JP3978069B2

JP3978069B2 - Bead processing apparatus and processing object dispersion machine

Info

Publication number: JP3978069B2
Application number: JP2002109056A
Authority: JP
Inventors: 広高稲富; 勝司大関; 善敬飯塚
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-04-11
Filing date: 2002-04-11
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2022-04-11
Also published as: JP2003299983A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンション（混濁液）等の被処理物中でビーズを攪拌させて分散ないし粉砕させる被処理物分散機に設けられ、被処理物からビーズを分離させることができるビーズ分離装置及び被処理物分散機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のビーズミルでは、サスペンション（混濁液）にメディアとしてのビーズを接触させてサスペンションを分散ないし粉砕させているが、ビーズミルの分散能力を向上させるためにビーズを小径化する傾向がある。
【０００３】
ところが、ビーズを小径化させるとビーズミル内部において、ビーズがサスペンションにより流され易くなり、予めビーズミル内部に設けられた分離機構のメッシュ又はスリット付近に、サスペンションと共に多量のビーズが渋滞する。このため、分離機構のメッシュ又はスリットにビーズが付着し噛み込みが発生し、分離機構のメッシュ又はスリットの間隙が閉塞する。この結果、ビーズミル内部のサスペンションの流れが悪くなり、運転不能となる問題がある。
【０００４】
一方、分離機構におけるビーズの噛み込みを効果的に防止するために、分離機構のメッシュないしスリットの間隔をビーズ径の１／３以下にしているが、かかる間隙を狭く設定すると圧力損失が増大するという問題がある。
【０００５】
また、図４に示すように、従来のビーズミル１００には、ビーズミル１００内部に回転シャフト１０２を設け、この回転シャフト１０２の先端に回転シャフト１０２と共に回転しサスペンションからビーズを分離させるスクリーン部１０４が取り付けられているものがある（実公平６−１１０８４号参照）。
【０００６】
かかるビーズミル１００では、回転シャフト１０２を高速回転させるために、ビーズのスクリーン部１０４への衝突により鋼線の網で構成された凹凸の多いスクリーン部１０４の摩耗が激しくなり、スクリーン部１０４の耐久性が低下する問題がある。また、ビーズがスクリーン部１０４に衝突することによりスクリーン部１０４の摩耗物がサスペンションに混じり、製品としての品質を低下させる問題がある。又スクリーン部に摩耗を原因とした破損が生じた場合、サスペンションとビーズの分離が困難となりビーズがサスペンションとともに流出する問題がある。
【０００７】
また、図５に示すように、従来のビーズミル２００には、分散室２０２内部にサスペンションからビーズを遠心力により分離させる遠心分離部２０４を設けたものがある（特開２００１−４６８９９号参照）。かかるビーズミル２００では、サスペンションにメッシュ部を通過させるタイプのものと違い、遠心分離部２０４が回転することにより生ずる遠心力のみによりビーズをサスペンションから分離させることができる。
【０００８】
ところで、上記ビーズミル２００では、サスペンションの条件変化（粘度、濃度、比重等）などによりビーズの分離効果が著しく異なるため、サスペンションとビーズを安定的に分離できないという問題がある。
【０００９】
さらに、図６に示すように、従来のビーズミル３００には、サスペンションを分散させるためのロータ３０２及びロータリディスク３０４が設けられており、ロータ３０２及びロータリディスク３０４を回転させることによりビーズ３０６をサスペンションに接触させサスペンションを分散させるものがある（特開平８−２０６５２５号参照）。このロータ３０２にはサスペンションを製品として取り出すときにサスペンションからビーズ３０６を分離させるためのスリットセパレータ３０８が取り付けられている。ビーズミル３００では、ロータリディスク３０４が回転することによりサスペンションを分散させると同時に、スリットセパレータ３０８が回転することによりサスペンションからビーズ３０６を分離させて、サスペンションのみを取り出すことができる。
【００１０】
ところが、上記ビーズミル３００では、スリットセパレータ３０８もロータリディスク３０４も１つの回転系３０２に取り付けられており、ロータ３０２の回転数は比較的回転数が低い方が有利な点が多いロータリディスク３０４の方に合わせるため、スリットセパレータ３０８へのビーズ３０６の噛み込みを十分に防止することができないという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記事実に鑑み、外側突出部材の外縁と内側突出部材の外縁の位置を異ならせその間の間隙部に被処理物を通過させることにより、ビーズが間隙部に噛み込む事態を大幅に低減させることができるビーズ分離装置及び被処理物分散機を提供することを課題とする。
【００１２】
【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、以下の手段を採用する。
請求項１に記載のビーズ分離装置は、被処理物をビーズにより分散させる被処理物分散機に用いられ、分散後の前記被処理物から前記ビーズを分離させるビーズ分離装置であって、回転可能に設けられた回転部材と、前記回転部材に取り付けられた外側突出部材と該外側突出部材との間に前記被処理物を通過させる間隙部を介して取り付けられ前記外側突出部材の外縁より前記回転部材側に外縁が位置した内側突出部材とを有し、前記間隙部の間隙幅が前記ビーズの直径より小さく設定されるとともに、前記外側突出部材及び前記内側突出部材が交互に形成されているビーズ分離部材と、前記間隙部と連通し前記間隙部を通過した前記被処理物を外部に誘導する誘導部と、を含んで構成されたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のビーズ分離装置では、回転部材が回転することにより、回転部材に取り付けられた外側突出部材と内側突出部材とが回転する。例えば排出口に吸引ポンプを接続し吸引ポンプを作動させることにより、分散された被処理物がビーズと共にビーズ分離部材に向かって移動する。一般的な、ビーズ分散機入口に処理物をポンプにて接続し押込む手法も取ることが出来る。
