JPS6115725A - Ribbon type line mixer - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To develop high mixing efficiency even to a highly viscous fluid, by mounting a cylindrical fixed drum and at least a pair of ribbon shaped stirring blades attached to the interior of the drum so as to be rotated along with a rotary shaft. CONSTITUTION:A liquid A and a liquid B are respectively fed under pressure by pressure feed pumps 15, 17 and introduced into a case 1 while the flow amounts of both liquids are precisely metered by flow meters 16, 18. A large ribbon 2 and a small ribbon 3 are rotated to the same direction in the case 1 and the outside part of the liquid mixture in the case is moved to the right direction by the large ribbon 2 while the part of the liquid mixture in the vicinity of the center is moved to the left side by the small ribbon 3 and a vortex is generated by liquid friction. The large ribbon 2 is rotated in the case 1 so as to provide the min. clearance from the case 1 and all of the fluid mixture in the case is thoroughly mixed as a whole and also mixed even in the direction vertical to the paper surface and mixing effect is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は複数の流体を均質に混合するためのリボン型ラ
インミキサーに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a ribbon-type line mixer for homogeneously mixing a plurality of fluids.

〈従来技術〉 複数の流体を混合するミキサーとしては従来より種々の
ものが開発されている。その一つとして、スタティック
ミキサーと称されるものがある。これは少なくとも１段
のＹ字状配管ラインにおいてＹ字状配管の三方より混合
すべき流体を供給し、合流点付近に設けられたエレメン
トの作用により両流体に乱流を生ぜしめることにより混
合を行うものである。流体の混合に広く利用されている
この方式には次のような多くの欠点があり、これに代る
混合状態等の優れたミキサーの開発が切望されている。<Prior Art> Various types of mixers for mixing a plurality of fluids have been developed in the past. One of them is called a static mixer. This involves supplying fluids to be mixed from three sides of the Y-shaped piping in at least one stage of the Y-shaped piping line, and mixing by creating turbulence in both fluids by the action of an element installed near the confluence point. It is something to do. This method, which is widely used for mixing fluids, has many drawbacks as described below, and there is a strong desire to develop an alternative mixer with excellent mixing conditions.

（１）ミキサー内の前後の混合がほとんどできない。こ
のため、供給側での脈動の影響を受は易く、また流量制
御の遅れ（混合比率の変動）を吸収できない。(1) Mixing before and after inside the mixer is almost impossible. For this reason, it is easily affected by pulsations on the supply side, and cannot absorb delays in flow rate control (variations in mixing ratio).

（２）混合性能を上げる目的でエレメントを増やすと、
圧損増大して設備能力が大幅に低下する。(2) If you increase the number of elements to improve mixing performance,
Pressure loss increases and equipment capacity decreases significantly.

（３）混合エネルギーは挿入圧力のみであるため、高粘
度流体では能力的に限界がある。(3) Since the mixing energy is only the insertion pressure, there is a limit to its ability with high viscosity fluids.

〈発明の目的〉 本発明の目的は粘性の大きな流体にあっても高い混合効
率を発揮するリボン型ラインミキサーを提供しようとす
るにある。<Object of the Invention> An object of the present invention is to provide a ribbon-type line mixer that exhibits high mixing efficiency even in highly viscous fluids.

〈発明の構成〉 本発明は、円筒状の固定ドラムと、この固定ドラムを貫
通する回転軸と、たがいに反対方向の少なくとも１回の
ねじりが加えられた状態で前記回転軸のまわりに回転軸
からそれぞれ異なる距離で軸線方向に延長するよう巻回
され、前記回転軸とともに回転するよう前記ドラム内に
取り付けられた少なくとも１対のリボン状攪拌翼とを具
えることを特徴とするリボン型ラインミキサーを提供す
るものである。<Structure of the Invention> The present invention includes a cylindrical fixed drum, a rotating shaft passing through the fixed drum, and a rotating shaft passing through the fixed drum around the rotating shaft with at least one twist in opposite directions. and at least one pair of ribbon-shaped stirring blades that are wound so as to extend in the axial direction at different distances from each other, and are installed in the drum so as to rotate together with the rotating shaft. It provides:

以下、本発明のリボン型ラインミキサーを添付図面に示
す好適実施例につき更に詳細に説明する。Hereinafter, the ribbon type line mixer of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

本発明のミキサーが適用される流体としては、一般には
粘性のある流体、具体的にはこれらに特に限定されるこ
とはないが、ウレタン原料液、触媒液などを挙げること
ができる。Fluids to which the mixer of the present invention is applied are generally viscous fluids, and are not particularly limited to these, but include urethane raw material liquids, catalyst liquids, and the like.

