JPH08266880A - 液体と固体の混合のための装置 - Google Patents

液体と固体の混合のための装置

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JPH08266880A
JPH08266880A JP8045002A JP4500296A JPH08266880A JP H08266880 A JPH08266880 A JP H08266880A JP 8045002 A JP8045002 A JP 8045002A JP 4500296 A JP4500296 A JP 4500296A JP H08266880 A JPH08266880 A JP H08266880A
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liquid
solid
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hopper
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Norbert Stehr
シュテーア ノルベルト
Dieter Maerz
メルツ ディーター
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Draiswerke GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方で表面粉化を、他方で強い凝塊形成を十
分に回避するように操作可能な、液体を粉末固体と混合
するための装置を提供する。 【解決手段】 液体（２）のための貯蔵タンク（１，
１’）と、混合器駆動モータ（１１，５７）によって駆
動されるべき混合シャフト（９，５９）を有した混合装
置（４）と、当該混合装置（４）の流入ホッパー（１
３）を上記貯蔵タンク（１）と連結する液体供給導管
（３４）と、流入ホッパー（１３）に開口する固体配合
装置（２９）とを備え、所定量の固体（３８）が混合装
置（４）を通る複数回の液体（２）の循環によって所定
量の液体（２）に加えられるように、固体配合装置（２
９）の供給能力と混合装置（４）のスループットとが調
整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定量の液体を所
定量の粉末固体と混合するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】実際問題として、例えば染色工業におい
て、所定量の液体を所定量の表面粉化しがちな粉末固
体、概して顔料と予備混合するに繰り返し発生する問題
がある。その後、そのような混合物は概して下地であ
り、攪拌ミルで分散される。顔料が液体に加えられる場
合、塗料乃至ラッカーがその後の攪拌ミルにおいて生じ
る。実際問題として、そのような固体と液体の埃のない
混合の問題は、これまでは満足するように解決されてい
ない。更に全投入量、即ち、所定量の液体全部と所定量
の粉末固体全部の同時一体化は、概して強い凝集を引き
起こし、次の粉砕と分散プロセスをより困難で複雑にす
る。この適用において、用語の「液体」と「固体」は同
様に各々の用語の複数を含意する。
【０００３】粉末固体を湿らし液体に分散する装置は国
際特許出願第９２／２１４３６号公開公報(PCT WO 92/2
1436)から公知であり、それは分散室に配置されたディ
スク形状のローターを有する。ディスク形状ローターの
一方の側に粉末固体流入口が、ディスク形状ローターの
他方の側に液体流入口が設けられる。粉末固体と液体が
ローターディスクの周辺域における湿潤室で一体化され
る。液体／粉末混合物流出口が、ローターディスクを取
り囲む湿潤室の外縁に配置される。液体と粉末固体は高
速駆動ローターディスクを用いて吸引によって供給され
る。粉末固体は装置の上方に配設されたホッパーから及
び／又はホースを介してバッグ、貯蔵タンク等からから
吸い込まれうる。更に「Cosmetics Detergents Special
ities」なるタイトルのＳＯＦＷジャーナル、１９９２
年４月の第２ホルダー、２〜４頁には、この公知の装置
において、液体が当該装置を循環するように当該装置の
出力部を液体貯蔵タンクに連結し、固体がそれ故に液体
中で濃縮されることが教示される。粉末固体の吸引は比
較的困難で、粉末固体の流れ挙動のようなかなり多数の
影響変数に依存する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、一方
で表面粉化を、他方で強い凝塊形成を十分に回避するよ