ここで、ビーズ分離部材の外側突出部材と内側突出部材との間に間隙部が形成されているため、被処理物がビーズと共にビーズ分離部材に接触すると、ビーズは間隙部を通過することができず、被処理物のみが間隙部を通過することになる。このため、被処理物からビーズが分離される。なお、間隙部を通過した被処理物は、回転部を通過しメカニカルシール部を介した管路から外部に排出され製品となる。
以上のように、本発明によれば、外側突出部材の外縁と内側突出部材の外縁の位置を交互に異ならせその間の間隙部に被処理物を通過させることにより、外側突出部材の外縁と内側突出部材の外縁の位置が異ならない場合と比較して、ビーズの噛み込みが物理的に発生し難い形状が可能となる。また、前記間隙構成部は分散手段と独立で回転することで、分散手段の回転によらずビーズ分離に最も適した回転での運転が可能であり、処理物が間隙部付近に進入することを阻止することができ、ビーズの間隙部廻りの存在確率を低減することで、前記間隙構成部形状との相乗効果によりビーズが間隙部に噛み込む事態を大幅に低減させることができる。
一方、かかる構成としたことによりビーズが間隙部に噛み込む事態を低減することができるため、間隙部の間隙幅をある程度まで広く設定することができる。この結果、被処理物が間隙部を通過するときの圧力損失を低減させることができる。
また、間隙部に被処理物のみを通過させてビーズを分離させることにより、従来技術のように遠心力のみでビーズを分離するビーズ分離装置と比較して、被処理物の諸条件（粘度、濃度、比重等）の影響が少なくなり、分離性能を安定させることができる。さらに、本発明のビーズ分離装置によれば、従来技術のようにメッシュ等を高速回転させるものと異なり、耐磨耗部材で構成可能な構造の間隙部の構成としたため、磨耗し易い鋼線等で構成されるメッシュ等がない。この結果、摩耗劣化による分離性能の低下を防止することができるとともに、ビーズの衝突によるメッシュ等の多量の摩耗物が被処理物に混じることがないため、被処理物の品質の低下を防止することができる。
【００１４】
請求項２に記載のビーズ分離装置では、前記外側突出部材の外縁と前記内側突出部材の外縁との距離差は、前記ビーズの中心から該ビーズの外縁までの距離よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明のビーズ分離装置によれば、外側突出部材の外縁と内側突出部材の外縁との距離差がビーズの中心から該ビーズの外縁までの距離よりも大きく設定されているため、外側突出部材で多量のビーズを弾き飛ばすことができる。この結果、ビーズが間隙部に進入することをさらに低減することができ、ビーズの間隙部への噛み込みを極力防止することができる。なお、この場合の「ビーズの中心から該ビーズの外縁までの距離」とは、ビーズの中心から該ビーズの各外縁までの距離が異なる場合、最も長い距離を意味する。
【００１６】
また、本発明のビーズ分離装置では、前記間隙部の間隙幅は、前記ビーズの中心から該ビーズの外縁までの距離、すなわち前記ビーズの直径よりも小さく設定されていることを特徴とする。
【００１７】
上述したビーズ分離装置によれば、間隙部の間隙幅がビーズの直径よりも小さく設定されている。
しかし、本発明のビーズ分離装置では、間隙部の間隙幅を従来の噛み込み防止を加味した寸法より大きく広げることが可能となり、圧力損失を低減することができる。
なお、「間隙部の間隙幅」とは、外側突出部材と内側突出部材との離間最短距離を意味する。また、この場合の「ビーズの直径」とは、ビーズの直径が異なる場合、最も短い距離となる直径を意味する。
【００１８】
請求項３に記載の被処理物分散機では、分散手段により被処理物に処理物を接触させて前記被処理物を分散させる被処理物分散機であって、請求項１または２に記載のビーズ分離装置を備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明の被処理物分散機によれば、請求項１または２に記載のビーズ分離装置を備えているため、分散後の被処理物から分離したビーズが間隙部に噛み込むことを防止でき、被処理物の流れを停滞させることを防止できる。また、かかる構成としたことにより、ビーズの噛み込みを防止した状態で間隙部の間隙を広く設定できるため、圧力損失を低減させることができる。
【００２０】
請求項４に記載の被処理物分散機では、前記分散手段は、回転可能に設けられた駆動部材と、前記駆動部材に取り付けられ前記被処理物及び前記ビーズを撹拌させる撹拌部材とを有し、前記駆動部材と前記回転部材とは別部材により構成されて別個独立に作動することを特徴とする。
【００２１】
本発明の被処理物分散機によれば、分散手段はロータリディスク等の撹拌媒体が回転する事により被処理物中のビーズが撹拌を受ける。この結果、被処理物が分散される。
ここで、前記撹拌媒体は磨耗や発熱の観点から比較的低い回転の運用が有利な場合が多く、処理物分離装置は比較的高い回転数が有効である。
そこで、本発明では前記撹拌媒体と処理物分離装置の回転系を独立させることにより、それぞれ独立して作動させることができるため、ぞれぞれの最適の回転数を実現することができる。この結果、被処理物を効率良く分散させることができると共に、ビーズの間隙部への詰まりを極力防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態に係るビーズ分離装置及び被処理物分散機について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
先ず、本実施形態の被処理物分散機の全体構成について説明する。
図１に本実施形態のビーズミル１０（被処理物分散機）を示す。
【００２４】
空間部１６の内部には、予めビーズ（処理物）６６が貯溜されている。
【００２５】
一方の側面から円筒部１６の内部にかけては回転シャフト２６（駆動部材）が挿通されている。この回転シャフト２６は、モータ等の駆動手段（図示省略）と接続されており、この駆動手段が作動することにより回転するようになっている。また、回転シャフト２６には円柱部２８（拡散部材）が取り付けられている。
【００２６】
ここで、円柱部２８が回転シャフト２６と共に回転することにより、円筒部２２内部のサスペンション（被処理物）とビーズ６６とが円筒部２２の内面と円柱部２８の外周面との隙間で攪拌され、ビーズ６６がサスペンションに衝突することによりサスペンションが分散ないし粉砕されるようになっている。
