(57)【要約】【課題】加振機構によって振動される篩の上方に散水機構を配備した湿式篩分け装置において、篩面の全体に十分かつ均一に散水して、篩いムラのない篩い分けを行うことができるようにする。【解決手段】加振機構によって振動される篩４の上方に散水機構１０を備える湿式篩分け装置において、散水機構１０は、噴出口から下方に向けて円錐環状に水を噴出する回転可能な散水ノズル２７を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加振機構によって振動される篩の上方に散水機構を備える湿式篩分け装置において、
前記散水機構は、噴出口から下方に向けて円錐環状に水を噴出する回転可能な散水ノズルを備える、
ことを特徴とする湿式篩分け装置。
【請求項２】
前記散水機構は、回転中心からの距離が異なる二箇所に前記散水ノズルをそれぞれ備える、
請求項１に記載の湿式篩分け装置。
【請求項３】
回転中心に沿って固定配備した中心支軸に回転軸を回転自在に外挿支持し、前記中心支軸の内部に形成した通水路を介して前記散水ノズルに散水用の水を供給する、
請求項１または２に記載の湿式篩分け装置。
【請求項４】
前記回転軸の上部を転がり軸受けを介して前記中心支軸に支持するとともに、回転軸の下部を滑り軸受けを介して中心支軸に支持する、
請求項３に記載の湿式篩分け装置。
【請求項５】
前記回転軸には、前記転がり軸受けと前記滑り軸受けとの間に臨む排水口が形成される、
請求項４に記載の湿式篩分け装置。
【請求項６】
前記加振機構によって駆動される振動板と、篩が脱着可能に装着される振動ケースとを複数の連結ロッドで直結する、
請求項１ないし５のいずれかに記載の湿式篩分け装置。
【請求項７】
前記振動ケースに直接装着できない小径の前記篩を、前記振動ケースに装着するためのアダプタを備え、前記アダプタは、前記篩を上下から挟持して前記連結ロッド及び前記振動ケースに支持される上下一対のアダプタリングを有する、
請求項６に記載の湿式篩分け装置。
【請求項８】
前記篩に、超音波振動を印加する超音波振動印加部材が装着される、
請求項１ないし７のいずれかに記載の湿式篩分け装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシリカやカーボンブラック等の試料粉体を粒度で選別したり、あるいは、粒度を測定するために、散水しながら篩い分けを行う、湿式篩分け装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる湿式篩分け装置としては、例えば、特許文献１に示されているように、複数の噴出口を並列形成したノズルアームを篩の上方に横架し、斜めに穿設した噴出口から噴出される水の噴出反力でノズルアームを回転させる構造の散水機構が利用されていた。
【０００３】
また、この湿式篩分け装置では、空気振動によってノズルアームの下方の受水槽を振動させて篩を振動させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭４９−６４９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記散水機構は、単にシャワー状に水を噴出させながら回転するものであったために、各噴出口からの水流は回転中心周りの同心円上を移動しながら篩面にぶつかることになり、回転半径方向で局部的に散水ムラが発生しやすく、試料粉体が回転中心周りの部分円弧状に残留して、篩いムラが発生することがあった。
【０００６】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、篩面の全体に十分かつ均一に散水して、篩いムラのない篩い分けを行うことができる湿式篩分け装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。
【０００８】
（１）本発明は、加振機構によって振動される篩の上方に散水機構を備える湿式篩分け装置において、
前記散水機構は、噴出口から下方に向けて円錐環状に水を噴出する回転可能な散水ノズルを備える。
【０００９】
本発明によると、散水ノズルから円錐環状に噴出された水は環状に篩面に衝突し、篩面の上にある試料粉体は水の環状衝突箇所から外方に跳ね飛ばされるように拡散され、かつ、散水ノズルの回転に伴って前記環状拡散が周方向に移動することになり、試料粉体の塊も効率よく解砕されて篩面に広く拡散され、篩面からの漏下作用を受ける。
【００１０】
