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，具有具备圆筒状内表面的壳体；被驱动绕壳体的轴旋转，且外周形成有凹凸部的转子；用于形成从设置于壳体轴心方向一端的供给口向设置于另一端的排出口流出的粉体搬送用气流的气流形成机构；以及使致冷剂流动于形成于转子内部的冷却用流路中的供给机构。
背景技术：
作为该种粉碎装置相关的现有技术文献，有以下所述专利文献I。该专利文献I中所记载的粉碎装置，除了利用至此公知的来自壳体侧的冷却机构以外，还能够利用沿转子内部循环的致冷剂来有效地冷却转子的外周部位，因此，能够抑制在转子的表面热粘接有如调色剂、粉体涂料的原料粉体那样易于受摩擦热而熔融的被粉碎物，而由此造成此后的粉碎处理无法或难以继续实施。专利文献I :日本特开2004-42029号公报(第0031段落，图I)。
发明内容
发明所需解决的问题但是，在以如调色剂、粉体涂料那样容易受粉碎装置间的摩擦热而熔融的被处理粉体作为处理对象时，如专利文献I所记载的粉碎装置那样，仅仅利用循环于转子内部的致冷剂来冷却转子外周部位的结构中，无法高生成量地获得粒径充分细小的粉体。因此，本发明的目的在于鉴于以上例示的现有技术状况提供一种粉碎装置，在以容易受粉碎装置间的摩擦热而熔融的被处理粉体作为处理对象的情况下，也能够高生成量地获得粒径充分细小的粉体。用于解决问题的手段本发明的粉碎装置的第一特征结构在于，具有具备圆筒状内表面的壳体；转子，其被驱动绕所述壳体轴心旋转，且外周形成有凹凸部；气流形成机构，其用于形成从设置于所述壳体轴心方向一端的供给口流向设置于另一端的排出口的粉体搬送用气流；致冷剂供给机构，其使致冷剂在形成于所述转子内部的致冷剂流路中流动；所述凹凸部由沿着所述转子圆周方向延伸的环状切槽部而沿着轴心方向被分割开。在本发明第一特征结构所述的粉碎装置中，设置有将凹凸部沿着轴心方向分割开的环状切槽部，因此，使流动于壳体内的气流以及处理中的被处理粉体与转子接触的面积增大，利用流动于转子内部的致冷剂，能够有效地冷却被处理粉体和气流、以及转子的包括凹凸部在内的表面附近部分。其结果为，在处理如调色剂、粉体涂料那样容易受摩擦热而熔融的被处理粉体时，也能够很好地抑制熔融趋势而同时进行粉碎，并能够高生成量地获得粒径充分细小的粉体。本发明另一特征结构在于，在所述壳体的与所述切槽部对置的部位，设置有用于将气体导入所述转子的所述切槽部内部的开口。
根据本结构，通过向转子的环状切槽部吹入空气、氮气、氩气、氦气等冷却气体，能够积极地冷却切槽部附近的被处理粉体。另外，通过在切槽部内搅拌气流与被处理粉体，利用转子内部的致冷剂，能够有效地经位于切槽部的转子端面来冷却切槽部内的被处理粉体。另外，通常，一边使被处理粉体向排出口移动一边进行粉碎过程，因此，被处理粉体、转子的包括凹凸部在内的表面附近以及壳体的内表面越是在沿着轴心靠近排出口的位置，则温度越高，根据本结构，能够在轴心方向的中间位置追加导入冷却气体，因而能够降低排出口附近的温度。进而，根据本结构，通过适当变更在包括供给口和开口在内的多个气体导入口之间导入的气体的比率，能够根据作为对象的被处理粉体的特性、粉碎装置规模以及作业环境等，使轴心方向中的温度分布最适化。
本发明另一特征结构在于，将所述环状切槽部和所述开口分别沿着轴心方向设置
有多组。根据本结构，通过向多个组的切槽部吹入空气、氮气、氩气、氦气等冷却气体，能够对粉碎处理中的被处理粉体赋予更高的冷却效果。另外，通过适当变更供所述冷却气体吹入的切槽部的数目和位置，也能够根据目的或周围温度环境等来自由调整冷却级别。本发明另一特征结构在于，所述切槽部具有比所述开口的开口宽度大的宽度。根据本结构，从壳体开口导入的气体易于进入到切槽部内部，因此，能够更充分地确保对切槽部中的被处理粉体的冷却作用。本发明另一特征结构在于，所述致冷剂流路包括沿着所述轴心与所述切槽部相邻的圆周状环状流路，所述切槽部的直径方向深度与所述环状流路的内径侧端部同等。根据本结构，使流动于壳体内的气流以及处理中的被处理粉体与转子接触面积进一步放大，因此，被处理粉体以及气流，以及转子的凹凸部包括表面附近转子内部流致冷剂可以有效地冷却。本发明另一特征结构在于，所述壳体内部形成有第二致冷剂流路。根据本结构，除了利用转子内部的致冷剂来冷却转子的包括凹凸部在内的表面以外，还通过使致冷剂在壳体内部的冷却用流路中流动来冷却壳体的内表面，因此，能够抑制因摩擦热引起被处理粉体熔融的趋势，进一步能够高生成量地获得粒径细小的粉体。
