JP2017131844A - Agitator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は撹拌装置に関する。混合、溶解、反応、蒸留、減圧脱水等の処理に撹拌装置が使用されている。撹拌装置は一般に、撹拌槽と該撹拌槽内に撹拌羽根が挿入された撹拌機とを備え、該撹拌機はモータと該モータで回転する回転軸と該回転軸に取付けられた撹拌羽根とを備えている。撹拌槽は、開放系のものや密閉系のもの、また加熱や冷却するもの、更には加圧や減圧するもの等、各種が使用されており、撹拌機は、回転軸に撹拌羽根が1段のみで取付けられたもの、2段以上の複数段で取付けられたもの、またかかる撹拌羽根の羽根部がパドル型のもの、タービン型のもの、リボン型のもの、スクリュー型のもの、マックスブレンド型のもの、フルゾーン型のもの等、これもまた各種が使用されている。本発明はかかる撹拌装置の改良に関する。 The present invention relates to a stirring device. A stirrer is used for processes such as mixing, dissolution, reaction, distillation, and vacuum dehydration. Generally, the stirring device includes a stirring tank and a stirrer in which a stirring blade is inserted into the stirring tank, and the stirrer includes a motor, a rotating shaft rotated by the motor, and a stirring blade attached to the rotating shaft. I have. Various types of stirring tanks are used, such as an open system, a closed system, a heating / cooling system, a pressurizing / depressurizing system, etc. Attached only with two or more stages, and the stirring blades are paddle type, turbine type, ribbon type, screw type, max blend type Various types are also used, such as those of full-zone type. The present invention relates to an improvement of such a stirring device.
従来、撹拌槽と該撹拌槽内に撹拌羽根が挿入された撹拌機とを備え、該撹拌機がモータと該モータで回転する回転軸と該回転軸に1段又は2段以上で取付けられた撹拌羽根とを備える前記のような撹拌装置として各種が知られている(例えば、特許文献1〜8参照)。しかし、これら従来の撹拌装置のうちで、撹拌槽内のほぼ全域に亘り撹拌羽根の羽根部が配備されることとなる撹拌機を備えるもの、例えば撹拌羽根の羽根部がマックスブレンド型のものやフルゾーン型の撹拌機を備えるものは、相応に高い撹拌効果が得られるものの、負荷が大きいため、重量に富む大型のモータが必要になり、取扱い作業が厄介であるだけでなく、装置費用や運転費用が嵩み、非経済的という問題がある。 Conventionally, a stirrer tank and a stirrer in which a stirring blade is inserted into the stirrer tank are provided, and the stirrer is attached to a motor, a rotating shaft rotated by the motor, and one or more stages on the rotating shaft. Various types of stirring devices including the stirring blades are known (see, for example, Patent Documents 1 to 8). However, among these conventional stirring devices, those equipped with a stirrer in which the blades of the stirring blades are provided over almost the entire area of the stirring tank, for example, the blades of the stirring blades of the Max blend type A device equipped with a full-zone stirrer can achieve a reasonably high stirring effect, but because of its heavy load, it requires a large motor that is rich in weight and is not only difficult to handle, but also costs for equipment and operation. There is a problem that it is expensive and uneconomical.
