JP2810951B2 - 撹拌ミル - Google Patents
撹拌ミルInfo
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- JP2810951B2 JP2810951B2 JP1145527A JP14552789A JP2810951B2 JP 2810951 B2 JP2810951 B2 JP 2810951B2 JP 1145527 A JP1145527 A JP 1145527A JP 14552789 A JP14552789 A JP 14552789A JP 2810951 B2 JP2810951 B2 JP 2810951B2
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- Japan
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- rotor
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- mill according
- grinding
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
- B02C17/18—Details
- B02C17/1815—Cooling or heating devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
の中に回転可能で設けられた撹拌ロータとを備え、この
撹拌ロータがロータ軸の下端に設けられ、撹拌ロータの
ロータ軸線が垂直であり、粉砕容器と撹拌ロータの間に
回転対称の粉砕室が設けられ、この粉砕室が粉砕容器内
を循環する粉砕体を含み、粉砕室が粉砕物質を通過させ
粉砕体を通過させない入口分離装置と出口分離装置を備
え、この入口分離装置を通って粉砕物質が粉砕室に入
り、出口分離装置から粉砕物質が排出され、粉砕室が少
なくとも一つのポンプ区間を有し、このポンプ区間内で
粉砕体がそれに作用する遠心力によって粉砕体循環方向
に駆動可能である、撹拌ミルに関する。
は、粉砕体は粉砕容器内で循環案内され、粉砕容器から
出ない。粉砕物質は一般的に懸濁液の形をし、入口分離
装置から粉砕容器内に入れられ、撹拌過程または粉砕過
程の間粉砕容器をほぼ軸方向に流通し、粉砕容器の他端
で出口分離装置から出る。粉砕体のこの内部循環は、粉
砕容器内で粉砕体をできるだけ均一に分布させるために
役立つ。
って知られている撹拌ミルの場合には、環状円錐体を有
する鐘形ロータが設けられている。周囲のステータ壁と
共に粉砕室を画成するロータの壁は、比較的に大きく傾
斜している。これにより、発生する遠心力によって粉砕
体に加えられる循環方向の運動エネルギーは全体として
きわめて小さい。半径方向内側に位置していて比較的に
狭い高い粉砕室区間により、粉砕体は遠心力の影響を受
けて、ロータ内壁に密着する傾向がある。更に、水平に
対して比較的に大きな角度で配置された遠心通路が設け
られている。この遠心通路内で、遠心力が粉砕体を循環
方向に駆動する。しかし、粉砕室が水平に対して非常に
急な角度で配置されているので、遠心力の作用は弱い。
従って、制動作用が比較的に大きく、ポンプ力は小さい
ままである。
プ力が大幅に高められ、特に粉砕体の軸方向の移動範囲
に発生する制動作用が最小限に抑えられる、冒頭に述べ
た種類の撹拌ミルを提供することである。
器が中空円板状に形成され、撹拌ロータと粉砕容器がロ
ータ軸線に対して90゜の角度をなして配置され、その
際、撹拌ロータの上方に、半径方向内側から外側へ粉砕
体の循環方向に真っ直ぐに延びるポンプ区間が設けら
れ、撹拌ロータの回転時にこのポンプ区間内で粉砕体が
