JPH0737703Y2 - 分散混合器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は，分散混合器に関し，特にそのヘッダのノズル
開口を弁手段を介して自動的に開閉制御する制御手段を
備えた分散混合器に関する。

（従来の技術及び解決すべき課題） 従来，内部に撹拌エレメントを備えた主流体通過用導管
と，該導管内に接続するノズルを具え該ノズルを介して
該導管内に注入流体を注入するヘッダと，該ヘッダに注
入流体を圧送する圧送手段とを有する分散混合器があ
る。

上記構成において，主流体通過用導管とヘッダとはノズ
ルを介して連通しているために，注入開始・終了時にお
いて前記導管内の主流体がこのノズルを通ってヘッダ内
に逆流する。この逆流流体は，ヘッダ内に残留し焦げ付
き等の不具合を生ぜしめる。

上記不具合を解消するために，注入開始及び終了時にお
いてノズルに設けられた弁を開閉する方法及びその装置
が本願出願人によって提案，開示（特開昭60−187325号
公報）されている。

しかしながら，当該方法及び装置により上記不具合は除
去されるが，該装置は，弁操作をヘッダ内の圧力に応動
させノズル開閉を自動的に制御する制御手段を備えるも
のではなかった。

よって，本考案は，従来出願で開示された発明を更に発
展させた分散混合器を提供することを目的とする。

（考案による課題の解決手段） 本考案の分散混合器は，内部に撹拌エレメントを備えた
主流体通過用導管と，該導管内に接続するノズルを具え
該ノズルを介して該導管内に注入流体を注入するヘッダ
と，該ヘッダに注入流体を圧送する圧送手段と，前記ヘ
ッダのノズル開口を開閉する弁手段と，前記ヘッダ内の
圧力に応じて該弁手段を作動制御する制御手段とからな
る。

そして，前記制御手段は，前記圧送手段の作動に連動し
て前記弁手段を作動制御する制御手段を含むことが好ま
しい。

また，前記制御手段は，前記ヘッダ内の圧力を検出する
圧力検出手段の出力が所定圧以上のときに前記弁手段を
作動する信号を出力する制御手段を含むことができる。

更に，前記制御手段は，前記ヘッダ内の圧力と前記導管
内の圧力との差圧を検出する差圧検出手段の出力に応じ
て前記弁手段を作動制御する制御手段を含むとしてもよ
い。

そして，前記弁手段は，非作動状態のときにノズル開口
を閉とする常閉弁を含むことが好ましい。

本考案は，上記導管内の主流体のヘッダへの逆流を阻止
するために，ノズルを開閉する弁手段をヘッダ内の圧力
に応じて開閉操作する制御手段を備えるものである。

この制御手段は，弁手段を基本的に以下のように制御す
る。

ヘッダ内圧力P₁が導管内圧力P₂よりも大のとき（P₁＞
P₂），ノズルを開とし，ヘッダ内圧力P₁が導管内圧力P₂
と等しいかそれよりも小のとき（P₁≦P₂），ノズルを閉
とする。

そして，ノズル開のときはヘッダから導管内へ注入流体
を供給し，ノズル閉のときは導管からヘッダ内への主流
体の逆流を阻止する。

制御手段は，上記両者間の圧力差を検出手段により入力
し上記条件に従って弁手段を作動制御することができ
る。また，導管内圧力P₂を検出することなく，ヘッダ内
圧力P₁が所定圧，例えば導管内に注入可能となったとき
のヘッダ内圧力P₁′（＞P₂）を越えたときに弁手段を作
動することもできる。

また，ヘッダ内圧力の大小を圧力供給手段としての圧送
手段の作動によっても判断できる。すなわち，圧送手段
が停止しているときはヘッダ内圧力は小となりこの状態
のときはノズルを閉とし，圧送手段が作動しているとき
はヘッダ内圧力は大となりこのときノズルを開とする。
従って，弁手段の開閉操作を圧送手段の作動に連動して
制御することができる。

