JP3766458B2 - Pressure-reducing device equipped with a vibration mechanism - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、加圧あるいは減圧した状態で流体どうしの撹拌混合等を行う加圧あるいは減圧混合装置のように、加減圧容器内を振動する部材に対して好適な機構を備える加減圧装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
互いに混合し合わない流体どうしを撹拌混合してエマルションを製造する装置としてバイブロミキサ(VIBRO MIXER;商品名、例えば特公平2−15247号公報、特開平2−293035号公報)があり、これを使用することにより所望のエマルションを迅速に得ることができる。バイブロミキサは、図6に示されるように、不透性のケーシング10内に撹拌体11を備え、この撹拌体11が軸方向に振動する。撹拌体11は、駆動軸11aとこの駆動軸11aに巻着された螺旋状の撹拌羽根11bとからなる。撹拌体11が軸方向に振動すると、ケーシング10内の流体に乱流が生じ、異なる流体間において新界面の形成と拡散が行われる。バイブロミキサでは、このような新界面形成と拡散とが常時行われるため、連続的にエマルションを製造することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このようなバイブロミキサにおいては、圧力を加えた状態で流体同士を撹拌混合したいという要求がある。これに応えるために単にケーシングの内圧を高めると、ケーシング内を仕切っているダイヤフラムが破損してしまう場合がある。これは、ケーシング内を減圧した場合も同様である。
【0004】
本発明は以上のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、圧力を加えた状態でも部材の破損を伴うことなく撹拌混合が行える振動型混合装置を初めとして、加圧あるいは減圧下で振動させても部材の破損を招かない機構を備える加減圧装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本願の請求項1に係る加減圧装置においては、内部が加圧もしくは減圧される加減圧容器と、この加減圧容器内で振動する振動体と、を備える加減圧装置において、前記加減圧容器は、前記振動体が密着した状態で貫通する可撓性のある境界膜部材を備え、かつ、前記加減圧容器内の内圧に対応する圧力を前記境界膜部材に付与する加減圧室を備えることを特徴とする。
【0006】
さらに、請求項1記載の加減圧装置において、前記加減圧室の圧力を検出する圧力センサと、前記加減圧室の加減圧停止状態での圧力変化から前記境界膜部材の漏洩を判定する判定器と、を備えることを特徴とする。
【0007】
請求項2に係る加減圧装置においては、請求項1記載の加減圧装置において、前記加減圧室は、前記振動体が密着した状態で貫通する可撓性のある別の境界膜部材を備え、かつ、前記加減圧室内の内圧に対応する圧力を前記別の境界膜部材に付与する別の加減圧室を備えることを特徴とする。
【0008】
請求項3に係る加減圧装置においては、請求項1または請求項2に記載の加減圧装置において、前記加減圧容器には、更に、第二の境界膜部材と、この境界膜部材に前記加減圧容器内の内圧に対応する圧力を付与する第二の加減圧室と、を備えることを特徴とする加減圧装置。
【0009】
請求項4に係る加減圧装置においては、請求項3記載の加減圧装置において、前記加減圧容器内の圧力P1と、前記加減圧室の圧力P2と、前記第二の加減圧室内の圧力P3は、次のような関係にあることを特徴とする加減圧装置。
P2>P1>P3 または P3>P1>P2
【0010】
この他には、請求項4記載の加減圧装置において、前記振動体は前記加減圧容器内の試料を加振混合する撹拌体であることを特徴とする加減圧混合装置を第5番目の発明として提供する。また、第5番目の発明に係る加減圧装置において、駆動軸と該駆動軸に巻着された螺旋状の撹拌羽根とからなることを特徴とする加減圧混合装置を第6番目の発明として提供する。更に、請求項3記載の加減圧装置において、前記加減圧容器、前記加減圧室、前記別の加減圧室、前記第二の加減圧室についてそれらに圧力を付与する手段を任意に共有することを特徴とする加減圧混合装置を第7番目の発明として提供する。
【0011】
加振機構を備える加圧装置は、一般的には、試料等が圧入され内部が加圧される加圧容器に、ダイヤフラム等の可撓性の境界膜部材が設けられ、この境界膜部材に密着した状態で振動部材が通される。密着した状態で通されなければならないのは、加圧容器の内圧減少防止のためである。なお、この事情については、加振機構を備える減圧装置の場合も同様である。
【0012】
ここで、境界膜部材は可撓性でなければならないのは、振動部材の振動に伴って動ける必要があるからであるが、可撓性があるとはいっても、加減圧状態で振動部材を振動させれば、加減圧状態でない場合に比べて境界膜部材は破損しやすくなる。ところが、請求項1の装置では、加減圧容器内の内圧に対応する圧力が加減圧室によって境界膜部材に付与されているため、加減圧容器から境界膜部材に与える加減圧力が中和される形となる(より具体的には、加減圧容器内が加圧された場合にはその内圧に対抗する加圧力が加減圧室によって境界膜部材に付与されることとなり、加減圧容器内が減圧された場合にはその内圧に応じた減圧が加減圧室で行われる)。このため、振動体が振動しても境界膜部材の破損が起こらなくなる。
【0013】
もし、境界膜部材が破損しても、請求項1の加減圧装置によれば容易にこれを検出することができる。請求項1の加減圧装置は加減圧停止状態で該加減圧室の圧力変化を監視することにより前記境界膜部材での漏洩を検出するものであり、異常な圧力変化が生じた場合には漏洩と判断する。
