JPS5915699B2 - 湿式粉砕装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉砕すべき材料と粉砕用ボールを容れる容器を
含む湿式粉砕装置に関する。

上記容器は、混合器ないし攪拌器、粉砕すべき材料を容
器内に供給するための供給部、粉砕した材料の放出口、
更に混合器の駆動手段を具備している。９５固形材料を
湿式粉砕する装置は既に公知である。

例えばドイツ公開公報第２１２５８８８号を見ろと、粉
砕すべき材料を垂直な隔離壁で分割した容器から成る一
連の粉砕室に装給し、それにより粉砕すべき材料を連続
して運搬し、等大の各粉砕室は垂直に立つている回転混
合器を具備するようになつている。この公知型式の湿式
粉砕装置にとつては、比較的複雑な構造のため製造、操
作、修理のコストが高くなるのが欠点である。

更にこの装置は達成できる粉砕効果が経済的観点から最
適である態様がないのが欠点である。本発明の目的は従
来の公知の湿式粉砕装置に比較して決定的な長所をもた
らす湿式粉砕装置を提供することにあり、次の点に特徴
がある。１．簡略化した構造と、その構造による製造コ
ストと修理コストが２．有効生産量を改善し、 ３．重量と大きさを低減することで 低下したこと。

本発明は特に理想的な湿式粉砕装置が次の態様でできる
という認識に基づいている。

即ち、理想的な装置は垂直に立つている等大の粉砕室を
使用する公知技術に反し、この技術の代わりに体積が漸
次増大する複数の分割された粉砕区域を形成する粉砕作
用室を利用しており、該操作室は軸に水平にまたは実際
上水平に静止し、同時に上記軸は混合器として形成され
しかも混合器の羽根の直径は粉砕作用区域の内周直径に
適合するようになつている。この実現化には次のような
考え方を前提にもつことが重要である。（ａ）粉砕すべ
き粒子を激しく衝突する２つのボールの間に入れ、それ
により粒子を粉砕すること。

（ｂ）湿式粉砕工程が連続的に進行する、即ち、粉砕す
べき粒子が粉砕工程の進行中に連続的に順次小さくなる
こと。（ｃ）接触面の数は粉砕すべき粒子の数に比例し
なければならないこと。

（ｄ）荒い粒子の粉砕段階持続期間、即ち粉砕工程の第
１段階における粉砕持続期間は、より小さな粒子即ち粉
砕工程のより後の段階における粒子の粉砕段階持続期間
より短かいこと。

（ｅ）理想的な湿式粉砕装置は粉砕工程の進行につれて
連続的に変化する条件に合わせねばならないこと。

（ｆ）各粉砕作用区域は最大多数のボールを持たなけれ
ばならないこと。

（ｇ）各粉砕作用区域のボール数は可能な限り大である
こと。

（ｈ）ボール数は粉砕すべき粒子数に比例せねばならず
且つ粉砕作用区域の体積は粉砕工程における粒子の細粒
度に従がい増大しなければならない。

（１）ボールの直径を粉砕工程の各時点で粉砕すべき粒
子の大きさに合わせねばならないこと。

従つて本発明の主題は粉砕材料を入れるための容器を具
備する湿式粉砕装置であり、上記容器は撹拌器ないし混
合器、粉砕した材料の放出口、更に攪拌器の駆動手段を
有している。本発明に係る装置は体積が増大する複数の
分割された粉砕作用区域を形成する粉砕作用室を具備し
、該粉砕作用室は軸上に水平にまたは実際上水平に支持
されており、同時に上記軸が混合器として形成され、こ
の混合器の羽根は粉砕領域の内周直径に比例した直径を
有していることを特徴とする。以下本発明を実施例によ
り添付図面を参照して明らかにする。

