专利名称：粉碎装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粉碎装置，更具体地，本发明涉及一种粉碎食物、化学制品、肥料、药品、矿物、金属产品等各种固体材料以形成粉末的粉碎装置。
背景技术：
在现有技术中，在各种工业领域，广泛地需要粉碎以将食物、化学制品、肥料、药品、矿物、金属产品等固体材料研磨成粉末。在这些粉碎加工过程中，通过执行粉碎加工过程，直至粉末的颗粒形状和颗粒尺寸分布处于某个范围，例如在食品工业或药品工业领域，可加速难以溶解的物质的溶解速率或者促进身体吸收特性或在混合药品时含量的均匀性。此外，在矿业领域或化学工业领域，在压缩模塑过程中可增加通过压缩形成的材料中的结合力，或者可改善涂敷产品的表面光滑度。
通常，在上述传统的粉碎过程中，使用气流型或机械型的装置。在前者情况下，大量的高压压缩空气喷射到粉碎部中(在这里，由于通常在音速范围内的高速气流，材料通过彼此之间的冲击而被粉碎，或者材料通过与一部分外周壁表面等的冲击而被粉碎)。根据气流型粉碎装置，可忽略产生热量的影响并且材料能够被粉碎成超细的颗粒。然而，需要稳定地供应大量的高度压缩空气。结果，气流型粉碎装置需要具有高马力的大容量压缩机。因此，初始成本或运行成本增加。后一类型的装置还分为旋转冲击型粉碎装置(例如，辊式磨碎机、锤式磨碎机、针盘式磨碎机等)或者筒型粉碎装置(例如，球磨机、振动式磨碎机等)。旋转冲击型粉碎装置被广泛使用。根据旋转冲击型粉碎装置，在其外周具有刀片的旋转盘在粉碎部中高速旋转。通过撞击输入粉碎部中的材料并且将材料冲抵着一部分外周壁表面等而执行粉碎过程。机械型粉碎装置能够以相对较低的运行成本取得相对恒定的粉碎效率。
此外，作为机械型粉碎装置的示例，专利参考文献1(JP-A-2000-042438)中公开的技术是已知的。根据此公开内容，具有研磨和粉碎表面的旋转磨石设置在一个位于粉碎部和排出部之间的分级部处。该部分的分级间隙设置得很窄。此外，刀片的外周表面和粉碎部的外周壁表面(即衬套)设置有磨石形式的研磨和粉碎表面。由此，通过相对于固体材料强化粉碎力的施加而提高了粉碎效率。
发明内容
然而，根据传统的粉碎装置，通过提高粉碎效率，粉末的最终颗粒形状会非常细或非常微小。但是，随着粉碎效率的提高，固体材料的材料特性会劣化。也就是说，当通过设置在粉碎部内的旋转盘的高速旋转而增强向固体材料施加的粉碎力时，在粉碎部产生的热量增加。此外，根据传统的粉碎装置，即使固体材料在粉碎部内已经被粉碎成期望的颗粒尺寸，粉末仍然会驻留在粉碎部内而没有被排出。因此，例如，当粉碎诸如食品、药品等固体材料时，这些固体材料会因受到在粉碎过程中产生的热影响而被氧化，劣化了蛋白质、脂肪、氨基酸等的材料特性。此外，对粉末的过度粉碎劣化了产品回收率或颗粒的尺寸分布。特别是当被粉碎的固体材料包含高水平的脂肪和糖时，诸如豆类，如果固体材料被突然冲抵到在粉碎部内高速旋转而导致施加大的力的旋转盘上，脂肪或糖会从材料内部散布出来。结果，粉末会聚结或粘附到外周壁表面等。由此，材料特性会被破坏。
然而，例如通过重新构造具有大尺寸和复杂构造的整个装置的结构来解决此问题或者通过额外安装专用机器来克服这些特定的问题不是优选的。因此，期望构建一种具有通用性能的构造，该构造能够应对近年来盛行的多种需求和小产量，而不必使用大尺寸的和复杂的构造来重新构建此装置的全部结构。
为了克服上述问题做出了本发明，本发明的目的是提高粉碎精确度和产品回收率而没有通过使用大尺寸复杂构造来重新构建用于粉碎固体材料的粉碎装置的整个结构，并且也没有劣化固体材料的材料特性。
为了克服上述问题，本发明的粉碎装置采用如下装置。
根据本发明的第一方面，提供一种粉碎装置，其包括用于接收固体材料的供给部、至少一个用于粉碎从供给部供给的材料的粉碎部、和用于将由粉碎部粉碎的材料排出到外部的排出部。所述至少一个粉碎部通过供给部一侧的旋转盘和排出部一侧的旋转盘的分隔而形成。旋转盘连接到至少一个旋转轴以被驱动而旋转。旋转盘沿轴向设置在彼此分离的位置。供给部一侧的旋转盘或者排出部一侧的旋转盘中的至少一个设置有至少一个从其表面突出的刀片。旋转盘的表面彼此相对，并且在至少一个表面上在接近所述旋转盘的旋转轴心的位置沿圆周方向的至少一个部分的位置处形成有沿轴向穿透的通孔。从供给部供给的材料通过粉碎操作粉碎，该粉碎操作随着驱动旋转粉碎部的刀片而产生。通过形成在至少一个旋转盘内的通孔，使得供给部与构成下游侧的排出部一侧连通。
关于固体材料的“粉碎”，“粉碎”指简单地将固体材料破碎成较小块的加工过程。一般地，粉末的颗粒尺寸可分级为粗粉碎、中间粉碎、粉碎、精细粉碎和超精细粉碎的颗粒尺寸。
根据此类粉碎装置，用于使供给部接收的固体材料流到排出部一侧的所需气流是通过驱动旋转具有刀片的旋转盘而产生。由此，通过气流的携带或运送，使得固体材料持续地流动、以及粉碎和收集。特别是，导入粉碎部的材料通过施加协同的粉碎力、通过被驱动而旋转的旋转盘和刀片的冲击、通过施加断裂剪切力、通过被粘附而冲击一部分外周壁表面等、或者通过与材料的其它块相冲击而被粉碎。另外，被粉碎成细颗粒尺寸的粉末还具有易于停留在接近旋转轴心的位置的特性。
