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JP7670955B2 - Powder Mixing and Dispersion System - Google Patents
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Description

本発明は粉体混合分散システムに関し、より詳しくは、液体に混合された粉体を剪断により分散させる剪断分散手段を備えた粉体混合分散システムに関する。 The present invention relates to a powder mixing and dispersion system, and more specifically, to a powder mixing and dispersion system equipped with a shear dispersion means for dispersing powder mixed in a liquid by shear.

従来、液体に混合された粉体を分散させる粉体混合分散システムが知られ、液体を収容する貯液タンクと、液体に混合された粉体を剪断により分散させる剪断分散手段とを備えたものが知られている(特許文献1)。
この特許文献1のシステムは、上記貯液タンクと剪断分散手段との間で液体と粉体の混合流体を循環させる循環経路を備え、当該循環経路によって上記貯液タンクと上記剪断分散手段との間で上記混合流体を循環させながら混合流体中の粉体を分散させるようになっている。
Conventionally, there has been known a powder mixing and dispersion system that disperses powder mixed in a liquid, and one that includes a liquid storage tank that stores the liquid and a shear dispersion means that disperses the powder mixed in the liquid by shearing (Patent Document 1).
The system of Patent Document 1 is equipped with a circulation path for circulating a mixed fluid of liquid and powder between the liquid storage tank and the shear dispersion means, and the powder in the mixed fluid is dispersed while the mixed fluid is circulated between the liquid storage tank and the shear dispersion means via this circulation path.

特許第6388501号公報Patent No. 6388501

しかしながら、上記特許文献1のシステムでは、貯液タンクの液体に粉体を直接投入し、貯液タンク内で攪拌翼を回転させて液体に粉体を混合しているが、その場合粉体が液面に浮遊してしまい、攪拌しても十分に混合されない。
しかも、このような混合流体を循環経路で循環させながら上記剪断分散手段により分散させても、浮遊していた粉体は凝集しているため十分にほぐすことができず、いわゆるダマとなって混合流体中に粒残りが発生する。
このようなダマ(凝集塊)を完全に砕いて均一に分散させるには長時間循環させなければならず時間がかかることから、効率良く混合流体中の粉体を均一に分散させることが可能な粉体混合分散システムが求められている。
このような課題に鑑み、本発明は液体に粉体を十分に混合させて、効率良く混合流体中の粉体を均一に分散させることが可能な粉体混合分散システムを提供するものである。
However, in the system of Patent Document 1, the powder is directly added to the liquid in the storage tank and the powder is mixed into the liquid by rotating an agitator inside the storage tank. In this case, the powder floats on the surface of the liquid and is not sufficiently mixed even when stirred.
Furthermore, even if such a mixed fluid is circulated in a circulation path and dispersed by the above-mentioned shear dispersion means, the suspended powder cannot be sufficiently disintegrated because it is agglomerated, and so-called lumps form, resulting in particles remaining in the mixed fluid.
Completely breaking down and uniformly dispersing such lumps requires long periods of circulation, which takes time, so there is a demand for a powder mixing and dispersion system that can efficiently and uniformly disperse powder in a mixed fluid.
In view of these problems, the present invention provides a powder mixing and dispersion system that can thoroughly mix powder into liquid and efficiently disperse the powder uniformly in the mixed fluid.

すなわち本発明は、液体を収容する貯液タンクと、液体に混合された粉体を剪断により分散させる剪断分散手段とを備えた粉体混合分散システムにおいて、
液体に粉体を混合させる固液混合手段と、上記貯液タンクと上記固液混合手段との間で液体を循環させる第1循環経路と、上記貯液タンクと上記剪断分散手段との間で液体と粉体の混合流体を循環させる第2循環経路と、上記混合流体を上記固液混合手段および剪断分散手段のいずれも経由せずに、上記貯液タンクから出て貯液タンクに戻るよう循環させる第3循環経路と、上記第1循環経路と上記第2循環経路とを切り換える経路切換手段と、上記第2循環経路と第3循環経路とを切り換えるバイパス切換手段とを備え、
上記第1循環経路によって貯液タンクと固液混合手段との間で液体を循環させながら液体に粉体を混合させて混合流体として上記貯液タンクに収容し、その後、上記経路切換手段によって第1循環経路から第2循環経路へと切り換え、上記第2循環経路によって貯液タンクと剪断分散手段との間で上記貯液タンクに収容された混合流体を循環させながら混合流体中の粉体を分散させ、その後、上記バイパス切換手段によって第2循環経路から第3循環経路へと切り換え、上記第3循環経路によって粉体が分散された混合流体を循環させることを特徴としている。
That is , the present invention provides a powder mixing and dispersing system including a liquid storage tank for storing a liquid and a shear dispersing means for dispersing powder mixed in the liquid by shearing,
the liquid storage tank and the solid-liquid mixing means; a first circulation path for circulating the liquid between the liquid storage tank and the solid-liquid mixing means; a second circulation path for circulating a mixed fluid of liquid and powder between the liquid storage tank and the shear dispersion means; a third circulation path for circulating the mixed fluid from the liquid storage tank to the liquid storage tank without passing through either the solid-liquid mixing means or the shear dispersion means; a path switching means for switching between the first circulation path and the second circulation path ; and a bypass switching means for switching between the second circulation path and the third circulation path ,
The method is characterized in that the liquid is circulated between a liquid storage tank and a solid-liquid mixing means through the first circulation path while mixing powder into the liquid and storing the mixed fluid in the liquid storage tank, thereafter, the path switching means switches from the first circulation path to the second circulation path, and the mixed fluid stored in the liquid storage tank is circulated between the liquid storage tank and the shear dispersion means through the second circulation path while dispersing the powder in the mixed fluid, and thereafter, the bypass switching means switches from the second circulation path to a third circulation path, and the mixed fluid in which the powder has been dispersed is circulated through the third circulation path .

このような構成によれば、最初に第1循環経路によって貯液タンクと固液混合手段との間で液体を循環させながら液体に粉体を混合させることにより、液体と粉体が十分に混合された混合流体を得ることができる。
その後、経路切換手段によって第1循環経路から第2循環経路へと切り換え、当該第2循環経路によって貯液タンクと剪断分散手段との間で上記混合流体を循環させながら混合流体中の粉体を分散させるが、循環させる混合流体中の粉体は予め十分に混合されているため、効率良く混合流体中の粉体を均一に分散させることができる。
According to this configuration, first, the liquid is circulated between the storage tank and the solid-liquid mixing means through the first circulation path while the powder is mixed into the liquid, thereby obtaining a mixed fluid in which the liquid and powder are thoroughly mixed.
Thereafter, the path switching means switches from the first circulation path to the second circulation path, and the mixed fluid is circulated between the storage tank and the shear dispersion means via the second circulation path to disperse the powder in the mixed fluid. Since the powder in the circulated mixed fluid has been sufficiently mixed in advance, the powder in the mixed fluid can be efficiently and uniformly dispersed.

本実施例の粉体分散システムの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a powder dispersion system according to an embodiment of the present invention. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 第2実施例にかかる粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the powder dispersion system according to the second embodiment. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system. 粉体分散システムの動作を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the powder dispersion system.

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1は液体に粉体を十分に混合させて混合流体とすることで、効率良く混合流体中の粉体を均一に分散させる粉体混合分散システム1の構成図を示している。
上記粉体としては、例えば小麦粉等の食品やカーボンナノチューブ、酸化アルミニウム等の無機材料が想定され、また複数種の粉体を混合させることも可能である。
一方、小麦粉等の食品を分散させる液体としては水が用いられ、カーボンナノチューブ、酸化アルミニウム等の無機材料を分散させる液体としては有機溶剤(NMP:N-メチルピロリドン等)からなる溶媒が用いられる。なお、本実施例は、MNPにカーボンナノチューブを混合して分散させることにより、液体に固体粒子が懸濁したスラリーを作製するシステムとなっている。
The present invention will now be described with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows a schematic diagram of a powder mixing and dispersion system 1 that thoroughly mixes powder with a liquid to produce a mixed fluid, thereby efficiently dispersing the powder in the mixed fluid uniformly.
The powder may be, for example, food such as wheat flour, or inorganic materials such as carbon nanotubes or aluminum oxide, and it is also possible to mix a plurality of types of powder.
On the other hand, water is used as the liquid for dispersing food such as wheat flour, and a solvent made of an organic solvent (NMP: N-methylpyrrolidone, etc.) is used as the liquid for dispersing inorganic materials such as carbon nanotubes and aluminum oxide. Note that this embodiment is a system that creates a slurry in which solid particles are suspended in a liquid by mixing and dispersing carbon nanotubes in MNP.

上記粉体混合分散システム1は、液体Lを収容する貯液タンク2と、液体Lに粉体Pを混合させる固液混合手段3と、液体Lと粉体Pとの混合流体ML(図3参照)中の粉体Pを剪断して分散させる剪断分散手段4とを備え、また粉体混合分散システム1は制御手段5によって制御されるようになっている。
そして本実施例の粉体混合分散システム1では、上記貯液タンク2と固液混合手段3との間に第1循環経路C1(図2参照)を形成するとともに、上記貯液タンク2と剪断分散手段4との間に第2循環経路C2(図3参照)を形成し、これら第1循環経路C1と第2循環経路C2とを後述する経路切換手段によって切り換えるようになっている。
このような構成とすることで、最初に上記第1循環経路C1により貯液タンク2と固液混合手段3との間で液体Lを循環させながら液体Lに粉体Pを混合させて混合流体MLとし、その後、上記経路切換手段によって第1循環経路C1から上記第2循環経路C2へと切り換えることで、上記第2循環経路C2により貯液タンク2と剪断分散手段4との間で混合流体MLを循環させながら混合流体ML中の粉体を均一に分散させるようになっている。
The powder mixing and dispersion system 1 includes a liquid storage tank 2 for storing liquid L, a solid-liquid mixing means 3 for mixing powder P into the liquid L, and a shear dispersion means 4 for shearing and dispersing the powder P in a mixed fluid ML (see Figure 3) of the liquid L and the powder P, and the powder mixing and dispersion system 1 is controlled by a control means 5.
In the powder mixing and dispersion system 1 of this embodiment, a first circulation path C1 (see Figure 2) is formed between the liquid storage tank 2 and the solid-liquid mixing means 3, and a second circulation path C2 (see Figure 3) is formed between the liquid storage tank 2 and the shear dispersion means 4, and these first circulation path C1 and second circulation path C2 are switched by a path switching means described later.
With this configuration, first, the liquid L is circulated between the liquid storage tank 2 and the solid-liquid mixing means 3 via the first circulation path C1 while mixing the liquid L with the powder P to form a mixed fluid ML, and then, by switching from the first circulation path C1 to the second circulation path C2 by the path switching means, the powder in the mixed fluid ML is uniformly dispersed while circulating the mixed fluid ML between the liquid storage tank 2 and the shear dispersion means 4 via the second circulation path C2.

