FI67033B

FI67033B - DISPERGERINGSANORDNING

Info

Publication number: FI67033B
Application number: FI821602A
Authority: FI
Inventors: Matti Seviae
Original assignee: Suomen Sokeri Oy
Priority date: 1982-05-06
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1984-09-28
Also published as: FI821602L; FI821602A0; FI67033C

Description

1 670331 67033

Dispergointilaite Tämän keksinnön kohteena on dispergointilaite, jossa on moottori, moottorin käyttämä roottori, joka koostuu vä-5 hintään yhdestä likimain pystysuorasta akselista ja akselin alapäässä sijaitsevasta sekoituselimestä, sekä roottoria ympäröivä sekoitussäiliö sekoitettavaa ainetta varten, jolloin laitteessa on välineet sekoituselimen siirtämiseksi roottorin akselin suunnassa.The present invention relates to a dispersing device having a motor, a motor-driven rotor comprising at least one approximately vertical shaft and a mixing member at the lower end of the shaft, and a mixing tank surrounding the rotor for the substance to be mixed, the device comprising means for moving the mixing member in the direction of the rotor shaft.

10 Dispergointitekniikkaa käytetään mm. puunjalostus teollisuudessa ja maaliteollisuudessa suspensiopastojen valmistukseen. Yksinkertainen, yleisesti käytetty dispergointilaite on muodostettu rungosta, johon on kiinnitetty moottori ja roottori, jonka sekoituselin sijaitsee sekoi-15 tussäiliön alaosassa. Sekoituselimenä on yleensä vähintään yksi levy, jonka kehällä on sekoituselementtejä. Roottorin pyöriessä imee sekoituselin nesteen pinnalla olevan dis-pergoitavan aineen nesteen sisään, jolloin nesteen pinta asettuu vinoon asentoon siten, että se on alimmillaan se-20 koitussäiliön keskellä sekoituselimen kohdalla ja korkeimmillaan säiliön reunan kohdalla. Nesteen kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa umpeutuu nesteen pinnassa oleva syvennys vähitellen, koska sekoituselimen imuvaikutus jää riittämättömäksi, ja dispergoitava aine jää kellumaan valmistet-25 tavan pastan pinnalle. Esimerkiksi kaoliini-vesiseoksen kuiva-ainepitoisuutta ei voida nostaa yli n. 68 %.10 Dispersion technology is used e.g. wood processing in industry and paint industry for the manufacture of suspension pastes. A simple, commonly used dispersing device is formed by a body to which is attached a motor and a rotor, the mixing member of which is located at the bottom of the mixing tank. The mixing member is usually at least one plate with mixing elements on the circumference. As the rotor rotates, the agitating member absorbs the dispersible substance on the surface of the liquid into the liquid, whereby the surface of the liquid is inclined so that it is at its lowest at the center of the agitating tank and at its highest at the edge of the tank. As the dry matter content of the liquid increases, the recess in the surface of the liquid gradually closes because the suction effect of the mixing member remains insufficient and the dispersible substance remains floating on the surface of the paste to be prepared. For example, the dry matter content of a kaolin-water mixture cannot be increased above about 68%.

Sekoituselimen imuvaikutuksen parantamiseksi on kehitetty erilaisia erikoisratkaisuja, kuten ruuvinmuotoi-sia roottoreita, jotka sijaitsevat sekoitussäiliön pohjasta 30 ylöspäin työntyvän akselin päässä, ja kaksoisroottoreita, joissa on vastakkaisella nousulla varustettuja siipipyöriä.Various special solutions have been developed to improve the suction effect of the mixing member, such as screw-shaped rotors located at the end of the shaft projecting upwards from the bottom of the mixing tank 30, and twin rotors with impellers with opposite pitch.

