JP4989092B2

JP4989092B2 - Bead mill

Info

Publication number: JP4989092B2
Application number: JP2006096757A
Authority: JP
Inventors: 正昭福村; 稔羽田
Original assignee: Freund Corp
Current assignee: Freund Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: JP2007268403A

Description

この発明は、懸濁重合法トナー、乳化十合法トナー、インクジェットプリンター用インク、光ディスク用有機感光剤、複写機感光ドラム用有機感光体、インク顔料（オフセットインキ・グラビヤインキ・絶縁インキ・水生インキ・油性インキ・フレキソインキ）、ボールペン用インク（水性および油性）、光触媒用酸化チタン、フイルム用感光剤、タンタル（コンデンサ用原料）、ファンデーション原料、口紅・マニキュア用顔料、ＵＶカット用酸化チタン、および酸化亜鉛、塗料原料用顔料、液晶カラーフィルター、チョコレート、チタン酸バリウム、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸塩などの圧電セラミックス用）、カーボンナノチューブ各種植物細胞などの各種原料を、湿式処理過程で分散微粉砕するために用いられる湿式媒体攪拌ミル（「ビーズミル」ともいう）に関する。 The present invention relates to suspension polymerization toner, emulsion emulsion toner, ink jet printer ink, organic photosensitive agent for optical disk, organic photoreceptor for photocopier photosensitive drum, ink pigment (offset ink, gravure ink, insulating ink, aquatic ink, Oil-based ink, flexographic ink), ballpoint pen ink (water-based and oil-based), photocatalyst titanium oxide, film photosensitizer, tantalum (capacitor raw material), foundation raw material, lipstick / manicure pigment, UV-cutting titanium oxide, and oxidation Disperse and pulverize various raw materials such as zinc, paint raw material pigment, liquid crystal color filter, chocolate, barium titanate, PZT (for piezoelectric ceramics such as zirconate titanate), carbon nanotubes, various plant cells, etc. during wet processing. Wet medium stirring mill used for (Also referred to as “bead mill”).

従来のビーズミルは、図４に示す様に、ステーター（２）の内部に設けられたローター（２５）と、該ローター（２５）の回転軸（２２）と、該ローター（２５）の押え板（５９）を前記回転軸（２２）の端部に固定する固定ボルト（６０）と、該ローター（２５）と該ステーター（２）との間に形成された環状通路（粉砕室）（２４）と、該環状通路（２４）と連通する原料入口管（２３）およびビーズ分離器（１７）と、該ビーズ分離器を挟持する内側のスクリーン押え部材（５１）と外側のスクリーン取付台（５２）と、該ビーズ分離器（１７）を通過する製品排出管（１８）と、前記回転軸（２２）の軸受部（６６）にローター側から動力入力側に向かって順次配置されたオイルシール（３８）とメカニカルシール（４０）と、を備えている（例えば、特許文献１、参照）。
このビーズミルでは、環状通路（２４）に高粘度のスラリー原料と媒体メディア（微小ビーズ）を供給し、ローター（２５）を回転させることにより分散および微粉砕を行なった後、ビーズ分離器（１７）で媒体メディアを分離し、スラリー状の製品を製品排出口（１８）から機外に排出させる。 As shown in FIG. 4, the conventional bead mill includes a rotor (25) provided inside the stator (2), a rotating shaft (22) of the rotor (25), and a presser plate ( 59) a fixing bolt (60) that fixes the end of the rotating shaft (22), and an annular passage (grinding chamber) (24) formed between the rotor (25) and the stator (2). A raw material inlet pipe (23) and a bead separator (17) communicating with the annular passage (24), an inner screen pressing member (51) sandwiching the bead separator, and an outer screen mounting base (52) An oil seal (38) sequentially disposed from the rotor side to the power input side on the product discharge pipe (18) passing through the bead separator (17) and the bearing portion (66) of the rotating shaft (22). And mechanical seal (40) And are (for example, Patent Document 1, reference).
In this bead mill, high-viscosity slurry raw material and medium medium (microbeads) are supplied to the annular passage (24), and the rotor (25) is rotated to disperse and pulverize, and then the bead separator (17). Then, the medium is separated, and the slurry-like product is discharged from the product discharge port (18) to the outside of the apparatus.

