JPS59132926A

JPS59132926A - 撹「はん」媒体の分離機構

Info

Publication number: JPS59132926A
Application number: JP58007130A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Zaitsu; 財津　博; Ryokichi Yamada; 山田　良吉; Yukio Saito; 幸雄斉藤; Shunsuke Nokita; 舜介野北
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1983-01-18
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1984-07-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、攪拌媒体小粒子に回転動力を与え、液体と固
体又は液体と液体とを混合する装置に係る攪拌媒体と混
合液との分離機構に関する。

混合装置は塗料、染料、インク、化粧品、各種コーテン
グ材等を製造する工業分野で広く用いられている。最近
は品質向上と用途拡大のため混合される粒子はますます
微細化する傾向にある。一般に微粒子は、付着・凝集性
が強いためミクロ的な均１混合が困難となる。

微粒子を対象とした混合には、混合槽内に攪拌媒体小粒
子を投入し、これを攪拌翼の回転動力により強制攪拌さ
せて液体と固体などを混合する装置が混合速度が大きく
なるため好適である。この種の装置としては、第１図に
示すサンドグラインダー（米国特許第２５８１４１４号
）がある。この混合装置は、円筒状の混合槽６と混合槽
６に充填される直径１ｗｎないし２關のガラスピーズ又
はアルミナボール等の攪拌媒体７及び回転軸１２に取り
つけられた円板８とから構成される。

粗混合機１により粗混合された粗混合液２は、パルプ３
を介してポンプ４により逆止弁５を経たのち、混合槽６
に供給される。混合槽６に供給された液は、円板８の遠
心力で攪拌媒体７とともに強制攪拌され、この時攪拌媒
体７と液間に生じる流動速度差によるズリ応力で液体と
固体等が混合される。混合された液は、徐々に混合槽６
内を上昇し、スクリーン１１によって攪拌媒体７が分離
された後、処理液１３として系外に取り出される。

上記装置における攪拌媒体７と混合液とを分離するスク
リーン１１は、混合槽６上部の円周に設けてあり、攪拌
媒体７と混合液との分離状態が常時監視できる様に外気
中に露出している。このため、攪拌熱などにより処理液
１３の溶剤が蒸発し、混合液中の固体粒子又は摩耗して
小さくなった攪拌媒体７はスクリーン１１に目詰まりす
る。このことは、ひんばんにスクリーン１１を掃除しな
いと連続操作が不可能になるばかりでなく、混合液が系
外にオーバーフローする原因ともなり、混合操作の保守
性の低下となる。さらに、高速攪拌中に外部から空気を
巻き込むため混合液は発泡し易くなり、均一混合時間が
遅くなる。また、混合液は円板８の遠心力により、混合
槽６内壁にはね飛ばされる。このため、混合液は混合槽
６内壁部に押し付けられ、混合液の一部はそのまま混合
槽６内壁部を上昇し、処理液１３中に流出してしまい、
混合液の品質が低下するなどの欠点がある。一方、前記
摩耗した攪拌媒体７け、前記スクリーン１１に目詰まり
するばかりでなく、より摩耗した攪拌媒体７はスクリー
ン１１部から系外に流出し、処理液１３の品質を低下さ
せる原因となる。

本発明は、以上のような従来技術の欠点を改善するため
になされたものであり、その目的とするところは攪拌媒
体分離機構を改善することにより、混合操作の保守性の
低下、さらに、処理液の品質低下などを防止することに
ある。

前記目的を達成するための攪拌媒体分離機構について検
討した結果、混合操作の保守性及び処理液の品質低下を
防止するには、混合槽上部内壁に上下端を開口した逆円
錐台状のリングを取りつけ、このリング内に位置するよ
うにリングと相似形で側壁に複数の開孔を有し、かつ、
上端のみを開口した逆円錐台盤を回転軸又は混合槽に取
りつけて、リングと逆円錐台盤との間隙を攪拌媒体小粒
子の粒子径より狭くし、さらに、回転軸近傍のみを開口
し、該開口部周縁帯−り下面に前記逆円錐台盤上端の開
口内に至る案内管を垂下固定した仕切板を逆円錐台盤の
上部に位置するように混合槽に取りつけて攪拌媒体小粒
子と混合液とを分離すればよいことを実験的に見いだし
た。

以下、本発明の一実施例を第２図及び第３図を用いて説
明する。第２図は、本発明になる攪拌媒体分離機構を取
りつけた混合装置の要部該略フロー図であり、第１図と
同様あるいは同一構成部品は同一符号を用いて示しであ
る。第３図は、第２図中の攪拌媒体分離機構の詳細図を
示す。

