攪拌混合設備的製作方法
2023-05-02 10:36:51
專利名稱：攪拌混合設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可通過振動和/或旋轉攪拌器本體來進行攪拌式混合的攪拌混合設備。
背景技術：
例如，在包括了將液體添加到粉末中、將粉末添加到液體中或者同時添加粉末和液體的混合工藝中，在液體中通常會產生粉末的二次附聚物(「團塊」)，一旦產生了這種團塊，使它們再次溶解於液體中通常是非常困難的。另外，所產生的團塊會堵塞材料入口，常常會使粉末的隨後供給產生困難。
因此，近年來已經提出了多種用於在混合粉末和液體的工藝中抑制二次附聚物產生的裝置和方法。
在現有技術的連續混合設備中，在外殼中安裝了轉盤，在外殼的上部連接有用於供給液體和粉末的供給埠，而在其下部連接了排放埠。轉盤將外殼的內部分隔成上混合腔和下混合腔。另外，在轉盤的上部區域中連接了刮刀，在轉盤下方的位置處安裝了旋轉刮刀，其可以非接觸的方式獨立於轉盤而轉動。從供給埠中所提供的粉末和液體通過轉盤的旋轉而混合起來，進入到下混合腔中的所得混合物被刮下來，同時被以低於轉盤的速度旋轉的旋轉刮刀所混合，從而經由排放埠連續地傳送到外部(例如可見日本公開特許公報No.Hei 11-19495、No.2001-62273和No.2002-166154)。
另外，例如在日本公開特許公報No.2002-248330和No.2001-198447中提出了一種通過旋轉混合盤來混合粉末和液體的連續混合設備，其中液體以霧狀形式來提供以便均勻地混合粉末和液體。
還提出了一種用於通過混合粉末如炭粉和液體如水來提供漿狀混合物的方法(例如可見日本公開特許公報No.2001-65850)。在這種方法中，粉末被提供到螺旋泵中，而液體也被供應到螺旋泵的中遊部分中以與粉末進行混合。首先增大螺旋泵中的壓力，然後降低排放埠處的壓力，以便使混合物轉化為漿體。
另外，本發明的申請人已經提出了(例如可見日本公開特許公報No.2000-246131)一種分配裝置，其包括可在其中保持兩種或更多材料的外殼，以及安裝在外殼上的研磨主軸。在該分配裝置中，在外殼的內表面和研磨主軸的外表面中的至少其中之一上形成了凹坑和凸起，通過使研磨主軸相對於外殼往復運動以在外殼的內表面和研磨主軸的外表面之間的間隙中產生高壓力，就可以分配出上述兩種或更多材料中的至少一種。
然而，在上述混合設備和混合方法中，沒有一種設備和方法能夠完全地溶解二次附聚物以防止粉末入口被堵塞。另外，在上述混合設備和方法中，在待混合的粉末和液體的組合方面存在著限制。因此，混合通常會無法實現所需的質量。
另外，在上述混合設備和方法中，對於通過液體的混合、溶解、化學反應、聚合或其它處理來得到的高粘性材料而言，均勻混合很可能是不充分的。
發明內容
本發明的一個優點是提供了一種攪拌混合設備，其能夠在尤其是混合粉末和液體組合的混合工藝期間抑制二次附聚物的產生，以防止因二次附聚物所致的材料入口的堵塞，並能夠對基本上不受限制的粉末和液體的組合、包括幾種液體的組合以及一種粉末和一種液體的組合進行混合。另外，本發明的攪拌混合設備具有優越的性能，能夠使液體與另一種液體或粉末均勻地混合，並且在幾種液體之間以及在一種粉末和一種液體引發均勻的反應。
根據本發明的攪拌混合設備具有下述特徵。
(1)攪拌混合設備包括外殼，其具有流體從中穿過的流動通道；攪拌器本體，其由安裝在外殼中且與旋轉振動裝置相連的軸和連接在該軸的外周上的攪拌葉片構成；以及用於將原料輸送到外殼中的材料入口。
通過允許攪拌器本體來提供振動攪拌，攪拌後的物質就可在被進一步均勻攪拌的同時輸送到後續階段中。這樣就可以實現平穩的攪拌混合操作，不會產生二次附聚物，即使在攪拌後的物質變得非常粘時，攪拌後的物質也不會固留在外殼上。
(2)在根據(1)所述的攪拌混合設備中，軸包括第一軸部分和第二軸部分，旋轉振動裝置包括用於使第一軸部分旋轉的旋轉裝置和用於使第二軸部分振動的振動裝置。
(3)在根據(1)或(2)所述的攪拌混合設備中，通過用隔板來分隔流動通道，就可以在外殼中形成一個或多個攪拌腔。
隔板的設置使得在外殼的流動通道內產生了紊流，這有助於增強攪拌效率。
(4)在根據(3)所述的攪拌混合設備中，材料入口包括粉末入口和液體入口。
(5)根據本發明另一方面的攪拌混合設備包括外殼，其具有流體從中穿過的流動通道；攪拌器本體，其由安裝在外殼中且與振動裝置相連的軸和連接在該軸的外周上的攪拌葉片構成；以及用於將原料輸送到外殼中的材料入口，其中材料入口包括粉末入口和液體入口。
(6)在根據(1)到(5)中任一項所述的攪拌混合設備中，粉末入口連接在粉末供給裝置上，該粉末供給裝置包括用於輸送粉末的螺杆，該螺杆連接在旋轉振動裝置上。
(7)在根據(5)所述的攪拌混合設備中，粉末入口相對於攪拌器本體的軸定位在水平位置上。
(8)在根據(5)所述的攪拌混合設備中，粉末入口相對於攪拌器本體的軸定位在垂直位置上。
(9)在根據(1)到(8)中任一項所述的攪拌混合設備中，外殼還包括與之相連的排放埠，在排放埠的附近設置了用於過濾外殼內容物的過濾器。
過濾器的設置使得可以濾掉未溶解的物質和/或不需要的物質，因此可以得到所需要的物體，例如所需的溶解材料、所需的混合物或所需的反應物。
