专利名称：循环式分散系统及循环式分散方法
技术领域：
本发明涉及使泥浆状或液体状的混合物循环的同时使该混合物内的物质分散的循环式分散系统及循环式分散方法。
背景技术：
作为使泥浆状的混合物或液体状的混合物循环的同时分散的系统，例如有日本特开2004-267991号公报记载的发明。在这样的循环式分散系统中，对于采用转子型且连续型的分散装置，需要对以下情况进行研究。即，在转子型且连续型的分散装置中，作为防止混合物从轴泄漏的轴封部，有0型环、油封、压盖密封垫、机械密封等。在对固体成分浓度为例如40 50%以上的高浓度的料浆等进行轴封的情况下，使用机械密封的情况较多。
但是，机械密封存在构造复杂、密封部分的尺寸大且成本也高这样的问题。另外， 混合物到达密封部，微粒子混入时，密封面(轴封面)受伤，存在功能被破坏的可能性。因此，还存在需要使用双端面机械密封等这样的特别昂贵且复杂的结构的问题。
发明内容
本发明的目的是提供循环式分散系统及循环式分散方法，能够简化分散装置的轴封部的构造且延长寿命，并且实现混合物的循环分散。
本发明的循环式分散系统在使泥浆状或液体状的混合物循环的同时分散的循环式分散系统中，具有使所述混合物分散的转子型且连续型的分散装置；与所述分散装置的出口侧连接的容器；使所述混合物循环的循环泵；串联地连接所述分散装置、所述容器及所述循环泵的配管，所述分散装置构成为使混合物的流出量比流入量大，以使该分散装置内部的所述混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部的量。在本说明书中，“使混合物的流出量比流入量大”是指，以混合物不滞留在分散装置内的方式，使混合物的流出量(或流出速度)与流入量(或流入速度)至少相同、或者比流入量大。不需要使混合物相对分散装置的流出量总是比流入量大，而是包括流入量暂时或间歇地比流出量大的情况。
本发明的循环式分散方法使泥浆状或液体状的混合物循环的同时分散，在利用转子型且连续型的分散装置分散所述混合物，并且通过串联地连接该分散装置、与所述分散装置的出口侧连接的容器和所述循环泵的配管来循环时，使混合物的流出量比流入量大， 来进行循环分散，以使所述分散装置内部的所述混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部的程度的量。
根据本发明，通过不使混合物到达轴封部，能够得到简化分散装置的轴封部的构造的效果，并且实现混合物的适当循环分散。而且，由于能够延长轴封部的寿命，所以能够实现分散装置或系统全体的维护次数减少。因此，本发明实现结构的简化、维护的简化及低成本化。
本申请基于在日本国于2010年8月5日提出的特愿2010-176779号和于2010年11月15日提出的特愿2010-255170号，将其内容作为本申请的内容形成其一部分。
另外，本发明通过以下详细的说明能够更完全地理解。但是，详细的说明及特定的实施例是本发明优选的实施方式，只是为说明而记载的。从该详细说明进行各种变更、改变，对于本领域技术人员来说是显而易见的。
申请人:的意图不是将所记载的实施方式的任意一个向公众公开，所公开的改变、 代替方案也包含在权利要求书的范围内，等同理论下作为发明的一部分。
在本说明书或权利要求书的记载中，名词及同样的指示语的使用只要没有特别说明，或者只要不能从上下文明确地否定，就应解释为包含单数及多数双方。本说明书中提供的任意的例示或例示性用语(例如，“等”)的使用也只不过是用于说明本发明，只要没有特别地记载在权利要求书中，就不对本发明的范围进行限制。
图1是用于对适用本发明的循环式分散系统进行说明的概要图。
图2是构成图1的循环式分散系统的分散装置的概略剖视图。
图3是表示适用本发明的循环式分散系统的其他例的概要图。
图4是表示适用本发明的循环式分散系统的又一其他例的概要图。
图5是构成图4的循环式分散系统的分散装置的概略剖视图。
图6是对构成循环式分散系统的分散装置的其他例进行说明的图，是用于对在一对转子的相向面使用陶瓷部件的例子进行说明的转子的剖视图。
图7是表示作为适用本发明的循环式分散系统的又一其他例，设置了对分散装置的转子及定子中的任一方进行驱动的驱动机构的例子的概要图。
图8是表示作为构成适用本发明的循环式分散系统的分散装置的又一其他例，具有缓冲部的分散装置的概略剖视图。
图9是图8所示的分散装置的装置主要部分的概略剖视图。
图10是表示作为构成适用本发明的循环式分散系统的分散装置的又一其他例， 具有缓冲部的分散装置的变形例的概略剖视图。
具体实施例方式以下，参照附图对适用本发明的循环式分散系统30进行说明。以下说明的循环式分散系统30是对使泥浆状的混合物31循环的同时分散(也称为“固-液分散”或“料浆化”)的结构进行说明，但本发明不限于此，也可以是使液体状的混合物循环的同时分散 (也称为“液-液分散”或“乳化”)的结构，能够得到同样的效果。另外，所谓分散是指，使该混合物内的物质分散，即，该混合物内的各物质以均勻存在的方式混合。另外，在“使混合物循环的同时分散”的装置及方法中，也包含使原料循环、且边加入添加物边进行循环分散的情况。
如图1所示，循环式分散系统30具有使混合物31分散的转子型且连续型的分散装置3 ；与分散装置3的出口侧连接的容器1 ；与容器1的出口侧连接且使混合物31循环的循环泵2 ；串联地连接分散装置3、容器1及循环泵2的配管32。该分散装置3使混合物的流出量比流入量大，以该分散装置3内部的混合物31成为不浸渍该分散装置3内部设置的轴封部16 (参照图2)的程度的量。
此外，这里，在容器1、分散装置3或配管32内循环的流体最初是原料，每经由分散装置3，添加原料都被逐渐分散而成为混合物，最终成为已分散处理的混合物，但在上述及以下的说明中，最初的“原料”和处理中途的“混合物” 一并称为“混合物”。
即，如图1及图2所示，循环式分散系统30是如下的系统在从中空的旋转轴的中空部供给混合物的方式的转子型的连续分散装置3中，通过循环泵2将混合物向分散装置 3供给，使从分散装置3的外壳即转子罩19排出的混合物排出速度(也称为“流出量”。) Qout比循环泵2的混合物供给速度(也称为“流入量”。)(iin大，由此在转子罩19内没有混合物滞留，而且，通过利用旋转的转子13、14的离心力，而不使混合物到达轴封部16。
以下，进一步具体地说明。如图1及图2所示，进入有混合物的作为储藏容器的容器1的排出口与循环泵2连接。循环泵2输送混合物并使其循环。在循环中途的配管上设置的供给装置6将储藏在料斗4中的添加物5 (液体或粉粒体)向循环的混合物(最初是原料)中注入。添加物被添加后的混合物被供给给设置于容器1的垂直(铅垂)方向的上方侧的转子型的连续分散装置3内。
分散装置3的转子13、14以向相反方向旋转的方式构成。转子13、14使添加物均勻地分散到原料中。在分散装置3的转子13、14间被分散处理的混合物，不滞留在分散装置3的转子罩19内地通过重力返回容器1。容器1中的混合物通过搅拌机7的搅拌而防止偏析等。
这里，作为添加原料5的供给装置6能够适当使用螺旋送料器、回转阀、柱塞泵等。 另外，作为供给装置6的设置位置能够选择配管32中的任意位置。另外，供给装置6也可以设置在容器1的上部等。
在容器1上连接有真空泵8。该真空泵8是在来自分散装置3的排出量不足的情况下，对容器内减压来辅助排出。另外，该真空泵8实施的减压也作为气泡混入混合物时的脱泡处理用发挥功能。
在如上所述的循环式分散系统30中，运转时，阀9为常开，阀10、11为常闭。分散处理结束后，阀9关闭，阀10打开。由此，能够从阀10排出并回收处理物。另外，在分散装置3或配管32中残留的混合物是通过打开阀11被排出并回收。此外，混合物的排出并回收用的阀能够安装在容器或配管的任意位置。
以下，关于分散装置3的转子部中的混合物的流动，参照图2进行说明。首先，从循环泵2输送的混合物，通过由图1所示的电动机M旋转的中空轴的中心，向一对旋转的转子13、14的间隙(剪断部)供给。被供给的混合物因离心力通过一对转子13、14的间隙从转子外周以放射状被放出。此时，混合物从转子13、14被施加剪断力而分散。从转子13、14 放出的混合物与转子罩19的内壁碰撞，并沿内壁流下，并从下部的排出口 22被排出。
