JP4859969B2

JP4859969B2 - 粉粒体の解砕整粒装置

Info

Publication number: JP4859969B2
Application number: JP2009210094A
Authority: JP
Inventors: 喜浩若松; 禎則花田
Original assignee: Nara Machinery Co Ltd
Current assignee: Nara Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: US8336797B2; JP2011056427A; US20110062264A1

Description

本発明は、各種装置で造粒又は成形された医薬品，食品，飼料，化学薬品，肥料，粉炭，石灰石，セラミックス材料等の種々の湿潤又は乾燥材料を所定の粒度に整粒する粉粒体の解砕整粒装置に係り、詳しくは、各種装置で造粒又は成形された湿潤凝集物や乾燥塊状物等の目的粒度以上の造粒物（ダマ）を解砕して、一定の粒度範囲に整える粉粒体の解砕整粒装置に関するものである。

今日、医薬，食品分野をはじめとする幅広い分野では、粉粒体の混合，造粒，整粒操作が行われている。そして、製品生成過程における粒度調整作業は、粉粒体の品質向上，流動乾燥時における流動化の向上，ハンドリング改善などのために重要な単位操作の一つとなっており、その作業において解砕整粒装置が使用される。

このような粉粒体の解砕整粒装置としては、本件出願人が先に提供したものがある（特許文献１）。
この粉粒体の解砕整粒装置は、水平な方向に配設された駆動軸に間隔をもって固定支持された複数枚の円板ロータと、それらの円板ロータの下方においてその周縁部の板面にそれぞれ対向して設置され、かつ該円板ロータの板面に対してその周縁に向かって間隙を小さくする傾斜面をもった複数個の半円弧状のステータとによって構成し、前記円板ロータの板面と前記ステータの傾斜面とによって粉粒体が滞留するホッパー状の間隙部を構成すると共に、前記円板ロータの周縁と前記ステータとの最狭間隙部によって解砕整粒部を構成したものである。
そして、この粉粒体の解砕整粒装置では、処理する粉粒体を円板ロータの上方から円板ロータの周縁板面とステータの傾斜面とによって画成される間隙部に供給し、最狭間隙部において粉粒体を解砕整粒して下方に排出する。

特許第４１１３２２２号公報

ところで、上記粉粒体の解砕整粒装置では、円板ロータおよびステータを洗浄するに際して、それらを分解しなくてはならいが、その複数個のステータがケーシング内に差渡して設置された複数本の固定軸にスペーサを介して組付ける構造であるため、ステータの取り外し，取り付けが煩雑になっていた。また、円板ロータを交換する場合には、まず粉粒体投入ケーシングとケーシング本体とを取り外し、次にプーリからベルトを外し、さらに円板ロータが固定された状態の駆動軸をそのまま保持されている軸受から取り外した後、各円板ロータを駆動軸から取り外す必要があった。そして、円板ロータの取り付けにおいては、上記と反対の手順で行わなければならず、円板ロータの取り外し、取り付けも煩雑になっていた。

本発明は、このような実情に鑑みて、ステータの分解・組み立てが容易な、すなわち、円板ロータおよびステータの洗浄および交換作業が容易な粉粒体の解砕整粒装置を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明の粉粒体の解砕整粒装置では、ケーシングの上部供給口から供給された粉粒体を、水平な駆動軸に所定間隔をもって設置された複数枚の円板ロータの周縁板面と、前記複数枚の円板ロータの下方周縁間に設置した複数個のステータとによって画成される間隙によって解砕整粒し、その解砕整粒された粉粒体を前記ケーシングの下部排出口へ排出させる粉粒体の解砕整粒装置において、前記駆動軸を軸受ハウジングで片持ち支持させ、前記複数本のステータをホルダーに設置してステータアッセンブリを構成するとともに、該ステータアッセンブリを前記軸受ハウジングに着脱自在に設置し、前記ケーシングの側壁に開口を形成し、該開口を介して前記円板ロータと前記ステータアッセンブリとを収容して、前記ケーシングを軸受ハウジングに着脱自在に設置させたことを特徴とする。

ここで、上記発明において、上記ステータアッセンブリを、上記円板ロータと同心の半円筒状を成し、円板ロータの下方周縁に対応する位置に円弧に沿った複数本の長孔が形成され、それらの長孔間に帯状部が形成されたホルダーの該帯状部に、断面が略三角形状で半円弧状を成すステータを設置することによって形成したものとしてもよい。
この発明によれば、長孔の幅を変えたステータアッセンブリを複数用意しておき、これらを交換することによって、解砕整粒部（最狭間隙部）の間隔調整、すなわち整粒粒度の調整を非常に速やかに行えるようになる。