上記貯液タンク2の内部には攪拌翼2aが設けられており、また上部には密閉蓋2bが装着され、貯液タンク2を密閉するようになっている。
上記貯液タンク2の底部には液体Lまたは混合流体MLを送り出すための往路管6が接続され、上部には液体Lまたは混合流体MLを貯液タンク2に戻すための復路管7が接続されている。そして上記往路管6には液体Lおよび混合流体MLを送液するためのロータリポンプからなる送液ポンプ8が設けられている。
また上記往路管6には、上記送液ポンプ8の下流側に流通する混合流体MLを冷却する冷却手段9が設けられ、さらに上記貯液タンク2には貯液タンク2の内部を負圧にする真空発生手段10が設けられている。
上記冷却手段9は、往路管6の流路中にスタティックミキサーを備えた熱交換器からなり、上記剪断分散手段4において摩擦により加熱された混合流体MLを冷却させる。
また、上記真空発生手段10は、貯液タンク2の内部を負圧にすることにより、混合流体ML中に発生する気泡を除去するものとなっている。
An agitating blade 2a is provided inside the liquid storage tank 2, and a sealing lid 2b is attached to the top to seal the liquid storage tank 2.
An outward pipe 6 for sending out the liquid L or the mixed fluid ML is connected to the bottom of the storage tank 2, and a return pipe 7 for returning the liquid L or the mixed fluid ML to the storage tank 2 is connected to the top. The outward pipe 6 is provided with a liquid delivery pump 8 consisting of a rotary pump for delivering the liquid L and the mixed fluid ML.
In addition, the outflow pipe 6 is provided with a cooling means 9 for cooling the mixed fluid ML flowing downstream of the liquid delivery pump 8, and the liquid storage tank 2 is provided with a vacuum generating means 10 for creating a negative pressure inside the liquid storage tank 2.
The cooling means 9 is composed of a heat exchanger equipped with a static mixer in the flow path of the outflow pipe 6, and cools the mixed fluid ML heated by friction in the shear dispersion means 4.
The vacuum generating means 10 creates a negative pressure inside the liquid storage tank 2, thereby removing air bubbles generated in the mixed fluid ML.

上記往路管6の下流側は第1分岐管6Aと第2分岐管6Bとに分岐され、分岐点には往路管6を第1分岐管6Aまたは第2分岐管6Bのいずれかに連通させる第1切換弁V1が設けられている。
また、上記復路管7の上流側には第1合流管7Aと第2合流管7Bとが合流しており、合流点には復路管7を第1合流管7Aまたは第2合流管7Bのいずれかに連通させる第2切換弁V2が設けられている。
上記固液混合手段3の下部には上記第1分岐管6Aが接続され、上部には第1合流管7Aが接続されている。
上記固液混合手段3は従来公知の吸引式の固液混合装置であるため詳細な説明については省略するが、内部には図示しないロータが設けられ、当該ロータの高速回転によって負圧を発生させることで、当該負圧により液体Lと粉体Pとを吸引し、液体Lに粉体Pを混合させるものとなっている。
また、固液混合手段3の上方には粉体Pを保持するホッパ3aが設けられており、このホッパ3aの上方には粉体Pを供給する2台の第1、第2定量供給フィーダ11A、11Bが設けられている。
上記第1、第2定量供給フィーダ11A、11Bはそれぞれ所定量ずつ粉体Pをホッパ3aに落下させることが可能となっており、これらに異なる種類の粉体を収容し、それぞれ粉体の供給量を異ならせることで2種類の粉体を所要の割合で液体に混合させることができる。
なお、いずれか一方の定量供給フィーダだけを作動させて、1種類の粉体を供給してもよく、また3台以上の定量供給フィーダを設けてもよい。
上記ホッパ3aには上記第1、第2定量供給フィーダ11A、11Bより落下した粉体Pが収容され、また当該ホッパ3aの底部には筒状のシュート3bが設けられており、固液混合手段3の上部に接続されて粉体Pを供給するようになっている。
The downstream side of the outward pipe 6 is branched into a first branch pipe 6A and a second branch pipe 6B, and a first switching valve V1 is provided at the branching point to connect the outward pipe 6 to either the first branch pipe 6A or the second branch pipe 6B.
In addition, a first junction pipe 7A and a second junction pipe 7B join upstream of the return pipe 7, and a second switching valve V2 is provided at the junction to connect the return pipe 7 to either the first junction pipe 7A or the second junction pipe 7B.
The first branch pipe 6A is connected to the lower part of the solid-liquid mixing means 3, and the first junction pipe 7A is connected to the upper part.
The solid-liquid mixing means 3 is a conventionally known suction-type solid-liquid mixing device, and detailed explanation will be omitted; however, a rotor (not shown) is provided inside, and negative pressure is generated by high-speed rotation of the rotor, which sucks in the liquid L and powder P, thereby mixing the powder P with the liquid L.
In addition, a hopper 3a for holding powder P is provided above the solid-liquid mixing means 3, and two units of first and second quantitative supply feeders 11A and 11B for supplying powder P are provided above this hopper 3a.
The first and second quantitative supply feeders 11A, 11B are each capable of dropping a predetermined amount of powder P into the hopper 3a. By storing different types of powder in these feeders and varying the amount of powder supplied by each feeder, the two types of powder can be mixed into the liquid in the required ratio.
It is possible to operate only one of the constant-volume feeders to supply one type of powder, or three or more constant-volume feeders may be provided.
The hopper 3a receives the powder P that has fallen from the first and second quantitative supply feeders 11A and 11B, and a cylindrical chute 3b is provided at the bottom of the hopper 3a and is connected to the top of the solid-liquid mixing means 3 to supply the powder P.

図2に示すように、上記送液ポンプ8の作動により貯液タンク2から往路管6に送り出された液体Lが、第1分岐管6Aから固液混合手段3に流入すると、ロータの回転によって液体Lが高速に送液され当該固液混合手段3の内部に負圧が発生し、この負圧によってシュート3bから粉体Pが吸い込まれて、固液混合手段3を流通する液体Lに混合されるようになっている。
そして、固液混合手段3から排出された液体Lは、上記第1合流管7Aから上記復路管7を流通して貯液タンク2に戻るようになっており、このように上記往路管6、第1分岐管6Aおよび第1合流管7A、復路管7によって、上記貯液タンク2と固液混合手段3との間で液体Lを循環させる第1循環経路C1が形成されている。
As shown in FIG. 2, when the liquid L sent from the storage tank 2 to the outflow pipe 6 by the operation of the liquid feed pump 8 flows into the solid-liquid mixing means 3 from the first branch pipe 6A, the liquid L is sent at high speed by the rotation of the rotor, and negative pressure is generated inside the solid-liquid mixing means 3. This negative pressure causes the powder P to be sucked in through the chute 3b and mixed with the liquid L flowing through the solid-liquid mixing means 3.
The liquid L discharged from the solid-liquid mixing means 3 flows from the first junction pipe 7A through the return pipe 7 and returns to the storage tank 2. In this manner, the outward pipe 6, the first branch pipe 6A, the first junction pipe 7A, and the return pipe 7 form a first circulation path C1 for circulating the liquid L between the storage tank 2 and the solid-liquid mixing means 3.

次に、上記剪断分散手段4の上部には上記第2分岐管6Bが接続され、下部には上記第2合流管7Bが接続されている。
上記剪断分散手段4は従来公知の剪断式の分散装置であるため詳細な説明については省略するが、内部には高速に回転するロータ4aとその周囲を取り囲むステータ4bが設けられており、このロータ4aとステータ4bの隙間で混合流体ML中の粉体Pの凝集塊(ダマ)を剪断し、混合流体ML中の粉体Pを均一に分散させるものとなっている。
図3に示すように、上記送液ポンプ8の作動により貯液タンク2から往路管6に送り出された液体Lと粉体Pの混合流体MLは、上記第2分岐管6Bから剪断分散手段4の上部に流入し、ロータ4aの回転により混合流体ML中で粉体Pが分散されるようになっている。
そして、剪断分散手段4から排出された混合流体MLは上記第2合流管7Bを流通した後、上記復路管7に流入して貯液タンク2に戻るようになっており、このように上記往路管6、第2分岐管6Bおよび第2合流管7B、復路管7によって、上記貯液タンク2と剪断分散手段4との間で混合流体MLを循環させる上記第2循環経路C2が形成されている。
Next, the second branch pipe 6B is connected to the upper part of the shear dispersion means 4, and the second junction pipe 7B is connected to the lower part.
The shear dispersion means 4 is a conventionally known shear type dispersion device and will not be described in detail, but a rotor 4a that rotates at high speed and a stator 4b that surrounds the rotor 4a are provided inside, and agglomerates (lumps) of the powder P in the mixed fluid ML are sheared in the gap between the rotor 4a and the stator 4b, thereby uniformly dispersing the powder P in the mixed fluid ML.
As shown in FIG. 3, a mixed fluid ML of a liquid L and a powder P is sent from the storage tank 2 to the outflow pipe 6 by the operation of the liquid feed pump 8, and flows into the upper part of the shear dispersion means 4 from the second branch pipe 6B, and the powder P is dispersed in the mixed fluid ML by the rotation of the rotor 4a.
The mixed fluid ML discharged from the shear dispersion means 4 flows through the second junction pipe 7B, and then flows into the return pipe 7 to return to the storage tank 2. In this manner, the outward pipe 6, the second branch pipe 6B, the second junction pipe 7B, and the return pipe 7 form the second circulation path C2, which circulates the mixed fluid ML between the storage tank 2 and the shear dispersion means 4.

