TW201338858A - 單程式分散及乳化裝置 - Google Patents

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    • B01F27/2721—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed axially between the surfaces of the rotor and the stator, e.g. the stator rotor system formed by conical or cylindrical surfaces provided with intermeshing elements
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Abstract

一種單程式分散及乳化裝置，包括：腔室，其兩側有投入口及吐出口，內側為液態物之移動路徑；傳動軸，於該腔室內；電動機，使該傳動軸旋轉；旋轉葉輪，間隔地固定多個，並安裝於液態物之移動路徑上，形成多個第1葉片，該等第1葉片沿圓周方向並保持間隔；以及固定葉輪，在該腔室之內配置多個，於該旋轉葉輪周圍，形成有多個第2葉片，該等第2葉片於該旋轉葉輪間，該等第1葉片旋轉時，使借助與該等第2葉片之相對旋轉向通過該腔室之液態物產生剪切力。本發明使低/高黏度液態物之分散或乳化效率更佳，，能依需要調節液態物的流量。

Description

單程式分散及乳化裝置
本發明係關於單程式分散及乳化裝置，更特定而言，係關於一種用於使液態物之分散或乳化效率更佳的單程式分散及乳化裝置，該裝置無論對低黏度液態物抑或流動性低的高黏度液態物均能處理，皆能夠根據需要調節需處理之液態物流量。
一般而言，對基礎材料產業而言，如對食品、化妝品、墨水、油漆、黏合劑、塗佈劑至精細化學品及奈米新材料以及尖端電子材料而言，精細的粒子(Particle)分散與乳化等細密性及均一性極為重要，將影響到產成品之品質。為此，開發了多種形式的分散及乳化裝置加以使用。
此等分散及乳化裝置需向液態物施加剪切力，使之出現分散(Dispersion)或乳化(Emulsifying)。就高壓式均質器(Homogenizer)之情形而言，使壓力轉換成射流且碰撞壁面或反轉，從而在液態物與液態物之間，使射流之動能轉換成剪切能，執行分散或乳化。
先前之均質器型分散及乳化裝置轉換射流進行使用，從而存在壓力差或速度差，溶解於液態物內之空氣或 殘留於機器內之空氣產生氣泡(bubble)，使得產生粗糙而大的粒子，由於以單程無法獲得所要分散或乳化效果，所以使液態物多次循環，此舉造成下述問題：分散或乳化需要較長時間，進而效率降低。
另外，先前之均質器型分散及乳化裝置為自吸(Self-suction)式，即，係因旋轉產生之壓力差異而發生吸入或排出且循環之類型，該自吸方式必須處於能移動之狀態，因而只能適用於具有流動性之低黏度(Low viscosity)物質，因此難以適用於高黏度(High viscosity)物質之乳化，同時誘導空洞現象(Cavitation)，具有難以調節作為分散或乳化對象之液態物流量的問題。
為解決如上所述之先前問題，本發明之目的在於使液態物之分散或乳化效率更佳，無論對低黏度液態物抑或流動性低的高黏度液態物均能處理，皆能夠根據需要調節需處理之液態物流量。
藉由對以下實施例之說明，本發明之其他目的將能夠容易理解。