（２）本発明の好ましい実施態様では、前記散水機構は、回転中心からの距離が異なる二箇所に前記散水ノズルをそれぞれ備える。
【００１１】
この実施態様によると、環状の上記拡散作動が半径方向での異なった位置で作用して回転するので、篩面全体に亘る散水および試料粉体の拡散が一層効率よく行われる。
【００１２】
（３）本発明の他の実施態様では、回転中心に沿って固定配備した中心支軸に回転軸を回転自在に外挿支持し、前記中心支軸の内部に形成した通水路を介して前記散水ノズルに散水用の水を供給する。
【００１３】
この実施態様によると、中心支軸の上部を回転軸の上方に突出させて、その突出部に給水管などを接続することで、嵩高く高価な回転ジョイントを用いることなく散水ノズルへ給水することができる。
【００１４】
（４）本発明の更に他の実施態様では、前記回転軸の上部を転がり軸受けを介して前記中心支軸に支持するとともに、回転軸の下部を滑り軸受けを介して中心支軸に支持する。
【００１５】
この実施態様によると、回転抵抗が少ないが、水による悪影響を受けるおそれのある転がり軸受けを上部に配備するとともに、回転抵抗の面では転がり軸受けに劣るが、水の影響を受けにくい滑り軸受けを下部に配備することで、上下を共に滑り軸受けにした場合に比べて回転抵抗が少なく、かつ、上下を共に転がり軸受けにした場合に比べて、中心支軸の下端部からの漏洩水による悪影響を受けにくい状態で回転軸を支持することができる。
【００１６】
（５）本発明の他の実施態様では、前記回転軸には、前記転がり軸受けと前記滑り軸受けとの間に臨む排水口が形成される。
【００１７】
この実施態様によると、中心支軸の下端部まで送り込まれた水が滑り軸受けを通って上方に漏洩しても、上方の転がり軸受けに到達する前に排水口から外部に流出させることができ、転がり軸受けを常に適正に作動させて回転軸を円滑に回転作動させ、円錐環状に水を噴出する散水ノズルを安定した速度で回転させて均一な散水を行うことができる。
【００１８】
（６）本発明の他の実施態様では、前記加振機構によって駆動される振動板と、篩が脱着可能に装着される振動ケースとを複数の連結ロッドで直結する。
【００１９】
この実施態様によると、振動板と振動ケースとは連結ロッドを介して一体に振動駆動されることになり、振動ケースに装着した篩を所定の振幅で振動させて所望の散水篩い処理を的確に行うことができる。
【００２０】
上記特許文献１の従来例では、空気振動を利用して篩を振動させるのに対して、この実施形態では、空気振動を利用することなく、振動ケースに装着される篩を直接振動させるので、従来例に比べて、強い振動となり、残留した試料粉体の塊を解砕し、かつ篩面上の水膜を壊して網目からの水と粉体の通過を円滑にして篩分け効率を向上させることができる。
【００２１】
（７）本発明の更に他の実施態様では、前記振動ケースに直接装着できない小径の前記篩を、前記振動ケースに装着するためのアダプタを備え、前記アダプタは、前記篩を上下から挟持して前記連結ロッド及び前記振動ケースに支持される上下一対のアダプタリングを有する。
【００２２】
この実施態様によると、振動ケースに直接装着できない小径の篩は、一対のアダプタリングによって、前記篩を挟持した状態で連結ロッド及び振動ケースに支持して装着することができる。これによって、高価な試料粉体の少量を、小径の篩を使用して篩い分けることができると共に、篩い分け後の乾燥処理に要する時間を短縮することができ、また、散水量を低減することができる。
【００２３】
（８）本発明の他の実施態様では、前記篩に、超音波振動を印加する超音波振動印加部材が装着される。
【００２４】
この実施態様によると、篩には、加振機構による振動に加えて、超音波による振動を印加できるので、一層、残留した試料粉体の塊を解砕し、かつ篩面上の水膜を壊して網目からの水と粉体の通過を円滑にし、篩の目詰まりを防止して、篩分け効率を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、回転する散水ノズルから円錐環状に噴出された水は、篩面の全体に十分かつ均一に散水されることになり、篩いムラのない篩い分けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】湿式篩分け装置の一部を縦断した全体正面図である。
【図２】湿式篩分け装置の一部を縦断した全体側面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】散水機構の縦断正面図である。
【図５】散水ノズルの組立て状態（ａ）と分解状態（ｂ）を示す縦断面図である。