第１図に示されるように、本発明のミキサーの円筒状ケ
ースｌはスタンド２２によ固定的に支持されている。こ
の円筒状ケースの中心には回転軸４が貫通され、この回
転軸はスタンド９に軸受８により回転自在に支承されて
いる。この回転軸４はこの軸に固着されたスプロケッ）
１０、チェーン１１．変速機２１付モータ１３の回転軸
に固着されたスプロケット１２を介して駆動される。As shown in FIG. 1, the cylindrical case l of the mixer of the present invention is fixedly supported by a stand 22. As shown in FIG. A rotating shaft 4 passes through the center of this cylindrical case, and this rotating shaft is rotatably supported by a bearing 8 on a stand 9. This rotating shaft 4 is a sprocket fixed to this shaft)
10. Chain 11. It is driven via a sprocket 12 fixed to the rotating shaft of a motor 13 with a transmission 21.

ケース１内には混合すべき流体が流れるので、回転軸４
はケースｌとの接触部において、パツキン５がカバー６
およびポルト７によって押し込められたグランドパツキ
ンによってシールされている。Since the fluid to be mixed flows in the case 1, the rotating shaft 4
In this case, the gasket 5 is attached to the cover 6 at the contact part with the case L.
and is sealed by a gland packing pressed in by Porto 7.

１４はＡ液の入口フランジで、ケースｌまでの配管の途
中に液を圧送するためのポンプ１５、流量を図る流量計
１６が設けられている。Ｂ液についても同様に、入口フ
ランジ１９、ポンプ１７、流量計１８が設けられている
。２０は混合液出口フランジである。14 is an inlet flange for liquid A, and a pump 15 for pumping the liquid and a flow meter 16 for measuring the flow rate are provided in the middle of the piping to case l. Similarly, an inlet flange 19, a pump 17, and a flow meter 18 are provided for liquid B. 20 is a mixed liquid outlet flange.

本発明においては、ケース１内には少なくとも１対の大
リボン２および小リボン３を有する攪拌翼を設ける。大
リボン２の両端は回転軸４に固着され、半径方向にケー
スｌの円筒壁付近まで延長するラジアル軸２３上に固着
される。第１図に示すように、大リボン２は回転軸４の
まわりに３６０６回転して軸２３に取り付けられ、その
間に少なくとも１回のねじりが加えられる。ちょうど、
軸４のまわりにサインカーブを描くような状態となる。In the present invention, a stirring blade having at least one pair of large ribbon 2 and small ribbon 3 is provided in case 1 . Both ends of the large ribbon 2 are fixed to the rotating shaft 4, and are fixed on a radial shaft 23 extending in the radial direction to near the cylindrical wall of the case l. As shown in FIG. 1, the large ribbon 2 is attached to the shaft 23 after 3606 rotations around the rotation axis 4, during which at least one twist is applied. just,
The state is such that a sine curve is drawn around axis 4.

大リボン２の軸２３上への固着点から１８０°回転した
位置にある大リボンの中間部２５は軸４から軸２３とほ
ぼ同じ長さだけ離隔して位置し、固着されていす、フリ
ーである。第一図において、大リボンの軸２３への固着
部および中間部２５は大リボンの変曲点でありケースｌ
の円筒状ケースｌの円筒部と平行をなし、それ以外の部
分はリボンの平坦面が軸線方向に向く部分を有し、混合
すべき流体を軸線方向に変位させる作用をする。The middle part 25 of the large ribbon, which is located 180° rotated from the point where the large ribbon 2 is fixed onto the shaft 23, is spaced apart from the shaft 4 by approximately the same length as the shaft 23, and is fixed and free. be. In Figure 1, the part where the large ribbon is fixed to the shaft 23 and the intermediate part 25 are the inflection points of the large ribbon, and the case l
The ribbon is parallel to the cylindrical part of the cylindrical case l, and the other part has a part in which the flat surface of the ribbon faces in the axial direction, and acts to displace the fluid to be mixed in the axial direction.

