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【発明の名称】 ボール選別装置
【発明者】 【氏名】荒谷 和則

【氏名】橋本 敏弘

【氏名】安達 幸博

【氏名】西山 勝郎

【氏名】下沢 利光

【要約】 【課題】選別数が増加しても連続して一回の工程で選別、選別可能であり、かつ、ボールが小径であっても短時間で選別可能なボール選別装置を提供する。

【解決手段】選別部11をその軸心上に複数直列に接続してなる選別手段12と、この選別手段12をその軸心で水平方向に対して傾斜させて支持する支持手段14と、この選別手段12をその軸心周りに回転させる回転手段15とを備え、選別手段12の軸心に沿う一方の端部にはボール投入用の開口部12aが形成され、複数の選別部11にはボール選別用の穴13が複数個形成され、穴13の径は、選別手段12の他方の端部12bに近い選別部11ほど大とされる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
直径の異なる複数種のボールを選別するボール選別装置であって、
略円筒形の筐体からなる選別部をその軸心上に複数直列に接続してなる選別手段と、この選別手段をその軸心で水平方向に対して傾斜させて支持する支持手段と、この選別手段をその軸心周りに回転させる回転手段とを備え、
前記選別手段の軸心に沿う一方の端部にはボール投入用の開口部が形成され、複数の前記選別部にはそれぞれ前記ボール選別用の穴が複数個形成され、前記穴の径は、前記選別手段の他方の端部に近い前記選別部ほど大とされ、
前記開口部からボールを投入し、このボールを前記選別手段内を移動させつつ、前記ボールを複数種の直径に選別することを特徴とするボール選別装置。
【請求項2】
前記開口部に、前記ボールに付着した被粉砕物を分離する分離手段を設けてなることを特徴とする請求項1記載のボール選別装置。
【請求項3】
前記分離手段は、前記開口部を有する前記選別部に同軸的に設けられた略円筒形の筐体からなり、この筐体には、被粉砕物分離用の孔またはスリットが形成されてなることを特徴とする請求項1または2記載のボール選別装置。
【請求項4】
前記穴は、長穴であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項記載のボール選別装置。
【請求項5】
前記複数の選別部は一体化されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項記載のボール選別装置。
【請求項6】
前記各選別部ごとに、選別された前記ボールを収納する収納部を備えてなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項記載のボール選別装置。