【0014】
請求項2の加減圧装置のように、加減圧容器に直結している加減圧室に対して更に別の加減圧室を備えるようにした場合には、加減圧容器の境界膜部材が破損して試料の漏洩が生じた場合でも、加減圧容器に直結している加減圧室の部分でそれを食い止めることができる。
【0015】
請求項3の加減圧装置のように、加減圧容器に更に第二の加減圧室を設けた場合には、この第二の加減圧室が第一の加減圧室に対する緩衝室として働く。この場合に、請求項4のように、加減圧容器内の圧力P1と、第一の加減圧室の圧力P2と、第二の加減圧室内の圧力P3を次のような関係にすると、振動体の振動による圧力変動を第二の加減圧室が吸収でき、かかる圧力変動による境界膜部材(第一の加減圧室に対するもの)の破損を防止できる。
【0016】
P2 >P1 >P3 または P3 >P1 >P2
これについて図に基づいて詳細に説明する。図1において、加圧室Aは境界膜Lを挟んで加圧容器Bに隣接している。加圧容器Bには、加圧室Aの他に境界膜Qを挟んで第二の加圧室Cも設けられている。振動体Mは、上下方向(イ、ロの方向)に振動する。境界膜Lは可撓性を有するため振動体Mは上下方向に動くことができる。
【0017】
ここで、図1(A)は、P2 ,P3 >P1 の状態である。この状態では、境界膜L,Qは、ともに加圧容器B側に撓んでいる。もしこの状態で振動体Mがイの方向に動くと、境界膜Lにはロの方向に強い力がかかる。これは加圧室Aの加圧力によるものであるが、いずれにしても、P2 ,P3 >P1 の状態で振動体Mをイの方向に動かすと、それと反対方向に境界膜Lに強い力がかかって境界膜Lが破損してしまう。この事情は図1(C)のケース(P1 >P2 ,P3 )も同様であり、この場合には振動体Mをロの方向に動かすとそれと反対方向(即ちイの方向)に境界膜Lに強い力がかかって境界膜Lが破損してしまう。
【0018】
これに対して、図1(B)のようにP2 >P1 >P3 の状態では、振動体Mをロの方向に動かした場合には、その方向は境界膜Lが撓んでいる方向であるため、境界膜Lには負担がかからない。一方、振動体Mをイの方向に動かした場合には、境界膜Lがイの方向に動いて加圧容器B内の圧力が変化した分だけ境界膜Qが加圧容器Bの方向に撓んで圧力変化が起こらないようになるため、この場合も境界膜Lの負担が軽減される。このように、P2 >P1 >P3 のように圧力を設定した場合には、振動体Mがイ、ロいずれの方向に動いたとしても境界膜Lは破損しない。この事情は図1(D)のケース(P3 >P1 >P2 )も同様であり、この場合には、振動体Mをイの方向に動かしたときには境界膜Lには本質的に負担がかからず、ロの方向に動かしたときにはその分だけ境界膜Qが撓んで圧力変化が補償され、境界膜Lの負担が軽減されることになる。以上の原理は、加圧容器Bが減圧容器であった場合も同様であるため、加減圧装置一般についてP2 >P1 >P3 または P3 >P1 >P2 のような関係が成立すれば十分である。
【0019】
なお、このような加減圧装置において、前記加減圧容器、前記加減圧室、前記別の加減圧室、前記第二の加減圧室についてそれらの圧力を加圧あるいは減圧する手段を任意の組み合わせで共有するようにすると、装置全体を簡易化することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明は例えば以下のような加圧混合装置に適用できる。
【0021】
第1の加圧混合装置においては、管状のケーシング内に該ケーシングの長手方向に振動する撹拌体を備え、この撹拌体を加振することにより前記ケーシング内の被混合体を混合する混合装置において、前記ケーシング内の被混合体を外部から遮蔽して該ケーシング内に混合室を仕切り形成する境界膜部材と、前記混合室内を加圧する加圧手段と、前記混合室の内圧に対応した対抗圧力を該境界膜部材に付与する少なくとも一つの加圧室と、を備え、前記加圧室は前記境界膜部材を挟んで前記混合室の反対側に配置する。
【0022】
このような第1の加圧混合装置では、混合室内が加圧されると、その反対側に配置されている加圧室に対抗圧力が付与される。これにより、混合室内の内圧と加圧室の対抗圧力との間でバランスがとられ、混合室の内圧が該境界膜部材に対して与えるストレスが緩和されることとなる。このように、本発明に係る混合装置によれば、境界膜部材の状態を保護した状態のまま混合室内を加圧することができるため、加圧下でも支障なく撹拌混合が行える。
【0023】
第2の加圧混合装置においては、第1の加圧混合装置において、前記加圧室を2室直列に配置している。第2の加圧混合装置では、加圧室が2室直列に配置されていることにより、これら2つの加圧室にそれぞれ別の圧力流体を注入することができる。このため、例えば混合室の隣にある加圧室には混合室に混入しても支障のない流体を圧入するようにし、混合室に対して他の加圧室を介して配置されている加圧室には、圧力制御を行い易いが混合室に混合しては困るような流体を圧入することができる。
【0024】
第3の加圧混合装置は、第1または第2の加圧混合装置において、前記撹拌体の振動により生ずる前記加圧室の圧力変動を吸収するバッファを備え、第4の加圧混合装置は、前記撹拌体が駆動軸と該駆動軸に巻着された螺旋状の撹拌羽根とからなる。第5の加圧混合装置は、第2の加圧混合装置において、前記加圧室の内で前記混合室に隣接する加圧室の加圧を、前記混合室内を加圧する加圧手段により行う。
【0025】
このような加圧混合装置では攪拌体が上下方向に振動し、この振動により加圧室に特有の圧力変動が生じるが、第3の加圧混合装置はバッファを備えるため加圧室に生ずる特有の圧力変動が吸収でき、安定した圧力制御を行うことができるようになる。
【0026】