そして、上記第1循環経路C1と循環経路C2とを切り換える経路切換手段は、上記往路管6に設けた第1切換弁V1と、上記復路管7に設けた第2切換弁V2とによって構成されている。 これら第1切換弁V1、第2切換弁V2は従来公知の三方弁からなり、上記制御手段5によって開閉を制御されるようになっている。
まず、図2に示す第1循環経路C1を形成する場合は、第1切換弁V1は往路管6を上記第1分岐管6Aに連通させ、また第2切換弁V2は復路管7を上記第1合流管7Aに連通させて、これにより上記貯液タンク2と固液混合手段3とが往路管6、第1分岐管6Aおよび第1合流管7A、復路管7によって連通する循環経路を形成するようになっている。
一方、図3に示す第2循環経路C2を形成する場合は、第1切換弁V1は往路管6を上記第2分岐管6Bに連通させ、また第2切換弁V2は復路管7を上記第2合流管7Bに連通させて、これにより上記貯液タンク2と剪断分散手段4とが往路管6、第2分岐管6Bおよび第2合流管7B、復路管7によって連通する循環経路を形成するようになっている。
The path switching means for switching between the first circulation path C1 and the circulation path C2 is composed of a first switching valve V1 provided in the outward pipe 6 and a second switching valve V2 provided in the return pipe 7. The first switching valve V1 and the second switching valve V2 are conventionally known three-way valves, and opening and closing thereof are controlled by the control means 5.
First, when forming the first circulation path C1 shown in FIG. 2, the first switching valve V1 connects the outward pipe 6 to the first branch pipe 6A, and the second switching valve V2 connects the return pipe 7 to the first junction pipe 7A, thereby forming a circulation path in which the storage tank 2 and the solid-liquid mixing means 3 are connected by the outward pipe 6, the first branch pipe 6A, the first junction pipe 7A, and the return pipe 7.
On the other hand, when forming the second circulation path C2 shown in Figure 3, the first switching valve V1 connects the outward pipe 6 to the second branch pipe 6B, and the second switching valve V2 connects the return pipe 7 to the second junction pipe 7B, thereby forming a circulation path in which the liquid storage tank 2 and the shear dispersion means 4 are connected by the outward pipe 6, the second branch pipe 6B, the second junction pipe 7B, and the return pipe 7.

次に、本実施例の粉体混合分散システム1では、上記剪断分散手段4によって混合流体ML中の粉体Pを分散させてスラリーS(図4参照)が作製されると、当該スラリーSを図示しない後工程へと排出するようになっている。
また粉体混合分散システム1の使用後には、上記貯液タンク2や固液混合手段3、剪断分散手段4を洗浄するため、上記往路管6や復路管7および第1、第2分岐管6A、6Bや第1、第2合流管7A、7Bに洗浄液CL(図6、図7参照)を流通させるととともに、これを図示しない排液タンク等に排出するようになっている。
上記復路管7には、上記貯液タンク2に近接した位置に、当該復路管7より分岐して後工程に繋がる排出管14が接続されており、復路管7における当該排出管14の接続位置には制御手段5によって開閉を制御される第3切換弁V3が設けられている。
また上記排出管14には、洗浄液CLを排出するための排液管15が分岐して接続されており、排出管14と当該排液管15の接続位置には制御手段5によって開閉を制御される第4切換弁V4が設けられている。
Next, in the powder mixing and dispersion system 1 of this embodiment, when the powder P in the mixed fluid ML is dispersed by the shear dispersion means 4 to produce a slurry S (see Figure 4), the slurry S is discharged to a subsequent process not shown.
After use of the powder mixing and dispersion system 1, in order to clean the storage tank 2, the solid-liquid mixing means 3, and the shear dispersion means 4, a cleaning liquid CL (see Figures 6 and 7) is circulated through the outward pipe 6, the return pipe 7, the first and second branch pipes 6A, 6B, and the first and second junction pipes 7A, 7B, and this is discharged into a drainage tank or the like (not shown).
A discharge pipe 14 that branches off from the return pipe 7 and leads to a subsequent process is connected to the return pipe 7 at a position close to the storage tank 2, and a third switching valve V3 whose opening and closing is controlled by the control means 5 is provided at the connection position of the discharge pipe 14 on the return pipe 7.
In addition, a drain pipe 15 for discharging the cleaning liquid CL is branched off and connected to the discharge pipe 14, and a fourth switching valve V4 whose opening and closing is controlled by the control means 5 is provided at the connection point between the discharge pipe 14 and the drain pipe 15.

ここで、分散や洗浄が終了した後で上記貯液タンク2に収容されたスラリーSや洗浄液CLの全量を送液ポンプ8で送液して上記排出管14に排出するが、貯液タンク2が空になると、それ以降送液ポンプ8では送液することができなくなる。
その結果、上記固液混合手段3や剪断分散手段4、さらには往路管6や復路管7および第1、第2分岐管6A、6Bや第1、第2合流管7A、7B等の配管にスラリーSや洗浄液CLが残留してしまうこととなるため、本実施例では上記往路管6にエアを供給することにより、これら配管等に残留するスラリーSや洗浄液CLを排出するようになっている。
上記往路管6における上記送液ポンプ8と冷却手段9との間には、コンプレッサ等の気体供給装置からなる気体供給手段16の給気管16aが接続されており、往路管6と当該給気管16aの接続位置には制御手段5によって開閉を制御される第5切換弁V5が設けられている。
これにより、気体供給手段16から往路管6に気体を供給して送液ポンプ8の送液方向に送気し、上記配管等に残留するスラリーSや洗浄液CLを圧送して排出管14から排出するようになっている。
また上記排出管14には、上記第4切換弁V4の手前に、スラリーSや洗浄液CLの流通の有無を検出する液切れセンサ18が設けられており、スラリーSや洗浄液CLの流通が途切れたことを検出して制御手段5に送信するようになっている。
After dispersion and washing are completed, the entire amount of the slurry S and washing liquid CL contained in the liquid storage tank 2 is pumped by the liquid delivery pump 8 and discharged into the discharge pipe 14. However, when the liquid storage tank 2 becomes empty, the liquid delivery pump 8 can no longer deliver liquid thereafter.
As a result, the slurry S and the cleaning liquid CL end up remaining in the solid-liquid mixing means 3, the shear dispersion means 4, and further in the piping such as the forward pipe 6, the return pipe 7, the first and second branch pipes 6A and 6B, and the first and second junction pipes 7A and 7B. Therefore, in this embodiment, air is supplied to the forward pipe 6 to discharge the slurry S and the cleaning liquid CL remaining in these piping, etc.
An air supply pipe 16a of a gas supply means 16 consisting of a gas supply device such as a compressor is connected between the liquid delivery pump 8 and the cooling means 9 in the outward pipe 6, and a fifth switching valve V5 whose opening and closing is controlled by the control means 5 is provided at the connection point between the outward pipe 6 and the air supply pipe 16a.
As a result, gas is supplied from the gas supply means 16 to the outflow pipe 6 to send gas in the liquid sending direction of the liquid sending pump 8, and the slurry S and cleaning liquid CL remaining in the above-mentioned piping, etc. are pressure-fed and discharged from the discharge pipe 14.
In addition, a liquid-out sensor 18 is provided in the discharge pipe 14 before the fourth switching valve V4, which detects whether or not the slurry S or the cleaning liquid CL is flowing, and detects when the flow of the slurry S or the cleaning liquid CL is interrupted and sends the result to the control means 5.

さらに、上記第1分岐管6Aと上記第1合流管7Aはバイパス管21によって連結されており、第1分岐管6Aとバイパス管21との接続位置には第6切換弁V6を、第1合流管7Aとバイパス管21との接続位置には第7切換弁V7を設けている。
これら第6切換弁V6と第7切換弁V7とを介して第1分岐管6Aと第1合流管7Aとをバイパス管21で連通させることにより、往路管6、第1分岐管6A、バイパス管21、第1合流管7A、復路管7からなる第3循環経路C3(図11参照)を形成するよう構成している。
なお、当該第3循環経路C3は後述する第2実施例において使用するため、以下に述べる第1実施例の動作の説明では、第6切換弁V6、第7切換弁V7によって第1分岐管6A、第1合流管7Aの流通を遮断することはない。
Furthermore, the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A are connected by a bypass pipe 21, and a sixth switching valve V6 is provided at the connection position between the first branch pipe 6A and the bypass pipe 21, and a seventh switching valve V7 is provided at the connection position between the first junction pipe 7A and the bypass pipe 21.
The first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A are connected to each other via the bypass pipe 21 through the sixth switching valve V6 and the seventh switching valve V7, thereby forming a third circulation path C3 (see FIG. 11 ) consisting of the outward pipe 6, the first branch pipe 6A, the bypass pipe 21, the first junction pipe 7A, and the return pipe 7.
Since the third circulation path C3 is used in the second embodiment described later, in the description of the operation of the first embodiment described below, the sixth switching valve V6 and the seventh switching valve V7 do not block the flow of the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A.

以下、上記構成を有する粉体混合分散システム1の動作を説明する。
最初に、図2は上記貯液タンク2と固液混合手段3との間で液体Lを循環させながら、当該液体Lに粉体Pを混合させて混合流体MLとする循環混合工程を示している。
このとき、上記貯液タンク2には予め所定量の液体Lが収容され、往路管6および復路管7は、上記経路切換手段としての第1、第2切換弁V1、V2によって第1分岐管6Aおよび第1合流管7Aを介して固液混合手段3と連通させており、これにより上記第1循環経路C1が形成されている。
この状態で上記往路管6に設けた送液ポンプ8を作動させると、貯液タンク2内の液体Lが往路管6から第1分岐管6Aを介して上記固液混合手段3に流入する。
また、固液混合手段3では上記第1、第2定量供給フィーダ11A、11Bから、それぞれ所定量の粉体Pを上記ホッパ3aに落下させてある。
固液混合手段3の内部にはロータの回転によって負圧が発生しており、シュート3bを介してホッパ3aから上記粉体Pが吸引されることにより、流通する液体Lに対して粉体が混合されて混合流体MLとなる。
そして、固液混合手段3より排出された混合流体MLは第1合流管7Aを介して復路管7を流通して貯液タンク2へと戻され、制御手段5は、設定に基づいて、上記ホッパ3aの粉体が全て吸引された後も、所定時間送液ポンプ8の動作を継続させ、第1循環経路C1に混合流体MLを所定回数循環させて、混合流体MLにおける粉体の混合を促進させる。これにより、液体Lに粉体Pの固体粒子が懸濁してスラリー化した混合流体MLが貯液タンク2に収容される。
このように、定量供給フィーダを用いて計量された後にホッパ3aに収容された所定量の粉体Pと、予め計量して貯液タンク2に収容された所定量の液体Lとを、固液混合手段3を用いて循環させながら混合することにより、液体と粉体とを規定量ずつ精度良く混合することができる。
The operation of the powder mixing and dispersing system 1 having the above configuration will be described below.
First, FIG. 2 shows a circulatory mixing step in which liquid L is circulated between the storage tank 2 and the solid-liquid mixing means 3 while mixing the liquid L with powder P to produce a mixed fluid ML.
At this time, a predetermined amount of liquid L is stored in the liquid storage tank 2 in advance, and the forward pipe 6 and the return pipe 7 are connected to the solid-liquid mixing means 3 via the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A by the first and second switching valves V1 and V2 serving as the path switching means, thereby forming the first circulation path C1.
In this state, when the liquid sending pump 8 provided in the outflow pipe 6 is operated, the liquid L in the liquid storage tank 2 flows from the outflow pipe 6 through the first branch pipe 6A into the solid-liquid mixing means 3.
In the solid-liquid mixing means 3, a predetermined amount of powder P is dropped into the hopper 3a from the first and second constant-volume feeders 11A and 11B.
Negative pressure is generated inside the solid-liquid mixing means 3 by the rotation of the rotor, and the powder P is sucked from the hopper 3a through the chute 3b, whereby the powder is mixed with the flowing liquid L to become a mixed fluid ML.
The mixed fluid ML discharged from the solid-liquid mixing means 3 flows through the return pipe 7 via the first junction pipe 7A and is returned to the liquid storage tank 2, and the control means 5, based on the settings, continues to operate the liquid delivery pump 8 for a predetermined time even after all the powder in the hopper 3a has been sucked up, circulating the mixed fluid ML through the first circulation path C1 a predetermined number of times to promote mixing of the powder in the mixed fluid ML. As a result, the mixed fluid ML in which the solid particles of the powder P are suspended in the liquid L to form a slurry is stored in the liquid storage tank 2.
In this way, a predetermined amount of powder P, which has been measured using a constant-volume feeder and then stored in the hopper 3a, and a predetermined amount of liquid L, which has been measured in advance and stored in the liquid storage tank 2, are mixed while circulating using the solid-liquid mixing means 3, so that the liquid and powder can be mixed precisely in specified amounts.