弁手段の作動連動は，圧送手段の作動スイッチに連動さ
せてもよいし，またこの圧送手段の回転計（回転計より
出力される回転速度に比例した数の電気パルスを入力信
号とする）等に連動させてもよい。

（実施例） 以下，本考案の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図において，本考案に係る分散混合器10は，複数の
注入ノズル21が接続された注入部11と後続するスタティ
ックミキサー部12とからなる導管13を有し，注入部11の
管壁には注入口22が複数開口しており，注入部11の導管
13内にはスパイラルエレメント14が嵌装されている。

スタティックミキサー部12は，それ自体公知のものであ
り，例えば約180度捩りの捩り羽根15をその端部がほぼ
直交し，かつ互いに捩り方向が逆転するように交互に嵌
装して形成される（例えば特公昭44−8290号公報，特公
昭52−17264号公報記載のもの）。

注入部11内部のスパイラルエレメント14は，板を管軸を
中心として捩ったものであり，少なくとも360度以上の
捩り角度を有し，通常は360〜720度である。実用上の上
限は約3600度であるが，これは捩り板の製造上及び注入
部の実用上の設計に従うものであって，必ずしもこの上
限捩り角度には限定されない。

分散混合器10は，また，この注入部11に延長する複数の
注入ノズル21を具え該ノズル21を介して前記注入部11内
に流体を注入するヘッダ23と，各注入ノズル21ごとに設
けられ該ノズルの開口を開閉する開閉弁25とを有する。

ヘッダ23は，図示するように逆Ｔ字状の管体であって，
接続口26に注入流体導入配管31が接続され両端にプラグ
27が螺着される。

注入ノズル21は２つ以上設けられ，分散混合器10の注入
部11のスパイラルエレメント14により区画される各管室
に少なくとも一つのノズル口22が開口する。実際の注入
ノズル21は，目的に応じて数及び配置が選択され，管壁
の円周方向及び軸方向の間隔又は適当なラセン回転角度
間隔をもって配される。

注入ノズル21の導管13に対する取付角度は，軸方向断面
においては第１図に例示する通り，主流体の流れの向き
Ａに軸に対して所定角度傾斜することが好ましい。軸に
直交する断面における注入ノズル21の導管13に対する取
付角度は，管壁に直交する角度をもって足りる（取付の
容易性と効果上）が，スパイラルエレメント14の捩りの
方向に管壁接線に対し所定角度斜交して取付けることも
できる。この注入ノズル21の口径，数は混合すべき注入
流体の流量に応じて定められ，一般に注入流体の注入速
度は主流体の流速よりも実質上大きなことが好ましい
が，混合の必要に応じて適宜選択される。

各注入ノズル21に対応して設けられている開閉弁25は，
ヘッダ23を中心にして注入ノズル21と反対側に位置し，
注入ノズル21に心出しされた弁管28と，該弁管28からヘ
ッダ23内を貫通して注入ノズル21内に貫入するノズル内
径とほぼ同一の外径を有するロッド状の弁体29と，この
弁体29をノズル21の内外へ移動させるよう弁管28の外端
に設けられた駆動機構30から成る。

この開閉弁が気圧式のとき駆動機構はエアシリンダから
構成され，液圧式のとき液圧シリンダから構成され，電
磁式のときソレノイドから構成される。

本実施例では，駆動機構は，単動エアシリンダ30から構
成され，このエアシリンダ30は，空気圧を導入，排出す
ることにより弁体29を後退あるいは前進させる。このエ
アシリンダ30により，弁体29の先端がノズル21内に貫入
しているとき，ノズル21は閉とされ，ノズル21内にない
ときノズル21は開とされノズル21から流体が注入され，
主流体と混合される。弁管28と注入ノズル21は心出しさ
れているため，注入ノズル21の修理点検のとき弁管28及
びエアシリンダ30をノズル21より取除くことによりノズ
ル21の修理点検を容易ならしめている。