【図６】散水機構の斜視図である。
【図７】小径篩の使用形態を示す縦断正面である。
【図８】小径篩の使用時に利用するアダプタの斜視図である。
【図９】別実施形態の散水ノズルを示す一部縦断正面図である。
【図１０】更に別の実施形態の散水ノズルを示す一部縦断正面図である。
【図１１】本発明の別実施形態の図２に対応する全体側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態に係る湿式篩分け装置の一部を縦断した全体正面図であり、図２はその側面図であり、図３は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００２９】
この実施形態の湿式篩分け装置は、卓上載置仕様に構成されており、鋳物製のベース１の内部に加振機構２が収納設置されるとともに、この加振機構２によって駆動振動されるリング状の振動ケース３がベース１の上部に設けられ、円筒状の篩いケース４ａに所定のメッシュの篩いスクリーン４ｂを張設してなる篩４が、振動ケース３の上端に嵌合装着されるようになっている。篩４の径は、例えばφ２００ｍｍ程度である。
【００３０】
ベース１の上下中間部には中間底壁１ａが備えられており、この中間底壁１ａの下方空間に配備した支持台５に加振機構２が装着されるとともに、中間底壁１ａの上方空間が、篩４から漏下した水と粒子の混濁液の回収室６に構成され、回収室６に集められた混濁液がベース１の周壁に形成された排出口７に流下案内されて排出されるようになっている。
【００３１】
また、ベース１の上部横側に伸縮調節可能な支柱８が立設され、この支柱８の上部に、各種の入力設定や散水制御を行う操作ボックス９が、振動ケース３の中心上方に向けて片持ち状に設けられるとともに、操作ボックス９の遊端部下方に散水機構１０が装備されている。なお、上記支柱８がヒンジを介してベース１に取り付けられ、操作ボックス９および散水機構１０の全体を持ち上げられるように片持ち支持する構造にしてもよい。こうすることで、散水機構１０の着脱と篩４等の交換や振動ケース３全体の保守、洗浄などを容易に行うことができる。
【００３２】
前記加振機構２には、電磁コイルによって間欠励磁されるコア１１、前記支持台５上の四箇所にゴムなどの弾性体１２を介して上下変位可能に支持された振動板１３、この振動板１３に取り付けた鉄板などの磁性体１４、等が備えられており、コア１１の励磁によって振動板１３を吸引して弾性体１２に抗して下方変位させ、励磁解除に伴って振動板１３を弾性体１２によって上方に復帰変位させるよう構成されている。そして、振動板１３の両端部から立設された連結ロッド１５がベース１に貫通突出され、この連結ロッド１５の上方突出部が、振動ケース３の外周に備えた割りボス１６に挿通されて締付け固定され、もって、振動板１３と振動ケース３とが連結ロッド１５を介して一体化されて、所要の小さな振幅で上下に振動変位するように構成されている。
【００３３】
加振機構２を搭載した支持台５は、ベース１の底板１ｂに上下一対の圧縮コイルバネ１７を介して弾性的に浮動支持されており、これによって、加振機構２の振動がベース１に直に伝達されず振動騒音の発生が抑制されている。
【００３４】
各連結ロッド１５の上端には、篩４と、その上に嵌合装着される飛散防止ケース１８とを振動ケース３に連結固定するための連結金具１９が装備されている。
【００３５】
連結金具１９は、連結ロッド１５の上端部に支点ｐ周りに上下に回動操作可能に操作レバー２０を枢支連結し、バネ鋼線材を弓形に湾曲形成した掛け金具２１の下端を前記操作レバー２０に差込み枢支して構成されており、操作レバー２０を上方に回動した状態で、掛け金具２１の上端部を飛散防止ケース１８の外面に突設した受け金具２２に上方から係止し、その後、掛け金具２１の操作レバー２０に対する連結点がレバー支点ｐを越える位置まで操作レバー２０を下方に回動操作することで、弾性変形する掛け金具２１の弾力で受け金具２２を下方に強く引き下げ、これによって、飛散防止ケース１８と篩４とを振動ケース３に弾性的に押付け固定するようになっている。
【００３６】
散水機構１０は、操作ボックス９の遊端部から下方に垂下延出された回転軸２５の下端にノズルアーム２６を横架装着し、回転軸２５の回転によってノズルアーム２６を回転移動させながら、ノズルアーム２６に備えた２個の散水ノズル２７から下方に水を噴出させるようになっており、その詳細な構造は次の通りである。
【００３７】