これに対して、撹拌槽内の一部に撹拌羽根の羽根部が配備されることとなる撹拌機を備えるもの、例えば撹拌羽根の羽根部がパドル型やタービン型の撹拌機を備えるものは、相応に軽量で小型のモータでよいため、取扱い作業が簡単で、装置費用や運転費用が安く、経済的という利点がある反面、撹拌羽根が回転軸に固定的に取付けられるため、処理中に撹拌槽内における溶液の液面が変動すると、かかる液面近くに撹拌羽根の羽根部が存在しなくなることがしばしば発生するという問題がある。撹拌槽内において、溶液の液面近くに撹拌羽根の羽根部が存在しないと、処理によっては液面に発生することがある気泡を消泡することができず、例えば溶液の減圧脱水処理では液面に発生した気泡が層状になり、かかる気泡に妨げられて処理効率が悪くなる。また撹拌槽内において、溶液の液面近くに撹拌羽根の羽根部が存在しないと、撹拌槽内の上部空間の反応性ガスを溶液中に取り込んで双方を充分に接触させることができず、例えばオートクレーブを用いたアルキレンオキサイド付加物の製造では上部空間に留まるアルキレンオキサイドガスを溶液中に取り込んで双方を充分に接触させることができないため、反応効率が悪く、反応の完了までに時間がかかる。 On the other hand, those equipped with a stirrer in which a blade portion of a stirring blade is disposed in a part of the stirring tank, for example, a blade portion of a stirring blade provided with a paddle type or turbine type stirrer, Since the motor is reasonably light and small, handling is simple, equipment costs and operating costs are low, and there are advantages of economics. On the other hand, the stirring blade is fixedly attached to the rotating shaft, so stirring is performed during processing. When the liquid level of the solution in the tank fluctuates, there is a problem that the stirring blade often does not exist near the liquid level. In the agitation tank, if there is no blade part of the agitation blade near the liquid surface of the solution, bubbles that may be generated on the liquid surface cannot be removed depending on the process. The bubbles generated on the surface are layered, and the processing efficiency is deteriorated by the bubbles. Further, in the stirring tank, if there is no blade portion of the stirring blade near the liquid level of the solution, the reactive gas in the upper space in the stirring tank cannot be taken into the solution and both can be brought into sufficient contact, for example, In the production of an alkylene oxide adduct using an autoclave, the alkylene oxide gas remaining in the upper space cannot be taken into the solution and brought into sufficient contact with each other. Therefore, the reaction efficiency is poor and it takes time to complete the reaction.
本発明が解決しようとする課題は、取扱い作業が簡単で、経済的であり、且つ撹拌槽内における溶液の液面が変動しても、処理目的に応じて優れた消泡性や反応性を示す撹拌装置を提供するところにある。 The problem to be solved by the present invention is that the handling work is simple and economical, and even if the liquid level of the solution in the stirring vessel fluctuates, excellent defoaming properties and reactivity are achieved depending on the purpose of the treatment. The stirring device shown is to be provided.
前記の課題を解決する本発明は、撹拌槽と該撹拌槽内に撹拌羽根が挿入された撹拌機とを備え、該撹拌機はモータと、該モータで回転する回転軸と、該回転軸に1段又は2段以上で取付けられた撹拌羽根とを備える撹拌装置において、少なくとも最上段の撹拌羽根が回転軸に昇降可能に取付けられており、該撹拌羽根には浮きが装備されていて、該浮きの浮力により該撹拌羽根が撹拌槽内の溶液の液面と共に昇降するようにして成ることを特徴とする撹拌装置に係る。 The present invention that solves the above-described problems includes a stirring tank and a stirrer in which a stirring blade is inserted in the stirring tank. The stirrer includes a motor, a rotating shaft that is rotated by the motor, and a rotating shaft. In a stirring device including a stirring blade attached in one or more stages, at least the uppermost stirring blade is attached to the rotating shaft so as to be movable up and down, and the stirring blade is equipped with a float, According to the stirring device, the stirring blade moves up and down together with the liquid level of the solution in the stirring tank by floating buoyancy.
本発明に係る撹拌装置(以下、本発明の装置という)は、撹拌槽と該撹拌槽内に撹拌羽根が挿入された撹拌機とを備え、該撹拌機がモータと該モータで回転する回転軸と該回転軸に1段又は2段以上で取付けられた撹拌羽根とを備える撹拌装置である。撹拌槽は、開放系のものや密閉系のもの、また加熱や冷却するもの、更には加圧や減圧するもの等、各種が適用され、また撹拌機は、回転軸に撹拌羽根が1段のみで取付けられたもの、2段以上の複数段で取付けられたもの、更にはかかる撹拌羽根の羽根部がパドル型のもの、タービン型のもの、リボン型のもの、スクリュー型のもの等、これもまた各種が適用される。 A stirrer according to the present invention (hereinafter referred to as a device of the present invention) includes a stirrer and a stirrer in which a stirring blade is inserted into the stirrer, and the stirrer is a motor and a rotating shaft that is rotated by the motor. And a stirring blade attached to the rotating shaft in one or more stages. Various types of stirring tanks are available, such as an open system, a closed system, a heating / cooling system, a pressurizing / depressurizing system, etc. Attached in two or more stages, and the blades of the stirring blades are paddle type, turbine type, ribbon type, screw type, etc. Various types also apply.
