JPH07256076A

JPH07256076A - 粉体の混合装置

Info

Publication number: JPH07256076A
Application number: JP6056026A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Kumano; 寛寧熊野
Original assignee: KUMANO GIKEN KOGYO KK
Current assignee: KUMANO GIKEN KOGYO KK
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】粉体の混合を生産性よく効率的に行い得るコ
ンパクト構造の混合装置を提供する。【構成】横軸を回転中心として低速回転する密閉型回
転容器内で粉体を混合する装置であって、該回転容器内
の中心部には、粉体の通過可能な篩い部が、回転中心と
平行の横軸を含む平面内に位置するように、少なくと、
１段設置されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は窯業、食品工業、化学工
業、プラスチック工業などの各種産業分野に適用できる
粉体の混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】粉体を均一に混合すること
は、特別の場合を除いて困難であり、また工程が複雑で
コスト高となる。これは、粉体は体積に比べて表面積が
大きく隣り合った粒子同志が凝集し易く、均一な混合を
妨げるからである。ちなみに凝集の度合は、粉体の原料
組成や割合、粒子径、粉砕された粒子の形態、粗砕の程
度と粒度分布、粉体の製造方法（機械的な粉砕を例にと
ると、磨耗粉砕と衝撃粉砕では粒子表面の構造の乱れの
程度が異なる）などによって変化する。

【０００３】工業的規模で粉体を均一に混合する場合、
粉体の凝集防止対策が必要であり、現在実施されている
代表的な例を挙げると、次の（１）〜（３）の通りであ
る。

【０００４】（１）容器内に粉体と気体を同時に供給し
て、いったん気流中に分散させて凝集力を弱め気流中で
分散混合する方法。

【０００５】（２）容器内に、粉体と添加剤、硬質ボー
ルなどをいれて容器を回転させて混合させる。または固
定容器内で、撹拌羽根を回転させて混合する方法。

【０００６】（３）粉体を水中で泥漿にして、粒子間の
凝集力を弱め水と粒子を一体にして混合する方法。

【０００７】（１）の混合方法の具体例として次の
（イ）から（ホ）を挙げることができる。

【０００８】（イ）特開昭５５−８８８３４号下部にある投入口から、粉体と大気流を同時に投入し容
器内の螺旋状羽根を大気流によって回転させ、粉体が羽
根に衝突することによって混合し、上部の排出口から粉
体と大気流を同時に排出させる方法。

【０００９】（ロ）特開昭６０−１６１７２１号・１６
１７２２号容器に、らせん気流発生装置のある投入口から、粉体と
気流を供給しサイクロン容器の形状によっての回転気流
また下部からの気圧調整装置を通過させることによって
分散混合し、気体を上部の排出口から排出し、粉体は下
部より取り出して捕集する方法。

【００１０】（ハ）特開平１−１５９０３９号下部からガスを供給して粉体を浮遊させて混合させ、上
部にある排出口に接続された集塵装置のバッグフィルタ
ーで、粉体を捕集しガス気流はファンで排出する方法。

【００１１】（ニ）特開平２−１５７０３３号縦型円筒状の中心軸回りに回転される攪拌羽根と、低下
部にある攪拌羽根および下部からの圧力空気などによっ
て、粉体を分散混合して上部から粉体と気流を同時に排
出させる方法。

【００１２】（ホ）特開平２−２５１２５４号縦型円筒状の中心軸回りに回転される攪拌羽根と、低下
部にある攪拌羽根によって回転流動される攪拌用ボール
および下部からの圧力空気などによって、粉体を分散混
合して上部から粉体と気流を同時に排出させる方法。

【００１３】（イ）〜（ホ）で共通しているのは、粉体
の凝集力を弱めるために容器内に外部から気流を供給し
て粉体を強制分散させていることであり、そのために混
合作業の終了後に、膨大な量の粉体と気体を次工程に向
け搬送し、粉体を気体から分離しなければならず、次の
通りの問題を生ずる。

【００１４】ａ．空気、ガスなどを供給する装置が必要
で設備が複雑化、高価である。

【００１５】ｂ．バッグフィルター、サイクロン、各種
空気清浄装置などの粉体と気体の分離装置が必要であ
り、諸設備が複雑化し高価になり、設置面積も大きくな
る。

【００１６】ｃ．粉体が気流化した気体と一緒に排出す
るため、比重の低い粉体、粒子の形態や分布に影響し
て、均一な混合がされにくい。

【００１７】ｄ．容器内の気流によって混合する方式で
あるので、混合が不十分でも粉体は気流とともに次工程
に連続的に排出されて行き、混合が不十分である。

【００１８】ｅ．粉体を容器内に供給し、排出するまで
の所要時間が混合時間（通過方式）となるため、均一に
混合ができにくい。即ち容器などの設備を大型にして混
合時間を長くしなければならない（粉体が容器内を通過
する時間を長くしなければならない）。