小リボン３も上記の大リボン２と同様にしてケースｌ内
に設けられる。したがって、大リボンの設置と主として
異なる点のみを以下に述べる。The small ribbon 3 is also provided in the case l in the same manner as the large ribbon 2 described above. Therefore, only the main differences from the installation of the large ribbon will be described below.

小リボンの両端の取付位置は大リボンと同様に、軸２３
とは軸４上で角度をずらせて、第１図では反対側に軸４
上に立設されたラジアル軸２４に固着される。このラジ
アル軸２４はラジアル軸２３の高さより低くしてこれに
取り付けられる小リボン３が流体の中間部より中心に近
い部分の攪拌を行わせるようにする。しかも、小リボン
３に加えられるねじりは大リボンに加えられるねじりと
は反対の方向にするのが好ましい。小リボンの中間部２
６は大リボンの中間部２５と同様である。The mounting position of both ends of the small ribbon is the same as the large ribbon.
The angle is shifted on the axis 4, and in Fig. 1, the axis 4 is on the opposite side.
It is fixed to a radial shaft 24 erected above. The height of this radial shaft 24 is lower than that of the radial shaft 23 so that the small ribbon 3 attached thereto stirs a portion of the fluid closer to the center than an intermediate portion. Furthermore, it is preferable that the twisting applied to the small ribbon 3 be in the opposite direction to the twisting applied to the large ribbon. Middle part 2 of small ribbon
6 is the same as the middle part 25 of the large ribbon.

次に、大リボン２と小リボン３との関係について説明す
る。Next, the relationship between the large ribbon 2 and the small ribbon 3 will be explained.

いま、大リボン２の振幅（軸心と中間部２５との距離）
をＲ１，小リボン３の振幅（軸心と中間部２６との距＃
）をＲ２とすると、その比Ｒ２／Ｒ１はｌ／３〜ｌ／２
の範囲にするのが良い。この範囲をはずれると、第２図
に示すような良好な混合効果を得るための層流が生じに
くくなるからである。Now, the amplitude of the large ribbon 2 (distance between the axis and the middle part 25)
R1, the amplitude of the small ribbon 3 (distance # between the axis and the intermediate part 26)
) is R2, the ratio R2/R1 is l/3 to l/2
It is best to keep it within the range of This is because if it deviates from this range, it becomes difficult to produce laminar flow to obtain a good mixing effect as shown in FIG.

大リボン２および小リボン３と回転軸４とのなす角度を
それぞれθ１、θ２とした時、３０″くθ１　θ２＜６
０＠の範囲にするのが良い。この角度範囲をはずれると
、リボンの周期が長すぎたり、短かすぎたりし、その結
果第２図に示すような良好な層流が生じなくなる。When the angles formed by the large ribbon 2 and small ribbon 3 and the rotating shaft 4 are θ1 and θ2, respectively, 30" θ1 θ2<6
It is best to keep it in the range of 0@. Outside this angular range, the ribbon period may be too long or too short, resulting in poor laminar flow as shown in FIG. 2.

リボンの固着端間における周期はｌサイクルが最も良い
。３サイクルをこえると１作動上および混合効果上問題
がでて〈葛。The best period between the fixed ends of the ribbon is 1 cycle. If it exceeds 3 cycles, problems will occur in terms of operation and mixing effect.

リボンの幅は大小リボンで同じでも異ならせても良いが
、ケースの大きさに応じて決定さるべきである。The width of the ribbons may be the same or different for large and small ribbons, but should be determined according to the size of the case.

〈発明の作用効果〉 次に、本発明のリボン型ミキサーの動作を説明しつつ、
あわせて効果を述べる。<Operations and Effects of the Invention> Next, while explaining the operation of the ribbon mixer of the present invention,
The effects will also be described.

Ａ液、Ｂ液は各々圧送ポンプ１５．１７によって圧送さ
れ、その流量は流量計１６．１８によって精密に計られ
た後ケースｌに押込められる。The A liquid and the B liquid are each pumped by a pressure pump 15.17, and the flow rate thereof is precisely measured by a flow meter 16.18 before being forced into the case l.