なお、前記攪拌体を駆動軸と該駆動軸に巻着された螺旋状の攪拌羽根とで構成すると(第4の加圧混合装置)、発明者等による経験則上、特に良質のエマルションを得ることができるということが分かっている。
【0027】
第5の加圧混合装置においては、混合室内を加圧する加圧手段によって加圧室の加圧を行うことにより、自動的に混合室内と加圧室内を同じ圧力にすることができる。これにより、混合室内と加圧室内の間の圧力調整を行うコントローラの負担を軽減することができる。
【0028】
図2は上記第1の加圧混合装置の好適な実施態様を示すブロック図である。なお、従来と同様の構成要素には同一符号を付しその説明を省略する。
【0029】
この態様に係る加圧混合装置では、原料口13から被混合体が注入され、生成口15から混合体が排出される。混合は、従来と同様にケーシング10内で攪拌体11が上下方向に振動することにより行われる。攪拌体11の振動源はモータ16であり、駆動軸11aの上部は軸受17a及び17bにより受けられ、途中にはダイヤフラム18が設けられている。このダイヤフラム18は、特許請求の範囲に記載された境界膜部材に相当するものであり、生成した混合体等がこの装置の駆動機構部に及ぶのを防止する役割を果している。このダイヤフラム18が存在することにより、この装置の駆動機構部とは明らかに分離された混合室19がケーシング10内に形成されることになる。
【0030】
この態様に係る加圧混合装置には、加圧用の第1のポンプ20と第2のポンプ21が設けられている。これらは、コントローラ23により、バルブ24〜26と共に制御される。第1のポンプは混合室19内へ被混合体の圧入を行うためのものであり、バルブ25を閉じた状態でバルブ26を開くと加圧が行われる。一方、ダイヤフラム18と軸受13bとの間に形成されている加圧室27の加圧はポンプ21により行われる。混合室19への被混合体の圧入は、圧入用ポンプ20により行う。また、加圧室27を加圧するポンプ21の管には、バッファ28が接続されている。
【0031】
ダイヤフラム18は、それ自体が可撓性のある膜であり、単に混合室19内の圧力だけを高めた場合には単純に上方向に膨脹する。加圧力が大きければ、破裂をしてしまうことも考えられる。また、破壊にまで至らない場合でも、加圧を繰り返すことにより寿命が短くなることも考えられる。しかしながら、この態様に係る加圧混合装置においては、混合室19の加圧に対抗して加圧室27内を加圧しそこに対抗圧力を付与することで、これらのバランスをとり、ダイヤフラム18にかかるストレスを緩和させることができる。
【0032】
なお、この態様においては、軸受17bから漏れる流体を排出するドレン穴31が設けられている。また、混合室19内の圧力は第1の圧力計29により検出され、加圧室27内の圧力は圧力計30により検出される。これらの圧力変化はコントローラ23により監視され、混合室19と加圧室27の間で圧力差が生じないようにポンプ20及び21は制御される。更に、バッファ28に関しては、この態様ではシリンジ型のバッファを採用している。
【0033】
図3は、第2の態様に係る加圧混合装置の機能構成を示すブロック図である。なお、第1の態様と同様の構成要素には同一符号を付しその説明を省略する。
【0034】
第2の態様において特徴的なことは、加圧室が2室設けられ、しかもそれらが直列に配置されていることである。この態様においては、加圧室27aと27bが直列に設けられており、それぞれにポンプ21a及び21b、バルブ24a及び24b、並びに、圧力計30a及び30bが設けられている。なお、加圧室27bに対するものにのみバッファ28が設けられているのは、ダイヤフラム18aが上方向に膨らめばダイヤフラム18bも上方向に膨らむため、攪拌体11の上下振動による圧力変動は加圧室27aにおいては殆ど生じないものと考えられるからである。
【0035】
このような第2の態様に係る加圧混合装置においては、加圧室27aと27bにおいてそれぞれ異なる流体で加圧を行うことができる。例えば、加圧室27aに対しては圧力空気で加圧を行い、加圧室27bに対しては油圧で加圧するということが可能である。この場合には、ダイヤフラム18bにおいて漏れが生じた場合でも、混合室19に圧入用油が混入してしまう恐れがなく、得られる混合体の品質が害されないという利点を有する。また、加圧室27aに圧力空気を注入した場合には、バッファ28は容量の大きい容器で十分になる。
【0036】
図4は、第3の態様に係る加圧混合装置の機能構成を示すブロック図である。なお、第1乃至第2の態様と同様の構成要素には同一符号を付しその説明を省略する。
【0037】
第3の態様では、生成口15にジョイント41を取り付ける。このジョイント41は、圧力空気が送り込まれる圧力室41aとダイヤフラム41bとを有する。生成口15にジョイント41が取り付けられると、混合体は取出口41cから取り出される。第3の態様では、ケーシング10内圧力に対向する圧力室41aを有することから、加圧容器に対して更に第二の加圧室を設けたものに該当することになる。圧力室41aへの圧力空気は、ポンプ42aからバルブ42bを介して送り込まれる。圧力室41aの圧力は、圧力計42cにより追跡される。バルブ42bの開閉を調整するスイッチ42dは、コントローラ44により制御される。
【0038】
この第3の態様では、駆動軸11a(もしくはケーシング10)に対して直列に設けられた加圧室27a及び27bには、共通のポンプ46aにより圧力空気を送り込むようにしている。この内、加圧室27aに圧力空気を送る管にはバルブ46bが設けられており、その開閉はスイッチ46dにより制御され、加圧室27aの圧力は圧力計46cにより追跡される。
【0039】
原料口13への原料の圧入はポンプ45aによりバルブ45bを介して行われ、バルブ45bの開閉はスイッチ45dで調整される。一方、取出口41cにもバルブ47bが取り付けられており、その開閉はスイッチ47dで調整される。バルブ47bの上流に取り付けられた圧力計47cは、ケーシング10(加圧容器)内の圧力を計測することができる。