Sekoitustehon parantamiseksi on myös kehitetty DE-patenttijulkaisuissa 953 338 ja 1 061 750 esitettyjä laitteita, joissa on välineet, joiden avulla sekoituselinten 35 sijaintia voidaan säätää roottorin akselin suunnassa. Koska 2 67033 mainitut välineet on sovitettu siirtämään sekoituselimiä pystysuunnassa sekoituksen kuluessa korkeintaan kerran, niillä ei saavuteta toivottua tulosta.In order to improve the mixing efficiency, the devices disclosed in DE patents 953 338 and 1 061 750 have also been developed, which have means by means of which the position of the mixing elements 35 can be adjusted in the direction of the rotor axis. Since said means 2 67033 are adapted to move the mixing members vertically at most once during mixing, they do not achieve the desired result.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan dis-5 pergointilaite, jolla saavutetaan ratkaisevasti parempi teho kuin edellä mainitulla tavanomaisella laitteella ilman että tarvitsee käyttää edellä mainittuja erikoisroottoreita.The object of the present invention is to provide a dispersing device which achieves a decisively better power than the above-mentioned conventional device without the need to use the above-mentioned special rotors.

Keksinnön mukaiselle dispergointilaitteelle on tunnusomaista, että sekoituselimen siirtovälineet on sovitettu 10 siirtämään sekoituselimiä sekoituksen aikana kahden ääriasennon välillä, joista toinen sijaitsee sekoitussäiliön alaosassa ja toinen sekoitettavan aineen pinnan kohdalla. Järjestämällä sekoitusakseli pystysuunnassa siirrettäväksi sekoituksen aikana saadaan sekoituselimen imu vaikuttamaan 15 sekä nesteen pohjalla että sen pinnan kohdalla, minkä seurauksena sekoituselin imee dispergoitavan aineen nesteen pinnalta nesteeseen suurillakin kuiva-ainepitoisuuksilla.The dispersing device according to the invention is characterized in that the mixing means transfer means are adapted to move the mixing members during mixing between two extreme positions, one at the bottom of the mixing tank and the other at the surface of the substance to be mixed. By arranging the mixing shaft to be moved vertically during mixing, the suction of the mixing member is acted upon both at the bottom and at the surface of the liquid, as a result of which the mixing member absorbs the dispersible substance from the liquid surface into the liquid even at high dry matter concentrations.

Keksinnön mukaisen dispergointilaitteen yhtä edullista suoritusmuotoa selitetään seuraavassa tarkemmin ohei-20 seen piirustukseen viitaten, jossa kuvio 1 esittää dispergointilaitteen sivukuvaa, ja kuvio 2 esittää roottorin etukuvaa.One preferred embodiment of the dispersing device according to the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a side view of the dispersing device and Fig. 2 shows a front view of the rotor.

Piirustuksessa esitetyssä dispergointilaitteessa on runko 1, jonka varaan on asetettu sekoitussäiliö 2. Sekoi-25 tussäiliöön työntyy ylhäältäpäin roottori 3, joka koostuu kahdesta yhdensuuntaisesta pystysuorasta akselista 4 ja 5 ja näiden alapäässä sijaitsevista sekoituselimistä 6, 7 ja vastaavasti 8. Kukin sekoituselin on muodostettu pyö-reästä vaakasuorasta levystä, jonka reunaosat on taivutet-30 tu vuorotellen ylös- ja alaspäin.The dispersing device shown in the drawing has a body 1 on which a mixing tank 2 is placed. a horizontal plate with the edge portions bent-30 tu alternately up and down.

Roottorin akselit 4, 5 on yläpäästään laakeroitu koteloon 9 ja niihin on kiinnitetty hihnapyörät 10 ja 11, joita pyöritetään sähkömoottorin 12 avulla hihnapyörän ja kiilahihnojen 14 välityksellä.The rotor shafts 4, 5 are mounted at their upper ends in a housing 9 and are attached to pulleys 10 and 11, which are rotated by means of an electric motor 12 by means of a pulley and V-belts 14.

35 Piirustuksen mukaisesti on runko 1 ja kotelo 9 kiinni tetty toisiinsa pystysuoran hydraulisylinterin 15 avulla.35 According to the drawing, the body 1 and the housing 9 are connected to each other by means of a vertical hydraulic cylinder 15.