图I是表示本发明的粉碎装置的局部截断立体图。图2是表示本发明的粉碎装置的结构的截断侧视图。图3是表示衬垫(liner)和壳体的单元的立体图。图4是表示衬垫和壳体的单元的另一实施方式的立体图。图5是表示转子和衬垫的凹凸部的形状的说明图。图6是表示使用了本发明的粉碎装置的粉碎效果的曲线图。图7是表示本发明另一实施方式的粉碎装置的局部截断立体图。图8是表示本发明另一实施方式的粉碎装置的结构的截断侧视图。图9是表示使用了本发明另一实施方式的粉碎装置的粉碎效果的曲线图。
附图标记说明I粉碎装置2壳体2a外筒部2b内筒部2G凹凸部3供给口4排出口
10转子IOG凹凸部IOP粉碎转子部11切槽部14热交换器15致冷剂流路15R环状流路16气体流路(中段气体导入机构，16a、16b)17气体供给图(17a、17b、17c、17d)18环状缝隙(开口)20第二致冷剂流路23致冷剂电路25袋滤器26送风机(气流形成机构)M马达P泵(致冷剂供给机构)X轴心
具体实施例方式以下，参照附图，说明本发明的具体实施方式
。〔第一实施方式〕图I所示的粉碎装置I是用于例如将平均粒径数十μ m 数_左右的粒子粉碎为数μ m左右的微细粉末的装置，特别是将主成分为调色剂、粉体涂料那样容易受摩擦热而熔融的树脂的材料作为被处理对象。(粉碎装置的概略结构)粉碎装置I大体上具有具备圆筒状内表面的壳体2。壳体2具有支承于多个脚部2S的外筒部2a ；以同心状配置于外筒部2a内侧的衬垫2b ；以两端封闭由衬垫2b包围而成的空间的一对侧壁部2c、2d。外筒部2a与衬垫2b之间构成了用于供后述致冷剂或空气流通的空间。在衬垫2b内部，将一个转子10支承为可自由旋转。在衬垫2b的内表面和转子10的外周面分别形成有用于粉碎被处理粉体的凹凸部。转子10由马达M驱动向高速箭头A方向旋转。壳体2轴心X方向的一端设置有作为用于一起接收原料的粒子与空气的供给口 3，其另一端设置有用于供粉碎粉末与空气一起排出的排出口 4。供给口 3设置于俯视图时从轴心X位移至侧方的位置上，排出口 4设置于俯视图时从轴心X供给口 3位移至相反一侧的侧方的位置上。供给口 3以及排出口 4设置于特别是与转子10的外周面对置的接线附近。排出口 4连接有送风机26 (气流形成机构的一个例子)，在送风机26与排出口 4之间介在安装有用于以每种粒径范围回收已粉碎的粉体的分级机24，在分级机24与送风机26之间介在安装有用于回收微细粉体的袋滤器25。由送风机26形成的气流从供给口 3,经衬垫2b的内周面与转子10的外周面之间隙，从排出口 4排出，并经过袋滤器25，由此，将被处理粉体在壳体2内从供给口 3向排出口4搬送，最终使其到达袋滤器25。此外，分级机24根据需要来使用，但不使用分级机24也
能够直接将粉体全量回收到袋滤器25中。使经分级机24回收的粉体返回到粉碎装置I而再粉碎，也能够将由袋滤器25回收的粉体制成产品，或者，也能够将由袋滤器25回收的粉体进一步经过别的分级机除去微细粉体后来制成产品。(转子的结构)转子10具有由马达M驱动旋转的轴IOS ;外嵌于轴IOS上的多个环状转子片。作为转子片，准备了与轴心X交叉的两端面大致由简单平面构成的第一转子片IOPA ;以及从与轴心X交叉的一个面向马达M侧突出形成有外径小的小径圆柱部12的第二转子片IOPB这二个种转子片。在该实施方式中，转子10由三个第一转子片IOPA和一个第二转子片IOPB构成。三个第一转子片IOPA沿着轴心X实际上无间隙地并列设置在马达M附近的位置上。第二转子片IOPB以实质上与和所小径圆柱部12的马达M—侧端面相邻的第一转子片IOPA之间无间隙的状态而配置。因此，在由三个第一转子片IOPA形成的凹凸部IOG与由第二转子片IOPB形成的凹凸部IOG之间，形成有一个环状切槽部11。