為達成如上所述之目的，根據本發明之一態樣，提供一種單程式分散及乳化裝置，其包括：腔室，其兩側分別配備有用於供液態物投入之投入口及用於使液態物吐出之吐出口，從而在內側提供液態物之移動路徑；傳動軸， 其能旋轉地安裝於該腔室之內側；電動機，其經安裝使得該傳動軸旋轉；旋轉葉輪，其沿長度方向保持間隔地在該傳動軸上固定多個，並安裝於液態物之移動路徑上，分別形成向邊緣延長之多個第1葉片，該等第1葉片沿圓周方向保持間隔地形成；以及固定葉輪，其在該腔室之內側面沿該傳動軸的長度方向配置多個，以便位於該旋轉葉輪的周圍，分別形成有向中心部延長並沿圓周方向保持間隔的多個第2葉片，該等第2葉片安裝於該旋轉葉輪之間，在該等第1葉片旋轉時，使得借助於與該等第2葉片之相對旋轉而向藉由該腔室之液態物產生剪切力。
該裝置可進一步包括框架，其使該腔室被傳動軸罩固定成朝向下方，使該電動機被固定架固定成位於該傳動軸罩之上端，從而使連接該電動機之軸與向該腔室之上端凸出的該傳動軸的聯軸器安裝於該傳動軸罩內。
該腔室可以藉由在其內側豎直地安裝該傳動軸，使該旋轉葉輪上下排列地安裝，該固定葉輪上下層疊地固定於內周面，在下端形成該投入口，在上端側部形成該吐出口。
該腔室可以形成有用於供該固定葉輪層疊之層疊空間，在該層疊空間一側，利用螺栓結合有用於使該層疊空間開閉的罩，以便支撐該固定葉輪。
該旋轉葉輪可以滑動結合於該傳動軸一側，層疊成多段，借助於墊片保持相互間之間隔。
該傳動軸可以在一側的末端利用螺栓固定有用於防止該旋轉葉輪脫離的帽。
該固定葉輪可以沿具有環形形態之環構件的內周面形成多個第2葉片，以便插入該腔室之內側面。
該固定葉輪可以在該等第2葉片與內周面之間形成有凸棱，以便疊置於該等第2葉片上的該等第1葉片之末端靠近內周面。
根據本發明之單程式分散及乳化裝置，具有如下效果。
第一，本發明使液態物沿路徑只通過1次，由於集中能力及效率性出色，便能夠滿足需要的分散或乳化。
第二，本發明所針對者並非借助於自吸力，而是借助於前端安裝的泵而推入之液態物，只集中地執行高速分散，因而無論對低黏度液態物抑或流動性低的高黏度液態物均能處理。
第三，本發明能夠防止空洞現象(Cavitation)，根據需要調節需處理之液態物的流量。
第四，本發明能夠多樣地更換使用或追加及移除葉輪，因而可符合用途地達成多功能(Multi-function)使用。
第五，本發明能夠在保持精細間隙(Clearance)之同時高速旋轉，能夠藉由具有氣泡之液態物的處理來執行脫泡功能，能夠根據需要注入空氣，向液態物鼓入氣泡。
第六，本發明使得能夠執行多個步驟，例如執行8個步驟以上的分散或乳化處理，能夠根據用途及使用條件進行多個步驟的精細分散，具有安裝原有工序之多台設備的 效果，從而能夠節省維護及保養所需之時間及費用。
10‧‧‧投入管線
110‧‧‧腔室
111‧‧‧投入口
112‧‧‧吐出口
113‧‧‧層疊空間
114‧‧‧罩
115‧‧‧螺栓
120‧‧‧傳動軸
121‧‧‧帽
130‧‧‧電動機
131‧‧‧軸
132‧‧‧聯軸器
140‧‧‧旋轉葉輪
141‧‧‧第1葉片
142‧‧‧結合部
143‧‧‧墊片
150‧‧‧固定葉輪
151‧‧‧第2葉片
152‧‧‧環構件
153‧‧‧凸棱
160‧‧‧框架
161‧‧‧傳動軸罩
162‧‧‧固定架
163‧‧‧保護罩
170‧‧‧控制面板
圖1為示出本發明之一實施例的單程式分散及乳化裝置之主視圖， 圖2為示出本發明之一實施例的單程式分散及乳化裝置之主剖面圖， 圖3為示出本發明之一實施例的單程式分散及乳化裝置的主要部分之主剖面圖， 圖4為圖3的A-A'線之剖面圖。
