CN1887415A - 搅拌装置、循环清洁装置以及循环管线系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种这样的搅拌装置：多品种的处理液、液量的变动、从低粘度到高粘度的不同粘度的处理液的混合分散性或者清洁性等优越，也可以使冷却效率提高。包括垂直设置在搅拌槽(2)的内部的旋转轴(3)和安装在旋转轴(3)的扁平搅拌叶片(4)，扁平搅拌叶片包括从旋转轴(3)的底部向侧面延伸的底部扁平搅拌叶片部(4a)，以及从底部扁平搅拌叶片部(4a)的两侧端上部向上方延伸的呈矩形形状的上部扁平搅拌叶片部(4b)，搅拌槽(2)的内径(a)和底部扁平搅拌叶片部(4a)的叶片直径(b)的尺寸比(b/a)为0.6～0.9，扁平搅拌叶片部(4a)的高度(c)和上部扁平搅拌叶片部(4b)的高度(d)的尺寸比(d/c)为1～4，在旋转轴(3)以及扁平搅拌叶片(4)的内部形成有用于使冷媒流通的流路(12)。

Description

搅拌装置、循环清洁装置以及循环管线系统

技术领域

本发明涉及搅拌装置、附设于搅拌装置的循环清洁装置、以及具有该循环清洁装置的循环管线系统(line system)。

背景技术

目前，一般涂料、墨水等着色液使用的是在清漆等中调配有颜料浆的产品。颜料浆一般是经过这样的工序进行生产的：即，调配颜料、树脂、有机溶剂等原料，在搅拌装置中进行混合并作为搅拌基料，使该搅拌基料数次通过颗粒搅拌(beads mill)分散装置等连续式分散装置来进行颜料的分散。

具体地说，一般采用这样的步骤：即，向分散装置供给储藏在供给槽中的未处理的颜料浆，将通过分散装置而分散得到的颜料浆暂时储藏在接收槽内，在结束了第一次颜料分散处理之后，再相反地将储藏在接收槽内的颜料浆返回到分散装置中进行分散，将经过了第二次颜料分散处理后的颜料浆返回到原来的供给槽内并储藏，然后，通过多次重复这些处理来进行颜料的分散。但是，在上述生产工序中，存在这样的问题：即，需要供给槽和接受槽这两个槽以及需要进行这些槽之间的切换操作。

因此，通过循环管线来连接搅拌装置和分散装置，通过使颜料浆在两个装置间循环，而出现了将供给槽与接收槽合二为一的技术(例如，参照专利文献1、专利文献7)。

现有的颗粒搅拌装置(参照专利文献1～3)具备有通过由转子的旋转所产生的离心力作用来分离颜料浆和分散媒介的机构，其具有这样的优点：即，处理能力(流量)大，因为能够进行循环分散而使用一个槽即可完成，因为可以由一个槽来进行处理，所以无需进行供给槽和接收槽之间的切换操作。

可是，即便是使用上述的颗粒搅拌装置来进行颜料的分散混合处理，也存在下述这样的不足之处：即，在由搅拌装置所进行的搅拌混合不充分的情况下，当搅拌基料通过搅拌装置(例如，锚(anchor)型、螺旋桨型)而流入以及流出时，存在发生短路的可能性，另外，如果在槽内存在流动性差的滞留部分，则颜料分散的效率降低。

因此，为了高效率地进行在搅拌装置内的搅拌混合，开发出了具备有高速搅拌机和除去滞留在槽壁上的搅拌基料的低速锚型搅拌叶片的双轴搅拌器。

可是，还存在下述这样的问题：即，该双轴搅拌器的设备的成本高昂，以及由于槽壁和锚型搅拌叶片之间的间隔狭窄，所以使得通过喷射清洁溶剂来进行的清洗变得困难，因此，在用于频繁地进行品种更换的涂料生产时，其清洁性较差。

另外，除了上述搅拌装置之外，例如一直以来众所周知的有单轴搅拌器(例如，参照专利文献4、5)，这些搅拌装置仅仅适用于均匀地混合槽内的处理液，在其用于将处理液从设置于该槽上部的回流配管送入到槽内部后，从槽下部取出，再将被取出的处理液通过分散装置返回到该回流配管内的循环分散系统的情况下，存在这样的缺点：即，随着槽内的处理液的循环流加快，由于从回流配管供给的处理液从槽下部瞬间被取出，因此，在槽内不混合并发生短路。另外，刮离搅拌装置的槽内壁面部的处理液来进行混合循环的效果与锚型搅拌叶片相比较弱，因此，由于构造粘性较高的颜料浆容易滞留在槽内的壁面上，而存在混合搅拌性较差这样的缺点。

为了解决上述各个问题，本发明人等对搅拌叶片进行改良，提出这样一种搅拌装置：能够适用于大流量循环系统，在多品种的处理液、液量的变动、从低粘度到高粘度的粘度不同的处理液的混合分散性或者清洁性等方面优越的搅拌装置(参照专利文献6)。

另外，在生产涂料等着色液的工艺中，常常存在多品种少量生产的情况，当每次更换颜色时需要清洗搅拌槽的其他颜料浆接触的部位，但是，在现有的清洗工艺中，存在这样的清洁装置：例如，从连接清洁液容器的清洁喷嘴向搅拌槽喷射清洁液(例如，参照专利文献6)。该清洁装置以淋浴状从清洁喷嘴喷射出清洁液容器内的清洁液，冲洗附着在搅拌槽的内壁和搅拌叶片表面的颜料浆。从清洁喷嘴向搅拌槽内喷射的清洁液立即被从搅拌槽的底部抽取并收集，以进行循环。