特公平６−６９５３８号公報Japanese Examined Patent Publication No. 6-69538

従来のビーズミルの粉砕メカニズムは次のような特徴を有する。
スラリー原料（粘性懸濁液）または粘性液（ミルベース）が、外部からのポンプなどの圧送手段により機内に供給され、機内の環状通路（２４）の中を、ローター（２５）の回転方向に微小ビーズとともに回転力を受けて回転しながら、順次最大直径の部分に到達する。ローターの回転数が一定の場合に、ローターの最大直径の部分において遠心力が最大となり、粉砕仕事が最大となる。ローターの最大直径部分を過ぎた原料は、順次ローターの直径が減少する環状通路の中を、排出側に向けて移動していく。この時、スラリー原料の中の比較的大きな未粉砕粒子はローターの最大直径近傍に発生する最大遠心力の影響を受け、この最大直径部分に引き戻される力を受けて、この環状通路に長く滞在し、粉砕仕事を受ける。 The grinding mechanism of the conventional bead mill has the following characteristics.
Slurry raw material (viscous suspension) or viscous liquid (mill base) is supplied into the machine by an external pumping means such as a pump, and minutely passes through the annular passage (24) in the machine in the rotational direction of the rotor (25). The maximum diameter portion is sequentially reached while rotating by receiving rotational force together with the beads. When the rotational speed of the rotor is constant, the centrifugal force is maximized at the maximum diameter portion of the rotor, and the grinding work is maximized. The raw material that has passed the maximum diameter portion of the rotor moves toward the discharge side in an annular passage where the diameter of the rotor decreases sequentially. At this time, relatively large unmilled particles in the slurry raw material are affected by the maximum centrifugal force generated in the vicinity of the maximum diameter of the rotor. Receive a grinding job.

比較的小さくなった粒子は、遠心力の影響よりもスラリー原料自身の粘性の影響を受け、外部からの圧送手段により、製品排出側に送られる。
排出側に送られたスラリー原料はビーズ分離器（１７）に至る。このビーズ分離器はピラミッド状に構成され、多数の狭い間隙が構成されている。この間隙は微小ビーズの半分以下の大きさであるため、このビーズは通過せず、スラリー原料のみ通過する。 The relatively small particles are influenced by the viscosity of the slurry raw material itself rather than by the centrifugal force, and are sent to the product discharge side by the external pressure feeding means.
The slurry raw material sent to the discharge side reaches the bead separator (17). This bead separator is formed in a pyramid shape, and a large number of narrow gaps are formed. Since this gap is less than half the size of the microbeads, this bead does not pass and only the slurry raw material passes.

従来のビーズミル（図４）のローター形状においては、２個の椀形状を合わせた形状のため、最大直径の部分が環状通路の軸方向長さの中央に位置していた。長期間の摩耗粉砕実験結果より、この中央部分の摩耗進行が他の部分より大きくなる事が判った。この現象より、この最大直径部分中央近傍では遠心力の影響が大きくなり、スラリー濃度および微小ビーズの濃度が高くなる現象が生じ、粉砕仕事が大きくなる。つまり、遠心力が最大になるところでは、媒体メディア（微小ビーズ）も最大の遠心力を受け、原料スラリーが最大の圧縮またはせん断力を受けるために、原料スラリーがより分散され、より粉砕される。 In the rotor shape of the conventional bead mill (FIG. 4), the portion having the maximum diameter is located at the center of the axial length of the annular passage because of the shape of the two saddle shapes. From the results of long-term wear crushing experiments, it was found that the progress of wear in this central part was greater than in other parts. Due to this phenomenon, the influence of centrifugal force increases near the center of the maximum diameter portion, causing a phenomenon in which the slurry concentration and the microbead concentration increase, and the pulverization work increases. In other words, where the centrifugal force is maximized, the medium media (microbeads) are also subjected to the maximum centrifugal force, and the raw slurry is subjected to the maximum compression or shearing force, so that the raw slurry is more dispersed and pulverized. .

つまり、従来のビーズミル（図４）においては、このローターおよびステーターの最大直径の部分が回転ローターの軸方向の中央部に位置しているため、スラリー原料が供給される側から最大直径に至る部分はローターおよびステーターの直径が漸次増加していく構造となっており、この部分での仕事は、最大直径の部分より遠心力が少なく、そのためにスラリー濃度も、スラリー原料が軸方向に移動していくに従って増加するため、機内は均一な粉砕条件を維持できていない傾向にあった。 In other words, in the conventional bead mill (FIG. 4), the maximum diameter portion of the rotor and stator is located in the central portion in the axial direction of the rotary rotor, and therefore the portion reaching the maximum diameter from the side where the slurry raw material is supplied. Has a structure in which the rotor and stator diameters gradually increase, and the work in this part is less centrifugal force than the maximum diameter part, so the slurry concentration also moves the slurry raw material in the axial direction. Since it increased with time, the inside of the machine tended to be unable to maintain uniform grinding conditions.

