状の点で且つ横断面の点
で出口63に適合した充填体69が配置され、該充填体69と
出口63の間に、密閉板64を出口63に対して相対的に位置
調整することにより、異なる幅ａの分離隙間70が形成可
能であることを特徴とする、上記第21項に記載の撹拌式
ボールミル。

（23）転向体41が上方から下方へ先細りになっているこ
とを特徴とする、粉砕容器１が中心縦軸線６がほぼ鉛直
方向に配置されている請求項１に記載の撹拌式ボールミ
ル。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撹拌式ボールミルの鉛直方向の中
心縦断面図、第２図は粉砕容器と撹拌装置が互いに逆方
向に駆動される第１図の撹拌式ボールミルの横断面図、
第３図は粉砕容器と撹拌装置が互いに同方向に駆動され
る第１図の撹拌式ボールミルの横断面図、第４図は本発
明による撹拌式ボールミルの第２実施例の鉛直方向の中
心縦断面図、第５図は本発明による撹拌式ボールミルの
第３実施例の鉛直方向の中心縦断面図、第６図は本発明
による撹拌式ボールミルの第４実施例の鉛直方向の中心
縦断面図、第７図は本発明による撹拌式ボールミルの第
５実施例の鉛直方向の中心縦断面図、第８図は本発明に
よる撹拌式ボールミルの第６実施例の鉛直方向の中心縦
断面図、第９図は本発明による撹拌式ボールミルの第７
実施例の鉛直方向の中心縦断面図、第10図は粉砕容器と
撹拌装置が互いに逆方向に駆動される第９図の撹拌式ボ
ールミルの断面図、第11図は粉砕容器と撹拌装置が互い
に同方向に駆動される第９図の撹拌式ボールミルの断面
図、第12図は２つの撹拌装置を備えた本発明による撹拌
式ボールミルの鉛直方向の中心縦断面図、第13図は第12
図の撹拌式ボールミルの水平断面図である。１……粉砕容器 15,104……撹拌装置 17,106……撹拌工具 30……粉砕室 33……粉砕補助体 35,53,61,88,98……被粉砕物・粉砕補助体分離装置 41……転向体 42……粉砕室壁 44……転向面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヘルベルトデュルドイツ連邦共和国ブーヘンウルメンヴェーク 15 (56)参考文献特開昭59−19558（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−61653（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B02C 17/00 - 17/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】粉砕容器（１）が、筒状の粉砕室壁（42）
によって画定されている筒状の粉砕室（30）と、該粉砕
室（30）内に配置され突出する撹拌工具（17,106）を備
えている少なくとも１つの撹拌装置（15,104）とを有
し、該撹拌装置（15,104）の軸線（25,108）が上記粉砕
室（30）の中心縦軸線（６）に平行に延びており、上記
撹拌装置（15,104）と粉砕容器（１）とがそれぞれ駆動
装置により自らの軸線（25,108;6）のまわりに回転駆動
可能であり、上記粉砕室（30）が、被粉砕物／粉砕補助
体の混合物内をほぼ自在に移動可能な粉砕補助体（33）
で部分的に充填されており、上記粉砕室（30）がまた、
被粉砕物供給部（29,52,60,80,83,93）と、被粉砕物／
粉砕補助体分離装置（35,53,61,88,98）を備えた被粉砕
物排出部とを有している撹拌式ボールミルにおいて、上記撹拌装置の軸線（25,108）が粉砕室（30）の中心縦
軸線（６）に対して所定の偏心率（e,e′）で偏心して
いること、粉砕室壁（42）の領域で、中心縦軸線（６）の方に開い
ている転向面（44）を有する位置固定の少なくとも１つ
の転向体（41）が設けられ、該転向体（41）は、粉砕室
壁（42）から粉砕室（30）内に向けられ、粉砕室（30）
の長さの大部分にわたって且つその中心縦軸線（６）に
対し平行に延びていること、上記転向体（41）が粉砕室（30）の狭くなった横断面の
領域（49）への移行範囲に配置され、その際、上記撹拌
軸線（25）が上記狭くなった横断面の領域（49）に配置
され、該狭くなった横断面の領域が、中心縦軸線（６）
と撹拌軸線（25）によって指定される面に対して法線方
向に位置し且つ該中心縦軸線（６）を通って位置する面
によって画定される関係となること、を特徴とする撹拌式ボールミル。