【００２７】
一方上面には、分散ないし粉砕されたサスペンションからビーズ６６を分離させるためのビーズセパレータ４０（ビーズ分離装置）が取り付けられている。なお、ビーズセパレータ４０の詳細な構成は後述する。
【００２８】
ここで、本発明のビーズセパレータ４０の構成について詳細に説明する。
【００２９】
図１及び図２に示すように、ビーズセパレータ４０（ビーズ分離装置）は、回転可能なシャフト４４（回転部材）を備えている。このシャフト４４にはモータ等の駆動手段（図示省略）が接続されている。なお、シャフト４４は、回転シャフト２６とは別部材により構成されており、それぞれ別個独立に作動するようになっている。
【００３０】
シャフト４４と支持部材４６及び５０との間にはメカニカルシール等を介して管路が形成されており、サスペンションの排出時においてこの空間部５２をサスペンションが通過する。
【００３１】
シャフト４４の一方の端部には、サスペンションからビーズを分離させるビーズ分離部材５７が取り付けられている。このビーズ分離部材５７は空間部１６の内部に位置しており、シャフト４４と共に回転するようになっている。
【００３２】
図３（Ａ）に示すように、ビーズ分離部材５７は、外観視で円柱状に形成されている。ビーズ分離部材５７の外周には、比較的径の大きな拡径リング５８（外側突出部材）と比較的径の小さな縮径リング６０（内側突出部材）とが鉛直方向（図２及び図３中矢印Ａ方向）に沿って交互に形成されている。また、図３（Ａ）に示すように、拡径リング５８と縮径リング６０とはそれぞれ密着しているものではなく、サスペンションのみを通すスリット６２（間隙部、図１及び図２では図示省略）を介して形成されている。このように、ビーズ分離部材５７では、各リングが段違い状になるように形成されている。なお、ビーズ分離部材５７と支持部材５０との間には、ビーズ６６の漏れを防止するためのメカニカルシール（図示省略）が設けられている。
【００３３】
ビーズ分離部材５７の内部には、ビーズ分離部材５７の軸方向に沿って延びた複数のサスペンション流入孔６４（誘導部）が形成されている。このサスペンション流入孔６４は、空間部５２及びスリット６２と連通している。なお、ビーズ分離部材５７の底面には、サスペンション流入孔６４と連通する開孔は形成されていない。
【００３４】
ここで、図３（Ａ）に示すように、拡径リング５８と縮径リング６０との半径差Ｄは、球状であるビーズ６６のビーズ径の１／２より大きくなるように設定されている。
【００３５】
また、スリット６２の間隙幅Ｈは、ビーズ径より小さくなるように設定されている。なお、このスリット６２の間隙幅Ｈとは、スリット６２を介して鉛直方向に隣接する拡径リング５８と縮径リング６０との離間最短距離を意味する。
【００３６】
なお、本実施形態のビーズセパレータ４０のビーズ分離部材５７は円柱状に形成されており、また拡径リング５８と縮径リング６０はリング状に形成されているものを示したが、これらに限られるものではない。例えば、他の形態として、ビーズ分離部材５７を多角柱状に形成してもよく、また拡径リング５８と縮径リング６０も多角形状としてもよい。
【００３７】
次に、本実施形態に係るビーズ分離装置及び被処理物分散機の作用及び効果について説明する。
【００３８】
図１に示すように、図示しない押出ポンプが作動すると、ノズル（図示省略）の先端からサスペンション（被処理物）が供給される。
【００３９】
空間部１６に進入したサスペンションは、ビーズ６６によって分散ないし粉砕されながら、円柱部２８と円筒部２２との隙間を円筒部２２の端部に向かって移動していく。
【００４０】
円筒部２２の端部まで移動したサスペンションは、ビーズ６６と共に、空間部１６の上方側に進入する。
【００４１】
以上のようにして、サスペンションは、円筒部２２の内部において、ビーズ６６により分散ないし粉砕される。
【００４２】
次に、上側空間部１６に進入したサスペンションは、ビーズセパレータ４０によりビーズ６６と分離され、製品として排出される。
【００４３】
すなわち、排出口５６に接続している吸引ポンプ（図示省略）が作動するとともに、シャフト４４に接続している駆動手段が作動しシャフト４４及びビーズ分離部材５７が回転する。ここで、シャフト４４及びビーズ分離部材５７の回転数は、回転シャフト２６の回転数に依存せず設定されている。このため、シャフト４４を高速で回転することも可能である。
【００４４】
空間部１６の上方側に進入したサスペンションは、ビーズ６６と共に、ビーズ分離部材５７（スリット６２）に向かって移動する。
【００４５】
ここで、図３（Ａ）に示すように、スリット６２の間隙幅Ｈがビーズ径より小さくなるように設定されているため、ビーズ６６がスリット６２を通過することができず、サスペンションのみがスリット６２を通過する。これにより、サスペンションからビーズ６６を分離することができる。特にサスペンションをスリット６２に通してビーズ６６を分離するようにしたことにより、サスペンションの条件変化（粘度、濃度、比重等）による悪影響を受けることがなく、ビーズ６６の分離性能を一定に維持し安定させることができる。
【００４６】
本実施形態のビーズセパレータ４０では、ビーズ分離部材５７の拡径リング５８と縮径リング６０とがスリット６２を挟んで交互に形成されているため、ビーズ分離部材５７に近づいていくビーズ６６を拡径リング５８によって弾き飛ばすことができる。このため、スリット６２に到達するビーズ６６の数を減らすことができ、ビーズ６６がスリット６２に噛み込むことを低減することができる。
【００４７】
また、シャフト４４は、回転シャフト２６と別部材で構成されており、各々別々に作動することができるので、シャフト４４のみを高回転数で回転させることができる。このため、ビーズ６６と接触したときのビーズ６６を弾く力を増大させることができる。この結果、スリット６２に到達することができるビーズ６６を大幅に減らすことができ、ビーズ６６の噛み込みを大幅に低減できる。
【００４８】
さらに、シャフト４４を高回転数で回転させることにより、万が一スリット６２にビーズ６６が噛み込んだ場合でも、その大きな遠心力によりビーズ６６の噛み込みを外すことができる。
【００４９】
一方、図３に示すように、拡径リング５８と縮径リング６０とをスリット６２を介して交互に形成したことにより、スリット６２の間隙幅Ｈをビーズ径の１／２程度まで広げることができる。
【００５０】
