JP2004121950A - 浸漬型媒体分散装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分散室の外部に従来のような材料攪拌翼を設けることなく分散室内に処理材料を吸引し、分散できるようにした浸漬型媒体分散装置を提供する。
【解決手段】分散室（７）に、下面開口部（９）を設ける。この分散室（７）内に回転可能に駆動ディスク（１５）を設け、この駆動ディスク（１５）に、間隔をあけて中央に貫通孔（１６）を有する孔明きディスク（１７）を取り付ける。分散室（７）の側面には、分散媒体（１０）の通過を阻止するが処理材料のみを通過させるようスクリーンを設けた排出口（１２）が形成されている。上記駆動ディスクを回転させると、ロータリーディスク型ポンプの要領で下面開口部（９）を通して処理材料が分散室内に吸引され、分散媒体と共に攪拌されて分散され、排出口（１２）からタンク内に戻り、所望程度になるまで分散される。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分散媒体を用いた媒体分散装置に関し、特に分散媒体を収納した分散室をタンク内で流動する処理材料中に浸漬し該処理材料を該分散室内で分散処理するようにした浸漬型媒体分散装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
分散媒体（ビーズ）を収納した分散室をタンク内に浸漬してバッチ式に分散処理する媒体分散装置（ビーズミル）として、種々の構成が提案されており、通常はタンク内に収納した処理材料（ミルベース）が上記分散室内を通ってタンク内で循環するよう材料攪拌翼を分散室の下方に設け、処理材料が分散室の上方に設けた開口部から分散室内に入り分散媒体と共に攪拌されて該分散室からタンク内へ排出されるように構成されている（例えば特許文献１参照）。また、材料攪拌翼を分散室の下方に設けない装置（例えば特許文献２参照）や、処理材料をタンクの下方から吸い上げるようにした装置（例えば特許文献３参照）も知られている。
【０００３】
上記のように、従来の装置（例えば特許文献１及び３）は、材料攪拌翼が分散室の外部下方に設けられているため構成が複雑になり、該材料攪拌翼を駆動する駆動軸が分散室を貫通しているので、貫通部に分散媒体がかみ込まれたり、該貫通部から分散媒体がタンク内に流出するようなこともあった。また、分散室の上方に流入口を設けて該分散室内に処理材料が流入させる（例えば特許文献１及び２）だけなので、該分散室を通過する処理材料の量を増加させることができず、タンクの底部側に滞留する傾向の強い比重の大きな処理材料の場合等は均一に分散処理することがむずかしかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６０−４８１２６号公報（第１図）
【特許文献２】
特公平６−７３６２０号公報（図１）
【特許文献３】
実公平６−２２４３７号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決課題は、上記の如き浸漬型媒体分散装置において、タンク内に浸漬する分散室の外部に材料攪拌翼を設けなくても該分散室内を通して処理材料がタンク内で循環するようにし、また分散室の下部から処理材料が該分散室に流入するようにした浸漬型媒体分散装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従来、略円筒状のポンプ室内に複数の円板を間隔をあけて対設し、該円板を回転することによりポンプの吸込口から円板の中央空間に流体を吸込み、吐出口から吐出させるようにしたロータリーディスク型ポンプが知られている。このロータリーディスク型ポンプの原理を分散室に応用すれば、分散室の外部に材料攪拌翼を設けなくても処理材料を分散室内に吸い込ませることができ、また所望により分散室の上部及び下部から処理材料を流入させて吸込量を増加することができる。
【０００７】
すなわち、本発明によれば、分散媒体を収納した分散室をタンク内で流動する処理材料中に浸漬し、分散室内で分散媒体と処理材料を攪拌して該処理材料を分散する浸漬型媒体分散装置において、上記分散室の下部に下面開口部を形成すると共に該分散室の側面に処理材料のみを通過させる排出口を形成し、該分散室内に複数枚のディスクを間隔をあけて対向して設け、該ディスクを回転駆動することにより処理材料を上記下面開口部から分散室内に吸引し該分散室内で分散した後分散室の半径方向に排出するようにしたことを特徴とする浸漬型分散装置が提供され、上記ディスクを回転駆動するとロータリーディスク型ポンプの要領でタンク内の処理材料は下面開口部から分散室内に吸引され、該分散室内で分散媒体により分散され側面に設けた排出口から吐出されてタンク内に流動し、上記課題を解決することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１において、本体（１）は、油圧シリンダ（２）により昇降可能な攪拌ヘッド（３）を有し、該ヘッドには、回転軸（４）を駆動するためのモーター（５）等の駆動機構が設けられている。