図４は散水機構１０の縦断正面図であり、図５は散水ノズル２７の組立て状態（ａ）と分解状態（ｂ）を示す縦断面図であり、図６は散水機構１０の斜視図である。
【００３８】
回転軸２５は筒軸に構成され、操作ボックス９から鉛直に垂下固定された中心支軸２８に、上下の軸受け２９，３０を介して回動可能に外挿支持されている。ここで、上方の軸受け２９には回転抵抗が少ない転がり軸受けが使用されるとともに、下方の軸受け３０には、水による悪影響を受けにくい上下一対の軸受け用ブッシュからなる滑り軸受けが用いられている。なお、軸受け用ブッシュは必ずしも一対で使用する必要はなく、下方部に一つだけ設けたものであってもよい。
【００３９】
中心支軸２８は、内部に通水路３１を備えた筒軸に構成されており、回転軸２５の上端より上方に突出された中心支軸２８の上部が、操作ボックス９に固定された軸支ボス部材３２に内嵌固定され、この軸支ボス部材３２に接続された給水管３３を介して供給された加圧水を、中心支軸２８の通水路３１を介して回転軸下端のノズルアーム２６に導くようになっている。
【００４０】
ノズルアーム２６は、回転軸２５の下端にねじ込み連結された連結ボス３４の両横端に圧入固定されており、中心支軸２８の通水路３１と、ノズルアーム２６の内部に形成された通水路３５とが連通されている。
【００４１】
なお、回転軸２５には、上下の滑り軸受け３０の間に臨んで排水口３６が形成されており、下方の滑り軸受け３０の摺動面を通過して上方に漏洩してきた水が排水口３６から外部に流出し、漏洩水が上方の転がり軸受け２９に浸入して軸受け性能に悪影響を及ぼすことがない構造となっている。
【００４２】
また、回転軸２５の上部外周にはプーリ部３７が設けられ、操作ボックス９に装備した減速機付きのモータ３８（図２参照）にベルト掛け連動され、回転軸２５が操作ボックス９において入力設定された速度で設定時間だけ回転駆動されるようになっている。
【００４３】
散水ノズル２７は、回転軸２５の軸心である回転中心xからの距離が異なった２箇所においてノズルアーム２６に設けられている。そして、図５に示すように、散水ノズル２７は、ノズルアーム２６の下面に穿設された円錐状の開口４０に、一回り小径の円錐コーン形に形成した中子４１を打ち込み固定して、開口４０と中子４１との間に円錐環状の噴出口４２を形成し、この噴出口４２から下方に向けて円錐環状に水を噴出するよう構成されている。このように水を円錐環状に噴出させることで、少ない水量をもって効果的な篩面上の粉体の解砕と円滑な篩い分けを行なうことができる。
【００４４】
中心支軸２８の上部を固定支持した軸支ボス部材３２の下部には、直径方向に沿って二分割されたスリーブ４３が外嵌されて、リング状のバネクランプ４４で抱き込み固定されるとともに、このスリーブ４３の下端外周に形成した溝に、二分割された透明樹脂製のカバー板４５の中心ボス４５ａが外嵌されて、同様にリング状のバネクランプ４６で抱き込み固定されるようになっている。従って、篩４や飛散防止ケース１８の高さが変更されたような場合、これに応じてスリーブ４３を高さの異なったものに取り替え、カバー板４５の設置高さを飛散防止ケース１８の上端開口部の高さに合わせることができるようになっている。
【００４５】
この実施形態に係る湿式篩分け装置は以上のように構成されており、試料粉体を入れた篩４を振動させながら、散水ノズル２７を回転させて散水することで、散水ノズル２７から円錐環状に噴出された水は環状に篩いスクリーン４ｂに衝突し、スクリーン上にある試料粉体は水の環状衝突箇所から外方に跳ね飛ばされるように拡散され、かつ、散水ノズル２７の回転に伴って前記環状拡散が周方向に移動することになり、試料粉体の塊も効率よく解砕されて篩面に広く拡散され、篩面からの漏下作用を受ける。
【００４６】
また、環状の上記拡散作動が半径方向での異なった位置で作用して旋回移動するので、篩面全体に亘る散水および試料粉体の拡散が一層効率よく行われる。
【００４７】
図７，図８に、同じ湿式篩分け装置を用いて、径の小さい、例えばφ７５ｍｍ程度の篩４(s)で少量の試料粉体を篩い分け処理する場合の形態が示されている。
【００４８】
小径の篩４(s)を用いる場合には、大径の篩４に代えてアダプタが用いられる。このアダプタは、内外のリング部材５２ａ，５２ｂを放射状のステー５２ｃで連結して２重リング状に形成した下部アダプタリング５２と、同様な構造の上部アダプタリング５１、および、小径円筒状に構成された飛散防止ケース５３とで構成されており、振動ケース３に下部アダプタリング５２を嵌合連結した上で、この下部アダプタリング５２の中央リング部５２ｂに篩４（ｓ）を嵌合連結し、更に、連結した篩４(s)に飛散防止ケース５３を嵌合連結し、更に、この飛散防止ケース５３に上部アダプタリング５１の中央リング部５１ｂを挿嵌する。次に、上部アダプタリング５１の上縁に前記連結金具１９の掛け金具２１を係止して操作レバー２０を下方回動操作し、段積みした下部アダプタリング５２、篩４(s)、飛散防止ケース５３、および、上部アダプタリング５１を振動ケース３に押え付け固定するのである。