【专利文献1】特开平8-266880号公报

【专利文献2】特公平6-28745号公报

【专利文献3】特开2002-204969号公报

【专利文献4】特许第3224498号公报

【专利文献5】特公平1-37173号公报

【专利文献6】特许第3189047号公报

【专利文献7】特开2002-306940号公报

发明内容

可是，在颗粒搅拌机内，因为分散媒介和转子或容器之间的摩擦以及分散媒介之间的摩擦而产生的热量，与颗粒搅拌机的容器中的冷却量相比较大，所以，颜料浆的温度上升。颜料浆因为温度上升而有时会发生变质，颜料浆发生的热量随着粘度的升高而变得显著。

因此，本发明的第一目的在于提供一种搅拌装置，是由本发明人提出的上述改良型搅拌装置，对扁平搅拌叶片以及搅拌槽进行进一步的改良，主要是提高冷却效率。

另外，由本发明人提出的上述现有改良型搅拌装置，通过使清洁液循环，能够清洗扁平搅拌叶片以及搅拌槽内壁，由于采用扁平搅拌叶片，所以与上述现有的双轴搅拌器相比，清洁性格外优越，但是，出现了这样的情况：即，附着在扁平搅拌叶片的周端面(平坦面)上的颜料浆或者附着在搅拌槽底部的颜料浆稍微难以脱落。

在清洗上述现有的改良型搅拌装置的情况下，例如，在搅拌槽内存留清洁液，通过使扁平搅拌叶片正逆向旋转来清洗扁平搅拌叶片以及搅拌槽内壁。另外，此时，清洁液通过在连接颗粒搅拌机和搅拌装置的循环通路内进行循环，而使颗粒搅拌机的内部同时也得到了清洗。

本发明人等锐意进行研究，结果，在包括现有改良型搅拌装置的现有技术中发现了如下问题：由于搅拌叶片的周端缘如图8以截面所示那样为平坦面，所以，在进行循环分散时，附着在搅拌叶片周围的平坦面上的颜料浆容易滞留，使得分散性能降低，此外，附着在搅拌叶片的平坦面上的颜料浆容易固定，即使通过从清洁喷嘴喷射的清洁液也不能充分地进行清洁。

此外，本发明人等还发现了这样的问题：即，从设置在搅拌槽的上部的处理液供给口供给、从设置在底部的处理液取出口排出，并经过与颗粒搅拌机连接的循环通路而在搅拌装置和颗粒搅拌机之间循环的清洁液的流动，有时在搅拌槽的底部也有滞留。

因此，本发明的第二目的在于提供一种使搅拌叶片以及搅拌槽的清洁性得到提高的搅拌装置。

此外，在清洗搅拌槽等的现有的清洁装置中，直到得到充分的清洁为止需要大量的清洁液。

而且，如果使用配管来连接搅拌装置和分散装置，则在更换颜色时为了清洗配管而不使配管内残留有清洁液等，需要通过分解配管等来对其进行清洗，因此，导致花费大量劳力，从而生产成本显著增加。

因此，本发明的第三目的在于提供一种可以削减清洁液使用量的循环清洁装置。

而且，本发明的第四目的在于提供一种这样的循环管线系统：即，在用配管连接的搅拌装置和分散装置的系统中，能够在削减清洁液使用量的同时，削减用于清洗的劳力。

为了实现上述第一目的，本发明的搅拌装置，其特征在于：包括：在上部具有处理液供给口、在底部具有处理液取出口、并且圆周呈圆筒状的搅拌槽，垂直设置在搅拌槽内部的旋转轴，以及安装在该旋转轴上的扁平搅拌叶片；其中，所述扁平搅拌叶片具有从所述旋转轴的底部向侧面方向延伸的底部扁平搅拌叶片部、以及从该底部扁平搅拌叶片部的两侧端上部向上方延伸并呈矩形形状的上部扁平搅拌叶片部，所述搅拌槽的内径(a)和所述底部扁平搅拌叶片部的叶片直径(b)的尺寸比(b/a)为0.6～0.9，所述底部扁平搅拌叶片部的高度(c)和所述上部扁平搅拌叶片部的高度(d)的尺寸比(d/c)为1～4，在所述旋转轴以及所述扁平搅拌叶片的内部形成有用于使冷媒流通的流路。

所述搅拌装置优选在所述搅拌槽的周围还具有包覆型冷却器。

另外，为了实现上述第二目的，本发明的搅拌装置，其特征在于：包括：在上部具有处理液供给口、在底部具有处理液取出口、并且圆周呈圆筒状的搅拌槽，垂直设置在搅拌槽内部的旋转轴，以及安装在该旋转轴上的扁平搅拌叶片；所述扁平搅拌叶片具有从所述旋转轴的底部向侧面方向延伸的底部扁平搅拌叶片部、以及从该底部扁平搅拌叶片部的两侧端上部向上方延伸并呈矩形形状的上部扁平搅拌叶片部，所述扁平搅拌叶片的周缘部通过在表里两面上形成的倾斜面而构成尖细状。