分散混合器10は，更に，配管31を介してヘッダの接続口
26に接続される圧送手段，すなわちポンプ32と，このポ
ンプ32の作動に連動して開閉弁25を作動制御する制御手
段40を有する。

ポンプ32は，この配管31を介してタンク47内の注入流体
をヘッダ23内に圧送するようになっている。

また，配管31には電磁弁33と逆止弁34が配され，電磁弁
33はポンプ作動に応じて配管31を連通・遮断すると共
に，逆止弁34はポンプ側に注入流体が逆流するのを阻止
している。

制御手段40は，上記ポンプの作動スイッチ信号を入力し
てオン・オフ信号を出力するオン・オフ回路41と，この
オン・オフ信号を入力し，これら信号に基づいてオン状
態又はオフ状態にされオン状態のときにエアシリンダ30
を作動制御する制御信号を出力する制御回路42と，この
制御信号に基づいてエアシリンダ30に空気圧を給気・排
気する弁装置43とからなる。弁装置43は，コンプレッサ
44に接続される３方向制御弁43aと,2つのシーケンス弁4
3b及び43cとから構成され各エアシリンダ30a,30bおよび
30cの作動を順次主流体の入口45側から行うようになっ
ている。

なお，この制御手段40は，ポンプ作動スイッチ信号に代
わり，圧力検出手段による圧力信号に基づき開閉弁25を
作動制御するようにすることもできる。第１図に２点鎖
線で信号経路を示すように，制御手段40は，圧力検出手
段（図示せず）からのヘッダ内圧力信号（あるいはヘッ
ダ内圧力と導管内圧力との差圧信号）を入力しこの入力
信号に基づいて開閉弁25を作動制御する信号を出力す
る。

（実施例の作用） ポンプ32が停止しているときは，開閉弁25は非作動状態
にあり，このときこの弁は単動エアシリンダのバネ力に
よりすべて閉じている。ポンプ32の作動スイッチオンに
より電磁弁33が開き注入流体はタンク47より配管31を通
りヘッダ23内に流入する。ヘッダ内は閉塞されているた
めヘッダ内の圧は上昇する。この圧上昇は安全弁46によ
り所定圧を越えないようになっている。

作動スイッチのオン信号は，制御信号40のオン・オフ回
路41に送られこの回路はこの入力信号によりオン出力す
る。このオン出力信号は，制御回路42に送られこの回路
42をオン状態にする。このとき制御回路42は，ソレノイ
ド駆動出力し，これにより方向制御弁43aは，図示の状
態に作動され入口側エアシリンダ30aにコンプレッサ44
からの空気圧を供給する。この空気圧により，弁体29は
後退し注入ノズル21より抜け出てノズル開口を開く。こ
のとき，注入流体はヘッダ内圧によりノズル21を通って
注入口22より導管13内に注入される。

弁体29が後退し終わると，エアシリンダ30a内の給気圧
が上昇しこの圧はシーケンス弁43bを作動させこれによ
り次のエアシリンダ30bに空気圧が供給される。このよ
うにして開閉弁25は順次入口側から開いていく。

ポンプ32の作動スイッチオフにより電磁弁33は閉じられ
ヘッダ23への注入流体供給は停止される。

この作動スイッチのオフ信号は，オン・オフ回路41をオ
フ出力とし，更に制御回路42をオフ状態にする。これに
より方向制御弁43aはバネ力により図面上方に移動して
エアシリンダ30aの給気側を解放状態にする。これによ
り弁体29は，復帰バネにより前進しノズル21内に貫入し
てノズル開口を閉じる。

シーケンス弁43bはエアシリンダ30aの給気側解放により
バネ力により付勢されて解放状態にされる。このように
して開閉弁25は順次入口側からノズル21を閉じていく。

なお，図示の例ではスパイラルエレメント14を用いてい
るが，これはスタティックミキサーの捩り羽根とするこ
ともできる。テーパ状の注入部11に代り同径の管状部と
することもできる。

