JP4599471B1 - 凹凸ローラを備えた破砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラへの原料の噛み込みを確実に行い、効率的な破砕を実現し、加えて粒形の良い丸い形状の処理物を生成可能とする。
【解決手段】車互いに対向して回転する一対のローラ４，５と、ローラ４，５の間を押圧方向に付勢する油圧装置とを備え、ローラ間の押圧力によって原料を破砕する破砕装置であって、対向するそれぞれのローラ表面を波形とし、波形の凹凸が互いに噛合して回転する構成とし、ローラ間で破砕されて落下する処理物をローラ表面へ衝突させる回転体６，７を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は破砕装置に関し、特に、ローラへの原料の噛み込みを確実に行い、効率的な破砕を実現した凹凸ローラを備えた破砕装置に関する。

従来、砂材、コンクリート、貝殻、廃材、その他原料を破砕する装置として、打撃式または圧縮式による破砕装置がある。
打撃式破砕装置としては、正逆回転可能なロータに打撃板を取り付け、このロータを装置に組み付けたものが存在する（特許文献１参照）。一方、圧縮式破砕装置としては、押圧力を利用して砕石等の原料を圧縮破砕する技術が知られている（特許文献２参照）。
特公昭６１−５６０２５号公報 特公平３−５０５８０号公報

しかしながら、打撃式破砕装置は、基本的には打撃板によって被破砕物を打撃し、また、フレーム内部に設けた反発板に被破砕物を衝突させることによって、当該被破砕物を破砕する構成であるため、粒度が安定しないという問題があり、また、衝撃が特定の部位に集中するために摩耗や劣化を引き起こし、ランニングコストが高騰する、あるいは大きな動力を必要とする割には破砕効率が悪いという問題があった。
一方、圧縮式破砕装置においては、装置に投入された原料がローラに噛み込まれずに空回りし、破砕効率が悪化するという問題があった。
本発明は係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ローラへの原料の噛み込みを確実に行い、効率的な破砕を実現し、加えて粒形の良い丸い形状の処理物を生成可能とした凹凸ローラを備えた破砕装置を提供することにある。

前記目的を達成するための手段として請求項１記載の凹凸ローラを備えた破砕装置では、互いに対向して回転する一対のローラと、ローラの間を押圧方向に付勢する付勢手段とを備え、ローラ間の押圧力によって原料を破砕する破砕装置であって、対向するそれぞれのローラ表面を波形とし、波形の凹凸が互いに噛合して回転する構成とし、左右のローラの下方にローラ間で破砕されて落下する処理物をローラ表面へ衝突させる回転体をそれぞれ配置し、回転体の回転軸はローラの回転軸と平行してローラの下方に互いに外向きに回転するように挿通され、回転体の回転軸はローラの接合部の処理物の落下位置を挟んで左右対称の位置に向き合って配置され、回転体には、ローラの回転軸と平行に配設され、処理物を跳ね返すヘッドが備えられていることを特徴とする。

請求項２記載の凹凸ローラを備えた破砕装置では、請求項１記載の凹凸ローラを備えた破砕装置において、左右のローラの噛み合いラインの直下にガイドを配置し、ローラ間で破砕された処理物はガイドによって左右に振り分けられて、それぞれ左右の回転体の方向へ落下する構成とした。

請求項３記載の凹凸ローラを備えた破砕装置では、請求項２記載の凹凸ローラを備えた破砕装置において、ローラ間で破砕された処理物はガイドの傾斜に沿ってそれぞれ回転体の方向へ落下する構成とし、ガイドの傾斜は所定周期で変化する構成とした。

本発明では、前記構成を採用しているので以下の効果を有する。
請求項１記載の破砕装置においては、互いに対向して回転する一対のローラと、ローラの間を押圧方向に付勢する付勢手段を備えているので、ローラの押圧力によって砕石等の原料が破砕処理される。
波形ローラを採用するので、ローラ表面が平らな従来のローラに比較して原料のかき込み量を多く確保でき、そのため破砕能力が大きくなる。ローラ間の隙間が原料径よりも大きくても波形ローラが強制的に隙間に原料を押し込むので、層圧縮作用により確実に破砕でき、しかも粒形が良い丸い形状の処理物が生成される。さらに、ローラ間に隙間があるためローラの摩耗及び偏摩耗を低減する。
ローラ間で破砕されて落下する処理物をローラ表面へ衝突させる手段を備えているので、跳ね返された処理物がローラ表面に付着した原料を衝撃によって剥がして除去する。
特に、本発明では凹凸ローラを採用しているために、押圧処理後の原料がローラの凹部に付着しやすい構成となっているが、ローラ表面へ処理物を衝突させることによりこれら衝撃を利用して付着物を効率的に除去する。
さらに、ローラ間で圧縮破砕された処理物はつぶされて煎餅状になって出てくるが、その処理物を解砕（ほぐす）する作用を有する。