また、上記発明において、上記円板ロータの周縁板面に、円柱状で、かつ一部に平面部を有するピンを、前記平面部が前記円板ロータの周縁に行くにしたがって前記円板ロータの進行方向後方へ向かって傾斜させた状態で立設させるようにしてもよい。
この発明によれば、円板ロータの回転に伴い、ピンの平面部で処理物を円板ロータの周縁とステータとの間隙に押出すので、処理物の解砕整粒効率を高めることができる。

また、上記発明において、上記ピンの長手方向中間部を非円柱形に形成するとともに、上記円板ロータに前記ピンの該中間部の断面形状に対応する形状の孔を形成し、該孔に前記ピンの該中間部を挿嵌することによって、前記ピンの平面部を所定の方向を向くように位置決めするようにしてもよい。
この発明によれば、ピンの長手方向中間部を円板ロータの孔に挿嵌するだけで、平面部の位置決めが図れるので、ピンの取り付け作業が容易になる。

また、上記発明において、上記ステータをポリテトラフルオロエチレンによって形成してもよい。
この発明によれば、ポリテトラフルオロエチレンは表面が滑らかなので、処理物の付着（堆積）を防止することができる。

上記した本発明によれば、ケーシングが駆動軸を覆うように軸受ハウジングに着脱自在に設置されており、ケーシングを容易に取り外すことができ、また、複数のステータを備えたステータアッセンブリが軸受ハウジングに着脱自在に設置されており、ステータアッセンブリを軸受ハウジングから取り外すことによって複数のステータを一度に円板ロータから取り外すことができるので、円板ロータおよびステータの洗浄作業が容易かつ迅速に行なうことができる。

また、円板ロータおよびステータを交換する場合に、ケーシングを取り外すだけで、円板ロータを備えた駆動軸の自由端が露出されるため、円板ロータの交換が容易に行なえ、また、ステータアッセンブリを取り外すことによって複数のステータを一度に取り外すことができ、他に用意したステータアッセンブリを取り付けることによって複数のステータを一度に取り付けることができるので、ロータおよびステータの交換を容易かつ迅速に行なうことができ、それによって解砕整粒部（最狭間隙部）の間隔調整、すなわち整粒粒度の調整を速やかに行えるようになる。

本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置を概念的に示した分解斜視図である。本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置の縦断面図である。本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置の円板ロータを示した斜視図である。図３に示した円板ロータの分解斜視図である。図３に示した円板ロータの正面図である。図３に示した円板ロータの側面図である。図３に示した円板ロータにおけるピンの植設状態を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。図３に示した円板ロータにおけるピンの植設状態を示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置のステータアッセンブリで、ステータとホルダーとを分解して示したもので、（ａ）はステータの斜視図、（ｂ）はホルダーの斜視図、（ｃ）はステータの断面構造を示した（ａ）図Ｉ−Ｉ線に沿う部分の拡大断面図である。である。本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置のステータアッセンブリを示したもので、（ａ）は全体を示した斜視図、（ｂ）はステータとホルダーとの固定構造を示した（ａ）図II−II線に沿う部分の拡大断面図である。本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置の解砕整粒部における要部を拡大して示した断面図である。

以下に、本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置を、図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。

図面に示した本発明に係る粉粒体の解砕整粒装置１は、動力部１０と、軸受部２０と、粉粒体の解砕整粒部３０とによって構成されている。

動力部１０では、モータ１１がモータベース１２に支持され、出力軸１３が水平方向に突出されている。

軸受部２０では、円筒状の軸受ハウジング２１が架台２２に支持され、軸受ハウジング２１の一端には、矩形状のブラケット２３が配設されている。軸受ハウジング２１内には、図２に示すように、駆動軸２４の両端がボールベアリング２５，２６によって支持されている。そして、駆動軸２４の一端はブラケット２３を経て解砕整粒部３０へ延設されている。この駆動軸２４の延設部２４ａは、軸芯に対して垂直な断面が矩形に形成されている。また、駆動軸２４の他端２４ｂは、カップリング１４によってモータ１１の出力軸１３に連結されている。