【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、ボールミル等の粉砕・混合機に用いられるボールの選別を行うボール選別装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、セメント原料やクリンカを粉砕する粉砕機の一種にボールミルがある。ボールミルは、例えば、円筒状の容器に被粉砕物と粉砕媒体であるボールを入れ、この容器を回転させボールの破砕力により、被粉砕物を粉砕するものである。このようなボールミルによる被粉砕物の粉砕にあたっては、粉砕効率を高めるために、複数の直径のボールを組み合わせて用いるのが一般的である。
【0003】
ボールは、粉砕が完了すると付着している被粉砕物を取り除いた後、直径ごとに選別し、再び次の粉砕に用いられる。この選別の際に、長期間にわたって粉砕に使用してボールは、摩耗して直径が小さくなっていたり、割れなどにより破損しているものもあるので、それらも選別して除去する。
【0004】
粉砕後のボールの選別は、従来、目開きの異なる複数の篩などを用いて、作業員が手作業で行っていた。このため、ボールの選別に多大な時間と労力が掛かり、生産性が低下するばかりでなく、作業環境も好ましいものではなかった。
【0005】
ボールの選別を効率的に行うために、ボール選別装置が提案されている。例えば、目開きの粗い金網を傾斜させて支持し、この金網を振動体によって振動させて、金網上に導入したボールを選別するボール選別装置が知られている(特許文献1参照)。また、複数段のデッキを有し、ボールと粉体とを分離する振動フィーダと、末広がりに横設した1対の棒を下り傾斜で支持し、棒の間の間隔の広がりに応じてボールを落下させて、ボールを選別するボール選別装置も知られている(特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平9−225404号公報
【特許文献2】特開昭56−130279号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来のボール選別装置は、1つの金網による選別は1〜2程度が限度であり、選別数を増やすためには、複数の目開きの金網を準備しておいて、複数回に分けて篩い分けを実施するか、または、金網を多段に設けて篩い分けを実施する必要がある。このような方法では、選別時に金網を振動させることだけ自動化されたに過ぎず、3段階以上の選別を行うには、時間および手間が掛かるという課題があった。
【0007】
また、別なボール選別装置では、1対の棒どうしの開き方を調整することによって、無段階でボールを選別することができる。しかしながら、径の異なった複数種のボールを選別する必要がある場合には、無段階でボールを選別する装置は、かえって煩雑であるという課題があった。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、径の異なった複数種のボールを連続して一回の工程で選別可能であり、かつ、ボールが小径であっても短時間で選別可能なボール選別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明は次のようなボール選別装置を提供した。
すなわち、本発明のボール選別装置は、直径の異なる複数種のボールを選別するボール選別装置であって、略円筒形の筐体からなる選別部をその軸心上に複数直列に接続してなる選別手段と、この選別手段をその軸心で水平方向に対して傾斜させて支持する支持手段と、この選別手段をその軸心周りに回転させる回転手段とを備え、前記選別手段の軸心に沿う一方の端部にはボール投入用の開口部が形成され、複数の前記選別部にはそれぞれ前記ボール選別用の穴が複数個形成され、前記穴の径は、前記選別手段の他方の端部に近い前記選別部ほど大とされ、前記開口部からボールを投入し、このボールを前記選別手段内を移動させつつ、前記ボールを複数種の直径に選別することを特徴とする。
【0010】
このようなボール選別装置によれば、選別数に応じた複数の選別部を一連に接続した選別手段の中に、混合したボールを一回通すだけで、一定範囲の直径のボールごとにボールを選別することができる。これによって、短時間で効率的に、かつ確実にボールを選別することが可能になる。
【0011】
前記開口部に、前記ボールに付着した被粉砕物を分離する分離手段を設けてなることを特徴とする。
前記分離手段は、前記開口部を有する前記選別部に同軸的に設けられた略円筒形の筐体からなり、この筐体には、被粉砕物分離用の孔またはスリットが形成されてなることを特徴とする。
【0012】
前記穴は、長穴であることを特徴とする。
前記複数の選別部は一体化されていることを特徴とする。
前記各選別部ごとに、選別された前記ボールを収納する収納部を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明のボール選別装置によれば、ボールの種類、即ち選別数が増加しても、選別数に応じた複数の選別部を一連に接続した選別手段の中に、混合したボールを一回通すだけで、一定範囲の直径のボールごとに選別することができる。これによって、短時間で効率的に、かつ確実にボールを選別することができる。一回の工程で複数種のボールの選別を行うことができ、選別時間の短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明に係るボール選別装置の最良の形態について、図面に基づき説明する。なお、本実施形態は発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【0015】