转子13、14成为能够防止从转子罩19流出的混合物施加到旋转轴20、21的形状。 即，在转子13、14上，在相互相向的面13a、14a和相反侧的背面部分13b、14b的圆周方向外侧，形成有轴防护突起13c、14c。另外，在油封等的轴封部16的周围设有密封保护部件M、 25，在该密封保护部件M、25上形成有轴防护突起Mc、25c。此外，这里，密封保护部件Μ、 25与具有推压轴封部16的功能的密封推压部件18 —体地设置，但也可以分体设置。
轴防护突起13c、Hc是沿背面部分13b、14b外周以环状立起的的突起。轴防护突起13c、Hc是通过对从转子罩19的内壁经由密封保护部件M、25流下的混合物施加离心力，使混合物朝向外周方向飞散，来防止旋转轴20、21接触(施加、附着)液体。
轴防护突起2k、25c是沿密封保护部件M、25的端部的外周以环状立起的突起， 防止从转子罩19的内壁导入的混合物接触旋转轴20、21。利用作为环状的立起突起形成的轴防护突起Mc、25c防止向旋转轴20、21侧流动的混合物，沿着密封保护部件M、25向下方侧流动，并从分散装置3的排出口 22向容器1侧流出。此外，图2中的An表示混合物的流动，Qout表示朝向容器1侧排出的分散处理后的混合物的流动。
另外，在转子13、14上，通过由旋转产生的离心力，作用有使混合物向周方向移动的力。另外，如上所述，密封推压部件18是即使混合物从转子13、14或转子罩19流过来也能够防止传递到轴的形状。从排出口 22流出的混合物的速度(流出速度)比从循环泵2输送的混合物的流入速度大，从而不会滞留在转子罩19内部。其中，作为使该流出速度(流出量)大的结构，例如，有增大配管的直径等的方法。另外，在该分散装置3中，设置有轴承 15或混合物逆流防止栓17。
在混合物或原料的粘度变大，并因流体阻力，混合物等变得难以流动，只通过重力就能确保充分的流量的程度不能采用大的转子罩19的排出口，因而在稳定状态下从循环泵2的供给量比从转子罩19排出的排出量大的情况下，也可以通过真空泵8抽吸图1中的容器1的内部而设为减压状态，来促进从转子罩内部的排出。该真空泵8还具有对混入液体的气泡进行脱泡的功能，也可以将脱泡作为主要目的，使容器成为减压状态。此外，该情况下，必须在转子轴的密封部设置保持减压状态的密封件。这样，真空泵8作为对容器1内部减压的减压泵发挥功能。
而且，即使对容器1进行减压，从转子罩19排出的排出流量Q。ut也不充分大的情况下，如图3所示，也可以在转子罩19的排出口 22和容器1的原料返回口连接泵12，由此强制地排出。即，图3表示图1所示的循环式分散系统30的变形例，将其作为循环式分散系统40。循环式分散系统40中除了设有泵12以外与循环式分散系统30相同，从而标注相同的附图标记，并省略说明。另外，该泵12被设置在分散装置3的出口侧和容器1的入口侧之间的配管上，是用于使分散装置3中的混合物的流出量增加的泵。此外，该情况下，排出速度Q。ut取决于泵12的能力，与重力无关，所以连续分散装置3没有必要必须设置在容器1的垂直方向上侧。
分散装置3不需要将轴水平地设置，如图4所示，也可以采用沿垂直方向设置的循环系统。即，图4表示图1所示的循环式分散系统30的变形例，将其作为循环式分散系统 50。另外，用于图4的循环式分散系统50的分散装置可以是上述分散装置3，但比较适合图 5所示的转子型且连续型的分散装置51。循环式分散系统50及分散装置51除以下说明的情况以外都与循环式分散系统30及分散装置3相同，从而对相同的部分标注相同的附图标记，并省略说明。此外，在该循环式分散系统50中，追加图3说明的泵12，也能得到同样的效果。
换言之，图1及图4的循环式分散系统30、50的共通点在于，分散装置3、51具有一对转子13、14、53、54，经由中空轴向上述一对转子13、14、53、54间流入混合物，从上述一对转子13、14、53、54的间隙朝向外周侧以放射状放出混合物，由此分散混合物。作为图1 及图4的循环式分散系统30、50的不同点，图1中的分散装置3是一对转子13、14沿水平方向相向地配置，而图4中的分散装置51是一对转子5354沿垂直方向相向地配置。图1 的系统30的优点是能够抑制设备的垂直方向的尺寸。关于图4的系统50的结构及优点， 以下详细说明。
在图4的循环式分散系统50中，混合物可以从上侧转子53、下侧转子M的中空轴的中空部的任意一个供给，如果是例如从下侧转子M的中空轴的中空部通过泵供给，则能够从上部转子轴供给添加物5。例如该情况下，在分散装置51的上部，设置用于存储添加物 5的料斗55即可。
如图5所示，分散装置51的转子5354与分散装置3同样地以向相反方向旋转的方式构成。转子5354使添加物均勻地分散在原料中。在分散装置51的转子53、54间被分散处理的原料不滞留在分散装置51的转子罩19内地由于重力等而返回容器1。
接着，使用图5对沿垂直方向设置时的例子即分散装置51中的原料及添加物的流动进行说明。首先，输送的原料通过由未图示的电动机旋转的中空轴的中心，向一对旋转的转子53、54的间隙(剪断部)供给。被供给的原料因离心力通过一对转子53、54的间隙从转子外周以放射状被放出。此时，原料从转子5354被施加剪断力而分散。从转子53、54 放出的原料与转子罩19的内壁碰撞，并沿内壁从下部的排出口 22被排出。
此时，料斗55内的添加物5通过由转子部5354的旋转产生的负压或由真空泵抽吸容器内部产生的负压而被引入管内，如果通过这些作用产生的供给速度，能使供给量充分，则不需要图4中的添加物用的供给装置6。
另外，转子5354成为防止从转子罩19流出的混合物施加到旋转轴20、21的形状。即，在一对转子53、54中的、下侧转子M的背面外周，形成有轴防护突起Mc。更具体地，轴防护突起5 形成在下侧转子M的与上侧转子53相向的面Ma的相反侧的背面部分Mb的圆周方向外侧。
该轴防护突起5 是沿背面部分Mb的外周以环状立起的突起，以使从转子罩19 等向转子53、54的外周部53d、54d流动的混合物下落到设置于转子罩19的下部的外周槽部56的方式进行引导(向下方侧引导)，由此能够防止旋转轴20、21(施加、附着)接触液体。利用轴防护突起5 防止向轴20侧流动的混合物，经由转子罩19的外周槽部56被引向排出口 22，从排出口 22向容器1侧流出。此外，图5中的Glin表示混合物的流动，Qout表示朝向容器1侧排出的分散处理后的混合物的流动。另外，Ft表示添加物的流动， 表示原料和添加物的混合物的流动。
此外，在使用图2说明的分散装置3和使用图5说明的分散装置51中，设有以向相反方向旋转的方式构成的一对转子13、14、一对转子53、54，但构成循环式分散系统30、40、 50的分散装置不限于此。即，也可以使用将一对转子中的任意一个替换成不旋转的定子的分散装置。具体地，所述分散装置具备具有相互相向的面的转子及定子，经由中空轴向该转子及定子间流入混合物，混合物从该转子及定子的间隙朝向外周侧以放射状被放出，由此分散混合物。
另外，在图2、图5的分散装置3、51中，也可以将一对转子构成为相互相向的面由陶瓷形成。通过使用陶瓷部件，耐磨损性提高，即使将高的剪断力赋予混合物时，耐久性也提高。这里，使用图6对能够适用于分散装置3、51等的一对转子61、62进行说明。S卩，能够替换上述转子13、14、53、M适用后述的使用了陶瓷部件的转子61、62，适用了这样的转子的分散装置3、51以及具有其的循环式分散系统30、40、50，能够实现维护的简化及随之带来的低成本化。
如图6所示，一对转子61、62具有具有相互相向的面的前端部件63、64 ；能够更换地安装该前端部件63、64的安装部件65、66 ；将前端部件63、64固定在安装部件65、66 的(例如螺栓等)固定螺钉67、68。前端部件63、64由陶瓷形成。安装部件65、66由金属等形成。此外，前端部件63、64和安装部件65、66也可以通过粘结而被一体化，但通过固定螺钉67、68安装具有以下效果。能够通过固定螺钉67、68安装及拆下陶瓷部件即前端部件 63,64的一对转子61、62与粘结方式相比，更换容易，能够实现维护的简化和随之带来的成本削减。