半径方向外側へ移動し、撹拌ロータの下方に鎮静区間が
設けられ、ポンプ区間によって半径方向外側へ加速され
た粉砕体が、円板状の撹拌ロータの外周の周りを案内さ
れる循環区間を通過した後で、鎮静区間を通って再び半
径方向内側へ案内され、粉砕体が更に、撹拌ロータの中
央でロータ軸線に対して同軸的に設けられた循環区間を
経て循環し、この循環区間内で、粉砕体が所定の軸方向
距離にわたって粉砕室の下側半部から上側半部に戻され
ることによって解決される。これにより、発生する遠心
力がほとんど粉砕体の循環方向にだけ作用し、それによ
って駆動力またはポンプ力として働く。撹拌ロータまた
は粉砕容器を円板状および中空円板状に形成したことに
より、ポンプ区間と鎮静区間を接続する循環区間の軸方
向の長さが短くなり、粉砕体に加わる制動作用が非常に
小さく、粉砕体の運動が実質的に重力に対して垂直方向
に行われるので、粉砕体の運動や分布に対する重力の作
用が小さい。
から軸方向の短い循環区間を経て鎮静区間を移動すると
きの抵抗が小さい。
され、それによって生じる遠心力と関連して半径方向へ
の粉砕体の強制搬送が達成される。
加速力が完全に半径方向に行われる半径方向運動を生じ
る。
方向外側から内側へ流れる粉砕物質成流れと、粉砕容器
の下側の壁と粉砕体の好ましい接触によって低下する遠
心力によって保証されるにもかかわらず、鎮静区間での
半径方向外側から内側への粉砕体の運動は、請求項6ま
たは7記載の手段によって補助される。
て一層良好となる。
よって改善される。
砕容器と円板状の撹拌ロータを簡単に製作および組み立
てることができる。保守整備または修理のためにもこの
構造は合目的である。
〜14に記載の調節装置によって最適に調節可能である。
粉砕室内での粉砕体密度を変更できるようにするため
に、請求項15記載の実施形が設けられている。これによ
り、特に、円板状の撹拌ミル構造体の両端面が調節装置
および粉砕室容積変更装置を配置するために利用され
る。
ている。この場合、出口分離装置に接続された粉砕物質
排出管が圧力ピストンユニットの中央を通って延びてい
ると合目的である。
タの下方に距離をおいて設けられた中央の出口分離篩で
あり、この出口分離篩の手前で、粉砕物質流れが、出口
分離篩を通って排出され、粉砕体から分離される部分流
と、粉砕体と共に内側の循環区間を通ってポンプ区間に
戻される部分流とに分離される。
本発明による撹拌ミルの縦断面を示している。この撹拌
ミルは軸方向に摺動可能な粉砕容器と、粉砕室の容積を
変えるための圧力ピストンユニットを備えている。粉砕
容器には、調節装置が付設されている。
円板状の粉砕容器13を備えている。この粉砕容器は水平
に配置され、中心軸線AAが垂直である。中空円板状の粉
砕容器13は上側の半部と下側の半部からなっている。こ
の両半部は、中空円板状の粉砕容器13の水平中心平面内
にある分離継ぎ目53を形成しながら軸方向に組み立てら
れ、互いに固定されている。粉砕容器13内において、粉
砕容器と同心的に、円板状の撹拌ロータ12が設けられて
いる。この撹拌ロータはロータ円板37と、固定された回
転軸受17に回転可能に軸承されたロータ軸11を備えてい
る。この場合、回転軸線は中心軸線AAと一致している。
撹拌ロータ12と粉砕容器13は次のように相対的に採寸お
よび配置されている。すなわち、ロータ円板37と粉砕容
器の壁35の間に、半径方向に直線状に延び上側のポンプ
区間15aを形成する水平な中空室と、ロータ円板37の下
面の下方に、同様に半径方向に直線状に延び鎮静区間15
bを形成する水平な中空室が形成されるように、相対的
に採寸および配置されている。両中空室はロータ円板37
の外周で、循環区間15cを形成する中空室によって互い
に接続されている。区間15a,15b,15cは一緒に粉砕室15