第１図に示す軸２は粉砕作用室内に取り付けるために用
意したものである。上記軸２は４つのらせん形ねじ羽根
群ないし混合羽根群Ａ，ｂ，ｃ，ｄを有し、それぞれの
群は８つの混合羽根３で形成されている。各群Ａ，ｂ，
ｃ，ｄは分割円板４，５，６で仕切つてあり、該分割円
板は軸２上に取り付けてある。混合羽根群Ａ，ｂ，ｃ，
ｄは、分割された対流回転混合羽根群ａ１とＡ２、ｂ１
とＢ２、Ｃ１とＣ２、ｄ１とＤ２からそれぞれ形成され
ている。混合ないし攪拌羽根３及び分割円板４，５，６
の直径は粉砕作用室の内周直径に比例して増減するよう
になつているら第２図は粉砕作用室内における軸の配列
を示しており、該粉砕作用室１は円錐台または切頭体の
形状を有している。粉砕作用室１の外枠は軸に適合ない
しその軸と互いに関連を有し、即ち、粉砕作用室の内周
壁７と分割円板４，５，６の間隙は分割円板４，５，６
の直径が増加するに伴ない減少するようになつている。
第２図に示す実施例においては、分割円板４，５，６で
形成された粉砕作用区域ａ″，ｂ″，ｃ′，ｄ″におい
て、粉砕作用室１の内周壁７から羽根３の外周縁までの
距離は、それぞれ内周壁７から混合羽根群Ａ，ｂ，ｃ，
ｄを有する軸２の軸線までの距離の１／４ないし１／２
となるように設定されている。

開口１２″ないし１２′７′から粉砕作用室１内への粉
砕用ボール（図示せず）の挿入を容易にするためには、
粉砕作用室１の内周壁７から羽根３の外周縁までの距離
が大きければ大きい程好ましいが、反面、羽根３による
混合ないし攪拌作用を活発に行わせるためには、粉砕作
用室１の内周壁７から羽根３の外周縁までの距離が内周
壁７から軸２の軸線までの距離に比べて小さければ小さ
い程好ましい。そこで、粉砕作用室１の内周壁７から羽
根３の外周縁までの距離を上述した如く内周壁７から軸
２の軸線までの距離の１／４ないし１／２となるように
設定すれば、粉砕用ボールの挿入可能性を損なうことな
く且つ羽根３による混合作用を十分に活発に行わせるこ
とができることとなる。粉砕作用室１は粉砕すべき材料
を導入する導入開口８及び粉砕した材料を放出する放出
開口９を有している。

軸２は軸受１０，１１内に回転可能に設けてあり且つ普
通構造の駆動手段（図示省略）で動力駆動されるように
なつている。分割円板４，５，６で形成された粉砕作用
区域ａ″，ｂ′，ｃ！，ｄ！は付加的に設けた閉鎖可能
な開口１２″乃至１２″″と１３″乃至１３″２を有し
ている。この閉鎖可能開口１７乃至１２″″により粉砕
用ボールを入れるようになつており、また閉鎖可能開口
１３乃至１３″Ｉにより粉砕用ボールを取り出すように
なつている。しかしボールを入れ且つ取り出す開口を幾
つか設けても良い。第２図に示すような粉砕作用室１は
円い断面の粉砕作用区域を有しているが、第３図と第４
図に示す粉砕作用室は多角形の断面を有している。

粉砕作用室は分割壁１４，１４″，１Ｃまたは１５，１
５１，１５ｆでそれぞれ分割されている室群を形成して
いる。かくて分割壁は軸２上に設けた分割円板４，５，
６に対応して調整し、第５図の如く粉砕材料が通過する
開口１６が形成されるようになつている。

従つて粉砕作用室の形状自体は重要ではなく、例えば粉
砕作用室１は切頭形状、ピラミツド形状またはそれぞれ
拡大する円錐台と角錐体との幾つかの合成物や複数の増
大するシリンダーから成る形状を有することができる。
粉砕作用室の内周壁は、例えば円形断面とすることがで
きるが、３角形断面、４角形ないし正方形断面、６角形
ないし８角形断面等としても良い。内周壁の形状は、偶
部の死角的構造を避けて粉砕材料と粉砕用ボールの沈積
または停滞を阻止するような形状にすべきである。軸２
は水平にあるいは実際上水平に設けなければならない。

装置は実際上水平であるから、従つて軸２が水平線に関
して形成する角度は２０度より大となつてはならない。
しかし必要な場合は９０度まで拡げても良い。第２図乃
至第５図かられかるように、個々の粉砕作用区域は分割
円板４，５，６で仕切つてあり、該分割円板は軸２と共
に回転するようになつている。

更に分割円板の直径は、間隙１７，１８，１９がそれぞ
れ各分割円板と粉砕作用室の内周壁間に残るような大き
さあるいは寸法である。この間隙１７，１８，１９は、
粉砕材料が１つの粉砕作用区域から他の粉砕作用区域内
へ進行できるような寸法である。従つて間隙の大きさは
粉砕材料と粉砕用ボールの大きさに合わせてある。この
ことは次のことを意味する。即ち分割円板と内周壁で形
成した間隙はそれぞれ粉砕材料が１つの粉砕作用区域か
らそれに隣接する次の粉砕作用区域内へ進行できる程度
十分な大きさがあるが、粉砕用ボールは上記間隙より直
径が大きいので個々の粉砕作用区域内に残るようになつ
ている。この場合粉砕用ボールの直径は粉砕作用区域が
進むにつれて有利な態様で減少するようになつており、
更に粉砕用ボールの数は粉砕作用区域が進むにつれて有
利な態様で増加するようになつている。第１図、２図、
５図において、個々の混合羽根３は同一形状を有してい
るが、この同一形状を有することは必らずしも必要なこ
とではない。