【0040】
コントローラ44は、圧力計42c,46c及び47c、並びにスイッチ42d,45d,46d及び47dに接続されており、これらの圧力計から得られるデータを監視し、それらに対応するスイッチを制御する。
【0041】
第3の態様では、バルブ46bを閉じた状態で圧力計46cにより加圧室27a内の圧力を追跡することにより、ダイヤフラム18a乃至18bの破損を検出できる。即ち、図5に示されるように、バルブ46bを閉じた状態では加圧室27a内の圧力が低下するものの(Pa →Pb )、ダイヤフラムが正常の場合にはその圧力低下は比較的緩やかである(図5中の(a))。一方、両方またはいずれかのダイヤフラムに破損を生じていた場合には、加圧室27a内の圧力は急速に低下する。この場合、それ程の破損でなければ正常の場合よりも急速に低下する程度であるが(図5中の(b))、破損が著しければかなり急激に低下することになる(図5中の(c))。コントローラ44は、これらの圧力変化を見て、ダイヤフラムの破損を検出する。
【0042】
また、第3の態様では、ケーシング10内(即ち混合室19内)の圧力P1 と、加圧室27a内の圧力P2 と、圧力室41a内の圧力P3 を次のような関係にする。
【0043】
P2 >P1 >P3 または P3 >P1 >P2
P1 、P2 、P3 をこのような関係にすると、攪拌体11の振動による混合室19内の圧力変動を加圧室27aが吸収でき、かかる圧力変動によるダイヤフラム18aの破損を防止できる。
【0044】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。例えば、加圧室に圧入する流体はいかなるものも用いることができる。また、上記実施の形態では加圧装置を加圧混合装置として説明してきたが、加圧装置は加圧混合装置に限られることなく、振動機構を有するあらゆる加圧装置(例えば、特開平5−228359号公報の中空粒子の製造装置や特開平6−242836号の濾過装置)に適用することができる。この場合において、圧力容器は円筒状のケーシングに限られることなく、圧力容器として機能するものであればいかなるものも用いることができる。
【0045】
また、実施の形態は加圧装置について説明してきたが、減圧装置について適用した場合には基本的にはダイヤフラム18aの撓み方向が逆になるだけであり、本発明は加圧装置だけでなく減圧装置についても同様に適用することができることは明らかである。例えば、減圧装置の場合に圧力変化を追跡してダイヤフラムの破損を検出する場合には、圧力の急激な上昇を見ればよいことになる。
【0046】
いずれにしても本発明の実施の形態に係る加減圧装置については、それぞれの各部材は当業者において自明な事項の範囲内で容易に改変を行うことができることは理解されるべきである。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る加減圧装置では、装置の部材の破壊や寿命の短縮化を伴うことなく加減圧が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 加圧容器内の圧力P1 と、第一の加圧室の圧力P2 と、第二の加圧室内の圧力P3 の関係と境界膜部材の変化を説明するための図である。
【図2】 第1の態様に係る加圧混合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図3】 第2の態様に係る加圧混合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図4】 第3の態様に係る加圧混合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図5】 バルブ46bを閉じた状態での加圧室27a内の圧力変化を説明するための図である。
【図6】 従来の混合装置(バイブロミキサ)の機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 ケーシング、11 攪拌体、11a 駆動軸、11b 攪拌羽根、16モータ、17a,17b 軸受、18,18a,18b,41b ダイヤフラム、19 混合室、20,21,21a,21b,42a,45a,46a ポンプ、23,44 コントローラ、27,27a,27b 加圧室、28 バッファ、29,29a,29b,42c,46c,47c 圧力計 41 ジョイント、41a 圧力室。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a pressurizing / depressurizing device having a mechanism suitable for a member that vibrates in a pressurizing / depressurizing vessel, such as a pressurizing or depressurizing mixing device that stirs and mixes fluids in a pressurized or depressurized state.
[0002]
[Prior art]