次に、図3は上記貯液タンク2と剪断分散手段4との間で上記混合流体MLを循環させながら、上記混合流体ML中の粉体Pを均一に分散させる循環分散工程を示している。
制御手段5は、上記経路切換手段としての第1、第2切換弁V1、V2を制御し、上記往路管6と第1分岐管6Aとの連通を遮断して往路管6を上記第2分岐管6Bに連通させ、上記第1合流管7Aと復路管7との連通を遮断して上記第2合流管7Bを往路管7に連通させることで、貯液タンク2と剪断分散手段4とを連通させ、上記第2循環経路C2を形成する。
上記往路管6に設けた送液ポンプ8は作動を継続しており、上記循環混合工程で混合した貯液タンク2の混合流体MLが往路管6および上記第2分岐管6Bを介して上記剪断分散手段4に流入すると、ロータ4aとステータ4bの隙間で剪断されて粉体Pが分散される。
その後剪断分散手段4より排出された混合流体MLは第2合流管7Bから復路管7に流入して貯液タンク2へと戻され、制御手段5は、設定に基づいて、所定時間送液ポンプ8の作動を継続させて第2循環経路C2に混合流体MLを所定回数循環させることで、粉体が均一に分散されたスラリーSを得ることができる。
ここで、上記剪断分散手段4によって混合流体MLを剪断すると、摩擦熱により混合流体MLが加熱されてしまうため、第2循環経路C2に混合流体MLを循環させる間、上記往路管6に設けた冷却手段9によって常時冷却している。
また第2循環経路C2に混合流体MLを循環させる間、上記貯液タンク2に設けた真空発生手段10を作動させて、混合流体ML中に発生する気泡を除去するようになっている。
Next, FIG. 3 shows a circulating dispersion process in which the mixed fluid ML is circulated between the storage tank 2 and the shear dispersion means 4 to uniformly disperse the powder P in the mixed fluid ML.
The control means 5 controls the first and second switching valves V1, V2 serving as the path switching means, thereby blocking the communication between the outward pipe 6 and the first branch pipe 6A and connecting the outward pipe 6 to the second branch pipe 6B, and blocking the communication between the first junction pipe 7A and the return pipe 7 and connecting the second junction pipe 7B to the outward pipe 7, thereby connecting the liquid storage tank 2 to the shear dispersion means 4 and forming the second circulation path C2.
The liquid delivery pump 8 provided in the forward pipe 6 continues to operate, and when the mixed fluid ML in the storage tank 2 mixed in the circulating mixing process flows into the shear dispersion means 4 via the forward pipe 6 and the second branch pipe 6B, the powder P is dispersed by shearing in the gap between the rotor 4a and the stator 4b.
The mixed fluid ML discharged from the shear dispersion means 4 then flows from the second junction pipe 7B into the return pipe 7 and is returned to the storage tank 2, and the control means 5, based on the settings, continues to operate the liquid delivery pump 8 for a predetermined time to circulate the mixed fluid ML through the second circulation path C2 a predetermined number of times, thereby obtaining a slurry S in which the powder is uniformly dispersed.
Here, when the mixed fluid ML is sheared by the shear dispersion means 4, the mixed fluid ML is heated by frictional heat. Therefore, while the mixed fluid ML is circulated through the second circulation path C2, it is constantly cooled by the cooling means 9 provided in the outward pipe 6.
During the time when the mixed fluid ML is circulated through the second circulation path C2, the vacuum generating means 10 provided in the liquid storage tank 2 is operated to remove air bubbles generated in the mixed fluid ML.

次に、図4は得られたスラリーSを粉体混合分散システム1の後工程へと排出する払い出し工程を示している。
制御手段5は、上記貯液タンク2と剪断分散手段4とを連通させた第2循環経路C2を形成した状態から、上記復路管7に設けた第3切換弁V3を作動させて、復路管7と貯液タンク2の連通を遮断して復路管7を排出管14に連通させる。
これにより、貯液タンク2内のスラリーSは往路管6および上記第2分岐管6Bを介して上記剪断分散手段4に流入する上記第2循環経路C2と同じ経路を流通し、その後スラリーSは上記第2合流管7Bから復路管7に流入し、さらに排出管14を流通して後工程の装置へと排出される。
ここで、本実施例の払い出し工程においては、固液混合手段3からは払い出しを行わないようになっている。
これは、固液混合手段3には、上記ホッパ3aから吸引された粉体Pが十分に混合されずに残留している恐れがあり、このような粉体Pが分散が完了したスラリーSに混入することを防ぐため、本実施例では固液混合手段3内の残留物は、回収せず後工程には送らないものとなっている。
Next, FIG. 4 shows a discharge process in which the obtained slurry S is discharged to a subsequent process of the powder mixing and dispersing system 1.
The control means 5, from a state in which a second circulation path C2 connecting the storage tank 2 and the shear dispersion means 4 has been formed, operates the third switching valve V3 provided on the return pipe 7 to block the connection between the return pipe 7 and the storage tank 2 and connect the return pipe 7 to the discharge pipe 14.
As a result, the slurry S in the storage tank 2 flows through the same route as the second circulation route C2 which flows into the shear dispersion means 4 via the outward pipe 6 and the second branch pipe 6B, and then the slurry S flows from the second junction pipe 7B into the return pipe 7, and further flows through the discharge pipe 14 to be discharged to the downstream equipment.
In the discharging step of this embodiment, discharging is not performed from the solid-liquid mixing means 3 .
This is because there is a risk that the powder P sucked from the hopper 3a may remain in the solid-liquid mixing means 3 without being sufficiently mixed, and in order to prevent such powder P from being mixed into the slurry S after dispersion has been completed, in this embodiment, the residue in the solid-liquid mixing means 3 is not recovered and is not sent to a subsequent process.

図5は、配管等に残留したスラリーSを払い出す残留液払い出し工程を示している。
制御手段5は、送液ポンプ8を停止させた後、図4に示す払い出し工程の状態から、第5切換弁V5を作動させて、送液ポンプ8に繋がる流路を遮断して往路管6に給気管16aを連通させ、当該給気管16aを介して上記気体供給手段16から往路管6に気体を供給する。
往路管6に供給された気体は、残留しているスラリーSを押しながら冷却手段9を通過して第1切換弁V1から上記第2分岐管6Bに流入し、第2分岐管6B、剪断分散手段4、第2合流管7Bに残留しているスラリーSを押して第2切換弁V2から復路管7に流入する。そして気体により押されたスラリーSは、第3切換弁V3から排出管14に押し出されて次工程に送液される。
配管等に残留するスラリーSが全て排出管14に押し出され、気体が排出管14を流通するようになると、上記液切れセンサ18がスラリーSが途切れたことを検出し、制御手段5によって第5切換弁V5を切り換えて上記気体供給手段16による往路管6への気体の供給を停止させる。
なお、気体供給手段16が供給する気体としては空気の他、スラリーSが酸化を嫌う場合には窒素を用いることができる。
FIG. 5 shows a residual liquid removing step for removing the slurry S remaining in the piping and the like.
After stopping the liquid delivery pump 8, the control means 5 operates the fifth switching valve V5 from the state of the dispensing process shown in Figure 4 to block the flow path leading to the liquid delivery pump 8, connect the air supply pipe 16a to the outward pipe 6, and supply gas from the gas supply means 16 to the outward pipe 6 via the air supply pipe 16a.
The gas supplied to the outward pipe 6 passes through the cooling means 9 while pushing the remaining slurry S, and flows from the first switching valve V1 into the second branch pipe 6B, and then pushes the slurry S remaining in the second branch pipe 6B, the shear dispersion means 4, and the second junction pipe 7B, and flows from the second switching valve V2 into the return pipe 7. The slurry S pushed by the gas is then pushed out from the third switching valve V3 into the discharge pipe 14, and sent to the next process.
When all of the slurry S remaining in the piping, etc. is pushed out into the discharge pipe 14 and gas begins to flow through the discharge pipe 14, the liquid-out sensor 18 detects that the slurry S has been interrupted, and the control means 5 switches the fifth switching valve V5 to stop the supply of gas to the outbound pipe 6 by the gas supply means 16.
The gas supplied by the gas supply means 16 may be air or nitrogen if the slurry S is sensitive to oxidation.