而且，图6所示的一对转子61、62具有以下方面的特征。即，固定螺钉67、68从前端部件63、64的相向的面63a、6^侧被安装到安装部件65、66，由此将前端部件63、64固定在安装部件65、66。另外，在前端部件63、64，在安装固定螺钉67、68的部分形成有凹部63b、 64b。该凹部6!3b、64b在固定螺钉67、68以固定前端部件63、64的状态被安装时，以使固定螺钉67、68的头部67a、68a位于只比前端部件63、64的相向的面63a、6 深了规定间隔 G1、G2的位置的方式形成。而且，该规定间隔G1、G2与固定螺钉67、68的各头部的高度方向 (螺钉的插入、安装方向)的尺寸H1、H2之间，分别满足关系式0.5XH1 <G1 < 1.5XH1、 关系式 0. 5XH2 < G2 < 1. 5XH2。
这样，一对转子61、62具有如下特征已安装时的固定螺钉67、68的头部67a、68a 的深度(表示头部67a、68a的端面相对于前端部件63、64的面63a、64a的深度。)比通常假定的深度大。该特征将混合物内的固体成分堵塞(堆积)在固定螺钉的头部67a、68a和前端部件的凹部63b、64b之间的间隙(空间)。该堵塞(堆积)的固体成分与安装部分即凹部63b、64b外流动的泥浆状等的混合物接触，但在凹部63b、64b内不流动，所以是固体成分保护固定螺钉的头部67a、68a的状态。在图6中，&表示堆积的固体成分，&表示具有流动性的混合物。
换言之，具有这样的特征的一对转子61、62是通过使固定螺钉的头部67a、68a位于只深了规定间隔Gl、G2的位置，并堆积混合物的固体成分，由此能够通过该堆积的固体成分防止螺钉的头部67a、68a的磨损。
S卩，一对转子61、62防止固定螺钉67、68的紧固用的槽或孔例如十字槽、一字槽、 六角孔等损坏，由此防止卸下时发生不良情况，而且，能够防止固定螺钉的头部67a、68a的磨损导致的金属粉向混合物的异物混合(污垢)。
此外，在一对转子61、62中，在0. 5XH1 > G1、0. 5XH2 > G2的情况下，由上述混合物的固体成分堆积产生的保护效果减少，在Gl > 1. 5XH1、G2 > 1. 5XH2的情况下，前端部件63、64的凹部6!3b、64b过大，强度上变弱，堆积物固体成分的量过多会对卸下带来麻烦，所以上述范围是适当的范围。
分散装置3、51具备替换转子13、14、53、讨而使用陶瓷部件并且具有特征结构的所述转子61、62，由此在使用陶瓷得到的效果(耐久性提高、维护的简化、低成本化)的基础上，还能实现陶瓷部分更换的简化和异物混合防止。另外，具有使用了所述转子61、62的分散装置而构成循环式分散系统30、40、50，由此在上述及后述的效果的基础上，还能得到该转子61、62产生的效果。此外，在图6中，示出了向转子62侧安装混合物流入用的中空轴的情况的例子(在转子62的前端部件64及安装部件66设置贯通孔64c、66c)，但也可以构成为向转子61侧安装中空轴的结构，而且，还可以在双方都安装中空轴。
在图1、图3、图4及后述的图7中，M表示电动机，P表示泵。作为以上系统30、40、 50所使用的泵P，优选使用没有轴封部的泵例如管式泵或软管泵。若泵具有与液体接触的轴封部，则会使该轴封部劣化。
如上所述，适用本发明的循环式分散系统30、40、50具有分散装置3、51、容器1、循环泵2和配管32，分散装置3、51具有如下特征使混合物的流出量比流入量大，以使该分散装置内部的混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部16的程度的量。另外，适用本发明的循环式分散方法是在使泥浆状或液体状的混合物循环的同时分散的循环式分散方法，其中，具有如下特征通过转子型且连续型的分散装置3使混合物31分散，并且通过串联地连接该分散装置3、与分散装置3的出口侧连接的容器1和循环泵2的配管 32进行循环时，使混合物的流出量比流入量大来进行循环分散，以使分散装置3内部的混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部的程度的量。
该循环式分散系统30、40、50，通过不使混合物到达轴封部16，能够简化分散装置的轴封部的构造，并实现混合物的循环分散，而且，能够延长轴封部的寿命，从而能够减少分散装置和系统全体的维护次数。因此，该系统及方法实现结构的简化、维护的简化及低成本化。
这样，循环式分散系统30、40、50是不使混合物到达转子型的连续分散机的轴封装置的系统。另外，该系统在使用从中空的旋转轴的中空部供给混合物的方式的转子型的连续分散装置时，利用轴或转子的旋转(离心力)，并且，控制混合物向转子部的流入量和混合物从转子部的排出量，由此不使混合物到达对收纳转子的外壳(转子罩19)的内部和外部进行密封的轴封部。而且，根据该系统，通过不使液体到达轴封部，能够采用构造简单且成本低的轴封装置。或者，能够延长轴封装置的寿命。
另外，在该系统中还具有如下特征对于混合物从转子罩19内部的排出，作为送液泵使用图3所示的泵12。而且，在该系统中还具有如下特征在容器1内通过例如真空泵8进行减压，由此促进混合物从转子罩19内部的排出量。而且，另外，在系统50中还具有如下特征沿铅垂方向设置分散装置的旋转轴，从下转子的轴中心供给混合物(最初是处理原料)，由此从上转子的轴中心供给添加物。
如上所述，循环式分散系统30、40、50中，不像以往那样使分散装置内部的混合物为满量，不使混合物到达轴封部16，从而能够使用构造简单且低成本的轴封部件，能够延长轴封部件的寿命。
在上述循环式分散系统30、40、50和构成其的分散装置3、51中，可以设置通过驱动一对转子的至少任意一方，向接近另一方或远离另一方的方向进行驱动的驱动机构。该驱动机构设置在循环式分散系统中，以防止由于在分散装置中的一对转子间或转子和定子间发生混合物的堵塞而管内压力上升而发生设备或配管的损坏，但关于驱动机构的具体结构和功能、效果，在图7的循环式分散系统130中进行具体说明。
以下，使用图7对适用本发明的循环式分散系统130进行说明。关于循环式分散系统130，也与上述循环式分散系统30、40、50同样地，对使泥浆状的混合物131循环的同时分散的结构进行说明，但不限于此。
如图7所示，循环式分散系统130具有使混合物131分散的转子型且连续型的分散装置151 ；与分散装置151的出口侧连接的容器101 ；与容器101的出口侧连接且使混合物131循环的循环泵102 ；串联地连接分散装置151、容器101及循环泵102的配管132。分散装置151具有转子153及定子154。该分散装置151使混合物的流出量比流入量大，以使该分散装置151内部的混合物131的量达到不浸渍设置在该分散装置151内部的轴封部的程度的量。此外，关于分散装置151，未图示轴封部，但在转子153侧设有与图5所示的轴封部16同样的轴封部。
与上述图1等的情况同样地，在容器101、分散装置151或配管132内循环的流体最初是原料，每经由分散装置151，添加原料都被逐渐分散而成为混合物，最终成为已分散处理的混合物，但在上述及以下的说明中，最初的“原料”也与处理中途的“混合物” 一并称为“混合物”。
即，循环式分散系统130为如下所述的系统，在从中空的旋转轴的中空部供给混合物的方式的转子型的连续分散装置151中，通过循环泵102向分散装置151供给混合物， 使从分散装置151的外壳即转子罩排出的混合物排出速度(也称为“流出量”。)Q。ut比循环泵102的混合物供给速度(也称为“流入量”。Min大，由此不使混合物滞留在转子罩内，而不使混合物到达轴封部。而且，也可以将分散装置151变更成一对转子方式，通过变更，能够利用转子的离心力，由此得到不使混合物到达轴封部的效果。
另外，循环式分散系统130具有通过驱动分散装置151的转子153及定子IM的至少任意一方而向接近另一方或远离另一方的方向进行驱动的驱动机构171 ；控制该驱动机构171的控制部180。驱动机构171是例如伺服油缸，在这里，可以沿上下对包含转子153 或转子153的旋转轴或旋转驱动其的马达M在内的单元部分进行驱动，来扩大或缩小该转子153和定子IM之间的间隙δ。具有驱动机构171的循环式分散系统130在转子153及定子154间发生混合物的堵塞的情况，或有可能发生的情况下，通过扩大间隙δ来消除堵塞，从而能够防止管内压力上升而发生泵等的设备或配管(尤其接头部分)的损坏。