根据本发明的第一方面，供给到供给部的固体材料由粉碎操作粉碎，该粉碎操作是根据驱动刀片在粉碎部内旋转而产生。当通孔形成在供给部一侧的用来分隔以形成供给部和粉碎部的旋转盘内时，从供给部供给的材料被引入粉碎部，该引入不是从显著地施加了旋转驱动力的旋转盘的外周面一侧，而是从设置在接近旋转轴心的位置的通孔。即，材料从施加了小的旋转力的通孔带来。因此，可对材料施加逐渐增加的粉碎力。此外，当通孔形成在排出部一侧的用来分隔以形成粉碎部和排出部的旋转盘内时，粉末在粉碎部内粉碎后停留在接近旋转轴心的位置，并且通过产生的气流的携带从通孔排出。因此，粉末可排出到排出部而没有被过度粉碎。优选地，在设置旋转盘的刀片的位置的径向内侧上形成通孔。
接下来，根据本发明的第二方面，在上述本发明的第一方面中，通过沿着以旋转轴心为中心的圆周方向将刀片的刀片面指向旋转盘的旋转方向而将多个刀片径向设置在至少一个旋转盘上。在圆周方向上相邻刀片之间的位置，以可附连和可拆卸的方式设置至少一个子刀片，该子刀片紧随其前面的刀片(在旋转盘的旋转方向)。子刀片的刀片面的指向相对于其前面的刀片的刀片面而适当地调节。
根据本发明的第二方面，紧随旋转刀片之后旋转的子刀片分隔了根据旋转刀片产生的气流。此外，根据分隔操作，对粉碎部内的粉末施加撕裂剪切力。对子刀片的刀片面的指向的调节可调节分隔气流的操作力。例如，当子刀片的刀片面和刀片的刀片面彼此平行设置时，显著地施加了分隔气流的操作力。此外，当子刀片类似于刀片径向设置时，与上述设置的情况相比，分隔气流的操作力降低。
接下来，根据本发明的第三方面，在本发明的上述第一和第二方面中，在粉碎部的供给部一侧的旋转盘和排出部一侧的旋转盘之间的位置平行设置有引导盘。引导盘连接到旋转盘中的一个的旋转轴，并被驱动而旋转。引导盘形成有引导面，该引导面具有用于随着驱动旋转引导盘而将粉碎部内的粉末引导到设置刀片的位置的形状。
根据本发明第三方面，通过驱动而旋转连接到旋转轴的引导盘，由于形成在引导盘上的引导面的形状，在粉碎部内的粉末被引导到设置刀片的位置。由此，例如，置放于接近旋转轴心的位置处的粉末可被有效地粉碎加工。
根据本发明第四方面，在上述本发明第一至第三方面的任一情况中，粉碎部的外周壁面设置有引导突起，该引导突起具有能将沿外周壁面从上游侧流到下游侧的粉末从粉碎部的外周壁面沿内部方向引导的形状。
根据本发明第四方面，沿着粉碎部的外周壁面从上游侧流到下游侧的粉末由于引导突起的形状而从粉碎部的外周壁面被引导到内侧方向。由此，置放在粉碎部的外周壁面的位置处的粉末可被引导到例如设置刀片的位置。结果，粉末可被有效地加工而粉碎。
根据本发明第五方面，在上述本发明第一至第四方面的任一情况中，粉碎装置构造成供给部一侧的旋转盘和排出部一侧的旋转盘分别连接到至少两个旋转轴。这两个旋转轴中的每一个都受到驱动而旋转，从而产生相对旋转速度差。通过在两个旋转盘之间的相对旋转速度差产生了粉碎力的交互施加。
这里，作为在多个旋转盘之间产生相对旋转速度差的状态的描述，列举了下列状态每个旋转盘在相同的方向上以不同转速旋转；每个旋转盘在相反的方向上旋转；或者仅一个旋转盘旋转而另一个不旋转。
根据本发明的第五方面，粉碎部内的粉碎加工由于通过旋转盘的单个元件施加的旋转力、以及由于通过在各旋转盘之间的相对旋转速度差产生的粉碎力的交互施加而执行。特别是，当多个旋转盘在彼此不同的旋转方向上旋转时，促进了由相对旋转速度差产生的粉碎力的施加。因此，即使当各旋转盘以相对低的速度旋转时，也能获得大的相对旋转速度差。此外，如果各旋转盘在相同的旋转方向上以彼此不同的旋转速度旋转，或者当仅一侧的旋转盘旋转时，粉碎力轻柔地并且有效地施加。
根据本发明第六方面，在上述本发明第一至第五方面的任一情况中，形成为分隔粉碎部和排出部的旋转盘的外周边缘部以可附连和可拆卸的方式设置有至少一个冲击刀片，冲击刀片具有面对外周壁面的形状。冲击刀片置于所述排出部一侧的所述盘面上位于所述排出部一侧的盘面的径向外侧。冲击刀片的径向外侧上的对着外周壁面的面部沿着轴向形成有多个排出沟槽，其中每个沟槽具有在冲击刀片的旋转方向穿透的形状。
关于本发明第六方面，冲击刀片碰撞或研磨，从而根据旋转盘的旋转而粉碎置于用来分隔从而形成粉碎部和排出部的旋转盘和设置在外侧(在旋转盘的径向)上的外周壁面之间的粉末。此外，由于形成在冲击刀片上的排出沟槽，允许在冲击刀片和外周壁面之间根据冲击刀片的旋转而产生的涡流从排出沟槽排出到外部。由此，可提高粉末的流动性。
接下来，根据本发明的第七方面，在上述本发明第一至第六方面的任一情况中，用来分隔从而形成粉碎部和排出部的旋转盘以可附连和可拆卸的方式设置有分级刀片，该分级刀片具有朝向排出部一侧突出的形状。从旋转盘的外周面和粉碎部的外周壁面之间的间隙排出的粉末由处于旋转状态的分级刀片之间的间隙筛选，从而排入排出部。适当地调节设置分级刀片的数量。
关于本发明的第七方面，从分隔而形成粉碎部和排出部的旋转盘的外周面和排出部的外周壁面之间的间隙排出的粉末由旋转分级刀片之间的间隙适当地筛选并且排入排出部。例如，通过增减附连到旋转盘的分级刀片，分级的等级可调节。
根据本发明第八方面，在上述本发明的第七方面中，排出部的壁面进一步以可附连和可拆卸的方式设置有间隙调节元件，用于使壁面和分级刀片在其旋转端部侧的一部分变窄。适当地选择和设置用来将间隙调节到预定尺寸的间隙调节元件。