As an apparatus for producing an emulsion by stirring and mixing fluids that are not mixed with each other, there is a Vibro mixer (trade name, for example, Japanese Patent Publication No. 2-15247, Japanese Patent Laid-Open No. 2-293035), which is used. By doing so, a desired emulsion can be obtained quickly. As shown in FIG. 6, the vibromixer includes a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such a vibromixer, there is a demand for stirring and mixing fluids with pressure applied. In order to respond to this, simply increasing the internal pressure of the casing may damage the diaphragm partitioning the casing. This is the same when the pressure in the casing is reduced.
[0004]
The present invention has been made in view of the problems as described above, and its purpose is to apply vibration or mixing under reduced pressure, including a vibration type mixing apparatus capable of stirring and mixing without damaging members even when pressure is applied. An object of the present invention is to provide a pressure increasing / decreasing device having a mechanism that does not cause damage to a member even if it is vibrated at a pressure.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the pressurizing / depressurizing apparatus according to claim 1 of the present application, the pressurizing / depressurizing container whose inside is pressurized or depressurized, and the vibrating body that vibrates in the pressurizing / depressurizing container, In the pressurizing / depressurizing apparatus, the pressurizing / depressurizing container includes a flexible boundary film member that penetrates in a state where the vibrating body is in close contact, and a pressure corresponding to an internal pressure in the pressurizing / depressurizing container is applied to the boundary film. A pressurizing / decompressing chamber provided to the member is provided.
[0006]
2. The pressure increasing / decreasing apparatus according to claim 1 , further comprising: a pressure sensor for detecting a pressure in the pressure increasing / decreasing chamber; and a determinator for determining leakage of the boundary membrane member from a pressure change in the pressure increasing / decreasing chamber in the pressure increasing / decreasing stop state. And.
[0007]
In pressurization device according to claim 2 is the pressurization device according to claim 1 Symbol placement, the pressurization chamber is provided with a separate limiting membrane member having flexibility which penetrates in a state in which the vibrator is in close contact And another pressure-increasing / depressurizing chamber for applying a pressure corresponding to an internal pressure in the pressure-increasing / depressurizing chamber to the other boundary membrane member.