控制部180基于对转子及定子间的混合物的压力进行检测的压力传感器173、及对从转子及定子间放出的混合物的温度进行检测的温度传感器174的双方的检测结果，来调整转子153及定子154的相向间隔。此外，控制部180也可以基于压力传感器173、温度传感器174的至少一方的检测结果来进行调整。
压力传感器173在配管中132被配置在压力上升最多的位置，例如，如图7所示， 配置在使混合物流入分散装置151的位置的近前侧。此外，作为驱动机构171使用伺服油缸的情况下，也可以将设置在油缸前端的测力传感器作为压力传感器使用。另外，也可以使用内置于伺服油缸的压力传感器。
温度传感器174对从分散装置151排出的混合物的温度进行检测，如图7所示，被安装在分散装置151的出口侧的正后方的配管132上。另外，在该循环式分散系统130中， 设置有对转子153的轴承部分的温度进行检测的温度传感器175。事先计测该温度传感器 175的检测结果和间隙δ之间的关系，并存储在控制部180内的存储部，由此控制部180根据温度传感器175的检测结果驱动驱动装置171而使转子153沿轴向移动，来调整间隙δ， 从而能够事先防止压力上升。
以下，进一步具体说明。如图7所示，进入有混合物的作为储藏容器的容器101的排出口与循环泵102连接。循环泵102输送混合物并使其循环。设置在容器101的上部的供给装置106将储存在料斗104中的添加物105(液体或粉粒体)注入到循环的混合物(最初是原料)中。添加了添加物后的混合物被供给给设置在容器101的垂直(铅垂)方向的上方侧的转子型的连续分散装置151内。
分散装置151具有在垂直方向相向配置的转子153及定子154。在分散装置151 中，轴沿垂直方向设置，转子153设置在上侧，定子巧4设置在下侧。此外，也可以变更成使它们向相反方向旋转的一对转子。另外，轴也可以水平地配置，从而在水平方向相向地设置转子及定子。转子153及定子IM使添加物均勻地分散在原料中。在分散装置151的转子 153及定子巧4间被分散处理的混合物，不滞留在分散装置151的转子罩内地通过重力而返回容器101。容器101的中的混合物通过搅拌机107的搅拌而防止偏析等。
这里，作为添加原料105的供给装置106能够适当使用螺旋送料器、回转阀、柱塞泵等。另外，作为供给装置106的设置位置，可以设置在循环中途的配管132中，也可以选择配管132的任意位置。
在容器101上连接有真空泵108。该真空泵108在从分散装置151排出的排出量不足的情况下，对容器内进行减压来辅助排出。另外，该真空泵108实施的减压也作为气泡混入混合物时的脱泡处理用发挥功能。
在如上所述的循环式分散系统130中，运转时，阀109为常开，阀110、111为常闭。 分散处理结束后，阀109关闭，阀110打开。由此，能够从阀110排出并回收处理物。另外， 残留在分散装置151或配管132中的混合物通过打开阀111而被排出并回收。此外，混合物的排出并回收用的阀能够安装在容器或配管的任意位置。
关于分散装置151的转子部中的混合物的流动，由于与使用图5说明的分散装置 51大致相同，所以省略详细说明，但被输送的混合物通过配置在下侧的定子IM侧的中空轴15 的中心向转子153及定子IM的间隙供给，并因离心力通过该间隙从外周以放射状被放出。此时，混合部被剪断力分散且沿转子罩的内壁被排出。
分散装置151的转子153及定子IM可以与使用图5说明的转子53、54的形状相同。即，在图7中，示出了扁平形状的定子154，但也可以与图5的转子M同样地设置轴防护突起Mc，该情况下，能够发挥与具有转子M的分散装置51同样的效果。而且，在该分散装置151中，也可以与图6说明的同样地，转子153及定子154的相互相向的面由陶瓷形成。
如上所述，适用本发明的循环式分散系统130具有分散装置151、容器101、循环泵 102和配管132，并具有如下特征分散装置151使混合物的流出量比流入量大，以使该分散装置内部的混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部的程度的量。另外，适用本发明的循环式分散方法在使泥浆状或液体状的混合物循环的同时分散的循环式分散方法中，具有如下特征在使混合物131通过转子型且连续型的分散装置151分散，并且通过串联地连接该分散装置151、与分散装置151的出口侧连接的容器101和循环泵102的配管132循环时，使混合物的流出量比流入量大来进行循环分散，以使分散装置151内部的混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部的程度的量。
该循环式分散系统130不使混合物到达轴封部，由此简化分散装置的轴封部的构造，并且实现混合物的循环分散，而且，能够延长轴封部的寿命，从而能够减少分散装置和系统全体的维护次数。因此，该系统及方法实现结构的简化、维护的简化及低成本化。
这样，循环式分散系统130是不使混合物到达转子型的连续分散机的轴封装置的系统。另外，该系统在使用从中空的旋转轴的中空部供给混合物的方式的转子型的连续分散装置时，利用轴或转子的旋转(离心力)，并且，控制混合物向转子部的流入量和混合物从转子部的排出量，由此不使混合物到达对收纳转子的外壳(转子罩)的内部和外部进行密封的轴封部。而且，根据该系统，不使液体到达轴封部，由此能够采用构造简单且成本低的轴封装置。或者，能够延长轴封装置的寿命。另外，在循环式分散系统130中，也可以在分散装置151和容器101之间设置与图3说明的泵12同样的泵。通过该泵或真空泵108， 能够不使分散装置内部的混合物成为满量，能够延长轴封部件的寿命。
而且，循环式分散系统130通过具有驱动机构171等而能够发挥特有的效果。对具有驱动机构171等的特有效果进行说明之前，对循环式分散系统130中不具有驱动机构 171时存在的问题进行说明。即，作为不具有驱动机构的循环式分散系统的故障，可以想到管内压力的异常上升导致的设备或配管的损坏。作为管内压力异常上升的原因，由固体成分在流动阻力最大的部分、即转子及定子间的间隙(在图7中相当于间隙δ)、或一对转子间的间隙中的堵塞引起的可能性最高。例如，为了进行防止，保护装置或系统，可以预先设定上限压力，并在压力变得最高的位置通过压力传感器检测压力，超过上限压力时使运转停止。但是，即便采用使运转停止的结构，也存在恢复时间的损失，因此期望在到达上限压力的前期阶段防止压力上升、即消除转子及定子间的间隙、或一对转子间的间隙中的堵塞。
作为消除固体成分在转子及定子间的间隙、或一对转子间的间隙中的堵塞的方法，第1有增大该间隙的方法，第2有增大转子转速的方法，第3有减少泵流量的方法。艮口， 在检测压力成为预先设定的阈值以上时，例如采用第1方法的情况下，通过增大间隙，使堵塞的固形物流动。另外，在采用第2方法的情况下，提高转子的转速使剪断力增大，破坏间隙中堵塞的固形物。而且，在采用第3方法的情况下，降低泵流量来降低管内压力，通过现状的转子的旋转产生的剪断力破坏固体成分，一直执行到没有堵塞。其中，第1方法从堵塞的消除方面考虑是最直接的，最为优异，在循环式分散系统130中予以采用。此外，第2及第 3方法是从破坏堵塞的固形物的观点出发是治本的方法，若堵塞的固形物的破坏强度大，马上就被破坏，未必被除去。在上述及后述中，作为采用第1方法的情况对其功能和效果进行说明，但也能够替换第1方法或在其基础上采用第2、第3方法。即，扩大间隙使堵塞的固形物流动，消除压力上升后，根据需要，增加转速，或减少流量，在循环运转过程中逐渐使间隙、转速、流量恢复到本来的设定值(通常运转值)，是有效率的方法。该控制通过控制部 180实施即可。
如上所述，在循环式分散系统130中，为了调整转子153及定子154间的间隙δ， 设置伺服油缸即驱动机构171。另外，循环式分散系统130能够对高浓度且高粘度的泥浆状混合物进行分散处理。在上侧的圆盘状部件连接马达M来构成转子153，通过驱动机构 171 (伺服油缸)使包含该转子153在内的上侧的单元部分上下移动来调整与定子巧4间的间隙S。为了提高相对于料浆的耐久性，下侧的圆盘状部件采用作为定子IM没有轴封部的构造(由于没有旋转部分，所以不需要轴封部)，经由定子154的中心轴向分散部(转子 153及定子IM之间)供给分散中的泥浆状混合物。此外，压力的检测是通过设置在配管中的压力上升最多的位置的压力传感器173来进行的，但也可以通过内置在驱动机构171(伺服油缸)或设置在油缸前端的测力传感器来进行。而且，转子转速的控制或泵流量的控制能够通过控制部180分别借助与驱动马达连接的变换器来进行。