(10)根據(1)到(9)中任一項所述的攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到外殼內。
(11)在根據(10)所述的攪拌混合設備中，原料是固體或粉末，其通過控制蒸氣的量和/或壓力來進行加熱、熔化和/或巴氏滅菌。
(12)在根據(10)所述的攪拌混合設備中，原料是液體或流體，液體或流體的粘性或反應速率通過控制蒸氣的量和/或壓力來調節。
圖1是示意性顯示了根據本發明第一實施例的攪拌混合設備的結構的剖視圖；圖2是示意性顯示了根據本發明第二實施例的攪拌混合設備的結構的剖視圖；圖3是示意性顯示了根據本發明第三實施例的攪拌混合設備的結構的剖視圖；圖4是示意性顯示了根據本發明第四實施例的攪拌混合設備的結構的剖視圖；圖5是示意性顯示了根據本發明第五實施例的攪拌混合設備的結構的剖視圖；圖6是示意性顯示了根據本發明第六實施例的攪拌混合設備的結構的剖視圖；
圖7是示意性顯示了根據本發明第七實施例的攪拌混合設備的結構的剖視圖；和圖8是示意性顯示了根據本發明第八實施例的攪拌混合設備的結構的剖視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖來描述本發明的優選實施例。
第一實施例參見圖1，下面將介紹根據本發明的攪拌混合設備的一種示例性結構。
攪拌混合設備10包括外殼12，其具有流體從中穿過的流動通道；以及攪拌器本體15，其由安裝在外殼12中且與旋轉振動裝置相連的第一軸部分14、第二軸部分48和連接在第一軸部分14的外周上的攪拌葉片16構成。攪拌葉片16優選形成為適當選擇的形狀，例如為螺旋體、杆等，這取決於待攪拌的原料。
在外殼12的上遊部分中設有用於將原料供應到外殼12中的材料入口24，26，而在外殼12的中部設有用於將原料供應到外殼12中的材料入口22。在外殼12的下遊部分中設有用於將攪拌後的物質排出到外殼12之外的排放埠20。
在外殼12中安裝了一個或多個隔板18，以允許液體或粉末在外殼12的內部和流動通道之間穿過。外殼12的內部被隔板18分隔開，從而形成了攪拌腔200a，200b和200c，各腔順序地接受物質，例如已被攪拌到不同程度的混合物。採用上述隔板18來分隔外殼12的內部增強了紊流的效果。然而，外殼的內部結構不限於上述結構，根據原料的性能，也可以省略掉隔板18，只要攪拌混合能容易地實現即可。
旋轉振動裝置包括用於使第一軸部分14旋轉的旋轉裝置，以及用於主要使第二軸部分48振動的振動裝置。
旋轉裝置包括與電機36相連且能夠旋轉的第一齒輪34、與第一齒輪34嚙合且能夠以與第一齒輪34的旋轉方向相反的方向旋轉的第二齒輪32，以及齒輪單元30，該齒輪單元30具有第二齒輪32安裝於其上的外周壁，以及與第一軸部分14相連的底面。
另外，振動裝置包括與第二軸部分48的一端相連的偏心輪50、與第二軸部分48的另一端相連且設於齒輪單元30中的活塞40，以及插入於活塞40和齒輪單元30之間以防止將旋轉運動傳遞給活塞40的防轉裝置。
在該實施例中，防轉裝置包括插入在活塞40的外周壁和齒輪單元30的內周壁之間的徑向軸承42，以及安裝在活塞40的底部與齒輪單元30的內基面之間的位置和活塞40的頂部與齒輪單元30的相對表面之間的位置中的至少一個位置上的一個或兩個推力軸承44。上述徑向軸承42的設置使得活塞40不會傳遞由第一齒輪34和第二齒輪32傳遞過來的齒輪單元30的旋轉。同時，推力軸承44的設置允許第一齒輪34和第二齒輪32嚙合，以便將旋轉運動傳遞到齒輪單元30上，同時使齒輪單元30沿著箭頭102所示的方向與偏心輪50往復推動的活塞40的振動同步地平穩滑動。
下面將介紹根據本發明的攪拌混合設備10的操作。
經由至少一個材料入口22，24和26來將原料提供到外殼12中。同時，促動偏心輪50以使第二軸部分48沿著箭頭108所示的方向往復運動，這又導致與第二軸部分48相連的活塞40沿著箭頭102所示的方向往復運動。
與偏心輪50的促動同時地或獨立於該促動，電機36被促動以使第一齒輪34沿著箭頭100所示的方向旋轉。第一齒輪34的旋轉被傳遞到與第一齒輪34嚙合的第二齒輪32上，使得第二齒輪32沿著與第一齒輪34的旋轉相反的方向旋轉；換句話說，沿著箭頭104所示的方向旋轉。結果，具有安裝在其外周壁上的第二齒輪32的齒輪單元30便沿著箭頭104所示的方向旋轉，同時與齒輪單元30相連的第一軸部分14沿著箭頭104所示的方向旋轉。
另外，活塞40在箭頭102所示方向上的往復運動(振動)被傳遞到齒輪單元30上，這便導致了第一軸部分14在沿著箭頭106所示的方向往復運動的同時沿著箭頭104所示的方向旋轉。
這樣，攪拌器本體15在外殼12內往復運動並旋轉，從而提供了更加均勻的攪拌，即使攪拌後的物質變得非常粘，攪拌器本體15也可以順利地進行攪拌混合操作，同時經由攪拌腔200a，200b和200c將攪拌後的物質輸送到排放埠20中。
第二實施例下面將參考圖2來介紹根據本發明的攪拌混合設備的另一實施例，尤其將詳細描述旋轉振動裝置的結構。與在實施例1中介紹的那些零件相對應的零件用相同的標號來表示，它們的重複性描述將略去。
在第一實施例的攪拌混合設備中，推力軸承44安裝在活塞40的底部與齒輪單元30的內基面之間的位置和活塞40的頂部與齒輪單元30的相對表面之間的位置中的至少一個位置上，相反，在根據本實施例的攪拌混合設備中，安裝了平板48a和48b來代替推力軸承44。