更に個々の混合羽根３及び／または個々の粉砕作用区域
の混合羽根３は互いに異なつた形状を有している。例え
ば、互いに異なつた幅、寸法、直径を有している。好ま
しい態様では、例えば各混合羽根群ａ１とＡ２、ｂ１と
Ｂ２等は対流回転するので、各粉砕作用区域内で粉砕す
べき材料は軸２が回転する間各粉砕作用区域の中心部方
向に求心力を与えられるようになつている。

粉砕すべき材料は通常のポンプ（図示省略）で導入開口
８を通つて断続的あるいは連続的な装入方法で供給され
るようになつている。

更にポンプの動力は、付随的な粉砕作用区域を通つて粉
砕すべき材料を装給し、その後その材料を放出開口９か
ら圧出できるような大きさである。その結果軸２上に設
けてある個々の混合ないし攪拌羽根は単に粉砕材料と粉
砕用ボール（図面全体を見易くするために図示省略）を
運動させる機能を有するだけである。

しかし情況によつては必要ならば粉砕材料の領域から領
域への供給を支持あるいは助力するように個々の混合羽
根を形成しても良い。従つて本発明に係る湿式粉砕装置
は上記特徴を有するので、粉砕材料は最初に比較的小さ
な領域ｄ′に入りそこから常により大きな区域Ｃ′，ｂ
′，ａ″内に到達するようになつている。個々の粉砕作
用区域の数自体は重要でない。このことは次のことを意
味する。即ち本発明に係る湿式粉砕装置は異なつた数の
粉砕作用区域を有することができ、かくて粉砕作用区域
の数は粉砕すべき材料の細粒度上の条件または要求によ
る。湿式粉砕装置内には少なくとも３つの粉砕作用区域
を設けるのが有益であると証明されている。本発明に係
る湿式粉砕装置は４個乃至６個の粉砕作用区域を具備す
るのが有益である。しかし８個まで、実際には１２個の
粉砕作用区域まで具備することも可能である。最初の室
端部の導入開口８の位置と、最後の室端部の放出開口９
の位置自体は重要でなく、即ち両開口を例えば操作室側
壁２０と２１にそれぞれ設けても良（・。放出開口９は
スクリーンあるいはフイルタ一を有していて、最後の粉
砕作用区域から粉砕用ボールが放出しないようになつて
いる。更に本発明に係る湿式粉砕装置の体積は極めて種
々のものが可能である。約０．５乃至５００リツトルの
体積が本発明に係る湿式粉砕装置にとつて有益なことが
証明されている。２乃至約２００リツトルの体積の装置
、特に２乃至５０リツトル体積の装置が特別有益である
ことが証明されている。

すべての場合に装置が大きくても小さくても同じ機能を
有する。本発明に係る湿式粉砕装置は大概の異なつた型
式の顔料の湿式粉砕に適しており、この顔料は通常に湿
式粉砕されるようになつている。

このことは本発明に係る装置が例えばチタニウム酸化物
、バリウム硫酸塩、クロム酸化物の湿式粉砕に適してい
ることを意味している。更に本発明に係る湿式粉砕装置
は種々の分散体及び被覆物質、特に顔料を分散させる被
覆物質を製造するのに適している。この被覆物質により
顔料が特に細かく分布され印刷用の染料やインク、例え
ば油絵の具、エナメルラツカ一、磁性イオン酸化粒子を
有するサウンドテープ用被覆合成物等を製造するように
なつている。本発明に係る装置で達成できる顕著な粉砕
効果の他に、顕著な混合効果も達成されるので本装置を
大概の異なつた混合工程の実施に使用することができる
。粉砕用ボールは湿式粉砕装置に普通使用するボール、
例えば鋼製のボールで作つても良い。

ボールの直径は種々のものが可能であり、例えば０．５
ｍ１乃至５０Ｗ！ｌまたはそれ以上でも良い。操作室内
の粉砕材料に対するボールの大きさの比は約１：１乃至
１０：１であれば有益であることが判明している。例１ ５６リツトルの体積の第２図に示す湿式粉砕装置は例え
ば以下の大きさを有する。