切槽部11形成于小径圆柱部12的外周侧，且沿着转子10的圆周方向向整个圆周延伸。在转子10内部，呈密封状形成有致冷剂流路15。致冷剂流路15从支承于第一轴承9a上的轴IOS的第一端部10a，经分别形成于第二转子片IOPB的除了小径圆柱部12以外的部分以及三个第一转子片IOPA内部的环状致冷剂流路15，延伸到支承于第二轴承9b上的轴IOS的第二端部10b。致冷剂流路15在各个转子片10PAU0PB内部形成有呈圆周状延伸的环状流路15R，在比相互相邻的转子片10PAU0PB的各环状流路15R在比轴IOS稍微更靠径向外侧的位置上，彼此由与轴心X平行延伸的一条致冷剂流路15连接起来。作为致冷剂供给机构的一个例子，设置有泵P，所述泵P将冷水等致冷剂从第一端部IOa送入到致冷剂流路15中，并将自第二端部IOb排出的温暖致冷剂由热交换器14冷却后，再向第一端部IOa送出。切槽部11的直径方向深度与环状流路15R的内径侧端部大致同等。如图2所示，衬垫2b的侧的凹凸部2G仅仅设置在转子10的凹凸部IOG所位于的区域内，在衬垫2b的最靠近供给口 3的位置以及衬垫2b的最靠近排出口 4的位置，转子片10PA、IOPB也分别设置有连衬垫2b的凹凸部2G也不存在的环状缓冲空间V1、V2。另外，转子10的轴IOS通过配置于侧壁部2C、2d中心的一对轴承9a、9b被支承为可自由旋转。(中段气体导入机构的结构)粉碎装置I在与供给口 3不同的沿着轴心X延伸的中间位置(中段)具有用于将空气导入衬垫2b内部的中段气体导入机构。中段气体导入机构具有在相当于沿着轴心X延伸的切槽部11的位置将外筒部2a与衬垫2b之间的空间呈圆周状分隔而形成的一个环状气体流路16a ；以及与该气体流路16a与相连通地设置于外筒部2a上下的两个气体供给盒17 ;气体流路16a利用将衬垫2b —部分呈圆周状切口而成的环状缝隙18 (开口一个例子)而与衬垫2b内部相连通。在按包含轴心X的平面而将衬垫2b切截的剖视图中，环状缝隙18的宽度比切槽部11宽度充分窄，并且，环状缝隙18相对于轴心X的直径方向倾斜延伸。这样倾斜的环状缝隙18的中心线，朝向用于构成其环状缝隙18所对置的切槽部11的下游侧第一转子片 IOPA的端面。环状缝隙18的倾斜角度只要例如15 20°即可。位于供给口 3附近的上下气体供给盒17a、17b与一个公共的气体流路16a相连通。利用上述送风机26的作用，将空气也经由二个气体供给盒17 (17a、17b)从环状缝隙18导入衬垫2b内部。从排出口 4排出的空气量与从供给口 3和二个气体供给盒17经由环状缝隙18而导入衬垫2b内部的空气总量一致。在二个气体供给盒17的各外端部，设置有能够对与外部空气相连通的开口面积调节的调整阀(省略图示)，通过调节该调整阀的开度，能够变更从各气体供给盒17导入的空气量。另外，通过调节调整阀的开度，也能够变更从供给口 3导入的空气量与从二个气体供给盒17导入的空气总量的比率。但是，在普通的运转方法中，从供给口 3导入的空气量占导入到衬垫2b内部的空气总量的大约1/2，同样从气体供给盒17a、17b导入的空气量也占其空气总量的大约1/2。(衬垫的结构)在外筒部2a与衬垫2b之间的空间中除了一个环状气体流路16a以外的部位，形成有用于以冷水等致冷剂来冷却衬垫2b的第二致冷剂流路20。气体流路16a呈单个环状，与此相对，致冷剂流路20由水平延伸的间壁(省略图示)分割为沿圆周方向并列的二个区域或四个区域。在致冷剂流路20中，利用致冷剂流路15以及包括公共的泵P和热交换器14在内的致冷剂电路23来供致冷剂进行循环。在该实施方式中，在转子10内的致冷剂流路15和壳体2内的致冷剂流路20中的任一流路中，也设定泵P的向以及致冷剂电路23的配置，以使致冷剂从供给口 3向靠近排出口 4的方向流去，但是，也能够根据被处理粉体的特性、所述辅助气体导入机构的使用方法等，以使致冷剂逆向流动的方式来实施。壳体2和衬垫2b能够区分为沿着轴X并列设置的多个块段，其一个块段也能够如图3所例示那样，沿着圆周方向区分多个小块段。