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DE60014523T2 - Dispersionsvorrichtung für Materialien - Google Patents

Dispersionsvorrichtung für Materialien Download PDF

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Publication number
DE60014523T2
DE60014523T2 DE60014523T DE60014523T DE60014523T2 DE 60014523 T2 DE60014523 T2 DE 60014523T2 DE 60014523 T DE60014523 T DE 60014523T DE 60014523 T DE60014523 T DE 60014523T DE 60014523 T2 DE60014523 T2 DE 60014523T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
dispersion
gap
treated
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60014523T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60014523D1 (de
Inventor
Masakazu Isehara-shi Inoue
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inoue Mfg Inc
Original Assignee
Inoue Mfg Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inoue Mfg Inc filed Critical Inoue Mfg Inc
Publication of DE60014523D1 publication Critical patent/DE60014523D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60014523T2 publication Critical patent/DE60014523T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/53Mixing liquids with solids using driven stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/192Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with dissimilar elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/272Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed axially between the surfaces of the rotor and the stator, e.g. the stator rotor system formed by conical or cylindrical surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90Heating or cooling systems
    • B01F2035/98Cooling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (1) Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Versenkbare Dispersionsvorrichtung, wobei ein zu behandelndes Material (oder eine Mahlbasis), welche feste Partikel und eine Behandlungsflüssigkeit enthält, unter Verwendung eines Dispersionsmediums fein gemahlen und in einer Behandlungsflüssigkeit dispergiert wird. Genauer bezieht sie sich auf eine Versenkbare Dispersionsvorrichtung, wobei das Dispersionsmedium in einer Dispersionskammer enthalten ist und diese Dispersionskammer in das zu behandelnde Material zur Dispersionsbehandlung versenkt wird.
  • (2) Hintergrund in der Technik
  • Verschiedene Arten von versenkbaren Dispersionsvorrichtungen waren bekannt, in welchen eine Dispersionskammer, die ein Dispersionsmedium enthält, in einem Tank versenkt wird und eine Dispersionsbehandlung durch ein Beschikkungssystem ausgeführt wird.
  • EP-A-0 526 699 betrifft eine Versenkbare Dispersionsvorrichtung. Diese Vorrichtung umfasst einen Tank und einen innerhalb des Tanks angeordneten Korb. Ein schaufelförmiges Blatt ist in den Korb eingesetzt und wird in Drehung versetzt, und ein Dispersionsmedium innerhalb des Korbs wird durch das Blatt gerührt. Zu behandelndes Material wird innerhalb des Tanks durch ein anderes Blatt zirkuliert. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das zu behandelnde Material nicht in den Korb strömen.
  • US-A-5 894 998 beschreibt ein Rührmahlwerk zum Mahlen fließfähiger Mahlchargen.
  • Solche Dispersionsvorrichtungen sind beispielsweise in JP-B-59-46665 (JP-A-58-174230), JP-B-62-16687 (JP-A-60-48126), JP-B-5-82253 (JP-A-1-210020), JP-B-6-73620 (JP-A-6-86924) und JP-B-8-17930 (JP-A-3-72932) beschrieben. In diesen konventionellen Vorrichtungen neigt die Reduzierung der Partikelgrößen der festen Partikel in dem zu behandelnden Material dazu, unzureichend zu sein, weil Stifte, Bolzen oder dergleichen als ein Mittel zum Rühren des Dispersionsmediums in der Dispersionskammer verwendet wird. Zum Beispiel wird gelegentlich festgestellt, dass die dispergierten Produkte auf ein Niveau von nur 10 μ Partikelgröße gemahlen werden.
  • Des Weiteren kann in konventionellen versenkbaren Dispersionsvorrichtungen, da eine Antriebswelle durch einen Raum hindurch verläuft, in welchem sich das Dispersionsmedium in die Dispersionskammer bewegt, das Dispersionsmedium einen Abschnitt des Durchgangslochs verstopfen oder aus dem Abschnitt des Durchgangslochs heraustreten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine versenkbare Dispersionsvorrichtung des vorstehenden Aufbaus bereitzustellen, bei welcher die Dispersionsfähigkeit weiter verbessert ist.
  • Des Weiteren ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine versenkbare Dispersionsvorrichtung bereitzustellen, durch welche es möglich ist, die Strömung des zu behandelnden Materials in einem Tank und die Strömung des Dispersionsmediums in der Dispersionskammer separat zu steuern, und das Verstopfen oder Ausströmen des Dispersionsmediums zu verhindern, welches in der Dispersionskammer enthalten ist.