を形成する。この粉砕室には略示した粉砕体18が収納さ
れている。
路44によって形成された内側の循環区間22がロータ円板
37の半径方向内側に設けられている。この循環区間は垂
直な半径方向平面内に設けられた粉砕体循環軌道の半径
方向内側を閉鎖し、下側が撹拌ロータ12の下方に設けら
れた粉砕室15の鎮静区間15bに開口し、上側がポンプ区
間15aの高さ位置でロータ円板37に設けられた半径方向
の遠心通路21に接している。この遠心通路は半径方向外
側がポンプ区間15aの半径方向内側の端部に開口してい
る。循環区間は軸方向の長さが比較的に短い。なぜな
ら、循環区間が実質的にロータ37の厚さよりも幾分長い
距離にわたってのみ延びているからである。
口通路14を備えている。この入口通路は半径方向内側
で、2個の分離リングからなる入口分離装置33に開口し
ている。更に、回転円板37の下方に距離をおいて、出口
分離篩20の形をした出口分離装置が設けられている。入
口通路14から供給された粉砕物質は、撹拌ロータ12の回
転時に、入口分離装置33から半径方向外側へポンプ区間
15aと循環区間15cに流れ、そして半径方向内側へ鎮静区
間15bを通って出口分離篩20に流れる。この出口分離篩
の下方には、粉砕物質排出管39の製品出口19が設けら
れ、この粉砕物質排出管には粉砕物質が入る。入口分離
装置33から出口分離篩20への途中で、粉砕物質は粉砕室
15内にある粉砕体18によって粉砕される。
体18は、粉砕室15と内側の循環区間22内で循環する。粉
砕体は撹拌ロータ12の回転に基づいて遠心通路21とこの
遠心通路の半径方向外側に接続するポンプ区間15a内で
発生する遠心力によって半径方向外側へ駆動され、循環
区間15cと鎮静区間15bを経て循環区間22に入り、この循
環区間22の上端で粉砕体は再び半径方向内側から遠心通
路21およびポンプ区間15aに達する。これにより、粉砕
体の循環が行われる。粉砕体の循環は入口分離装置33か
ら出口分離篩20まで粉砕物質の運動と同じ方向に行われ
る。出口分離篩20の手前で、半径方向外側から来る粉砕
物質と粉砕体の混合流れが分割される。すなわち粉砕物
質が出口分離篩20を通って下方へ粉砕物質排出管39内に
達し一方、粉砕体18が粉砕物質流れの他の部分と共に上
方に向けて循環区間22内に入る。
区間22を形成する同軸の戻し通路44は軸方向下側に拡が
った横断面を有している。
半径方向内側が中央の戻し通路44に接続され、半径方向
外側がポンプ区間15aに接続されている。遠心通路21は
一種のセルホイール(星形フィーダ)を形成している。
このセルホイールの小室内で粉砕体が回転方向に連行さ
れ、続いてその際発生する遠心力によって半径方向外側
へ向けて粉砕室15のポンプ区間15a内に押し込まれる。
壁を備えている。このセル壁によって、中央の戻し通路
44から遠心通路へ入った粉砕体は、いかなる場合でも、
回転方向に連行される。この遠心通路21の横断面は丸く
てもよいし、長方形でもよい。
円板状本体として形成されていることにより、粉砕室15
の上側のポンプ区間15aはロータ軸線AAに対して90゜の
角度をなし、垂直な半径方向区間で半径方向内側から外
側へ粉砕体の循環方向に直線状に延びている。このポン
プ区間15aで半径方向外側へ遠心加速された粉砕体18
は、粉砕室15のポンプ区間15aと循環区間15cに続く鎮静
区間15bを経て、粉砕物質流れによって再び半径方向内
側へ案内される。
囲が丸められているので、ポンプ区間15aを鎮静区間15b
に接続する粉砕室15の循環区間15cの垂直な半径方向部
分は、湾曲して延びている。
図示していないコブを設けることができる。更に、遠心
通路21の延長部において半径方向外向きのリブを撹拌ロ
ータ12に設けると有利である。このリブは遠心通路21を