根据本发明第八方面，间隙调节元件调节分级刀片和排出部的壁面之间的间隙。因此，即使当分级刀片被例如长度更短的分级刀片替换时，间隙调节元件仍然能调节间隙的尺寸。
另外，根据本发明第九方面，在上述本发明的第七或第八方面中，通孔形成在用于分隔从而形成粉碎部和排出部的旋转盘处。分级刀片附连在比用来相对于旋转盘形成通孔的位置更接近于旋转轴心的位置处。用于筛选从通孔排出的粉末的分级部被分隔从而形成在分级刀片的旋转半径的方向的外部区域。分级部设置有分级筒，该分级筒沿着位于分级刀片和在分级刀片的旋转半径方向的外侧上的外周壁面之间的位置形成为筒形。
根据本发明第九方面，同样从形成在用来分隔而形成粉碎部和排出部的旋转盘处的通孔排出的粉末由分级刀片筛选。此外，通过在分级刀片和外周壁面之间设置分级筒，可细微地控制分级部中的粉末流。
此外，根据本发明第十方面，在上述本发明的第九方面中，分级筒以可附连和可拆卸的方式连接到分级部的外周壁面。分级筒具有如下适当地选择和设置的形状筒径从上游侧向下游侧变大，或者具有相对恒定的筒径。
根据本发明第十方面，使得在分级筒内流动的粉末容易流到下游侧。
接下来，根据本发明第十一方面，在上述本发明第九或第十方面中，分级筒以可附连和可拆卸的方式设置在分级部的外周壁面。通过附连分级筒的位置适当地调节分级筒和用来分隔从而形成粉碎部和排出部的旋转盘之间的间隙尺寸、以及分级筒和分级部的外周壁面之间的间隙尺寸。
关于本发明第十一方面，通过调节分级筒和其它元件之间的位置关系(即，间隙尺寸)可细微地调节粉末流。
根据本发明第十二方面，在上述本发明的第一至第十一方面中的任一情况中，通孔形成在用来分隔从而形成粉碎部和排出部的旋转盘内。旋转盘形成有厚壁面部，用于在排出部一侧在旋转盘的盘面上施加与根据旋转盘的旋转从通孔排出的粉末流相反的阻力。厚度在径向朝向内侧逐渐增加的壁厚形状构成了厚壁面部。
根据本发明第十二方面，阻力通过厚壁面部施加到从通孔排出的粉末流。因此，例如，不具备期望颗粒尺寸的粉末可被阻止排入排出部。
通过采用上述装置，本发明可获得如下效果。
根据本发明第一方面，通过在旋转盘内形成通孔的简单构造可提高粉碎精确度和产品回收率而不劣化固体材料的材料特性。所述实施方式还可用于能够处理多种产品类型、小产量等的各种生产模式的通用机器。例如，当通孔形成在供给部一侧的用来分隔从而形成粉碎部的旋转盘处时，引入粉碎部的固体材料可被轻柔地粉碎。当通孔形成在排出部一侧的旋转盘内时，使得粉碎加工的粉末容易地从通孔排出。因此，粉末没有过度粉碎。
根据本发明第二方面，通过分隔刀片产生的气流，具有适当强度的紊流气流可施加到粉碎部的内部。因此，在粉碎加工过程中，大的粉碎力不会突然施加到粉末。粉碎加工可有效地执行。
根据本发明第三方面，通过将粉碎部内的置放于接近旋转轴心处的粉末引导到设置刀片的位置，可进一步有效执行粉碎加工过程。
根据本发明第四方面，通过将粉碎部内的置放于外周壁面的位置处的粉末引导到粉碎部的径向内侧，粉碎加工过程可进一步有效地执行。优选地，构建一种本发明的第四方面与本发明第三方面组合起来的构造进一步有效地执行了粉碎加工过程。
根据本发明第五方面，旋转盘的相对旋转速度差的应用使得有效地执行粉碎加工过程。因此，可获得大的相对旋转速度差而不会实际上高速旋转旋转盘。粉碎过程可有效地执行，同时限制了旋转盘所产生的热量的影响。此外，旋转盘本身的速度可受到限制。因此，可在不损害粉碎材料的材料特性并同时呈现恒定的粉碎力的情况下实现粉碎加工。可提高粉碎效率而不会增加旋转盘的数量。因此，粉碎装置的整个结构可紧凑地形成。
根据本发明第六方面，可进一步改进粉碎粉末的效率。
根据本发明第七方面，可简单地调节筛选粉末的精确度。
根据本发明第八方面，即使当分级刀片的长度改变时或者当旋转盘的位置根据例如加工而粉碎粉末的量等条件而改变时，在分级刀片和排出部的壁面之间的间隙可简单地调节。
根据本发明的第九方面，可改进从通孔排出的粉末的筛选精确度和粉碎加工的效率。
根据本发明第十方面，可进一步改进从通孔排出的粉末的筛选精确度和粉碎加工的效率。
根据本发明第十一方面，可进一步细微地调节粉末的分级精确度。
根据本发明第十二方面，可进一步改进粉碎粉末的效率。
图1是根据实施方式1的粉碎装置的内部结构从侧向看的剖视图。
图2是外周壁面的前视图。
图3是图2从侧向看的剖视图。
图4是第一旋转盘的前视图。
图5是图4从侧向看的剖视图。
图6是第二旋转盘的前视图。
图7是图6从侧向看的剖视图。
图8是引导盘的前视图。
图9是图8从侧向看的剖视图。
图10是根据实施方式2的粉碎装置的内部结构的一部分从侧向看的剖视图。
图11是第二旋转盘的前视图。
具体实施例方式
下面将参考
实现本发明的最佳实施方式。
实施方式1首先，将参考图1至9说明第一代表性实施方式的粉碎装置10。图1是粉碎装置10的内部结构从侧向看的剖视图，图2是外周壁面元件51的前视图，图3是图2从侧向看的剖视图，图4是第一旋转盘60的前视图，图5是图4从侧向看的剖视图，图6是第二旋转盘70的前视图，图7是图6从侧向看的剖视图，图8是引导盘80的前视图，图9是图8从侧向看的剖视图。
