(57)【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。【選択図】図１
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【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】
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【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】
2008246397.tif 000004
【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】
2008246397.tif 000005
【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。
【図１】
2008246397.tif 000006
【図２】
2008246397.tif 000007
【図３】
2008246397.tif 000008
【図４】
2008246397.tif 000009