延長するポンプ区間15aの部分を画成する。
いる。ロータ円板37は渦巻き状の上側の冷却通路36と渦
巻き状に配置された下側の冷却通路34を備えたコア円板
55からなっている。コア円板55はそれを収容するために
中空に形成された鞘56によって取り囲まれている。この
鞘は好ましくは、中心平面内で分割された二つの半部か
らなっている。この両半部は周方向に延びる分離継ぎ目
54に沿って互いに密封連結されている。
冷却通路41を備えた鞘部分58とからなっている。この両
部分58,57はその水平な中心平面に沿って二つの半部に
分割され、この両半部は周方向に延びる分離継ぎ目53に
よって互いに組み立てられている。
器13の両半部は、締めつけだけによって組み立てられて
いる。戻し通路44と一致する中央開口を有する締めつけ
円板59は、図示していない手段によって中央下側からロ
ータ円板37に押しつけられているので、ロータ円板37は
締付け円板と一緒に回転する。
ている。この冷却水管の外径は中空のロータ軸11の内径
よりも小さくなっている。従って、冷却水は冷却水管24
の中でおよびこの冷却水管とロータ軸11の内壁の間の環
状室25へ運ばれる。
24の間に形成された環状室25から供給され、冷却水管24
を経て再び排出される。環状室25は半径方向に延びる横
孔26と、それに接続する縦孔27を介して、ロータ円板37
の内部の冷却通路36に接続されている。
には左側の端面で、内側から外側へ渦巻き状に延び、ロ
ータ円板37の外周範囲において接続室40に開口してい
る。この接続室はロータ円板37の下側の端面の、外側か
ら内側へ渦巻き状に延びる冷却通路34へ、冷却水を案内
する。冷却通路34は半径方向の通路42に開口し、そして
再び縦方向通路46と他の半径方向の横方向通路60を介し
て冷却水管24の内部に開口している。
している。この冷却水通路内で所定の流れ条件が生じ
る。
b、循環区間22、および半径方向外側に案内された遠心
通路21を通過する。この場合、ポンプ区間15aまたは遠
心通路21は全行程のほぼ半分になる。そのため、粉砕体
18に伝わるポンプエネルギーは、ロータ円板37によって
形成されたロータ面がロータ軸線AAに対して90゜の角度
をなすことにより、更に大きくなる。更に、残りの区間
15b,15c,22では、ブレーキ作用が最小限に弱められる。
遠心通路21によってだけでなく、重力で粉砕体18がロー
タ円板37の上側の面に接触することによって、駆動成分
が発生する。これに対して、鎮静区間15bでは、駆動成
分が小さくなる。というのは、そこでは重力が粉砕容器
13の静止した内壁35に接触するよう粉砕体18を下側へ引
っ張るからである。
れ、粉砕容器13が調節装置23によって軸方向に摺動可能
に設けられている。この調節装置は、回転軸受17と一体
である定置されたフランジ状の支持板29を備えている。
この支持板はそれに軸方向に摺動不可能に支承された調
節スピンドル30を備えている。この調節スピンドルはそ
れぞれ、粉砕容器13上に設けられた、めねじを有する湾
曲部材32に係合している。
13を軸方向に調節するために、調節スピンドル30は例え
ば、薄板プレスの突棒調節装置の場合に知られている方
法と類似の方法で、互いに連結可能である。
粉砕室15内の粉砕体の密度を変えるための圧力ピストン
ユニット28が設けられている。
されている。このシリンダ内には、圧力ピストンユニッ
ト28を形成するために、中心軸線が垂直なシールされた
ピストン38が高さ方向に調節可能に配置されている。ピ
ストン38の下面は平らであり一方、上面48は特に側方へ
幾分上昇するように形成されている。シリンダ47は好ま
しくは、フランジ49を介して本来の粉砕容器13に固定連
結可能な特別な構造ユニットである。
