間歇式介質分散機的製作方法

2023-07-12 17:19:41

本發明涉及一種介質分散機，該介質分散機將在化學、醫療、電子、食品、飼料和其他各種領域中使用的固體/液體類處理材料中的固體粒子與分散介質（珠）一起攪拌而微粒子化，並使該固體粒子分散到液體中。特別涉及一種間歇式介質分散機，該間歇式介質分散機在容器內收納分散介質，並將該容器浸漬於罐內的處理材料中，使處理材料在容器內循環來進行溼式分散處理。

背景技術：

所謂的間歇式介質分散機，是能夠使用較少的分散介質而集中地進行分散處理的裝置，已知有例如在日本特許公開特開平11－244679號公報中所示的裝置。在該公報中，記載有下述分散裝置：該分散裝置將容納分散介質的容器做成使上部開口的容器，並將其底部做成篩網。此外，還已知有將容器整體形成為具有篩網的籠體的裝置。在這樣的容器中，若使篩網的開口面積變小，則有下述情況：處理材料的循環流量變少，還會產生孔眼堵塞的問題。若使篩網的開口面積變大，則分散介質有可能流出，變得無法使用小徑的分散介質。而且，由分散介質造成的篩網的磨損變多，成為耐磨損性變差的原因。

在間歇式介質分散機中，為了將處理材料與分散介質一起攪拌，通常在容器內設有針型的攪拌葉片。此外，還已知有下述結構：在罐內或容器的開口部處設置送入用攪拌葉片來將處理材料向容器送入。但是，僅通過使上述送入用攪拌葉片旋轉，難以使向容器流入的處理材料的流量變大。因此，在以往的間歇式介質分散機中，穿過容器的處理材料的穿過次數較少，處理材料在容器內的的滯留時間的分布有變寬的趨勢。根據雷廷格爾（Rittinger）的法則可知，在由珠磨機（介質分散機）進行的分散中，如果處理材料在珠磨機內的的滯留時間分布陡峭，則通過分散得到的微粒子的粒度分布變陡峭。但是，如上述那樣，在以往的間歇式分散機中，滯留時間分布變寬，所以難以得到陡峭的粒子分布的粒子。

進而，如上述那樣，在以往的間歇式介質分散機中，作為設在容器內的攪拌葉片而使用從旋轉軸在徑向上延伸的針型的攪拌葉片的情況較多。但是，這樣的針型葉片其葉片末端部分處的剪切速度比圓板葉片差，難以將粒子效率良好地微粒子化。此外，還已知有下述這樣的間歇式介質分散機：作為上述容器的篩網，在容器的周邊設置向下方延伸的撐螺栓，在該撐螺栓上隔開間隔地層疊安裝多個平板，或隔開間隔地卷繞金屬線，由此構成篩網。但是，在這樣的結構中，當清洗篩網時，撐螺栓成為障礙物，在撐螺栓部分處發生處理材料的沉澱，清洗變困難，在清洗性上產生問題。

技術實現要素：

本發明的目的是，在間歇式介質分散機中，使在容器內流動的處理材料的流量成為大流量，所述間歇式介質分散機在容器內收納分散介質，並將該容器浸漬於罐的處理液中，使處理材料在罐及容器內循環來進行分散處理。由此，提供一種間歇式介質分散機，該間歇式介質分散機能夠使在容器內循環的處理材料的循環次數變多，使滯留時間分布變陡峭，從而實現粒度分布陡峭的微粒子化。

此外，本發明的目的是提供一種在間歇式介質分散機中清洗較容易、也不易產生孔眼堵塞的上述間歇式介質分散機。

根據本發明，提供一種間歇式介質分散機，所述間歇式介質分散機使收納有分散介質的容器浸漬於罐內的處理材料中，來進行分散處理，其特徵在於，具備容器、旋轉軸和多個圓板葉片，所述容器設置有開口部、筒狀的篩網和底板，所述開口部在上部開口，所述筒狀的篩網在上述開口部的下方形成為筒狀，且具有分散介質不能穿過的流通孔，所述底板將上述篩網的底部蓋住，且不具有流通孔，所述旋轉軸穿過上述開口部向容器內延伸，所述多個圓板葉片連結在容器內的該旋轉軸上，且具有貫通孔，上述多個圓板葉片接近設置，以使得在旋轉軸旋轉時，產生由盤形流動帶來的泵送作用而將處理材料向容器內吸引，並且，處理材料成為輻流而向圓板葉片的外周排出。