図1は、本発明のボール選別装置の外観を示す一部破断断面図である。
このボール選別装置10は、セメント等の粉砕に用いるボールミル1で使用する複数種のボール4をその直径に応じて選別するものである。以下の実施形態においては、3段階の直径のボール4S,4M,4Lを使用する。ボール選別装置10は、略円筒形の筐体からなる、第一選別部11a,第二選別部11b,第三選別部11cの3つの選別部11を備えている。これら複数の選別部11は、軸心C上に複数直列に接続され、選別手段12を構成している。即ち、選別手段12は軸心C周りで回動自在にされる。
【0016】
それぞれの選別部11には、ボール選別用の穴13が複数個形成されている。穴13は、選別部11の内周面12dから外周面12cまで貫通する穴である。
【0017】
この穴13は長穴であればよい。この穴(長穴)13の長手方向は、選別部11の軸心Cに沿った方向、または選別部11の円周方向に沿った方向、あるいは、これら二方向の間で、軸心Cに対して任意の角度で傾斜した方向であればよい。また、これらの方向が組み合わされた穴(長穴)13であってもよい。
【0018】
穴13の直径(開口径)は、選別手段12の他方の端部12bに近い選別部11ほど大きくなるように形成される。即ち、選別手段12の一方の端部に形成された開口部12aを成す第一選別部11aに形成される穴13aの直径をR1、第一選別部11aと第三選別部11cとの中間に配された第二選別部11bの直径をR2、選別手段12の他方の端部11cを成す第三選別部11cの直径をR3とすると、R1<R2<R3となる。
【0019】
穴13の直径(開口径)は、ボールを選別する選別数によって設定されている。例えば、3種類の直径のボール4S,4M,4Lを選別する場合は、第一選別部11aに形成される穴13aの直径R1は、ボール4Sよりも大きく、かつボール4Mよりも小さくする。実際には、穴13aの直径R1は、ボール4Sの直径よりも僅かに大きい程度であればよい。
【0020】
同様に、第二選別部11bに形成される穴13bの直径R2は、ボール4Mよりも大きく、かつボール4Lよりも小さくする。また、第三選別部11bに形成される穴13cの直径R3は、ボール4Lよりも大きくする。
【0021】
なお、選別部11a〜11cは、板状の金属板、例えば鉄板、ステンレス板、アルミニウム板を用いて穴(長穴)を形成後、円筒形に丸めて端部を接続して形成すればよい。また、円周内部の任意の位置に補強用の梁などを形成しても良い。また、第三選別部11cには、軸心C位置で後述する回転手段15に接続される梁などを備えたホイールが接続されていれば良い。
【0022】
また、選別部11a〜11cは、それぞれ独立して形成したものを軸心C上で直列に接続して一体化し、選別手段12とする。あるいは、一枚の金属板に所定の区間ごとに径の異なる穴13を形成し、これを円筒形にすることによって、選別部11a〜11cが一体に形成された選別手段12とする。
【0023】
選別手段12は、支持手段14によって軸心Cで水平方向Fに対して傾斜して支持されている。選別手段12は、例えば、開口部12aから他方の端部12bに向かって、水平方向Fに対して角度θaで下がるように支持される。選別手段12の傾斜角度θaは、1〜10°程度の間、例えば4°に設定される。
【0024】
支持手段14は、例えば、選別手段12の外周面12cに接する溝付きのローラ14aを備える。そして、選別手段12の外周面12cには、このローラ14aの溝に嵌合するレールが円周方向に沿って形成される。
【0025】
なお、ローラ14aは、選別手段12の開口部12aと他方の端部12bとの間で、選別手段12が湾曲しないように任意の数だけ形成されていれば良い。また、選別手段12を傾斜させて支持する支持手段14は、これ以外にも、例えば、軸心Cで選別手段12を直接支持する構成などであってもよい。
【0026】
選別手段12の他方の端部12b側には、選別手段12を軸心C周りで回転させる回転手段15が設けられる。回転手段15は、例えば、選別手段12の他方の端部12bでの軸心Cに連結されるモータである。回転手段15は、選別手段12を正逆任意の方向に、任意の速度で回転させる制御装置(図示せず)が接続されている。
【0027】
選別手段12の開口部12a側には、分離手段16が接続されている。この分離手段16は、選別手段12の開口部12aを成す第一選別部11aに形成される穴13aの直径R1よりも小さい径のスリット16aを形成した略円筒形の筐体からなる。
【0028】
分離手段16は、軸心C周りで選別手段12とともに回転する。この分離手段16は、例えば、棒状の金属材を所定の間隔、即ち、スリット16aを成すように開けて、軸心C周りで円筒状に配置したものである。分離手段16は、選別手段12に連結されて、この選別手段12と同様に、軸心Cで水平方向Fに対して角度θaで下がるように設けられていれば良い。
【0029】
なお、分離手段16は、このような円筒柵状の形態以外にも、第一選別部11aの穴13aの直径R1よりも小さい径の孔が形成されていれば、例えば、網状や、多数の孔が形成された形態であっても良い。
【0030】