平板48a和48b的設置允許第一齒輪34與第二齒輪32嚙合，以便將旋轉運動傳遞給齒輪單元30，同時允許齒輪單元30沿著箭頭102所示的方向與由偏心輪50往復式促動的活塞40的往復運動(振動)同步地平穩滑動。
根據本實施例的攪拌混合設備的操作與根據上述第一實施例的攪拌混合設備的操作相同，因此其重複性的描述將略去。
第三實施例下面將參考圖3來介紹本發明攪拌混合設備的另一示例，尤其將詳細描述外殼的結構。與在第一實施例中介紹的那些零件相對應的零件用相同的標號來表示，它們的重複性描述將略去。
在根據本實施例的攪拌混合設備60中，具有漏鬥形狀的粉末入口28連接在位於外殼12的上遊部分中的攪拌腔202a上，液體入口22連接在位於外殼12的中間部分中的攪拌腔202b上。另外，粉末將供應到其中的攪拌腔202a形成為具有比攪拌腔202b和攪拌腔202c更小的容量。通過這種結構，粉末可從攪拌腔202a中向下遊傳送，幾乎沒有剩餘粉末殘留在攪拌腔202a中，因此便抑制了在混合粉末和液體的後續攪拌混合工藝期間二次附聚物的產生，這又導致了平穩的攪拌操作。
在粉末入口28之上設有粉末供給裝置54，該裝置具有漏鬥形的粉末供給器。另外，為了實現較高速度的粉末供給，粉末供給裝置54設有引入器(圖3中未示出；例如為螺旋給料器)，其由與用作旋轉振動裝置或旋轉裝置的電機52相連的引入軸、連接在引入軸的外周上的螺旋葉片以及單軸偏心泵(例如可買到的由HEISHIN公司製造的NEMO泵)構成。同時，液體入口22經由閥72和泵74與液體貯槽76相連，在貯槽76中存儲了混合所用的液體78。
在具有未處理物質的釋放埠64的攪拌腔202c中，設置了過濾器70以封住攪拌器本體15。通過使用過濾器70，即使原料的未處理物質(形式例如為二次附聚物或團塊)殘留在外殼12中，未處理物質也會僅經由釋放埠64排出。例如，過濾器70可採用由不鏽鋼或陶瓷製成的具有大小為微米級的網眼(細網眼)的過濾件、反滲透隔膜、聚合物隔膜(納米級濾膜)等。另外，在攪拌腔202c的過濾器70之外設有處理完成腔82，處理後的物質在被過濾的同時輸送到該腔82內，處理完成腔82具有處理後物質的釋放埠62。
未處理物質的釋放埠64裝有壓力計80和排放閥68，處理後物質的釋放埠62裝有排放閥66。
下面將介紹根據本實施例的攪拌混合設備60的操作。
促動電機52以將粉末從粉末供給裝置54中推出，從而將粉末經由處於外殼12的上遊部分中的粉末入口28而供應到外殼12中。同時，液體78經由泵74、閥72和液體入口22而從液體貯槽76中供應到外殼12的內部。
這裡，攪拌器本體15的旋轉-往復運動與實施例1中的類似，因此其重複性的描述將略去。
處理後的物質之後被順序地輸送到攪拌腔202a，202b和202c中，同時被攪拌器本體15的旋轉-往復運動所攪拌，然後被過濾器70過濾。已被過濾的處理後物質存儲在處理完成腔82中，然後，通過將閥66以連續或間歇性的方式從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，可將處理後的物質排放出來。同時，在壓力計80所檢測到的壓力超過了預定壓力時，通過將閥68從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，可將未處理的物質排放出來。
第四實施例下面將參考圖4來介紹本發明攪拌混合設備的另一實施例，尤其將描述外殼的具體結構。與在第一到第三實施例中介紹的那些零件相對應的零件用相同的標號來表示，它們的重複性描述將略去。
在根據本實施例的攪拌混合設備90中，粉末將引入到其中的位於外殼12的上遊部分中的攪拌腔204a形成為具有比攪拌腔204b更小的容量。通過這種結構，粉末可從攪拌腔204a中向下遊傳送，幾乎沒有剩餘粉末殘留在攪拌腔204a中，因此便在粉末與液體混合時抑制了二次附聚物的產生，這又導致了平穩的攪拌混合操作。攪拌腔204a還包括蒸氣入口88。
另外，在液體將引入到其中的攪拌腔204b上連接有蒸氣注入腔84，在蒸氣注入腔84和流動通道之間設有過濾器86。蒸氣注入腔84包括蒸氣入口85。蒸氣通過從過濾器86中穿過而形成為所需大小的均勻霧流，然後注入到外殼12中。蒸氣入口85和88均裝有用於測量蒸氣注入壓力的壓力計(未示出)，從而能夠控制蒸氣的量和壓力。通過這種結構，就可對供應到外殼12中的粉末和/或粉末與液體的混合物進行有效的加熱、熔化和/或巴氏滅菌。
這裡，攪拌器本體15的旋轉-往復運動與第一實施例中的相同，其重複性的描述將略去。
第五實施例下面將參考圖5來介紹根據本發明的攪拌混合設備的另一示例性結構。與在第一到第三實施例中介紹的那些零件相對應的零件用相同的標號來表示，它們的重複性描述將略去。
攪拌混合設備110包括外殼12，其具有流體從中穿過的流動通道；以及攪拌器本體15，其由安裝在外殼12中且與振動裝置92相連的軸17和連接在軸17的外周上的攪拌葉片16構成。攪拌葉片16優選形成為適當選擇的形狀，例如為螺旋體、杆等，這取決於待攪拌的原料。
在本實施例的攪拌混合設備110中，位於外殼12的上遊部分中的攪拌腔206a具有定位成與軸17平行的粉末入口24，而位於外殼12的中部的攪拌腔206b具有液體入口22。