3 670333 67033

Sylinteriosan alapää on kiinnitetty runkoon säiliön 2 viereen ja männänvarren 16 ulkopää on tukilevyn 17 välityksellä kiinnitetty kotelon 9 alapintaan moottorin 12 ja roottorin 3 väliin siten, että kotelo on suurin piirtein 5 tasapainossa. Hydraulisylinterin yhteyteen on asennettu painenesteen ohjausyksikkö 18.The lower end of the cylinder part is fixed to the body next to the tank 2 and the outer end of the piston rod 16 is fixed to the lower surface of the housing 9 between the motor 12 and the rotor 3 by means of a support plate 17 so that the housing is approximately 5 in balance. A pressure fluid control unit 18 is installed in connection with the hydraulic cylinder.

Piirustuksen mukainen dispergointilaite toimii seu-raavalla tavalla. Laitteen käytön aikana työntyy männän-varsi 16 ulos sylinteristä 15, minkä vaikutuksesta kotelo 10 9 ja siihen kiinnitetty roottori 3 liikkuu pystysuuntaan ylöspäin kuviossa 1 jatkuvalla viivalla esitetystä asennosta katkoviivalla esitettyyn asentoon ja takaisin. Roottorin ala-asennossa sekoituselimet 6-8 sijaitsevat sekoitussäi-liön alaosassa ja roottorin yläasennossa sekoituselimet 15 ovat nesteen pinnan kohdalla. Sekoituselinten edestakainen pystysuuntainen liike edistää ratkaisevalla tavalla dis-pergoitavan aineen imemistä nesteen pinnalta nesteeseen, jolloin dispergointi tapahtuu nopeasti suurillakin kuiva-ainepitoisuuksilla.The dispersing device according to the drawing operates in the following manner. During operation of the device, the piston rod 16 protrudes out of the cylinder 15, as a result of which the housing 10 9 and the rotor 3 attached thereto move vertically upwards from the position shown by a solid line in Fig. 1 to the position shown by the broken line and back. In the lower position of the rotor, the mixing members 6-8 are located at the bottom of the mixing tank and in the upper position of the rotor, the mixing members 15 are located at the surface of the liquid. The reciprocating vertical movement of the mixing members decisively promotes the suction of the substance to be dispersed from the surface of the liquid into the liquid, whereby the dispersion takes place rapidly even at high dry matter concentrations.

20 Keksinnön mukaisella laitteella tehtiin koe, jossa talkkia ja 2 % CMC:tä dispergoitiin veteen. Sekoituselimiä 6-8 liikuteltiin ylös-alas kerran minuutissa koko disper-gointiajan ollessa n. 10 min. Laitteella saatiin aikaan pasta, jonka kuiva-ainepitoisuus oli 75 painoprosenttia.An apparatus according to the invention was performed in which talc and 2% CMC were dispersed in water. The agitators 6-8 were moved up and down once a minute for a total dispersion time of about 10 minutes. The device produced a paste with a dry matter content of 75% by weight.

25 Vastaavanlaisella dispergointilaitteella, jossa sekoitus-elimet eivät liikkuneet pystysuunnassa, saavutettiin n.With a similar dispersing device in which the mixing members did not move vertically, n.

68 painoprosenttia, koska talkki jää kellumaan pastan pinnalle pastan kuiva-ainepitoisuuden ollessa korkea.68% by weight because the talc remains floating on the surface of the paste at a high dry matter content of the paste.

Roottorin liikkeen säätö voidaan toteuttaa kello-30 koneistolla ja roottorin liikkeet on helposti automatisoitavissa esim. mikroprosessorilla. Laitteella voidaan nopeasti valmistaa pastoja, joilla on korkea kuiva-ainepitoisuus, ja pastan lämpötila ei nouse yhtä korkeaksi kuin tavanomaisella laitteella dispergoitaessa, joten herkkiä-35 kin apuaineita voidaan käyttää suspensiossa. Keksinnön mukainen laite antaa myös mahdollisuuden lisätä kaikki täyteaine kerralla.The rotor movement can be adjusted with the clock-30 mechanism and the rotor movements can be easily automated with a microprocessor, for example. The device can be used to quickly prepare pastes with a high dry matter content, and the temperature of the paste does not rise as high as when dispersed with a conventional device, so even sensitive excipients can be used in suspension. The device according to the invention also makes it possible to add all the filler at once.