在图3的例子中，各个块段能够区分为沿着圆周方向相邻并列设置的四个小块，各个小块段由图状壳体片21以及用于将设置于壳体片21直径方向内侧的开口部21A闭锁的衬片23构成。壳体片21的开口部21A呈弯曲的矩形状，在用于构成开口部21A的缘部的朝向直径方向内侧的端面上形成的密封槽21B，卡入有环状弹性密封件22系入。衬片23通过形成于衬片23的包括四个拐角一部分的六个部位上的贯通孔23H以及壳体片21的贯通孔21H，由螺栓和螺母等固定在壳体片21上。固定时，拧紧螺栓和螺母，而将弹性密封件22推压到衬片22的光滑外周面上，由此密封壳体片21的内部空间。在各个壳体片21上，沿圆周方向分开配置有构成第二致冷剂流路20的输入口 2Pa和输出口 2Pb，在衬片23的内周面一体地加工形成有凹凸部2G。此外，在图I中省略了输入口 2Pa和输出口 2Pb。第二致冷剂流路20由以壳体片21和衬片23包围而成的空间S构成，因此，通过致冷剂与衬片23的外周面直接接触，获得对衬垫2b的凹凸部2G附近的高冷却效果。(衬垫的变形例)在由壳体片21和衬片23包围而成的空间S中，作为防止致冷剂按照从输入口 2Pa到输出口 2Pb的最短距离而走捷径的现象发生的手段，如图4所例示那样，也能够在壳体片·21的内周面设置有多个翅片状的折流板21S。在图4所示的例子中，将比壳体片21内周面的圆周方向尺寸短的二片折流板21S配置为，使其沿着圆周方向延伸，且沿着轴心方向相互分离开，并且一个折流板21S仅仅在圆周方向的一方侧开放流路，另一个折流板21S仅仅在圆周方向的另一侧开放流路。在这样利用折流板21S增大长度的流路的一端和另一端，分别配置有输入口 2Pa和输出口 2Pb。利用以上结构，从输入口 2Pa流入空间S内的致冷剂一边流经空间S内的所有角落，一边从输出口 2Pb排出，因而，衬片23的整个面容易被致冷剂均等地冷却。(凹凸部的结构)图5 Ca)例示了第一实施方式中的凹凸部2G、10G的截面形状。从图5 Ca)中可理解，衬垫2b侧的凹凸部2G的粉碎刃2T (凸部)和转子10侧的凹凸部IOG的粉碎刃IOT(凸部)两者均具有左右非对称的形状，关于转子10的旋转方向(箭头A)，大体上缓缓倾斜一侧构成为相对移动方向前方。在图5 (a)所示的衬垫2b侧的凹凸部2G中，以提高冷却效率等为目的，与表示现有的凹凸部2G图案的图5(b)相比，通过将粉碎刃2T数量减半，不变更两个凹凸部2G、IOG之间的间隙尺寸G，也能够使两凹凸部2G、IOG闻的空间体积有效增大。具体而言，沿着圆周方向对图5 (b)所示的各个粉碎刃2T分别标注符号时，对于图5 (a)所示的凹凸部2G，将奇数号和偶数号的粉碎刃2T全部删除，进而，将通过粉碎刃2T的除去所获得的整个平面部位(以残存的某一粉碎刃2T的基端以及圆周方向上相邻的粉碎刃2T的基端来定义的部位)向下深到与挖粉碎刃2T高度同等的深度，由此形成截面形状为矩形的凹槽Vx。这样特征的凹凸部2G结构能够构成为将沿着绕转子旋转轴心的圆周方向连续并列设置的粉碎刃2T隔一个地除去半数，且所残留的各粉碎刃2T相互之间形成深度与除去前的粉碎刃2T高度同等的凹部，由此形成为凹凸部2G等。此外，在调整空间体积增大量的目的下，能够适当变更形成于所残留的各粉碎刃2T相互间的凹部深度，或者也能够以这样没有凹部的方式来实现。进而，也能够使凹部的截面形状形成为开设于内侧的圆弧状等实质上无拐角部的弯曲状，而不形成为图5所示的矩形。另外，也能够使所述特征的凹凸部2G的结构适用于转子10侧的凹凸部10G，而不适用衬垫2b侧的凹凸部2G。图5(a)中记载的衬垫2b侧的凹凸部2G的各部分尺寸的具体数值的一适合例为，Lcl 2. 0mm,Lc2 0. 45mm,Lhl 3. 0mm,Lh2 :1. 5mm,Lc :32. 6mm,Lp4 :6mm。另一方面，图 5 (a)中记载的转子10侧的凹凸部IOG的各部分尺寸的具体数值的一个适合例为，Rcl :3. Imm,Rc2 0. 6mm，Rc3 0. 3mm，Rhl :2. 5mm，Rp :3. 4mm。应用了所述数值时的衬垫2b侧的粉碎刃2T的间距与转子10侧的粉碎刃IOT的间距的比值为4 :3。