优选所述扁平搅拌叶片的周缘部具有通过所述倾斜面而形成的V字状的端面形状，该各个倾斜面和扁平搅拌叶片的平坦面构成的角度(θ1)在100度～140度的范围内。

优选所述搅拌槽的底部形状为底部是狭窄的圆锥形状或者圆锥台形状，所述底部扁平搅拌叶片部的底边形状形成为隔开规定间隙而与所述搅拌槽的底面平行。

优选所述搅拌槽的底部圆锥面和水平面构成的角度(θ2)具有5度～30度的倾斜度。

优选所述底部扁平搅拌叶片部的叶片直径(b)和上部扁平搅拌叶片部的宽度(e)的尺寸比(e/b)为0.05～0.2。

此外，为了实现上述第三目的，本发明的循环清洁装置，其特征在于：是一种附设在用于搅拌颜料浆的搅拌装置上的循环清洁装置，包括：储存清洁液的清洁液容器，吸引该清洁液容器内的液体并向所述搅拌槽内供给的第一泵，以及吸引口连接在设置于所述搅拌槽的底部的取出口，同时，吐出口通过循环清洁用配管而连接在所述清洁液容器的供给口的第二泵。

所述循环清洁装置中，优选还具有接收清洁废液的废液容器，为了将从所述第二泵吐出的液体排出到废液容器而在所述循环清洁用配管的中途设置进行切换的第一方向切换阀。

而且，为了实现本发明的上述第四目的，本发明的循环分散系统，其特征在于：包括：所述循环清洁装置，具有搅拌叶片以及搅拌槽的所述搅拌装置，以及用于将由二次粒子构成的颜料的凝集体分成为一次粒子、并使其在颜料浆中分散的分散装置；为了将从所述第二泵吐出的液体供给到所述分散装置而在所述循环清洁用配管的中途设置进行切换的第二方向切换阀；通过循环分散用配管连接所述分散装置的排出口和所述搅拌槽的供给口。

在循环分散系统中，优选具有接收结束了分散处理的颜料浆的制品容器；为了将从所述第二泵吐出的液体排出到所述制品容器而在所述循环分散用配管的中途设置进行切换的第三方向切换阀。

循环分散系统的分散装置优选构成为：所述分散装置是环型颗粒搅拌机，其包括：具有供给将要分散的颜料浆的供给口以及排出分散了的颜料浆的排出口的罐，以及为了在和该罐内壁之间形成用于进行分散的环状间隙而配置于所述罐内的外周面为圆筒状的转子；形成从所述环状间隙通过所述转子的内部并到达所述排出口的流路；在所述转子内的所述流路的中途，设置有用于从颜料浆中离心分离出分散媒介的离心式分离装置；在所述转子上形成用于将离心分离后的分散媒介送出到所述环状间隙的循环用开口部。

所述离心式分离装置具有进行分散媒介的离心分离的旋转体；优选该旋转体为叶轮。

所述离心式分离装置具有进行分散媒介的离心分离的旋转体；优选该旋转体为旋转圆盘。

优选所述转子的旋转驱动轴为中空轴，同时，在该中空轴上形成连通所述排出口的排出开口部。

优选在所述罐的一端配置有所述罐的供给口；在所述罐的另一端，还具有配置在所述转子的内侧的大致呈圆筒状的定子；在该定子和所述转子之间形成有构成所述流路的一部分的间隙。

优选在所述转子的所述中空轴内插入有所述旋转体的旋转驱动轴；在所述转子的所述中空轴内周壁和所述旋转体的旋转驱动轴之间形成有构成至所述排出开口部的流路间隙。

优选所述转子的旋转驱动轴和所述旋转体的旋转驱动轴配置成同心状。

附图说明

图1表示的是本发明的搅拌装置的一个实施方式的纵截面图。

图2表示的是部分省略图1中的作为搅拌装置的构造要素的扁平搅拌叶片的内部构造的纵截面图。

图3表示的是图1的搅拌装置的纵截面图。

图4是图1中的A-A线的截面图。

图5是图1中的B-B线的截面图。

图6表示的是作为本发明的搅拌装置的构造要素的扁平搅拌叶片的其他方式，相当于图1中B-B线的截面的截面图。

图7表示的是图1中的作为搅拌装置的构造要素的扁平搅拌叶片的作用的说明图。

图8表示的是现有扁平搅拌叶片的使用状态的水平截面图。

图9表示的是本发明的循环清洁装置以及具有该循环清洁装置的循环分散系统的一个实施方式的系统图。

图10表示的是装入图9的系统中的分散装置的纵截面图。

图11是图10中的A-A线的截面图。

符号说明：

1  搅拌装置

2  搅拌槽

2a 包覆型冷却器

3  旋转轴

4  扁平搅拌叶片

4a 底部扁平搅拌叶片

4b 上部扁平搅拌叶片

5  处理液供给口

6  处理液取出口

12 流路

14 第二泵

15 分散装置

16 循环分散用配管

17 第二方向切换阀

18 第三方向切换阀

19 制品容器

20 清洁液容器

21 清洁喷嘴

22 循环清洁用配管

23 第一方向切换阀

24 第一泵

32 供给口

33 罐

34 转子

36 流路

37 离心式分离装置

38 叶轮

39 循环用开口部

60 定子

80 循环清洁装置

100循环分散系统

X  环状间隙

具体实施方式

下面，参照图1～图3对本发明的搅拌装置的第一实施方式进行说明。图1表示的是搅拌装置内部构造的纵截面图，图2表示的是部分省略图1中的扁平搅拌叶片部的内部构造的纵截面图。