本発明の装置において、撹拌機の回転軸に1段又は2段以上で取付けられた撹拌羽根のうちで、少なくとも最上段の撹拌羽根は回転軸に昇降可能に取付けられており、該撹拌羽根には浮きが装備されていて、該浮きの浮力により該撹拌羽根が撹拌槽内の溶液の液面と共に昇降するようになっている。 In the apparatus of the present invention, among the stirring blades attached to the rotating shaft of the stirrer in one or more stages, at least the uppermost stirring blade is attached to the rotating shaft so as to be movable up and down. Is equipped with a float, and the stirring blade moves up and down together with the liquid level of the solution in the stirring tank by the buoyancy of the float.
少なくとも最上段の撹拌羽根は、前記したように、それが回転軸に昇降可能に取付けられており、該撹拌羽根には浮きが装備されていて、該浮きの浮力により該撹拌羽根が撹拌槽内の溶液の液面と共に昇降するようになっている限り、それ以上に構造や形状が制限されるものではないが、最上段の撹拌羽根としては、回転軸に昇降可能に取付けられたリング状のボスと、該ボスに放射状に取付けられた羽根部と、該ボス及び/又は該羽根部に取付けられた浮きとを備えるものが好ましく、また回転軸に昇降可能に取付けられたリング状のボスと、該ボスに放射状に取付けられた羽根部とを備え、該ボス及び/又は該羽根部が浮きを兼ねる中空構造に形成されたものが好ましい。ボス及び/又は羽根部に浮きを取付ける場合、かかる浮きはボスや羽根部の下部に取付けることもできるし、ボスや羽根部の上部に取付けることもできる。ボス及び羽根部を浮きを兼ねる中空構造に形成する場合も含めて、これらの浮きは通常、いずれも中空の、金属製のもの、ガラスコートした金属製のもの、セラミックコートした金属製のものとし、金属としてはステンレス鋼を用いるのが好ましい。 As described above, at least the uppermost stirring blade is attached to the rotating shaft so as to be movable up and down, and the stirring blade is equipped with a float, and the stirring blade is brought into the stirring tank by the buoyancy of the float. As long as it is raised and lowered together with the liquid level of the solution, the structure and shape are not limited any more, but the uppermost stirring blade is a ring-shaped attached to the rotating shaft so as to be raised and lowered. It is preferable to include a boss, a blade portion radially attached to the boss, and a boss and / or a float attached to the blade portion. It is preferable that the boss and / or the blade portion is formed in a hollow structure that also serves as a float. When a float is attached to the boss and / or the blade part, the float can be attached to the lower part of the boss or the blade part, or can be attached to the upper part of the boss or the blade part. These floats are usually hollow, made of metal, glass coated metal, ceramic coated metal, including the case where the boss and blades are formed in a hollow structure that also serves as a float. It is preferable to use stainless steel as the metal.
最上段の撹拌羽根において、ボスに放射状に取付けられた羽根部は、ボスに対して平衡がとれている限り、その枚数、形状、大きさ、位置、角度及び構造は任意であるが、枚数は2〜6枚が好ましく、また形状はパドル型のもの又はタービン型のものが好ましく、パドル型のものがより好ましい。 In the uppermost stirring blade, the number, shape, size, position, angle, and structure of the blade portion radially attached to the boss are arbitrary as long as the blade is balanced with respect to the boss. Two to six sheets are preferable, and the shape is preferably a paddle type or a turbine type, and more preferably a paddle type.
また最上段の撹拌羽根を回転軸に昇降可能に取付ける手段は、これも特に制限されないが、1)回転軸の外周面を径方向断面で円形ではない異形、例えば楕円形又は多角形に形成すると共にボスの外周面をかかる回転軸の外周面と摺嵌する形状に形成する手段、2)回転軸の外周面にその軸線に沿いガイドレールを突設すると共にボスにはその内周面に該ガイドレールと摺嵌する条溝を形成する手段、3)回転軸の外周面にその軸線に沿い条溝を形成すると共にボスにはその内周面に該条溝と摺嵌するガイドレールを突設する手段が好ましい。前記1)の場合、ボスと共に羽根部は異形に形成された回転軸の外周面に案内されて昇降し、また前記2)の場合、ボスと共に羽根部は条溝を介しガイドレールに案内されて昇降し、更に前記3)の場合、ボスと共に羽根部はガイドレールを介し条溝に案内されて昇降する。 In addition, the means for attaching the uppermost stirring blade to the rotary shaft so as to be movable up and down is not particularly limited. And means for forming the outer peripheral surface of the boss into a shape that slides on the outer peripheral surface of the rotating shaft. 2) A guide rail is provided along the axis of the outer peripheral surface of the rotating shaft and the boss has an inner peripheral surface. Means for forming a groove to be slidably fitted with the guide rail, 3) A groove is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft along the axis thereof, and the guide rail which is slidably fitted with the groove is projected on the inner peripheral surface of the boss. The means to install is preferable. In the case of 1) above, the blade part is guided by the outer peripheral surface of the rotating shaft formed in a deformed shape together with the boss, and in the case of 2), the blade part is guided by the guide rail through the groove. In the case of the above 3), the blade part moves up and down with the boss guided by the groove through the guide rail.