  • Diese Aufgaben werden durch die versenkbare Dispersionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass die hohe Dispersionsfähigkeit, welche über die einer konventionellen versenkbaren Dispersionsvorrichtung hinaus geht, durch Anordnen eines zylindrischen Rotors in einer Dispersionskammer und eines äußeren Stators und eines inneren Stators, welcher die äußere Fläche und innere Fläche des Rotors umschließen, so dass das Dispersionssystem in der Dispersionskammer von ringförmiger Art mit einem ringförmigen Behandlungsspalt ist, und Zirkulieren des Dispersionsmediums in dem ringförmigen Behandlungsspalt, während der Rotor in Drehung versetzt wird, Abgeben des dispergierten, zu behandelnden Materials, nochmaliges Ansaugen des dispergierten Materials in die Dispersionskammer durch die Zirkulationsströmung in dem Tank, und Wiederholen der Dispersionsbehandlung der vorstehenden ringförmigen Art erzielt werden kann.
  • Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine versenkbare Dispersionsvorrichtung bereit, in welcher eine Dispersionskammer, welche ein Dispersionsmedium enthält, in einen ein zu behandelndes Material enthaltenden Tank versenkt wird, das zu behandelnde Material in die Dispersionskammer hinein zirkuliert wird, und das zu behandelnde Material unter Verwendung des Dispersionsmediums dispergiert wird, welches sich innerhalb der Dispersionskammer bewegt, welche umfasst
    eine Dispersionskammer,
    einen zylindrischen äußeren Stator und einen zylindrischen inneren Stator, welcher innerhalb des zylindrischen äußeren Stators angeordnet ist, um einen ringförmigen Behandlungsspalt in der Dispersionskammer zu bilden,
    einen Rotor, welcher in den Behandlungsspalt eingesetzt ist, um den Behandlungsspalt in einen äußeren Spalt und einen inneren Spalt zu unterteilen,
    eine Antriebswelle, welche den Rotor in Drehung versetzt,
    eine Welle, welche in die innere Seite des inneren Stators eingesetzt ist,
    Axialströmungsblätter, welche auf der Axialströmungswelle angeordnet sind, um so ein zu behandelndes Material in den Behandlungsspalt der Dispersionskammer fließfähig sein zu lassen,
    eine Zirkulationsöffnung, welche auf dem Rotor ausgebildet ist, so dass ein in dem Behandlungsspalt enthaltenes Dispersionsmedium zusammen mit der Strömung des zu behandelnden Materials durch den äußeren Spalt fließfähig ist, in den inneren Spalt strömt und zu dem äußeren Spalt zurückkehrbar ist,
    eine Abgabeöffnung für das zu behandelnde Material, welche auf dem inneren Stator ausgebildet ist, und
    ein Sieb, welches an der Abgabeöffnung angeordnet ist, zum Abtrennen des Dispersionsmediums von dem zu behandelnden Material, wobei der Rotor (15) mit einem konisch geformten oberen Abschnitt versehen ist, eine Einlasskammer (27) auf den oberen Abschnitt des Rotors weist,
    wobei das Einlasselement eine Einströmöffnung an der Mitte aufweist und den oberen Abschnitt des Rotors bedeckt und zwischen dem Einlasselement und dem oberen Abschnitt des Rotors ein konischer Spalt (29), welcher mit dem äußeren Spalt (19) kommunizierend verbunden ist, ausgebildet ist, und Vorsprünge zum Verhindern von Ausströmen des Dispersionsmediums auf der äußeren Fläche des Rotors ausgebildet sind und/oder der inneren Fläche des Einlasselements ausgebildet sind, welches auf den konischen Spalt weist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls eine versenkbare Dispersionsvorrichtung bereit, in welcher die Axialströmungswelle, die die Axialströmungsblätter in Drehung versetzt, mit der Antriebswelle kommunizierend verbunden ist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine versenkbare Dispersionsvorrichtung bereit, in welcher die Antriebswelle, welche den Rotor in Drehung versetzt, hohl ausgebildet ist; der axialen Hohlwelle ermöglicht ist, durch die Antriebswelle hindurch zu verlaufen und die Axialströmungswelle an einer unterschiedlichen Antriebsquelle angeschlossen ist und einen konzentrischen biaxialen Aufbau aufweist, wodurch zwei Wellen separat gesteuert werden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner eine versenkbare Dispersionsvorrichtung bereit, in welcher an geeigneten Stellen des Rotors, des äußeren Stators, des inneren Stators oder dergleichen eine Strömungssteueroberfläche wie eine Un ebenheit, Vorsprünge, Spiralnuten oder dergleichen ausgebildet ist, wodurch die Schlagkraft oder Mahlkraft des Dispersionsmediums des Weiteren effizient auf das zu behandelnde Material für hochgradig verbesserte Dispersion ausgeübt wird.
  • KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Dispersionskammer, wie sie in 1 gezeigt ist.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, welche ein anderes Beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4(A) und 4(B) sind eine Draufsicht und eine Vorderansicht, welche jeweils einen Rotor-Endabschnitt zeigen, welcher an einem oberen Abschnitt des Rotors angeordnet ist.
  • 5(A), 5(B) und 5(C) sind Ansichten, welche Fließsteueroberflächen zeigen, welche jeweils auf einem Rotor, einem äußeren Stator und einem inneren Stator angeordnet sind.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • 1 zeigt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, wobei unterhalb eines Rahmens (2), welcher relativ zu einem Tank (1) nach oben und nach unten bewegbar ist, eine Dispersionskammer (4) über eine Stange (5) derart angeordnet ist, dass die Dispersionskammer (4) in einem zu behandelnden Material (3) in dem Tank (1) versenkt wird, wenn sich der Rahmen (2) nach unten bewegt.
  • Die Dispersionskammer (4) weist eine obere Platte (6) auf, welche an der Stange (5) angefügt ist, und eine untere (Boden-) Platte (8), welche mit der oberen Platte (6) über eine Strebe (7) verbunden ist, und ein zylindrischer äußerer Stator (9) ist zwischen der oberen Platte (6) und der unteren Platte (8) angeordnet. In dem Inneren des Stators (9) ist ein zylindrischer innerer Stator (10) angeordnet, durch welchen ein ringförmiger Behandlungsspalt (12) mit Boden ausgebildet ist, um so Dispersionsmedium (11) zwischen den Statoren (9 und 10) zu enthalten. Der innere Stator (10) ist integral zusammen mit der unteren Platte (8) ausgebildet, so dass ein Durchgangsloch in der Mitte der unteren Platte (8) ausgebildet wird. Jedoch kann der innere Stator (10) separat von der unteren Platte (8) ausgebildet und dann an die untere Platte (8) angefügt werden. Des Weiteren sind die Statoren (9 und 10) in einer zylindrischen Form ausgebildet. Jedoch können diese in einer zweckmäßigen polygonal-zylindrischen Form ausgebildet werden.
  • In dem Behandlungsspalt (12) ist ein zylindrischer Rotor (15) von der mündenden Öffnungsseite des Behandlungsspalts aus eingesetzt, so dass der Behandlungsspalt (12) in einen äußeren Spalt (13) und einen inneren Spalt (14) unterteilt wird, und der äußere Spalt (13) und der innere Spalt (14) miteinander kommunizierend an der Bodenseite des Behandlungsspalts verbunden sind. Der Rotor (15) ist dem unteren Ende einer Antriebswelle (16) angefügt und wird innerhalb des Behandlungsspalts (12) durch Drehen der Antriebswelle (16) durch einen nicht gezeigten Motor gedreht. In dieser Figur ist der Rotor (15) in zylindrischer Form ausgebildet. Jedoch kann dieser in einer zweckmäßigen polygonal-rohrförmigen Form ausgebildet werden. Die Breite des Behandlungsspalts (12), insbesondere die Breite des äußeren Spalts (13) kann vorzugsweise dahingehend gestaltet werden, eine dahingehend zweckmäßige Breite aufzuweisen, um effizient die Scherkraft des Dispersionsmediums auf das zu behandelnde Material auszuüben, wie in dem Fall von üblichen Dispersionssystemen vom Ringtyp.