【０００９】
上記ヘッド（３）の下方には支持杆（６）を設けてあり、該支持杆（６）の下端に分散室（７）が設けられ、その下方にはタンク（８）が位置される。該分散室（７）は、図２（Ａ）に示すように、略円筒状に形成され、下面の中央に下面開口部（９）を設け、側面には分散媒体（１０）…の通過は阻止するが処理材料のみは通過できるようスクリーン（１１）を設けた排出口（１２）が形成されている。該スクリーン（１１）は、ステンレス等の金属材料、合成樹脂材料、セラミック等の耐食性材料で網目、スリット、打ち抜き孔等の微細な多数の貫通部を有する面状体に形成してある。なお、上記下面開口部（９）は、駆動を停止した際、分散媒体（１０）の流出を防止できるよう内方端が狭く外方端が広く開口し側面に傾斜面を有する円錐台（１３）に形成されており、好ましくは該円錐台（１３）には分散媒体（１０）の通過を阻止し処理材料のみを通過させる小孔（１４）…が形成される（図２（Ｂ））。また、該下面開口部やその外方等に所望により流出防止用のスクリーンを設けたり、処理材料の吸引を止めたとき、該下面開口部を自動的に閉鎖するようチャッキ弁等の弁（図示略）を下面開口部に設けてもよい。
【００１０】
上記分散室（７）内には、上記回転軸（４）により回転駆動される複数枚のディスクが間隔をあけて対向して設けられている。該ディスクは、回転した際に上記下面開口部（９）から分散室内に処理材料をロータリーディスク型ポンプの要領で吸引し、その後半径方向に吐出することができるよう従来のロータリーディスク型ポンプで使用するディスクとほぼ同じようなディスクが用いられている。図２（Ａ）に示す実施例では、回転軸（４）に連結され水平方向に広がり貫通孔を有していない盲板状の駆動ディスク（１５）と、処理材料を上記下面開口部（９）を通して駆動ディスク（１５）の中央部に向かって流動させるよう上記下面開口部（９）に対向する貫通孔（１６）を有する孔明きディスク（１７）で構成されている。該孔明きディスク（１７）は、図に示す実施例では２枚設けられているが、適宜の枚数とすることができ、ディスタンスピース（１８）を介してねじ（１９）で上記駆動ディスク（１５）に取り付けられている。
【００１１】
上記分散室（７）内には、処理材料に応じた適宜の分散媒体（ビーズ）（１０）…が適宜量充填されるが、該分散媒体の大きさに対応して上記駆動ディスク（１５）と孔明きディスク（１７）の間隔及び各ディスク（１５），（１７）　の外周と分散室（７）の側面のスクリーン（１１）との間隔は、分散媒体の自由な運動を拘束しないよう該分散媒体（１０）の直径の３個分より大きくなるように設定されている。
【００１２】
上記構成により、回転軸（４）をモーター（５）で駆動し、上記駆動ディスク（１５）及び孔明きディスク（１７）を周速が例えば約８〜２０ｍ／ｓｅｃ　程度となるように回転させると、タンク（８）内の処理材料（２０）は、タンク底部側から下面開口部（９）を通って分散室（７）内に吸引され、盲板状の駆動ディスクに沿って半径方向に流れ、排出口（１２）からタンク（８）内に吐出される。この間に、該分散室内で分散媒体（１０）と共に攪拌され、微粒子化され、分散される。その後、再び上記下面開口部（９）から分散室（７）内に吸引され上記分散処理が繰り返される。このように、下面開口部から処理材料を吸引するようにしたので、タンク底部に滞留しやすい比重の大きな処理材料も分散室内に効率よく吸引されて確実に分散することができる。
【００１３】
上記分散室（７）の具体的な構成の一例が図３に示されており、本体胴部（２１）は、上板（２２）及び下板（２３）間に円筒状のスクリーン（１１）を備えた排出口（１２）を有し、該本体胴部（２１）の上板（２２）に上記支持杆（６）を固着するための上面板（２４）を当接し、下板（２３）に上記下面開口部（９）を形成した下面板（２５）を当接し、それぞれ締付片（２６）で連結してある。また、上記上面板（２４）のほぼ中央には上記回転軸（４）の軸受孔（２７）を有する支承片（２８）が嵌着されている。
【００１４】