また、一般的にビーズミルは、粘性が高くなるほど、また、使用するビーズの直径が小さく、ビーズの充填率が高くなるほど、ビーズ分離器のスラリー流入側での抵抗が大きくなり、その結果、ローターの必要回転トルクが多くなり、特に、一度ローターの回転を停止して再起動しようとすると、起動トルクが不足して起動できなくなると言う、いわゆるビーズパッキング現象が生じやすくなる。
さらに、遠心力が大きくなり、スラリー濃度が高くなるほど、この現象は顕著に発生しやすくなる。 In general, in the bead mill, the higher the viscosity is, the smaller the bead diameter used and the higher the bead filling rate, the greater the resistance on the slurry inflow side of the bead separator. The required rotational torque increases. In particular, once the rotation of the rotor is stopped and then restarted, a so-called bead packing phenomenon that the starting torque is insufficient and cannot be started easily occurs.
Furthermore, this phenomenon is more likely to occur as the centrifugal force increases and the slurry concentration increases.

従って、遠心力を最大限に利用するために、ローターの外径およびステーターの内径が最大径のままで軸方向に連続した、円柱状の環状通路を有する構造（図５）にした形状は分散性粉砕性を一定に維持するためには好ましい事はことであるが、スラリー原料の粘性の影響を受けて大きな抵抗が生じ、環状通路（「粉砕室」とも言う）内の排出側にビーズが詰まり、ビーズパッキング現象を生じさせることが多々ある。なお、図５において、図４と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。 Therefore, in order to make maximum use of the centrifugal force, the shape of the structure having a cylindrical annular passage (FIG. 5) that is continuous in the axial direction with the outer diameter of the rotor and the inner diameter of the stator being the maximum diameter is dispersed. Although it is preferable to maintain a constant grindability, a large resistance is generated due to the viscosity of the slurry raw material, and beads are formed on the discharge side in the annular passage (also referred to as “grinding chamber”). Often, clogging and the bead packing phenomenon occur. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 4 have the same names and functions.

また、従来のビーズミル（図４）の構造のものは、この最大外径部分を通過した後は、環状通路のローターおよびステーターの直径は原料排出側に向かって減少するために、ビーズパッキング現象は起きにくくなるが、最大外径部に至る環状通路部分では、漸次外径が増加していく構造のため、この最大外径部およびその直前において、環状通路内においてビーズパッキング現象が生じ易い。
またこの部分外径が漸次増加していく部分においては、分散性粉砕仕事が有効に行われておらず、粉砕室内部でスラリー濃度が場所により異なり、均一な粉砕条件が維持出来ていなかった。 In the conventional bead mill (FIG. 4) structure, the diameter of the rotor and the stator of the annular passage decreases toward the raw material discharge side after passing through the maximum outer diameter portion. Although it is difficult to occur, the bead packing phenomenon tends to occur in the annular passage immediately before and at the maximum outer diameter portion because the outer diameter gradually increases in the annular passage portion reaching the maximum outer diameter portion.
Further, in this portion where the outer diameter gradually increased, dispersible pulverization work was not performed effectively, and the slurry concentration varied depending on the location in the pulverization chamber, and uniform pulverization conditions could not be maintained.

スラリー原料はビーズミル本体に供給されてから、機内で分散および粉砕されて機外に排出されるが、１回機内を通過するだけでは、所望の分散性、粉砕粒度を得られることは少なく、数回、場合によっては数十回機内を通過させる必要がある。そのため、ポンプなどの圧送手段を介して循環管路を設けて、ビーズミル内を循環させなければならない。 After the slurry raw material is supplied to the bead mill body, it is dispersed and pulverized in the machine and discharged to the outside of the machine. However, the desired dispersibility and pulverized particle size are rarely obtained by passing through the machine once. It may be necessary to pass through the aircraft several times or in some cases. For this reason, it is necessary to circulate the inside of the bead mill by providing a circulation line through a pumping means such as a pump.

この場合、所望の分散度、粒度が得られるまでの時間は短いほど機械性能が良いと評価されるが、機内を通過するスラリー原料の一部が滞留したり、スラリー濃度が機械内部で不均一であったりすると、スラリー製品の均一性が得られにくく、所望の分散度、粒度が得られるまでに長時間を要す。 In this case, it is evaluated that the shorter the time until the desired degree of dispersion and particle size are obtained, the better the mechanical performance. However, a part of the slurry raw material that passes through the machine stays or the slurry concentration is uneven in the machine. If it is, it is difficult to obtain the uniformity of the slurry product, and it takes a long time to obtain the desired degree of dispersion and particle size.