  • Mit dem Rotor (15) ist, wie in 2 gezeigt, ein Verbindungselement (18) in dem oberen inneren Abschnitt eines zylindrischen Rotorrumpfes (17) eingepasst und durch einen Bolzen (19) befestigt, und das Verbindungselement (18) ist in einem Rotor-Endabschnitt (20) eingepasst und durch einen Bolzen (21) befestigt. In diesem Fall steht eine Aufnahmenut (22), welche auf dem Verbindungselement (18) ausgebildet ist, mit einem Eingriffsstück (23) im Eingriff, welches auf dem Rotor-Endabschnitt angebracht ist, um so das Verbindungselement (18) gegen Rotation zu halten. Der Endabschnitt der Antriebswelle (16) ist in den Rotor-Endabschnitt (20) eingesetzt und gegen Rotation gehalten und mittels einer Mutter (24) befestigt.
  • An das Verbindungselement (18) ist eine Axialströmungswelle (25) angefügt, welche in das Innere des inneren Stators (10) eingesetzt ist. Die Axialströmungswelle (25) ist dahingehend konstruiert, sich zusammen mit der Antriebswelle (16) zu drehen. Wenn die Axialströmungswelle (25) separat von der Antriebswelle angebracht ist, kann die Axialströmungswelle separat von der Drehung der Antriebswelle (16) in Drehung versetzt werden. 3 zeigt ein Beispiel, in welchem die Axialströmungswelle und die Antriebswelle separat angetrieben werden können. In dieser Figur ist eine hohle Antriebswelle (16a) ausgebildet und eine Axialströmungswelle (25a) ist durch den hohlen Abschnitt der Antriebswelle hindurch eingesetzt, wodurch die hohle Antriebswelle (16a) und die Axialströmungswelle (25a) einen konzentrischen biaxialen Aufbau aufweisend aufgebaut sind. Der untere Abschnitt der Axialströmungswelle (25a) verläuft durch den Rotor (15) und erstreckt sich auf das Innere des inneren Stators, und der obere Abschnitt der Axialströmungswelle (25a) ist mit einer Antriebsquelle (nicht gezeigt) verbunden, welche sich von der Antriebsquelle für die Antriebswelle (16a) unterscheidet. Durch separate Steuerung der Antriebsquellen für jeweilige Wellen ist es möglich, die Drehzahl des Rotors und die Drehzahl der Axialströmungswelle zu variieren.
  • Der Rotor-Endabschnitt (20) an dem oberen Abschnitt des Rotors (15) ist im Wesentlichen in der Form eines Kegelstumpfes ausgebildet. Ein Einlasselement (27) ist an der oberen Platte (6) durch einen Bolzen (28) angefügt, wobei das Einlasselement (27) eine Einströmöffnung (26) in der Mitte aufweist, um so die konische Schräge zu bedecken, welche auf der oberen Fläche des Rotor-Endabschnitts (20) ausgebildet ist. Zwischen dem Rotor-Endabschnitt (20) und dem Einlasselement (27) ist ein konischer Spalt (29) ausgebildet, welcher mit dem äußeren Spalt (13) kommunizierend verbunden ist. Auf der äußeren Oberfläche des Rotor-Endabschnitts (20) und/oder der inneren Fläche des Einlasselements (27), welche den konischen Spalt (29) begrenzen, können vorzugsweise zweckmäßige, Abströmung verhindernde Vorsprünge (30) derart ausgebildet werden, dass das Dispersionsmedium (11) in dem Behandlungsspalt nicht in den Tank von der Einströmöffnung (26) durch den konischen Spalt (29) strömt.
  • 4 zeigt ein Beispiel der Abströmung verhindernden Vorsprünge (30), wobei spiralförmig herausragende Abströmung verhindernde Vorsprünge (30) vollständig über eine konische Schräge (31) und eine zylindrische Fläche (32) des Rotor-Endabschnitts (20) ausgebildet sind, und wobei, wenn sich der Rotor dreht, das aus dem Behandlungsspalt (12) zu dem konischen Spalt (29) strömende Dispersionsmittel (11) gegen die Abströmung verhindernden Vorsprünge (30) strömt und zu dem Behandlungsspalt (12) zurückkehrt. Die Abströmung verhindernden Vorsprünge können einen Aufbau haben, in der Art, dass Nuten wie spiralförmige Nuten ausgebildet sind und Kanten der Nuten als die Vorsprünge arbeiten (nicht gezeigt).