在外殼12中安裝了一個或多個隔板18，因此液體或粉末可在外殼12的內部和流動通道之間穿過。外殼12的內部被隔板18分隔開，從而形成了攪拌腔206a，206b和206c，各腔順序地接受物質，例如已被攪拌到不同程度的混合物。採用上述隔板18來分隔外殼12的內部增強了紊流的效果。然而，外殼12的內部結構不限於上述結構，根據原料的性能，也可以省略掉隔板18，只要攪拌混合能容易地實現即可。
在粉末入口24上設有粉末供給裝置55，其包括漏鬥形的粉末供給器57、螺杆和第二軸部分48(如圖1所示)，第二軸部分48與旋轉振動裝置53相連，以便將粉末輸送到粉末入口24處。旋轉振動裝置53優選為參考圖1和2所述的第一和第二實施例中的旋轉振動裝置。
換句話說，旋轉振動裝置53包括用於使螺杆而非圖1所示的第一軸部分14旋轉的旋轉裝置，以及用於主要使第二軸部分48往復運動(振動)的振動裝置。
如圖1所示，旋轉裝置包括與電機36相連且能夠旋轉的第一齒輪34、與第一齒輪34嚙合且能夠以與第一齒輪34的旋轉方向相反的方向旋轉的第二齒輪32，以及齒輪單元30，該齒輪單元30具有第二齒輪32安裝於其上的外周壁，以及與螺杆相連的底面。
另外，振動裝置包括與第二軸部分48的一端相連的偏心輪50、與第二軸部分48的另一端相連且設於齒輪單元30中的活塞40，以及插入於活塞40和齒輪單元30之間以防止將旋轉傳遞給活塞40的防轉裝置。
在該實施例中，防轉裝置包括插入在活塞40的外周壁和齒輪單元30的內周壁之間的徑向軸承42，以及安裝在活塞40的底部與齒輪單元30的內基面之間的位置和活塞40的頂部與齒輪單元30的相對表面之間的位置中的至少一個位置上的一個或兩個推力軸承44。徑向軸承42的設置使得活塞40不會傳遞由第一齒輪34和第二齒輪32傳遞過來的齒輪單元30的旋轉。同時，推力軸承44的設置允許第一齒輪34和第二齒輪32嚙合，以便將旋轉傳遞到齒輪單元30上，同時可使齒輪單元30沿著箭頭102所示的方向與偏心輪50往復推動的活塞40的往復運動同步地平穩滑動。旋轉振動裝置不限於上述結構，也可具有如圖2所示的結構。
通過這種結構，粉末可被輸送到攪拌腔206a中，幾乎沒有剩餘粉末殘留在粉末供給裝置55中，即使所引入的粉末因與供應到外殼12中的液體相接觸而粘附在螺杆上，也可以通過旋轉振動裝置53來將粘附在螺杆上的材料從螺杆上除去。結果，可在後續攪拌混合中抑制二次附聚物的產生，從而實現平穩的攪拌操作。
同時，液體入口22經由閥72和泵74與液體貯槽76相連，在貯槽76中存儲了混合所用的液體78。
在具有未處理物質的釋放埠64的攪拌腔202c中，設置了過濾器70以封住攪拌器本體15。通過使用過濾器70，即使原料的未處理物質(形式例如為二次附聚物或團塊)殘留在外殼12中，未處理物質也會僅經由釋放埠64排出。例如，過濾器70可採用由不鏽鋼或陶瓷製成的具有大小為微米級的網眼(細網眼)的過濾件、反滲透隔膜、聚合物隔膜(納米級濾膜)等。另外，在攪拌腔202c的過濾器70之外設有處理完成腔82，處理後的物質在被過濾的同時輸送到該腔82內，處理完成腔82具有連接在其上的處理後物質的釋放埠62。
未處理物質的釋放埠64裝有壓力計80和排放閥68，處理後物質的釋放埠62裝有排放閥66。
下面將介紹根據本實施例的攪拌混合設備110中的粉末供給裝置55的操作。
促動旋轉振動裝置53以將粉末從粉末供給裝置55中推出，從而將粉末經由處於外殼12的上遊部分處的粉末入口24而供應到外殼12中。同時，液體78經由泵74、閥72和液體入口22而從液體貯槽76中供應到外殼12的內部。
這裡，在旋轉振動裝置53中，如圖1所示，促動偏心輪50以使第二軸部分48沿著箭頭108所示的方向往復運動，這又導致與第二軸部分48相連的活塞40沿著箭頭102所示的方向往復運動。
與偏心輪50的促動同時地或獨立於該促動，電機36被促動以使第一齒輪34沿著箭頭100所示的方向旋轉。第一齒輪34的旋轉被傳遞到與第一齒輪34嚙合的第二齒輪32上，使得第二齒輪32沿著與第一齒輪34的旋轉相反的方向旋轉；換句話說，沿著箭頭104所示的方向旋轉。結果，具有安裝在其外周壁上的第二齒輪32的齒輪單元30便沿著箭頭104所示的方向旋轉，同時作為圖1所示第一軸部分14的替代物的與齒輪單元30相連的螺杆沿著箭頭104所示的方向旋轉。
另外，活塞40在箭頭102所示方向上的上述往復運動被傳遞到齒輪單元30上，這便導致了作為第一軸部分14的替代物的與旋轉驅動裝置53相連的螺杆沿著箭頭104所示的方向旋轉，同時沿著箭頭106所示的方向往復運動。
這樣，螺杆在粉末供給裝置55內往復運動並旋轉，從而實現了粉末到攪拌混合設備110中的有效輸送。
下面將介紹根據本實施例的攪拌混合設備110的操作。
由粉末供給裝置55所提供的粉末順序地輸送到攪拌腔206a，206b和206c中，同時進行攪拌處理。在該實施例中，攪拌器本體15利用振動裝置92而往復運動，粉末供給裝置55中的軸(尤其是螺杆)利用旋轉振動裝置53而往復運動和旋轉。然後，處理後的物質被過濾器70過濾，之後存儲在處理完成腔82中。通過將閥66以連續或間歇性的方式從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，可將所存儲的處理後物質排放出來。同時，在壓力計80所檢測到的壓力超過了預定壓力時，通過將排放閥68從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，可將未處理的物質排放出來。振動裝置92可以是利用了超聲波的振動裝置。