所述数值不过为一个应用例，也包含间距比值在内的各数值可根据粉碎对象物的物性、作为目标的粉碎后粒径等来适当变更。衬垫2b内表面的凹凸部2G的凸部与转子10外周面的凹凸部IOG的凸部之间的半径方向上的间隙G，也能够从供给口 3侧到排出口 4侧逐渐变小。在该情况下，只要将所述间隙G的轴心X方向的整个长度的平均值设定为例如大约Imm左右即可，但根据被处理粉体的特性等，能够进行各种变更和实施。另外，除了衬垫2b内表面的凹凸部2G的凸部和转子10外周面的凹凸部IOG的凸 部之间的半径方向上的间隙G以外，也能够每个转子片10PAU0PB变更凹凸部的数量、形状和凹部深度等对。另外，第一转子片IOPA第二转子片IOPB的组合方无需受限于所述例子，例如，通过将马达M附近的第一转子片IOPA量减少至二个，且将与马达M相反一侧的第二转子片IOPB增大至二个，也能够将环状切槽部11和环状缝隙18沿着轴心X方向设置多组。在该情况下，通过对多组切槽部11吹入空气、氮气、氩气、氦气等冷却气体，能够对粉碎处理中的被处理粉体赋予更高冷却效果。(第一实施方式的实施例)图6示出了使用图I 3、图5 (a)所示的粉碎装置来实施的粉碎例结果。在此，使用同一粉碎装置，利用特别使用了中段气体导入机构的本发明来进行粉碎，而且还利用未使用中段气体导入机构来的本发明来进行粉碎，并比较这两个粉碎方法中的粉碎效率等。此外，在该实施例中，为了比较两个粉碎方法中的粉碎效率，不使用分级机24，而利用袋滤器25来回收从排出口 4排出的大致全量的粉体。在图6中的曲线图中，将通过各粉碎获得的粉碎物的平均粒径(μ m)作为横轴，且将各粉碎时由马达M消耗的单位公斤粉碎物(Ikg)的全动力累积(kWh/kg)作为纵轴。此外，粉碎物的粒径使用Coulter计数器(Beckman Coulter株式会社制)来测定，将中值的直径(D50)作为平均粒径。如图6中的曲线图的略图所示，在使用了中段气体导入机构的粉碎(以〇表示)中，一边从供给口 3和气体流路16a两个部位连贯进行相同流量(5. OmVmin)的空气导入，一边实施粉碎。另一方面，在未使用中段气体导入机构的粉碎(以■表示)中，仅仅从供给口 3 —处进行10. OmVmin的空气导入。在任一粉碎方法中，空气的导入都导入了室温左右的10°C前后的空气。另外，在两种粉碎方法中，转子10和壳体2的冷却都使用了致冷剂流路15、致冷剂流路20和致冷剂电路23，且适用相同的条件。在任一种粉碎方法中，转子10在凹凸部IOG附近的转速也为150m/SeC，用于转子10旋转的动力最大也达到30kW。
在任一种粉碎方法中，也以以下的要领进行合计3次的连续粉碎。(I)将最大粒径4mm的深蓝色调色剂(被处理粉体的一个例子)以大约120kg/h的供给速度从供给口 3供给，并将从排出口 4排出的被粉碎物作为第一粉碎物来全量回收，测定和记录其平均粒径(第I次)。(2)将全量的第一粉碎物以大约120kg/h的供给速度从供给口 3供给，并将从排出口 4排出的被粉碎物作为第二粉碎物来全量回收，且测定和记录了其平均粒径(第2次)。(3)将全量的第二粉碎物以大约120kg/h的供给速度从供给口 3供给，并将从排出口 4排出的被粉碎物作为第三粉碎物全量回收，且测定和记录了其平均粒径(第3次)。如图6所示，在使用了中段气体导入机构的粉碎中，经第I次粉碎获得的粉碎物的平均粒径大约为8. O μ m，同样第2次大约为6. 8 μ m，第3次大约达到6. I μ m。
另一方面，在未使用中段气体导入机构的粉碎中，粉碎物平均粒径经第I次粉碎后大约为9. 5 μ m，经第2次粉碎后大约为8. 2 μ m，经第3次粉碎后大约为7. O μ m。这样可确认，在未使用中段气体导入机构的粉碎中，为了获得平均粒径大约7μπι的粉碎物，需要三次粉碎才行，但是，在使用了中段气体导入机构的粉碎中，通过第2次的粉碎，能够获得平均粒径大约7 μ m的粉碎物等，使用了中段气体导入机构的粉碎具有明显的效果。此外，如图6中的曲线图的简图所示，在未使用中段气体导入机构的粉碎中排出口4中的气流温度为400C，但使用了中段气体导入机构的粉碎中，同气流的温度为320C。