搅拌装置1包括：搅拌槽2、垂直于搅拌槽2的槽内中心部而设置的旋转轴3、以及安装在旋转轴3上的作为搅拌叶片的扁平搅拌叶片4。

搅拌槽2在上部具备处理液供给口5，在底部具备处理液取出口6，同时，其圆周侧面为圆筒状，在其圆周具备包覆型冷却器2a。

包覆型冷却器可以采用公知的构造，能够使冷却水等冷媒在其内部循环。搅拌槽2的底部形状形成为底部呈狭窄圆锥台形状。另外，搅拌槽2在上部设置有清洁液供给口7、7。

扁平搅拌叶片4具有从旋转轴3的底部向侧面延伸的底部扁平搅拌叶片部4a、以及从底部扁平搅拌叶片部4a的两侧端上部向上方延伸并呈矩形形状的上部扁平搅拌叶片部4b。

底部扁平搅拌叶片部4a，由其底边形状与搅拌槽2的底部圆锥面平行的倾斜边而构成，在与搅拌槽2的底面之间具有规定间隙。

上部扁平搅拌叶片部4b相对于旋转轴3左右对称地配置。旋转轴3通过配置在槽外的驱动装置8并经由滑轮9、传动带10、滑轮11来进行旋转驱动，通过旋转轴3旋转驱动，使得扁平搅拌叶片4一边沿着圆周方向旋转一边通过搅拌槽2的呈圆筒状的内周壁面附近。

在旋转轴3以及扁平搅拌叶片4内设置有用于通过旋转轴3而使冷媒通入扁平搅拌叶片4的内部的流路12。形成在扁平搅拌叶片4内的流路12优选被设置在底部扁平搅拌叶片部4a以及上部扁平搅拌叶片部4b中。作为冷媒的冷却水可以使用被图外的冷却装置冷却到-10℃～10℃的水。

在图示例子中，旋转轴3的内部为双层管构造，冷媒如图2箭头所示的方向流动，在通过由内侧的管3a所形成的流路12并流过形成在扁平搅拌叶片4的内部的流路12之后，通过由上述双层管的外侧的管3b所形成的流路12而被排出。在旋转轴3的上端安装有与双层管对应的复式回转接头13，即使在旋转轴3的旋转过程中，也可以从旋转轴的上端供给并排出冷媒。

如图3所示，底部扁平搅拌叶片部4a被设计成搅拌槽2的内径a和叶片直径b的尺寸比(b/a)为0.6～0.9，优选在0.6～0.8的范围内。这是因为，如果尺寸比(b/a)不到0.6，则由于与搅拌槽2的内径相比叶片直径过小，而滞留在槽壁面上的颜料浆会增多，另一方面，如果尺寸比(b/a)超过0.9，则由于与搅拌槽2的内径相比叶片直径过大，而很容易产生颜料浆的短路。

此外，扁平搅拌叶片4被设计成底部扁平搅拌叶片部4a的高度c和上部扁平搅拌叶片部4b的高度d的尺寸比(d/c)为1～4，优选在1～3的范围内。这是因为，如果该高度尺寸比(d/c)不到1，即上部扁平搅拌叶片部4b的高度d与底部扁平搅拌叶片部4a的高度c相比过低，则存在这样的缺点：因为搅拌时的所需动力变大，制品的成本会增高或者因为给与机械负担而使其加速老化，此外，还容易引起颜料浆的短路的发生；另一方面，如果尺寸比(d/c)超过4，即上部扁平搅拌叶片部4b的高度d与其底部扁平搅拌叶片部4a的高度c相比过高，则存在这样的缺点：在槽内不能均匀地混合颜料浆。

而且，扁平搅拌叶片4被设计成扁平搅拌叶片4的整体高度h(d+c)和搅拌槽2的内径a的尺寸比(h/a)为0.8～1.5，优选在1.0～1.3的范围内。这是因为：如果该高度之尺寸比(h/a)不到0.8，即扁平搅拌叶片4的整体高度h与搅拌槽2的内径a相比过短，则存在容易发生颜料浆短路这样的缺点；另一方面，如果尺寸比(h/a)超过1.5，即扁平搅拌叶片4的整体高度h与搅拌槽2的内径a相比过长，则存在颜料浆在槽内不能被均匀混合这样的缺点。

呈矩形形状的上部扁平搅拌叶片部4b是在高度方向上延长的矩形形状的叶片，其宽度e和底部扁平搅拌叶片部4a的叶片直径b的尺寸比(e/b)被设计成0.05～0.2，优选在0.06～0.15的范围内。这是因为：如果尺寸比(e/b)不到0.05，则刮离存在于槽内面附近的颜料浆的效果减小，另一方面，如果超过0.2，则容易发生颜料浆的短路。

此外，底部扁平搅拌叶片部4a的高度c和叶片直径b的尺寸比(c/b)优选为0.4～1.0，更理想的是0.5～0.7。这是因为：如果尺寸比(c/b)不到0.4，则搅拌效果降低，另一方面，如果尺寸比(c/b)超过1.0，则给与装置的负担增大，会加速老化。

扁平搅拌叶片4优选由整片材料而构成。此外，构成扁平搅拌叶片4的材质并不受限制，可以使用一直以来的搅拌叶片所使用的材质，特别是从耐久性、强度方面考虑，优选为不锈钢，从清洁性方面考虑，优选对表面进行镜面加工，或者在表面进行特氟隆涂覆或者搪瓷加工。其中，在搅拌槽2的容量为500L的情况下，扁平搅拌叶片4的厚度为10～30mm。搅拌槽2的容量没有特别的限制，一般大约在2L～大约10000L的范围内。