如图1所示，此实施方式的粉碎装置10构造成整体用壳体20罩住。在壳体20内设置有用于供给固体材料M(例如，在此实施方式中为食品)的供给部30、用于粉碎所供给的固体材料M的粉碎部50、用于对粉碎成期望颗粒尺寸的一部分粉末(即固体材料M)进行分级的分级部(被分隔开而由分级刀片77形成，下文会提到)、以及用于排出和收集分级后的粉末的排出部100。此外，供给部30、粉碎部50、分级部和排出部100依次彼此连通。
此外，如图1所示，带有中空管构造的第一旋转轴110沿着宽度方向水平安装在粉碎装置的内部的中心。第二旋转轴111插入第一旋转轴110的中空部。第二旋转轴111设置成与第一旋转轴110具有相同的轴线中心线位置。第一旋转轴110和第二旋转轴111由轴承114和115以可旋转方式支撑，轴承114和115以两个旋转轴能够彼此独立旋转的状态(即能够相对旋转的状态)设置在预定位置。特别是，皮带轮113与第一旋转轴110的端部连接，而皮带轮112与第二旋转轴111的端部连接。皮带轮112和113利用V形皮带(未示出)连接到电动马达(也未示出)并且通过传递来的旋转驱动力旋转。由此，第一旋转轴110和第二旋转轴111能够通过旋转驱动力的独立传递相对于彼此自由旋转。
能够被拆卸和更换的整体结构构成了形成粉碎装置10的各个部件。因此，能够简单地执行例如清洁粉碎装置10内部或利用其它合适部件更换相应的部件等维护操作。此外，刀片63和73、子刀片64和74以及冲击刀片76(后面会提到)通过诸如螺钉B(见图4)等的紧固件分别以可附连和可拆卸的方式连接到第一旋转盘110和第二旋转盘111。因此，上述各刀片能够通过简单地更换具有不同形状、例如不同长度等的刀片或者通过根据其使用目的具体地增加或减少刀片数量而便于使用。由此，粉碎材料的加工程度能够根据材料的材料特性的状况来调节。
进一步，将详细说明粉碎装置10的相应构造。
首先，如图1所示，供给部30包括用于供给固体材料M的材料供给口31。材料供给口31的内部与粉碎部50连通，这将在后面描述。当粉碎装置10运行时，沿吸入方向向供给部30提供气流并通往排出部100。粉碎装置10受到驱动时运转的第一旋转盘60和第二旋转盘70的旋转驱动力、以及在排出部100一侧设置的抽吸机(未示出)的真空力可组合起来以产生气流。如图1所示，在粉碎部50的上游侧区域设置有吸入部40，该吸入部40用来调节吸入量以产生稳定的气流。结果，当固体材料M送入材料供给口31时，固体材料M由气流平滑地引入粉碎部50。
接下来，同样如图1所示，第一旋转盘60和第二旋转盘70基本上分隔粉碎部50。粉碎部50通过第一旋转盘60与供给部30连通。此外，粉碎部50通过第二旋转盘70与排出部100连通。
第一旋转盘60和第二旋转盘70设置成在第一旋转轴110和第二旋转轴111的轴向上对齐。特别是，第一旋转盘60整体连接到第一旋转轴110。第二旋转盘70整体连接到第二旋转轴111。因此，第一旋转轴60和第二旋转轴70可被驱动而以如下旋转速度旋转根据第一旋转轴110和第二旋转轴111的旋转驱动，该旋转速度在这两个旋转盘60和70之间产生相对旋转速度差。根据该实施方式，第一旋转盘60在与第二旋转盘70相反的方向上的旋转产生了相对旋转速度差。另外，在与第二旋转盘70相同的方向上旋转第一旋转盘60，但是第二旋转盘70的速度与第一旋转盘60不同，也会产生旋转速度差。类似地，仅旋转一侧的旋转盘也会产生旋转速度差。
如图4所示，第一旋转盘60形成有通孔61，通孔61的形状为圆弧形，其位置接近第一旋转盘60的旋转轴心。如图6所示，第二旋转盘70形成有通孔71，通孔71的形状为圆弧形，其位置接近第二旋转盘70的旋转轴心。尽管通孔61和71沿着圆周方向定位在三个位置，通孔61和71的尺寸和数量可根据粉碎装置10的使用目的具体设定。
这里，根据第一旋转盘60，如图1所示，在旋转盘60的上游侧表面67和粉碎部50的侧壁面53之间的间隙的尺寸设定得很窄。因此，从供给部30供给的固体材料M由气流携带并流经通孔61而被引入粉碎部50，没有流经窄的间隙。在粉碎部50内加工和粉碎后，粉末由气流携带并从粉碎部50导向排出部100。然后，粉末通过流经第二旋转盘70的通孔71而排入排出部100。即，即使当第一旋转盘60或第二旋转盘70冲击粉末(粉末被粉碎从而具有小的颗粒尺寸)时，粉末也不易于受到旋转驱动力的影响而因此往往停留在接近旋转轴心位置。结果，粉末在经过粉碎处理后，由气流携带着流向第二旋转盘70的通孔71并排入排出部100。
特别是，根据第一旋转盘60，如图4和图5所示，下游侧表面62设置有四个刀片63。特别是，这些刀片63设置成径向上以第一旋转轴110为中心并且其形状朝向第二旋转盘70突出。刀片63在粉碎部50内产生气流或者根据旋转第一旋转盘60的旋转驱动力击打分散在粉碎部50内的粉末。如图4所示，子刀片64分别设置在沿圆周方向设置的多个刀片63之间的位置处。关于子刀片64，当第一旋转盘60旋转时(例如，此示例的第一旋转盘60在纸张表面的顺时针方向旋转，如图4中箭头所示)，子刀片64的刀片面64a相对于最接近的前方刀片63的取向在平行于刀片面63a的方向设置。特别是，第一旋转盘60形成有附连孔H，用于调节每个子刀片64在多个位置处的附连角位置(根据当前实施方式，示出了三个取向的位置)。