さらに作業（運転）を終了し、次のスラリー原料への品種変えのために、粉砕室の洗浄作業（洗浄運転）を行う場合に、機内に残留したスラリー原料は極力少なく、また残留スラリーと微小ビーズを短時間で容易に、完全に取り出せる事が要求されるが、従来例では、その要求を充分に満足させることができない。 Further, when the operation (operation) is completed and the pulverization chamber cleaning operation (cleaning operation) is performed to change the product type to the next slurry raw material, the slurry raw material remaining in the machine is as small as possible, and the residual slurry and the minute amount are reduced. It is required that the beads can be easily and completely removed in a short time, but the conventional example cannot sufficiently satisfy the requirement.

この発明は、上記事情に鑑み、ビーズパッキング現象の発生を防止するとともに、効率よく粉砕、分級できる様にすることを目的とする。他の目的は、メンテナンスの容易化を図ることである。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to prevent the occurrence of a bead packing phenomenon and to enable efficient pulverization and classification. Another object is to facilitate maintenance.

この発明では、ローターは直筒状の最大直径部（最大外径部）と、該最大外径部に連続し、原料排出側に向かって漸次小径となる傾斜部とからなり、又、ステーターの内面は前記ローターの外形と相似状に形成されている。そして、ローターおよびステーターの最大直径部分（ローター最大外径部、ステーターの最大内径部）を、スラリー原料が粉砕室に供給された部分の直後に設け、最大直径部からスラリー原料排出側に向かって、ローターおよびステーターの直径は漸次減少して行く(傾斜部)構造とする。 In this invention, the rotor includes a straight cylindrical maximum diameter portion (maximum outer diameter portion) and an inclined portion that is continuous with the maximum outer diameter portion and gradually decreases in diameter toward the raw material discharge side. Is similar to the outer shape of the rotor. Then, the maximum diameter portion of the rotor and the stator (the maximum outer diameter portion of the rotor and the maximum inner diameter portion of the stator) is provided immediately after the portion where the slurry raw material is supplied to the pulverization chamber, and from the maximum diameter portion toward the slurry raw material discharge side. The diameter of the rotor and the stator is gradually reduced (inclined portion).

前記ローターの最大直径部における回転周速が、１５〜２５ｍ／秒の範囲で回転しながら分散、粉砕を行なう条件下において、図３に示すように、ローター２５の最大直径部２５Ａの外径をＤ、傾斜部２５Ｂの最小外径をｄ、該傾斜部２５Ｂの軸方向の長さをＬ_１、最大外径部２５Ａの軸方向長さをＬ_２、とした時、α＝(Ｄ−ｄ)／２Ｌ_１から求めた傾斜角度 θ＝ａｒｃｔａｎαをθ＝６〜１５°の範囲、好ましくはθ＝９〜１１°の範囲内とする。ステーターも同じ角度θで傾斜し、同心円状に環状通路を形成する。この時、最大外径寸法Ｄを維持した最大直径部の軸方向長さＬ_２はＬ_２≦Ｌ_１とする。
As shown in FIG. 3, the outer diameter of the maximum diameter portion 25A of the rotor 25 is set under the condition that the rotational peripheral speed at the maximum diameter portion of the rotor is dispersed and pulverized while rotating in the range of 15 to 25 m / sec. D, when the minimum outer diameter of the inclined portion 25B and d, the axial length of the inclined portion 25B _{L 1,} the axial length of the maximum outer diameter 25A _{L 2,} a, α = (D- d) / inclination angle θ = arctanα the theta = 6 to 15 ° range obtained from 2L _1, preferably in the range of θ = 9~11 °. The stator is also inclined at the same angle θ and forms a concentric annular passage. At this time , the length L ₂ in the axial direction of the maximum diameter portion maintaining the maximum outer diameter dimension D is L ₂ ≦ L ₁ .

この現象が起きる理由を以下に述べる。
最大直径部２５Ａ近傍では、Ｆ∝ＤＮ^２（Ｆ：遠心力Ｄ：ローター直径Ｎ：回転数）の関係式より最大直径部２５Ａにおいて遠心力が最大になる。
上記の角度θの範囲で、ローターの外径をＤからｄにスラリー原料の進行方向に減少する場合には遠心力も減少するが、スラリーの分散性、粉砕性の悪化が現れ無い。 The reason why this phenomenon occurs will be described below.
In the vicinity of the maximum diameter portion 25A, the centrifugal force is maximized in the maximum diameter portion 25A from the relational expression of F∝DN ² (F: centrifugal force D: rotor diameter N: rotational speed).
When the outer diameter of the rotor is decreased from D to d in the direction of the angle θ in the above-described direction, the centrifugal force decreases, but the slurry dispersibility and grindability do not deteriorate.