ケース内は大リボン２と小リボン３が同一方向に回転す
るがそのねじりは逆になっている。Inside the case, the large ribbon 2 and small ribbon 3 rotate in the same direction, but are twisted in opposite directions.

従ってその内部の状態は第２図に示す様な動きを示す。Therefore, its internal state exhibits movement as shown in FIG.

即ち大リボン２の回転によってケース内の流体の外側部
は右方向に、中心に近い流体の部分は小リボンの回転で
左側に動かされ、又流体摩擦によって図２に示す渦が発
生する。これはスタティックミキサーの層流混合と違っ
て乱流混合となり効果は大きく全体混合も可能となって
くる。That is, by the rotation of the large ribbon 2, the outer part of the fluid inside the case is moved to the right, and the part of the fluid near the center is moved to the left by the rotation of the small ribbon, and the vortex shown in FIG. 2 is generated due to fluid friction. Unlike the laminar flow mixing of a static mixer, this is a turbulent flow mixing, which has a large effect and enables total mixing.

大リボン２はケース内でケース１と最小のクリアランス
を持って回転するのでケース内の流体は余すところなく
全体が混合され、又紙面垂直方向も大、小リボンの回転
及び流体摩擦による混合が加わり更にその効果が増して
いる。The large ribbon 2 rotates within the case with a minimum clearance from the case 1, so the fluid inside the case is thoroughly mixed, and also in the direction perpendicular to the paper, mixing is caused by the rotation of the large and small ribbons and fluid friction. Furthermore, the effect is increasing.

一般に高粘度流体のプロセスラインでの混合は、複数の
流体を流量計で計量しつつ圧送ポンプにてスタティック
ミキサーに押込みその内部エレメントのねじりによる流
路の変更によって静的に行なわれる。その際圧送ポンプ
の脈動等による混合比の微妙な変動（ばらつき）は避け
ることが困難で、特にスタティックの場合連続ラインで
のばらつきの調整（前後の混合）は不可能である。Generally, high viscosity fluids are mixed in a process line statically by measuring a plurality of fluids with a flowmeter, pushing them into a static mixer with a pressure pump, and changing the flow path by twisting the internal elements. At this time, it is difficult to avoid subtle fluctuations (variations) in the mixing ratio due to pulsation of the pressure pump, etc., and especially in the case of static, it is impossible to adjust the fluctuations (mixing before and after) in a continuous line.

本発明は前述の様に混合のエネルギーの供給が押込み圧
力ではなく、外部から内側の攪拌翼を回転させる事によ
り混合させるので、その機構上第２図で示す様な流体の
流れが発生するので乱流混合が可能となり、又容器内全
体も混合される。As mentioned above, in the present invention, the energy for mixing is not supplied by indentation pressure, but by rotating the internal stirring blade from the outside, so that due to the mechanism, a fluid flow as shown in Fig. 2 is generated. Turbulent mixing is possible and the entire interior of the container is also mixed.

従ってポンプの脈動等によって発生した微妙な変動もケ
ース内全体が混合されるので、連続ラインとしてのばら
つきが大幅に減少する。Therefore, subtle fluctuations caused by pump pulsation are mixed throughout the case, and variations in the continuous line are greatly reduced.

本発明では、第１図に示す様にケース内の大小のリボン
翼は変速機２１によってその回転数は任意にとれるので
、内部流体の粘度に従って効率良く混合を行わせる為の
調整が可能となっている。In the present invention, as shown in FIG. 1, the rotation speed of the large and small ribbon blades inside the case can be adjusted arbitrarily by the transmission 21, so that it is possible to adjust the rotation speed for efficient mixing according to the viscosity of the internal fluid. ing.

一般に高粘度流体の配管内での圧力損失は非常に大きく
、特にスタティック型を使用する場合、強力なポンプを
必要とし、更に混合能力を上げる為にはエレメントの追
加が必要であり、配管上危険なものとなる。Generally, the pressure loss in piping for high viscosity fluids is very large, and when using a static type in particular, a powerful pump is required, and additional elements are required to further increase the mixing capacity, which is dangerous for piping. Become something.