在这样的循环式分散系统130的分散过程中，混合物的特性能够预想的情况下， 预先准备转子153及定子IM间的间隙δ等、转子转速、流量的控制程序，由此能够实现有效的分散。例如，在使液体状的处理原料循环，将粉末状的添加物逐渐投入其中来制造泥浆状的混合物的工序中，在运转初期，固体成分容易凝集，存在容易在转子及定子间的间隙等堵塞的情况。此时，在运转初期，预先扩大该间隙，提高转子转速。粉末状的添加物的投入结束，由液体状的处理原料及粉末状的添加物构成的混合物循环的期间，凝集固体成分被破坏，料浆的性质稳定，而没有堵塞可能的阶段，可以将该间隙和转子转速恢复本来的设定值(通常运转值)，从而进行所期望的分散处理。该情况下，使流量减少是指通过剪断(分散)区域的液体的频率减少，处理时间延长，所以也可以不采用该方法。
另外，在循环式分散系统130中的料浆作成工序中，在依次投入多次粉末状的添加物的情况下，在各个阶段中最佳的转子及定子间的间隙、转子转速、流量不同时，预先准备控制程序，由此能够实现有效的分散处理。
另外，在循环式分散系统130中，分散处理结束，在分散处理后的混合物(产品) 的排出工序中，也能够通过控制进行有效的处理。排出工序在分散工序之后不停止运转地继续实施，此时，关闭阀109，打开阀110、111，由此能够从阀110、111排出并回收混合物 (产品)。此时，为了防止过于分散，分散装置151停止运转，即，转子153的旋转被停止，所以转子153及定子154间的混合物(产品)因该间隙的流动阻力大而难以排出。此时，通过扩大间隙，能够降低流动阻力，促进排出速度。这在混合物的粘度高的情况，或分散装置的转子或定子部分上设置了缓冲部的情况(使用图8 图10在后续中说明)下，由于应排出的混合物多，所以效果好。
另外，上述分散装置151等圆盘型的分散装置通过高速旋转产生大的剪断力而进行分散，由于摩擦，圆盘状部件即转子153及定子154的相向部分发热。由于相向部分、轴部分或其他关联零件的热膨胀，存在转子153及定子154的间隙减小的情况。
当转子153及定子154的间隙减小时，流动阻力增加，成为异常压力发生的原因。 因此，与压力的检测一起检测原料温度，以利用到压力上升的预测和防止，由此能够增强系统的安全性。原料温度上升最多的位置是转子153及定子154的间隙，由于该部分是高速旋转部，所以该部分的混合物的温度检测困难，但通过在其正后方的配管配置温度传感器 174，能够检测大致同等的温度。
另外，如果有必要，轴承部的温度也可以由温度传感器175预先检测。预先调查温度和转子153及定子IM的间隙之间的关系，由此利用伺服油缸(驱动机构171)等机构修正由于温度上升而引起的该间隙的减小，通过控制成适当的间隙，能够防止压力上升。此外，该控制的目的是压力上升的消除，但结果也能够实现温度上升的消除。
而且，基于检测温度的运转控制，还可以利用在下面的两个目的中。第1目的的出发点在于，热膨胀导致的间隙的减小，成为转子153及定子154(—对转子的情况也一样) 的接触产生的过负荷、异音(噪音)、相向部分(圆盘状部分)的损坏的原因。即，第1目的是为了防止这些而进行间隙的适当控制。第2目的是为了防止因原料的温度上升导致的变质等，进行用于更积极地管理温度的运转控制。即，在检测出的混合物的温度超过规定值的情况下，与压力无关地，进行转子153及定子IM的间隙的增大、转子153的转速的减小，能够抑制混合物产生的摩擦热。
如上所述，具有驱动机构171的循环式分散系统130能够防止分散装置151中的转子153及定子154间的间隙δ发生混合物的堵塞，能够防止因管内压力的上升而发生设备或配管的损坏。此外，驱动机构151不仅能够使用在转子及定子方式的分散装置，还能够使用在例如分散装置3、51这样的一对转子方式的分散装置，能够防止一对转子间的间隙发生混合物的堵塞，并能够防止因管内压力的上升而发生设备或配管的损坏。
另外，在循环式分散系统130中，控制部180基于压力传感器173、温度传感器174 的一方或双方的检测结果，来调整转子153及定子154的相向间隔(间隙δ)，从而能够事先检测并防止混合物的堵塞可能发生的状态，能够可靠地防止设备或配管的损坏等的发生。
而且，该驱动机构171也能够适用于具有缓冲部的分散装置，发挥同样的作用效果，并且还能够发挥具有缓冲部的情况所特有的效果。以下，作为具有缓冲部的分散装置的一例，对图8 图10所示的分散装置200进行说明。
以下，对于上述循环式分散系统1及适于采用循环式分散方法的分散装置200，使用图8 图10进行具体说明。图8等所示的分散装置200是效率高地对大量的液体或料浆(粉末状的物质和液体的混合物)中的粉末状的物质进行分散的连续分散装置。该分散装置200通过向所有的原料可靠地提供剪断能量，另外，通过结合由剪断作用产生的局部的分散功能和大比例的分散功能，来进行有效率的分散。
具体地，例如图8及图9所示，分散装置200是将第1转子201和第2转子202组合成面对面，在两个转子201、202间的空间使原料沿外周方向通过来分散原料的剪断式分散装置，其具有使第1转子201向第1方向Rl旋转的第1旋转机构208 ；使第2转子202 向与第1方向Rl相反的第2方向R2旋转的第2旋转机构209，在第1或第2转子的旋转中心设置有供给所述原料的原料排出口 220。
当这样构成时，分散装置200由于第1转子和第2转子向相反方向旋转，所以能够可靠地向所有的原料提供剪断能量，并能够进行有效的分散。
另外，例如图8所示，在分散装置200中，在原料排出口 220的外周侧，由第1转子 201的平面221和第2转子202的平面231形成间隙203，在间隙203的外周侧形成使第1 转子201和第2转子202的间隔变得比间隙203大的缓冲部206，在缓冲部206的外周，使第1转子201和第2转子202的间隔比缓冲部206变窄的外周侧面232形成在第2转子 202 上。
当这样构成时，在分散装置200中间隙具有通过剪断作用产生的局部的分散功能，缓冲部具有大比例的分散功能，由此能够进行有效率的分散。
另外，例如图8所示，在分散装置200中，外周侧面232形成为与第1转子201的旋转轴208平行、或向旋转中心方向倾斜。
当这样构成时，在分散装置200中，由于外周侧面形成为与第1转子的旋转轴平行、或向旋转中心方向倾斜，所以只要不流入超过缓冲部的容量的量的原料，则原料不会从缓冲部向外周侧流动，而滞留在缓冲部。因此，新原料从间隙朝向滞留在缓冲部的原料高速流入并激烈地混合，从而原料在缓冲部更均勻地分散。
另外，在分散装置200中，例如图10所示，外周侧面232的前端也可以是向旋转中心方向延伸的伸出部262。
当这样构成时，由于外周侧面的前端成为向旋转中心方向延伸的伸出部，所以只要不流入超过缓冲部的容量的量的原料，原料不会从缓冲部向外周侧流动，而滞留在缓冲部。因此，新原料从间隙朝向滞留在缓冲部的原料高速流入并激烈地混合，从而原料在缓冲部更均勻地分散。
另外，在分散装置200中，例如图8所示，间隙203与原料排出口 220相邻地配置。
当这样构成时，由于向处于间隙的原料施加由第1转子及第2转子的旋转产生的离心力，原料为了向外周侧流动而流速增加，从而在其内侧产生负压，并将原料从原料排出口向间隙吸引。
另外，在分散装置200中，例如图8所示，在缓冲部206的外周侧，通过第1转子201 的平面223和第2转子202的平面233，形成间隔在间隙203的间隔以下的第2间隙204， 在第2间隙204的外周侧，形成使第1转子201和第2转子202的间隔变得比第2间隙204 大的第2缓冲部207，在第2缓冲部207的外周，使第1转子201和第2转子202的间隔比第2缓冲部207变窄的第2外周侧面2M形成在第1转子201上。而且，在缓冲部207的外周侧，通过第1转子201的平面225和第2转子202的平面235，形成间隔在间隙204的间隔以下的第3间隙205。