因此，通过在附连孔H的具体选定位置由螺钉B固定子刀片64，子刀片64分别附连在上述方向上。在此方向设置的子刀片64分隔了由在子刀片64的最接近的前方的相应的刀片63根据第一旋转盘60的旋转驱动产生的空气流。因此，子刀片64分隔了刀片63产生的气流，当粉末被粉碎时降低了粉末的动力，并且改变了气流的流动方向。由此可产生紊流涡流，或者在第一旋转盘60的外周处可局部产生真空状态，或者对粉末施加的撕裂剪切力可精细地粉碎粉末。通过将子刀片64附连到另一个附连孔H，可改变子刀片64的方向或取向。由此，例如，若子刀片64径向设置而具有与刀片63相同的相对方向，分隔气流的操作可设置为与上述方向相比较弱。即，通过根据材料特性等条件来具体调节分隔气流的操作，可最优地使用子刀片64。
关于第二旋转盘70，如图6和图7所示，多个刀片73和子刀片74设置在上游侧表面72上。刀片73和子刀片74以与上述第一旋转盘60的刀片63和子刀片64类似的方式设置，以获得类似的操作。因此，通过相对于具有上述构造的第二旋转盘70旋转第一旋转盘60，在粉碎部50内产生更强的紊流气流。由此，可更有效地执行粉碎加工操作。特别是，固体材料M通过施加压缩力、撕裂剪切力和粉碎力而被粉碎，这些力通过冲击其它固体材料M或者通过固体材料M与粉碎部50的外周壁面元件51等的一部分相冲击而施加到固体材料M上。固体材料M的粉碎是通过气流的操作以及根据第一旋转盘60和第二旋转盘70的旋转驱动的冲击力而进行。此时，正在被粉碎加工的粉末由第一旋转盘60和第二旋转盘70的驱动旋转力撞击或冲击，从而绕着粉碎部50大范围移动，同时固体材料M的颗粒尺寸相对较大。然而，当第一旋转盘60或第二旋转盘70已冲击粉末时，此时通过粉碎加工粉末已变得相对较小，旋转驱动力不容易影响粉末。因此，粉末往往停留在接近旋转轴心的位置。
多个冲击刀片76设置到第二旋转盘70的下游侧表面75(相应于本发明排出部一侧的盘表面)。特别是，冲击刀片76以第二旋转轴111为中心径向设置。如图1所示，每个冲击刀片76以可附连的方式和以可从其上拆卸的方式连接到第二旋转盘70的外周边缘部，并且其形状形成为面对外周壁面元件52。每个冲击刀片76根据其旋转撞击或研磨从而粉碎置放在外侧(在径向方向)的一部分冲击刀片76和外周壁面元件52之间的固体材料M。这里，外周壁面元件52通过类似于外周壁面元件51(后面会描述)的构造方式构建，并且在其整个外周上形成有多个锯齿状的沟槽部52a。由此，撕裂剪切力可施加到由外周壁面元件52冲击的粉末上。如图7所示，多个排出沟槽76a形成在位于冲击刀片76的外侧(在径向方向)上的表面部57处，直接相对于外壁面元件52。排出沟槽76a构造有在冲击刀片76的旋转方向延伸的形状，并且多个排出沟槽设置成在轴向长度方向上对齐。由此，在外周壁面元件52的沟槽部52a内产生的涡流根据冲击刀片76的旋转从排出沟槽76a释放到外部。由此，可改善粉末的流动性。此外，冲击刀片76可与具有不同形状(例如具有不同长度等)的相应刀片互换，或者根据其用途增减刀片的数量或设置。由此，为粉碎粉末所施加的加工程度可根据材料特性等条件调节。
接下来，如图1所示，连接到第一旋转轴110的引导盘80设置在第一旋转盘60和第二旋转盘70之间的位置处。特别是，如图8和9所示，引导盘80形成有引导面81，该引导面在引导盘的外周边缘部处具有盘面形状。如图1中很好地示出，引导面81的盘面形状形成为具有一个外唇部，该外唇部向后翘曲，在径向外侧呈弯曲面的形状。由此，冲击到引导盘80的粉末可被引导到第一旋转盘60的刀片63。置放于接近旋转轴心位置处的粉末可移动到刀片63并且可有效地执行粉碎加工过程。
接下来，如图1至图3所示，引导突起90绕着粉碎部50的整个外周形成在第一旋转盘60和第二旋转盘70之间的位置处。引导突起90形成为突出形状，该突出形状平滑地弯曲成屋脊型的形状，延伸到粉碎部50的内侧。由此，从外周壁面元件51的上游侧流到下游侧(即，图1中示出的左侧到右侧)、或者从下游侧流到上游侧的粉末可被引导朝向粉碎部50的内部。由此，可有效地执行粉碎过程。
分别设置在引导突起90的上游侧和下游侧的每个外周面元件51形成有多个在其整个外周上呈锯齿状的沟槽部51a(见图2和图3)。由此，撕裂剪切力可施加到受到外周壁面元件51冲击的粉末上。此外，如图4和图6所示，第一旋转盘60的外周面65和第二旋转盘70的外周面78在其整个外周上也分别形成有沟槽部66和79。结果，根据旋转盘的驱动旋转改善了撕裂剪切力的施加。
如图1和图7所示，关于第二旋转盘70，下游侧表面75设置有多个分级刀片77。特别是，分级刀片77设置成径向上以第二旋转轴111为中心。分级刀片77根据第二旋转盘70的旋转筛选从第二旋转盘70的外周面78和粉碎部50的外周壁面元件51之间排出的粉末。具体地，分级刀片77调节为在分级刀片77的前端侧部和排出部100的壁面之间的间隙的尺寸由形成在外周壁面元件101上的间隙调节部102变窄。这里，外周壁面元件101对应于本发明的间隙调节元件。因此，从外周面78一侧排出的粉末由分级刀片77筛选，不具有期望颗粒尺寸的粉末由分级刀片77在离心方向吹动，并且例如由冲击刀片76再次粉碎。具有期望的颗粒尺寸的粉末仅受到分级刀片77的驱动旋转力的轻微影响，并因此通过气流的携带而排入排出部100。分级刀片77可用具有不同形状的刀片替换，例如根据其使用目的改变其长度等或者特别地增减刀片数量或设置。此外，分级刀片77的长度或分级刀片77的数量或设置可根据使用目的通过更换一个部件来调节，例如该部件本身具有预定数量的分级刀片77。由此，粉碎粉末的加工程度可根据材料特性等条件调节。