請求項１記載の破砕装置においては、ローラ間で破砕されて落下する処理物は、回転体に跳ね返される構成としたので、ローラ表面に処理物を確実に衝突させることができる。

請求項２記載の破砕装置においては、左右のローラの下方にそれぞれ回転体を配置し、
左右のローラの噛み合いラインの直下にガイドを配置したので、ローラ間で破砕された処理物はガイドによって左右に振り分けられて、それぞれ左右の回転体の方向へ供給される。

請求項３記載の破砕装置においては、ガイドの傾斜は所定周期で変化する構成としたので、回転体へ供給される処理物の角度が変化し、処理物が分散してロール表面に跳ね返される。そのため、広域に渡ってローラ表面の付着物を除去する。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。

以下、本発明の具体的実施例を説明する。
本発明の破砕装置は、図１〜４に示すように、上方に原料の投入口１、下方に処理物の排出口２を備えた破砕室３と、破砕室３内に対向して配置された一対のローラ４、５と、ローラ４、５の下側に配置されて落下する処理物を跳ね返す回転体６、７と、落下する処理物を回転体の方向へ案内するガイド８と、前記ローラを駆動するモータ９、１０と、ローラ４、５を押圧方向へ付勢する油圧装置１１を主要な構成としている。

破砕室３は原料の投入口１と処理物の排出口２を備えたハウジングであり、ローラ４，５の噛み合いラインの上方に投入口１が配置され、対向した左右のローラの下方に排出口２が配置され、投入口１から投入された原料がローラ４，５によって破砕された後に排出口２から落下する構成となっている。
原料の投入口１にはコンベア等で搬送された砕石が順次投入され、ローラ上に堆積する原料が所定量を越えるとセンサがそれを検知してコンベアを停止させる。

破砕室内には２本の回転軸４ａ、５ａが水平方向に並列して挿通され、その回転軸４ａ、５ａにローラが取付けられている。
このローラ４，５は円柱形状の胴部１２を有しており、この胴部１２が押圧しながら互いに内向きに回転して双方のローラ４，５の間に挟まれた原料が破砕される。一例として胴部１２の直径は３０〜５０ｃｍ、長さは５０〜１００ｃｍに設定される。
左右のローラ４，５は数ｍｍの隙間を有して近接しており、一方側のローラ４は後述する油圧装置１１によって他方側のローラ５方向へ押されてストッパに突き当たってローラとローラの間に僅かの隙間が確保された状態でセットされている。

前記ローラの胴部１２の表面には波状の凹凸が形成され、左右の対向したローラは、一方側の凸部が他方側の凹部に嵌合し、他方側の凸部が一方側の凹部に合わさり、凹凸が互いに噛み合いながら回転する構成となっている。
凹凸の形状としては、胴部１２表面の上下左右に交互に凹凸を形成する場合の他、ローラの胴部１２表面の軸方向に沿って幅状に凸部または凹部を形成する場合等が在るが、双方のローラ４，５の凹凸が相補的に嵌り合いながら回転する構成であれば適用可能である。
凹凸の形状、面積、高低差等については対象となる処理原料に応じて適宜設定される。
従来のローラ表面が平坦な破砕装置では、供給原料が噛み込まれずにローラ上で空回りするおそれがあるが、本実施例では波状の凹凸が形成されているので、凹凸が相補的に嵌り合いながら、原料を噛み込み、噛み込んだ原料は逃がさずに確実に破砕する。

前記モータ９，１０は破砕室の左右に２個配置され、駆動軸を破砕室３に平行に挿通している。
この駆動軸はローラの回転軸４ａ、５ａとなっており、左右のモータは電気によって駆動され制御装置によって同期して回転し、ローラ４，５を互いに内向きに回転させる。