すなわち、図３（Ｂ）に示す従来技術のように、スリット７２を介して同じ径のリング７０を形成することによりサスペンションからビーズ６６を分離させる場合、噛み込み防止を考慮するとスリット７２の間隙幅をビーズ径の１／３より小さく設定しなければ、ビーズ６６がスリット７２に噛み込んでしまいサスペンションの流通に悪影響を及ぼすことになる。特に、近年のようにサスペンションの分散能力を向上させる目的でビーズ６６の径を小さくした場合には、スリット７２の間隙幅をさらに小さくしなければならず、これにより圧力損失が増大するという別の問題が生じてくる。
【００５１】
ここで、本発明のビーズセパレータ４０のように、スリット６２の間隙幅Ｈをビーズ径の１／２程度とした場合でも、ビーズ６６のスリット６２への噛み込みを防止することができるという効果があり、従来のスリット間隙より圧力損失の増大を防止するという別の効果も達成することができる。特に、ビーズ６６が小径化される傾向の近年においては、非常に有益なものとなる。
【００５２】
また、従来技術のように比較的強度の低い鋼線の網で構成されるメッシュを用いていないので、ビーズが衝突した場合でも、耐磨耗強度の高い部材で製作可能な拡径リング５８及び縮径リング６０が容易に摩耗することがない。このため、ビーズセパレータ４０の耐久性を向上させることができ、安定した分離が可能である。また同時に、ビーズ６６の衝突により拡径リング５８及び縮径リング６０の磨耗物がサスペンションに混入することが少なく、サスペンションの品質を高く維持することができる。
【００５３】
なお、図２に示すように、スリット６２を通過してビーズ６６が分離したサスペンションはサスペンション流入孔６４を通過して空間部５２に進入し、空間部５２に進入したサスペンションは製品として排出口５６から外部に排出される。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明した本発明のビーズ分離装置及び被処理物分散機においては以下の効果を奏する。
請求項１記載の発明では、交互に形成した外側突出部材の外縁と内側突出部材の外縁の位置を異ならせその間の間隙部に被処理物を通過させることにより、外側突出部材の外縁と内側突出部材の外縁の位置が異ならない場合と比較して、ビーズが間隙部に噛み込む事態を大幅に低減させることができる。また、小径化するビーズ径に対して従来技術より広い間隙を設定でき、ビーズ分離部での閉塞や詰まりを低減できる。
また同時に、外側突出部材の外縁を内側突出部材の外縁の外側（回転部材と反対側）に位置させたことにより、外側突出部材でビーズを弾き飛ばすことができる。この結果、間隙部付近に浮遊するビーズ量を低減することができ、ビーズの間隙部への噛み込みを極力防止することができる。
一方、かかる構成としたことによりビーズが間隙部に噛み込む事態を低減することができるため、運転条件によりビーズ径以下であれば間隙幅を広く設定することができる。この結果、被処理物が間隙部を通過するときの圧力損失を低減させることができる。
また、間隙部に被処理物のみを通過させてビーズを分離させることにより、従来技術のように遠心力のみでビーズを分離するビーズ分離装置と比較して、被処理物の諸条件（粘度、濃度、比重等）の影響が少なくなり、分離性能を安定させることができる。
さらに、本発明のビーズ分離装置によれば、従来技術のようにメッシュ等を高速回転させるものと異なり、外側突出部材と内側突出部材の間の間隙部に被処理物を通過させる構成としたため、鋼線の網で構成されたメッシュを用いず耐磨耗部材で構成可能な形状となっているため、耐磨耗的に有利である。この結果、耐久性の低下を防止することができるとともに、ビーズの衝突によるメッシュ等の磨耗物が被処理物に混じることがないため、被処理物の品質の低下を防止することができる。
【００５５】
請求項２記載の発明では、ビーズが間隙部に進入することをさらに低減することができ、ビーズの間隙部への噛み込みを極力防止することができる。
【００５６】
また、本発明では、間隙部の間隙幅をビーズの直径程度まで広げることができ、圧力損失を大幅に低減することができる。
【００５７】
請求項３記載の発明では、請求項１または２に記載のビーズ分離装置を備えているため、分散後の被処理物から分離したビーズが間隙部に噛み込むことを防止でき、被処理物の流れを停滞させることを防止できる。また、ビーズの噛み込みを防止した状態で間隙部の間隙を広く設定できるため、圧力損失を低減させることができる。
【００５８】
請求項４記載の発明では、別部材とした駆動部材と回転部材とを別個独立に作動させることができるため、両者の最適の回転数を実現することができる。この結果、被処理物を効率良く分散させることができると共に、ビーズの間隙部への詰まりを極力防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における被処理物分散機の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるビーズ分離機の断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の一実施形態におけるビーズ分離機の一部を用いた作用図であり、（Ｂ）は従来のビーズ分離機の一部を用いた作用図である。
【図４】従来の被処理物分散機の断面図である。
【図５】従来の被処理物分散機の断面図である。
【図６】従来の被処理物分散機の断面図である。
【符号の説明】
１０ビーズミル（被処理物分散機）
２６回転シャフト（駆動部材）
２８円柱部（拡散部材）
４０ビーズセパレータ（ビーズ分離装置）
４４シャフト（回転部材）
５２空間部（誘導部）
５６排出口（誘導部）
５７ビーズ分離部材
５８拡径リング（外側突出部材）
６０縮径リング（内側突出部材）
６２スリット（間隙部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bead separating apparatus and a target that are provided in a processing object dispersing machine that stirs and disperses or pulverizes beads in a processing object such as a suspension (turbid liquid), and that can separate the beads from the processing object. The present invention relates to a processed material dispersing machine.