図6~図9は、スラリーSの払い出しを行う残留液払い出し工程が終了した後に、粉体混合分散システム1を構成する配管等の洗浄および乾燥を行う洗浄乾燥工程を示している。
図6は上記固液混合手段3を洗浄する動作を示し、換言すると、第1循環経路C1に洗浄液CLを流通させて、これを洗浄するものとなっている。
洗浄乾燥工程を行う前に、予め上記貯液タンク2には洗浄液CLを供給しておく。洗浄液CLとしては、水に小麦粉等の食品を分散させた場合には洗浄液CLとして水を用い、有機溶剤等の溶媒に無機材料を分散させた場合には洗浄液CLとして所要の溶媒を用いることができ、本実施例ではNMPを使用する。
制御手段5は、図2に示す循環混合工程のように経路切換手段としての第1切換弁V1と第2切換弁V2を切り換えて、貯液タンク2を往路管6および第1分岐管6Aを介して固液混合手段3に連通させるとともに、固液混合手段3を第1合流管7Aを介して復路管7に連通させる。
しかしながら、制御手段5は第3切換弁V3により復路管7を貯液タンク2には連通させず排出管14への連通を維持し、さらに排出管14に設けた第4切換弁V4により排出管14から次工程への流通を遮断して排出管14を排液管15に連通させる。
この状態で上記送液ポンプ8を作動させることにより、貯液タンク2の洗浄液CLが往路管6を流通して冷却手段9を通過し、第1分岐管6Aを介して上記固液混合手段3に流入する。
その後洗浄液CLは固液混合手段3から第1合流管7Aを介して復路管7を流入し、第3切換弁V3から排出管14に流入した後、上記第4切換弁V4から排液管15を流通して図示しない廃液タンクに排出される。
なお、上記のように固液混合手段3やこれに繋がる配管を洗い流す前後で、第3切換弁V3により復路管7を貯液タンク2に連通させて第1循環経路C1を形成し、貯液タンク2から洗浄液CLを循環させることで、第3切換弁V3と貯液タンク2の間の復路管7や貯液タンク2を含めて洗浄するようにしてもよい。
6 to 9 show a cleaning and drying process in which the piping and the like constituting the powder mixing and dispersing system 1 are cleaned and dried after the residual liquid dispensing process in which the slurry S is dispensed is completed.
FIG. 6 shows the operation of cleaning the solid-liquid mixing means 3, in other words, the cleaning liquid CL is caused to flow through the first circulation path C1 to clean it.
Before the washing and drying process, a cleaning liquid CL is supplied in advance to the liquid storage tank 2. When a food such as wheat flour is dispersed in water, water is used as the cleaning liquid CL, and when an inorganic material is dispersed in a solvent such as an organic solvent, a required solvent can be used as the cleaning liquid CL, and NMP is used in this embodiment.
The control means 5 switches the first switching valve V1 and the second switching valve V2 serving as the path switching means as in the circulating mixing process shown in FIG. 2 to connect the storage tank 2 to the solid-liquid mixing means 3 via the outward pipe 6 and the first branch pipe 6A, and also connects the solid-liquid mixing means 3 to the return pipe 7 via the first junction pipe 7A.
However, the control means 5 uses the third switching valve V3 to not connect the return pipe 7 to the storage tank 2 but maintains its connection to the discharge pipe 14, and further uses the fourth switching valve V4 provided in the discharge pipe 14 to block flow from the discharge pipe 14 to the next process and connect the discharge pipe 14 to the drain pipe 15.
In this state, by operating the liquid delivery pump 8, the cleaning liquid CL in the liquid storage tank 2 flows through the outflow pipe 6, passes through the cooling means 9, and flows into the solid-liquid mixing means 3 via the first branch pipe 6A.
Thereafter, the cleaning liquid CL flows from the solid-liquid mixing means 3 through the first junction pipe 7A into the return pipe 7, flows through the third switching valve V3 into the discharge pipe 14, and then flows through the fourth switching valve V4 into the drain pipe 15 and is discharged into a waste liquid tank (not shown).
In addition, before and after rinsing the solid-liquid mixing means 3 and the piping connected thereto as described above, the return pipe 7 may be connected to the liquid storage tank 2 by the third switching valve V3 to form a first circulation path C1, and the cleaning liquid CL may be circulated from the liquid storage tank 2, thereby cleaning the return pipe 7 between the third switching valve V3 and the liquid storage tank 2 as well as the liquid storage tank 2.

図7は続いて上記剪断分散手段4を洗浄する動作を示し、換言すると、第2循環経路C2に洗浄液CLを流通させて、これを洗浄するものとなっている。
制御手段5は、図6の状態から、図3に示す循環分散工程のように経路切換手段としての第1切換弁V1と第2切換弁V2を切り換えて、往路管6を第2分岐管6Bに連通させて貯液タンク2と剪断分散手段4とを連通させるとともに、第2合流管7Bを復路管7に連通させ、さらに第3切換弁V3により復路管7を排出管14に連通させる。
これにより、貯液タンク2内の洗浄液CLは往路管6および上記第2分岐管6Bを介して上記剪断分散手段4に流入し、さらに洗浄液CLは上記第2合流管7Bを介して復路管7を流通した後、排出管14からさらに排液管15を流通して廃液タンクに排出される。
FIG. 7 shows the subsequent operation of cleaning the shear dispersion means 4. In other words, the cleaning liquid CL is caused to flow through the second circulation path C2 to clean it.
The control means 5 switches the first switching valve V1 and the second switching valve V2 serving as the path switching means from the state shown in Figure 6 to the circulating dispersion process shown in Figure 3, thereby connecting the outward pipe 6 to the second branch pipe 6B to connect the liquid storage tank 2 to the shear dispersion means 4, and also connects the second junction pipe 7B to the return pipe 7, and further connects the return pipe 7 to the discharge pipe 14 by the third switching valve V3.
As a result, the cleaning liquid CL in the storage tank 2 flows into the shear dispersion means 4 via the outward pipe 6 and the second branch pipe 6B, and the cleaning liquid CL further flows through the return pipe 7 via the second junction pipe 7B, and then flows through the discharge pipe 14 and the drain pipe 15 to be discharged into the waste liquid tank.

図8は、往路管6、第1分岐管6A、第1合流管7A、復路管7および上記固液混合手段3について、洗浄後に残留する洗浄液CLを排出させて乾燥させる動作を示している。
上記貯液タンク2の洗浄液CLが空となって洗浄動作が終了すると、制御手段5は送液ポンプ8を停止させるとともに、上記図6に示す洗浄動作時と同様に経路切換手段としての第1、第2切換弁V1、V2を切り換え、往路管6を第1分岐管6Aに連通させるとともに復路管7を第1合流管7Aに連通させる。
また第3切換弁V3は復路管7と排出管14の連通を維持し、上記往路管6に設けた第5切換弁V5については、送液ポンプ8との連通を遮断して往路管6に給気管16aを連通させ、上記気体供給手段16によって往路管6に気体を供給する。
これにより、上記気体供給手段16から供給される気体は、残留している洗浄液CLを押しながら往路管6および第1分岐管6Aを介して上記固液混合手段3に流入し、さらに、第1合流管7Aおよび復路管7を通過して排出管14に洗浄液CLを排出押し出して上記排液管15から排出させるようになっている。
そして液切れセンサ18により洗浄液CLの流通が途切れたことを検出すると、その後所定時間、気体供給手段16による気体供給を継続することにより、固液混合手段3や第1分岐管6A、第1合流管7Aを乾燥させる。
なお、上記の残留液排出、乾燥動作の前後で、上記第3切換弁V3については排出管14を貯液タンク2に連通させるよう切り換え、上記第5切換弁V5については給気管16aを送液ポンプ8および貯液タンク2に連通させるよう切り換えて、気体供給手段16から送液ポンプ8および貯液タンク2を経由して排出管14に気体を流通させて上記排液管15から排出させることで、第5切換弁V5と貯液タンク2の間の往路管6、第3切換弁V3と貯液タンク2の間の復路管7および貯液タンク2の内部や送液ポンプ8についても乾燥させることができる。
FIG. 8 shows an operation for discharging the cleaning liquid CL remaining after cleaning from the outward pipe 6, the first branch pipe 6A, the first junction pipe 7A, the return pipe 7 and the solid-liquid mixing means 3, and drying them.
When the cleaning liquid CL in the storage tank 2 is emptied and the cleaning operation is completed, the control means 5 stops the liquid supply pump 8 and switches the first and second switching valves V1, V2 as path switching means in the same manner as in the cleaning operation shown in Figure 6, thereby connecting the outbound pipe 6 to the first branch pipe 6A and connecting the return pipe 7 to the first junction pipe 7A.
In addition, the third switching valve V3 maintains communication between the return pipe 7 and the discharge pipe 14, and the fifth switching valve V5 provided in the outward pipe 6 blocks communication with the liquid delivery pump 8, connects the outward pipe 6 to the air supply pipe 16a, and supplies gas to the outward pipe 6 by the gas supply means 16.
As a result, the gas supplied from the gas supply means 16 flows into the solid-liquid mixing means 3 via the forward pipe 6 and the first branch pipe 6A while pushing the remaining cleaning liquid CL, and then passes through the first junction pipe 7A and the return pipe 7 to push the cleaning liquid CL out into the discharge pipe 14, and then out of the drain pipe 15.
Then, when the liquid shortage sensor 18 detects that the flow of the cleaning liquid CL has been interrupted, the gas supply means 16 continues to supply gas for a predetermined period of time, thereby drying the solid-liquid mixing means 3, the first branch pipe 6A, and the first junction pipe 7A.
Furthermore, before and after the residual liquid discharge and drying operations, the third switching valve V3 is switched to connect the discharge pipe 14 to the storage tank 2, and the fifth switching valve V5 is switched to connect the air supply pipe 16a to the liquid delivery pump 8 and the storage tank 2, so that gas is circulated from the gas supply means 16 through the liquid delivery pump 8 and the storage tank 2 to the discharge pipe 14 and discharged from the drain pipe 15, thereby drying the forward pipe 6 between the fifth switching valve V5 and the storage tank 2, the return pipe 7 between the third switching valve V3 and the storage tank 2, the inside of the storage tank 2, and the liquid delivery pump 8.

そして図9は第2分岐管6B、第2合流管7Bおよび上記剪断分散手段4について、洗浄液CLを排出させて乾燥させる動作を示している。
制御手段5は、図8に示す状態から引き続き、上記経路切換手段としての第1、第2切換弁V1、V2を切り換え、往路管6を第2分岐管6Bに連通させて気体供給手段16と剪断分散手段4とを連通させるとともに、第2合流管7Bを復路管7に連通させて剪断分散手段4を排出管14に連通させる。
これにより、上記気体供給手段16から供給される気体は、往路管6および上記第2分岐管6Bを介して上記剪断分散手段4に流入して残留している洗浄液CLを排出させる。
さらに上記気体は、第2合流管7Bを介して復路管7に流入して上記排出管14に洗浄液CLを押し出して排液管15から排出させる。
その後、液切れセンサ18により洗浄液CLの流通が途切れたことを検出すると、さらに所定時間、気体供給手段16による気体供給を継続することにより、往路管6、復路管7および剪断分散手段4や第2分岐管6B、第2合流管7Bを乾燥させる。
FIG. 9 shows the operation of discharging the cleaning liquid CL from the second branch pipe 6B, the second junction pipe 7B and the shear dispersion means 4 and drying them.
The control means 5 continues from the state shown in Figure 8 and switches the first and second switching valves V1, V2 serving as the above-mentioned path switching means, connecting the outward pipe 6 to the second branch pipe 6B to connect the gas supply means 16 to the shear dispersion means 4, and connecting the second junction pipe 7B to the return pipe 7 to connect the shear dispersion means 4 to the exhaust pipe 14.
As a result, the gas supplied from the gas supply means 16 flows into the shear dispersion means 4 via the outflow pipe 6 and the second branch pipe 6B, and discharges the remaining cleaning liquid CL.
Furthermore, the gas flows into the return pipe 7 via the second junction pipe 7B, and pushes the cleaning liquid CL into the discharge pipe 14, causing it to be discharged from the drain pipe 15.
Thereafter, when the liquid shortage sensor 18 detects that the flow of the cleaning liquid CL has been interrupted, the gas supply means 16 continues to supply gas for a further predetermined period of time, thereby drying the forward pipe 6, the return pipe 7, the shear dispersion means 4, the second branch pipe 6B, and the second junction pipe 7B.