本発明の装置において、撹拌羽根は回転軸に1段又は2段以上で取付けられている。回転軸に撹拌羽根が1段のみで取付けられている場合、かかる1段の撹拌羽根が前記した最上段の撹拌羽根となる。回転軸に撹拌羽根が2段以上の複数段で取付けられている場合、これら複数段の撹拌羽根の全てを前記した最上段の撹拌羽根と同様の構成にすることができる。このような場合も含めて、本発明の装置としては、安全を期するため、回転軸に適宜ストッパを取付け、撹拌羽根の上昇位置と下降位置を制限することが好ましく、また少なくとも最上段の撹拌羽根部はパドル型のもの又はタービン型のものが好ましく、パドル型のものがより好ましい。 In the apparatus of the present invention, the stirring blade is attached to the rotating shaft in one or more stages. When the stirring blade is attached to the rotating shaft in only one stage, the one-stage stirring blade is the above-described uppermost stirring blade. When the stirring blade is attached to the rotating shaft in a plurality of stages of two or more stages, all of the plurality of stages of the stirring blades can be configured in the same manner as the uppermost stirring blade. In order to ensure the safety of the apparatus of the present invention including such cases, it is preferable to appropriately attach a stopper to the rotating shaft to limit the ascending and descending positions of the agitating blade, and at least the uppermost agitation. The blade portion is preferably a paddle type or a turbine type, and more preferably a paddle type.
以上説明した本発明の装置は、取扱い作業が簡単で、経済的であり、且つ撹拌槽内における溶液の液面が変動しても、処理目的に応じて優れた消泡性や反応性を示すという効果がある。 The apparatus of the present invention described above is easy to handle and economical, and exhibits excellent defoaming properties and reactivity depending on the purpose of treatment even if the liquid level of the solution in the stirring tank fluctuates. There is an effect.
図1において、有底円筒状の槽本体11に蓋体としての上鏡12が開閉可能に被着されている。槽本体11の側周面にはジャケット13が設けられており、ジャケット13には加熱用の水蒸気と冷却用の水が通されるようになっている。図1ではジャケット13は槽本体11の側周面の内側に設けられているが、かかるジャケットは槽本体の側周面の外側に設けることもできるし、またかかるジャケットに代えて蛇管を周設することもできるし、またかかるジャケットにはヒータを内蔵させることもできる。上鏡12には供給口15,16,17が設けられており、供給口17からは先端がリング部18に形成された供給管19が槽本体11内へと挿入されており、リング部18には図示しない複数の開口部が設けられている。
In FIG. 1, an
上鏡12の上部の中央部にはモータ21が支持されており、モータ21の回転軸31は槽本体11内へと挿入されている。槽本体11と上鏡12との間及び上鏡12と回転軸31との間はシールされており、したがって槽本体11と上鏡12とは密閉系を形成している。
A
槽本体11内に挿入された回転軸31には合計3段で撹拌羽根41,42,43が取付けられている。1段目の撹拌羽根41及び2段目の撹拌羽根42は回転軸31に固定的に取付けられており、3段目の撹拌羽根すなわち最上段の撹拌羽根43は回転軸31に昇降可能に取付けられている。回転軸31にはストッパ43a,43bが取付けられており、ストッパ43a,43bによって最上段の撹拌羽根43の上昇位置と下降位置が制限されている。
図2において、撹拌羽根43は、リング状のボス51と、ボス51の上部に左右対称で取付けられた合計2枚の羽根部61,62と、ボス51の下部に取付けられた中空構造でリング状の浮き71を備えている。ボス51及び浮き71の内周面は回転軸31の外周面と摺嵌しており、羽根部61,62はパドル型となっている。図2では浮き71はボス51の下部に取付けられているが、かかる浮きはボスの上部に取付けることもでき、この場合に羽根部は浮きの上部に取付ける。