上面描述了该实施方式的粉碎装置10的构造。接下来将说明粉碎装置10的使用方法。在下面的说明中，固体材料M在图1中箭头指示的方向流动。
在此说明中，在示例实施方式中粉碎的固体材料M是包含高水平脂肪和糖的食品，例如豆等。此外，参考粉碎装置10，第一旋转盘60和第二旋转盘70的旋转速度可分别设定为例如大约40米每秒至100米每秒。第一旋转盘60和第二旋转盘70受到驱动从而在彼此不同的方向上旋转。
首先，通过第一旋转盘60和第二旋转盘70的旋转驱动以及通过抽吸机的操作产生气流，该气流从供给部30导向排出部100。
固体材料M然后供给到供给部30的材料供给口31。固体材料M通过气流携带被引入粉碎部50。更具体地，固体材料M通过流经第一旋转盘60的通孔61而被引入粉碎部50。由此，固体材料M从接近旋转轴心的位置(即，通孔61)被引入，在此位置，相对少量地施加驱动旋转力。因此，固体材料M被轻柔地粉碎而没有突然施加大的粉碎力。固体材料M不会因散布的脂肪或糖而聚结，也不会粘附到外周壁面元件51。
此外，在粉碎部50，通过每个都具有各自的刀片的第一旋转盘60和第二旋转盘70的旋转驱动力的施加，固体材料M被有效地和轻柔地粉碎。具体地，第一旋转盘60和第二旋转盘70分别受到驱动而在显著的旋转速度下旋转。因此，热量产生不显著。另一方面，第一旋转盘60和第二旋转盘70旋转，从而在其间产生了相对旋转速度差。此外，由刀片63和73产生的气流被子刀片64和74分隔，以便在粉碎部50产生紊流气流。进而，引导盘80和引导突起90引导粉末在粉碎部50内移动，从而使粉末受到有效地粉碎加工。
由于粉碎加工的粉末易于停留在接近旋转轴心的位置，通过气流，粉末被引入第二旋转盘70的通孔71，并且粉末随后被排入排出部100。分级刀片77筛选从第二旋转盘70的外周面78和粉碎部50的外周壁面元件51之间的间隙排出的粉末。结果，具有期望颗粒尺寸的粉末排入排出部。此外，不具有期望颗粒尺寸的粉末再一次经受粉碎加工以形成期望的颗粒尺寸并且随后排出。
排入排出部100的粉末被收集。
以此方式，本实施方式的粉碎装置10能够将从供给部30供给的固体材料M引入通孔61，在此位置，施加的驱动旋转力相对较小。因此，固体材料M可被轻柔地粉碎而不劣化固体材料M的材料特性。粉碎加工成期望颗粒尺寸的粉末优选地能从在下游侧的第二旋转盘70的通孔71排出。因此，粉碎加工成期望颗粒尺寸的粉末可快速排出。由此，可提高粉碎精确度和产品回收率而不劣化材料特性。
通过设置在第一旋转盘60和第二旋转盘70处的各刀片的影响，在粉碎部50内可产生紊流气流。由此，可实现有效的粉碎加工而不会在粉碎加工过程中向粉末突然施加大的粉碎力。
通过引导盘80和引导突起90可有效地粉碎加工粉末。
此外，即使当第一旋转盘60和第二旋转盘70没有以高速旋转时，也能取得高的粉碎效率。例如，即使当易于受到所产生的热量影响的固体材料M被粉碎加工时，粉碎过程可被有效地执行而不会劣化固体材料M的材料特性。粉碎装置10可因此用作一个能够处理多产品类型、小产量等的各种生产模式的通用机器。
由于各部件的数量或设置可调节或者各部件可根据特定使用目的更换，优选地使用分级刀片77等的各部件。此外，间隙调节元件102可调节分级刀片77的间隙的尺寸。因此，即使当第二旋转盘70的设置位置改变或者分级刀片77的长度改变时，各部件能优选地处理该变化。
实施方式2下面将参考图10和图11说明实施方式2的粉碎装置11。图10是从侧部方向示出了粉碎装置11的一部分内部结构的剖视图。图11是第二旋转盘70的前视图。此外，在当前实施方式中，具有类似于实施方式1的粉碎装置10的构造和操作的部件和元件标以相同的参考标号，并且省略对其说明。与其不同的结构和构造标以不同的参考标号，并且将对这些构造给出详细说明。在说明中，对于那些在图10和图11中没有具体示出的部件和构造，参考实施方式1的图1至图9以识别具有标出的参考标号的构造。
根据本实施方式的粉碎装置11，如图10所示，筛选排出到第二旋转盘70的下游侧的粉末的构造与实施方式1中示出的粉碎装置10(参考图1)的构造不同。特别是，设置在第二旋转盘70的下游侧表面75(即，对应于本发明的排出部一侧的盘面)的分级刀片77x设置在与实施方式1示出的分级刀片77的位置不同的位置。此外，分级部120通过分级刀片77x在第二旋转盘70的下游侧的空间内的分隔而形成。分级部120设置有分级筒130。另外，第二旋转盘70的下游侧表面75形成有具有局部厚壁形状的厚壁面部75y。
下面将描述上述结构。
首先，分级刀片77x附连到接近第二旋转盘70的旋转轴心的位置。分级刀片77x形成有朝向间隙调节元件122其旋转半径逐渐增大的形状。具体地，如图11所示，分级刀片附连到通孔71的根部侧上的一个位置，并且设置成从通孔71排出的粉末排出到分级刀片77x的外侧(在旋转半径方向)，如图10所示。由此，从通孔71排出的粉末由分级刀片77x筛选。尽管如图11所示三个分级刀片77x设置在第二旋转盘70的圆周方向上，但是分级刀片77的数量可特别地增加到例如六个或十一个刀片。由此，可调节分级的精确性。