図４は他の実施例を示し、分散室内にロータリーディスク型ポンプのディスクに類似のディスクを配置する点は上記実施例と共通しているが、分散室（７）の上方からも処理材料を分散室内に吸引するようにした点が上記実施例と相違している。すなわち、下面開口部（９）を有する分散室（７）は、上部に上面開口部（２９）を具備し、駆動ディスク（１５）の上部及び下部に中央に上記開口部（９）及び（２９）にそれぞれ対向する貫通孔（１６）を有する孔明きディスク（１７）が設けられている。また、下面開口部（９）は下面板（２５）にねじ（３０）で着脱可能に取り付けられ、上面開口部（２９）には逆円錐状の傾斜面（３１）が設けられている。上記ディスク（１５），（１７）　を回転駆動すると、タンク（８）の処理材料（２０）は、分散室（７）の上部及び下部から該分散室（７）内に吸引され、上述と同様に分散処理を受けて排出口（１２）からタンク（８）内に排出される。なお、図３に示す実施例においても、上記支承片（２８）を取り外せば、分散室の上下から処理材料を吸引することもできる。
【００１５】
上記各実施例において、上記駆動ディスク（１５）及び孔明きディスク（１７）は、表面を実質的な平滑面に形成してあるが、すべてのディスクが平滑面であると分散媒体や処理材料は一様な流動状態でスクリーン（１１）の内面に向かって流れるので、処理材料等の種類、性状等によっては上記スクリーンが目詰りするおそれがある。そのような場合、例えば図４に示すように上記駆動ディスク（１５）や孔明きディスク（１７）の表面の適所に適宜形状の突起状の補助翼（３２）を設けたり、ディスタンスピース（１８）に突片状の補助翼（３３）を設けることにより、処理材料等の流れを変化させて目詰りを防止することができる。
【００１６】
図５は、目詰り防止の他の実施例を示し、分散室に上記スクリーン（１１）を備えた排出口（１２）の他に、処理材料のみを通過させるギャップ（３４）を設けて該ギャップからも吐出できるようにしてある。すなわち、駆動ディスク（１５）の下面（３５）と分散室（７）の上面（３６）の間に分散媒体は通過させないが処理材料は通過させるようにした微細なギャップ（３４）を形成してある。したがって、分散処理の初期段階で処理材料の粒子が大きいときは上記スクリーン（１１）に目詰りする傾向があっても、微粒子化された処理材料は上記ギャップ（３４）を通ってタンクに戻り、上述のようにして分散処理が繰り返されるから、結果として次第に微粒子化が進行して処理材料全体を分散できるようにしたものである。
【００１７】
図６は、他の実施例を示し、基本的には、図５に示す上記実施例と共通しているので、その一部のみを拡大して示してある。この実施例においても、駆動ディスク（１５）の下面（３５）と分散室（７）の上面（３６）間に分散媒体を通過させず処理材料のみを通過させるギャップ（３４）が形成されているが、上記駆動ディスクを分散室上に安定して支持できるようにした点で図５に示す実施例と相違している。すなわち、上記分散室（７）の上面（３６）に環状溝（３７）を形成し、該環状溝（３７）に複数のボール（３８）…を回転自在に嵌着し、該ボール（３８）に駆動ディスク（１５）の下面（３５）が転接するようにしてある。このように形成すると、上記ギャップ（３４）の間隔が確保されると共に、記駆動ディスク（１５）が安定状態で分散室上に支承され、円滑に動作することができる。
【００１８】
上記処理を行うと、タンク内の処理材料は、昇温するので、分散室の適宜箇所にジャケットを設けて水等の調温媒体を流通させたり、タンク内で処理材料を低速で攪拌して昇温を抑えることが好ましい。図７は、そのような構成の一実施例を示し、中空の駆動軸（３９）内に回転軸（４）を同芯二軸状に設け、それぞれ独自の駆動手段で駆動できるようにし、該駆動軸（３９）の下方に支持杆（６）を設けて分散室（７）を取り付け、これにより該分散室（７）も回転できるようにしてある。そして、上記駆動軸（３９）に設けたアーム（４０）に分散室（７）の外周で該分散室と共に回転するようスクレーパー（４１）を連結してある。該スクレーパー（４１）はタンク（８）の内壁に近接して位置するようアーム（４０）に固定してもよいが、タンクの口径に合わせて変化できるよう遠心力により上記タンク（８）の内壁に近接する方向に自由に移動できるよう伸縮可能に連結することが好ましい。そのような連結部材としては、例えば適宜のリンク機構を用いたり、図に示すように半径方向に伸びる角軸状のアーム（４０）に摺動自在にスクレーパー（４１）の角筒状の取付部（４２）を嵌合して遠心力で伸縮できるようにすればよい。
【００１９】
上記分散室（７）内には、上述した各実施例に示すように上記回転軸（４）により回転駆動されるディスク（１５），（１７）　が設けられており、該分散室（７）の回転は該ディスク（１５），（１７）　の回転よりも低速で逆方向に回転されるが、同方向に低速回転するようにしてもよい。このようにスクレーパー（４１）を回転し、処理材料を低速で攪拌することにより該処理材料の昇温が防止される。