油圧装置１１はローラ４，５間を押圧方向に付勢する付勢手段であり、この付勢手段は作動油に圧を掛けて送る油圧ポンプ１３と、作動油を貯留する油圧タンク１４と、作動油を送るパイプ１５と、油圧ポンプ１３から送られる作動油によってシリンダロッド１６を進退させるシリンダ１７を備えている。
油圧シリンダ１７はローラ４の回転軸４ａの左右に配置されて、油圧シリンダ１７から伸びるシリンダロッド１６が回転軸４ａを先方に押し出す方向に付勢しており、回転軸４ａはストッパに突き当たって所定の位置で停止している。そのため、ローラ４は対向する固定側のローラ５の方向へ押し付けられて、ストッパに突き当たってローラとローラの間に僅かの隙間が確保された状態でセットされる。
シリンダ１７の基部にはリリーフバルブ１８が設けられ、ローラ４が異物を噛み込み所定の負荷を越えた場合にはリリーフバルブ１８が開いて負荷を逃がすようになっている。

回転体６、７は、ローラ４、５によって破砕されて落下する処理物を下から跳ね返してローラ４、５に衝突させる装置であり、ローラの回転軸４ａ、５ａと平行してその下方に挿通された回転軸６ａ、７ａと、その回転軸から放射状に突設された支持部１９とその先端に取付けられたヘッド２０を有している。
回転軸６ａ、７ａはローラの回転軸４ａ、５ａに沿って配設され、モータによって駆動され互いに外向きに高速回転し、ヘッド２０によって落下する処理物を跳ね返す。
ヘッド２０は、胴部１２の回転軸４ａ、５ａと平行に配設され、胴部１２と同程度の水平方向の長さ有し、支持部１９に支えられて回転体の外周に複数配置されている。
支持部１９は、回転軸６ａ、７ａから放射状に突設した盤面からなり、盤面の先方にヘッド２０が取付けられている。支持部１９は回転軸上の少なくとも左右両端からロッド状に突設してヘッド２０の左右両端を支持する構成としても良い。

回転体６，７は双方のローラ４，５のそれぞれ下方に設けられ、左右の回転体６，７の回転軸６ａ、７ａはローラの回転軸４ａ、５ａと同程度の間隔を開けて平行に挿通されている。そして、回転軸６ａ、７ａはローラの接合部の処理物の落下位置を挟んで左右対称の位置に向き合って配置されている。つまり、原料通過部を通過して落下する原料から均等になる距離に配置されている。この均等の位置に配置されていることにより、落下する原料がガイド８によって左右に分岐してそれぞれ分岐した落下する原料がヘッド２０に衝突して跳ね返される。
本実施例では左右の回転体の回転軸６ａ、７ａはローラの回転軸４ａ、５ａをそれぞれ鉛直方向にスライドさせた場所に相当する位置となっているが、回転体の回転軸６ａ、７ａの位置は、胴部１２との関係によって設定され、落下する処理物を回転ヘッドがローラ方向へ跳ね返す位置であれば他の位置でも適用可能である。

このように左右の回転体６，７の中間ラインの上方にガイド８が設けられているので、ローラ４，５から破砕されて落下する処理物はガイドによって左右に分岐されて落下し、その落下した場所では回転体（ヘッド２０）が高速回転しているので、分岐した処理物はヘッド２０に打撃され、跳ね返されてローラ４、５の表面に衝突する。

前記ガイド８は左右のローラ４、５の中間ラインの下方に位置し、ローラの噛み合いラインの直下に胴部１２と平行に水平方向に伸びている。
ガイド８は先鋭した頂部２１と、その頂部から左右に分かれて下方に傾斜した側面２２を備え、ローラ４、５から落下する処理物を左右に２分する機能を有している。
ローラ４，５によって破砕されて順次落下する処理物は、その直下のガイド８上に落下し、頂部２１を分かれ目として処理物が左右に振り分けられて側面２２を滑り落ちる。

ガイド８の側面２２の傾斜角度は自動に変化する構成となっている。これは、頂部ラインを中心として左右側面２２が傾動可能に取付けられ、偏心カム等の作用により所定の周期で角度変化する構成となっている。つまり、ガイド８を上または下から見るとガイドの側面２２が所定の周期で開いたり閉じたりする構成となっている。
このため、ガイド８上に落下する処理物は変化する側面２２の角度に従って、回転体方向へ滑り落ちるが、ヘッド２２との衝突角度が変化するため、ヘッド２２に跳ね返される処理物の方向は多方面に分散される。ガイド８の側面の角度が一定の場合では、ヘッド２０から跳ね返される処理物の位置は一定方向となるが、本発明ではガイド８の傾斜が変化するため多方向へ跳ね返される。