  • Auf der Axialströmungsachse (25) sind Axialströmungsflügel ausgebildet, welche das Strömen des zu behandelnden Materials in dem Tank steuern, so dass dem zu behandelnden Material das Strömen in den Behandlungsspalt der Dispersionskammer ermöglicht ist. Die Axialströmungsblätter können in verschiedener Weise gestaltet sein. In dem in der Figur gezeigten Beispiel sind Blätter (33) zum Herunterschaufeln an der Stelle angeordnet, welche sich an der Innenseite des inneren Stators (10) befindet, und ist unterhalb dieser ein Axialströmungspropeller (34) vorgesehen, und sind ferner an dessen unterer Seite Turbinenblätter (35) vorgesehen, wodurch eine Zirkulationsströmung erzeugt wird, wie sie durch einen Pfeil (A) gezeigt ist, welche von dem unteren Abschnitt auf den oberen Abschnitt zu in dem Tank strömt.
  • An einer geeigneten Stelle des inneren Stators (10) ist ein Abgabeabschnitt (36) für das zu behandelnde Material ausgebildet, und an der Abgabeöffnung (36) ist ein Sieb (37) mit Strömungslöchern wie darauf vorgesehenen Poren, Schlitzen oder einem Netz dahingehend ausgebildet, das Dispersionsmedium (11) von dem zu behandelnden Material zu trennen. An dem oberen Abschnitt des inneren Stators (10) ist eine abdichtende Kappe (38) durch einen Bolzen (39) derart befestigt, dass das Dispersionsmedium (11) nicht aus dem inneren Spalt (14) heraus strömt.
  • Durch das Drehen der Axialströmungswelle (25) wird die vorstehende Zirkulationsströmung des zu behandelnden Materials in dem Tank erzeugt, und gleichzeitig strömt das Dispersionsmedium (11) in dem Behandlungsspalt (12) von dem äußeren Spalt (13) zu dem inneren Spalt (14). Auf dem Rotor (15) ist eine Zirkulationsöffnung (40) ausgebildet, so dass das Dispersionsmedium (11), welches den inneren Spalt (14) erreicht hat, zu dem äußeren Spalt (13) zurückgeführt wird. Die Stelle, an welcher die Zirkulationsöffnung (40) ausgebildet ist, und die Größe, Anzahl, Form und dergleichen der Zirkulationsöffnung (40) kann zweckmäßig vorgesehen werden. In dem in der Figur gezeigten Beispiel sind zwei lange Schlitze, welche sich axial auf dem Umfang des Rotorrumpfes (17) erstrecken, vorgesehen.
  • Um die Strömung des Dispersionsmediums (11) und des zu behandelnden Materials (3) zu steuern, wenn sich der Rotor (15) dreht, kann eine Strömungssteueroberfläche, wie eine Unebenheit, Vorsprünge, lange Schlitze oder Spiralnuten, auf der Oberfläche jedes Elements ausgebildet werden, welches auf den äußeren Spalt (13) oder den inneren Spalt (14) weist. Als eine solche Strömungssteueroberfläche (41) können geeignete Formen, beispielsweise schraubenförmige Nuten, wie sie in JP-B-3-62449 (JP-A-63-1432), nagelförmige Vorsprünge, wie sie in JP-B-4-70050 (JP-A-1-171627), und dergleichen genannt werden, vorgesehen werden.
  • Die Strömungssteueroberfläche (41), wie Vorsprünge, kann an einer geeigneten Stelle unter Beachtung der Eigenschaften des zu behandelnden Materials und der Dispersionswirkungen vorgesehen werden. Zum Beispiel können diese auf der äußeren Fläche des Rotors (15), wie in 5(A) gezeigt, auf der äußeren Fläche des inneren Stators (10) und den äußeren Flächen des Rotors (15), wie in 5(B) gezeigt, und auf den inneren und äußeren Flächen des Rotors (15), der inneren Fläche des äußeren Stators (9) und der äußeren Fläche des inneren Stators (10), wie in 5(C) gezeigt, vorgesehen werden.
  • Wenn die Strömungssteueroberfläche (41) auf der gesamten äußeren Fläche des Rotors vorgesehen wird, wird die Bewegung des Dispersionsmediums (11) beschleunigt und demgemäß die Menge des Dispersionsmediums (11), welche auf die Seite der Einströmöffnung (26) durch den konischen Spalt (29) zu strömt, neigt dazu, sich zu steigern. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen von Experimenten hat sich bestätigt, dass eine solche Neigung unterdrückt werden kann, indem eine flache Oberfläche (42) an einem Teil von 1/7 bis etwa 1/5 der Höhe der äußeren Fläche des Rotors ausgebildet wird, und indem, unterhalb dieses Teiles, die Strömungssteueroberfläche (41) ausgebildet wird.