[0008]
In the pressure-intensifying device according to
[0009]
In a pressure-increasing / decreasing device according to a fourth aspect of the present invention, in the pressure-increasing / decreasing device according to the third aspect , the pressure P 1 in the pressure-increasing / depressurizing vessel, the pressure P 2 in the pressure-increasing / decompressing chamber, The pressure increasing / decreasing device characterized in that the pressure P 3 has the following relationship.
P 2 > P 1 > P 3 or P 3 > P 1 > P 2
[0010]
In addition to this, in the pressurization system of claim 4, wherein said vibrating body fifth invention decrease pressure mixing apparatus which is a stirrer for the sample pressure to the vibration mixing of the pressurization vessel As offered. Further, provided in the pressurization device according to the fifth invention, the pressurization mixing apparatus characterized by comprising a wound around by helical stirring blade to the drive shaft and the drive shaft as the sixth invention To do. Furthermore, in the pressurizing / depressurizing apparatus according to
[0011]
In general, a pressurizing apparatus including a vibration mechanism is provided with a flexible boundary film member such as a diaphragm in a pressurization container into which a sample or the like is press-fitted and the inside is pressurized. The vibration member is passed through in close contact. The reason why it must be passed in close contact is to prevent a decrease in the internal pressure of the pressurized container. This situation is the same in the case of a decompression device equipped with a vibration mechanism.
[0012]
Here, the boundary membrane member must be flexible because it needs to be able to move with the vibration of the vibration member. When it is vibrated, the boundary membrane member is likely to be damaged as compared with the case where it is not in the pressurized / depressurized state. However, in the apparatus according to the first aspect, since the pressure corresponding to the internal pressure in the pressure increasing / decreasing vessel is applied to the boundary membrane member by the pressure increasing / decreasing chamber, the pressure increasing / decreasing force applied from the pressure increasing / decreasing vessel to the boundary membrane member is neutralized. More specifically, when the inside of the pressurization / decompression vessel is pressurized, the pressurization force against the internal pressure is applied to the boundary membrane member by the pressurization / decompression chamber, and the inside of the pressurization / decompression vessel is depressurized. When the pressure is reduced, the pressure is reduced according to the internal pressure in the pressure increasing / decreasing chamber). For this reason, even if the vibrating body vibrates, the boundary film member is not damaged.
[0013]
Even if the boundary membrane member is damaged, the pressurizing / depressurizing device according to claim 1 can easily detect this. The pressure increasing / decreasing device according to claim 1 detects a leak in the boundary film member by monitoring a pressure change in the pressure increasing / decreasing chamber in a pressure increasing / decreasing stop state, and leaks when an abnormal pressure change occurs. Judge.
[0014]
As in the pressure increasing / decreasing device according to claim 2 , when another pressure increasing / decreasing chamber is provided for the pressure increasing / decreasing chamber directly connected to the pressure increasing / decreasing vessel, the boundary membrane member of the pressure increasing / decreasing vessel is damaged. Even when the sample leaks, it can be stopped at the portion of the pressurization / decompression chamber directly connected to the pressurization / decompression vessel.
[0015]
When the second pressure increasing / decreasing chamber is further provided in the pressure increasing / decreasing container as in the pressure increasing / decreasing apparatus of
[0016]
P 2 > P 1 > P 3 or P 3 > P 1 > P 2
This will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, the pressurizing chamber A is adjacent to the pressurizing container B with the boundary film L interposed therebetween. In addition to the pressurizing chamber A, the pressurizing vessel B is also provided with a second pressurizing chamber C with a boundary film Q interposed therebetween. The vibrating body M vibrates in the up-and-down direction (a and b directions). Since the boundary film L has flexibility, the vibrating body M can move in the vertical direction.
[0017]
Here, FIG. 1A shows a state of P 2 , P 3 > P 1 . In this state, the boundary films L and Q are both bent toward the pressurized container B side. If the vibrating body M moves in the direction B in this state, a strong force is applied to the boundary film L in the direction B. This is due to the pressurizing force of the pressurizing chamber A. In any case, if the vibrating body M is moved in the direction of A in the state of P 2 , P 3 > P 1 , it is applied to the boundary film L in the opposite direction. A strong force is applied and the boundary film L is damaged. This situation also applies to the case (P 1 > P 2 , P 3 ) in FIG. 1C. In this case, when the vibrating body M is moved in the direction of B, the boundary is formed in the opposite direction (ie, the direction of A). A strong force is applied to the film L, and the boundary film L is damaged.