第六實施例下面將參考圖6來介紹根據本發明的攪拌混合設備的另一示例性結構。與在第一、第三和第五實施例中介紹的那些零件相對應的零件用相同的標號來表示，它們的重複性描述將略去。
根據本實施例的攪拌混合設備110包括外殼12，其具有流體從中穿過的流動通道；以及攪拌器本體15，其由安裝在外殼12中且與振動裝置92相連的軸17和連接在軸17的外周上的攪拌葉片16構成。攪拌葉片16優選形成為適當選擇的形狀，例如為螺旋體、杆等，這取決於待攪拌的原料。
在根據本實施例的攪拌混合設備110中，位於外殼12的上遊部分中的攪拌腔206a具有相對於軸17定位在垂直位置上的粉末入口24，而位於外殼12的中遊部分的攪拌腔206b具有液體入口22。
在粉末入口24上設有粉末供給裝置55，其包括漏鬥形的粉末供給器57、螺杆和第二軸48(如圖1所示)，第二軸48與旋轉振動裝置53相連，以便將粉末輸送到粉末入口24處。與第五實施例的情況相似，旋轉振動裝置53優選為參考圖1和2所述的第一和第二實施例中的旋轉振動裝置。
通過這種結構，粉末可被輸送到攪拌腔206a中，幾乎沒有剩餘粉末殘留在粉末供給裝置55中，即使所引入的粉末因與供應到外殼12中的液體相接觸而粘附在螺杆上，也可以通過旋轉振動裝置53來將粘附在螺杆上的材料從螺杆上除去。結果，可在後續攪拌混合中抑制二次附聚物的產生，從而實現平穩的攪拌操作。
同時，液體入口22經由閥72和泵74與液體貯槽76相連，在貯槽76中存儲了混合所用的液體78。
在具有未處理物質的釋放埠64的攪拌腔206c中，設置了過濾器70以封住攪拌器本體15。通過使用過濾器70，即使原料的未處理物質(形式例如為二次附聚物或團塊)殘留在外殼12中，未處理物質也會僅經由釋放埠64排出。例如，過濾器70可採用由不鏽鋼或陶瓷製成的具有大小為微米級的網眼(細網眼)的過濾件、反滲透隔膜、聚合物隔膜(納米級濾膜)等。另外，在攪拌腔206c的過濾器70之外設有處理完成腔82，處理後的物質在被過濾的同時輸送到該腔82內，處理完成腔82具有連接在其上的處理後物質的釋放埠62。
未處理物質的釋放埠64裝有壓力計80和排放閥68，處理後物質的釋放埠62裝有排放閥66。
下面將介紹根據本實施例的攪拌混合設備110的操作。
促動旋轉振動裝置53以將粉末從粉末供給裝置55中推出，從而將粉末經由處於外殼12的上遊部分處的粉末入口24而供應到外殼12中。同時，液體78經由泵74、閥72和液體入口22而從液體貯槽76中供應到外殼12的內部。
由粉末供給裝置55所提供的粉末順序地輸送到攪拌腔206a，206b和206c中，同時被攪拌所處理，然後被過濾器70過濾。在該實施例中，攪拌器本體15利用振動裝置92而往復運動，粉末供給裝置55中的軸(尤其是螺杆)利用旋轉振動裝置53而往復運動和旋轉。然後，過濾過的處理後物質存儲在處理完成腔82中。通過將閥66以連續或間歇性的方式從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，可將所存儲的處理後物質排放出來。同時，在壓力計80所檢測到的壓力超過了預定壓力時，通過將閥68從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，可將未處理的物質排放出來。振動裝置92可以是利用了超聲波的振動裝置。
第七實施例下面將參考圖7來介紹根據本發明的攪拌混合設備的另一示例，然而這次集中在外殼的結構上。與在第一和第三實施例中介紹的那些零件相對應的零件用相同的標號來表示，它們的重複性描述將略去。
在根據本實施例的攪拌混合設備110中，位於外殼12的上遊部分中的攪拌腔206a具有定位成與軸14平行的粉末入口24，而位於外殼12的中部的攪拌腔206b具有液體入口22。
本實施例的攪拌混合設備110中的軸14與圖1和2所示的旋轉裝置相連，第二軸部分48與圖1和2所示的振動裝置相連，軸14直接連接到第二軸部分48上，這可使軸14旋轉且往復運動(振動)。
在粉末入口24上設有粉末供給裝置55，其包括漏鬥形的粉末供給器57，以及螺杆和第二軸48，第二軸48與旋轉振動裝置53相連，以便將粉末輸送到粉末入口24處。與第五和第六實施例相似，旋轉振動裝置53優選為參考圖1和2所述的第一和第二實施例中的旋轉振動裝置。
通過這種結構，粉末可被輸送到攪拌腔206a中，幾乎沒有剩餘粉末殘留在粉末供給裝置55中，即使所引入的粉末因與供應到外殼12中的液體相接觸而粘附在螺杆上，也可以通過旋轉振動裝置53來將粘附在螺杆上的材料從螺杆上除去。結果，可在後續攪拌混合中抑制二次附聚物的產生，從而實現平穩的攪拌操作。
同時，液體入口22經由閥72和泵74與液體貯槽76相連，在貯槽76中存儲了混合所用的液體78。
