JPS6043765B2 - 少なくとも２つの物質の不連続的混合のための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第１項に記載されているような
少なくとも１つの物質は液体である少なくとも２つの物
質を不連続的に混合するための装フ置に関する。

独特許公開公報第２６２７６００号（米国特許明細書第
４１０７７９訝に相当）によるこの装置は、予定された
分散精細度において、所要分散時間の著しい減少および
混合過程のため必要なエネルギー消費の著しい減少とい
う利点をもたらす。

ロータの歯の半径方向外側円がステータの歯の半径方向
外側円の外方に配置されていことによつて、個々の物質
粒子または液体点滴は、半径方向最とも外側に位置する
剪断間隙の円を通過した後、半径方向もつとも外側に位
置するロータ上の歯から高い接線加速を与えられ、この
結果非常に強い循環流動が形成されて、すべての粒子ま
たは点滴を単位時間当り非常に頻繁に、ロータ●ステー
タシステム中に連れ戻すので、すべての粒子は異常に高
い動水力学的剪断応力を受けることになる。その他の利
点と効果に関しては、独特許公開公報第２６２７６００
号（米国特許明細書第４１０７７９汚）を参照されたい
。実際においては、上述の強い循環流動が形成されない
ので、液体中のテイキソトロープ性物質の分散はさらに
困難であることが判明した。

ドライスウエルケ社の型録６′ドライスー遊星一混合こ
ね機゛分類記号ＦＨ７Ｏ／８０００／ＨＧＤにより、少
なくとも２種の物質の不連続的混合のための装置が公知
であるが、半径方向外側に位置する歯の列がステータに
取り付けられている点で上記同種装置とは異なる。

この装置においては更に遊星歯車装置により駆動される
混合工具が備えられ、それらの夫々１個は遊星歯車装置
の１個の遊星ピニオンに取り付けられている。更に、タ
ンクの内壁近くに可動のストリッパーが備えられている
。可動のストリッパーとコンビネーションさせたこの種
の遊星混合装置を上記同種装置と一緒にした場合にも、
テイキソトロープ性物質の使用に際しては満足すべき混
合成果をもたらさなかつた。

したがつて本発明の目的は、テイキソトロープ。性物質
を使用する場合ても、所望の混合成果が得られるような
混合装置を提供することにある。この目的は特許請求の
範囲第１項の特徴部分にあるような構成によつて解決さ
れる。意外にも、ステータとロータとから成る攪拌装置
の外になお・タンク内壁近くを回転するストリッパーだ
けを備え、それ以外には何も混合工具を備えなければ、
混合すべき物質の強制回転が最適になされることが判つ
た。これに対する説明としては、追加の混合工具、例え
ば前記の遊星混合工具によつてステータ・ロータシステ
ムから生成される循環流動は非常に強く阻害されるけれ
共、ストリッパーが存在するだけの場合には該循環流動
が強化されるからであると予想される。非テイキソトロ
ープ性物質が使用される場合でも、本発明による手段は
混合時間を著しく短縮させる。というのは混合すべき物
質のすべての粒子または点滴は静的に均等に強制通流に
参加し、従つて各粒子または点滴は今ｊまでよりは早い
時点にステータ・ロータ・システムの剪断間隙を通る所
要の通過をなすからである。ステータはロータに比較し
て極度にゆつくりと回転するので、この場合なおステー
タと称するのが正当である。特許請求の範囲第２項に構
造上特に簡単な形態が示されている。特許請求の範囲第
３項によつて、ロータ回転数とステータとストリッパー
の回転数との間の最適の回転数比が示されている。

強制回転の迫加的改良と強化は、特許請求の範囲第５項
による手段によつて達成される。

本発明の他の利点と特徴は、以下図面に基づいて行なう
実施例の説明から明らかとなろう。

第１図に示す装置はほ＼シリンダー状のタンク１″を有
し、タンクの中へは上方から攪拌装置２″が突設されて
いる。攪拌装置２″はハウジング３′の中に片持式に装
着されたシャフト４″を有し、シャフトは原動機４０に
より高速に駆動可能である。シヤフ４″の下方の遊端に
は、第２図および第３図に詳細に示すロータ１７″が固
定されており、ロータはシャフト４″と連結された１個
のボス１『と、このボスからほぼ放射状に外方へ延びて
いるプロペラ状のロータアーム２「と、このロータアー
ムによつて保持されるリング円板２３″とから成つてい
る。このリング円板２３″にはピンの形をした幾つかの
歯２４″が垂直に立つて取り付けられている。歯２４″
の上端によつて形成される平面には、第４図および第５
図に詳細に示すステータ８″のリング円板１「がシャフ
ト４″に同心的に設けられ、該円板１「には同じくピン
の形をした幾つかの歯１２″が円弧状に配置され、これ
らの歯はリング円板２３″の直近まで下方に延びている
。