根据本发明的第二实施方式，扁平搅拌叶片4如图4以及图5所示的截面形状那样，其整个周缘部由在表里两面形成的倾斜面4c、4c而形成尖细形状，具有V字状的截面形状。倾斜面4c、4c在图4以及图5所示的例子中为平坦面，但也可以由图6的截面图所示那样的弯曲面而构成。此外，由倾斜面4c、4c形成的尖细形状的末端，在图4以及图5所示的例子中表示为突尖状，但是，例如也可以做成如图6所示的带有圆角的U字状的截面形状。其中，在图4～图6中仅表示了上部扁平搅拌叶片部4b的截面形状，但是，底部扁平搅拌叶片部4a也是一样的。

上述第一实施方式以及第二实施方式的搅拌装置，主要组装在与分散装置连接的循环分散系统内而被使用。

下面，参照图9～图11对这种循环分散系统的优选实施方式进行说明。其中，在图9～图11中，在本实施方式中，以包括搅拌装置1、由循环清洁用配管而连接在搅拌装置1上的循环清洁装置80、以及由循环分散用配管16而与搅拌装置1连接的分散装置15的循环分散系统100为例进行说明。

循环清洁装置80包括：储存溶剂或者水等清洁液的清洁液容器20；吸引清洁液容器20内的清洁液并向搅拌槽2的清洁液供给口21a、21a供给的第一泵24；以及吸引口与设置于搅拌槽2的底部的处理液取出口6连接，同时，吐出口通过循环清洁用配管22与清洁液容器20的清洁液供给口20a连接的第二泵14。

在搅拌槽2的清洁液供给口21a、21a上具有清洁喷嘴21，由第一泵24压送的清洁液通过清洁喷嘴21而以高压淋浴状喷射到搅拌槽2内以及作为搅拌叶片的扁平搅拌叶片4上。

积留在搅拌槽2内的清洁液通过第二泵14而从搅拌槽2的处理液取出口6被取出，通过循环清洁用配管22而再次返回到清洁液容器20内。

循环清洁装置80还具有接收清洁废液的废液容器25，在循环清洁用配管22的中途设置有进行切换的第一方向切换阀23，使得由第二泵14排出的液体向废液容器25排出。

在循环清洁用配管22的中途还设置有第二方向切换阀17，第二方向切换阀17能够进行切换，使得由第二泵14排出的液体向分散装置15供给。分散装置15的排出口通过循环分散用配管16而与搅拌槽2的处理液供给口5连接。

在循环分散用配管16的中途设置有第三方向切换阀18，第三方向切换阀18能够进行切换，使得由上述第二泵14排出的液体向制品容器19排出，制品容器19接收结束了分散处理的颜料浆。

分散装置15没有特别限制，可以使用一直以来众所周知的颜料分散装置，特别是，优选使用能够大流量处理的颗粒搅拌机，其中，最好是能够使用如图示例子那样的小径分散媒介的内藏离心式分离装置的环型颗粒搅拌机。

分散装置15如图10的截面图所示那样，在形成有供给口32的罐(vessel)33内装入有外周面为圆筒状的转子34。在罐33的内壁和转子34的外周壁之间形成有用于进行颜料分散的环状间隙X。

转子34的旋转驱动轴34a为中空轴，在该中空轴上形成有排出开口部35。从旋转驱动轴34a的中空部34x通过转子34的内部，在转子34的底部开口而形成流路36。

分散媒介(未图示)预先装入罐33内，其粒径除了可以使用一直以来所使用的超过3mm的之外，还可以使用0.05～0.3mm的微小直径。

在转子34的内部配置有用于从颜料浆进行离心分离穿过流路36而流来的分散媒介的离心式分离装置37。在图示的例子中，离心式分离装置37采用的是以横切流路36的方式而配置的叶轮38。为了将离心分离的分散媒介送出到环状间隙X，在转子34上设置有连通叶轮38的周围空间和环状间隙X的循环用开口部39。

叶轮38可以采用扁平叶片、箭状叶片、扭转叶片等各种叶片，在叶片的中心部具有向上吸引并向圆周方向推压的作用，即作为离心泵的作用。叶轮38的旋转驱动轴38a插入转子34的中空部34x内，从转子34的旋转驱动轴34a突出。其中，图中40、41、42为密封部材。

叶轮38如图11所示，在叶轮38的顶面上具有中央开口的环型平板50。在该环型平板50和转子34的叶轮收容空间天壁部之间的间隙内，如图10所示，设置有圆环状的机械密封51，使得分散媒介不会通过该间隙而被排出。

旋转驱动轴34a、38a在图示例子中分别通过传动机构45而连接在共同的驱动源M上，但旋转驱动轴34a、38a的驱动源也可以连接在不同的驱动源上。在图示例子中，传动机构45为由滑轮45a～45d和缠绕在滑轮45a～45d上的传动带45e、45f所组成的传动机构，但是也可以采用齿轮传动机构等其他众所周知的传动机构。

流路36连通着从转子34的底部向叶轮38的中心部即叶轮38进行吸引作用的部分。通过环状间隙X、流路36以及循环用开口部39而构成了从环状间隙X连通叶轮38的中心部且经过叶轮38的外周部再次到达环状间隙X的循环通路。

可以在罐33的内底部大约中央部位固定定子60，通过在定子60和转子34之间形成的间隙而形成流路。定子60做成这样的形状：在通过叶轮38的旋转而产生的吸入作用最强烈的中心部形成流路，这样，具有进一步增强上述循环通路中的分散媒介以及颜料浆的循环的功能。定子60通过转子34的内侧和定子60的外壁之间的间隙而给予不同的速度，也和转子34的外周同样地起到进行分散的作用。在图示的例子中，定子60的上部形成为切头圆锥的圆柱体，可以采用圆锥形等各种形状。