まず、第３図から攪拌媒体分離機構は逆円錐台状のリン
グ２０およびこのリング２０と相似形の円錐台盤２１と
さらにＭ字形の円板からなる仕切板２２とから構成され
る。リング２０は、上下端を開口してあり、混合槽６上
部に設けたフランジ３０及び３２にはさんで、該７ラン
ジ３０及び３２をボルト４３により締付けて混合槽６に
固定しである。０リング３１は、７ランジ３０及び３２
部から系外への混合液の流出を防止するものである。

円錐台盤２１は、上端のみを開口２５し、側壁に複数の
開孔４０を設けてあり、前記リング２０内に位置する様
に円筒４１と連結させ、該円筒４１を回転軸１２に取り
つけて固定しである。またＭ字形の円板からなる仕切板
２２は、軸近傍を開口３５してあり、該開口３５近傍下
面に軸に平行な円筒状の案内管２７を前記円錐台盤２１
上端の開口２５内に挿入させて設けてあり、前記リング
２０と同じ様に７ランジ３０及び３２にはさんで、前記
円錐台盤２１の上部に位置する様に混合槽６に固定しで
ある。一方、リング２０及び円錐台盤２１は僅少な間隙
２４を保つようにしてあり、該間隙２４は円錐台盤２１
を軸方向に上下して調整され、攪拌媒体７の粒子径の１
／１０程度に維持される。

また、円錐台盤２１とＭ字形円板からなる仕切板２２と
の間隙２６は攪拌媒体７が充分に通過できる寸法に保た
れており、円筒状の案内管２７は円錐台盤２１の空間３
３内に位置するように設けである。さらに、円錐台盤２
１の開口２５と仕切板２２の円筒状の案内管２７との間
隙３６及び円筒状の案内管２７と円筒４１との間隙３４
は、攪拌媒体７が充分通過できるように保たれている。

また、Ｍ字形円板からなる仕切板２２の開口３５と円筒
４１との間隙２８は攪拌媒体７の粒子径の１／２０程度
に僅少に保たれており、前記円錐台盤２１の開孔４０の
径も間隙２８と同じ大きさとなっている。混合槽６から
糸外への混合液の流出は、順次間隙２４．２６．３６．
３４及び２８を経て通過するが、混合液の流出口２３は
混合槽６の内壁から回転軸１２に至るまでの距離の１／
２より軸近傍に位置する。以下、その動作を説明する。

第２図において、混合槽６に供給された混合液は、円板
８の遠心力で攪拌媒体７と混合液間に生じるズリ応力に
より均一に混合されながら混合槽６を上昇し、攪拌媒体
分離部に到達する。混合液は、攪拌媒体分離部で攪拌媒
体７が分離されたのち、軸中心に近い流出口２３から間
隙２４．２６．３６．３４及び２８を経て処理液１３と
して系外に取り出される。

本実施例では、攪拌媒体分離部を混合液中に浸漬して混
合槽６内に設け、外気としゃ断する様にしている。この
ため、攪拌媒体分離部での処理液１３中の溶剤の蒸発が
少なくなり、混合液中の固体粒子による目詰まりが防止
できる。また、系内への空気の巻き込みがなく、混合液
の発泡を減少することができ、均一混合度の時間を短縮
できる。

さらに、攪拌媒体分離機構を円板８０回転に伴ない、混
合液の自由表面が混合槽６内壁部で高く、軸近傍で低く
なることを考慮しである。すなわち、混合液の自由表面
に対応するようにリング２０を逆円錐台状にするととも
に、このリングと相似形の逆円錐台盤２１をリング２０
内に位置させ、また、液の流出口２３ｆｔ混合槽内壁か
ら回転軸に至るまでの距離の１／２より軸近傍に位置す
る機構としている。このため、攪拌媒体分離部特に混合
槽６内壁部の混合液は、軸中心に向って斜め下に流れ、
混合液相に戻る流動となる。したがって、従来の様に円
板８の遠心力で混合液が混合槽６内壁に押し付けられる
流動と寿り、混合槽６内壁部を伝わって攪拌媒体分離部
に到達した混合液の一部が処理液中に流出する現象は見
られない。一方、円錐台盤２１とＭ字形円板からなる仕
切板２２とにより、混合の経過時間とともに摩耗した攪
拌媒体２９の処理液１３中への流出を防止できる。すな
わち、間隙２４の寸法以下に摩耗した攪拌媒体２９は、
混合液とともに間隙２４および２６を通過したのち、円
筒状の案内管２７に案内されて間隙３６から円錐台盤２
１の空間部３３内部に入る。

ここで、混合液はほとんどが間隙３４及び２８を経て系
外に流出される。しかし、空間３３内の混合液の一部は
円錐台盤２１の開孔４０から間隙２４に噴射され、これ
を繰り返しながら間隙３４及び２８を経て処理液１３中
に流出される。また、空間３３内に入った摩耗攪拌媒体
２９Ｉ′ｉ、開孔４０及び間隙２８が摩耗攪拌媒体２９
０粒子径より小さくなっていることから、処理液１３中
に流出することなく、そのまま空間３３内に保留される
。