[0002]
[Prior art]
In conventional bead mills, beads as media are brought into contact with a suspension (turbid liquid) to disperse or pulverize the suspension. However, there is a tendency to reduce the diameter of the beads in order to improve the dispersibility of the bead mill.
[0003]
However, when the beads are reduced in diameter, the beads are easily flowed by the suspension inside the bead mill, and a large amount of beads are congested with the suspension near the mesh or slit of the separation mechanism provided in advance inside the bead mill. For this reason, beads adhere to the mesh or slit of the separation mechanism and bite occurs, and the gap of the mesh or slit of the separation mechanism is closed. As a result, there is a problem that the suspension flow inside the bead mill is deteriorated and operation is impossible.
[0004]
On the other hand, in order to effectively prevent bead biting in the separation mechanism, the mesh or slit interval of the separation mechanism is set to 1/3 or less of the bead diameter. However, if this gap is set narrow, pressure loss increases. There is a problem.
[0005]
Further, as shown in FIG. 4, a conventional bead mill 100 is provided with a rotating shaft 102 inside the bead mill 100, and a screen portion 104 that rotates with the rotating shaft 102 and separates the beads from the suspension is attached to the tip of the rotating shaft 102. (See Japanese Utility Model No. 6-11084).
[0006]
In such a bead mill 100, in order to rotate the rotating shaft 102 at a high speed, the collision of the beads with the screen portion 104 causes the wear of the uneven screen portion 104 formed of a steel wire net, and the durability of the screen portion 104 is increased. There is a problem that decreases. Further, when the beads collide with the screen part 104, the worn parts of the screen part 104 are mixed with the suspension, and there is a problem that the quality as a product is lowered. Further, when the screen portion is damaged due to wear, it is difficult to separate the suspension and the beads, and there is a problem that the beads flow out together with the suspension.
[0007]
As shown in FIG. 5, a conventional bead mill 200 includes a centrifugal separation unit 204 that separates beads from a suspension by centrifugal force inside a dispersion chamber 202 (see JP 2001-46899 A). In such a bead mill 200, unlike the type in which the mesh portion is passed through the suspension, the beads can be separated from the suspension only by the centrifugal force generated by the rotation of the centrifugal separator 204.
[0008]
By the way, the bead mill 200 has a problem that the suspension and the beads cannot be stably separated because the separation effect of the beads is remarkably different due to changes in suspension conditions (viscosity, concentration, specific gravity, etc.).
[0009]
Further, as shown in FIG. 6, the conventional bead mill 300 is provided with a rotor 302 and a rotary disk 304 for dispersing the suspension. By rotating the rotor 302 and the rotary disk 304, the beads 306 are made into a suspension. There is one that contacts and disperses the suspension (see JP-A-8-206525). A slit separator 308 is attached to the rotor 302 for separating the beads 306 from the suspension when the suspension is taken out as a product. In the bead mill 300, the suspension is dispersed by rotating the rotary disk 304, and at the same time, the beads 306 can be separated from the suspension by rotating the slit separator 308, and only the suspension can be taken out.
[0010]
However, in the bead mill 300, the slit separator 308 and the rotary disk 304 are both attached to one rotating system 302, and the rotational speed of the rotor 302 is more advantageous when the rotational speed is relatively low. Therefore, there is a problem that it is not possible to sufficiently prevent the beads 306 from biting into the slit separator 308.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in view of the above fact, the present invention has a situation in which the bead bites into the gap portion by differentiating the positions of the outer edge of the outer protruding member and the outer edge of the inner protruding member and passing the object to be processed through the gap portion therebetween. It is an object of the present invention to provide a bead separation device and an object disperser that can be significantly reduced.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The bead separation device according to claim 1, a bead separation device for separating the beads from the used treatment object disperser to disperse the beads an object to be processed, the object to be processed after dispersion, rotatable A rotating member provided on the rotating member, an outer projecting member attached to the rotating member, and a gap between the outer projecting member and the outer projecting member. An inner protruding member having an outer edge located on the member side, a gap width of the gap is set smaller than a diameter of the bead, and the outer protruding member and the inner protruding member are alternately formed. It is characterized by including a separating member and a guiding portion that communicates with the gap portion and guides the object to be processed that has passed through the gap portion to the outside.
[0013]
In the bead separation device of the present invention, when the rotating member rotates, the outer protruding member and the inner protruding member attached to the rotating member rotate. For example By connecting the suction pump to the discharge port operate the suction pump, the treatment object that has been dispersed is moved toward the bead separation member with the beads. It is also possible to use a general method of connecting the processed material to the bead disperser inlet with a pump and pushing it.
Since the gap between the outer projecting member and the inner projecting member of bead separation member is formed, the object to be treated is brought into contact with the bead separation member with the beads, the beads can pass through the gap Instead, only the object to be processed passes through the gap. For this reason, beads are separated from the object to be processed. In addition, the to-be-processed object which passed the gap | interval part passes along a rotation part, is discharged | emitted outside from the pipe line via a mechanical seal part, and becomes a product.
As described above, according to the present invention, by changing the positions of the outer edge of the outer protruding member and the outer edge of the inner protruding member alternately and allowing the workpiece to pass through the gap therebetween, Compared with the case where the position of the outer edge of the protruding member is not different, a shape in which the bite of the beads is hard to occur physically becomes possible. Further, since the gap component rotates independently of the dispersing means, it is possible to operate at a rotation most suitable for bead separation regardless of the rotation of the dispersing means, and the processed material enters the vicinity of the gap. By reducing the existence probability around the gap portion of the bead , it is possible to greatly reduce the situation where the bead bites into the gap portion due to a synergistic effect with the shape of the gap configuration portion.
On the other hand, such a configuration can reduce the situation in which the beads bite into the gap portion, so that the gap width of the gap portion can be set wide to a certain extent. As a result, the pressure loss when the object to be processed passes through the gap can be reduced.