此外，根據本發明，提供上述間歇式介質分散機，在上述分散機中，上述篩網與底板一體地連結，並且在上述罐內設有多個軸流用攪拌葉片，使得罐內的處理材料產生軸流而在罐內流動。

本發明如上述那樣構成，將多個圓板葉片接近設置，以在容器內產生形成盤形流動的泵送作用，所以若藉助旋轉軸而圓板葉片旋轉，則產生將處理材料從容器的開口部向容器內積極地吸入的吸引作用。穿過上方的圓板葉片的貫通孔而碰到下方的圓板葉片的處理材料成為沿著圓板葉片的平面的輻流而在徑向上流動，被從周圍的篩網向罐內排出。在此期間中，處理材料與分散介質一起被攪拌，所以由分散帶來的微粒子化進行。藉助上述泵送作用，被排出到罐內的處理材料再次被向容器內積極地吸入，並被分散處理。這樣，處理材料藉助在容器內產生的泵送作用被向容器內積極地吸入，並且被從容器排出，所以能夠使相對於容器流入、流出的處理材料的流量成為大流量。結果，能夠使穿過容器的處理材料的循環次數變多，滯留時間分布變得陡峭，從而能夠得到粒度分布陡峭的微粒子。

進而，若在上述罐內設置產生軸流的多個軸流用攪拌葉片，則能夠使處理材料在罐內的的流動形成下降流或形成整體流動。藉助該軸流，能夠使被從容器的開口部向容器內吸引的處理材料的流量變大，能夠進一步提高由大流量帶來的上述效果。此時，若使多個軸流用攪拌葉片為產生層流的槳葉片，而使得一方成為劃下流（下降流）、另一方成為划起流（上升流），則在罐內形成整體流動，穿過容器的處理材料的循環次數變得更多，滯留時間分布變陡峭，能夠縮短分散速度，並且能夠得到陡峭的粒度分布。此外，通過使用圓板葉片，葉片末端部的剪切速度成為針型葉片的1.5倍以上的速度，從而能夠提高分散效果。若將上述篩網與底板一體地連結，則在清洗時，在容器的周圍不存在在處理材料的流動中產生沉澱那樣的障礙物，能夠提高清洗性。

附圖說明

圖1表示本發明的一實施例，是將一部分用截面表示的側視圖。

圖2表示將3片圓板葉片組合的一實施例，是將一部分用截面表示的側視圖。

圖3表示將3片圓板葉片組合的一實施例，是將一部分用截面表示的俯視圖。

圖4是表示間隙部件的俯視圖。

圖5表示圓板葉片的組合的一實施例，圖5A是剖視圖，圖5B是在圖5A中處於上方的圓板葉片的俯視圖，圖5C是在圖5A中處於中間的圓板葉片的俯視圖，圖5D是在圖5A中處於下方的圓板葉片的俯視圖。

圖6表示圓板葉片的組合的另一實施例，圖6A是剖視圖，圖6B是在圖6A中處於上方的圓板葉片的俯視圖，圖6C是在圖6A中處於中間的圓板葉片的俯視圖，圖6D是在圖6A中處於下方的圓板葉片的俯視圖。

圖7表示圓板葉片的組合的又一實施例，圖7A是剖視圖，圖7B是在圖7A中處於上方的圓板葉片的俯視圖，圖7C是在圖7A中處於中間的圓板葉片的俯視圖，圖7D是在圖7A中處於下方的圓板葉片的俯視圖。

具體實施方式

圖1表示根據本發明的間歇式介質分散機的一實施例，在主體1的上方設有框架4，使其藉助升降軸2在導引軸3上被引導而上下運動。在該框架4的下方被搬入收納有處理材料的罐5，且該罐5被保持器6保持在固定位置。在該罐5的周圍，設有使冷卻水等調溫介質流通的罐外套7。

在上述罐5內，裝入容器8，所述容器8收納有玻璃、鋯石、氧化鋯、鋼、陶瓷或其他分散介質（珠），優選為高比重分散介質（圖示略）。該容器8在上部具有供冷卻水等調溫介質流通的上部外套9，並藉助兼作為調溫介質的流路的通水管兼用撐杆10設在上述框架4的下方。在該容器8的上部，設有穿過上部外套9朝容器的內方傾斜的隔壁11，並形成有在其中心開口的開口部12。