  • In dem Beispiel, wie es in 1 oder dergleichen gezeigt wird, ist eine Umhüllung (43) zum Zirkulieren eines Temperatursteuermediums, wie Kühlwasser, an der äußeren Seite des äußeren Stators (9) vorgesehen. Jedoch kann die Umhüllung auf dem Rotor oder dergleichen vorgesehen werden, oder es kann auf beiden Seiten keine Umhüllung vorgesehen werden.
  • Demgemäß rotiert, wenn die Dispersionskammer (4), in welcher das Dispersionsmedium (11) in den Behandlungsspalt (12) zu etwa 60 bis 90 % eingefüllt ist, in dem zu behandelnden Material (3) versenkt wird, und dann die Antriebswelle (16) in Drehung versetzt wird, der Rotor (15) innerhalb des Behandlungsspalts (12). Zu dieser Zeit wird sich, wenn die Axialströmungswelle (25) mit der Antriebswelle (16), wie in 1 gezeigt, verbunden ist, die Axialströmungswelle (25) gleichzeitig drehen, und eine Zirkulationsströmung des zu behandelnden Materials wird in dem Tank bewirkt. Des Weiteren wird, wenn die Axialströmungswelle (25a) separat von der Antriebswelle (16a), wie in 3 gezeigt, in konzentrischer biaxialer Art vorgesehen ist, die Zirkulationsströmung des zu behandelnden Materials durch Drehen der Axialströmungswelle (25a) durch eine Antriebsquelle bewirkt, welche sich von der Antriebsquelle für die Antriebswelle (16a) unterscheidet.
  • Das zu behandelnde Material, welches innerhalb des Tanks zirkuliert, tritt in den äußeren Spalt (13) des Behandlungsspalts (12) durch die Einströmöffnung (26) der Dispersionskammer (4) ein und strömt in den inneren Spalt (14). Während dieser Zeitperiode arbeitet das Dispersionsmedium (11), welches durch den Rotor (15) in Bewegung versetzt wird, dahingehend, die festen Partikel in dem zu behandelnden Material durch die Schlagkraft oder die Mahlkraft fein zu mahlen, welche zwischen den Dispersionsmedia bewirkt wird, und die fein gemahlenen Partikel werden in einer Flüssigkeit dispergiert und dann wird nur das dispergierte Material in den Tank durch das Sieb (37) abgegeben, und durch Wiederholen dieses Vorgangs kann das Material zu dem gewünschten Niveau des Dispersionsvermögens dispergiert werden.
  • Wenn die Dispersion von schwer dispergierbaren Pigmenten unter Verwendung der in 1 gezeigten Vorrichtung durchgeführt wurde, konnte die gewünschte Partikelgröße (höchstens 0,2 μm) in 5 Minuten Aufenthaltszeit erzielt werden, während dies mit einer konventionellen Dispersionsvorrichtung vom Immersions-Typ 50 Minuten benötigte.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist wie vorstehend aufgebaut, d.h. das zu behandelnde Material wird durch die Dispersionsbehandlung vom Ringtyp in der Dispersionskammer dispergiert, was zu einem höheren Niveau von Dispersion im Vergleich mit der Dispersion führt, welche durch konventionelle Rührblätter unter Verwendung von Stiften oder Bolzen bewirkt wird. Wenn die Axialströmungswelle separat von der Antriebswelle in einer konzentrisch biaxialen Art vorgesehen wird, und diese separat angetrieben werden, kann die Drehung des Rotors und die Zirkulationsströmung in dem Tank zu optimalen Bedingungen für die Eigenschaften des zu behandelnden Materials gesteuert werden. Zusätzlich ist es möglich, da die Axialströmungswelle in das Innere des inneren Stators eingesetzt ist, welcher die Dispersionskammer bildet, und da die Axialströmungswelle derart vorgesehen werden kann, keinen Kontakt mit dem Dispersionsmedium zu haben, das Verstopfen oder Ausströmen des Dispersionsmediums im Gegensatz zu konventionellen Vorrichtungen zu vermeiden.