Further, by separating the passes only the processed product beads gap, as compared to the bead separation apparatus for separating beads only by centrifugal force as in the prior art, various conditions (viscosity of the workpiece, The influence of concentration, specific gravity, etc.) is reduced, and the separation performance can be stabilized. Furthermore, according to the bead separation device of the present invention, unlike the conventional technique in which the mesh or the like is rotated at a high speed, since the gap portion has a structure that can be configured by a wear-resistant member, the steel wire that easily wears, etc. There is no mesh or the like. As a result, it is possible to prevent a decrease in separation performance due to wear deterioration, and a large amount of wear such as a mesh due to collision of beads is not mixed with the object to be processed, thereby preventing deterioration of the quality of the object to be processed. be able to.
[0014]
In bead separation device according to claim 2, the distance difference between the outer edge of the outer edge and the inner projecting member of the outer projecting member, is set to be larger than the distance from the center of the bead to the outer edge of the bead It is characterized by.
[0015]
According to bead separation apparatus of the present invention, since it is set larger than the distance from the center distance difference bead the outer edge of the outer edge and inwardly projecting member of the outer projecting member to the outer edge of the bead at the outer projecting member A lot of beads can be flipped off. As a result, it is possible to further reduce the beads from entering the gap, it can be prevented as much as possible biting into the gap portion of the bead. Incidentally, this is the "distance from the center of the bead to the outer edge of the bead" when, when the distance from the center of the bead to each outer edge of the beads are different, means the largest distance.
[0016]
Moreover, in bead separation apparatus of the present invention, the gap width of the gap portion, characterized in that it is smaller than the diameter of the distance, i.e. the beads from the center of the bead to the outer edge of the bead.
[0017]
According to the bead separation device described above , the gap width of the gap is set smaller than the diameter of the beads .
However, in the bead separation device of the present invention, the gap width of the gap can be made larger than the conventional dimension taking into account the biting prevention, and the pressure loss can be reduced.
The “gap width of the gap” means the shortest distance between the outer projecting member and the inner projecting member. In addition, the “ bead diameter” in this case means the diameter that is the shortest distance when the bead diameters are different.
[0018]
The workpiece disperser according to claim 3 , wherein the workpiece disperser is configured to disperse the workpiece by bringing the workpiece into contact with the workpiece by a dispersing unit . A bead separation device is provided.
[0019]
According to the processing object dispersion machine of the present invention, since the bead separation device according to claim 1 or 2 is provided, it is possible to prevent the beads separated from the processing object after dispersion from biting into the gap, It is possible to prevent the flow of the object to be processed from stagnation. Further, by adopting such a configuration, it is possible to set a wide gap in the gap portion in a state where the biting of the beads is prevented, so that pressure loss can be reduced.
[0020]
In the workpiece disperser according to claim 4, the dispersion means includes a drive member that is rotatably provided, and a stirring member that is attached to the drive member and stirs the workpiece and the beads. The driving member and the rotating member are configured as separate members and operate independently .
[0021]
According to the processing object dispersing machine of the present invention, the dispersing means receives the stirring of the beads in the processing object as the stirring medium such as a rotary disk rotates. As a result, the object to be processed is dispersed.
Here, it is often advantageous to operate the stirring medium at a relatively low speed from the viewpoint of wear and heat generation, and a relatively high rotational speed is effective for the processed material separation apparatus.
Therefore, in the present invention, since the stirring medium and the rotating system of the workpiece separator can be made independent, each can be operated independently, so that the optimum number of rotations can be realized. As a result, it is possible to efficiently disperse the object to be processed and to prevent clogging of the beads between the gaps as much as possible.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a bead separation device and an object dispersion machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
First, the whole structure of the to-be-processed object dispersion machine of this embodiment is demonstrated.
FIG. 1 shows a bead mill 10 (processing object disperser) of this embodiment.
[0024]
In the space 16, beads (processed products) 66 are stored in advance.
[0025]
A rotating shaft 26 (drive member) is inserted from one side surface to the inside of the cylindrical portion 16. The rotating shaft 26 is connected to driving means (not shown) such as a motor, and is rotated when the driving means is operated. A cylindrical portion 28 (diffusion member) is attached to the rotating shaft 26.
[0026]
Here, when the column portion 28 rotates together with the rotary shaft 26, the suspension (object to be processed) inside the cylindrical portion 22 and the beads 66 are agitated in the gap between the inner surface of the cylindrical portion 22 and the outer peripheral surface of the column portion 28. When the beads 66 collide with the suspension, the suspension is dispersed or pulverized.
[0027]
On the other hand, a bead separator 40 ( bead separator) for separating the beads 66 from the dispersed or crushed suspension is attached to the upper surface. The detailed configuration of the bead separator 40 will be described later.
[0028]
Here, the configuration of the bead separator 40 of the present invention will be described in detail.
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 2, the bead separator 40 ( bead separation device) includes a rotatable shaft 44 (rotating member). Driving means (not shown) such as a motor is connected to the shaft 44. The shaft 44 is configured by a member different from the rotating shaft 26 and is operated independently.
[0030]
A pipe line is formed between the shaft 44 and the support members 46 and 50 via a mechanical seal or the like, and the suspension passes through the space 52 when the suspension is discharged.
[0031]
A bead separating member 57 for separating the beads from the suspension is attached to one end of the shaft 44. The bead separation member 57 is located inside the space portion 16 and rotates together with the shaft 44.
[0032]
As shown in FIG. 3A, the bead separating member 57 is formed in a columnar shape in appearance. On the outer periphery of the bead separating member 57, an enlarged ring 58 (outside protruding member) having a relatively large diameter and a reduced diameter ring 60 (inside protruding member) having a relatively small diameter are vertically oriented (arrows in FIGS. 2 and 3). (Direction A) are alternately formed. Further, as shown in FIG. 3A, the diameter-expanding ring 58 and the diameter-reducing ring 60 are not in close contact with each other, but a slit 62 (gap portion, not shown in FIGS. 1 and 2) through which only the suspension is passed. ) Is formed through. Thus, in the bead separation member 57, each ring is formed in a stepped shape. A mechanical seal (not shown) is provided between the bead separating member 57 and the support member 50 to prevent the beads 66 from leaking.