このように、本実施例の粉体分散システム1によれば、最初に第1循環経路C1を用いて液体Lを循環させながら、上記固液混合手段3により粉体Pを液体Lに混合させて混合流体MLとするため、粉体Pを十分に液体Lに混合させて混合流体MLとすることができ、粉体の凝集塊の発生を可及的に抑制することができる。
その後、粉体Pが混合された混合流体MLを上記第2循環経路C2で循環させながら、上記剪断分散手段4により混合流体ML中に粉体Pを均一に分散させるが、このとき第1循環経路C1に混合流体MLを循環させることで混合流体ML中に粉体Pが十分に混合されていることから、第2循環経路C2に混合流体MLを所定回数循環させながら剪断分散手段4で分散することにより、効率良く粉体Pを均一に分散させたスラリーSを得ることができる。
また、第1循環経路C1と第2循環経路C2とは、貯液タンク2に接続する往路管6と復路管7とを共用しており、経路切換手段によって、貯液タンク2に対する固液混合手段3または剪断分散手段4との連通を切り換えて循環経路を形成するよう構成している。
その結果、固液混合手段3と剪断分散手段4とが個々に貯液タンク2と連通するよう循環経路を形成する場合に比較して、配管の使用量が削減されシステムをコンパクトに構成することが可能であり、配管におけるスラリーSの残留量が少なく、払い出し時間が短縮されるとともに、洗浄液CLの使用量を削減できる。
In this way, according to the powder dispersion system 1 of this embodiment, first, the liquid L is circulated using the first circulation path C1, and then the powder P is mixed into the liquid L by the solid-liquid mixing means 3 to form a mixed fluid ML, so that the powder P can be sufficiently mixed into the liquid L to form the mixed fluid ML, and the occurrence of powder agglomerates can be suppressed as much as possible.
Thereafter, while circulating the mixed fluid ML mixed with the powder P through the second circulation path C2, the powder P is uniformly dispersed in the mixed fluid ML by the shear dispersion means 4. At this time, since the powder P is sufficiently mixed in the mixed fluid ML by circulating the mixed fluid ML through the first circulation path C1, it is possible to efficiently obtain a slurry S in which the powder P is uniformly dispersed by dispersing the powder P using the shear dispersion means 4 while circulating the mixed fluid ML through the second circulation path C2 a predetermined number of times.
In addition, the first circulation path C1 and the second circulation path C2 share the forward pipe 6 and the return pipe 7 connected to the liquid storage tank 2, and a path switching means is used to switch the communication between the liquid storage tank 2 and the solid-liquid mixing means 3 or the shear dispersion means 4 to form a circulation path.
As a result, compared to the case where a circulation path is formed so that the solid-liquid mixing means 3 and the shear dispersion means 4 are individually connected to the liquid storage tank 2, the amount of piping used is reduced and the system can be configured compactly. Also, the amount of slurry S remaining in the piping is small, the dispensing time is shortened, and the amount of cleaning liquid CL used can be reduced.

図10~図15は、上記第3循環経路C3を使用する第2実施例にかかる粉体混合分散システム1を説明する図となっている。なお、第2実施例において上記第1実施例と共通する構成および動作についての詳細な説明は省略するものとする。
本実施例の粉体混合分散システム1は、上述したように上記第1分岐管6Aと第1合流管7Aとの間にバイパス管21を設けたものとなっている。
また上記第1分岐管6Aおよび第1合流管7Aにおける上記バイパス管21との接続位置には、それぞれバイパス切換手段としての第6、第7切換弁V6、V7が設けられ、それぞれ制御手段5によって開閉を制御されるようになっている。
これにより、上記往路管6と第1分岐管6Aの一部とバイパス管21および第1合流管7Aの一部と復路管7とによって、上記貯液タンク2から出て貯液タンク2に戻る第3循環経路C3が形成されるようになっている。
そして、貯液タンク2に収容された混合流体MLは上記送液ポンプ8によって送液されることで、上記バイパス管21を流通した後、貯液タンク2に循環するようになっている。
なお、図1~図9にかかる第1実施例の粉体混合分散システム1においても、上記バイパス管21および第6、第7切換弁V6、V7を備えているが、当該第1実施例においてはこれらを省略することが可能となっている。
10 to 15 are diagrams for explaining the powder mixing and dispersing system 1 according to the second embodiment using the third circulation path C3. Note that detailed explanations of the configuration and operation of the second embodiment common to the first embodiment will be omitted.
As described above, the powder mixing and dispersing system 1 of this embodiment is provided with the bypass pipe 21 between the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A.
In addition, sixth and seventh switching valves V6, V7 serving as bypass switching means are provided at the connection positions of the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A with the bypass pipe 21, respectively, and their opening and closing are controlled by the control means 5.
As a result, a third circulation path C3 that exits the storage tank 2 and returns to the storage tank 2 is formed by the outbound pipe 6, a portion of the first branch pipe 6A, the bypass pipe 21, a portion of the first junction pipe 7A, and the return pipe 7.
The mixed fluid ML contained in the storage tank 2 is sent by the liquid sending pump 8 , and then circulates through the bypass pipe 21 and then circulates to the storage tank 2 .
In addition, the powder mixing and dispersing system 1 of the first embodiment shown in Figures 1 to 9 also has the bypass pipe 21 and the sixth and seventh switching valves V6, V7, but these can be omitted in the first embodiment.

以下、第2実施例にかかる粉体混合分散システム1の動作について説明する。なお、上記第1実施例においては、循環分散工程で混合流体ML中の粉体Pを均一に分散させたところで、スラリーSとして後工程に送っているが、第2実施例においては、循環分散工程の後で安定化工程を実施することで、粉体Pが均一に分散された混合流体MLを安定化させた後、スラリーSとして後工程に送るものとしている。
まず図10は、第1実施例における図3に示した循環分散工程が完了した後の動作を示し、第2循環経路C2、特に第2分岐管6B、剪断分散手段4、第2合流管7Bに残留する混合流体MLを、貯液タンク2に回収する工程を示している。
つまり、第2実施例においても、第1実施例で説明した図2に示す第1循環経路C1を用いた循環混合工程と、図3に示す第2循環経路C2を用いた循環分散工程とを行い、液体Lに粉体Pを分散させた混合流体MLが作製された状態となっている。
上記循環分散工程では第2循環経路C2に混合流体MLを循環させて上記剪断分散手段4によって粉体Pを分散させており、これにより第2循環経路C2を構成する第2分岐管6B、剪断分散手段4、第2合流管7Bには、粉体Pが均一に分散された混合流体MLが残留している。
そこで制御手段5は、図3に示す第2循環経路C2が形成されている状態から、往路管6に設けた第5切換弁V5を作動させて、往路管6に気体供給手段16を連通させる。
この状態で上記気体供給手段16から気体を供給すると、当該気体は往路管6から第2分岐管6Bに流入して剪断分散手段4に流入し、さらに第2合流管7Bを流通して往路管7から貯液タンク2に流入する。
これにより、往路管6や復路管7および上記第2分岐管6Bから循環分散手段4を介して第2合流管7Bにわたって残留していた混合流体MLを押し出すことができ、これを上記貯液タンク2に回収させる。
The operation of the powder mixing and dispersing system 1 according to the second embodiment will be described below. In the first embodiment, the powder P in the mixed fluid ML is uniformly dispersed in the circulating and dispersing step, and then the mixed fluid ML is sent to the subsequent step as a slurry S. However, in the second embodiment, a stabilizing step is performed after the circulating and dispersing step, and the mixed fluid ML in which the powder P is uniformly dispersed is stabilized, and then the mixed fluid ML is sent to the subsequent step as a slurry S.
First, FIG. 10 shows an operation after the completion of the circulating dispersion process shown in FIG. 3 in the first embodiment, and shows a process of recovering the mixed fluid ML remaining in the second circulating path C2, particularly the second branch pipe 6B, the shear dispersion means 4, and the second junction pipe 7B, into the liquid storage tank 2.
That is, in the second embodiment as well, the circulatory mixing process using the first circulation path C1 shown in FIG. 2 and the circulatory dispersion process using the second circulation path C2 shown in FIG. 3 described in the first embodiment are performed, and a mixed fluid ML in which the powder P is dispersed in the liquid L is produced.
In the above-mentioned circulating dispersion process, the mixed fluid ML is circulated through the second circulation path C2 and the powder P is dispersed by the shear dispersion means 4. As a result, the mixed fluid ML in which the powder P is uniformly dispersed remains in the second branch pipe 6B, the shear dispersion means 4, and the second junction pipe 7B that constitute the second circulation path C2.
Therefore, the control means 5 operates the fifth switching valve V5 provided in the outward pipe 6 from the state in which the second circulation path C2 shown in Figure 3 is formed, and connects the outward pipe 6 to the gas supply means 16.
In this state, when gas is supplied from the gas supply means 16, the gas flows from the outflow pipe 6 into the second branch pipe 6B and into the shear dispersion means 4, and then flows through the second junction pipe 7B and into the liquid storage tank 2 from the outflow pipe 7.
This makes it possible to push out the mixed fluid ML remaining in the outward pipe 6, the return pipe 7, and the second branch pipe 6B through the circulating dispersion means 4 to the second junction pipe 7B, and recover this in the storage tank 2.