该结果也表现出中段气体导入机构的冷却效果。(第二实施方式〕图7以及图8所示的本发明的粉碎装置的第二实施方式的基本结构与上述第一实施方式的基本结构同样。第一实施方式与第二实施方式之间的不同在于，在该第二实施方式中，转子10由一个第一转子片IOPA和两个第二转子片IOPB构成。一个第一转子片IOPA配置于最靠近马达M附近的位置上。两个第二转子片IOPB的小径圆柱部12均以朝向马达M侧的姿势而配置。因此，在由一个第一转子片IOPA形成的凹凸部IOG与由两个第二转子片IOPB形成的凹凸部IOG之间，沿着轴心X相互分离开地形成有两个环状切槽部11。第二实施方式中的中段气体导入机构具有在相当于沿着轴心X延伸的两个切槽部11的位置上，通过将外筒部2a与衬垫2b之间的空间呈圆周状分隔而形成的两个环状气体流路16a、16b ;以及与该气体流路16a相连通地设置于外筒部2a上下的四个气体供给盒17 ;气体流路16a利用通过将衬垫2b —部分呈圆周状切槽而成的两个环状缝隙18(开口的一个例子)与衬垫2b内部相连通。位于供给口 3附近的上下两个气体供给盒17a、17b与公共的一个气体流路16a相连通，同样，位于排出口 4附近的上下两个气体供给盒17c、17d与另一个气体流路16b相连通。在上述的送风机26的作用下，空气经由四个气体供给盒17 (17a、17b、17c、17d)也从环状缝隙18而导入衬垫2b内部。从排出口 4排出的空气量与从供给口 3和四个气体供给盒17导入衬垫2b内部的空气总量一致。在四个气体供给盒17的各外端部设置有能够调节与外部空气相连通的开口面积的调整阀(图示省略)，通过调节该调整阀的开度，能够变更从各气体供给盒17导入的空气量。另外，通过调节调整阀的开度，也能够变更自供给口 3导入的空气量与自四个气体供给盒17导入的空气总量的比率。
但是，在普通的运转方法中，导入至衬垫2b内部的空气总量的大约1/3从供给口3导入，其同样的大约1/3从供给口 3附近的气体供给盒17a、17b导入，其余的大约1/3从排出口 4附近的气体供给盒17c、17d导入。在该第二实施方式中，关于转子10内的致冷剂流路15和壳体2内的致冷剂流路20两者，也设定泵P的朝向以及致冷剂电路23的配置，以使致冷剂从供给口 3向靠近排出口 4的方向流去，但是，也能够根据被处理粉体的特性、所述辅助气体导入机构的使用方法等，以使致冷剂逆向流动的方式实施。在第二实施方式中，图5 (b)的形状适用于衬垫2b侧的凹凸部2G和转子10侧的凹凸部10G，衬垫2b侧的粉碎刃2T的间距与转子10侧的粉碎刃IOT的间距的比值为4 :6。理应能够根据粉碎刃的倾斜角、形状、尺寸被处理粉体的特性等来进行各种变更和实施。(第二实施方式的实施例) 将使用图7、图8、图5 (b)所示的粉碎装置来实施的粉碎例的结果示于图9中。在此，也使用相同的粉碎装置，利用特别使用了中段气体导入机构的本发明来进行粉碎，并利用未使用中段气体导入机构的本发明来进行粉碎，并比较这两个粉碎方法中的粉碎效率等。此外，在该实施例中，为了比较两个粉碎方法中的粉碎效率，不使用分级机24，由袋滤器25回收了从排出口 4排出的大致全量的粉体。在图9中的曲线图中，将经各种粉碎获得的粉碎物的平均粒径(μ m)作为横轴，并将各粉碎时由马达M消耗的每公斤粉碎物(Ikg)的全动力累积(kWh/kg)作为纵轴。此外，粉碎物的粒径使用Coulter计数器(Beckman Coulter株式会社制)来测定，将中值的直径(D50)作为平均粒径。如图9中的曲线图的简图所示，在使用了中段气体导入机构的粉碎(以〇表示)中，一边从供给口 3、供给口 3附近的气体流路16a以及排出口 4附近的气体流路16b三处连贯进行相同流量(1.2m3/min)的空气导入，一边实施粉碎。另一方面，在未使用中段气体导入机构的粉碎(以■表示)中，仅仅从供给口 3 —处进行3. 6m3/min的空气导入。在任一粉碎方法中，空气的导入都导入了室温左右的10°C前后的空气。另外，在两种粉碎方法中，转子10和壳体2的冷却都使用了致冷剂流路15、致冷剂流路20和致冷剂电路23，且适用相同的条件。