保留された摩耗攪拌媒体２９は、運転終了時に回転動力
により空間３３内の混合液を開孔４０から排出したのち
、円錐台盤２１を回転軸１２から取り外ずすことによっ
て回収される。したがって、従来の様に攪拌媒体７が摩
耗してスクリーン部から流出し、処理液１３の品質を低
下させる現象は見られない。

次に具体的実施例を用いて本発明の詳細な説明する。従
来法と本発明になる内容積２ｊの同一混合装置を用い、
表１に示す条件で混合実験を実施した。

表１　　混合実験条件ここでは、試料を２１７ｈ処理したときの処理液の混合
度を求めた。ここで、混合度／Ｉ′ｉ２０ｏｇの処理液
を３μｍのろ過布を備えたろ過器を用い、１　’Ｓ’　
／　ｃｍ　Ｇ圧力下で１分間ろ過したときのろ過量を求
め、このろ過液量と仕込量２０’Ｏｇ−との重量比で表
わした。実験結果を第４図に示す。第４図から明らかな
ように本発明になる方法（グラフＡ）では、混合時間４
０分で混合度は９５重量％で一定となっている。この値
は、前記したことかられかる様に２００９仕込んだ処理
液のうち、ろ過された液量が１９０９であったことを示
すもので、未ろ過１１（ｌはろ過布及びろ過器への付着
による損失分である。これは、ろ過器等への付着による
損失分を除くとほぼ仕込み液全量がろ過されたことを表
わし、混合時間４０分で均一混合が達成されたことを意
味する。これに対し、従来法（グラフＢ）では混合時間
が４０分経過しても液の混合度は９５重景％に到達せず
、均一混合が達成されないことがわかる。

なお、上記攪拌媒体の分離機構に関し、他の実施例を第
５図及び第６図に示す。前記第２図及び第３図に示した
Ｍ字形円板からなる仕切板２２を第５図に示す円筒形の
仕切板５０及び第６図に示す円錐台形仕切板６０として
も前記目的を達成し得る前記攪拌媒体の分離機構と同じ
効果が得られる。

以上の実施例においては、いずれも攪拌媒体の分離機構
において、逆円錐台盤２１を円筒４１に連結して回転軸
１２に取りつけている。しかしながら、第７図に示す様
に逆円錐台盤２１に円板４５を直結し、該円板４５を混
合槽に取りつけても前記攪拌媒体の分離機構と同じ効果
が得られる。

本発明によれば、混合における保守性の低下、さらに、
処理液の品質低下が防止できるため、混合装置の性能及
び効率向上が図れる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の混合装置を使用した混合プロセス全体の
フロー図、第２図は本発明になる攪拌媒体分離機構に取
りつけた混合装置の要部概略フロー図、第３図は第２図
中の本発明になる攪拌媒体分離機構の詳細を示す拡大断
面図、第４図は混合槽内の混合時間と混合度の関係図、
第５図、第６図及び第７図は本発明になる攪拌媒体分離
機構の他の実施例を示す拡大断面図である。６・・・混合槽、７・・・攪拌媒体、８・・・円板、１
２・・・回転軸、２０・・・リング、２１・・・逆円錐
台盤、２２．５０．６０・・・仕切板、２４・・・間隙
、２５・・・開口、２７・・・案内管、３５・・・開口
、４０・・・開口、４５・・・円板特許出願人　　　日立マクセル株式会社と′−嘔第１図第２図第３図第４図０　　　　　　１０　　　　２０　　　　３０　　　　
４０　　　　５０　　　　６０混合時間（分）第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

１、円筒状混合槽の中心に回転軸を取りつけ、該回転軸
に攪拌翼を取りつけるとともに攪拌翼上にガラスピーズ
又はアルミナボール等の攪拌媒体小粒子を配して液体と
固体又は液体液体とを混合する混合装置において、混合
槽上部内壁に上下端を開口した逆円錐台状のリングを取
りつけ、このリング内に位置するようにリングと相似形
で側壁に複数の開孔を有し、かつ、上端のみを開口した
逆円錐台盤を回転軸又は混合槽に取りつけて、リングと
逆円錐台盤との間隙を攪拌媒体小粒子の粒子径より狭く
し、さらに、回転軸近傍のみを開口し、該開口部周縁帯
り下面に前記逆円錐台盤上端の開口内に至る案内管を垂
下固定した仕切板を逆円錐台盤の上部に位置するように
混合槽に取りつけたことを特徴とする攪拌媒体の分離機
構