解砕整粒部３０は、上部に粉粒体の供給口３１ａを有し、下部に解砕整粒された粉体の排出口３１ｂを有する角筒状のケーシング３１を備えている。このケーシング３１の一側面には、開口３１ｃが形成されている。そして、ブラケット２３の解砕整粒部３０側の一側面は、その全周縁が一定の深さで切り欠かれていて、ケーシング３１は、その開口３１ｃが、いわゆるインロー式でブラケット２３の該切り欠き部２３ａに嵌合され、パッチン錠（ゲートファスナー）やボルト・ナットなど適宜な手段（図示省略）によってブラケット２３に固定される。この状態において、駆動軸２４の延設部２４ａがケーシング３１内に収容される。

駆動軸２４の延設部２４ａには、解砕整粒部３０の一方の主要要素である複数枚（実施の形態では５枚）の円板ロータ３２が装着される。

円板ロータ３２は、図３〜図６に示すように、その中心に駆動軸２４の延設部２４ａに対応する矩形孔３２ａが形成され、両板面周縁に複数個（実施の形態では６個）の円柱状のピン３３が等間隔に配設され、それらのピン３３の間で、かつそれよりも周縁方向に複数個（実施の形態では６個）の円柱状のピン３４が等間隔に配設されている。

ピン３３は、図４および図７に示すように、長手方向中間部に大径の円柱部３３ａが形成され、その円柱部３３ａを円板ロータ３２に形成した円形孔３２ｂに挿嵌させ、溶接等によって固着される。また、ピン３４は、図４および図８に示すように、長手方向中間部に角柱部３４ａを有し、両端円柱部にその長手方向に沿って断面Ｄ字形状に一部切り欠いた平面部３４ｂを備えている。そして、この平面部３４ｂが、図５および図８に示すように、円板ロータ３２の周縁に行くにしたがって円板ロータ３２の進行方向後方に向かって傾斜して配置されるように、ピン３４は、角柱部３４ａを円板ロータ３２に形成した矩形孔３２ｃに挿嵌させ、溶接等によって固着される。

なお、上記実施の形態では、ピン３４の長手方向中間部に角柱部３４ａを形成し、その角柱部３４ａを同形状に形成した円板ロータ３２の矩形孔３２ｃに挿嵌させることによって、平面部３４ｂの向きを所定の方向に向くように位置決めさせているが、ピン３４の長手方向中間部の断面形状を非円形に形成するとともに、円板ロータ３２にピン３４の長手方向中間部の断面形状に対応する形状の孔を形成してもよい。

上記のように形成された円板ロータ３２は、図２に示すように、それらの間にスペーサ３５を介在させて駆動軸２４の延設部２４ａに嵌合させ、さらに、カラー３６を介し、ボルト３７を延設部２４ａの端面に螺合締結することによって駆動軸２４に固定される。この場合、相隣合う円板ロータ３２間の距離は、スペーサ３５の厚みによって調整される。

また、円板ロータ３２の下方周縁外方には、ステータアッセンブリ３８が設置される。ステータアッセンブリ３８は、図１に示すように、円板ロータ３２と同心の半円弧を成し、放射方向の断面が三角形を成すステータ３９，４０，４１と、円板ロータ３２と同心の半円筒状を成すホルダー４２とによって構成されている。ステータ３９は、図９に示すように、断面が二等辺三角形を成し、該二等辺三角形の頂点から底辺に向けて垂直に、同心でかつ連通する内径の大きな円形孔３９ａと内径が小さな円形孔３９ｂとが複数個（実施の形態では３個）長手方向に沿って形成されている。また、各円形孔３９ａに直交する円形孔３９ｃが形成されている。一方、ホルダー４２は、円弧に沿った長孔４３が平行かつ等間隔に形成され、それらの長孔４３間にステータ３９の底面を取り付けるための帯状部４４が形成されている。帯状部４４にはステータの円形孔３９ａ，３９ｂに対応する位置に雌ねじ４４ａが形成されている。そして、ステータ３９は、図１０に示すように、キャップスクリュー４７を用いてホルダー４２に固着される。また、ステータの円形孔３９ａに嵌合する形状のキャップ４８にも、水平方向に、上記ステータの円形孔３９ｃと連通する円形孔４８ａが形成されており、ステータの円形孔３９ａにキャップ４８を嵌合した後、ステータの円形孔３９ｃとキャップの円形孔４８ａにスプリングピン４９を挿通固定することにより、上記ステータ３９の各円形孔３９ａが塞がれる。
なお、上記の方法に代えて、ステータ３９の底面全長に亘って複数個の突起を形成し、ホルダー４２の帯状部４４の、この突起に対応する位置に孔を形成し、ステータ３９の突起を帯状部４４の孔に挿嵌させ、溶接等によって、ステータ３９をホルダー４２に固着してもよい。