【００１９】（２）の混合方法としては、ボールミル
型、ドラム型などと言われており、主にセメントの製造
を代表例として挙げることができる。この方法では、粉
体が凝集した状態のまま機械的に強制混合されるので、
粉体と水や溶剤さらに添加剤を入れて数時間の混合を行
うことが必要になり、時間がかかり生産コスト高となる
問題点がある。

【００２０】（３）の粉体を水中で泥漿分散させて混合
をする方法については、主にタイル製造などで大量生産
に使用される方法としてスプレードライヤー法などがあ
る。このスプレードライヤー法は粉体を水中などで泥漿
分散させスラリー状にして、上部から噴射霧化して落下
させ、この落下の間に下部などから供給する熱風を利用
して乾燥する方法であって混合と造粒を同時に行える利
点がある。しかしながらこの方法には、水分を蒸発させ
るための大きな熱エネルギーを必要とし、その割りには
処理能力が低いためコスト高となる。

【００２１】また、粉体を水中で泥漿分散混合すること
によって、均一な混合ができるが次工程で、フィルター
プレスで水分を除去し乾燥させ粉砕しペレット状にして
ふるい機を通して使用するなど、設置面積装置の大型
化、諸設備の複雑化と設置費の高価などの問題点が挙げ
られる。

【００２２】本発明は、このような従来の問題点を一掃
することを目的としてなされたものである。

【００２３】

【問題点を解決するための手段】本発明は、横軸を回転
中心として低速回転する密閉型回転容器内で粉体を混合
する装置であって、該回転容器内は中心部において、粉
体の通過可能な篩い部により仕切られ、該篩い部は、回
転中心と平行の横軸を含む平面内に位置するように、少
なくとも１段設置されていることを特徴とする粉体の混
合装置に係る。

【００２４】

【実施例】以下に本発明の１実施例を添附図面にもとづ
き説明すると次の通りである。

【００２５】本発明混合装置は図１〜２に示すように横
軸を回転中心として回転する密閉型回転容器１を備えて
いる。

【００２６】上記回転容器１の形状は、図１に示す側面
形状において、中心を通る横軸を基準として線対称形状
のものが好ましく、図では縦型筒状のものが示されてい
る。その他、横型筒状や球状のものであってもよい。

【００２７】上記回転容器１は横軸を回転中心として回
転されることが必要であり、図１〜２では回転容器１の
中心を通る横軸を回転中心として回転されるような構成
のものが示されているが、回転中心は回転容器１の中心
から外れた位置にあってもよい。

【００２８】図１に示された回転容器１は該容器１の一
側部から外方へ延出する水平回転軸２において脚台３の
台座３ａの上端に軸受け４，４を介し支持され、この支
持状態において、駆動装置５の作動をして伝動機構６を
介し回転を受けるような構成になっている。

【００２９】上記回転容器１内の中心部には篩い部７が
横軸を含む平面内に位置するように設置され、該篩い部
７により回転容器１内は１方の室１Ａと他方の室１Ｂと
に仕切られている。篩い部７の設置段数は図１〜２に示
すように一段の場合と、図３（２段設置）及び図４（３
段設置）に概略的に示すように複数段の場合とがあり、
複数段設置の場合は各段は平行で相互間に間隔８が設け
られる。間隔８は各段の篩い部７，７間における粉体の
目詰り防止に必要である。

【００３０】篩い部７は回転容器１内で混合される原料
粉体が自由に通過できる程度のメッシュを有しているこ
とが必要であり、粉体の粒度分布などによっても異なる
が、通常は１〜５０メッシュ程度の範囲から適宜選択決
定される。篩い部７を複数段設置する場合は、各段ごと
に篩いの目の大きさを変えて使用してもよい。篩い部７
は、適宜取り換え可能とするために、回転容器１内に脱
着可能に設置固定されている。

【００３１】上記回転容器１には、粉体の供給と取出を
行うために、例えば上部と下部の２個所に通常は密閉状
態に拘束されていて、必要時に開閉できる蓋部９，９が
備えられている。

【００３２】本発明混合装置を用いて原料粉体の混合を
行うに際しては、図１に示すように回転容器１の一方の
室１Ａ内に原料粉体ａが供給される。この供給で上記室
１Ａ内の容積の１／２〜１／３程度が原料粉体ａにより
埋められる。

【００３３】次いで、この図１に示す状態で、駆動装置
５の作動をして回転容器１に水平回転軸２を回転中心と
する回転を与えることにより、回転容器１内で原料粉体
ａを均一混合できる。