また、上記スクレーパー（４１）を伸縮可能に連結すると、タンクの口径に合わせて該スクレーパーが半径方向に移動するから、各種容量のタンクに適応することができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成され、処理材料中に浸漬される分散室の下部に下面開口部を形成すると共に該分散室の側面に処理材料のみを通過させる排出口を形成し、該分散室内に複数枚のディスクを間隔をあけて対向して設けたから、上記ディスクを回転するとロータリーディスク型ポンプの吸引作用と同じように下面開口部を通して処理材料が駆動ディスクの中心部に向かって強く吸引され、該分散室内で分散媒体と共に攪拌され、分散された処理材料のみが排出口を通して大きな吐出流となってタンク内に排出され、再び上記下面開口部を通って分散室内へ吸引されて所望程度に分散することができ、タンクの底部に滞留しやすい比重の大きな処理材料も分散室内に確実に吸引できるので、効率よく分散処理することができ、分散性が良く、シャープな粒度分布が得られる。また、従来のように分散室の下方に材料攪拌翼を設ける必要がないから、磨耗による分散媒体の流出のおそれはなく、構成が簡単で、経済的に得ることができる。
【００２１】
その上、上面開口部と下面開口部の両方から処理材料を分散室内に吸引するようにすると、分散室に入る処理材料の流入量を増すことができ、処理効率が向上し、従来のようにタンクの上方ばかりでなく下方に存する処理材料も積極的に下面開口部から分散室内に吸引することができるから、タンク内全体にわたって一層効率よく均一に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す正面図。
【図２】（Ａ）は分散室の説明図、（Ｂ）は一部の拡大断面図。
【図３】分散室の具体的な一実施例を示す断面図及び各ディスク部分の平面図。
【図４】他の分散室の具体的な一実施例を示す断面図及び各ディスク部分の平面図。
【図５】他の実施例を示す説明図。
【図６】さらに他の実施例を示す一部の説明図。
【図７】他の実施例を示す説明図。
【符号の説明】
４…回転軸
７…分散室
８…タンク
９…下面開口部
１０…分散媒体
１１…スクリーン
１２…排出口
１３…円錐台
１５…駆動ディスク
１６…貫通孔
１７…孔明きディスク
２０…処理材料
２９…上面開口部
３４…ギャップ
４１…スクレーパー

Claims (14)

1. 分散媒体を収納した分散室をタンク内で流動する処理材料中に浸漬し、分散室内で分散媒体と処理材料を攪拌して該処理材料を分散する浸漬型媒体分散装置において、上記分散室の下部に下面開口部を形成すると共に該分散室の側面に処理材料のみを通過させる排出口を形成し、該分散室内に複数枚のディスクを間隔をあけて対向して設け、該ディスクを回転駆動することにより処理材料を上記下面開口部から分散室内に吸引し該分散室内で分散した後分散室の半径方向に排出するようにしたことを特徴とする浸漬型分散装置。
2. 上記ディスクは、駆動ディスクと上記下面開口部に対向する貫通孔を中央に有するディスクを含む請求項１に記載の浸漬型媒体分散装置。
3. 上記分散室は、上部に上面開口部を有する請求項１に記載の浸漬型媒体分散装置。
4. 上記ディスクは、駆動ディスクと、該駆動ディスクの上下に設けられ上記下面開口部及び上面開口部にそれぞれ対向する貫通孔を中央に有するディスクを含む請求項３に記載の浸漬型媒体分散装置。
5. 上記分散室の下面開口部は内方端が狭く外方端が広く開口し側面に傾斜面を有する円錐台に形成されている請求項１に記載の浸漬型媒体分散装置。
6. 上記円錐台には、処理材料のみを通過させる小孔が形成されている請求項５に記載の浸漬型媒体分散装置。
7. 上記駆動ディスクの表面には、補助翼が設けられている請求項２または４に記載の浸漬型媒体分散装置。
8. 上記駆動ディスクは、上記分散室の上面との間に処理材料のみが通過するギャップをあけて設けられている請求項２に記載の浸漬型媒体分散装置。
9. 上記分散室の上面には、環状溝があり、該環状溝内には上記駆動ディスクに転接するボールが設けられている請求項８に記載の浸漬型媒体分散装置。
10. 上記分散室は回転可能に設けられ、該分散室の外周にはタンク内壁に沿って回転するスクレーパーが連結されている請求項１に記載の浸漬型媒体分散装置。
11. 上記分散室とスクレーパーを連結する連結部材は、分散室が回転した際遠心力により上記スクレーパーがタンク内壁に接近する方向に移動するよう伸縮可能に設けられている請求項１０に記載の浸漬型媒体分散装置。
12. 上記各ディスク間の間隔は上記分散媒体の直径の３個分よりも広い間隔である請求項１に記載の浸漬型媒体分散装置。
13. 上記ディスクの外縁と分散室の側面の間隔は上記分散媒体の直径の３個分よりも広い間隔である請求項１に記載の浸漬型媒体分散装置。
14. 上記ディスクの表面及びまたは上記ディスクを連結しているディスタンスピースには、補助翼が形成されている請求項１に記載の浸漬型媒体分散装置。

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