図11は、剪断分散手段4により分散処理された混合流体MLを安定化させる安定化工程を示している。
上述したように、上記第2循環経路C2で混合流体MLを循環させながら、上記剪断分散手段4によって剪断すると、摩擦によって混合流体MLが加熱されてしまい、また混合流体ML中に気泡が発生する。
そこで第2実施例では、上記第3循環経路C3に混合流体MLを循環させることにより、混合流体MLの冷却および気泡の除去を行い、また混合流体MLの安定化を図ってスラリーSとして後工程に送るものとなっている。
すなわち、図10の状態から、制御手段5は、経路切換手段としての第1、第2切換弁V1、V2により、往路管6と第2分岐管6Bとの連通を解除して第1分岐管6Aと連通させるとともに、復路管7と第2合流管7Bとの連通を解除して第1合流管7Aと連通させ、さらに第5切換弁V5を作動させて往路管6と気体供給手段16との接続を解除する。
さらに、制御手段5は上記バイパス切換手段としての第6、第7切換弁V6、V7を作動させて、第1分岐管6Aと第1合流管7Aとをバイパス管21により連通させる。これにより、混合流体MLが貯液タンク2を出て固液混合手段3や剪断分散手段4のいずれにも経由せずに、貯液タンク2に戻る循環経路が形成される。なお、本第2実施例における配管の構成では、上記第1、第2切換弁V1、V2を含めてバイパス切換手段を構成している。
この状態で上記送液ポンプ8を作動させると、貯液タンク2から往路管6に流出された混合流体MLは、第1分岐管6A、バイパス管21、第1合流管7Aを流通して復路管7に流入して、上記固液混合手段3、剪断分散手段4を経由せずに貯液タンク2に流入する第3循環経路を循環し、その間、混合流体MLは冷却手段9によって冷却され、また、貯液タンク2内では真空発生手段10によって混合流体ML中の気泡が除去される。
そして制御手段5はこの状態を所定時間維持し、これにより混合流体MLは冷却ならびに脱泡、脱気が行われて、状態が安定したスラリーSが得られるようになっている。
FIG. 11 shows a stabilization step for stabilizing the mixed fluid ML that has been subjected to the dispersion treatment by the shear dispersion means 4.
As described above, when the mixed fluid ML is circulated in the second circulation path C2 and sheared by the shear dispersion means 4, the mixed fluid ML is heated due to friction and air bubbles are generated in the mixed fluid ML.
Therefore, in the second embodiment, the mixed fluid ML is circulated through the third circulation path C3, thereby cooling the mixed fluid ML and removing air bubbles, and the mixed fluid ML is stabilized and sent to the subsequent process as a slurry S.
That is, from the state shown in Figure 10, the control means 5 uses the first and second switching valves V1, V2 as route switching means to disconnect the communication between the outward pipe 6 and the second branch pipe 6B and connect them to the first branch pipe 6A, and disconnect the communication between the return pipe 7 and the second junction pipe 7B and connect them to the first junction pipe 7A, and further operate the fifth switching valve V5 to disconnect the connection between the outward pipe 6 and the gas supply means 16.
Furthermore, the control means 5 operates the sixth and seventh switching valves V6, V7 serving as the bypass switching means to communicate the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A through the bypass pipe 21. This forms a circulation path through which the mixed fluid ML leaves the liquid storage tank 2 and returns to the liquid storage tank 2 without passing through either the solid-liquid mixing means 3 or the shear dispersion means 4. In the piping configuration in the second embodiment, the first and second switching valves V1, V2 together constitute the bypass switching means.
When the liquid feed pump 8 is operated in this state, the mixed fluid ML flowing out from the storage tank 2 to the outward pipe 6 flows through the first branch pipe 6A, the bypass pipe 21, and the first junction pipe 7A, and flows into the return pipe 7, and circulates through the third circulation path that flows into the storage tank 2 without passing through the solid-liquid mixing means 3 and the shear dispersion means 4, during which the mixed fluid ML is cooled by the cooling means 9, and further, air bubbles in the mixed fluid ML are removed within the storage tank 2 by the vacuum generating means 10.
The control means 5 maintains this state for a predetermined period of time, whereby the mixed fluid ML is cooled and defoamed and deaerated, so that a slurry S in a stable state is obtained.

次に、図12は混合流体MLが安定化されて得られるスラリーSを粉体混合分散システム1の後工程へと排出する払い出し工程を示している。
制御手段5は、第3循環経路C3に混合流体MLを循環させている図11の状態から、復路管7に設けた第3切換弁V3を作動させて、復路管7を排出管14に連通させる。
これにより、貯液タンク2内のスラリーSは送液ポンプ8の作動により往路管6を流通し、第1分岐管6Aからバイパス管21を介して上記第1合流管7Aに流入し、その後復路管7を流通して排出管14より後工程へと排出される。
Next, FIG. 12 shows a discharge process in which the slurry S obtained by stabilizing the mixed fluid ML is discharged to a subsequent process of the powder mixing and dispersing system 1.
The control means 5 operates the third switching valve V3 provided in the return pipe 7 from the state of FIG. 11 in which the mixed fluid ML is circulated through the third circulation path C3, to connect the return pipe 7 to the discharge pipe 14.
As a result, the slurry S in the storage tank 2 flows through the forward pipe 6 by operation of the liquid transfer pump 8, flows from the first branch pipe 6A through the bypass pipe 21 into the first junction pipe 7A, and then flows through the return pipe 7 and is discharged from the discharge pipe 14 to the subsequent process.

図13は、図12に示す払い出し工程の後に、送液ポンプ8よりも下流側の配管に残留するスラリーSを払い出す残留液払い出し工程を示している。
制御手段5は図12の状態から、上記第5切換弁V5を作動させて、往路管6に気体供給手段16を接続させ、上記気体供給手段16から気体を往路管6に供給する。
これにより、上記往路管6に残留しているスラリーSが気体によって押され、第1分岐管6Aから上記バイパス管21および第1合流管7Aを流通した後、復路管7を流通して排出管14に排出される。
また、配管等に残留するスラリーSが全て払い出されて、排出管14に気体が流入すると、上記液切れセンサ18が液切れを検出し、制御手段5が第5切換弁V5を切り換えて気体供給手段16による気体の供給を停止させる。
FIG. 13 shows a residual liquid dispensing step in which the slurry S remaining in the piping downstream of the liquid feed pump 8 is dispensing after the dispensing step shown in FIG.
The control means 5 operates the fifth switching valve V5 from the state shown in FIG. 12 to connect the gas supply means 16 to the outward pipe 6, and supplies gas from the gas supply means 16 to the outward pipe 6.
As a result, the slurry S remaining in the outward pipe 6 is pushed by the gas, flows from the first branch pipe 6A through the bypass pipe 21 and the first junction pipe 7A, and then flows through the return pipe 7 and is discharged into the discharge pipe 14.
In addition, when all of the slurry S remaining in the piping, etc. is discharged and gas flows into the exhaust pipe 14, the liquid shortage sensor 18 detects the liquid shortage, and the control means 5 switches the fifth switching valve V5 to stop the supply of gas by the gas supply means 16.

図14、図15は、上記第3循環経路C3の洗浄および洗浄液CLの排出と乾燥をする動作を示し、第1実施例における図6~図9で説明した洗浄乾燥工程に追加して行われるものとなっている。
まず、図14は上記第3循環経路C3を洗浄する状態を示し、上記第1実施例における図7に示す第2循環経路C2の洗浄の後に行うものとなっている。
図7に示す第2循環経路C2の洗浄が終了すると、制御手段5は上記経路切換手段としての第1、第2切換弁V1、V2により往路管6と第2分岐管6Bとの連通を解除して第1分岐管6Aと連通させるとともに、復路管7と第2合流管7Bとの連通を解除して第1合流管7Aと連通させる。また上記バイパス切換手段としての第6、第7切換弁V6、V7により第1分岐管6Aと第1合流管7Aをバイパス管21を介して連通させる。
この状態で送液ポンプ8を作動させることで、貯液タンク2から流出された洗浄液CLは、往路管6、第1分岐管6Aを流通した後に上記バイパス管21から第1合流管7Aに流入し、その後上記復路管7から排出管14へと流入して、上記排液管15より図示しない廃液タンクに排出されてバイパス管21を洗浄することができる。
14 and 15 show the operations of cleaning the third circulation path C3, discharging the cleaning liquid CL, and drying, which are performed in addition to the cleaning and drying process described in FIGS. 6 to 9 in the first embodiment.
First, FIG. 14 shows a state in which the third circulation path C3 is cleaned, which is carried out after the second circulation path C2 shown in FIG. 7 in the first embodiment is cleaned.
7 is completed, the control means 5 controls the first and second switching valves V1 and V2 as the path switching means to release the communication between the outward pipe 6 and the second branch pipe 6B and connect them to the first branch pipe 6A, and release the communication between the return pipe 7 and the second junction pipe 7B and connect them to the first junction pipe 7A. Also, the sixth and seventh switching valves V6 and V7 as the bypass switching means control the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A to communicate with each other via the bypass pipe 21.
By operating the liquid supply pump 8 in this state, the cleaning liquid CL flowing out of the liquid storage tank 2 flows through the forward pipe 6 and the first branch pipe 6A, and then flows from the bypass pipe 21 into the first junction pipe 7A, and then flows from the return pipe 7 into the discharge pipe 14, and is discharged from the drain pipe 15 to a waste liquid tank not shown, thereby cleaning the bypass pipe 21.

次に、図15は上記第3循環経路C3の洗浄液CLを排出し乾燥させる動作を示しており、上記第1実施例における図9に示す工程の後に行うものとなっている。
図9に示す工程が終了すると、制御手段5は上記経路切換手段としての第1、第2切換弁V1、V2を作動させて往路管6と第2分岐管6Bとの連通を解除して第1分岐管6Aと連通させるとともに、復路管7と第2合流管7Bとの連通を解除して第1合流管7Aと連通させる。また上記バイパス切換手段としての第6、第7切換弁V6、V7を作動させて第1分岐管6Aと第1合流管7Aをバイパス管21により連通させる。
この状態で第5切換弁V5を介して給気供給手段16から気体を供給する。給気管16aから供給される気体が往路管6、第1分岐管6Aを流通して上記バイパス管21から第1合流管7A、復路管7に流入し、その後上記復路管7から排出管14へと流入して、上記排液管15より図示しない廃液タンクに排出されてバイパス管21を乾燥することができる。
Next, FIG. 15 shows the operation of discharging the cleaning liquid CL in the third circulation path C3 and drying it, which is carried out after the step shown in FIG. 9 in the first embodiment.
9 is completed, the control means 5 operates the first and second switching valves V1, V2 as the above-mentioned path switching means to release the communication between the outward pipe 6 and the second branch pipe 6B and connect them to the first branch pipe 6A, and release the communication between the return pipe 7 and the second junction pipe 7B and connect them to the first junction pipe 7A. Also, the control means 5 operates the sixth and seventh switching valves V6, V7 as the above-mentioned bypass switching means to connect the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A through the bypass pipe 21.
In this state, gas is supplied from the air supply means 16 via the fifth switching valve V5. The gas supplied from the air supply pipe 16a flows through the outgoing pipe 6 and the first branch pipe 6A, flows from the bypass pipe 21 into the first junction pipe 7A and the return pipe 7, and then flows from the return pipe 7 into the discharge pipe 14 and is discharged from the drain pipe 15 to a waste liquid tank (not shown), thereby drying the bypass pipe 21.