【００３４】この混合の原理を図５にもとづき説明す
る。

【００３５】図５（イ）は回転容器１の回転開始時の状
況を示し、原理粉体ａは篩い部７より下側の一方室１Ａ
内の下部に堆積している。

【００３６】この図５（イ）に示す状態で回転容器１に
図に矢符で示すように時計方向の回転を与えると、原料
粉体ａは上記容器１の０〜９０°までの回転で、図５
（ロ）、（ハ）に示すように容器の傾きにつれる粉体自
身の重量移動と、容器回転に伴う遠心力とにより、篩い
部７に向けて漸進的に移動し近づいて行く。さらに９０
〜１８０°までの回転で、原料粉体ａは篩い部７上に向
けて移動しながら該篩い部７を自重で通過し、該篩い部
７より下側の他方室１Ｂ内に沈降堆積して行く。

【００３７】このようにして、最初の０〜１８０°まで
の回転で原料粉体ａは一方室１Ａ内から篩い部７を通過
しつつ他方室１Ｂ内に移動し、この移動の間、一方室１
Ａと他方室１Ｂとの上下位置は逆転する。

【００３８】同様にして、１８０〜３６０°までの回転
で、原料粉体ａは図５（ヘ）、（ト）、（チ）に示すよ
うに他方室１Ｂ内から篩い部７を通過しつつ一方室１Ａ
側に移動し、最終的に当初の図５（イ）の状態に戻る。

【００３９】原料粉体ａは回転容器１の回転につれて回
転容器１内を循環移動し、この循環移動の間篩い部７を
通過し、通過ごとに分散混合を受けるので、このような
回転容器１の回転を所定時間継続することにより、原料
粉体ａを均一に混合することが可能になる。

【００４０】尚、図５では、回転容器が１回転するごと
に原料粉体が篩い部を２回通過する場合について説明し
たが、１回転当りの通過回数は最高で２回であり、例え
ば図５（ホ）の状態で原料粉体の１部が篩い部上に残
り、図５（ホ）〜図５（ト）までの回転の間に、篩い部
を通過するような運転条件であっても、特に問題はな
い。原料粉体の篩い部の通過性をよくするために、篩い
部に振動を与えるためのバイブレータ（図示せず）を回
転容器に備えてもよい。

【００４１】本発明において、回転容器１の回転速度は
これが余り速くなりすぎると、原料粉体が該容器１内で
舞い上がり、篩い部７を規則性をもって通過させること
が困難になるので、原料粉体の舞い上がりが実質的に生
じない程度の低速回転例えば５０〜１００回転／分程度
の低速回転のもとに混合操作が行なわれる。

【００４２】

【効果】本発明によれば、次の通りの効果が得られる。

【００４３】ａ．一つの密閉容器内で、粉体と気体を繰
り返し循環させながら混合することができるので、容器
内に外部から圧力空気などを供給する必要がなく、粉体
と気体を分離するための特別な手段の適用を必要としな
い。

【００４４】ｂ．外部から供給された圧力空気などに随
伴されて、軽い比重の粉体が同時排出されることがない
ので、全ての粉体が容器内において均一に混合される。

【００４５】ｃ．粉体は容器の回転と篩い部の通過の繰
り返しにより、自由に移動循環をするので原料組成や割
合、粒子径、形態、分布比重差などの影響がなく均一に
混合できる。

【００４６】ｄ．容器の低速回転と篩い部の通過による
分散混合のため、粉体は熱の発生を受けず、例えば混合
熱によって原料粉体の組成が変化し易い粉体の混合にも
支障なく適用できる。

【００４７】ｅ．篩い部の交換によって、原料粉体の種
類などに最適なメッシュが選択でき、セラミック関係、
食品関係、化学関係、プラスチック関係など幅広い工業
分野に対応できる。

【００４８】ｆ．混合装置の部品が少なくコンパクトで
あり、ランニングコストが低く、且つ設置面積も小さい
ので諸設備費用が安価である。従って専用機で利用でき
多品種少量生産には最適である。

【００４９】ｇ．混合時間がきわめて短い時間で完了す
る。例えば容器の容積が２００ｌの場合、無機質原料の
混合は１時間当たり２トン以上が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す一部切欠き側面図であ
る。

【図２】図１の一部切欠き正面図である。

【図３】本発明の変更例を概略的に示す側面図である。

【図４】本発明の更に他の変更例を概略的に示す側面図
である。

【図５】本発明装置の混合原理を概略的に示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１回転容器２水平回転軸３脚台４軸受け５駆動装置６伝動機構７篩い部８蓋部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】横軸を回転中心として低速回転する密閉
型回転容器内で粉体を混合する装置であって、該回転容
器内は中心部において、粉体の通過可能な篩い部により
仕切られ、該篩い部は、回転中心と平行の横軸を含む平
面内に位置するように、少なくとも１段設置されている
ことを特徴とする粉体の混合装置。
【請求項２】上記回転容器の回転中心が該容器の中心
にあることを特徴とする請求項１記載の混合装置。
【請求項３】篩い部が複数段平行に且つ各段の間に間
隔をあけて設置されていることを特徴とする請求項１記
載の混合装置。