在任一种粉碎方法中，转子10在凹凸部IOG附近的转速也为150m/SeC，用于转子10旋转的动力最大也达到30kW。在任一种粉碎方法中，也以以下的要领实施合计3次的连续粉碎。(I)将最大粒径4mm的深蓝色调色剂(被处理粉体的一个例子)以大约60kg/h的供给速度从供给口 3供给，并将从排出口 4排出的被粉碎物作为第一粉碎物来全量回收，测定和记录其平均粒径(第3次)。(2)将全量的第一粉碎物以大约60kg/h的供给速度供给口 3从供给，并将从排出口 4排出的被粉碎物作为第二粉碎物来全量回收，且测定和记录了其平均粒径(第2次)。(3)将全量的第二粉碎物以大约60kg/h的供给速度从供给口 3供给，并将从排出口 4排出的被粉碎物作为第三粉碎物来全量回收，且测定和记录了其平均粒径(第3次)。如图9所示，在使用了中段气体导入机构的粉碎中，经第3次粉碎获得的粉碎物的平均粒径大约为6 μ m,同样其第2次大约为5. 2 μ m，第3次达到大约4. 7 μ m。另一方面，在未使用中段气体导入机构的粉碎中，经第3次粉碎获得的粉碎物的平均粒径大约为7. 9 μ m，第2次大约为5. 8 μ m，第3次大约为5. 3 μ m。这样可确认，在未使用中段气体导入机构的粉碎中，为了获得平均粒径大约6μπι的粉碎物，需要通过二次粉碎才行，但是，在使用了中段气体导入机构的粉碎中，能够获得经过第3次粉碎而平均粒径为大约6 μ m的粉碎物等，使用了中段气体导入机构粉碎可达到明显效果。此外，如图9中的曲线图的简图所示，在未使用中段气体导入机构的粉碎中，排出口 4中的气流温度为370C，但是，在使用了中段气体导入机构粉碎中，同一气流的温度为230C。该结果也表现出中段气体导入机构的冷却效果。本发明的粉碎装置能够用于制造调色剂(复印机、激光打印机中用于纸着色的微细粉末状墨水)时的制造工序中。调色剂是通过以下的方式来制成产品的，S卩，将作为原料的粘结树脂、着色剂和电荷控制剂混合起来，使用排除器(Excluder)进行熔融混和后再冷却固化，并将其粉碎和分级而达到所期望的粒径范围。以上是调色剂的基本的制造过程，但是，在多数情况下，在从微粉碎经分级而产品化的期间还追加了另外的处理工序。即，将粉碎后的微粉或分级后的微粉直接作为产品，或经球形化和/或表面改质后再从外添加物而作为产品的。此外，有时也在粗粉碎与微粉碎之间，以及球形化、表面改质和外添加的前后追加分级工序(粗粉分级或微粉分级)。接着，对粉碎工序和分级工序进行说明。在将经粗粉碎的调色剂进行微粉碎后，由分级机分级为粗粉和微粉。在此，在将微粉作为产品的情况下，使粗粉返回到微粉碎机中而再次粉碎。在利用微粉碎机也使微粉无法达到预定粒径的情况下，使用可进一步微粉碎的超微粉碎机进行粉碎。为了获得预定粒径范围的微粉，使用适当的分级机进行分级。在从分级后的微粉获得预定粒径范围的情况下，进而使用别的分级机进行分级后，有时也将除去预定粒径以下的微细粉而残留的微粉(中粉)作为产品。另外，有时还对经粉碎或分级获得的调色剂粒子进行以下的表面处理工序。S卩，使调色剂粒子球形化，或将其他微粒子埋入粒子表面中来进行表面改质，使微粒子状的硅石等附着来作为外添加剂。通常，外添加剂是在最终产品化前的阶段进行的，但有时也根据情况在使外加物在分级或球形化的前后加入。例如，也能够适应在球形化或表面处理后追加分级工序(粗粉分级或微粉分级)。在所述调色剂制造工序中的一套粉碎分级工序以后，各工序顺序的替换、工序的追加或省略等也能够根据产品的目的、处理条件等来适当变更。如上所述，用于制造调色剂的最基本流程是，能够表现为(原料)一(混合)一(冷却固化)一(粉碎/分级)一(产品)，但下述那样的装置能够用于作为(粉碎/分级)更具体的工序的粗粉碎，微粉碎，超微粉碎，分级、表面处理、外添加各处理工序中。作为用于粗粉碎的装置，有锻锤、研磨机等，作为其具体的商品名称例子，可列举Pulverizer (本申请人公司制)，ACM Pulverizer (本申请人公司制)等。