以上のように、第2実施例によれば、液体Lを第1循環経路C1で循環させながら粉体Pを混合して混合流体MLとし、当該混合流体MLを第2循環経路C2で循環させながら粉体Pを分散させた後、第3循環経路C3に混合流体MLを循環させることで安定化したスラリーSを得ることが可能となっている。
なお、上記の説明では、第1分岐管6Aと第1合流管7Aをバイパス管21で連通させて第3循環経路C3を構成し、第1分岐管6Aに第6切換弁V6を第1合流管7Aに第7切換弁V7を設けてバイパス切換手段を構成しているが、第2分岐管6Bと第2合流管7Bをバイパス管21で連通させて第3循環経路C3を構成し、第2分岐管6Bに第6切換弁V6を第2合流管7Bに第7切換弁V7を設けてバイパス切換手段を構成することも可能であり、さらには、往路管6と復路管7をバイパス管21で連通させて第3循環経路C3を構成し、往路管6に第6切換弁V6を復路管7に第7切換弁V7を設けてバイパス切換手段を構成することも可能である。
バイパス管21の設け方としてはその他のパターンが考えられるが、要は固液混合手段3および剪断分散手段4のいずれも経由させずに、混合流体MLを貯液タンク2から出て貯液タンク2に戻すように循環させることができればよい。
また、第3循環経路C3は、第1循環経路C1および第2循環経路C2と、貯液タンク2に接続する往路管6と復路管7とを共用しており、第3循環経路C3を単独で設ける場合に比較して、配管の使用量が削減されシステムをコンパクトに構成することが可能であり、スラリーSの残留量が少なく払い出し時間が短時間で済み洗浄液CLの使用量を削減できる。
As described above, according to the second embodiment, the liquid L is circulated through the first circulation path C1 while being mixed with the powder P to form a mixed fluid ML, the mixed fluid ML is circulated through the second circulation path C2 to disperse the powder P, and then the mixed fluid ML is circulated through the third circulation path C3, thereby making it possible to obtain a stabilized slurry S.
In the above description, the first branch pipe 6A and the first junction pipe 7A are connected by the bypass pipe 21 to form the third circulation path C3, and the sixth switch valve V6 is provided in the first branch pipe 6A and the seventh switch valve V7 is provided in the first junction pipe 7A to form the bypass switching means. However, it is also possible to connect the second branch pipe 6B and the second junction pipe 7B by the bypass pipe 21 to form the third circulation path C3, and to provide the sixth switch valve V6 in the second branch pipe 6B and the seventh switch valve V7 in the second junction pipe 7B to form the bypass switching means. Furthermore, it is also possible to connect the outward pipe 6 and the return pipe 7 by the bypass pipe 21 to form the third circulation path C3, and to provide the sixth switch valve V6 in the outward pipe 6 and the seventh switch valve V7 in the return pipe 7 to form the bypass switching means.
There are other possible patterns for providing the bypass pipe 21, but the point is that it is sufficient if the mixed fluid ML can be circulated so that it leaves the liquid storage tank 2 and returns to the liquid storage tank 2 without passing through either the solid-liquid mixing means 3 or the shear dispersion means 4.
In addition, the third circulation path C3 shares the forward pipe 6 and the return pipe 7 connected to the storage tank 2 with the first circulation path C1 and the second circulation path C2, and compared to the case where the third circulation path C3 is provided alone, the amount of piping used is reduced and the system can be configured compactly. Also, the amount of residual slurry S is small, so that the dispensing time is short, and the amount of cleaning liquid CL used can be reduced.

1 粉体混合分散システム 2 貯液タンク
3 固液混合手段 4 剪断分散手段
5 制御手段 6 往路管
6A 第1分岐管 6B 第2分岐管
7 復路管 7A 第1合流管
7B 第2合流管 8 送液ポンプ
9 冷却手段 14 排出管
15 排液菅 16 気体供給手段
16a 給気管 21 バイパス管
C1 第1循環経路 C2 第2循環経路
C3 第3循環経路
V1 第1切換弁(経路切換手段) V2 第2切換弁(経路切換手段)
V3 第3切換弁 V5 第5切換弁
V6 第6切換弁(バイパス切換手段)
V7 第7切換弁(バイパス切換手段)
P 粉体 L 液体
ML 混合流体 CL 洗浄液
S スラリー
REFERENCE SIGNS LIST 1 Powder mixing and dispersion system 2 Liquid storage tank 3 Solid-liquid mixing means 4 Shear dispersion means 5 Control means 6 Outward pipe 6A First branch pipe 6B Second branch pipe 7 Return pipe 7A First junction pipe 7B Second junction pipe 8 Liquid delivery pump 9 Cooling means 14 Discharge pipe 15 Discharge pipe 16 Gas supply means 16a Air supply pipe 21 Bypass pipe C1 First circulation path C2 Second circulation path C3 Third circulation path
V1: First switching valve (path switching means) V2: Second switching valve (path switching means)
V3: third switching valve V5: fifth switching valve V6: sixth switching valve (bypass switching means)
V7 Seventh switching valve (bypass switching means)
P Powder L Liquid ML Mixed fluid CL Cleaning liquid S Slurry

Claims (3)

液体を収容する貯液タンクと、液体に混合された粉体を剪断により分散させる剪断分散手段とを備えた粉体混合分散システムにおいて、
液体に粉体を混合させる固液混合手段と、上記貯液タンクと上記固液混合手段との間で液体を循環させる第1循環経路と、上記貯液タンクと上記剪断分散手段との間で液体と粉体の混合流体を循環させる第2循環経路と、上記混合流体を上記固液混合手段および剪断分散手段のいずれも経由せずに、上記貯液タンクから出て貯液タンクに戻るよう循環させる第3循環経路と、上記第1循環経路と上記第2循環経路とを切り換える経路切換手段と、上記第2循環経路と第3循環経路とを切り換えるバイパス切換手段とを備え、
上記第1循環経路によって貯液タンクと固液混合手段との間で液体を循環させながら液体に粉体を混合させて混合流体として上記貯液タンクに収容し、その後、上記経路切換手段によって第1循環経路から第2循環経路へと切り換え、上記第2循環経路によって貯液タンクと剪断分散手段との間で上記貯液タンクに収容された混合流体を循環させながら混合流体中の粉体を分散させ、その後、上記バイパス切換手段によって第2循環経路から第3循環経路へと切り換え、上記第3循環経路によって粉体が分散された混合流体を循環させることを特徴とする粉体混合分散システム。
A powder mixing and dispersing system including a liquid storage tank for storing a liquid and a shear dispersing means for dispersing powder mixed in the liquid by shear,
the liquid storage tank and the solid-liquid mixing means; a first circulation path for circulating the liquid between the liquid storage tank and the solid-liquid mixing means; a second circulation path for circulating a mixed fluid of liquid and powder between the liquid storage tank and the shear dispersion means; a third circulation path for circulating the mixed fluid from the liquid storage tank to the liquid storage tank without passing through either the solid-liquid mixing means or the shear dispersion means; a path switching means for switching between the first circulation path and the second circulation path ; and a bypass switching means for switching between the second circulation path and the third circulation path ,
a powder mixing and dispersion system comprising: a liquid circulating between a liquid storage tank and a solid-liquid mixing means through the first circulation path while mixing a powder into the liquid to store the liquid as a mixed fluid in the liquid storage tank; then, the path switching means switches from the first circulation path to the second circulation path, and the mixed fluid stored in the liquid storage tank is circulated between the liquid storage tank and the shear dispersion means through the second circulation path while dispersing the powder in the mixed fluid; then, the bypass switching means switches from the second circulation path to a third circulation path, and the mixed fluid in which the powder has been dispersed is circulated through the third circulation path .
上記貯液タンクから液体または上記混合流体を送り出す往路管と、上記貯液タンクに液体または上記混合流体を戻す復路管と、上記往路管に接続されて往路管から上記固液混合手段に液体を送る第1分岐管と、上記復路管に接続されて上記固液混合手段から復路管に液体を送る第1合流管と、上記往路管に接続されて往路管から上記剪断分散手段に上記混合流体を送る第2分岐管と、上記復路管に接続されて上記剪断分散手段から復路管に上記混合流体を送る第2合流管と、上記往路管に対して上記第1分岐管と第2分岐管のいずれかを連通させる第1切換手段と、上記復路管に対して上記第1合流管と第2合流管のいずれかを連通させる第2切換手段を備え、
上記往路管と復路管および上記第1分岐管と第1合流管とにより上記第1循環経路を構成し、上記往路管と復路管および上記第2分岐管と第2合流管とにより上記第2循環経路を構成するとともに、上記第1切換手段と第2切換手段により上記経路切換手段を構成することを特徴とする請求項1に記載の粉体混合分散システム。
a forward pipe for sending out liquid or the mixed fluid from the storage tank, a return pipe for returning the liquid or the mixed fluid to the storage tank, a first branch pipe connected to the forward pipe for sending liquid from the forward pipe to the solid-liquid mixing means, a first junction pipe connected to the return pipe for sending liquid from the solid-liquid mixing means to the return pipe, a second branch pipe connected to the forward pipe for sending the mixed fluid from the forward pipe to the shear dispersion means, a second junction pipe connected to the return pipe for sending the mixed fluid from the shear dispersion means to the return pipe, a first switching means for connecting either the first branch pipe or the second branch pipe to the forward pipe, and a second switching means for connecting either the first junction pipe or the second junction pipe to the return pipe,
The powder mixing and dispersion system according to claim 1, characterized in that the first circulation path is formed by the forward pipe and the return pipe, the first branch pipe and the first junction pipe, the second circulation path is formed by the forward pipe and the return pipe, the second branch pipe and the second junction pipe, and the path switching means is formed by the first switching means and the second switching means.
上記往路管に上記貯液タンクから液体および上記混合流体を送り出す送液ポンプを設けるとともに、上記往路管の送液ポンプの下流側に気体供給手段の給気管を接続し、上記往路管に気体を供給できるようにしたことを特徴とする請求項2に記載の粉体混合分散システム。 3. The powder mixing and dispersion system according to claim 2, characterized in that the forward pipe is provided with a liquid delivery pump for delivering liquid and the mixed fluid from the storage tank, and an air supply pipe of a gas supply means is connected to the downstream side of the liquid delivery pump of the forward pipe so that gas can be supplied to the forward pipe.
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