JP2005125191A

JP2005125191A - 混合機

Info

Publication number: JP2005125191A
Application number: JP2003361967A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishikawa; 剛石川; Yoichi Akino; 洋一秋野; Yosuke Nakano; 要介中野
Original assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining Co Ltd
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2005-05-19

Abstract

【課題】混合槽の歪を修正するために製造コストが嵩むようなことがなく、また、処理物の投入が容易で作業効率を高めることができる混合機を提供する。
【解決手段】内部に処理室３が設けられる混合槽２の槽底部１２を垂直に貫通する回転軸３８と、回転軸３８の処理室３内に位置する部分に設けられる攪拌羽根３９とを備えた高速攪拌型の混合機１において、処理物を投入させる投入管２５を混合槽２の上部を貫通させてその先端部を処理室３内に突出させ、投入管２５の処理室３内に突出している先端部に邪魔板３０を設ける。混合槽２に対する穴開け、溶接等の箇所を減らすことができるので、それらの作業によって混合槽２に歪が生じるのを防止でき、混合槽２の歪を修正するために手間が懸ってコストが嵩むようなことがなくなる。また、投入管２５を介して処理室３内に処理物を投入できるので、作業効率を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、混合機に関し、特に、粉体又は粒体等を高速で攪拌して混合、分散、表面改質、複合化等の処理を行う高速攪拌型の混合機に関するものである。

従来、粉砕や解砕を伴う高度で繊細な分散処理、粉体の表面処理、複合化処理等に使用する高速攪拌型の混合機の一例として、槽底部を水平円盤状に形成するとともに、外壁部を二重構造のジャケットに形成して、ジャケット内に冷却媒体を流通させるようにした球形状の混合槽と、混合槽の槽底部の中心部を垂直に貫通して上端部が混合槽内に位置する回転軸と、回転軸の混合槽内に位置する部分に設けられる円錐状のボスと、ボスの下端外周部に一体に設けられて、混合槽の内壁に沿って処理物を放出させる攪拌羽根とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このような構成の高速攪拌型の混合機においては、処理物の蓄熱、処理物の供回り、排気管の目詰まり等の問題が生じていた。このため、処理物の蓄熱については、上記ジャケットの他に、冷却を兼ねた回転軸の軸シールガスを混合槽内に吹き込む等の改善を行ない、処理物の供回りについては、筒状の排気管を中心軸からずらして中心軸と平行に混合槽内に挿入し、一枚又は複数枚の邪魔板を混合槽内壁に設ける等の改善を行ない、目詰まりに関しては、排気管にガスと処理物を分離する筒状のスクリーンを備える等の改善を行なっていた。

しかし、上記のような種々の改善を行なったことから、混合機の混合槽本体に、内外壁を貫通する穴が増加してしまい、このため、穴開け、溶接等の歪によって形状精度が悪化し、その歪を修正するためのコストが嵩み、製造コストが高く付いていた。

さらに、処理物の投入口については、従来から異物混入を防止するために、混合槽の上部に筒口を設けてその中に中子を設けたもの、あるいは混合槽自体を分割して開放可能にしたものが用いられていたが、何れの方法を採用するにしても、処理物の投入に手間がかかり、作業性が悪化していた。
特開平０８−１７３７８３号公報

本発明は、前記のような従来のもののもつ問題を解決したものであって、混合槽に種々の機能を取り付ける部分への穴開け、溶接等の歪によって形状精度が悪化し、その歪を修正するために製造コストが高く付くようなことはなく、また、処理物の投入に手間が懸って、作業性が悪化するようなことがなく、安価で作業性に優れる混合機を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。すなわち、請求項１に係る発明は、内部に処理室が設けられる混合槽の槽底部を垂直に貫通する回転軸と、該回転軸の処理室内に位置する部分に設けられる攪拌羽根とを備えた高速攪拌型の混合機において、処理物を投入させる投入管を前記混合槽の上部を貫通させて、その先端部を前記処理室内に突出させ、該投入管の処理室内に突出している先端部に邪魔板を設けた手段を採用している。
また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の混合機において、前記投入管の混合槽外に位置する部分に、投入管内外を連通するガス排出口を設けた手段を採用している。