また、ステータ４０，４１は、図１に示すように、断面が直角三角形を成している。そして、図２に示すように、ステータ４０の直角を成す一面がブラケット２３にねじ４０ａによって固定され、ステータ４１の直角を成す一面がケーシング３１の側壁にねじ４１ａによって固定される。

なお、上記実施の形態では、図１及び図２に示すように、ステータ４０，４１の大きさをステータ３９よりも大きく、具体的には両ステータ４０，４１の外径はステータ３９とほぼ同じで、内径はこれよりも小さく形成している。これは、ステータ４０，４１の傾斜面の高さを高くし、ケーシング３１の側壁およびブラケット２３の内面付近に供給された粉粒体を、この部分に停滞することなく速やかに間隙Ａへ案内するためである。
また、同様の理由により、ステータ４０，４１の両端部は、図１に示すように、斜め下方に切り欠かれた形状をしており、ステータ３９の両端部は、図９に示すように、左右対象に斜め下方に切り欠かれた形状をしている。
ここで、ステータ３９（キャップ４９を含む），４０，４１は、表面が滑らかな材質、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を用いて形成されていることが好ましい。

また、ホルダー４２の一端外周面には、図１０に示すように、周方向複数箇所にステー４５が立設されており、そのステー４５には、ねじ挿通孔４５ａが形成されている。一方、ブラケット２３には、図１に示すように、ねじ挿通孔４５ａに対応する位置に雌ねじ２３ｂが形成さている。そして、図２に示すように、ホルダー４２は、ねじ挿通孔４５ａに挿通させたボルト４６をブラケット２３の雌ねじ２３ｂに螺合させることによって、ブラケット２３に固定される。

この粉粒体の解砕整粒装置１では、円板ロータ３２，３２の約下半分である下方において、その周縁部間にステータ３９が配置され、図１１に示すように、円板ロータ３２の周縁板面とステータ３９の傾斜面とによってホッパー状の間隙部Ａが画成される。

そして、この粉粒体の解砕整粒装置１では、円板ロータ３２が回転されている状態で、原料である湿潤凝集物や乾燥塊状物等の粉粒体を供給口３１ａからケーシング３１内に投入すると、その粉粒体は、先ず、ピン３３によって粗解砕を受ける。そして、粉粒体の滞留域である間隙部Ａに達した粉粒体は、円板ロータ３２の回転による遠心力、およびピン３４の平面部３４ａによる押出力によって最小間隙部Ｂに押出される。そして、最小間隙部Ｂに押出された粉粒体は、間隙設定に適合した粒子はそのまま通過が許容され、適合しない粒子は、間隙部Ａで解砕された後に、最小間隙部Ｂから排出口へ排出される。

また、この粉粒体の解砕整粒装置１においては、円板ロータ３２およびステータ３９，４０，４１を清掃する場合には、ケーシング３１をブラケット２３から取り外し、次いで、ホルダー４２をブラケット２３から取り外す。すると、円板ロータ３２の周縁，ステータ３９，４０，４１は、露出されるため、容易に洗浄することができる。

また、この粉粒体の解砕整粒装置１においては、円板ロータ３２を交換する場合には、ケーシング３１をブラケット２３から取り外し、次いで、ステータアセンブリ３８をブラケット２３から取り外す。次いで、ボルト３７とカラー３６を駆動軸２４から取り外し、駆動軸２４から各円板ロータ３２およびスペーサ３５を順次取り外す。そして、新たな円板ロータ３２を、スペーサ３５を介在させて駆動軸２４に挿嵌し、ボルト３７を駆動軸２４に取り付けることによって交換する。また、上記したように、円板ロータ３２とスペーサ３５を駆動軸２４から取り外すことにより、これらを精密に洗浄することもできる。

また、ステータ３９を交換する場合は、ケーシング３１をブラケット２３から取り外し、次いで、スペーサアセンブリ３８をブラケット２３から取り外す。そして、新たなステータ３９を備えたステータアッセンブリ３８をブラケット２３に取り付けることによって交換する。

また、ステータ４０を交換する場合は、ケーシング３１をブラケット２３から取り外し、次いで、スペーサアセンブリ３８をブラケット２３から取り外す。そして、ステータ４０をブラケット２３から取り外し、新たなステータ４０をブラケット２３に取り付けることによって交換する。

また、ステータ４１を交換する場合は、ケーシング３１をブラケット２３から取り外す。そして、ケーシング３１からステータ４１を取り外し、新たなステータ４１をケーシング３１に取り付けることによって交換する。