粉砕領域内の粉砕用ボールの重さ、直径、次の通りであ
る。

数は 粉砕材料用通過開口の幅は次の通りである。

距離「ｅ」軸２の軸線と粉砕作用室内周壁７との距離の
１／３例２ 本発明に係る湿式粉砕装置は約３８リツトルの体積の粉
砕室を３つ具備し、次の大きさを有している。

個々の粉砕作用区域内の粉砕用ボールの全重量と直径は
次の通りである。

他のデータは次の如くである。

ポンプ動力は１３００リツトル／時間までである。

モータの馬力は約４０馬力（２９．４２ＫＷ）である。

軸２の回転速度は一定でないが、平均 １３００回転／分である。

尚断面は、規則正しい５つのコーナーが上記寸法を有す
る円錐台内に刻まれるような形状をしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合器ないし撹拌器として形成した本発明に係
る湿式粉砕装置の軸を示す側面図、第２図は４つの粉砕
作用区域を有する本発明装置の粉砕作用室を示す側面断
面図、第３図と第４図は２つの異なつた粉砕作用室の斜
視図で、互いに内周壁の型式が異なつており且つ挿入さ
れた軸は図示されていず、第５図は粉砕作用室の＝部を
示す破断側面断面図、第６図は第４図の粉砕作用室を示
す横断面図である。 １・・・・・・粉砕作用、２・・・・・・軸、３・・・
・・・混合羽根、４，５，６・・・・・・分割円板、７
・・・・・・内周壁、９・・・・・・放出開口、１７，
１８，１９・・・・・・間隙、Ａ，ｂ″，ｃ″，ｄ″・
・・・・・粉砕作用区域、ａ１とＡ２、Ｂ，とＢ２、Ｃ
１とＣ２、ｄ１とＤ２・・・・・・対流回転混合羽根群
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉砕用ボールと同時に粉砕すべき材料を収容する容
   器を具備し、該容器に混合器と、粉砕すべき材料を容器
   内に供給するための供給部と、粉砕した材料の放出口と
   更に上記混合器の駆動手段を装備した湿式粉砕装置にお
   いて、体積が漸次増大する複数の分割された粉砕作用区
   域を形成する粉砕作用室を有し、１個の軸上に上記粉砕
   作用室が少なくとも実質的に水平に支持されており上記
   軸が同時に上記粉砕作用区域の内周直径にそれぞれ比例
   する直径を有する羽根を具備する混合器として形成され
   ていることを特徴とする湿式粉砕装置。 ２ 前記粉砕作用室が円錐台形状を有ししかも粉砕作用
   区域が個々に円錐形状をなす分割片から形成されている
   特許請求の範囲第１項記載の湿式粉砕装置。 ３ 分割円板を前記軸上に取付けて該軸と共に回転する
   ようにし、この分割円板は各粉砕作用区域を仕切るよう
   にした特許請求の範囲第１項記載の湿式粉砕装置。 ４ 前記粉砕作用室が内周壁を有し、前記の各分割円板
   は次々に増大する直径を形成し、しかも該分割円板は粉
   砕作用室の内周壁から一定間隔を置いて離してあつて、
   その間隙距離が各分割円板の直径が増大するに従つてそ
   れぞれ減少するようにしている特許請求の範囲第３項記
   載の湿式粉砕装置。 ５ 前記粉砕作用室が切頭円錐形状を有し、該切頭円錐
   形状を限定する切頭円錐直径が、各粉砕作用区域の体積
   の減少に従つて減少するようにした特許請求の範囲第２
   項記載の湿式粉砕装置。 ６ 各粉砕作用区域内の粉砕用ボール数が粉砕作用区域
   の体積の増大に伴つてそれぞれ増加するようした特許請
   求の範囲第１項記載の湿式粉砕装置。 ７ 混合器の各羽根が外周縁を形成し、粉砕作用室が内
   周壁を有してこれら粉砕作用室の内周壁と羽根の外周縁
   との距離がそれぞれ内周壁と上記軸の軸線間距離の１／
   ４乃至１／２に等しくなつている特許請求の範囲第１項
   記載の湿式粉砕装置。 ８ 前記混合器の羽根は対流回転する混合羽根群の対と
   して複数対形成され、該複数対の対流回転混合羽根群を
   それぞれ各粉砕作用区域に適合するようにした特許請求
   の範囲第１項記載の湿式粉砕装置。