【００４９】
なお、この場合、散水機構１０のノズル部は篩４(s)の径に合わせたものに取り替えることになり、例えば、図７中に示すように、回転中心ｘから離れた位置に散水ノズル２７を１個だけ備えたものにしてもよい。
【００５０】
このように小径の篩４(s)によって篩分けを行うことができるので、使用する試料粉体を少なくすることができ、高価な試料粉体の篩い分けに有効である。
【００５１】
また、篩い分けに使用する水量を低減することができるとともに、篩い分け後の乾燥処理に要する時間も短縮することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００５３】
（１）図９に示すように、ノズルアーム２６を伸縮調節および締め込みセット固定可能に構成して、散水ノズル２７の位置を回転半径方向に位置変更する形態で実施することもできる。この場合、ノズルアーム２６の外周面に散水ノズル２７の位置を示す目盛りやマークを設けておくと位置調節操作に便利である。
【００５４】
（２）図１０に示すように、回転軸２５の下端に設けた連結ボス３４に散水ノズル２７を備えたノズルアーム２６を脱着可能にネジ込み連結し、長さの異なるノズルアーム２６と取り替えることで、散水ノズル２７の回転半径を変更することもできる。この場合、一方のノズルアーム２６に変えてプラグを取り付けることで、単一の散水ノズル２７による散水を行うことも可能となる。
【００５５】
（３）上記実施形態では、回転軸２５を駆動回転して散水ノズル２７を回転移動させているが、散水ノズル２７の噴出軸心を斜め後方下方に向けて傾斜させ、散水ノズル２７から噴出される水の噴出反力の水平方向分力でノズルアーム２６を一定方向に自力回転させることもできる。また、ノズルアーム２６にノズル回転方向と逆向きに開口する補助噴出口を設け、この補助噴出口から噴出される水の噴出反力で回転力を発生させることもできる。
【００５６】
（４）加振機構２は、上記のような電磁式に限られるものではなく、高速回転される偏芯ウエイトで振動板１３を振動駆動する機械式のバイブレータを利用することもできる。
【００５７】
（５）本発明の他の実施形態として、図１１の仮想線で示すように、篩４の外周に、超音波振動を印加する超音波振動印加部材として、公知の超音波振動バンド６０を装着し、加振機構２による振動に加えて超音波振動を印加するようにしてもよい。この超音波振動バンド６０には、図示しない超音波発振器およびコンバーターを介して超音波が印加される。この超音波振動を印加する装置としては、例えば、Artech Systems社製の超音波振動装置が好適である。
【００５８】
かかる超音波振動を印加することによって、加振機構２による振動のみの場合に比べて、一層、残留した試料粉体の塊を解砕し、かつ篩面上の水膜を壊して網目からの水と粉体の通過を円滑にすることができ、篩の目詰まりを防止して、篩分け効率を更に向上させることができる。
【符号の説明】
【００５９】
２              加振機構
３              振動ケース
４              篩
１０            散水機構
１３            振動板
１５            連結ロッド
２５            回転軸
２６            ノズルアーム
２７            散水ノズル
２８            中心支軸
２９            転がり軸受け
３０            滑り軸受け
３６            排水口
４２            噴出口
ｘ              回転中心
【図１】
2014159013.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014159013.tif 000009
【図８】
2014159013.tif 000010
【図９】
2014159013.tif 000011
【図１０】
2014159013.tif 000012
【図１１】
2014159013.tif 000013