この理由は、比較的大きな粒子が遠心力の影響を受けて、原料供給側の最大外径部２５Ａ側近傍に戻される力が働いて滞在し、比較的細かくなった粒子は、スラリー原料の粘性の影響を受けて、原料排出側に押されて移行していくために、スラリー原料の分散が進行し、環状通路内の全般に渡り、粉砕仕事が最大外径部と同等の性能を維持できる事で説明できる。
さらに、遠心力の影響により、微小ビーズが比較的大きな粒子の挙動と同様に、ローター最大外径部２５Ａ側近傍に戻される力が働くために、スラリー排出側に詰ることなく、ビーズパッキング現象を回避する事が出来る。 The reason for this is that relatively large particles are affected by centrifugal force, staying with the force of returning to the vicinity of the maximum outer diameter portion 25A on the raw material supply side, and the relatively fine particles are the viscosity of the slurry raw material. As a result, it is pushed to the raw material discharge side and shifts, so that the dispersion of the slurry raw material proceeds, and the grinding work can maintain the same performance as the maximum outer diameter portion throughout the annular passage. I can explain it.
Furthermore, due to the influence of centrifugal force, the force of returning the microbeads to the vicinity of the rotor maximum outer diameter portion 25A side works in the same way as the behavior of relatively large particles. It can be avoided.

本発明の環状通路の形状によれば、従来の欠点を克服してスラリー原料供給側から排出側にいたる環状通路内の遠心力による作用を最大限維持して、スラリー濃度を均一に維持したまま、ビーズ充填率も環状通路内で不均一になることなく、排出側でビーズパッキング現象を回避する事が出来た。 According to the shape of the annular passage of the present invention, the conventional drawbacks are overcome and the action by the centrifugal force in the annular passage from the slurry raw material supply side to the discharge side is maintained to the maximum, and the slurry concentration is kept uniform. In addition, the bead packing rate was not uneven in the annular passage, and the bead packing phenomenon could be avoided on the discharge side.

さらに、本発明のステーターとローター構造によれば、環状通路の場所内で、原料スラリー濃度とビーズ充填率の不均一や滞留が生じないため、スラリー原料を、所望の粒度や目的とした性状に分散、粉砕するための時間(パス回数)が少なくなり、処理時間の短縮ができる事になる。 Furthermore, according to the stator and rotor structure of the present invention, since the raw material slurry concentration and bead filling rate do not become uneven or stay within the location of the annular passage, the slurry raw material has a desired particle size and desired properties. The time for dispersion and pulverization (number of passes) is reduced, and the processing time can be shortened.

また、本発明のローターとステーターにおいては、環状通路の最大直径部分が原料供給端面近傍にある。工作上この最大直径部分から２分割することが必要となるために、ステーターを２分割して、前面ステーターを開放した時に、原料供給端を除いて、大部分が開放されるため、作業性も向上し、その結果、最終的な洗浄作業、目視確認も容易になり、この面からも時間短縮と、清掃性の信頼度が向上した。 In the rotor and stator of the present invention, the maximum diameter portion of the annular passage is in the vicinity of the raw material supply end face. Since it is necessary to divide the maximum diameter part into two parts for the work, when the stator is divided into two parts and the front stator is opened, most of the parts are opened except for the raw material supply end. As a result, the final cleaning operation and visual confirmation became easier, and in this respect, the time was shortened and the reliability of the cleaning property was improved.

この発明は、以上のように構成したので、遠心力が大きく、スラリー濃度が高い領域を、環状通路領域の全般に実現することができるため、同じ消費動力で大きな仕事が可能となる。又、同時に、大きな仕事を行う場合には、遠心力の影響と、高濃度スラリーの影響を受けてビーズパッキング現象を起こしやすくなるが、本発明によれば、これを回避することができる。 Since the present invention is configured as described above, a region where the centrifugal force is large and the slurry concentration is high can be realized in the entire annular passage region, so that large work can be performed with the same power consumption. At the same time, when a large work is performed, the bead packing phenomenon is likely to occur due to the influence of centrifugal force and the influence of the high-concentration slurry, but according to the present invention, this can be avoided.

さらに、本発明では、スラリー原料の一部が滞留することなく、またスラリー濃度が機内で均一に分散し、残留スラリー量が少なく、洗浄時間を短縮でき、さらにビーズの取り出しも、より容易になる。 Furthermore, in the present invention, part of the slurry raw material does not stay, the slurry concentration is uniformly dispersed in the machine, the amount of residual slurry is small, the washing time can be shortened, and the beads can be taken out more easily. .