本発明は、前記のように構成したことにより、投入管を介して処理室内に処理物を投入することができるので、処理物の投入の際に混合槽を分解等する必要はなく、処理物の投入が容易となり、作業性を大幅に高めることができる。
また、処理室内に投入された処理物は、高速回転する攪拌羽根によって運動エネルギーが付加され、高速で流動してほぼ処理室の内壁を層状に移動し、投入管の先端部の邪魔板に衝突して衝撃力が発生し、この部分でも解砕分散作用を受けることになる。従って、攪拌羽根と邪魔板との協働により、処理物に対して強力な分散、固定化処理が行なわれることになる。この場合、邪魔板は投入管の先端部に設けられているので、邪魔板を取り付けるために、混合槽に対して内外壁を貫通する穴開け、溶接等を行なう必要がないので、穴開け、溶接等によって混合槽に歪が生じ、その歪の修正のためにコストが嵩むようなことはなく、製造コストを安く抑えることができ、安価なものを提供することができる。
さらに、投入管の混合槽外に位置する部分にガス排出口を設けているので、混合槽の内外壁を貫通するガス排出口を設ける必要はなく、これによっても穴開け、溶接等によって混合槽に歪が生じ、その歪の修正のためにコストが嵩むようなことはなく、製造コストを安く抑えることができる。

以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による高速攪拌型の混合機の一実施の形態が示されていて、この混合機１は、内部に処理室３が設けられる混合槽２と、混合槽２の槽底部１２に設けられる攪拌部材３６と、混合槽２の処理室３内に処理物を投入する投入管２５と、処理室３内の排気ガスを処理室３外に排出させる排気管４４と、処理物の供回りを防止する邪魔板３０とを備えている。

混合槽２は、上端が開口する半球状の下半部４と、下半部４の上端開口部に着脱自在に取り付けられる下端が開口する半球状の上半部１５とからなる球形状をなすものであって、内部に密閉された球形状の処理室３が形成されている。

下半部４の上端開口部には、外方に環状に張り出るフランジ５が一体に設けられるとともに、上半部１５の下端開口部には、外方に環状に張り出るフランジ１６が一体に設けられ、両フランジ５、１６を互いに密着させて両フランジ５、１６間をボルト（図示せず）により締結することにより、下半部４と上半部１５とが一体に連結される。両フランジ５、１６間には環状のＯリング１３が介装され、このＯリング１３により両フランジ５、１６間がシールされ、混合槽２内の処理室３が密閉される。

上半部１５及び下半部４は、内壁７、１８とその外側に所定の間隔をおいて位置する外壁８、１９とからなる二重壁構造のジャケット６、１７をそれぞれ有し、各ジャケット６、１７の内壁７、１８と外壁８、１９との間の隙間９、２０内を処理室３内の処理物を冷却するための冷却媒体が流通するように構成されている。

両ジャケット６、１７内を流通する冷却媒体は、それぞれ流入口１０、２１から隙間９、２０内に供給され、隙間９、２０内を流通して流出口１１、２２から外部に排出される。この場合、下半部４の流出口１１と上半部１５の流入口２１とをホース等により接続し、下半部４のジャケット６の隙間９と上半部１５のジャケット１７の隙間２０とを直列に接続しても良い。冷却媒体としては、例えば、冷却水を挙げることができるが、これに限らず、処理室３内の処理物を冷却できるものであれば良い。

下半部４の下端部には、水平円盤状の槽底部１２が設けられ、この槽底部１２に攪拌部材３６が回転可能に設けられている。攪拌部材３６は、槽底部１２の中心部を垂直方向から貫通して、上端部が処理室３内に突出する回転可能な回転軸３８と、回転軸３８の処理室３内に突出している上端部に設けられて、回転軸３８と一体に回転可能な台座３７及び攪拌羽根３９と、台座３７及び攪拌羽根３９を回転軸３８に固定する円錐台状のナット４３とを備えている。

攪拌羽根３９は、台座３７の上部に一体に設けられる円筒状のボス４０と、ボス４０の外周部に一体に設けられる羽根リング４１と、羽根リング４１の外周部に一体に設けられる羽根板４２とから構成されている。攪拌羽根３９は、回転軸３８の処理室３内に突出している上端部に台座３７及びボス４０をそれらの順に嵌合させ、その上部に円錐台状のナット４３で締め付けることにより、回転軸３８の上端部に固定される。