当这样构成时，在间隙及缓冲部的基础上，第2间隙具有因剪断作用产生的局部的分散功能，第2缓冲部具有大比例的分散功能，从而成为有效率地反复进行分散处理的连续式分散装置。而且，第3间隙具有因剪断作用产生的局部的分散功能，从而成为更有效率地反复进行分散处理的连续式分散装置。
另外，在分散装置200中，例如图8所示，缓冲部206是通过第1转子201凹陷而形成的，外周侧面232形成在第2转子202上，第2缓冲部207是通过第2转子202凹陷而形成的，第2外周侧面2M形成在第1转子201上。
当这样构成时，通过在第1转子和第2转子上形成交替的凹陷，形成间隙、缓冲部、 外周侧面、第2间隙、第2缓冲部及第2外周侧面，从而交替地连续地进行局部的剪断以及比其大的比例的平均化混合的分散装置的制造变得容易。
以下，使用图8 图10更具体地说明分散装置200。分散装置200是，以向相反方向旋转的方式组合高速旋转的两个转子，通过离心力使原料通过其间的狭窄空间，而使大量的原料均勻地分散的装置。如图8所示，在将具有凹凸的两个转子201、202以使旋转中心轴相同的方式在铅垂方向相向设置时，通过各自的凹凸部的组合，形成狭窄的间隙203 205和宽广的空间206、207交替排列的构造。这里，将产生高的剪断力的狭窄的空间203 205称为剪断力发生部，将进行大比例的混合的宽广的空间206、207称为缓冲部。如图9所示，转子201、202分别与中空的旋转轴208、209连接，这些旋转轴208、209经由轴承215被牢固地固定的轴承箱216支承(固定方法未图示)，并被与带、链、齿轮等连接的电动机(未图示)驱动，其旋转方向R1、R2相互相反。这里，分别从原料供给口 212、214侧观察旋转轴 208、209时，向顺时计方向旋转。转速能够根据对象原料或目标分散程度，任意地设定。向原料供给口 212、214供给的原料，流过中空旋转轴的中空部而从设置在转子201、202的旋转中心的原料排出口 220被供给到两个转子201、202之间。此外，这里，中空旋转轴209的原料排出口通过设置栓210而不使原料流入或流出。
在本分散装置200中，图8中转子201、202的外径D是200mm，高度hi及h2分别是55mm、15mm。剪断力发生部203 205的间隙能够调整到0. 05 2mm。此外，剪断力发生部203 205的间隙不需要相同，能够通过转子201、202的形状、尺寸的设计，根据目的适当变更。例如，按照剪断力发生部203、剪断力发生部204、剪断力发生部205的顺序依次减小间隙的间隔，由此依次更细地分解原料的凝集粒子，则容易均勻地分散。缓冲部206、 207的外周侧面232、2M的角度α、β分别为50度、70度，但不限于该角度，能够根据转子 201,202的形状、尺寸的设计，作为锐角或直角，即，向旋转中心方向(中空旋转轴208、209 的方向)倾斜或与中空旋转轴208、209平行地，适当选定。另外，本分散装置的情况下的转速通过变换器控制能够设定在0 1720rpm之间，但通过电动机、带轮、齿轮等的选定能够适当变更。
这里，参照图8说明剪断力发生部203、204、205和缓冲部206、207的结构。上部转子201的与下部转子202相向的面是作为垂直于旋转轴的平面221而形成在原料排出口 220的外周。在平面221的外周侧形成有由内周侧面222、与平面221平行的平面223和外周侧面2 构成的凹陷。外周侧面224比平面221的面还向下部转子202侧延伸，在其前端形成有与平面221平行的平面225。在下部转子202的与上部转子201相向的面，形成有与平面221平行地相向的平面231，平面231越过内周侧面222向外周侧延伸。从平面231 起朝向上部转子201形成外周侧面232，从外周侧面232的前端起形成有与平面223平行地相向的平面233。在平面233的外周侧，由位于与外周侧面2 相比更靠内周侧的内周侧面 234和与平面225平行地相向的平面235形成凹陷。
通过组合具有上述面的上部转子201和下部转子202，由平面221和平面231形成剪断力发生部203，由平面223和平面233形成剪断力发生部204，由平面225和平面235形成剪断力发生部205。另外，由内周侧面222、平面223、外周侧面232和平面231围成的区域形成缓冲部206，由内周侧面234、平面223、外周侧面2 和平面235围成的区域形成缓冲部207。外周侧面224由于比平面221的面还向下部转子202侧延伸来形成缓冲部207， 因此缓冲部207的容量变大，能够以更大比例的分散实施均勻化。
此外，在上述例子中，对外周侧面224比平面221的面还向下部转子202侧延伸的情况进行了说明，但外周侧面224也可以只延伸到与平面221的面相同的位置，即，平面 221和平面225位于同一平面上。当这样构成时，在上部转子201形成一个凹陷，在下部转子202形成一个突起(由外周侧面232、平面233和内周侧面234围成的部分)，由此能够形成三个剪断力发生部203 205和两个缓冲部206、207，交替地连续地进行局部的剪断和比该局部的部分大的比例的平均化混合的分散装置的制造变得容易。另外，外周侧面2M 也可以只延伸到平面221的面的近前侧。
另外，对平面221、223、225、231、233、235垂直于旋转轴并相互平行的情况进行了说明，但也可以不分别垂直于旋转轴，另外，也可以不相互平行。而且，为了形成剪断力发生部203 205而相向的平面彼此也可以不平行。剪断力发生部203 205的间隙朝向外周侧变窄，由此能够得到依次细地分解原料的凝集粒子的构造。
缓冲部206、207是为了对受到剪断力发生部203、204产生的局部分散的原料进行混合而存储液体的区域，具有大的容量。因此，例如，形成缓冲部206的平面231的半径方向的长度Ll是与平面221相向而形成剪断力发生部203的半径方向的长度L2的至少0. 5 倍以上，通常是1倍以上的长度。另外，缓冲部206的高度(剪断力发生部203的间隙的间隔和内周侧面222的高度之和)是剪断力发生部203的间隙的间隔的至少3倍以上，通常是5倍以上的高度。
在图8中，原料的流动如箭头所示。为便于说明，只示出了一个流动，但实际上在由转子201、202构成的空间的所到之处都发生同样的流动。这里，再参照图9。在转子201、 202旋转的状态下，从与中空旋转轴208连接且实施了止转(未图示)的旋转接头211的原料供给口 212供给原料时，原料从原料排出口 220向两个转子201、202之间供给。原料沿离心力的方向按照由两个转子201、202构成的剪断力发生部203、缓冲部206、剪断力发生部204、缓冲部207、剪断力发生部205的顺序通过，并从转子的外周的原料排出部213被排出。原料通过离心力向外周方向流动，流速增加，从而原料排出口 220成为负压，来自原料排出口 220的原料的流动被促进。
此外，还可以除去中空旋转轴209的排出口的栓210，从原料供给口 214供给其他原料，从而与从原料供给口 212供给的原料在转子部进行混合，但该情况下，需要水平地设置转子及中空轴的中心轴，或者需要原料供给用的泵。这是因为原料排出口 220中的负压通常无法增大到将原料吸引到中空旋转轴209的高度的程度。
另外，在本分散装置200中，两个旋转轴分别由各自的电动机驱动，但也可以通过齿轮等来分配动力，而由一台电动机驱动。这些电动机、带、链、齿轮等和中空旋转轴208、 209构成旋转机构。
以下，对使用了该分散装置200单体的原料的分散过程(分散方法)，使用图8进行说明。首先，原料通过第一级的剪断力发生部203时受到高的剪断力，从而被乳化或微粒子的凝集物被分解。在剪断力发生部受到高的剪断力而被局部地乳化或微粒子的凝集物分解和/或分散的原料，从剪断力发生部203排出后，流入第一级的缓冲部206。在缓冲部 206的外周侧形成有使转子201、202间的间隔变窄的外周侧面232，所以流入缓冲部206的原料只要不超过缓冲部的容量的量，则不从缓冲部流出，而是滞留。缓冲部206内的原料由于离心力而向缓冲部206内的外周侧面232被推压，但由于缓冲部206的外周侧面232如图8所示地对流动产生阻力地倾斜，所以要使原料从该缓冲部206排出则需要超过缓冲部的容量的原料流入缓冲部206。此时，刚才流入缓冲部206而滞留的原料与之后从剪断力发生部203向缓冲部206高速流入的原料激烈地混合，从而局部地被乳化、分散的原料通过比该局部的部分大的比例的混合而被平均化。接着，原料通过第二级的剪断力发生部204和缓冲部207实施与第一级同样的分散，并通过最终第三级的剪断力发生部205，进一步实施分散。