分離手段16の前端側には、ボール投入用の投入シューター17が形成されていれば良い。この投入シューター17に粉砕完了後の複数種のボール4S,4M,4Lを纏めて投入し、分離手段16に送る。
【0031】
選別手段12の下部には、収納部19が形成されている。この収納部19は、例えば、選別手段12の穴13から落下したボール4を受け止めるシューター21と、シューター21から落下したボール4を貯留する箱22からなる。収納部19は、選別手段12を成す第一選別部11a〜第三選別部11cのそれぞれに対応して、シューター21a〜21cと箱22a〜22cとを備えている。また、分離手段16の下部にも、被粉砕物3の粉末を受け止めるシューター21dと、被粉砕物3の粉末を貯留する箱22dなどからなる収納部19が形成されているのが好ましい。
【0032】
次に、ボール選別装置の作用について、図1及び図2を参照して説明する。ここでは、乾式ボールミルのボール選別を例にとり説明する。
まず、粉砕工程が完了したボールミル1からボール4と被粉砕物である粉末Pを分離する。次に、ボール選別装置10の回転手段15を動作させ、選別手段12および分離手段16を所定の速度で軸心C周りで回転させる。選別手段12の回転速度は、例えば、0.1〜1.0rpm程度に設定する。
【0033】
そして、周面に被粉砕物3の粉末Pが付着している状態のボール4(ボール4S,4M,4L)を纏めて、あるいは順次、投入シューター17に投入し、分離手段16に送る。ボール4は回転する分離手段16によって転動させられ、棒状の金属材の隙間、即ち、スリット16aから、付着していた粉末Pが擦り落とされる。
【0034】
この分離手段16において、スリット16aの開口径は、最も小さいボール4Sの径R1よりも小さくなるように形成されているので、分離手段16でボールがシューター21dのほうに落下してしまうことはない。また、粉砕中に割れるなどして小さくなった破損ボールは、この分離手段16で選別して取り除くことができる。分離手段16で選別された粉末Pや破損ボールは、シューター21dを介して箱22dに集められる。
【0035】
付着していた粉末Pが除去されたボール4は、分離手段16の傾斜θaによってそのまま選別手段12を成す第一選別部11aに導入されていく。第一選別部11aには、ボール4Sよりも大きく、かつボール4Mよりも小さい直径R1の穴13aが形成されているので、ボール4S,4M,4Lのうち、最も小さいボール4Sだけ、この穴13aからシューター21aに向かって落下する。選別手段12が傾斜しつつ回転していることで、ボール4S,4M,4Lが第一選別部11aを通過する間に、ボール4Sだけこの第一選別部11aで選別され、箱22aに集められる。
【0036】
第一選別部11aでボール4Sだけ選別されて取り除かれた残りのボール4M,4Lは、選別手段12の傾斜によって第二選別部11bの内部に流れていく。第二選別部11bには、ボール4Mよりも大きく、かつボール4Lよりも小さい直径R2の穴13bが形成されているので、ボール4M,4Lのうち、ボール4Mだけ、この穴13bからシューター21bに向かって落下する。選別手段12が傾斜しつつ回転していることで、ボール4M,4Lが第二選別部11bを通過する間に、ボール4Mだけこの第二選別部11bで選別され、箱22bに集められる。
【0037】
第二選別部11bでボール4Mだけ選別されて取り除かれた残りのボール4Lは、選別手段12の傾斜によって第三選別部11cの内部に流れていく。第三選別部11cには、ボール4Lよりも小さい直径R3の穴13cが形成されているので、ボール4Lはこの穴13cからシューター21cに向かって落下する。選別手段12が傾斜しつつ回転していることで、ボール4Lは第三選別部11bを通過する間に箱22bに集められる。
【0038】
なお、第三選別部11cの終端、即ち選別手段12の他方の端部12bに収納部を更に形成し、ここでボール4Lよりも更に大きい直径のボールを集めることによって、3つの選別部で4種以上の直径のボールを選別することもできる。
【0039】
以上、詳細に説明したボール選別装置10によれば、ボールの種類、即ち選別数が増加しても、選別数に応じた複数の選別部を一連に接続した選別手段の中に、混合したボールを一回通すだけで、一定範囲の直径のボールごとに選別することができる。これによって、短時間で効率的に、かつ確実にボールを選別することが可能になる。特に、選別するボールが小径であっても、選別手段を回転させつつ穴から落として選別することで、選別時間の短縮に大いに寄与する。
【0040】
なお、それぞれの選別部に形成される穴を長穴とする場合、上述した実施形態のように、長穴の延長方向を略円筒形の円周方向に沿って形成する以外にも、例えば、図3に示すように、選別部31の軸心C方向に沿って延びる長穴32を形成しても良い。また、例えば図4に示すように、選別部41の軸心C方向に対して、角度θbで傾斜して延びる長穴42を形成しても良い。この時、長穴42の角度θbは、例えば、30°〜60°であれば好ましい。
【実施例】
【0041】
本発明のボール選別装置を用いてボールの選別を行った。3つの選別部を連結した選別手段を角度4°で傾斜させ、回転数を4段階に変えて総量が50kg、最大径が25mm以下の各種直径のボールを選別した。それぞれの選別部で選別されるボールの径の範囲は、第一選別部:12mm未満、第二選別部:12〜20mm未満、第三選別部:20〜25mmとし、これに対応する直径の長穴をそれぞれの選別部に形成した。表1にその結果を示す。
【0042】
【表1】