[0018]
On the other hand, in the state of P 2 > P 1 > P 3 as shown in FIG. 1B, when the vibrating body M is moved in the direction of B, the direction is the direction in which the boundary film L is bent. For this reason, the boundary film L is not burdened. On the other hand, when the vibrating body M is moved in the direction of A, the boundary film Q is deflected in the direction of the pressurized container B by the amount that the boundary film L is moved in the direction of A and the pressure in the pressurized container B is changed. In this case, the burden on the boundary film L is reduced. As described above, when the pressure is set such that P 2 > P 1 > P 3 , the boundary film L is not damaged even if the vibrating body M moves in either direction B or B. The situation is the same in the case of FIG. 1D (P 3 > P 1 > P 2 ). In this case, the boundary film L is essentially burdened when the vibrating body M is moved in the direction B. However, when it is moved in the direction of B, the boundary film Q is bent by that amount, and the pressure change is compensated, and the burden on the boundary film L is reduced. The above principle is the same when the pressurized container B is a decompression container. Therefore, a general relationship such as P 2 > P 1 > P 3 or P 3 > P 1 > P 2 is established for the pressurizing and decompressing apparatus in general. It is enough.
[0019]
In such a pressure increasing / decreasing apparatus, the pressure increasing / decreasing chamber, the pressure increasing / decreasing chamber, the other pressure increasing / decreasing chamber, and the second pressure increasing / decreasing chamber may be combined in any combination with means for increasing or decreasing the pressure. If shared, the entire apparatus can be simplified.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention can be applied to, for example, the following pressure mixing apparatus.
[0021]
In the first pressure mixing apparatus, in a mixing apparatus that includes a stirrer that vibrates in the longitudinal direction of the casing in a tubular casing and that mixes the object to be mixed in the casing by vibrating the stirrer. A boundary film member that shields the object to be mixed in the casing from the outside and partitions the mixing chamber in the casing, a pressurizing unit that pressurizes the mixing chamber, and a counter pressure corresponding to the internal pressure of the mixing chamber At least one pressurizing chamber for applying to the boundary membrane member, and the pressurizing chamber is disposed on the opposite side of the mixing chamber across the boundary membrane member.
[0022]
In such a first pressure mixing device, when the mixing chamber is pressurized, a counter pressure is applied to the pressure chamber disposed on the opposite side. As a result, a balance is achieved between the internal pressure in the mixing chamber and the counter pressure in the pressurizing chamber, and the stress applied to the boundary membrane member by the internal pressure in the mixing chamber is alleviated. As described above, according to the mixing device of the present invention, the mixing chamber can be pressurized while the state of the boundary membrane member is protected, and therefore stirring and mixing can be performed without any trouble even under pressure.
[0023]
In the second pressure mixing device, the pressure chambers are arranged in series in the first pressure mixing device. In the second pressure mixing device, two pressure chambers are arranged in series, so that different pressure fluids can be injected into the two pressure chambers. For this reason, for example, a fluid that does not interfere with mixing in the mixing chamber is pressed into the pressurizing chamber next to the mixing chamber, and the pressurizing chamber disposed through the other pressurizing chamber is inserted into the mixing chamber. A fluid that can be easily controlled in the pressure chamber but is difficult to mix in the mixing chamber can be pressed into the pressure chamber.
[0024]
The third pressure mixing device includes a buffer that absorbs pressure fluctuations in the pressure chamber caused by vibration of the stirring body in the first or second pressure mixing device, and the fourth pressure mixing device includes: The stirrer comprises a drive shaft and a spiral stirring blade wound around the drive shaft. The fifth pressurizing and mixing apparatus is the second pressurizing and mixing apparatus, and pressurizes the pressurizing chamber adjacent to the mixing chamber in the pressurizing chamber by a pressurizing unit that pressurizes the mixing chamber. .
[0025]
In such a pressure mixing device, the stirrer vibrates in the vertical direction, and this vibration causes a pressure variation peculiar to the pressure chamber. The pressure fluctuation can be absorbed and stable pressure control can be performed.
[0026]
When the stirrer is composed of a drive shaft and a spiral stirrer blade wound around the drive shaft (fourth pressure mixing device), a particularly good quality emulsion is obtained from the rule of thumb by the inventors. I know I can.
[0027]
In the fifth pressurizing and mixing apparatus, the pressure in the pressurizing chamber can be automatically set to the same pressure by pressurizing the pressurizing chamber with a pressurizing unit that pressurizes the mixing chamber. Thereby, the burden of the controller which performs pressure adjustment between the mixing chamber and the pressurizing chamber can be reduced.
[0028]
FIG. 2 is a block diagram showing a preferred embodiment of the first pressure mixing device. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the past, and the description is abbreviate | omitted.