在罐33以及定子60的外周部设置有套管61、62，在套管61、62内分别从图外的给水口而导入冷却水，从图外的排水口排出，以防止罐33内的温度上升。

如果将罐33的内径设为1，则上述分散装置15的几何学尺寸比最好在如下范围：

罐33的内部空间的高度H1为1.0～2.0；

定子60的外径L1为0.5～0.7；

转子34的外径L2为0.95～0.98；

环状间隙X的宽度X1为0.02～0.05；

转子34和定子60之间的间隙X2为0.02～0.05；

连通叶轮38的部位的流路36的直径L3为0.1～0.3；

叶轮38的直径L4为0.6～0.8；

叶轮38的宽度H2为0.2～0.3；

转子34的旋转驱动轴34a的内径L5为0.3～0.4；

循环用开口部39的高度H3为0.25～0.35；

循环用开口部39的宽度L6为0.05～0.1。

另外，叶轮38的旋转数优选为转子34的旋转数的1.5～2.0倍。

叶轮38在上述实施方式中仅仅表示了一层，也可以设置两层以上，也可以在叶轮38的周围设置静止引导叶片作为涡轮叶片。另外，作为离心式分离装置37，也可以采用旋转圆盘(未图示)来代替叶轮38。在为旋转圆盘的情况下，与叶轮相比，作为吸引泵的作用小，但具有使离心力作用于分散媒介的功能。另外，并不局限于圆盘状，也可以采用球体、椭圆球体、伞状体等通过旋转而能够离心分离分散媒介的各种形状的旋转体。

其中，作为离心式分离装置，可以将叶轮固定在转子34内，或者与之形成一体，也可以省略叶轮的旋转驱动轴。在此情况下，叶轮的旋转数(旋转速度)和转子的旋转数相同，虽然减少了离心分离作用，但可以削减零件个数。

此外，也可以在转子34的外周面上设置多根销钉等突起，以提高搅拌效果。

另外，叶轮38的旋转驱动轴38a还可以向下方延伸，并从罐33的底部突出。

在具有上述构造的循环分散系统中，通过重复以下循环来进行循环分散：预先切换第二方向切换阀17，使得从第二泵14吐出的液体向分散装置一侧供给，由搅拌装置1所混合搅拌的颜料浆通过处理液取出口6而被从搅拌槽2中取出，通过第二泵14的驱动而经由循环分散用配管16被向分散装置15供给，将从分散装置15被分散的颜料浆经由处理液供给口5而供给到搅拌槽2内。

第二泵16压送到分散装置15内的颜料浆的送入量被适当地控制在不会大幅度超过构造离心式分离装置的叶轮38的离心分离能力的范围内。

压送到罐33内的颜料浆一边与分散媒介一起由转子34进行搅拌，一边向着罐33的内壁和转子34的外壁之间的环状间隙X的下方送出，穿过转子34的底部和罐33的底部之间的间隙，在转子34的内壁和定子60的外壁之间的间隙上升。然后，通过配置在转子34内部的叶轮38的离心泵作用而从转子34的中心部吸入叶轮38内。

吸入叶轮38的颜料浆和分散媒介的混合物，受到由叶轮38以及其外侧的转子34的旋转产生的离心力的作用，通过比重差而被分离成分散媒介和颜料浆。比重较大的分散媒介被吐出到外周部，通过在转子34上形成的多个循环用开口部39而返回到罐33的内壁和转子34的外壁之间的环状间隙X。然后，与颜料浆再次混合，在罐33的内壁和转子34的外壁之间的环状间隙X下降。

这样，分散媒介重复这样的循环：通过颜料浆的流动而从环状间隙X向转子内部的流路36移动，通过叶轮38并经由循环用开口部39而返回原来的位置。在此期间，调配在颜料浆中的颜料的凝集粒子体(二次粒子)在罐33的内壁和转子34的外壁之间的环状间隙X中通过由与分散媒介的冲撞而产生的强大剪切作用而被分散为一次粒子。

通过叶轮38而与分散媒介分离的颜料浆，在转子34的旋转驱动轴34a的中空部34x和叶轮38的旋转驱动轴38a之间的间隙上升，经由在转子34的旋转驱动轴34a上形成的排出开口部35而从排出口33a排出。被排出的颜料浆通过循环分散用配管16而返回到搅拌槽2内。通过该重复循环来进行循环分散。

这样，在结束循环分散之后，通过第三方向切换阀18将颜料浆排出到制品容器19中，然后，清洗并除去残存在搅拌槽2内或者分散装置15内的颜料浆。

具体地说，在将颜料浆排出到制品容器19中之后，驱动第一泵24，从清洁液容器20向搅拌槽2供给清洁液。此时，通过从清洁喷嘴21以淋浴状将清洁液进行高压喷雾来进行初期清洗。

即便在搅拌槽2内在某种程度上存留清洁液，停止第一泵24，驱动第二泵14，使清洁液在搅拌槽2、分散装置15、循环分散用配管16内循环，进行循环分散系统的循环清洗。此时，在搅拌槽2内存留清洁液，通过正向逆向旋转构成搅拌叶片的扁平搅拌叶片4，而能够清洗扁平搅拌叶片4和搅拌槽2的内壁。当清洁液在上述循环分散系统内循环期间，通过使分散装置也驱动，而能够更高效率地对分散装置进行清洗。

由于循环清洗，使得清洁液的污浊程度增加，清洁液会逐渐丧失所期望的清洁能力，在此情况下，切换第二方向切换阀17以及第一方向切换阀23，一旦将清洁液排出到废液容器25，就将新的清洁液追加到清洁液容器20内，可以再次进行上述循环分散系统的循环清洗。