この開口は粉砕物質排出管39の内側横断面の上端部によ
って形成されている。粉砕物質排出管はピストンの対応
する孔50内に動かぬように取付けられ、ロータ軸線AAに
沿って撹拌ロータ12から離れる方向に延びている。
動可能にかつシールされて延びており、下側が補助ピス
トン51に開口している。この補助ピストンは底43に固定
された他のシリンダ45内で案内されている。ピストン3
8、管39および他の補助ピストン51は構造的なユニット
を形成する。管39内を通って、粉砕材料が外側へ排出さ
れる。粉砕材料は外側分離装置を形成する、ピストン38
の上側に設けられた出口分離篩20を通過している。
運動することができる。それによって、粉砕室15の容積
を選択的に拡大縮小することができる。これは粉砕室15
内での粉砕体密度の所望の変更を可能にする。
は、応力フリー状態で特にセラミックス材料からこれら
の部品を製作することを可能にする。この場合更に、前
記部品のために、耐摩耗性の材料、例えば硬質金属を使
用することが望ましい。
れ、出口分離装置20が圧力ピストンユニット28の範囲に
おいて下側に設けられているが、基本的には、これらの
分離装置を逆に配置することができる。圧力ピストンユ
ニットは例えばS字形入口分離装置に連結して設けるこ
とができる。
15……粉砕室、15a……ポンプ区間、15b……鎮静区間、
15c……循環区間、18……粉砕体、20……出口分離装
置、21……遠心通路、22……循環区間、23……調節装
置、28……圧力ピストンユニット、29……支持板、30…
…調節スピンドル、31……調節ねじ、32……めねじ部
品、33……入口分離装置、55……ロータボス、AA……ロ
ータ軸線、
Claims (17)
- 【請求項1】粉砕容器(13)と、それに対して同心的に
かつその中に回転可能に設けられた撹拌ロータ(12)と
を備え、この撹拌ロータがロータ軸(11)の下端に設け
られ、撹拌ロータのロータ軸線(AA)が垂直であり、粉
砕容器と撹拌ロータの間に回転対称の粉砕室(15)が設
けられ、この粉砕室が粉砕容器(13)内を循環する粉砕
体(18)を含み、 粉砕室が粉砕物質を通過させ粉砕体(18)を通過させな
い入口分離装置(33)と出口分離装置(20)を備え、こ
の入口分離装置を通って粉砕物質が粉砕室(15)に入
り、出口分離装置から粉砕物質が排出され、 粉砕室が少なくとも一つのポンプ区間(15a)を有し、
このポンプ区間内で粉砕体(18)がそれに作用する遠心
力によって粉砕体循環方向に駆動可能である、撹拌ミル
において、 撹拌ロータ(12)が円板状に形成され、 粉砕容器(13)が中空円板状に形成され、 撹拌ロータと粉砕容器がロータ軸線(AA)に対して90゜
の角度をなして配置され、 その際、撹拌ロータ(12)の上方に、半径方向内側から
外側へ粉砕体(18)の循環方向に真っ直ぐに延びるポン
プ区間(15a)が設けられ、撹拌ロータ(12)の回転時
にこのポンプ区間内で粉砕体が半径方向外側へ移動し、 撹拌ロータ(12)の下方に鎮静区間(15b)が設けら
れ、ポンプ区間(15a)によって半径方向外側へ加速さ
れた粉砕体(18)が、円板状の撹拌ロータ(12)の外周
の周りを案内される循環区間(15c)を通過した後で、
鎮静区間を通って再び半径方向内側へ案内され、 粉砕体が更に、撹拌ロータ(12)の中央でロータ軸線
(AA)に対して同軸的に設けられた循環区間(22)を経
て循環し、この循環区間(22)内で、粉砕体が所定の軸
方向距離にわたって粉砕室(15)の下側半部(15b)か
ら上側半部(15a)に戻されることを特徴とする撹拌ミ
ル。 - 【請求項2】粉砕室(15)のポンプ区間(15a)と鎮静
区間(15b)を接続する循環区間(15c)の半径方向断面
が丸くなっていることを特徴とする請求項1記載の撹拌