さらに、この粉粒体の解砕整粒装置１においては、解砕整粒の粒度を変更する場合には、円板ロータ３２の周縁とステータ３９，４０，４１との最小間隙Ｂを変更しなければならない。その場合には、長孔４３の幅を変更したホルダー４２に、断面形状および大きさを変更した（具体的には断面二等辺三角形の底辺の長さを帯状部４４の幅に対応させて変更した）ステータ３９を設置してなるステータアッセンブリ３８を用意するとともに、断面形状および大きさを変更した（具体的には断面直角三角形の底辺の長さを変更した）ステータ４０，４１を用意し、それらを軸受ハウジング２１のブラケット２３，ケーシング３１に取り付ければよい。

なお、前記特許文献（特許第４１１３２２２号公報）に記載の装置においては、円板の最外周縁の両側板面に半径方向と円周方向に所定間隔を存して回転軸芯を中心に半径方向に２列、上記円板の最外周縁の板面に対向するアダプターの垂直面には円周方向に所定間隔を存して１列、各々スパイク状の突起部が形成されている。本発明の装置にも同様に突起部を形成してもよいが、処理物が医薬品の場合であれば、それらは必ずしも必要としない。

１解砕整粒装置
１０動力部
１１モータ
１２モータベース
１３出力軸
１４カップリング
２０軸受部
２１軸受ハウジング
２２架台
２３ブラケット
２３ａ切り欠き部
２３ｂ雌ねじ
２４駆動軸
２４ａ延設部
２４ｂ他端
２５ベアリング
２６ベアリング
３０解砕整粒部
３１ケーシング
３１ａ供給口
３１ｂ排出口
３１ｃ開口
３２円板ロータ
３２ａ矩形孔
３２ｂ円形孔
３２ｃ矩形孔
３３ピン
３３ａ円柱部
３４ピン
３４ａ角柱部
３４ｂ平面部
３５スペーサ
３６カラー
３７ボルト
３８ステータアッセンブリ
３９ステータ
３９ａ円形孔
３９ｂ円形孔
３９ｃ円形孔
４０ステータ
４０ａねじ
４１ステータ
４１ａねじ
４２ホルダー
４３長孔
４４帯状部
４４ａ雌ねじ
４５ステー
４５ａねじ挿通孔
４６ボルト
４７キャップスクリュー
４８キャップ
４８ａ円形孔
４９スプリングピン
Ａ間隙部
Ｂ最小間隙部

Claims

ケーシングの上部供給口から供給された粉粒体を、水平な駆動軸に所定間隔をもって設置された複数枚の円板ロータの周縁板面と、前記複数枚の円板ロータの下方周縁間に設置した複数個のステータとによって画成される間隙によって解砕整粒し、その解砕整粒された粉粒体を前記ケーシングの下部排出口へ排出させる粉粒体の解砕整粒装置において、前記駆動軸を軸受ハウジングで片持ち支持させ、前記複数本のステータをホルダーに設置してステータアッセンブリを構成するとともに、該ステータアッセンブリを前記軸受ハウジングに着脱自在に設置し、前記ケーシングの側壁に開口を形成し、該開口を介して前記円板ロータと前記ステータアッセンブリとを収容して、前記ケーシングを軸受ハウジングに着脱自在に設置させたことを特徴とする、粉粒体の解砕整粒装置。
前記ステータアッセンブリを、前記円板ロータと同心の半円筒状を成し、円板ロータの下方周縁に対応する位置に円弧に沿った複数本の長孔が形成され、それらの長孔間に帯状部が形成されたホルダーの該帯状部に、断面が略三角形状で半円弧状を成すステータを設置することによって形成したことを特徴とする、請求項１に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
前記円板ロータの周縁板面に、円柱状で、かつ一部に平面部を有するピンを、前記平面部が前記円板ロータの周縁に行くにしたがって前記円板ロータの進行方向後方へ向かって傾斜させた状態で立設させたことを特徴とする、請求項１または２に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
前記ピンの長手方向中間部を非円柱形に形成するとともに、前記円板ロータに前記ピンの該中間部の断面形状に対応する形状の孔を形成し、該孔に前記ピンの該中間部を挿嵌することによって、前記ピンの平面部を所定の方向を向くように位置決めしたことを特徴とする、請求項３に記載の粉粒体の解砕整粒装置。
前記ステータをポリテトラフルオロエチレンによって形成したことを特徴とする、請求項１または２に記載の粉粒体の解砕整粒装置。