当结束了上述循环分散系统的清洗之后，切换第二方向切换阀17，使得从第二泵14吐出的液体送入到清洁液容器20内，通过使清洁液在由搅拌槽2、循环清洁用配管22以及清洁液容器20所构成的循环清洁系统内循环，来进行上述循环清洁系统的循环清洗。其中，在该情况下，在循环清洁系统的循环清洗之前，可以事先将清洁液更换为新的清洁液。在循环清洁系统的清洗结束之后，切换第一方向切换阀23，将清洁废液排出到废液容器25内。

在上述说明中，说明了在循环清洗循环分散系统之后，进行循环清洗循环清洁系统的例子，但也可以先进行循环清洁系统的清洗。

上述的循环清洗工序，可以通过顺序控制而自动地进行。即，将第一～第三方向切换阀23、17、18做成电磁阀，通过控制器控制第一～第三方向切换阀23、17、18的开闭、第一泵24以及第二泵14的驱动、停止，来使上述清洗工序依据预先设定的顺序程序自动地进行。

此时，也可以通过液面传感器(未图示)测出清洁液容器20以及(或者)搅拌槽2内的液面，将该检测信号也输入控制系统，一边控制第一泵以及第二泵14的驱动、停止，一边使清洁液在循环清洁管线内循环。在此情况下，清洁液的循环也可以是非连续的，而是间断的。

另外，颜料浆优选处理在粘度为0.01Pa·sec～100Pa·sec，特别是在0.1Pa·sec～10Pa·sec的范围内，Ti值为1～10，特别是1～5的范围内的。该Ti值为摇溶(thixotropic)指数的缩写，为这样的数值：将以记载于JISK5101-6-2中的旋转粘度法测定(温度20℃、转子旋转数6以及60rpm)的数值换算成mPa·s，以6rpm的表观粘度mPa·s/60rpm的表观粘度mPa·s算出的数值。

此外，在颜料浆的粘度较高或者Ti值较高的情况下，由于颜料浆的附着力强，因此，搅拌槽2的内壁面、搅拌叶片8的表面以及配管之类的内面最好通过镜面加工、特氟隆涂覆或者搪瓷加工等预先做成平滑。

根据具有上述第一实施方式的构造的搅拌装置，通过Ti值较高的颜料浆或者粘度较高的颜料浆等，即使在仅以包覆型冷却器而传热速度(冷却速度)不充分的情况下，由于传热面积大，可以通过与处理液的接触频度高的扁平搅拌叶片冷却，因此，也可以改善冷却效率，相对于在搅拌槽2内的滞留时间而能够在短时间内进行混合。这样，在将上述第一实施方式的搅拌装置用于上述循环分散系统中的情况下，可以提高分散性能。

此外，如上述第二实施方式所示，扁平搅拌叶片4的周缘部如果通过在表里两面上形成的倾斜面4c、4c而形成尖细状，那么，如图7中以截面图所示，伴随着清洁液的流动(虚线箭头)，在扁平搅拌叶片4做正向旋转以及逆向旋转时(图7中仅图示一方向)，附着在各个倾斜面上的颜料浆被清洁液的流动所推压，而被高效率地除去。

此外，以这样的效率观点来看，在扁平搅拌叶片4的周缘部通过倾斜面4c、4c形成V字状端面形状的情况下，各个倾斜面4c最好和扁平搅拌叶片4的平坦面(正面或者背面)构成的角度θ1(参照图4)在100度～140度的范围内。这是因为：如果该倾斜角度θ1不到100度，则颜料浆容易附着在平坦面上；如果倾斜角度θ1超过140度，则在扁平搅拌叶片4的强度降低的同时，在实施了氟树脂涂覆或者搪瓷的情况下，在涂敷层上残留有收缩应力，容易导致剥离。

另外，搅拌槽2如上所述，其底部形状为底部狭窄的圆锥台形状，因此，当清洁液在分散管线内循环时，形成沿着底部的倾斜面的层流，其结果，附着在搅拌槽2的底部的颜料浆被高效率地除去。

以这样的效率观点来看，搅拌槽2的底部圆锥面和水平面构成的角度θ2(参照图1)最好具有5度～30度的倾斜度。这是因为：如果倾斜角度θ2不到5度，则颜料浆容易滞留在槽的胴部和底部的接合部周边上，在进行循环清洗时，颜料浆难以流向处理液取出口6；如果倾斜角度θ2超过30度，则容易发生颜料浆的短路。

Claims (20)

1.一种搅拌装置，其特征在于：

包括：在上部具有处理液供给口、在底部具有处理液取出口、并且圆周呈圆筒状的搅拌槽，垂直设置在搅拌槽内部的旋转轴，以及安装在该旋转轴上的扁平搅拌叶片；其中，

所述扁平搅拌叶片具有从所述旋转轴的底部向侧面方向延伸的底部扁平搅拌叶片部、以及从该底部扁平搅拌叶片部的两侧端上部向上方延伸并呈矩形形状的上部扁平搅拌叶片部，所述搅拌槽的内径(a)和所述底部扁平搅拌叶片部的叶片直径(b)的尺寸比(b/a)为0.6～0.9，所述底部扁平搅拌叶片部的高度(c)和所述上部扁平搅拌叶片部的高度(d)的尺寸比(d/c)为1～4，在所述旋转轴以及所述扁平搅拌叶片的内部形成有用于使冷媒流通的流路。