うに操作可能な一般的タイプの装置を具現化することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に従いこの目的
は、請求項１の特徴部分の記載構成によって達成され
る。本発明の骨子は、液体が複数回、実際に多数回循環
して、表面粉化しがちな粉末固体が多くの循環のうちに
液体中で濃縮されるように、固体の投入量と液体の投入
量が準連続的に一体化されることに存する。固体運搬は
釣り合わされ、即ち、強制される。固体と液体の一体化
は、流入ホッパーでなされ、予備混合が正にここで行わ
れる。これは強い凝塊形成を回避するのに助けとなる。
当該種類の固体運搬は、表面粉化を予め排除する。
【０００６】多数の有利で部分的に創意に富んだ実施態
様は、従属請求項から明らかになろう。
【０００７】
【実施例】本発明の詳細は図面に関連した以下の２つの
例示的実施態様の記載から明らかになろう。
【０００８】図示された装置は、所定量の液体２を収め
るのに十分な容量を有した貯蔵タンク１を備えてなる。
駆動装置（図示せず）によって駆動される攪拌ユニット
３が当該貯蔵タンク１内に配置される。
【０００９】更にスクリュー混合器４が備えられ、基本
的にシリンダー状の当該混合器用ケースの周りに、加熱
・冷却のための温度制御媒体用の流入口７と流出口８を
有した加熱ジャケット６がある。ケース５は上流側伝達
装置１０を介して混合器駆動モータ１１によって駆動さ
れうる混合シャフト９を収容する。
【００１０】ケース５の一端で、流入ホッパー１３がケ
ース５の内部室１２に開口する。流入ホッパー１３の近
傍においてケース５の基本部分にわたり、混合シャフト
９は螺旋状に周囲を回る山部分１４を有したスクリュー
シャフトである。この際、ケース５が、内部室１２を通
り搬送方向１５において混合されるべき物質を定常的に
搬送するために、山部分１４と噛み合う所謂クリアギヤ
(clearing gear)を備えていてもよい。この種のクリア
ギヤは例えばドイツ特許第２４３２８６０号公報（DE 2
4 32 860 C2、米国特許第３９５７２１０号に相当す
る）から公知である。クリアギヤを有した単一スクリュ
ー機械の代わりに、スクリュー混合器４はまた、その性
質による強制運搬の２本シャフトスクリュー機械であっ
てもよい。
【００１１】混合シャフト９の山部分１４を備えたスク
リュー部分１６に続いて入念混合の部分１７があり、こ
こで混合シャフト９は短ピン乃至ストリップ型混合具１
８を備え、ケース５の内壁１９に取り付けられた対応具
２０と共働する。混合具１８と対応具２０は混合シャフ
ト９の中心軸線２１周りの択一円に配置される。中央軸
線２１の方向において隣接する対応具２０らの混合具１
８の距離が少なくなればなるほど、分散効果は高くな
る。
【００１２】搬送方向１５から見てケース５の後方端
に、戻りコンベア２２が備えられる。このコンベアは、
混合シャフト９の端部に取り付けられ液体２をケース５
から接線方向に出る流出通路２４に搬送するポンプ羽根
車２３を備える。流出通路２４は戻り導管２５を介して
貯蔵タンク１に連結する。当然ながら、混合機械４が貯
蔵タンク１の直ぐ上方に配設される場合には戻りコンベ
アを備える必要はない。
【００１３】流入ホッパー１３は下部ホッパー型部分２
６とほぼシリンダー状の上部部分２７とからなる。ケー
ス５にフランジ付けされた下部部分は、当該ケースの内
部室１２に開口し、上方に広がっている。固体供給パイ
プ２８は上方から流入ホッパー１３のシリンダー状上部
部分２７に突き出し、注入可能な粉末固体が少なくとも
１つの固体配合装置２９から固体供給パイプ２８へ供給
されるようになっている。この固体は供給パイプ２８の
下部流出口３０から流入ホッパー１３のホッパー型部分
２６に進む。この下部流出口３０の僅か上方に、閉鎖し
た環状パイプライン３１が備えられ、これは断面がほぼ
Ｃ字形状をなし流入ホッパー１３のシリンダー状部分２
７を取り囲む環状ジャケット３２によって形成される。
それ故に規定された閉鎖環状パイプライン３１の環状室
３３は、貯蔵タンク１へ至る液体供給導管３４に連結す
る。例えば調整可能なギャップの形状をした少なくとも
１つの液体通路孔３５が、流入ホッパー１３のシリンダ
ー状部分２７の壁に形成される。ポンプ３６によって貯
蔵タンク１から供給導管３４を通って供給される液体２
は、環状室３３から通路孔３５を通り流入ホッパー１３
のシリンダー状部分２７内に流れる。そしてシリンダー
状部分２７の内側壁上をホッパー型部分２６へ流下す
る。下方へ流れる固体３８が、内側壁３７の液体２によ
って完全に囲まれ、混合器４への液体２の供給は流入ホ
ッパー１３内の重力送りによってなされる。それは重力
送りされる固体３８ための移動媒体として等しく供さ
れ、液体２と固体３８の或る予備混合が流入ホッパー１