【0043】
表1に示す結果によれば、総量50kgのボールを選別するのに、選別手段の回転数を0.5rpmとすれば、僅か1.38秒で完了し、極めて高速度で効率的にボールの選別ができることが確認された。
【0044】
次に、選別精度を確認した。鉄筋を円筒形に加工した分離手段と、これに連なる4つの選別部A〜Dからなる円筒形の選別手段を備えたボール選別装置を用意した。選別手段の直径は500mm、それぞれの選別部の長さは、選別部A:720mm、選別部B:470mm、選別部C:470mm、選別部D:480mmとした。そして、選別部A〜Dには、それぞれ表2に示す長穴を形成した。
【0045】
【表2】


【0046】
このボール選別装置に、複数の直径のボールを混合した総量220kgのボールを投入し、それぞれの選別部A〜D、および選別部Dの終端の先に形成され、選別部Dで選別されなかったボールを集める選別部Eにおいて、それぞれ設定された範囲のボールが実際にどれだけ選別されたかを調べた。各選別部における選別目的とするボールの直径範囲は以下のとおりである。。
分離手段:20mm未満の破損ボール、粉砕粉末
選別部A:20〜30mm未満のボール
選別部B:30〜40mm未満のボール
選別部C:40〜50mm未満のボール
選別部D:50〜60mm未満のボール
選別部E:60mm以上のボール
それぞれの選別部における選別目的とするボールの選別率を調べた結果を表3に示す。
【0047】
【表3】


【0048】
表3に示す結果によれば、選別部Aで選別されるべき20〜30mmボールが6kg(2%)程度、選別部Cに混合しただけで、ほぼ確実にボールを選別できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明のボール選別装置の一例を示す平面図である。
【図2】選別手段におけるボールの動きを模式的に示す模式図である。
【図3】選別手段に形成される穴の他の実施形態を示す平面図である。
【図4】選別手段に形成される穴の他の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【0050】
10 ボール選別装置、11 選別部、12 選別手段、13 穴、14 支持手段、15 回転手段。



【出願人】 【識別番号】506356003
【氏名又は名称】八戸セメント株式会社
【識別番号】000183266
【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社
【出願日】 平成19年3月30日(2007.3.30)
【代理人】 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武

【識別番号】100108578
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 詔男

【識別番号】100089037
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 隆

【識別番号】100101465
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 正和

【識別番号】100094400
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 三義

【識別番号】100107836
【弁理士】
【氏名又は名称】西 和哉

【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦


【公開番号】 特開2008−246397(P2008−246397A)
【公開日】 平成20年10月16日(2008.10.16)
【出願番号】 特願2007−92162(P2007−92162)