[0029]
In the pressure mixing apparatus according to this aspect, the mixture is injected from the
[0030]
The pressurizing and mixing apparatus according to this aspect is provided with a
[0031]
The
[0032]
In this embodiment, a
[0033]
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the pressure mixing apparatus according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to a 1st aspect, and the description is abbreviate | omitted.
[0034]
What is characteristic in the second aspect is that two pressurizing chambers are provided and they are arranged in series. In this embodiment, pressurizing
[0035]
In such a pressurizing and mixing apparatus according to the second aspect, pressurization can be performed with different fluids in the pressurizing
[0036]
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the pressure mixing apparatus according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the 1st thru | or 2nd aspect, and the description is abbreviate | omitted.
[0037]
In the third aspect, the joint 41 is attached to the
[0038]
In the third aspect, pressurized air is fed into the pressurizing
[0039]
The press-fitting of the raw material into the
[0040]
The
[0041]
In the third mode, the damage to the
[0042]
In the third mode, the pressure P 1 in the casing 10 (that is, the mixing chamber 19), the pressure P 2 in the pressurizing
[0043]
P 2 > P 1 > P 3 or P 3 > P 1 > P 2
When P 1 , P 2 , and P 3 are in such a relationship, the pressure change in the mixing
[0044]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. For example, any fluid can be used to press fit into the pressurizing chamber. In the above embodiment, the pressure device is described as a pressure mixing device. However, the pressure device is not limited to the pressure mixing device, and any pressure device having a vibration mechanism (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 5- The present invention can be applied to a hollow particle production apparatus disclosed in Japanese Patent No. 228359 and a filtration apparatus disclosed in JP-A-6-2442836. In this case, the pressure vessel is not limited to a cylindrical casing, and any vessel that functions as a pressure vessel can be used.
[0045]
Although the embodiment has been described with respect to the pressurizing device, when applied to the depressurizing device, basically only the bending direction of the
[0046]
In any case, it should be understood that the pressure-reducing device according to the embodiment of the present invention can be easily modified within the scope of matters obvious to those skilled in the art.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, the pressurizing / depressurizing apparatus according to the present invention can perform pressurizing / depressurizing without breaking the members of the apparatus or shortening the service life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a relationship between a pressure P 1 in a pressure vessel, a pressure P 2 in a first pressure chamber, a pressure P 3 in a second pressure chamber, and a change in a boundary film member. It is.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the pressure mixing apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a pressure mixing apparatus according to a second embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of a pressure mixing apparatus according to a third embodiment.
FIG. 5 is a view for explaining a pressure change in the pressurizing
FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration of a conventional mixing device (vibromixer).
[Explanation of symbols]
10 casing, 11 stirring body, 11a drive shaft, 11b stirring blade, 16 motor, 17a, 17b bearing, 18, 18a, 18b, 41b diaphragm, 19 mixing chamber, 20, 21, 21a, 21b, 42a, 45a, 46a pump , 23, 44 Controller, 27, 27a, 27b Pressure chamber, 28 Buffer, 29, 29a, 29b, 42c, 46c,
Claims (4)
前記加減圧容器は、前記振動体が密着した状態で貫通する可撓性のある境界膜部材を備え、かつ、
前記加減圧容器内の内圧に対応する圧力を前記境界膜部材に付与する加減圧室を備え、
前記加減圧室の圧力を検出する圧力センサと、前記加減圧室の加減圧停止状態での圧力変化から前記境界膜部材の漏洩を判定する判定器と、を備えることを特徴とする加減圧装置。 In a pressure increasing / decreasing device comprising a pressure increasing / decreasing container whose inside is pressurized or depressurized, and a vibrating body that vibrates in the pressure increasing / decreasing container
The pressurizing / depressurizing container includes a flexible boundary film member that penetrates in a state where the vibrating body is in close contact with the container, and
A pressurizing / depressurizing chamber for applying a pressure corresponding to the internal pressure in the pressurizing / depressurizing container to the boundary membrane member ;
A pressure increasing / decreasing device comprising: a pressure sensor that detects a pressure in the pressure increasing / decreasing chamber; and a determination unit that determines leakage of the boundary film member from a pressure change in a pressure increasing / decreasing chamber in the pressure increasing / decreasing chamber. .
P2>P1>P3 または P3>P1>P2 4. The pressure increasing / decreasing apparatus according to claim 3 , wherein the pressure P 1 in the pressure increasing / decreasing container, the pressure P 2 in the pressure increasing / decreasing chamber, and the pressure P 3 in the second pressure increasing / decreasing chamber have the following relationship. A pressurizing / depressurizing device characterized in that:
P 2 > P 1 > P 3 or P 3 > P 1 > P 2
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