回転軸３８の下端部は動力伝達手段（図示せず）を介して機外の駆動装置（図示せず）に連結され、駆動装置の駆動により動力伝達手段を介して回転駆動するように構成されている。

下半部４の槽底部１２の回転軸３８の貫通部にはシールボックス３３が設けられ、このシールボックス３３内にはオイルシール３４が組み込まれ、このオイルシール３４によって回転軸３８の軸シールが行なわれている。

下半部４の槽底部１２にはガス供給口３５が設けられ、このガス供給口３５に導入されたガスはシールボックス３３上部の開口から吹き出されて、シールボックス３３と回転軸３８との間の隙間、及び槽底部１２と攪拌部材３６の台座３７との間の隙間を通って処理室３内に入り、これらの隙間に処理物が進入しないように構成されている。なお、図中、４６は処理室３内の処理物を外部に排出させる排出弁、４７は排出弁を駆動させる開閉シリンダである。

混合槽２の上半部１５の上部には、上半部１５の上部を垂直方向に貫通する貫通孔２３が設けられ、この貫通孔２３内には筒状の案内座２４が装着され、この案内座２４の内側に投入管２５が挿着されている。

投入管２５は、筒状をなすものであって、上端開口部にテーパー筒状の投入口２６が一体に設けられ、この投入口２６は円板状の蓋２７によって開閉自在に構成され、蓋２７によって投入口２６を閉塞することにより、運転中に処理室３内の処理物が外部に吹き出すのを防止している。

投入管２５は、外周面に環状の固定リング２８を装着し、この状態で案内座２４の内側に挿入して先端部を案内座２４から処理室３内に突出させ、突出量を調整した後に、固定リング２８の下端を案内座２４の上端に当接させ、固定リング２８をセットボルト２９により投入管２５の外周面に固定することにより、上半部１５に固定される。

投入管２５の処理室３内に突出している部分には邪魔板３０が設けられている。邪魔板３０は、環状のボス３１の周面に一体に固定され、ボス３１を投入管２５の先端部に装着し、セットボルト３２によりボス３１を投入管２５の先端部に固定することにより、投入管２５の先端部に取り付けられる。

邪魔板３０は、上端面及び下端面が上半部１５の球形状の内面に沿うように円弧板状に形成される。邪魔板３０は、ボス３１の外周面に１枚又は２枚以上（この実施の形態においては１枚）設けることができる。

投入管２５の案内座２４から上方に突出している部分には、投入管２５の軸線に対して所定の角度で傾斜する筒状の排気管４４が一体に設けられ、この排気管４４は投入管２５の外壁面を貫通して投入管２５の内面側に連通し、この排気管４４を介して処理室３内の排気ガスが外部に排出される。排気管４４の先端部には通気フィルター４５が装着されている。

そして、上記のように構成したこの実施の形態による混合機１の混合槽２の処理室３内に投入管２５を介して処理物を投入し、投入管２５の投入口２６を蓋２７により閉塞し、駆動装置を駆動させて動力伝達手段を介して攪拌部材３６を回転駆動させることにより、高速回転する攪拌部材３６の攪拌羽根３９により処理物に運動エネルギーが付加され、処理物が高速で流動して処理室３の内壁を層状に移動し、投入管２５の先端部の邪魔板３０に衝突して衝撃力が発生し、この部分でも解砕分散作用を受けることになり、処理物に対して強力な分散、固定化処理を行なうことができる。

上記のように構成したこの実施の形態による混合機１にあっては、邪魔板３０が投入管２５の先端部に設けられているので、邪魔板３０を取り付けるために、混合槽２の上半部１５及び下半部４に対して内外を貫通する穴開け、溶接等を行なう必要はない。従って、穴開け、溶接等によって混合槽２に歪が発生し、その歪の修正のために手間が懸ってコストが嵩むようなことはなく、製造コストを安く抑えることができ、安価なものを提供することができる。