在具有未處理物質的釋放埠64的攪拌腔206c中，設置了過濾器70以封住攪拌器本體15。通過使用過濾器70，即使原料的未處理物質(形式例如為二次附聚物或團塊)殘留在外殼12中，未處理物質也會僅經由釋放埠64排出。例如，過濾器70可採用由不鏽鋼或陶瓷製成的具有大小為微米級的網眼(細網眼)的過濾件、反滲透隔膜、聚合物隔膜(納米級濾膜)等。另外，在攪拌腔206c的過濾器70之外設有處理完成腔82，處理後的物質在被過濾的同時輸送到該腔82內，處理完成腔82具有連接在其上的處理後物質的釋放埠62。
未處理物質的釋放埠64裝有壓力計80和排放閥68，處理後物質的釋放埠62裝有排放閥66。
下面將介紹根據本實施例的攪拌混合設備110的操作。
促動旋轉振動裝置53以將粉末從粉末供給裝置55中推出，從而將粉末經由處於外殼12的上遊部分處的粉末入口24而供應到外殼12中。同時，液體78經由泵74、閥72和液體入口22而從液體貯槽76中供應到外殼12的內部。
這裡，攪拌器本體15的旋轉-往復運動類似於第一實施例中的旋轉-往復運動，因此其重複性的描述將略去。
通過攪拌器本體15的旋轉-往復運動而被攪拌且順序地穿過攪拌腔206a，206b和206c的處理後的物質之後被過濾器70過濾。這樣過濾過的處理後物質存儲在處理完成腔82中。通過將閥66以連續或間歇性的方式從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，可將所存儲的處理後物質排放出來。同時，在壓力計80所檢測到的壓力超過了預定壓力時，通過將閥68從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，可將未處理的物質排放出來。
第八實施例下面將參考圖8來介紹根據本發明的攪拌混合設備的另一示例，然而這次尤其集中在外殼的結構上。與在第一和第三實施例中介紹的那些零件相對應的零件用相同的標號來表示，它們的重複性描述將略去。
在根據本實施例的攪拌混合設備110中，位於外殼12的上遊部分中的攪拌腔206a具有相對於軸14定位在垂直位置上的粉末入口24，而位於外殼12的中遊部分的攪拌腔206b具有液體入口22。
本實施例的攪拌混合設備110中的軸14與圖1和2所示的旋轉裝置相連，第二軸部分48與圖1和2所示的振動裝置相連，軸14間接地連接到第二軸部分48上，這可使軸14旋轉且往復運動(振動)。
在粉末入口24上設有粉末供給裝置55，其包括漏鬥形的粉末供給器57，以及螺杆和第二軸部分48，第二軸部分48與旋轉振動裝置53相連，以便將粉末輸送到粉末入口24處。與第五到第七實施例的情況相似，旋轉振動裝置53優選為參考圖1和2所述的第一和第二實施例中的旋轉振動裝置。
通過這種結構，粉末可被輸送到攪拌腔206a中，幾乎沒有剩餘粉末殘留在粉末供給裝置55中，即使所引入的粉末因與供應到外殼12中的液體相接觸而粘附在螺杆上，也可以通過旋轉振動裝置53來將粘附在螺杆上的材料從螺杆上除去。結果，可在後續攪拌混合中抑制二次附聚物的產生，從而實現平穩的攪拌操作。
同時，液體入口22經由閥72和泵74與液體貯槽76相連，在貯槽76中存儲了混合所用的液體78。
在具有未處理物質的釋放埠64的攪拌腔206c中，設置了過濾器70以封住攪拌器本體15。通過使用過濾器70，即使原料的未處理物質(形式例如為二次附聚物或團塊)殘留在外殼12中，未處理物質也會僅經由釋放埠64排出。例如，過濾器70可採用由不鏽鋼或陶瓷製成的具有大小為微米級的網眼(細網眼)的過濾件、反滲透隔膜、聚合物隔膜(納米級濾膜)等。另外，在攪拌腔206c的過濾器70之外設有處理完成腔82，處理後的物質在被過濾的同時輸送到該腔82內，處理完成腔82具有連接在其上的處理後物質的釋放埠62。
未處理物質的釋放埠64裝有壓力計80和排放閥68，處理後物質的釋放埠62裝有排放閥66。
下面將介紹根據本實施例的攪拌混合設備110的操作。
促動旋轉振動裝置53以將粉末從粉末供給裝置55中推出，從而經由處於外殼12的上遊部分處的粉末入口24而供應到外殼12中。同時，液體78經由泵74、閥72以及液體入口22而從液體貯槽76中供應到外殼12的內部。
這裡，攪拌器本體15的旋轉-往復運動類似於第一實施例中的旋轉-往復運動，因此其重複性的描述將略去。
通過攪拌器本體15的旋轉-往復運動而被攪拌和順序地輸送穿過攪拌腔206a，206b和206c的處理後物質被過濾器70過濾。這樣過濾過的處理後物質存儲在處理完成腔82中。通過將閥66以連續或間歇性的方式從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，將所存儲的處理後物質排放出來。同時，在壓力計80所檢測到的提供給未處理物質釋放埠64的壓力超過了預定壓力時，通過將閥68從關閉位置人工地或自動地轉動到打開位置，將未處理的物質排放出來。
根據本發明，由於攪拌器本體能夠往復運動和旋轉，因此可在混合例如粉末和液體的攪拌期間抑制二次附聚物的產生，從而防止材料入口附近的堵塞。結果，可以順利地進行原料的後續供給，這又提高了攪拌效率。另外，即使攪拌後的物質變得非常粘，也可以順利地進行攪拌混合操作，同時通過攪拌器本體將這些物質輸送到後續部分中。
本發明可應用於需要實現均勻且平穩的攪拌式混合的攪拌混合中，例如在待攪拌的物質易於產生二次附聚物和/或待攪拌的物質變得非常粘時。
於2003年10月31日提交的日本專利申請No.2003-371991和於2004年10月1日提交的日本專利申請No.2004-290788的內容，包括說明書、權利要求書、附圖和摘要在內，均通過引用整體地結合於本文中。