ローラの押圧により原料を破砕する破砕装置では、原料の一部がローラの表面に付着したまま回転し、破砕作用を阻害する場合がある。特に、凹凸したローラ表面には処理物が付着しやすいが、本発明ではヘッド２０に跳ね返された処理物がローラ表面に付着した原料を衝撃によって剥がして除去する。
同時に、処理物を打撃することにより、処理物自体の固形状態がほぐされて商品としての骨材が生成される。つまり、ローラ間で圧縮破砕された処理物はつぶされて煎餅状になって出てくるが、その処理物を解砕（ほぐす）する作用が得られる。

次に本発明の作用を説明する。
コンベアによって搬送された砕石等の原料が破砕室の投入口１に投入され、破砕室３では２個のローラ４、５が内向きに回転しながら、砕石を噛み込み破砕する。
本発明の破砕装置ではローラ４、５に凹凸が形成されているので、凹凸が相補的に嵌り合いながら、原料を噛み込み、噛み込んだ原料は逃がさずに確実に破砕する。

ローラの近接部分である噛み合いラインの直下にはガイド８が設けられているので、ローラ間を通過した処理物はガイド８上に落下する。
ガイド８上では側面２２に沿って処理物が滑り落ち、左右に振り分けられてそれぞれの回転体６、７へ落下する。
回転体６、７へ落下した処理物は高速回転するヘッド２０に跳ね返されてローラへ衝突する。
ここで、ガイドの傾斜（側面２２）が所定周期で変化するので、ガイド８を滑り落ちる処理物の方向が変化し、ヘッド２０に跳ね返される処理物は多方面に分散される。
処理物がローラ４、５表面に衝突することにより、ローラ表面に付着した原料が衝撃によって除去される。また、処理物自体もヘッドの打撃により固形状態がほぐされて品としての骨材が生成される。

以上、実施例を説明したが、本発明の具体的な構成は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、前記実施例では砕石を破砕する例について説明したが、破砕原料としては貝殻、廃材等、圧縮によって破砕可能な原料であれば全て含まれる。
また、前記実施例では破砕室内に一対のローラが配置された構成について説明したが、一対のローラを左右に２連以上、あるいは、上下に２連以上連続させる場合であっても本発明に含まれる。

破砕室の概略断面図である。 破砕装置の正面図である。 破砕装置の平面図である。 破砕装置の側面図である。

１ 投入口
２ 排出口
３ 破砕室
４ ローラ
４ａ 回転軸
５ ローラ
４ａ 回転軸
６ 回転体
６ａ 回転軸
７ 回転体
７ａ 回転軸
８ ガイド
９ モータ
１０ モータ
１１ 油圧装置
１２ 胴部
１３ 油圧ポンプ
１４ 油圧タンク
１５ パイプ
１６ シリンダロッド
１７ シリンダ
１８ リリーフバルブ
１９ 支持部
２０ ヘッド
２１ 頂部
２２ 側面

Claims (3)

1. 互いに対向して回転する一対のローラと、ローラの間を押圧方向に付勢する付勢手段とを備え、ローラ間の押圧力によって原料を破砕する破砕装置であって、
   対向するそれぞれのローラ表面を波形とし、波形の凹凸が互いに噛合して回転する構成とし、
   左右のローラの下方にローラ間で破砕されて落下する処理物をローラ表面へ衝突させる回転体をそれぞれ配置し、
   回転体の回転軸はローラの回転軸と平行してローラの下方に互いに外向きに回転するように挿通され、
   回転体の回転軸はローラの接合部の処理物の落下位置を挟んで左右対称の位置に向き合って配置され、
   回転体には、ローラの回転軸と平行に配設され、処理物を跳ね返すヘッドが備えられていることを特徴とする凹凸ローラを備えた破砕装置
2. 左右のローラの噛み合いラインの直下にガイドを配置し、
   ローラ間で破砕された処理物はガイドによって左右に振り分けられて、それぞれ左右の回転体の方向へ落下する構成とした請求項１記載の凹凸ローラを備えた破砕装置。
3. ローラ間で破砕された処理物はガイドの傾斜に沿ってそれぞれ回転体の方向へ落下する構成とし、
   ガイドの傾斜は所定周期で変化する構成とした請求項２記載の凹凸ローラを備えた破砕装置。

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