さらに、投入管２５の混合槽２外に位置する部分に排気ガスを外部に排出させる排気管４４を設けているので、混合槽２の上半部１５及び下半部４内外を貫通するガス排出口を設ける必要はなく、これによっても穴開け、溶接等によって混合槽２に歪が生じ、その歪の修正のために手間が懸ってコストが嵩むようなことはなく、製造コストを安く抑えることができる。

さらに、投入管２５を介して処理室３内に処理物を投入することができるので、処理物の投入の際に混合槽２を分解等する必要はなく、処理物の投入が容易となり、作業性を大幅に高めることができる。

以下、本発明の高速攪拌型の混合機の実施例について説明する。図１に示す高速攪拌型の混合機１を用いて、黒トナーに少量のシリカを添加して分散するテストを以下の条件で行った。

＜高速攪拌型の混合機＞
混合槽形状：球形状
容量：２０リットル
内径：３５０ｍｍ
攪拌部材図１の形状
リング外形：２６０ｍｍ
投入管形状：円筒形
外形：７４ｍｍ
長さ：３１０ｍｍ
蓋直径：１５０ｍｍ
排気管外形：３５ｍｍ
中心長さ：１００ｍｍ
取付角度：４０度
邪魔板図１の形状
＜処理材料＞
黒トナー２ｋｇ（平均粒径６．５μｍ）
シリカ６０ｇ
＜処理条件＞
リング周速：１００ｍ／ｓ
処理時間：ｌ０分間
冷却水量：１０リットル／分
軸シール空気量：０．８Ｎｍ³／分
＜材料投入方法＞
混合機１を停止した状態において蓋２７を開けて、黒トナー２ｋｇ、シリカ３０ｇを投入した。五分間運転処理後、混合機１を一時停止して、再度蓋２７を開けてシリカ３０ｇを投入した。その後五分間運転処理し、停止した。

上記の試験の結果、ガスの排出に伴って機外に排出された処理物の量は、１．０ｇであった。また、処理後の処理物を６０メッシュの篩を用いて篩分けした結果、未分散シリカの残存が認められず、分散効果が良いことが認められた。従って、邪魔板３０による処理物の供回りは回避されていた、と考えられる。

上記の試験においては、以下のような効果が得られた。
（１）トナー等の処理での時間をずらして添加する添加物の投入もスムーズにでき、作業性の向上が確認された。
（２）処理物は、高速回転する攪拌羽根によって運動エネルギーを付加されて高速で流動し、ほぼ球形状の処理室内壁を層状で移動し、邪魔板に衝突し衝撃力が発生し、この部分でも解砕分散作用を受け、攪拌羽根の解砕分散力と相俟って強力な分散、固定化処理ができる等のメリットが確認された。
（３）従来であれば、処理物の投入口と排気ガス口を別々に設けなければならないが、共用できることが確認された。
（４）邪魔板の取付けも従来であれば、混合槽の内外壁を貫通した取付け穴を開ける必要があったが、投入管下端部に邪魔板を取り付けることにより、貫通穴の省略が可能となり、製作コスト増加の防止となった。

本発明による混合機の一実施の形態を示した縦断面図である。

符号の説明

１混合機
２混合槽
３処理室
４下半部
５、１６フランジ
６、１７ジャケット
７、１８内壁
８、１９外壁
９、２０隙間
１０、２１流入口
１１、２２流出口
１２槽底部
１３Ｏリング
１５上半部
２３貫通孔
２４案内座
２５投入管
２６投入口
２７蓋
２８固定リング
２９、３２セットボルト
３０邪魔板
３１、４０ボス
３３シールボックス
３４オイルシール
３５ガス供給口
３６攪拌部材
３７台座
３８回転軸
３９攪拌羽根
４１羽根リング
４２羽根板
４３ナット
４４排気管
４５通気フィルター
４６排出弁
４７開閉シリンダ

Claims

内部に処理室が設けられる混合槽の槽底部を垂直に貫通する回転軸と、該回転軸の処理室内に位置する部分に設けられる攪拌羽根とを備えた高速攪拌型の混合機において、処理物を投入させる投入管を前記混合槽の上部を貫通させて、その先端部を前記処理室内に突出させ、該投入管の処理室内に突出している先端部に邪魔板を設けたことを特徴とする混合機。
前記投入管の混合槽外に位置する部分に、投入管内外を連通するガス排出口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の混合機。