本發明可進行多種變更，可擁有多種實施例，在附圖中例示實施例，以供詳細說明。但是，此並非意欲將本發明限於特定實施形態，而應理解為包括本發明之技術思想及技術範圍中涵蓋的所有變更、均等物乃至替代物，可以變更為多種不同形態，本發明之範圍並非限於下述實施例。
下面參照附圖，詳細說明本發明之實施例，與附圖符號無關，對於相同或對應之構成要素，給予相同參照符號，並省略對此之重複說明。
圖1為示出本發明之一實施例的單程式分散及乳化裝置之主視圖，圖2為示出本發明之一實施例的單程式分散及乳化裝置之主剖面圖。
如圖1及圖2所示，本發明之一實施例的單程式分散及乳化裝置(100)可以包括腔室(110)、傳動軸(120)、電動 機(130)、旋轉葉輪(140)及固定葉輪(150)，執行對供應的液態物之分散(Dispersion)或乳化(Emulsifying)並吐出。其中，作為液態物，可以包括醬料或沙拉醬、化妝品乳霜、牙膏、黏合劑、墨水或油漆的顏料、薄膜塗佈劑、各種增稠劑、發泡劑、二次電池溶液、半導體晶圓之化學廢棄處理溶液、環保型回收利用溶液等，其中，就環保型回收利用溶液而言，借助於本發明之單程式分散及乳化裝置(100)，以物理方式製成小粒子，以便能夠容易進行化學處理。
另一方面，本發明之單程式分散及乳化裝置(100)為了安裝腔室(110)及電動機(130)等，可進一步包括框架(160)，例如，框架(160)使腔室(110)被傳動軸罩(161)固定成朝向下方，使電動機(130)被固定架(162)固定成位於傳動軸罩(161)之上端，從而使連接電動機(130)的軸(131)與向腔室(110)之上端凸出的傳動軸(120)的聯軸器132(圖3所示)安裝於傳動軸罩(161)內。另外，電動機(130)或其它構成部件等亦可由保護罩(163)等覆蓋。
腔室(110)在兩側分別配備有用於供液態物投入之投入口(111)及用於使液態物吐出之吐出口(112)，從而使得在內側提供液態物之移動路徑。
如圖3所示，如本實施例中所示，腔室(110)藉由在其內側豎直地安裝傳動軸(120)，可以使旋轉葉輪(140)上下排列地安裝，可以使固定葉輪(150)上下層疊地固定於內周面，可以在下端形成投入口(111)，可以在上端側部 形成吐出口(112)。其中，在投入口(111)可以連接有用於供應需分散或乳化的液態物之投入管線(10)，在吐出口(112)可以連接有用於把在腔室(110)內經過分散或乳化之液態物供應給外部儲箱等的吐出管線(未示出)。另外，在投入口(111)，借助安裝於外部的液態物用泵之幫浦，液態物經由投入管線(10)進行供應，從而使得能夠保持通過吐出口(112)之液態物的吐出壓。
腔室(110)可以形成有用於供後述的固定葉輪(150)層疊之層疊空間(113)，在層疊空間(113)一側，例如在下端，可以利用螺栓(115)結合有用於使層疊空間(113)開閉的罩(114)，以便支撐固定葉輪(150)。因此，藉由取下罩(114),能夠達成固定葉輪(150)的更換等。
傳動軸(120)以能旋轉之方式安裝於腔室(110)內側，如本實施例所示，貫通腔室(110)地安裝，從而能夠借助於聯軸器(132)而連接於電動機(130)的軸(131)。其中，傳動軸(120)可以軸承為介質安裝於腔室(110)或框架(160)，以便能夠相對於腔室(110)順利旋轉，可以在與腔室(110)之結合部位安裝「O」形環等，以便保持腔室(110)的氣密性。