[0033]
A plurality of suspension inflow holes 64 (guide portions) extending along the axial direction of the bead separation member 57 are formed inside the bead separation member 57. The suspension inflow hole 64 communicates with the space 52 and the slit 62. Note that an opening communicating with the suspension inflow hole 64 is not formed on the bottom surface of the bead separating member 57.
[0034]
Here, as shown in FIG. 3A, the radial difference D between the diameter-expanded ring 58 and the diameter-reduced ring 60 is set to be larger than ½ of the bead diameter of the spherical bead 66. .
[0035]
Further, the gap width H of the slit 62 is set to be smaller than the bead diameter. The gap width H of the slit 62 means the shortest separation distance between the diameter-expanded ring 58 and the diameter-reduced ring 60 that are adjacent in the vertical direction through the slit 62.
[0036]
In the present embodiment, the bead separation member 57 of the bead separator 40 is formed in a cylindrical shape, and the expanded diameter ring 58 and the reduced diameter ring 60 are formed in a ring shape. It is not something that can be done. For example, as another form, the bead separation member 57 may be formed in a polygonal column shape, and the diameter expanding ring 58 and the diameter reducing ring 60 may be polygonal.
[0037]
Next, the operation and effect of the bead separation device and the workpiece disperser according to the present embodiment will be described.
[0038]
As shown in FIG. 1, when an unillustrated extrusion pump is operated, a suspension (object to be processed) is supplied from the tip of a nozzle (not shown).
[0039]
The suspension that has entered the space portion 16 moves toward the end of the cylindrical portion 22 through the gap between the cylindrical portion 28 and the cylindrical portion 22 while being dispersed or crushed by the beads 66.
[0040]
The suspension that has moved to the end of the cylindrical portion 22 enters the upper side of the space portion 16 together with the beads 66.
[0041]
As described above, the suspension is dispersed or pulverized by the beads 66 inside the cylindrical portion 22.
[0042]
Next, the suspension that has entered the upper space 16 is separated from the beads 66 by the bead separator 40 and discharged as a product.
[0043]
That is, the suction pump (not shown) connected to the discharge port 56 is activated, and the driving means connected to the shaft 44 is activated to rotate the shaft 44 and the bead separating member 57. Here, the rotation speeds of the shaft 44 and the bead separation member 57 are set independently of the rotation speed of the rotation shaft 26. For this reason, it is also possible to rotate the shaft 44 at high speed.
[0044]
The suspension that has entered the upper side of the space 16 moves together with the beads 66 toward the bead separation member 57 (slit 62).
[0045]
Here, as shown in FIG. 3A, since the gap width H of the slit 62 is set to be smaller than the bead diameter, the bead 66 cannot pass through the slit 62, and only the suspension is slit. Pass through 62. Thereby, the beads 66 can be separated from the suspension. In particular, since the beads 66 are separated by passing the suspension through the slit 62, the separation performance of the beads 66 is kept constant without being adversely affected by changes in the suspension conditions (viscosity, concentration, specific gravity, etc.). Can be made.
[0046]
In the bead separator 40 of the present embodiment, the diameter expansion ring 58 and the diameter reduction ring 60 of the bead separation member 57 are alternately formed with the slit 62 interposed therebetween, so that the beads 66 approaching the bead separation member 57 are expanded. It can be flipped off by the diameter ring 58. For this reason, the number of beads 66 reaching the slit 62 can be reduced, and the bead 66 can be prevented from biting into the slit 62.
[0047]
Moreover, since the shaft 44 is comprised by the rotating shaft 26 and another member and can each act | operate separately, only the shaft 44 can be rotated at high rotation speed. For this reason, the force which flips the bead 66 when it contacts with the bead 66 can be increased. As a result, the number of beads 66 that can reach the slit 62 can be greatly reduced, and the biting of the beads 66 can be greatly reduced.
[0048]
Further, by rotating the shaft 44 at a high rotational speed, even if the bead 66 is caught in the slit 62, the bead 66 can be removed by the large centrifugal force.
[0049]
On the other hand, as shown in FIG. 3, by forming the enlarged diameter ring 58 and the reduced diameter ring 60 alternately via the slit 62, the gap width H of the slit 62 can be expanded to about ½ of the bead diameter. it can.
[0050]
That is, when the beads 66 are separated from the suspension by forming the ring 70 having the same diameter via the slit 72 as in the prior art shown in FIG. If it is not set smaller than 1/3 of the bead diameter, the bead 66 will be caught in the slit 72, and the distribution of the suspension will be adversely affected. In particular, when the diameter of the bead 66 is reduced for the purpose of improving the dispersion capacity of the suspension as in recent years, the gap width of the slit 72 must be further reduced, which increases the pressure loss. Problems arise.
[0051]
Here, even when the gap width H of the slit 62 is about ½ of the bead diameter as in the bead separator 40 of the present invention, it is possible to prevent the bead 66 from being caught in the slit 62. In addition, another effect of preventing an increase in pressure loss over the conventional slit gap can be achieved. In particular, in recent years when the beads 66 tend to be reduced in diameter, it becomes very useful.
[0052]
In addition, since a mesh composed of a steel wire net having a relatively low strength is not used as in the prior art, even when a bead collides, a diameter expanding ring 58 that can be manufactured with a member having a high wear resistance and The reduced diameter ring 60 is not easily worn. For this reason, durability of the bead separator 40 can be improved and stable separation is possible. At the same time, wear of the diameter-expanded ring 58 and the diameter-reduced ring 60 is less likely to enter the suspension due to the collision of the beads 66, and the quality of the suspension can be maintained high.
[0053]
As shown in FIG. 2, the suspension through which the beads 66 are separated after passing through the slit 62 passes through the suspension inflow hole 64 and enters the space portion 52, and the suspension that has entered the space portion 52 becomes a discharge port 56 as a product. Is discharged to the outside.
[0054]
【The invention's effect】
The bead separation device and workpiece dispersion machine of the present invention described above have the following effects.