本発明は前述の様に外部のモーターがリボン翼を回転す
る事によって能力が調整されるので押込圧力に関係無く
混合性能が制御され特に高粘度流体の混合に適するもの
である。As described above, the capacity of the present invention is adjusted by rotating the ribbon blades by an external motor, so the mixing performance is controlled regardless of the pushing pressure, and is particularly suitable for mixing high viscosity fluids.

〈実施例〉 ケースの長さ１ｍ、直径３０ｃｍのドラムを用い、第１
図に示すように、θ、＝６６”、　　θ２＝３３”　、
　Ｒ１＝１４０ｍｍ、　Ｒ２＝６０＋ｕｓ、幅５０１ｍ
ｍの逆のひねりを１回与えた大リボンおよび小リボンを
用い、２００　ｒｐｍの速度で回転を与えた。<Example> Using a drum with a case length of 1 m and a diameter of 30 cm, the first
As shown in the figure, θ,=66”, θ2=33”,
R1=140mm, R2=60+us, width 501m
Rotation was applied at a speed of 200 rpm using a large ribbon and a small ribbon that were given one twist in the opposite direction of m.

Ａ液およびＢ液としてそれぞれ、ウレタン原料液および
触媒液を入れ、攪拌した。Urethane raw material liquid and catalyst liquid were added as liquid A and liquid B, respectively, and stirred.

これに対し、従来のスタティックミキサーを用いて同様
の混合を行ったものと混合効果を比較したところ、以下
のような結果が得られた。なお、混合効果はシーリング
剤としての接着性によって評価した。スタティックミキ
サーで行う場合に比べて、接着のバラツキが２０％減少
した。On the other hand, when the mixing effect was compared with that obtained by performing similar mixing using a conventional static mixer, the following results were obtained. The mixing effect was evaluated based on the adhesiveness of the sealant. The variation in adhesion was reduced by 20% compared to when using a static mixer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明のリボン型ラインミキサーの線図的断面
図、第２図はケース内の攪拌性状を示す図である。 符号の説明 １・・・ケース、２・・・大リボン□、３・・・小リボ
ン、４・・・シャフト、５・・・パツキン、６・・・カ
バー、７・・・ボルト、８・・・軸受、９・・・スタン
ド、ｌＯ・・・大スプロケット、１１・・・チェノ、１
２・・・小スプロケット、１３・・・駆動モーター、１
４・・・Ａ液入ロフランジ、１５・・・圧送ポンプ、１
６・・・流量計、１７・・・圧送ポンプ、１８・・・流
量計、１９・・・Ｂ液入ロフランジ、２０・・・混合液
出口フランジ、２１・・・変速機、２２・・・スタンド
、２３．２４・・・ラジアル軸、２５゜２６・・・リボ
ンの中間部FIG. 1 is a diagrammatic cross-sectional view of the ribbon type line mixer of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing stirring properties inside the case. Explanation of symbols 1... Case, 2... Large ribbon □, 3... Small ribbon, 4... Shaft, 5... Packing, 6... Cover, 7... Bolt, 8... ...Bearing, 9...Stand, lO...Large sprocket, 11...Cheno, 1
2...Small sprocket, 13...Drive motor, 1
4...A liquid-filling flange, 15...Pressure pump, 1
6...Flowmeter, 17...Pressure pump, 18...Flowmeter, 19...B liquid inlet flange, 20...Mixed liquid outlet flange, 21...Transmission, 22... Stand, 23.24...Radial axis, 25゜26...Middle part of ribbon

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 円筒状の固定ドラムと、この固定ドラムを貫通する回転
軸と、たがいに反対方向の少なくとも１回のねじりが加
えられた状態で前記回転軸のまわりに回転軸からそれぞ
れ異なる距離で軸線方向に延長するよう巻回され、前記
回転軸とともに回転するよう前記ドラム内に取り付けら
れた少なくとも１対のリボン状攪拌翼とを見えることを
特徴とするリボン型ラインミキサー。a cylindrical fixed drum, a rotating shaft passing through the fixed drum, and extending in the axial direction around the rotating shaft at different distances from the rotating shaft with at least one twist applied in opposite directions; A ribbon-type line mixer, characterized in that at least one pair of ribbon-shaped stirring blades are visible, which are wound so as to rotate and are mounted within the drum so as to rotate together with the rotating shaft.