在上述容器8的上部外套9的下方，能夠拆裝地連結著筒狀的篩網13，所述筒狀的篩網13具有下述這樣的大小的小孔、狹縫、網眼等流通孔：收納於該容器內的分散介質無法穿過而處理材料可以穿過。筒狀的該篩網13的底部用不具有流通孔的底板14蓋住。該底板14和篩網13通過設置凸緣等適當的連接部（圖示略）並用螺栓、鉚釘等固接件固接而一體地連結。優選的是，能夠更換地準備具有適當大小的流通孔的多個篩網，以使該篩網能夠對應於分散介質而與流通孔的大小不同的篩網進行更換。另外，在上述底板上，還可以設置用於取放分散介質的取出口（圖示略）。

在上述容器8中，穿過開口部12插入有向容器內延伸的旋轉軸15。該旋轉軸15從框架4向下方垂下，被設置於框架4的驅動馬達16驅動，在下端設有多個圓板葉片17。在實施例中，使3片圓板葉片17組合，但也可以使2片或4片以上的圓板葉片組合。上述多個圓板葉片由在適當部位形成有適當大小的貫通孔18的圓板葉片或不具有貫通孔的圓板葉片構成。多個該圓板葉片17接近設置，使得在旋轉時產生由盤形流動帶來的泵送作用。所謂的由盤形流動帶來的泵送作用，在實施例中，是下述這樣的作用：當圓板葉片17旋轉時，穿過開口部12將處理材料向容器內吸引，被吸引到容器內的處理材料穿過貫通孔18在軸向上流動，接著形成朝向圓板葉片的徑向的輻流（輻流），並沿著圓板葉片的平面向圓板葉片的外周方向排出。藉助該泵送作用，穿過了上述篩網的流通孔的處理材料返回至上述罐內。這樣，藉助接近設置的多個圓板葉片產生吸引、排出作用的泵送作用作為下述的眾所周知的轉盤型泵是已知的：該轉盤型泵利用與圓板葉片的表面接觸的流體的摩擦力及離心力作用，將流體在圓板葉片的徑向上排出，隨之將流體吸引。因而，若圓板葉片17之間的間隔過寬，則不會產生泵送作用，所以多個圓板葉片17通過在中間夾著間隙部件19，被保持為以較窄的間隔接近的狀態。

上述間隙部件19如圖3、圖4所示，形成為截面大致矩形狀，在圓板葉片17的徑向上配置。間隙部件19將面向圓板葉片的中心方向的內端面20形成為窄幅，將與該內端面20的兩端相連的兩側面中的、面向圓板葉片的旋轉方向的一側的側面21形成為直線狀，將與旋轉方向相反的一側的側面22形成為傾斜面。藉助該結構，當在圖3、圖4中圓板葉片向逆時針方向旋轉時，處理材料的排出被促進，能夠增大排出量。位於徑向外側的間隙部件19的外端面23其角落部的一個形成為弧面，另一個形成為角部。在間隙部件19的平面部上，如圖2所示，設有與設在圓板葉片17上的凹部24卡合的凸部25。多個圓板葉片17以夾著該間隙部件19的方式重疊，並被螺栓26固定。

若將上述圓板葉片17與以往的針型葉片的葉片末端間的剪切速度進行比較，則圓板葉片的葉片末端間的剪切速度比針型葉片的葉片末端間的剪切速度變大約1.5倍，結果，能夠加快分散處理。上述圓板葉片17的平面部的表面也可以是保持平面，但也可以考慮處理材料的粒子徑及硬度而設置銷27。更優選的是，上述銷27突出設置於圓板葉片17的外周部，以便能夠對容易集中於圓板葉片17的外周部的分散介質施加衝擊力而使其擴散。另外，該銷在圖2所示的實施例中在圓板葉片的上表面或下表面上在垂直方向上豎立，但也可以在圓板葉片17的外周上使銷在水平方向上突出（圖示略）。還可以代替銷而在圓板葉片的平面上形成凸部或凹部，以對分散介質施加衝擊（圖示略）。

如上述那樣，多個圓板葉片17在容器8內旋轉，由此能夠藉助泵送作用將處理材料吸引至容器8內，但在實施例中還設有送入（吸入）機構，以便積極地將處理材料送入容器內。在圖1中，作為送入機構，在位於容器8的開口部12的旋轉軸15的周圍設有螺旋件28。若旋轉軸15旋轉，則處理材料被該螺旋件28引導而被送入（吸入）容器8內。另外，也可以代替螺旋件而將軸流渦輪葉片、槳葉片或其他送入葉片作為送入機構（圖示略）。