这里，为了实现原料的均勻混合，优选为向本装置供给的原料通过前工序的预混合实施了剪断发生部的最小间隙的比例以下的乳化或向凝集物的分解，并且，至少实施了最小剪断部的容量(体积=剪断面积X间隙的大小)的单位以下的均勻混合。若没有以通过剪断发生部203的间隙的比例实施液体的乳化或凝集物的分解，则向剪断发生部203 流入时，比间隙大的比例的液滴或凝集物难以进入剪断发生部203的间隙，成为不均勻的分散或堵塞的原因，因过大的应力的发生，成为对装置带来损伤的原因。另外，最小剪断部的体积单位的均勻的混合是指，将预混合的原料任意取出与最小剪断部同等的体积的量的情况下，该体积中的多个原料的比例恒定，是对于乳化或微粒子的凝集物的分解来说没有关系的状态。例如，在图8中，最小剪断部的容量成为间隙203的部分，间隙203为0. Imm 时，其体积为约0. 3mL·此外，这里说明的具体条件是提高分散装置200的单体的性能时的条件，作为用于上述循环式分散系统的分散装置，该分散装置200自身非常适合，但没必要必须满足该条件的全部。
此外，缓冲部206、207的形状不限于图8所示的外周侧面232、2M倾斜的形状，为了使缓冲部206、207的容量进一步增加，也可以采用如图10所示在缓冲部206、207的外周侧面232、224的前端，具有向旋转中心方向(中空旋转轴208、209方向)延伸的伸出部 262,254的构造。另外，伸出部沈2的与上部转子241的平面223相向的平面263也形成剪断力发生部204，从而能够使剪断力发生部204的半径方向的长度变长，能更多地进行局部的分散。同样，伸出部254的与下部转子M2的平面235相向的平面255也形成大的剪断力发生部205，从而能够更多地进行局部的分散。
另外，在本说明中，剪断力发生部是三级且缓冲部是二级的结构，但不限于该级数的组合，根据对象原料或目标分散程度能够采用任意的组合。
根据如上所述地构成的分散装置200，在将第1转子和第2转子组合成面对面，并且在两个转子间的空间使原料沿外周方向通过来分散原料的剪断式分散装置中，具有使第ι转子向第ι方向旋转的第1旋转机构；使第2转子向与第1方向相反的第2方向旋转的第2旋转机构，在第1转子的旋转中心设置有供给所述原料的原料排出口，从而通过向所有的原料有效地提供剪断能量，能够进行有效的分散。
另外，在原料排出口的外周侧，由第1转子的平面和第2转子的平面形成间隙，在间隙的外周侧，形成有使第1转子和第2转子的间隔变得比间隙宽的缓冲部，在缓冲部的外周，使第1转子和第2转子的间隔变得比缓冲部窄的外周侧面形成在第1转子和/或第2 转子上，从而局部的剪断作用后，发生大比例的平均化混合作用，通过结合局部的剪断作用和比其大的比例的平均化混合功能，能够进行有效的分散。
另外，在使用图8 图10说明的分散装置200中，也设置有用于调整转子201及转子202的间隙的驱动机构171及控制部180，该驱动机构171驱动转子201，由此能够防止在一对转子201、202间的间隙δ发生混合物的堵塞，或防止因管内压力上升而发生设备或配管的损坏，而且还具有上述驱动机构171的其他效果。而且，具有驱动机构171的分散装置200在运转结束后通过使转子201、202间的间隙变宽，能够容易地排出滞留在该缓冲部的混合物。另外，该分散装置200能够使用于上述循环式分散系统30、40、50、130，该系统在分散装置200自身的剪断作用高的基础上，作为循环式分散系统的特征，不使混合物到达轴封部，由此能够得到简化分散装置的轴封部的构造，并实现混合物的适当的循环分散。
权利要求
1.一种循环式分散系统，使泥浆状或液体状的混合物循环的同时分散，其特征在于， 具有使所述混合物分散的转子型且连续型的分散装置； 与所述分散装置的出口侧连接的容器； 使所述混合物循环的循环泵；和串联地连接所述分散装置、所述容器及所述循环泵的配管，所述分散装置构成为使混合物的流出量比流入量大，以使该分散装置内部的所述混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部的量。
2.如权利要求1所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述分散装置配置在比所述容器更靠上侧的位置。
3.如权利要求1所述的循环式分散系统，其特征在于，在所述分散装置的出口侧和所述容器的入口侧之间的配管上，设置有用于使所述分散装置中的混合物的流出量增加的泵。
4.如权利要求1或3所述的循环式分散系统，其特征在于， 在所述容器中设置有对所述容器内部进行减压的减压泵。
5.如权利要求1所述的循环式分散系统，其特征在于，所述分散装置具有一对转子，所述混合物经由中空轴流入所述一对转子间，通过从所述一对转子的间隙朝向外周侧以放射状放出所述混合物来分散所述混合物。
6.如权利要求5所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述一对转子在水平方向相向地配置。
7.如权利要求5所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述一对转子在垂直方向相向地配置。
8.如权利要求7所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述混合物由处理原料和添加物混合而成，该循环式分散系统是如下所述的系统在配管内使所述处理原料循环，并且向该处理原料添加所述添加物的同时利用所述分散装置来实施分散，在所述分散装置中，经由所述一对转子中的下侧转子的中空轴供给所述循环的处理原料，并经由所述一对转子中的上侧转子的中空轴供给所述添加物。
9.如权利要求5 8中任一项所述的循环式分散系统，其特征在于，具有驱动机构，利用该驱动机构驱动所述一对转子的至少任意一方，来向接近另一方或远离另一方的方向进行驱动。
10.如权利要求9所述的循环式分散系统，其特征在于， 具有控制所述驱动机构的控制部，所述控制部基于对所述一对转子间的混合物的压力进行检测的压力传感器、及对从所述一对转子间放出的混合物的温度进行检测的温度传感器的一方或双方的检测结果，来调整所述一对转子的相向间隔。
11.如权利要求10所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述驱动机构是伺服油缸。
12.如权利要求1所述的循环式分散系统，其特征在于，所述分散装置具有相互相向配置的转子和定子，所述混合物经由中空轴流入所述转子和定子间，通过从所述转子和定子的间隙朝向外周侧以放射状放出所述混合物来分散所述混合物。
13.如权利要求12所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述转子和定子在水平方向相向地配置。
14.如权利要求12所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述转子和定子在垂直方向相向地配置。
15.如权利要求14所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述混合物由处理原料和添加物混合而成，该循环式分散系统是如下所述的系统使所述处理原料循环，并且向该处理原料添加所述添加物的同时利用所述分散装置来实施分散，在所述分散装置中，经由所述转子及定子中的配置在下侧的定子的中空轴供给所述循环的处理原料，在所述容器中，设置有向容器内的处理原料供给添加物的供给装置。
16.如权利要求12 15中任一项所述的循环式分散系统，其特征在于，具有驱动机构，利用驱动机构驱动所述转子及定子的至少任意一方，来向接近另一方或远离另一方的方向进行驱动。