如图10所示，分级刀片77x延伸到设置在分级部120的外周壁面121处的间隙调节元件122的位置。由此，分级部120被分隔而形成在分级刀片77x的外侧(在旋转半径方向)。在分级刀片77x的前端侧部和间隙调节元件122之间设置一个狭窄间隙。
接下来，如图11所示，厚壁面部75y分别形成在各通孔71之间的位置，通孔71形成在第二旋转盘70内。具体地，参考厚壁面部75y，如图10所示，其壁厚以如下形状形成该形状在第二旋转盘70的半径方向朝向内侧线性地加厚。厚壁面部75y产生了根据第二旋转盘70的旋转导向外侧(沿径向)的气流。该气流的功能是阻止从通孔71排入分级部120的流动。即，施加了用于阻碍通孔71的阻力。由此，可控制从通孔71排出的粉末量。例如，不具备期望颗粒尺寸的粉末可受到限制，使得这些粉末不排入排出部。
此外，厚壁面部75y的形状不限于壁厚线性地变化的形状。例如，该形状可设置为曲面形状或阶梯形状。
接下来，如图10所示，分级筒130形成为在旋转半径方向覆盖分级刀片77x的外侧的筒形状。特别是，分级筒130形成为锥形筒，其中直径从上游侧向下游侧(即，从图10中示出的左侧向右侧)逐渐增加。分级筒130设置成在分级筒130和第二旋转盘70、分级刀片77x和分级部120的外周壁面121之间分别保持恒定的间隙。分级筒130通过支撑元件131整体地安装到分级部120的外周壁面121上。另外，支撑元件131局部附连到分级筒130的多个位置，并且构造有如下形状该形状不阻碍在分级筒130的外侧上移动的粉末流。可以如下模式构造多种分级筒130其中各间隙尺寸不同并且以多种方式设定。分级筒130然后可更换为要使用的特别选定的一个。由此，各间隙尺寸和分级精确度可适当地调节。例如，分级筒130在其多个位置处可设置附连孔，由此能够调节分级筒130的附连位置。
分级筒130设置在分级刀片77x和外周壁面121之间。分级筒130设置为一个分隔物，以缩小分级刀片77x和外周壁面121之间的空间形状。由此，在分级部120内的粉末流可细微地控制。分级刀片77x构造有如下形状其中筒径从上游侧到下游侧增大。因此，使得在分级筒130内流动的粉末容易地流到下游侧。
下面将说明使用本实施方式的粉碎装置11的方法。
首先，从形成在第二旋转盘70内的通孔71排出的粉末的排出量根据厚壁面部75y的旋转受到适当限制。由此，例如，处于达到期望颗粒尺寸之前的状态的粉末能保持在粉碎部50内并且粉碎过程可连续地、有效地执行。从外周面一侧的间隙和第二旋转盘70的通孔71排出的粉末进入分级部120并且被加工，从而通过分级刀片77x和分级筒130筛选。即，粉末的粉碎加工和分级处理可有效地执行。
以此方式，根据本实施方式的粉碎装置11，能提高从通孔71排出的粉末的分级精确度和粉碎加工效率。另外，可精确控制粉末的分级精确度。
尽管根据上述两个示例说明了本发明的实施方式，但是除了上述实施方式之外，还能够以多种构造实施本发明。
例如，尽管在实施方式1和实施方式2中示出具有多个旋转盘的构造，但是也能够应用仅具有一个旋转盘的构造。示出了在两个旋转盘上分别具有通孔的构造。然而，也可使用其中通孔仅在一个旋转盘上形成的构造。在此情况下，引入粉碎部的材料突然施加以大的粉碎力，或者使得容易在粉碎部内过度粉碎，因此，在此可选方式中需要小心。
在实施方式1中，示出在彼此不同的方向上驱动而旋转第一旋转盘60和第二旋转盘70的构造。然而，还能够在相同的方向但以不同旋转速度旋转第一旋转盘60和第二旋转盘70，或者仅旋转其中一个旋转盘而另一个保持静止。即，执行粉碎加工过程，使得根据材料特性限制相对旋转速度差的影响。
示出的粉碎装置水平放置使用。然而，粉碎装置10和11可竖直放置，使得排出部设置在装置的上侧并且可通过将旋转盘的旋转方向设定为正交于重力施加方向来使用。由此，受到驱动而旋转的旋转盘仅受到重力的轻微影响并且旋转状态进一步稳定。
尽管示出通过例如第一旋转盘60和第二旋转盘70两个旋转盘的分隔形成粉碎部50的构造，但是可使用其中形成多个粉碎部的构造来构建粉碎装置。这可通过延长壳体和粉碎装置的外周壁面的宽度长度并且平行设置第三旋转盘、将第三旋转盘连接到第一旋转轴等来实现。此外，可独立设置用于连接第三旋转盘的第三旋转轴。
此外，在实施方式2中，示出分级筒130具有如下形状筒径从上游侧向下游侧增大。然而，可使用具有如下形状的分级筒130根据材料特性等的状况，筒径保持不变或者收缩。在使用直径朝向下游侧收缩的筒类型的情况下，粉末的流动性会降低，因此需要小心。
权利要求
1.一种粉碎装置，包括用于接收固体材料的供给部；至少一个用于粉碎从所述供给部供给的所述材料的粉碎部；和用于将由所述粉碎部粉碎的所述材料排出到外部的排出部；其中所述至少一个粉碎部通过所述供给部一侧的旋转盘和所述排出部一侧的旋转盘的分隔而形成，所述旋转盘连接到至少一个旋转轴，从而受到驱动而旋转，并且沿轴向设置在彼此隔开的位置处；其中所述供给部一侧的所述旋转盘和所述排出部一侧的所述旋转盘中的至少一个旋转盘设置有至少一个从其彼此相对的面上突出的刀片，并且在接近所述旋转盘的旋转轴心的位置沿圆周方向的至少一个部分的位置处形成有沿轴向穿透的通孔；以及其中从所述供给部供给的材料通过粉碎操作粉碎，该粉碎操作随着驱动旋转所述粉碎部内的所述刀片而产生，并且通过形成在所述至少一个旋转盘内的所述通孔与构成下游侧的所述排出部一侧连通。