In FIG. 2, the stirring
図3において、撹拌羽根44は、中空構造でリング状のボス52と、ボス52の上部に左右対称で取付けられた合計2枚の羽根部63,64を備えている。中空構造でリング状のボス52は浮きを兼ねており、その内周面は回転軸32の外周面と摺嵌していて、羽根部63,64はパドル型となっている。図4において、撹拌羽根45は、リング状のボス53と、ボス53の上部に左右対称で取付けられた合計2枚の羽根部65,66と、羽根部65,66の下部に取付けられた中空構造の浮き72,73を備えている。ボス53の内周面は回転軸33の外周面と摺嵌しており、羽根部65,66はパドル型となっている。図4では浮き72,73は羽根部65,66の下部に取付けられているが、かかる浮きは羽根部の上部に取付けることもできる。図5において、撹拌羽根46は、リング状のボス54と、ボス54の上部に左右対称で取付けられた合計2枚の中空構造の羽根部67,68を備えている。ボス54の内周面は回転軸34の外周面と摺嵌しており、中空構造の羽根部67,68は浮きを兼ねていて、パドル型となっている。
In FIG. 3, the stirring
図1、図2及び図6において、回転軸31の外周面にその軸線に沿いガイドレール81,82が前後(図6では上下)対称に突設されており、ボス51及び浮き71の内周面にはガイドレール81,82と摺嵌する条溝91,92が前後(図6では上下)対称に形成されている。ボス51及び浮き71と共に羽根部61,62が、浮き71の浮力により、条溝91,92を介しガイドレール81,82に案内されて、回転軸31の軸線に沿い、槽本体11内の図示しない溶液の液面と共に昇降するようになっている。
1, 2, and 6,
図7において、回転軸35の外周面にその軸線に沿い条溝93,94が前後(図7では上下)対称に突設されており、ボス55の内周面には条溝93,94と摺嵌するガイドレール83,84が前後(図7では上下)対称に形成されている。説明を省略する他の構成は図1、図2及び図6について前記したことと同様になっているが、ボス55と共に図示しない羽根部が、浮きの浮力により、ガイドレール83,84を介し条溝93,94に案内されて、回転軸35の軸線に沿い、図示しない槽本体内の図示しない溶液の液面と共に昇降するようになっている。
In FIG. 7,
図8において、回転軸36の外周面が部分的に横断面方形に形成されており、ボス56の内周面がかかる回転軸36の外周面と摺嵌する横断面方形に形成されている。説明を省略する他の構成は図1、図2及び図6について前記したことと同様になっているが、ボス56と共に図示しない羽根部が、図示しない浮きの浮力により、横断面方形に形成された回転軸36に案内されて、回転軸36の軸線に沿い、図示しない槽本体内の図示しない溶液の液面と共に昇降するようになっている。
In FIG. 8, the outer peripheral surface of the
以上説明した本発明によると、槽本体内における溶液の液面が変動しても、かかる液面近くに存在する撹拌羽根の羽根部が、液面に発生することがある気泡の消泡が求められる場合にはかかる気泡を効率的に消泡することができ、また槽本体内の上部空間に留まることがある反応性ガスと溶液との反応を促進することが求められる場合にはかかる反応性ガスを溶液中に取込んで双方を充分に接触させることにより双方の反応を促進することもできる。 According to the present invention described above, even if the liquid level of the solution in the tank body fluctuates, the vane portion of the stirring blade existing near the liquid level is required to eliminate bubbles that may be generated on the liquid level. Such bubbles can be effectively defoamed, and if it is desired to promote the reaction between the reactive gas and the solution that may remain in the upper space in the tank body, such reactivity It is also possible to promote both reactions by taking gas into the solution and bringing them into full contact.
11 槽本体
12 上鏡
21 モータ
31〜36 回転軸
41〜46 撹拌羽根
51〜54 ボス
61〜68 羽根部
71〜73 浮き
81〜84 ガイドレール
91〜94 条溝
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