３内でなされる。固体と液体を処理機械へ供給するため
の流入ホッパー１３のこのデザインは、それ自体ドイツ
特許第３０１８７２９号（DE 30 18 729 C2、米国特許
第４３９４９８０号に相当する）から公知である。
【００１４】固体配合装置２９はホッパー４０を有し、
このホッパーが固体３８の全投入量を収容するのに十分
な容量を有するか、このホッパーに所定量の固体が全面
的混合サイクルの間中、連続的に供給される。固体供給
装置２９の調整精度に対して特に高い要求はされない。
配合装置は単に所定の時間間隔で所定量の粉末固体を流
入ホッパー１３に運搬するように調整可能でなければな
らないだけである。配合装置２９は容積測定的な搬送ス
クリューか重量測定的な搬送スクリューか重量測定的な
搬送ベルトコンベアを有することが可能である。最も簡
単でなお十分なデザインが容積測定的な搬送スクリュー
に与えられる。この種の配合装置は公知であって市販さ
れている。基本的に、単位時間当たりに運搬されるべき
固体容積のために所定値をセットできれば十分である。
【００１５】空気の吸い込みが混合器４への固体３８と
液体２の追加中に確実に回避されるようになっているな
らば、スクリュー混合器４は常に完全に満たされていな
ければならない。このために非接触レベル測定針４１を
有したレベル測定装置が流入ホッパー１３のホッパー型
部分２６に配設される。この針４１は連続的にレベル測
定信号を制御ユニット４３の入力部４２へ送る。制御ユ
ニット４３において、当該信号は最小レベル４４と最大
レベル４５に対応する制御信号が生じるように処理さ
れ、択一的乃至累積的起動のために出力部４６、４７を
介して混合シャフト９の駆動モータ１１及び／又はポン
プ駆動モータ４８に送られる。針４１が最小レベル４４
より下の偏差を信号検知する場合、混合シャフト９の速
度及び混合器４の処理量が減少するか、又は駆動モータ
が起動することでポンプ３６の駆動モータ４８の速度及
び当該ポンプのポンプ能力が増加する。しかしながら、
針４１が流入ホッパー１３内で最大レベル４５より上の
偏差を信号検知する場合、駆動モータ１１の速度及び混
合器４の処理量が増加するか、又はポンプ３６の駆動モ
ータ４８の速度及び液体供給が減少する。両方の措置が
同時にとられてもよい。基本的に、液体処理量の減少に
固体供給の減少が伴い、またその逆に液体処理量の増加
に固体供給の増加が伴うように、制御ユニット４３の出
力部４９を介して固体配合装置２９の駆動装置５０を起
動することもまた可能である。配合装置２９から流入ホ
ッパー１３へ運ばれるべき体積のための又は対応する固
体容量のための上記所望値が制御ユニット４３にセット
される。
【００１６】基本的に、混合器４をアンダーフィーディ
ングによって操作することも可能で、言い換えれば、搬
送容量Ｖmixerに対応するよりも少ない液体２と少ない
固体３８とが混合器に供給される。この場合、 Ｖmixer ＞ Ｖsolid matter ＋ Ｖmix が当てはまり、Ｖsolid matter と Ｖmix は固体の容積
流れと固体と液体の混合物の容積流れとを意味する。混
合器４は完全充填によって上記されたように機能し、そ
の際、 Ｖmixer ＝ Ｖsolid matter ＋ Ｖmix が当てはまる。後者の場合、 Ｖmixer ＞ Ｖsolid matter ＋ Ｖmix が当てはまり、背圧が戻り導管２５によって混合器４に
働くので混合器４の完全充填は達成可能である。このた
めに、連関する圧力計５２を備えた調整可能な絞り弁５
１が戻り導管２５に備えられる。当該絞り弁５１は制御
ユニット５１の出力部５３に連結する。この場合、混合
器４の所定の高いアンダーフィーディングで、絞り弁５
１は、最小レベル４４より下の偏差及び最大レベル４５
より上の偏差がないように制御され、圧力計５２が系に
おいて最大に許容可能な圧力を越えないように調整され
るために供される。
【００１７】基本的に、貯蔵タンク１に位置した液体２
が混合器４を通り貯蔵タンク１に戻る循環全体の間に液
体２に追加されるべき固体３８の部分のみが送り込まれ
るように調整される。固体３８と液体２の種類及び所望
の均質性に応じて、固体３８の全体的追加が達成する前
に液体２の２〜１０の循環が適切でありうる。細かく分
散した混合物が構想される場合、１０より多くの循環が
多くの場合に必要とされうる。これに関係して、用語
「液体」はまた循環の間に形成される液体２と固体３８
との混合物を包含することも追加されなければならな
い。純粋な液体２は単にプロセスの始まりで有効であ
る。既述のように、固体３８と混合され、物事を簡単に
するために液体と称された液体と固体の注入可能な混合
物を形成する。
【００１８】液体の量に言及する場合にはいつでも、体