この発明を図１、図２、図３を例に説明する。
本機のフレーム１には軸受箱７１が取り付けられ、該軸受箱７１の一端には、ステーター２が取り付けられている。このステーター２は前部３と後部４とに分かれており、各々の接続部には外側フランジ５、６が設けられている。 The present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG.
A bearing box 71 is attached to the frame 1 of this machine, and a stator 2 is attached to one end of the bearing box 71. The stator 2 is divided into a front portion 3 and a rear portion 4, and outer flanges 5 and 6 are provided at each connection portion.

前部ステーター３の外側には外囲容器７を設け、冷却／加熱室９を形成する。該冷却／加熱室９は図示しない入口および出口を備えている。冷却／加熱室９の入口側は、図示しない、冷却／加熱装置に接続され、ポンプ等の圧送手段により冷冷却／加熱液が供給される。 An outer container 7 is provided outside the front stator 3 to form a cooling / heating chamber 9. The cooling / heating chamber 9 has an inlet and an outlet (not shown). The inlet side of the cooling / heating chamber 9 is connected to a cooling / heating device (not shown), and the cooling / heating liquid is supplied by a pressure feeding means such as a pump.

前部ステーター３の中央端部にはビーズ分離器（「スクリーン」とも言う）１７が設けられている。この分離器の構造は、例えば、微小スリット１７ａを階段状に配置して、通過面積をより多くするような工夫をした、いわゆるピラミッド状スクリーンが用いられる。このスクリーン１７は、内側のスクリーン押え部材５１と外側のスクリーン取付台５２により挟持されている。 A bead separator (also referred to as “screen”) 17 is provided at the central end of the front stator 3. As the structure of the separator, for example, a so-called pyramid screen is used in which the minute slits 17a are arranged in a stepped manner to increase the passage area. The screen 17 is sandwiched between an inner screen pressing member 51 and an outer screen mounting base 52.

前部ステーター３の下部外側には、該スクリーン１７の微小スリット１７ａから連通する製品排出管１８が設けられている。
後部ステーター４には、その中心部を貫通して回転軸２２が設けられ、この回転軸２２にはローター２５が嵌着され、その軸先端部には、ローター２５を押える押え板５９がボルト６０によって固定されている。 A product discharge pipe 18 that communicates with the minute slits 17 a of the screen 17 is provided outside the lower portion of the front stator 3.
The rear stator 4 is provided with a rotating shaft 22 penetrating through the center thereof, and a rotor 25 is fitted on the rotating shaft 22, and a pressing plate 59 for holding the rotor 25 is attached to a bolt 60 at the tip of the shaft. It is fixed by.

ローター２５と前部ステーター３および後部ステーター４との間には環状通路２４、即ち粉砕室が形成されている。
後部ステーター４には原料供給管２３が設けられ、該環状通路２４の端面に連通している。前記ステーター３と前記ローター２５とは、同心状に設けられ、該ステーター３の内周面と前記ローター２５の外周面とは、相似形状に形成され、ローター２５の最大直径部２５Ａに対向するステーター３の内周面部は、最大内径に形成され、又、傾斜部２５Ｂに対向するステーター３の内周面部は傾斜面に形成されている。前記ローター２５の外周面とステーター３の内周面との間隔、即ち、該ローター２５の外径とステーター３の内径との差は略同一に形成されているので、環状通路２４の幅は、略均一になっている。 An annular passage 24, that is, a grinding chamber is formed between the rotor 25 and the front stator 3 and the rear stator 4.
The rear stator 4 is provided with a raw material supply pipe 23 and communicates with the end face of the annular passage 24. The stator 3 and the rotor 25 are provided concentrically, and the inner peripheral surface of the stator 3 and the outer peripheral surface of the rotor 25 are formed in a similar shape and face the maximum diameter portion 25A of the rotor 25. The inner peripheral surface portion 3 is formed with a maximum inner diameter, and the inner peripheral surface portion of the stator 3 facing the inclined portion 25B is formed on an inclined surface. Since the distance between the outer peripheral surface of the rotor 25 and the inner peripheral surface of the stator 3, that is, the difference between the outer diameter of the rotor 25 and the inner diameter of the stator 3 is formed substantially the same, the width of the annular passage 24 is It is almost uniform.