ステータ８″のリング円板１「はシャフト４″にほＳ゛
平行に上方へ延びている保持アーム４１により保持され
、保持アームはロータ１７″のシャフト４″を同心的に
囲んでいる中空シャフト４２に取り付けられている。こ
の中空シャフト４２はロータ１７″のシャフト４″の回
転方向２『と同じ向きの矢印４３方向に回転駆動可能で
ある。中空シャフト４２にはさらに半径方向に外方へ突
き出た支持アーム４４が固定されており、支持アームの
半径方向外方の遊端には下方へ延びたストリッパー４５
が取り付けられており、このストッパーの放射状外方の
ストリップ縁４６はタンク１″のシリンダー状内壁４７
に接合するかまたは少なくともその近くに位置している
。このストリッパー４５は軸線４８の回りに変位可能で
あつて、その角度位置は支持アーム４４に相対的に、従
つてタンク１″のシリンダー状内壁の夫々の接線にも相
対的に調節可能である。ストリッパー４５およびステー
タ『を保持する中空シャフト４２は同じく原動機４０に
より駆動され、つまり装置の大きさに応じて１０−２５
ｒｐｍの範囲でコンスタントの回転数で駆動される。

ロータ１７″を保持するシャフト４″は、ハウジング３
″の中にある図示してない無段階で調整可能のギヤ装置
を経て、著しく高い回転数で駆動可能である。非常に大
きな装置の場合回転数調整範囲は例えば１５０−５００
ｒ″Ｐｍｌ比較的小なる装置においては５００−１５０
０ｒｐｍである。すなわちシャフト４″の回転速度、従
つてロータ１Ｔの回転速度は、中空シャフト４２の回転
速度従つてステータ８″およびストリッパー４５の回転
速度よりも７−７皓大である。

ロータ１７″の歯２４″とステータ８″の歯１２″との
相互関係は、独特許公開公報２６２７６００（米国特許
明細書４１０７７９？）におけるのと同じであり、ロー
タ１７″上の１つの歯２４″がステータ８″上の１つの
歯１２″を通過するとき、数？幅の剪断間隙が形成され
る。