權利要求
1.一種攪拌混合設備，包括外殼，其具有流體從中穿過的流動通道；攪拌器本體，其包括安裝在所述外殼中且與振動裝置相連的軸以及連接在所述軸的外周上的攪拌葉片；用於將液體輸送到所述外殼中的液體入口，和用於將粉末輸送到所述外殼中的粉末入口，其中，所述粉末入口連接在包括有用於輸送粉末的螺杆的粉末供給裝置上，和所述螺杆與旋轉振動裝置相連。
2.根據權利要求1所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述粉末入口相對於所述攪拌器本體的所述軸定位在水平的位置上。
3.根據權利要求1所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述粉末入口相對於所述攪拌器本體的所述軸定位在垂直的位置上。
4.根據權利要求1所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述螺杆包括第一軸部分和第二軸部分，和所述旋轉振動裝置包括用於使所述第一軸部分旋轉的旋轉裝置和用於使所述第二軸部分振動的振動裝置。
5.根據權利要求1所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌器本體包括安裝在所述外殼內並與所述旋轉振動裝置相連的軸，以及連接在所述軸的外周上的攪拌葉片。
6.根據權利要求5所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述軸包括第一軸部分和第二軸部分，和所述旋轉振動裝置包括用於使所述第一軸部分旋轉的旋轉裝置和用於使所述第二軸部分振動的振動裝置。
7.根據權利要求1所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼在其內部包括一個或多個攪拌腔，其通過用一個或多個隔板來分隔所述流動通道而形成。
8.根據權利要求1所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼還包括釋放埠，和在所述釋放埠的附近設有可對所述外殼中的內容物進行過濾的過濾器。
9.根據權利要求4所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼還包括釋放埠，和在所述釋放埠的附近設有可對所述外殼中的內容物進行過濾的過濾器。
10.根據權利要求5所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼還包括釋放埠，和在所述釋放埠的附近設有可對所述外殼中的內容物進行過濾的過濾器。
11.根據權利要求7所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼還包括釋放埠，和在所述釋放埠的附近設有可對所述外殼中的內容物進行過濾的過濾器。
12.根據權利要求1所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
13.根據權利要求4所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
14.根據權利要求5所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
15.根據權利要求7所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
16.根據權利要求12所述的攪拌混合設備，其特徵在於，通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來對供應到所述外殼內的粉末進行加熱、熔化和/或巴氏滅菌。
17.根據權利要求13所述的攪拌混合設備，其特徵在於，通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來對供應到所述外殼內的粉末進行加熱、熔化和/或巴氏滅菌。
18.根據權利要求15所述的攪拌混合設備，其特徵在於，通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來對供應到所述外殼內的粉末進行加熱、熔化和/或巴氏滅菌。
19.根據權利要求12所述的攪拌混合設備，其特徵在於，攪拌所述粉末和/或所述液體以形成混合物，和通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來調節所述混合物的粘性或反應。
20.根據權利要求13所述的攪拌混合設備，其特徵在於，攪拌所述粉末和/或所述液體以形成混合物，和通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來調節所述混合物的粘性或反應。
21.根據權利要求15所述的攪拌混合設備，其特徵在於，攪拌所述粉末和/或所述液體以形成混合物，和通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來調節所述混合物的粘性或反應。