2.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：

在所述搅拌槽的周围还具有包覆型冷却器。

3.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：

所述扁平搅拌叶片的周缘部通过在表里两面上形成的倾斜面而构成尖细状。

4.一种搅拌装置，其特征在于：

包括：在上部具有处理液供给口、在底部具有处理液取出口、并且圆周呈圆筒状的搅拌槽，垂直设置在搅拌槽内部的旋转轴，以及安装在该旋转轴上的扁平搅拌叶片；

所述扁平搅拌叶片具有从所述旋转轴的底部向侧面方向延伸的底部扁平搅拌叶片部、以及从该底部扁平搅拌叶片部的两侧端上部向上方延伸并呈矩形形状的上部扁平搅拌叶片部，所述扁平搅拌叶片的周缘部通过在表里两面上形成的倾斜面而构成尖细状。

5.如权利要求3或者4所述的搅拌装置，其特征在于：

所述扁平搅拌叶片的周缘部具有通过所述倾斜面而形成的V字状的端面形状，该各个倾斜面和扁平搅拌叶片的平坦面构成的角度(θ1)在100度～140度的范围内。

6.如权利要求5所述的搅拌装置，其特征在于：

所述搅拌槽的底部形状为底部是狭窄的圆锥形状或者圆锥台形状，所述底部扁平搅拌叶片部的底边形状形成为隔开规定间隙而与所述搅拌槽的底面平行。

7.如权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：

所述搅拌槽的底部圆锥面和水平面构成的角度(θ2)具有5度～30度的倾斜度。

8.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：

所述底部扁平搅拌叶片部的叶片直径(b)和上部扁平搅拌叶片部的宽度(e)的尺寸比(e/b)为0.05～0.2。

9.一种循环清洁装置，其特征在于：

是一种安装在如权利要求1～8中的任一项所述的搅拌装置上的循环清洁装置；

包括：储存清洁液的清洁液容器；吸引该清洁液容器内的液体并向所述搅拌槽内供给的第一泵；以及吸引口连接在设置于所述搅拌槽的底部的取出口，同时，吐出口通过循环清洁用配管而连接在所述清洁液容器的供给口的第二泵。

10.一种循环清洁装置，其特征在于：

是一种安装在用于搅拌颜料浆的搅拌装置上的循环清洁装置；

包括：储存清洁液的清洁液容器；吸引该清洁液容器内的液体并向所述搅拌槽内供给的第一泵；以及吸引口连接在设置于所述搅拌槽的底部的取出口，同时，吐出口通过循环清洁用配管而连接在所述清洁液容器的供给口的第二泵。

11.如权利要求9或者10所述的循环清洁装置，其特征在于：

还具有接收清洁废液的废液容器；

为了将从所述第二泵吐出的液体排出到废液容器而在所述循环清洁用配管的中途设置进行切换的第一方向切换阀。

12.一种循环分散系统，其特征在于：

包括：如权利要求9～11中的任一项所述的循环清洁装置，具有搅拌叶片以及搅拌槽的所述搅拌装置，以及用于将由二次粒子构成的颜料的凝集体分成为一次粒子、并使其在颜料浆中分散的分散装置；

为了将从所述第二泵吐出的液体供给到所述分散装置而在所述循环清洁用配管的中途设置进行切换的第二方向切换阀；

通过循环分散用配管连接所述分散装置的排出口和所述搅拌槽的供给口。

13.如权利要求12所述的循环分散系统，其特征在于：

具有接收结束了分散处理的颜料浆的制品容器；

为了将从所述第二泵吐出的液体排出到所述制品容器而在所述循环分散用配管的中途设置进行切换的第三方向切换阀。

14.如权利要求12或者13所述的循环分散系统，其特征在于：

所述分散装置是环型颗粒搅拌机，其包括：具有供给将要分散的颜料浆的供给口以及排出分散了的颜料浆的排出口的罐，以及为了在和该罐内壁之间形成用于进行分散的环状间隙而配置于所述罐内的外周面为圆筒状的转子；

形成有从所述环状间隙通过所述转子的内部并到达所述排出口的流路；

在所述转子内的所述流路的中途，设置有用于从颜料浆中离心分离出分散媒介的离心式分离装置；

在所述转子上形成用于将离心分离后的分散媒介送出到所述环状间隙的循环用开口部。

15.如权利要求14所述的循环分散系统，其特征在于：

所述离心式分离装置具有进行分散媒介的离心分离的旋转体；

该旋转体为叶轮。

16.如权利要求14所述的循环分散系统，其特征在于：

所述离心式分离装置具有进行分散媒介的离心分离的旋转体；

该旋转体为旋转圆盘。

17.如权利要求14所述的循环分散系统，其特征在于：

所述转子的旋转驱动轴为中空轴；

在该中空轴上形成连通所述排出口的排出开口部。

18.如权利要求14所述的循环分散系统，其特征在于：

在所述罐的一端配置有所述罐的供给口；

在所述罐的另一端，还具有配置在所述转子的内侧的大致呈圆筒状的定子；

在该定子和所述转子之间形成有构成所述流路的一部分的间隙。

19.如权利要求17所述的循环分散系统，其特征在于：

在所述转子的所述中空轴内插入有所述旋转体的旋转驱动轴；

在所述转子的所述中空轴内周壁和所述旋转体的旋转驱动轴之间形成有构成至所述排出开口部的流路间隙。

20.如权利要求19所述的循环分散系统，其特征在于：

所述转子的旋转驱动轴和所述旋转体的旋转驱动轴配置成同心状。

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