この相互関係によりおよびステータ８″の歯１２″を放
射状に外方から囲んでいるロータ１７″の歯２４″の比
較的高速の回転により生ずる効果についても、独特許公
開公報２６２７６（１）号におけるとの同じである。す
なわちロータ１ｒの高い周速度によつてタンク１″の中
にある物質は高い接線加速を受け、それによつて流動線
２９″と３『によつて示されている強い循環流動が生ず
る、図面には流動線２９″，３『により垂直断面内に発
生する運動コンポネントだけが表わされていて、回転運
動コンポネントを表わすことはできない。実際において
は勿論３次元の流動が起る。ストリッパー４５によりこ
の流動は強化されて、タンク１″の放射状外方にある粒
子のシャフト４″への還流が強化され、これによつて再
び個々の粒子の回転が強化されることによつて粒子は予
定された時間単位になお頻繁に歯１２″と２４″との間
を通過させられる。更に該ストリッパー４５により、強
制回転を阻害するような物質の沈積がタンク１″の内壁
４７に生ずるのが阻止される。帰流効果のこの強化は上
方へ向つて増大する、すなわちストリッパー４５の放射
方向幅は一図面に表わされている如く一上方に向つて増
大しているからである。非常に簡単な構造の場合、スト
リッパー４５は下方の部分４５ａと上方の部分４５ｂと
を有し、その場合上方の部分４５ｂは放射方向により大
なる幅を有するので、ここで流動が最も強く弱められ強
化された還流インパルスが攪拌装置２″の回転軸２８″
に向つて混合すべき物質の個々の粒子に対して作用する
ようになる。両方のシャフト４゛と４２の同じ方向の駆
動によつて、ストリッパーは上述の回転流動に抵抗して
作業する必要なく、むしろ同じ方向に回転し、これによ
つてストリッパー４５とステータ８″を有する中空シャ
フト４２の駆動のため必要なエネルギー消費は、両方の
シャフトが相互反対に駆動される楊合よりも著しく減少
される。原動機４０、シャフト４″および中空シャフト
４２を保持するハウジング３″は公知の方法で中心を取
り付け台４９上に配置され、取り付け台はハウジングに
取り付けられた攪拌装置２″をタンク「からフリーとな
るようにハウジング３″を上．方へ運動可能に上下調整
できるようになつている。中空シャフト４２を環状に囲
み、ハウジング３″に回転不能に取り付けられた案内管
５０には、ふた５１が真空気密に軸線方向に移動可能に
取り付けられており、その場合この移動はハウジ）ング
３″に取り付けられた油圧原動機５２によつて行われる
。タンク「に対するふた５１の緊塞は普通の方法で行わ
れる。ふた５１は同じく真空気密に閉鎖可能な注入口５
３および排気弁５４を有する。タンク１″は下方の範囲
に排出弁５５を有する。本発明により予定された、少な
くとも１個の徐々に回転するストリッパー４５の配置に
よつて、従来技術のように、攪拌装置２″をしてタンク
１″の回転軸２『に沿つて上下に振動運動を実施させる
必要はなくなつた。

すなわち上記振動運動は一方ではこの振動運動の生成の
ための装置に多額の費用を要し、かつ他方ではふた５１
とシャフトとの間にバッキングを必要とするので特に真
空稼動を疑問にするものであるが、これは各パッキンは
通常は相互相対的に運動する部分の回転運動に対して、
または反対に運動させられる部分の軸線運動に対して、
たＳ゛し通常は両方の運動に対してではなくコンビネー
ションして緊塞するからである。この限りにおいて本発
明と関連する真空稼動に対する形成は特に有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の１つの実施例を示す説明図
、第２図は同装置に用いるロータにして第３図の■−■
線による断面図、第３図は同ロータの半分を示す平面図
、、第４図は上記装置に用いるステータにして第５図の
■−■線による断面図、第５図は同ステータの半分を示
す平面図である。 「・・・タンク、４″・・・ロータのシャフト、『ステ
ータ、１７″・・・ロータ、２『・・・回転軸、４２・
・・第２の（中空）シャフト、４５・・・ストリッパー
、４７・・・タンクの内壁、５１・・・ふた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの物質は液体である少なくとも２つ
   の物質の不連続的混合のための装置にして、タンクと該
   タンクの中に配置された攪拌装置とから成り、該攪拌装
   置はシャフトを経て高速に駆動可能なロータとステータ
   とから成り、ロータとステータは夫々互いに同じ中心の
   円上に配置された剪断間隙を形成しながら相近接して通
   過する歯を有し、その場合少なくともロータの歯の半径
   方向外側円はステータの歯の半径方向外側円の外側に配
   置されている装置において、ステータ８′およびタンク
   １′の内壁４７の近くに配置された少なくとも１個のス
   トリッパー４５が第２のシャフト４２と連結され、該シ
   ャフトがロータ１７′のシャフト４′よりも著しく低い
   回転速度で駆動可能であことを特徴とする装置。 ２ 第２のシャフトがロータ１７′のシャフトを同心に
   囲む中空シャフト４２として形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ ロータ１７′のシャフト４′を駆動する回転速度が
   、ステータ８′およびストリッパー４５のシヤフト４２
   を駆動する回転速度よりも７−７０倍大であことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の装置
   。 ４ ステータ８′とストリッパー４５のシャフト４２お
   よびロータ１７′のシャフト４′が同方向に駆動可能で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 ５ ストリッパー４５が下から上へ次第に強く回転軸２
   ８′に向つて送り戻すように形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第４項の何れか１つ
   に記載の装置。 ６ タンク１′がふた５１によつて真空気密に閉鎖可能
   かつ排気可能であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第５項の何れか１つに記載の装置。