電動機(130)安裝於框架(160)，以便使傳動軸(120)旋轉，借助於框架(160)或其外部安裝的控制面板170(如圖1所示)之操作而運轉，從而使傳動軸(120)旋轉，借助於控制面板170(如圖1所示)之操作能夠調節旋轉速度。
旋轉葉輪(140)沿長度方向保持間隔地在傳動軸(120) 上固定多個，並安裝於液態物之移動路徑上，如圖4所示，分別形成有向固定葉輪(150)的內周面延長之多個第1葉片(141)，該等第1葉片(141)沿圓周方向保持間隔地形成。
旋轉葉輪(140)滑動結合於傳動軸(120)一側，例如滑動結合於下部，從而結合得與傳動軸(120)一同旋轉，並層疊成多段，可以借助於墊片(143)而保持相互間之間隔。其中，墊片(143)既可以獨立於旋轉葉輪(140)地另行構成，亦可以與旋轉葉輪(140)構成一體地形成。
旋轉葉輪(140)為了達成與傳動軸(120)的滑動結合，具有在外周面上形成有多個第1葉片(141)的結合部142(如圖4所示)，該種結合部(142)供傳動軸(120)插入的孔，具有不相對於傳動軸(120)空轉所需之剖面形狀，或者作為另一實例，可借助於銷來固定傳動軸(120)，或者作為又一實例，可利用另外的環形架等固定於傳動軸(120)。其中，傳動軸(120)的用於防止旋轉葉輪(140)脫離的帽(121)，可以借助於螺紋結合等多種方式結合固定於一側的末端，例如結合固定於下端。
固定葉輪(150)在腔室(110)內側面沿傳動軸(120)之長度方向配備多個，以便位於旋轉葉輪(140)的周圍。如圖4所示，分別形成有向固定葉輪(150)之中心延長並沿圓周方向保持間隔的多個第2葉片(151)，該等第2葉片(151)安裝於旋轉葉輪(140)之間，在第1葉片(141)旋轉時，使得借助於與第2葉片(151)的相對旋轉而向通過腔 室(110)的液態物產生剪切力。
固定葉輪(150)可以沿具有環形形態之環構件(152)的內周面形成多個第2葉片(151)，以便插入腔室(110)的內側面，可以形成得使第2葉片(151)與第1葉片(141)保持2 mm左右的間隔，在第2葉片(151)與內周面之間可以形成有凸棱(153)，以便疊置於第2葉片(151)上的第1葉片(141)的末端靠近內周面。因此，能夠加大對固定葉輪(150)與旋轉葉輪(140)間的液態物的剪切力。
如上說明本發明之單程式分散及乳化裝置的作用。
在投入口(111)之前端安裝泵，若在電動機(130)驅動的同時，利用泵的幫浦力藉由投入口(111)投入液態物，那麼，藉由投入口(111)投入的液態物在藉由借助於第2葉片(151)間之間隔形成的空間而流經多層，同時借助於旋轉的旋轉葉輪(140)的第1葉片(141)而受到剪切力，達成分散乃至乳化。於是，借助於第1葉片(141)與第2葉片(151)的相對旋轉，通過其間之液態物被集中而高效地進行分散或乳化，進而減小了粒子，該種液態物沿腔室(110)內側路徑只通過1次，便滿足了所需的分散或乳化，結束分散或乳化的液態物向吐出口(112)側吐出。
另外，本發明所針對者並非借助於自吸力，而是借助於安裝於前端的泵而供應之液態物，只集中地執行高速分散，因而無論對低黏度液態物抑或流動性低的高黏度液態物均能處理，不僅能夠防止空洞現象(Cavitation)，根據需要調節需處理之液態物的流量，而且能夠多樣地更換使用 或追加及移除葉輪(140、150)，可以符合用途地達成多功能(Multi-function)使用。