作为用于微粉碎的装置，有喷射研磨机(气流式粉碎机)、机械式粉碎机等，作为具体的商品名称例子，可列举ACM Pulverizer (本申请公司制)、Inomizer (本申请公司制)，涡轮研磨机(涡轮工业公司制)、本发明所述的粉碎装置等。超微粉碎用于的装置，喷射研磨机(气流式粉碎机)，机械式粉碎机等，作为具体的商品名称例子，可列举涡轮研磨机(涡轮工业公司制)、喷射研磨机(本申请公司制)，本发明的粉碎装置等。作为用于分级的装置，有惯性气流式分级机、旋转叶片式分级机等，作为具体的商品名称例子，可列举Burbo Flex (本申请公司制)、TSP分离器(本申请公司制)、TTSP分离器(本申请公司制)，Elbowjet (日铁矿业公司制)等。作为用于表面处理的装置，有球形化/表面改质装置、球形化装置、表面改质装置等，作为具体的商品名称例子，可列举Mechanofusion (本申请公司制)、Nobilta (本申请公司制)、Cyclomix (本申请公司制)、F acuity (本申请公司制)、亨舍尔混合机(Henschelmixer,日本Coke公司制)、热球形化装置等。作为用于外加的装置，有外添加剂混合机，作为具体的商品名称例子，可列举Mechanofusion (本申请公司制)、Nobilta (本申请公司制)、Cyclomix (本申请公司制)、F acuity (本申请公司制)、亨舍尔混合机(Henschel mixer,日本Coke公司制)、Composi (日本Coke公司制)等。此外，本发明的粉碎装置除了适用于微粉碎、超微粉碎以外，通过变更装置设定，也能够作为用于球形化、表面改质的装置来应用。工业应用件本发明是可作为粉碎装置来利用的发明，其具有具备圆筒状内表面的壳体；被驱动绕壳体的轴旋转，且外周形成有凹凸部的转子；用于形成从设置于壳体轴心方向一端的供给口向设置于另一端的排出口流出的粉体搬送用气流的气流形成机构；以及使致冷剂流动于形成于转子内部的冷却用流路中的供给机构。
权利要求
1.一种粉碎装置，具有具备圆筒状内表面的壳体；转子，其被驱动绕所述壳体轴心旋转，且外周形成有凹凸部；气流形成机构，其用于形成从设置于所述壳体轴心方向一端的供给口流向设置于另一端的排出口的粉体搬送用气流；致冷剂供给机构，其使致冷剂在形成于所述转子内部的致冷剂流路中流动；所述凹凸部由沿着所述转子圆周方向延伸的环状切槽部而被沿着轴心方向分割开。
2.根据权利要求I所述的粉碎装置，其特征在于，在所述壳体的与所述切槽部对置的部位上，设置有用于将气体导入所述壳体内部的开口。
3.根据权利要求2所述的粉碎装置，其特征在于，将所述环状切槽部和所述开口沿着轴心方向设置有多组。
4.根据权利要求2或3所述的粉碎装置，其特征在于，所述切槽部具有比所述开口的开口览度大的览度。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的粉碎装置，其特征在于，所述致冷剂流路包括沿着所述轴心与所述切槽部相邻的圆周状环状流路，所述切槽部的直径方向深度与所述环状流路的内径侧端部同等。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的粉碎装置，其特征在于，所述壳体的内部形成有第二致冷剂流路。
全文摘要
一种粉碎装置，以容易受与粉碎装置间的摩擦热而熔融的被处理粉体作为处理对象，该粉碎装置具有具备圆筒状内表面的壳体(2)、一个绕该壳体(2)的轴心(X)旋转的转子(10)和形成于该转子外表面的凹凸部(10G)，一送风机(26)，形成气流将被处理粉末从沿该壳体(2)的轴心(X)的方向上的一端所具有的供给口(3)向另一端的排出口(4)排出，一个致冷剂供给机构(P)将致冷剂通过一致冷剂流路(15)送入转子(10)和一个致冷剂电路(23)，该凹凸部(10G)在轴心(X)方向上被一沿着转子(10)的圆周方向向整个圆周延伸的环状切槽部(11)相互分离开。
文档编号B02C17/18GK102933303SQ201180020920
公开日2013年2月13日 申请日期2011年4月28日 优先权日2010年5月6日
发明者吉川雅浩, 柴田高志, 细川晃平 申请人:细川密克朗集团股份有限公司