17.如权利要求16所述的循环式分散系统，其特征在于， 具有控制所述驱动机构的控制部，所述控制部基于对所述转子和定子间的混合物的压力进行检测的压力传感器、及对从所述转子和定子间放出的混合物的温度进行检测的温度传感器的一方或双方的检测结果， 来调整所述转子和定子的相向间隔。
18.如权利要求17所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述驱动机构是伺服油缸。
19.如权利要求7或8所述的循环式分散系统，其特征在于，所述分散装置在所述一对转子中的下侧转子的外周，设置有将混合物向下方侧引导的突起部。
20.如权利要求19所述的循环式分散系统，其特征在于，设置于所述下侧转子的突起部，以环状形成在该下侧转子的下表面的外周侧。
21.如权利要求5所述的循环式分散系统，其特征在于， 所述一对转子的相互相向的面由陶瓷形成。
22.如权利要求5所述的循环式分散系统，其特征在于，所述一对转子具有具有相互相向的面的前端部件；和能够更换地安装该前端部件的安装部件，所述前端部件由陶瓷形成，所述安装部件由金属形成。
23.如权利要求5所述的循环式分散系统，其特征在于，所述一对转子具有具有相互相向的面的前端部件；能够更换地安装该前端部件的安装部件；和将所述前端部件固定于该安装部件的固定螺钉，所述固定螺钉通过从所述前端部件的所述相向的面侧向所述安装部件被安装，来将所述前端部件固定于所述安装部件， 所述前端部件由陶瓷形成，在所述前端部件的安装所述固定螺钉的部分形成有凹部，所述凹部形成为，在所述固定螺钉以固定所述前端部件的状态被安装时，所述固定螺钉的头部位于比所述前端部件的所述相向的面深的位置。
24.一种循环式分散方法，使泥浆状或液体状的混合物循环的同时分散，其特征在于， 在利用转子型且连续型的分散装置分散所述混合物并且通过串联地连接该分散装置、与所述分散装置的出口侧连接的容器和所述循环泵的配管来循环时，使混合物的流出量比流入量大，来进行循环分散，以使所述分散装置内部的所述混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部的程度的量。
25.如权利要求M所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述分散装置配置在比所述容器更靠上侧的位置。
26.如权利要求M所述的循环式分散方法，其特征在于，在所述分散装置的出口侧和所述容器的入口侧之间的配管上，设置有用于使所述分散装置中的混合物的流出量增加的泵。
27.如权利要求M或沈所述的循环式分散方法，其特征在于， 在所述容器中设置有对所述容器内部进行减压的减压泵。
28.如权利要求M所述的循环式分散方法，其特征在于，所述分散装置具有一对转子，所述混合物经由中空轴流入所述一对转子间，通过从所述一对转子的间隙朝向外周侧以放射状放出所述混合物来分散所述混合物。
29.如权利要求观所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述一对转子在水平方向相向地配置。
30.如权利要求观所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述一对转子在垂直方向相向地配置。
31.如权利要求30所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述混合物由处理原料和添加物混合而成，该循环式分散方法是如下所述的方法在配管内使所述处理原料循环，并且向该处理原料添加所述添加物的同时利用所述分散装置来实施分散，所述分散装置经由所述一对转子中的下侧转子的中空轴供给所述循环的处理原料，并经由所述一对转子中的上侧转子的中空轴供给所述添加物。
32.如权利要求观 31中任一项所述的循环式分散方法，其特征在于，具有驱动机构，利用该驱动机构驱动所述一对转子的至少任意一方，来向接近另一方或远离另一方的方向进行驱动。
33.如权利要求32所述的循环式分散方法，其特征在于， 具有控制所述驱动机构的控制部，所述控制部基于对所述一对转子间的混合物的压力进行检测的压力传感器、及对从所述一对转子间放出的混合物的温度进行检测的温度传感器的一方或双方的检测结果，来调整所述一对转子的相向间隔。
34.如权利要求33所述的循环式分散方法，其特征在于，所述驱动机构是伺服油缸。
35.如权利要求M所述的循环式分散方法，其特征在于，所述分散装置具有相互相向地配置的转子和定子，所述混合物经由中空轴流入所述转子和定子间，通过从所述转子和定子的间隙朝向外周侧以放射状放出所述混合物来分散所述混合物。
36.如权利要求35所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述转子和定子在水平方向相向地配置。
37.如权利要求35所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述转子和定子在垂直方向相向地配置。
38.如权利要求37所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述混合物由处理原料和添加物混合而成，该循环式分散装置是如下所述的装置使所述处理原料循环，并且向该处理原料添加所述添加物的同时利用所述分散装置来实施分散，在所述分散装置中，经由所述转子及定子中的配置在下侧的定子的中空轴供给所述循环的处理原料，在所述容器中，设置有向容器内的处理原料供给添加物的供给装置。
39.如权利要求35 38中任一项所述的循环式分散方法，其特征在于，具有驱动机构，利用该驱动机构驱动所述转子及定子的至少任意一方，来向接近另一方或远离另一方的方向进行驱动。
40.如权利要求39所述的循环式分散方法，其特征在于， 具有控制所述驱动机构的控制部，所述控制部基于对所述转子和定子间的混合物的压力进行检测的压力传感器、及对从所述转子和定子间放出的混合物的温度进行检测的温度传感器的一方或双方的检测结果， 来调整所述转子和定子的相向间隔。
41.如权利要求40所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述驱动机构是伺服油缸。
42.如权利要求30或31所述的循环式分散方法，其特征在于，所述分散装置在所述一对转子中的下侧转子的外周，设置有将混合物向下方侧引导的突起部。
43.如权利要求42所述的循环式分散方法，其特征在于，设置于所述下侧转子的突起部，以环状形成在该下侧转子的下表面的外周侧。
44.如权利要求观所述的循环式分散方法，其特征在于， 所述一对转子的相互相向的面由陶瓷形成。
45.如权利要求观所述的循环式分散方法，其特征在于，所述一对转子具有具有相互相向的面的前端部件；和能够更换地安装该前端部件的安装部件，所述前端部件由陶瓷形成，所述安装部件由金属形成。
46.如权利要求观所述的循环式分散方法，其特征在于，所述一对转子具有具有相互相向的面的前端部件；能够更换地安装该前端部件的安装部件；和将所述前端部件固定于该安装部件的固定螺钉，所述固定螺钉通过从所述前端部件的所述相向的面侧向所述安装部件被安装，来将所述前端部件固定于所述安装部件， 所述前端部件由陶瓷形成，在所述前端部件的安装所述固定螺钉的部分形成有凹部，所述凹部形成为，在所述固定螺钉以固定所述前端部件的状态被安装时，所述固定螺钉的头部位于比所述前端部件的所述相向的面深的位置。
全文摘要
本发明提供循环式分散系统及循环式分散方法，能够简化分散装置的轴封部的构造且延长寿命，并且实现混合物的循环分散。在使泥浆状或液体状的混合物循环的同时分散的循环式分散系统中，具有使上述混合物分散的转子型且连续型的分散装置；与上述分散装置的出口侧连接的容器；使上述混合物循环的循环泵；串联地连接上述分散装置、上述容器及上述循环泵的配管，上述分散装置构成为使混合物的流出量比流入量大，以使该分散装置内部的上述混合物的量达到不浸渍设置在该分散装置内部的轴封部的量。
文档编号B01F13/10GK102186573SQ20108000323
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年8月5日
发明者堀田雅也, 羽片丰, 石田悠, 小田木克明 申请人:新东工业株式会社