Claims (7)

  1. Versenkbare Dispersionsvorrichtung, in welcher eine ein Dispersionsmedium enthaltene Dispersionskammer in einem ein zu behandelndes Material enthaltenden Behälter versenkt wird, wobei das zu behandelnde Material in die Dispersionskammer zirkuliert wird, und das zu behandelnde Material unter Verwendung des Dispersionsmediums dispergiert wird, welches sich innerhalb der Dispersionskammer bewegt, umfassend: eine Dispersionskammer, einen zylindrischen äußeren Stator (9) und einen zylindrischen inneren Stator (10), welcher innerhalb des zylindrischen äußeren Stators angeordnet ist, zur Bildung eines ringförmigen Behandlungsspalts (12) in der Dispersionskammer, einen Rotor (15), der in den Behandlungsspalt zur Unterteilung des Behandlungsspalts in einen äußeren Spalt (13) und einen inneren Spalt (14) eingesetzt ist, eine Antriebswelle (16, 16a) zum Drehen des Rotors, eine Welle (25, 25a), welche in die innere Seite des inneren Stators eingesetzt ist, Axialströmungsblätter (33, 34, 35), welche auf der Welle derart angeordnet sind, dass ein zu behandelndes Material in den Behandlungsspalt der Dispersionskammer zu fließen vermag, eine Zirkulationsöffnung (40), welche auf dem Rotor derart angeordnet ist, dass ein Dispersionsmedium, welches in dem Behandlungsspalt enthalten ist, zusammen mit der Strömung des zu behandelnden Materials durch den äußeren Spalt zu fließen vermag, in den inneren Spalt und den äußeren Spalt fließt, eine Abgabeöffnung (36) für das zu behandelnde Material, welche auf dem inneren Stator ausgebildet ist, und ein Sieb (37), welches an der Abgabeöffnung angeordnet ist, um das Dispersionsmedium von dem zu behandelnden Material zu trennen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (15) mit einem konisch geformten oberen Abschnitt versehen ist, ein Einlasselement (27) dem oberen Abschnitt des Rotors gegenüberliegt, wobei das Einlasselement einen Einströmungsteil an der Mitte aufweist, und den oberen Abschnitt des Rotors bedeckt, und zwischen dem Einlasselement und dem oberen Abschnitt des Rotors ein konischer Spalt (29), welcher mit dem äußeren Spalt (13) kommuniziert, ausgebildet ist, und Vorsprünge (30) zur Verhinderung eines Ausfließens des Dispersionsmediums auf der äußeren Oberfläche des Rotors und/oder der inneren Oberfläche des Einlasselements ausgebildet sind, welcher dem konischen Spalt gegenüberliegen.
  2. Versenkbare Dispersionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Welle (25) mit der Antriebswelle (16) kommunizierend verbunden ist.
  3. Versenkbare Dispersionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Antriebswelle (16a), welche den Rotor dreht, hohl ausgebildet ist; die Welle (25a) durch die hohle Antriebswelle (16a) durchtritt und das untere Ende der Welle (25a) sich in die innere Seite des inneren Stators (10) erstreckt.
  4. Versenkbare Dispersionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Fließsteueroberfläche (41) wie eine Unebenheit, Vorsprünge, spiralförmige Nuten oder dergleichen auf der äußeren Seite des Rotors (15) ausgebildet ist.
  5. Versenkbare Dispersionsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Fließsteueroberfläche (41) auf der äußeren Fläche des Rotors (15) und der äußeren Fläche des inneren Stators (10) ausgebildet ist.
  6. Versenkbare Dispersionsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Fließsteueroberfläche (41) auf den inneren und äußeren Flächen des Rotors (15), der inneren Fläche des äußeren Stators (9) und der äußeren Fläche des inneren Stators (10) ausgebildet ist.
  7. Versenkbare Dispersionsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei etwa 1/7 bis etwa 1/5 der Höhe von dem obersten Teil der äußeren Fläche des Rotors (15) eine flache Oberfläche (42) ist, und die Fließsteueroberfläche (41) unterhalb der flachen Oberfläche ausgebildet ist.
DE60014523T 1999-07-29 2000-07-19 Dispersionsvorrichtung für Materialien Expired - Lifetime DE60014523T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21528699 1999-07-29
JP21528699A JP4081785B2 (ja) 1999-07-29 1999-07-29 浸漬型分散機

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