另外，本發明能夠在保持精細間隙(Clearance)之同時高速旋轉，能夠藉由具有氣泡的液態物的處理來執行脫泡功能，能夠根據需要注入空氣，向液態物鼓入氣泡，同時，借助於旋轉葉輪(140)與固定葉輪(150)的層疊，使得能夠執行多個步驟，例如執行8個步驟以上的分散或乳化處理，可根據用途及使用條件進行多個步驟的精細分散，具有安裝原有工序之多台設備的效果，從而能夠節省維護及保養所需的時間及費用。
如上參照附圖對本發明進行了說明，但在不超出本發明之技術思想的範圍內，可達成多種修改及變形，此乃不言而喻的。因此，本發明之範圍並非限於所說明之實施例，而應根據後述的申請專利範圍以及與該申請專利範圍均等者加以確定。
110‧‧‧腔室
111‧‧‧投入口
112‧‧‧吐出口
113‧‧‧層疊空間
114‧‧‧罩
115‧‧‧螺栓
120‧‧‧傳動軸
121‧‧‧帽
130‧‧‧電動機
131‧‧‧軸
132‧‧‧聯軸器
140‧‧‧旋轉葉輪
141‧‧‧第1葉片
143‧‧‧墊片
150‧‧‧固定葉輪
151‧‧‧第2葉片
152‧‧‧環構件
153‧‧‧凸棱

Claims (8)

  1. 一種單程式分散及乳化裝置，其特徵在於包括：腔室，其兩側分別配備有用於供液態物投入之投入口及用於使液態物吐出之吐出口，從而在內側提供液態物之移動路徑；傳動軸，其能旋轉地安裝於該腔室之內側；電動機，其經安裝使得該傳動軸旋轉；旋轉葉輪，其沿長度方向保持間隔地在該傳動軸上固定多個，並安裝於液態物之移動路徑上，分別形成有向固定葉輪的內周面延長之多個第1葉片，該等第1葉片沿圓周方向保持間隔地形成；以及固定葉輪，其在該腔室之內側面沿該傳動軸的長度方向配置多個，以便位於該旋轉葉輪的周圍；分別形成有向固定葉輪之中心延長並沿圓周方向保持間隔的多個第2葉片，該等第2葉片安裝於該旋轉葉輪之間，在該等第1葉片旋轉時，使得借助於與該等第2葉片之相對旋轉而向通過該腔室之液態物產生剪切力。
  2. 如請求項1所記載之單程式分散及乳化裝置，其中：進一步包括框架，其使該腔室被傳動軸罩固定成朝向下方，使該電動機被固定架固定成位於該傳動軸罩之上端，從而使連接該電動機之軸與向該腔室之上端凸出的該傳動軸的聯軸器安裝於該傳動軸罩內。
  3. 如請求項1所記載之單程式分散及乳化裝置，其中： 該腔室藉由在其內側豎直地安裝該傳動軸，使該旋轉葉輪上下排列地安裝；該固定葉輪上下層疊地固定於內周面，在下端形成該投入口，在上端側部形成該吐出口。
  4. 如請求項1至3中任一項所記載之單程式分散及乳化裝置，其中：該腔室形成有用於供該固定葉輪層疊之層疊空間，在該層疊空間一側，利用螺栓結合有用於使該層疊空間開閉的罩，以便支撐該固定葉輪。
  5. 如請求項1或請求項3中所記載之單程式分散及乳化裝置，其中：該旋轉葉輪滑動結合於該傳動軸一側，層疊成多段，借助於墊片保持相互間之間隔。
  6. 如請求項5所記載之單程式分散及乳化裝置，其中：該傳動軸在一側的末端利用螺栓固定有用於防止該旋轉葉輪脫離的帽。
  7. 如請求項1或請求項3中所記載之單程式分散及乳化裝置，其中：該固定葉輪沿具有環形形態之環構件的內周面形成該多個第2葉片，以便插入該腔室之內側面。
  8. 如請求項7所記載之單程式分散及乳化裝置，其中：該固定葉輪在該等第2葉片與內周面之間形成有凸棱，以便疊置於該等第2葉片上的該等第1葉片之末端靠近內周面。
TW102110233A 2012-03-23 2013-03-22 單程式分散及乳化裝置 TWI486207B (zh)

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