2.如权利要求1所述的粉碎装置，构造成通过沿着以所述旋转轴心为中心的圆周方向将刀片的刀片面指向旋转盘的旋转方向而将多个刀片径向设置在所述至少一个旋转盘上，进一步，在圆周方向上彼此相邻的刀片之间的位置，以可附连和可拆卸的方式设置有至少一个子刀片，所述子刀片在所述旋转盘的旋转方向上紧随其前面的刀片，并且所述子刀片的刀片面的方向相对于其前面的刀片的刀片面而适当地调节。
3.如权利要求1或2所述粉碎装置，其中所述粉碎部的所述供给部一侧的所述旋转盘和所述排出部一侧的所述旋转盘之间的位置平行设置有引导盘，所述引导盘连接到所述旋转盘中的一个的所述旋转轴，并且受到驱动而旋转，并且所述引导盘形成有引导面，所述引导面具有随着驱动旋转所述引导盘而将所述粉碎部内的粉末引导到设置所述刀片的位置的形状。
4.如权利要求1至3中任一项所述的粉碎装置，其中所述粉碎部的外周壁面设置有引导突起，所述引导突起具有将沿着所述外周壁面从上游侧流到下游侧的所述粉末从所述外周壁面引导到内侧的形状。
5.如权利要求1至4中任一项所述的粉碎装置，构造成所述供给部一侧的所述旋转盘和所述排出部一侧的所述旋转盘分别连接到至少两个旋转轴，所述旋转轴通过产生相对旋转速度差而受到驱动而旋转，并且通过所述两个旋转盘之间的相对旋转速度差产生粉碎力的交互施加。
6.如权利要求1至5中任一项所述的粉碎装置，其中形成为分隔所述粉碎部和排出部的旋转盘的外周边缘部以可附连和可拆卸的方式设置有至少一个具有面对外周壁面的形状的冲击刀片，所述冲击刀片置于所述排出部一侧的所述盘面上位于所述排出部一侧的盘面的半径方向的外侧，并且在所述冲击刀片的半径方向外侧上的对着外周壁面的面部沿着轴向形成有具有在其旋转方向穿透的形状的多个排出沟槽。
7.如权利要求1至6中任一项所述的粉碎装置，其中用来分隔从而形成所述粉碎部和所述排出部的所述旋转盘以可附连和可拆卸的方式设置有分级刀片，所述分级刀片具有向所述排出部一侧突出的形状，并且从所述旋转盘的外周面和所述粉碎部的外周壁面之间的间隙排出的所述粉末由处于旋转状态的所述分级刀片之间的间隙分级而排到所述排出部，并且适当地调节设置所述分级刀片的数量。
8.如权利要求7所述的粉碎装置，其中所述排出部的壁面进一步以可附连和可拆卸的方式设置有间隙调节元件，用于使所述壁面和所述分级刀片在其旋转端部侧的一部分变窄，并且适当地选择以设置用于将所述间隙调节到预定尺寸的所述间隙调节元件。
9.如权利要求7或8所述的粉碎装置，其中在用于分隔从而形成所述粉碎部和所述排出部的所述旋转盘处形成有通孔；其中所述分级刀片附连在比相对于所述旋转盘形成所述通孔的位置更接近于所述旋转轴心的位置处，并且用于分级从所述通孔排出的所述粉末的分级部被分隔从而形成沿所述分级刀片的旋转半径方向的外部区域；以及其中所述分级部设置有分级筒，所述分级筒沿着所述分级刀片和所述分级刀片的旋转半径方向上的外侧上的所述外周壁面之间的位置形成为筒形。
10.如权利要求9所述的粉碎装置，其中所述分级筒设置为可附连到所述分级部的所述外周壁面上并可从所述分级部的所述外周壁面上拆卸，并且适当地选择设置具有筒径从上游侧向下游侧变大或者筒径不变的形状的所述分级筒。
11.如权利要求9或10所述的粉碎装置，其中所述分级筒设置为可附连到所述分级部的所述外周壁面上并可从所述分级部的所述外周壁面上拆卸，并且通过附连所述分级筒的位置适当地调节所述分级筒和用来分隔从而形成所述粉碎部和所述排出部的所述旋转盘之间的间隙尺寸，以及所述分级筒和所述分级部的所述外周壁面之间的间隙尺寸。
12.如权利要求1至11中任一项所述的粉碎装置，其中所述通孔形成在用来分隔从而形成所述粉碎部和所述排出部的所述旋转盘处；以及其中所述旋转盘形成有厚壁面部，用于在所述排出部一侧的所述旋转盘的盘面处根据所述旋转盘的旋转施加抵抗从所述通孔排出的所述粉末流的阻力，并且所述厚壁面部由沿半径方向朝内侧逐渐增加其壁厚的形状构成。
全文摘要
一种粉碎装置(10)，其设置有用于接收固体材料(M)的供给部(30)、用于粉碎从所述供给部(30)供给的所述材料(M)的粉碎部(50)、和用于将由所述粉碎部(50)粉碎的所述材料(M)排出到外部的排出部(100)。所述粉碎部(50)通过第一旋转盘(60)和第二旋转盘(70)的分隔而形成，所述旋转盘分别连接到第一旋转轴(110)或第二旋转轴(111)。在所述第一旋转盘(60)和所述第二旋转盘(70)上，设置有朝向其所面对的面突起的多个刀片(63、73)，并且在接近旋转轴心的位置处形成了沿轴向穿透的引导孔(61、71)。
文档编号B02C13/282GK1946482SQ20058001278
公开日2007年4月11日 申请日期2005年5月10日 优先权日2004年6月23日
发明者田村允孝, 仓知雅休, 山下久则, 高原淳至 申请人:株式会社丰制作所, 田村允孝