積並びに重量的な量がある。固体３８についても同様で
ある。貯蔵槽１内の攪拌ユニット３は貯蔵タンク１内で
釣り合いのとれた濃度を生じるために供され、言い換え
れば、貯蔵タンク１全体で液体２内の固体３８の均一な
濃度を提供するために供される。
【００１９】搬送装置を有した市販の混合器又は偏心ス
クリューポンプがまた混合機械４として用いられてもよ
い。その自動搬送は本質的に重要で、言い換えれば、液
体２と固体３８に搬送の勢いをもたらすにちがいない。
【００２０】同じ構成要素が図２に係る実施例に用いら
れるところでは、図１と同じ参照番号が付される。同じ
機能だけれども構成において異なる構成要素が用いられ
る場合、符号「’」を備える同じ参照番号が付される。
前述の記載が参照される。
【００２１】図２に係る実施例は貯蔵タンクから分離し
た混合機械を示さず、むしろ貯蔵タンク１’が入念混合
攪拌ユニット３’を備え、貯蔵タンク１’内の液体２の
激しい再循環を生じる。この種の攪拌ユニット３’は公
知で、例えば液体表面近傍において液体２に著しい送り
込み効果を特に及ぼす所謂螺旋攪拌ユニットである。貯
蔵タンク１’は例えば振り子式換気システムのための孔
５５を有したカバー５４を備える。
【００２２】図２に関した実施例において、流入ホッパ
ー１３はカバー５４に取り付けられ、液体２の上方で終
端している。液体２に固体３８が全て混合されてもこの
混合物に浸らないように、液体２の上に十分離れて配設
されている。
【００２３】更に、操作ユニット５６が備えられ、これ
を用いて一方でポンプ３６の搬送能力がポンプ駆動モー
タ４８の速度の対応する調整によってセット可能であ
り、これを用いて他方で配合装置２９の調整能力がセッ
ト可能である。これは、固体３８が流入ホッパー１３を
介して配合装置２９によって追加される間に貯蔵タンク
１’の内容物が数度再循環されるように調整されるため
に供される。この実施例で、特に固体３８の全量を加え
る前に１０度以上、液体２、あるいは液体２と増大する
固体３８の混合物を再循環させることが可能である。こ
れに関連して、液体２と固体３８の混合が貯蔵タンク
１’でその攪拌ユニット３’を用いて専ら行われ、いか
なる分散もなされない。しかしながら、多くの適用にお
いて、行われた混合は十分に良好である。
【００２４】図２に係る実施例において、攪拌ユニット
駆動モータ５７は、Ｖベルト駆動装置５８を用いて攪拌
ユニット３’の混合シャフトとして供される攪拌ユニッ
トシャフト５９を駆動する混合器駆動モータの機能を有
する。図２に係る実施例において、攪拌ユニット３’を
備える貯蔵タンク１’は貯蔵タンクとして単に供される
だけでなく、混合装置としても供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】貯蔵タンク、分離した混合装置及び配合装置を
有する流入ホッパーを備えてなる、液体と固体の混合の
ための装置の概念図である。
【図２】液体と固体の混合のための別の構成の装置であ
って、混合装置として供される貯蔵タンクと、当該貯蔵
タンクに開口し、上流側固体配合装置を有した液体供給
装置とを備えてなる装置の概念図である。
【符号の説明】
１ 貯蔵タンク ２ 液体 ４ 混合装置 ９ 混合シャフト １１ 混合器駆動モータ １３ 流入ホッパー ２９ 固体配合装置 ３４ 液体供給導管 ３８ 固体

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定量の液体（２）のための貯蔵タンク
    （１，１’）と混合器駆動モータ（１１，５７）によっ
    て駆動されるべき混合シャフト（９，５９）を有した混
    合装置（４）と、 当該混合装置（４）の流入ホッパー（１３）を上記貯蔵
    タンク（１）と連結する液体供給導管（３４）と、 流入ホッパー（１３）に開口する固体配合装置（２９）
    とを備え、所定量の固体（３８）が混合装置（４）を通
    る複数回の液体（２）の循環によって所定量の液体
    （２）に加えられるように、固体配合装置（２９）の供
    給能力と混合装置（４）の処理量とが調整されることを
    特徴とする、所定量の液体を所定量の粉末固体と混合す
    るための装置。
  2. 【請求項２】 前記混合装置が、貯蔵タンク（１）から
    分離し、当該貯蔵タンク（１）と戻り導管（２５）によ
    って連結した流出口（流出通路２４）を有した混合機械
    （４）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記混合機械が、前記流入ホッパー（１
    ３）の近傍のスクリュー部分（１６）とそれに続く部分
    とからなる混合シャフト（９）を有するスクリュー混合