第2,第３及び第４図に本考案の別の実施例を示す。これ
は，導管50の外周にヘッダ51を形成する円筒管52を該導
管50と同心に配し，このヘッダ51と導管内部50aとを連
通・遮断する開閉弁53をヘッダ円周方向に複数配するも
のである。

開閉弁53は，弁管とノズル54とが一体に形成された常閉
弁である。弁棒55は，ノズル54内に摺動可能に配され，
バネ58により常時図面左方に付勢されている。

また，ノズル54には，ヘッダ内ノズル部に導管軸方向開
口56aとこれに直交する開口56bが，先端部に導管内開口
56cがそれぞれ形成されている。

弁棒55は，開閉弁の台座57に取り付けられた電磁式駆動
機構，すなわちソレノイド59によって作動されるように
なっている。このソレノイド59は，制御手段からの駆動
出力によって制御される。

開閉弁53が非作動状態のときは，弁棒55はバネ58により
図面左方に付勢され（第２図）前記開口56a,56b及び56c
をすべて閉とし，このときヘッダと導管内との導通は遮
断される。

制御手段によりソレノイドに通電されると弁棒55はバネ
力に抗して図面右方に移動し（第３図），上記開口をす
べて開とし，このときヘッダと導管内とは連通状態にな
り注入流体はこれら開口を通ってヘッダ51から導管内部
50aへ注入される。

（考案の効果） 以上の通り，本考案は、ノズル開口を開閉する弁手段
を、導管に前記ノズル開口を介して直結するヘッダ内の
圧力に応じて、自動制御することにより、導管内の主流
体のヘッダ内への逆流を阻止可能とすると共に、圧送手
段（原料タンク等）への逆流も未然に防止できる。即
ち、逆流原因の発生箇所である導管に直結しているヘッ
ダ内の圧力を監視しているので、ヘッダより上流である
圧送手段箇所の圧力を監視するよりも、導管内とヘッダ
内の圧力の逆転によって生じる逆流を素早く検知でき
て、前記検知信号により前記弁手段を作動制御すること
により、逆流による焦げ付き等の不具合が解消される。
さらに、前記自動制御により煩わしい手操作からも開放
され、確実かつ的確な弁開閉操作が確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は，本考案に係る分散混合器を示す縦断面部を含
む全体構成図，第２図は別の実施例の分散混合器の要部
部分断面図で閉弁状態を示し，第３図は同断面図で開弁
状態を示し，第４図は，第２図Ａ−Ａ線断面図，を夫々
示す。 10……分散混合器、11……注入部 12……スタティックミキサー部 14……スパイラルエレメント 21……注入ノズル、23……ヘッダ 25……開閉弁、32……ポンプ 40……制御手段

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に撹拌エレメントを備えた主流体通過
   用導管と，該導管内に接続するノズルを具え該ノズルを
   介して該導管内に注入流体を注入するヘッダと，該ヘッ
   ダに注入流体を圧送する圧送手段と，前記ヘッダのノズ
   ル開口を開閉する弁手段と，前記ヘッダ内の圧力に応じ
   て該弁手段を作動制御する制御手段とからなる分散混合
   器。
2. 【請求項２】前記制御手段は，前記圧送手段の作動に連
   動して前記弁手段を作動制御する制御手段を含む請求項
   １記載の分散混合器。
3. 【請求項３】前記制御手段は，前記ヘッダ内の圧力を検
   出する圧力検出手段の出力が所定圧以上のときに前記弁
   手段を作動する信号を出力する制御手段を含む請求項１
   記載の分散混合器。
4. 【請求項４】前記制御手段は，前記ヘッダ内の圧力と前
   記導管内の圧力との差圧を検出する差圧検出手段の出力
   に応じて前記弁手段を作動制御する制御手段を含む請求
   項１記載の分散混合器。
5. 【請求項５】前記弁手段は，非作動状態のときにノズル
   開口を閉とする常閉弁を含む請求項１〜４の一に記載の
   分散混合器。