回転軸２２の従動プーリー３４は、Ｖベルト３１を介して電動機３３の駆動プーリー３５に連結されている。回転軸２２の軸受部６６には環状通路２４側の原料スラリーをシールするために、環状通路側から該回転軸の後端部に向かって順次、オイルシール３８とメカニカルシール４０（又はグランドパッキン）が配設されている。 The driven pulley 34 of the rotary shaft 22 is connected to the drive pulley 35 of the electric motor 33 via the V belt 31. In order to seal the raw material slurry on the annular passage 24 side in the bearing portion 66 of the rotating shaft 22, an oil seal 38 and a mechanical seal 40 (or a gland packing) are sequentially arranged from the annular passage side toward the rear end portion of the rotating shaft. Is arranged.

環状通路２４内には、媒体メディア（微小ビーズ）が入っている(図示省略)。この媒体メディアとして、例えば鋼球、セラミック、ガラスなどの材質で、直径１〜０．１ｍｍの微小ビーズが用いられる。このビーズは、運転開始前にビーズ投入管４５から必要量、例えば、環状通路容積の５０〜９０％ほどを環状通路２４内に投入充填される。 In the annular passage 24, medium media (microbeads) are contained (not shown). As the medium, for example, fine beads having a diameter of 1 to 0.1 mm made of a material such as a steel ball, ceramic, or glass are used. Prior to the start of operation, the beads are charged into the annular passage 24 by a required amount, for example, about 50 to 90% of the annular passage volume.

運転終了後、充填された微小ビーズは、前部ステーター３の外側フランジ５を外側フランジ６より外して、開放することにより、大部分が排出され、さらに栓４８を開けると、ビーズ排出管４７を介して機外に完全に排出される。 After the operation is completed, most of the filled microbeads are discharged by removing the outer flange 5 of the front stator 3 from the outer flange 6 and opening it, and when the plug 48 is opened, the bead discharge pipe 47 is opened. It is completely discharged out of the machine.

外フランジ５、６は図示しないヒンジ式開閉金具を取付けることにより、容易に開閉可能となり、該フランジ５、６を開放することにより、前部ステーター３およびローター２５の多くの部分が外部へ開放されることにより、清掃や点検が非常に容易になる。 The outer flanges 5 and 6 can be easily opened and closed by attaching a hinge-type opening / closing bracket (not shown). By opening the flanges 5 and 6, many parts of the front stator 3 and the rotor 25 are opened to the outside. This makes cleaning and inspection very easy.

また、環状通路２４の外周側を形成する前部ステーター３の形状が、前記θの角度で外部フランジ５側から傾斜しているために、外部フランジ５、６を開放すると、環状通路２４内に滞在している微小ビーズや残留スラリーは容易に重力で全てが自然排出される。 Further, since the shape of the front stator 3 that forms the outer peripheral side of the annular passage 24 is inclined from the outer flange 5 side at the angle θ, when the outer flanges 5 and 6 are opened, All staying microbeads and residual slurry are easily discharged naturally by gravity.

本発明の粉砕の一実施例を示す。
前記実施例に示す、ビーズミル（図１新型ミル）と従来例のビーズミル（図４従来型ミル）の粉砕試験結果を比較し、その結果を表１に示す。 An example of the grinding of the present invention will be shown.
Table 1 compares the results of the pulverization test of the bead mill (FIG. 1 new mill) and the conventional bead mill (FIG. 4 conventional mill).

表１の実験は下記の条件で行なわた。
スラリー原料：炭酸カルシウム（重質）、原料仕込み量：２．５Ｌ、スラリー濃度：３０％、ビーズ径：φ０．２ｍｍ、ビーズ充填率：８５％、ローター回転数：２８００ｒｐｍ（周速２２．６ｍ/ｓｅｃ）、ポンプ供給量：０．５Ｌ/ｍｉｎ．（３０Ｌ/ｈ）、冷却水：水道水、ビーズミル環状通路内容積：０．５Ｌ(リットル) The experiment of Table 1 was conducted under the following conditions.
Slurry raw material: calcium carbonate (heavy), raw material charging amount: 2.5 L, slurry concentration: 30%, bead diameter: 0.2 mm, bead filling rate: 85%, rotor rotation speed: 2800 rpm (circumferential speed 22.6 m / sec), pump supply amount: 0.5 L / min. (30L / h), cooling water: tap water, beads mill annular passage volume: 0.5L (liter)