ミル。 - 【請求項3】半径方向内側の循環区間(22)とポンプ区
間(15a)の間に、遠心通路(21)が設けられ、この遠
心通路がほぼ軸方向と半径方向に延びるセル壁を備えて
いることを特徴とする請求項1または2記載の撹拌ミ
ル。 - 【請求項4】遠心通路(21)の横断面が円形または長方
形であることを特徴とする請求項3記載の撹拌ミル。 - 【請求項5】ロータボス(55)内にある少なくともほぼ
半径方向の遠心通路(21)が、粉砕室(15)の隣接する
ポンプ区間(15a)と一直線上に並んでいることを特徴
とする請求項3または4記載の撹拌ミル。 - 【請求項6】粉砕室(15)を画成するロータ面とステー
タ面が鎮静区間(15b)の範囲において、ポンプ区間(1
5a)よりも大きな相互間隔を有することを特徴とする請
求項1〜5のいずれか一つに記載の撹拌ミル。 - 【請求項7】鎮静区間(15b)寄りの撹拌ロータ(12)
の側に、鎮静区間(15b)をロータ面に対して遮蔽する
ステータ板が小さな距離をおいて設けられていることを
特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の撹拌ミ
ル。 - 【請求項8】撹拌ロータ(12)およびまたは粉砕容器
(13)の内面に、コブが設けられていることを特徴とす
る請求項1〜7のいずれか一つに記載の撹拌ミル。 - 【請求項9】遠心通路(21)の延長部において半径方向
外側に向いたリブが撹拌ロータ(12)に設けられ、この
リブがそれぞれ遠心通路(21)を延長するポンプ区間
(15a)の部分を画成していることを特徴とする請求項
4〜8のいずれか一つに記載の撹拌ミル。 - 【請求項10】撹拌ロータ(12)およびまたは粉砕容器
(13)が二軸に形成されていることを特徴とする請求項
1〜9のいずれか一つに記載の撹拌ミル。 - 【請求項11】粉砕容器(13)およびまたは撹拌ロータ
(12)が中心平面内で分割された二つの半部からなって
いることを特徴とする請求項10記載の撹拌ミル。 - 【請求項12】粉砕容器(13)の一方の端面に、粉砕容
器(13)と撹拌ロータ(12)の軸方向の相対位置、ひい
てはポンプ区間(15a)と鎮静区間(15b)の相対容積の
ための調節装置(23)が設けられていることを特徴とす
る請求項1〜11のいずれか一つに記載の撹拌ミル。 - 【請求項13】粉砕容器(13)が軸方向に調節可能に配
置され、撹拌ロータ(12)が軸方向に固定されて配置さ
れていることを特徴とする請求項12記載の撹拌ミル。 - 【請求項14】調節装置(23)が定置されたフランジ状
支持板(29)を備え、この支持板が軸方向に摺動不能に
支持体に支承された調節スピンドル(30)を備え、支持
板(29)がロータ軸(11)の固定された回転軸受(17)
と一体であり、調節スピンドル(30)の端部に設けられ
た調節ねじ(31)がそれぞれ、粉砕容器(13)に設けら
れためねじ部品(32)に係合していることを特徴とする
請求項13記載の撹拌ミル。 - 【請求項15】調節装置(23)と反対側の粉砕容器(1
3)の端面に、粉砕室容積を変更するための圧力ピスト
ンユニット(28)が設けられていることを特徴とする請
求項12〜14のいずれか一つに記載の撹拌ミル。 - 【請求項16】出口分離装置(20)が圧力ピストンユニ
ット(28)の範囲に設けられていることを特徴とする請
求項15記載の撹拌ミル。 - 【請求項17】出口分離装置が撹拌ロータ(12)の下方
に間隔をおいて中央に設けられた出口分離篩(20)であ
ることを特徴とする請求項1〜16のいずれか一つに記載
の撹拌ミル。
Applications Claiming Priority (6)
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