According to the first aspect of the present invention, the outer edge of the outer protrusion member and the inner protrusion of the outer protrusion member are passed by changing the positions of the outer edge of the outer protrusion member and the outer edge of the inner protrusion member that are alternately formed and passing the object to be processed through the gap therebetween. Compared with the case where the position of the outer edge of the member is not different , the situation in which the bead bites into the gap can be greatly reduced. Further, a wider gap than the conventional technique can be set for the bead diameter to be reduced, and the blockage and clogging at the bead separation part can be reduced.
At the same time, since the outer edge of the outer protruding member is positioned outside the outer edge of the inner protruding member (on the side opposite to the rotating member), the beads can be blown off by the outer protruding member. As a result, the amount of beads floating in the vicinity of the gap can be reduced, and biting of the beads into the gap can be prevented as much as possible.
On the other hand, since such a configuration can reduce the situation where the beads bite into the gap portion, the gap width can be set wide as long as the bead diameter is less than the operating condition. As a result, the pressure loss when the object to be processed passes through the gap can be reduced.
Further, by separating the passes only the processed product beads gap, as compared to the bead separation apparatus for separating beads only by centrifugal force as in the prior art, various conditions (viscosity of the workpiece, The influence of concentration, specific gravity, etc.) is reduced, and the separation performance can be stabilized.
Furthermore, according to the bead separation device of the present invention, unlike the conventional technique that rotates the mesh or the like at a high speed, since the workpiece is passed through the gap between the outer protruding member and the inner protruding member, Since it has a shape that can be formed of a wear-resistant member without using a mesh formed of a steel wire net, it is advantageous in terms of wear resistance. As a result, it is possible to prevent a decrease in durability, and it is possible to prevent deterioration of the quality of the object to be processed because wear objects such as a mesh due to the collision of the beads are not mixed with the object to be processed.
[0055]
In the second aspect of the present invention, it is possible to further reduce the beads from entering the gap, it can be prevented as much as possible biting into the gap portion of the bead.
[0056]
Further, according to the present invention, the gap width of the gap can be increased to about the diameter of the beads , and the pressure loss can be greatly reduced.
[0057]
In the invention according to claim 3, since the bead separation device according to claim 1 or 2 is provided, it is possible to prevent the beads separated from the processed object after dispersion from being caught in the gap, It is possible to prevent the flow from stagnation. Moreover, since the gap | interval of a gap | interval part can be set widely in the state which prevented biting of the bead , pressure loss can be reduced.
[0058]
In the invention according to claim 4 , since the driving member and the rotating member, which are separate members, can be operated separately and independently, it is possible to realize the optimum rotational speed of both. As a result, it is possible to efficiently disperse the object to be processed and to prevent clogging of the beads between the gaps as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a workpiece disperser according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a bead separator according to an embodiment of the present invention.
3A is an operation diagram using a part of a bead separator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is an operation diagram using a part of a conventional bead separator.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional workpiece disperser.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional workpiece disperser.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional workpiece disperser.
[Explanation of symbols]
10 Bead mill
26 Rotating shaft (drive member)
28 Cylinder (diffusion member)
40 Bead separator ( bead separator )
44 Shaft (Rotating member)
52 Space part (guidance part)
56 Discharge port (guide section)
57 Bead separation member 58 Diameter expansion ring (outside protruding member)
60 Reduced diameter ring (inner protruding member)
62 Slit (gap)

Claims

被処理物をビーズにより分散させる被処理物分散機に用いられ、分散後の前記被処理物から前記ビーズを分離させるビーズ分離装置であって、
回転可能に設けられた回転部材と、
前記回転部材に取り付けられた外側突出部材と該外側突出部材との間に前記被処理物を通過させる間隙部を介して取り付けられ前記外側突出部材の外縁より前記回転部材側に外縁が位置した内側突出部材とを有し、前記間隙部の間隙幅が前記ビーズの直径より小さく設定されるとともに、前記外側突出部材及び前記内側突出部材が交互に形成されているビーズ分離部材と、
前記間隙部と連通し前記間隙部を通過した前記被処理物を外部に誘導する誘導部と、
を含んで構成されたことを特徴とするビーズ分離装置。A bead separation device for separating the beads from an object to be processed used in the treatment object disperser for dispersing the beads, the processing object after dispersion,
A rotating member provided rotatably,
An outer projecting member attached to the rotating member and an inner side in which an outer edge is located on the rotating member side from an outer edge of the outer projecting member, which is attached between the outer projecting member and the outer projecting member. A bead separating member having a protruding member , wherein the gap width of the gap is set smaller than the diameter of the bead, and the outer protruding member and the inner protruding member are alternately formed ,
A guiding portion that communicates with the gap portion and guides the workpiece that has passed through the gap portion to the outside;
A bead separation device comprising:

前記外側突出部材の外縁と前記内側突出部材の外縁との距離差は、前記ビーズの中心から該ビーズの外縁までの距離よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のビーズ分離装置。Distance difference between the outer edge of the outer edge and the inner projecting member of the outer projecting member, the beads according to claim 1, characterized in that it is set larger than the distance from the center of the bead to the outer edge of the bead Separation device.

分散手段により被処理物にビーズを接触させて前記被処理物を分散させる被処理物分散機であって、請求項１または２に記載のビーズ分離装置を備えたことを特徴とする被処理物分散機。A processing object dispersing machine for dispersing the processing object by bringing beads into contact with the processing object by a dispersing means, comprising the bead separation device according to claim 1 or 2 . Disperser.

前記分散手段は、回転可能に設けられた駆動部材と、前記駆動部材に取り付けられ前記被処理物及び前記ビーズを拡散させる拡散部材と、を有し、前記駆動部材と前記回転部材とは別部材により構成されて別個独立に作動することを特徴とする請求項３に記載の被処理物分散機。The dispersion means includes a drive member that is rotatably provided, and a diffusion member that is attached to the drive member and diffuses the object to be processed and the beads , and the drive member and the rotation member are separate members. The disperser for processing objects according to claim 3 , wherein the disperser is configured to operate independently of each other .