    器（４）であることを特徴とする請求項２に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 混合シャフト（９）が流出口（流出通路
    ２４）の上流区域に入念混合の部分（１７）を有するこ
    とを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 入念混合の部分（１７）の近傍において
    混合シャフト（９）がピン乃至ストリップ型混合具（１
    ８）を備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 入念混合の部分（１７）の近傍において
    混合具（１８）が固定した対応具（２０）と共働するこ
    とを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 混合機械（４）の流出口（流出通路２
    ４）の近傍において戻り導管（２５）に連結した戻りコ
    ンベア（２２）が備えられることを特徴とする請求項２
    〜６のいずれか一項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記戻りコンベア（２２）が、混合シャ
    フト（９）に据え付けられ戻り導管（２５）と連結した
    流出通路（２４）と共働するポンプ羽根車（２３）を備
    えてなることを特徴とする請求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 撹拌ユニット（３，３’）が貯蔵タンク
    （１，１’）に配設されることを特徴とする請求項１〜
    ８のいずれか一項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 単位時間当たりに流入ホッパー（１
    ３）に供給された液体（２）の量の、及び／又は混合器
    （４）に単位時間当たりに通過する液体（２）の量の変
    更のための出力部（４６，４７）を有する制御ユニット
    （４３）が備えられることを特徴とする請求項２〜９の
    いずれか一項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 制御ユニット（４３）の入力部（４
    ２）に連結するレベル測定装置（レベル測定針４１）が
    流入ホッパー（１３）に配設されることを特徴とする請
    求項１０に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 制御ユニット（４３）の出力部（４
    ９）が固体配合装置（２９）の駆動装置（５０）に連結
    されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】 調整可能な絞り弁（５１）が戻り導管
    （２５）に配置されることを特徴とする請求項２〜１２
    のいずれか一項に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 絞り弁（５１）が制御可能であること
    を特徴とする請求項１３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 貯蔵容器（１’）が混合装置であっ
    て、当該装置に流入ホッパー（１３）が開口することを
    特徴とする請求項１に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 顕著な送り込み効果を呈する入念な混
    合撹拌ユニット（３’）が貯蔵タンク（１’）に配設さ
    れることを特徴とする請求項１又は１５に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 混合装置の上方で、固体供給装置と液
    体供給導管（３４）が流入ホッパー（１３）に自由に開
    口することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項
    に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 固体供給装置が液体供給装置の範囲で
    流入ホッパー（１３）に開口することを特徴とする請求
    項１７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 貯蔵タンク（１’）がカバー（５４）
    によって閉じられていることを特徴とする請求項１〜１
    ８のいずれか一項に記載の装置。
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