如上述那樣，在圓板葉片17上，可以在適當位置設置貫通孔18。在圖5〜圖7中，示出了具有各種貫通孔的圓板葉片和不具有貫通孔的圓板葉片的組合的一例。圖5A至圖5D所示的實施例具有3片圓板葉片。在上部圓板葉片29上，如圖5B所示，在用於與旋轉軸15連結的安裝部30的周圍形成有4個貫通孔31。在中間圓板葉片32上，也與上部圓板葉片29同樣地設有4個貫通孔33。在下部圓板葉片34上沒有設置貫通孔。在該結構的情況下，藉助由圓板葉片29、32、34帶來的泵送作用而穿過開口部12並在軸向上被吸引的處理材料穿過上部圓板葉片、中間圓板葉片的貫通孔，並在各個圓板葉片的徑向上流動，碰到下部圓板葉片的處理材料沿著下部圓板葉片的平面在徑向上流動。

在圖6A所示的實施例的情況下，在上部圓板葉片35及中間圓板葉片36上，以包圍旋轉軸15的方式形成有與圓板葉片同心狀的大的貫通孔37、38。在下部圓板葉片39上設有旋轉軸的安裝部30，但沒有形成貫通孔。在此情況下，也與上述圖5A所示的實施例大致同樣地藉助泵送作用將處理材料吸引、排出而使其流動。

在圖7A所示的實施例的情況下，在上部圓板葉片40上，如圖7B所示那樣設有旋轉軸的安裝部30和4個貫通孔41。在中間圓板葉片42和下部圓板葉片43上，設有與圓板葉片同心狀的大的貫通孔44、45。在該實施例的情況下，若圓板葉片40、42、43旋轉，則從開口部12送入的處理材料在軸向上流動，並且碰到容器的底板14的處理材料被從下部圓板葉片43的貫通孔45吸引，並進入中間圓板葉片42與下部圓板葉片43之間的空間，沿著各圓板葉片的平面在徑向上流動。

參照圖1，在容器8與罐5之間，設有多個槳型攪拌葉片等軸流用攪拌葉片46，以使罐內的處理材料形成軸流而在上下方向上流動。藉助從上述框架4垂下的旋轉軸47及驅動馬達48使該軸流用攪拌葉片46旋轉。在圖1中示出了2個槳型攪拌葉片，但也可以以將上述容器包圍的方式等間隔地設置3個以上的槳型攪拌葉片。該軸流用攪拌葉片46根據槳的形狀及旋轉方向，能夠在罐內產生上升流或產生下降流，所以能夠對應於處理材料的流動特性而適當地驅動。例如，若使全部的軸流用攪拌葉片46為劃下槳型葉片，則在罐內產生朝下的層流，能夠使穿過開口部12向容器內流入的處理材料的流量變得更大。此外，若使一個軸流用攪拌葉片為劃下槳葉片，而使另一個為划起槳葉片，則罐內的流動成為相對的循環流動，能夠得到在處理材料中不產生沉澱的整體流動。

於是，向上述容器8裝入分散介質，優選地裝入高比重分散介質，並將該容器沉入到罐內，使得該容器處於收納有處理材料的罐5的液面下。並且，若使驅動馬達16、48旋轉，則經由省略了圖示的旋轉傳遞機構，上述旋轉軸15、47旋轉。藉助該旋轉，罐內的處理材料朝向容器的開口部流動，並被設在旋轉軸15上的螺旋件28送入容器內。進而，容器內的圓板葉片17藉助旋轉而發揮泵送作用，所以處理材料穿過容器8的開口部12被積極地向容器內吸引。進入到容器內的處理材料被與分散介質一起攪拌而分散。分散後的處理材料藉助由圓板葉片17的泵送作用帶來的排出作用，穿過篩網13被從容器8向罐5內排出。從容器排出的處理材料藉助由上述螺旋件28及圓板葉片17帶來的泵送作用，穿過上述開口部12，再次被吸引至容器8內，從而被分散至達到希望的程度。此時，容器8內及罐5內的發熱被穿過罐外套7及設在上述容器8上的上部外套9的冷卻水冷卻。根據處理材料，也可以使用溫水作為調溫介質。

如上述那樣，本發明的間歇式介質分散機使接近設置的多個圓板葉片旋轉，由此使容器內產生形成盤形流動的泵送作用，將處理材料切實地且以大流量吸入容器內，使處理材料的循環次數變多，使滯留時間分布變陡峭，從而能夠進行粒度分布陡峭的分散處理。