この表１より、５０分経過以降の到達平均粒径において、本発明のビーズミルと従来のビーズミルの有意差が見られる事がわかる。
更に述べれば、表１において、縦軸は平均粒度（μｍ）、横軸は経過時間（ｍｉｎ）、菱形印は従来型ミル、正方形印は新型ミル、を示すが、１８０分における新型ミルの平均粒度は２４０分における従来型ミルとほぼ同一であり、また、２４０分における新型ミルの平均粒度は３００分における従来型ミルとほぼ同一であり、更には、３００分における新型ミルの平均粒度は３６０分における従来型ミルより小さくなっている。この様に、本発明によれば、従来例に比べ格段に優れた粉砕、分級効果を得ることができる。 From Table 1, it can be seen that there is a significant difference between the bead mill of the present invention and the conventional bead mill in the average particle diameter reached after 50 minutes.
Further, in Table 1, the vertical axis represents the average particle size (μm), the horizontal axis represents the elapsed time (min), the diamond mark represents the conventional mill, and the square mark represents the new mill, but the average of the new mill at 180 minutes. The particle size is almost the same as the conventional mill at 240 minutes, the average particle size of the new mill at 240 minutes is almost the same as the conventional mill at 300 minutes, and the average particle size of the new mill at 300 minutes is 360 Is smaller than a conventional mill in minutes. Thus, according to the present invention, it is possible to obtain a pulverization and classification effect that is significantly superior to the conventional example.

本発明の実施例を示す組立断面図である。It is assembly sectional drawing which shows the Example of this invention. 本発明の装置全体の正面図で、カバーを外した状態を示す。The front view of the whole apparatus of this invention shows the state which removed the cover. 本発明のローターの各部寸法記号を示す。The size symbol of each part of the rotor of the present invention is shown. 従来例を示す組立断面図である。It is assembly sectional drawing which shows a prior art example. 従来例の他の例を示す組立断面図である。It is assembly sectional drawing which shows the other example of a prior art example.

Explanation of symbols

１フレーム
２ステーター
３前部ステーター
４後部ステーター
５外側フランジ
６外側フランジ
７外囲容器
９冷却/加熱室
１７スクリーン
１８製品排出管
２２回転軸
２３原料供給管
２４環状通路
２５ローター
３３電動機
３８オイルシール
４０メカニカルシール
４５ビーズ投入管
４７ビーズ排出管
４８栓
５１スクリーン押え部材
５２スクリーン取付台
５９ローター押え板
６６軸受部
７１軸受箱 1 Frame 2 Stator 3 Front stator 4 Rear stator 5 Outer flange 6 Outer flange 7 Outer container 9 Cooling / heating chamber 17 Screen 18 Product discharge pipe 22 Rotating shaft 23 Raw material supply pipe 24 Annular passage 25 Rotor 33 Electric motor 38 Oil seal 40 Mechanical seal 45 Bead input pipe 47 Bead discharge pipe 48 Plug 51 Screen pressing member 52 Screen mounting base 59 Rotor pressing plate 66 Bearing portion 71 Bearing box

Claims

A stator, a rotor built in the stator and facing the inner surface of the stator via an annular passage, a raw material supply pipe provided on the raw material supply side of the annular passage, and a raw material discharge side of the annular passage A bead mill equipped with a bead separator,
The rotor is composed of a straight cylindrical maximum outer diameter portion formed on the raw material supply side , an inclined portion that is continuous with the maximum outer diameter portion and gradually decreases in diameter toward the raw material discharge side,
The bead mill characterized in that the inner surface of the stator is formed in a similar shape to the outer shape of the rotor.

A rotor provided in the stator, a rotating shaft of the rotor, an annular passage formed between the rotor and the stator, a raw material supply pipe and a bead separator communicating with the annular passage, and the screen In order to seal the slurry discharge material of the annular passage to the product discharge pipe of the product to be rotated and the bearing portion of the rotating shaft, a bead mill provided with an oil seal or a mechanical seal sequentially arranged from the annular passage side,
The maximum outer diameter portion is formed in a straight cylindrical rotor located in the material supply pipe side toward the raw material discharge side to a structure in which the outer diameter of the rotor decreases gradually continuously,
The inner diameter of the stator is also located outside diameter and concentric of the rotor, a maximum inner diameter in a similar raw material supply side, and forming a progressively diminishing annular passage toward the material discharge side Bead mill.

Maximum D the outer diameter of the outer diameter, a minimum outer diameter of the inclined portion d, the maximum outer L ₂ in the axial direction length of the _diameter, L ₁ the axial length of the inclined portion decreasing of the rotor, Then, the angle θ calculated by α = (D−d) / 2L ₁ and θ = arctan α is
θ = 6-15 °,
The bead mill according to claim 1, wherein L ₂ ≦ L ₁ .

The bead mill according to claim 3, wherein the angle θ is 9 ° to 11 °.

The stator is divided into two parts, a front stator and a rear stator, the dividing surface is at the maximum inner diameter part of the stator, and an external flange having the dividing surface is provided as close as possible to the raw material supply pipe to divide into two parts The bead mill according to claim 1, 2, 3, or 4.