22.一種攪拌混合設備，包括外殼，其具有流體從中穿過的流動通道；攪拌器本體，其包括安裝在所述外殼中且與旋轉振動裝置相連的軸以及連接在所述軸的外周上的攪拌葉片，和用於將原材料輸送到所述外殼中的材料入口。
23.根據權利要求22所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述軸包括第一軸部分和第二軸部分，和所述旋轉振動裝置包括用於使所述第一軸部分旋轉的旋轉裝置和用於使所述第二軸部分振動的振動裝置。
24.根據權利要求22所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼在其內部包括一個或多個腔，其通過用一個或多個隔板來分隔所述流動通道而形成。
25.根據權利要求23所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼在其內部包括一個或多個腔，其通過用一個或多個隔板來分隔所述流動通道而形成。
26.根據權利要求24所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述材料入口包括粉末入口和液體入口。
27.根據權利要求25所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述材料入口包括粉末入口和液體入口。
28.根據權利要求22所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼還包括釋放埠，和在所述釋放埠的附近設有可對所述外殼中的內容物進行過濾的過濾器。
29.根據權利要求23所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼還包括釋放埠，和在所述釋放埠的附近設有可對所述外殼中的內容物進行過濾的過濾器。
30.根據權利要求24所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼還包括釋放埠，和在所述釋放埠的附近設有可對所述外殼中的內容物進行過濾的過濾器。
31.根據權利要求25所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述外殼還包括釋放埠，和在所述釋放埠的附近設有可對所述外殼中的內容物進行過濾的過濾器。
32.根據權利要求22所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
33.根據權利要求23所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
34.根據權利要求24所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
35.根據權利要求25所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
36.根據權利要求26所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
37.根據權利要求27所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述攪拌混合設備還包括一個或多個蒸氣入口，其用於將蒸氣注入到所述外殼的內部。
38.根據權利要求32所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述原材料為固體或粉末，其通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來進行加熱、熔化和/或巴氏滅菌。
39.根據權利要求33所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述原材料為固體或粉末，其通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來進行加熱、熔化和/或巴氏滅菌。
40.根據權利要求32所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述原材料為液體或流體，通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來調節所述液體或所述流體的粘性或反應速率。
41.根據權利要求33所述的攪拌混合設備，其特徵在於，所述原材料為液體或流體，通過控制所述蒸氣的量和/或壓力來調節所述液體或所述流體的粘性或反應速率。
全文摘要
一種攪拌混合設備(10)，包括流體從中穿過的外殼(12)、安裝在外殼(12)中且與旋轉裝置(92)相連的攪拌器本體(15)、用於將液體輸送到外殼(12)中的液體入口(22)，以及用於將粉末輸送到外殼(12)中的粉末入口(24)。在攪拌混合設備(10)中，粉末入口(24)連接在粉末供給裝置(55)上，在該粉末供給裝置中安裝了用於輸送粉末且與旋轉振動裝置(53)相連的螺杆。
文檔編號B01F11/00GK1647850SQ20041009053
公開日2005年8月3日 申請日期2004年10月29日 優先權日2003年10月31日
發明者谷口徹 申請人:冷化工業株式會社