CN102046055B - 具有切割器组件的搅拌器系统 - Google Patents
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Abstract
一种搅拌器系统(10)包括基部(12)和容器(14)。切割器组件(24)和馈给器组件(25)在基部(12)附近容纳于容器(14)中。馈给器组件(25)具有馈给器叶片(628)，该馈给器叶片(628)在其远端具有顶端(636)。切割器组件(24)具有切割器叶片(28)，该切割器叶片(28)在其远端具有顶端(36)。通过在比切割器顶端(36)更低的圆周速度驱动馈给器顶端(636)来获得很有效的搅拌处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有切割器组件和馈给器组件的搅拌器系统，该切割器组件包括附着到可旋转驱动的切割器轴的切割器叶片，该切割器叶片在从切割器轴径向地远离的远端具有切割器顶端，并且该馈给器组件包括附着到可旋转驱动的馈给器轴的馈给器叶片，该馈给器叶片在从馈给器轴径向地远离的远端具有馈给器顶端。
背景技术
从国际公开WO 2005/011933A2已知多叶片搅拌器设备。WO2005/011933A2的设备具有驱动轴、齿轮系统和叶片组件。各叶片组件包括附着到叶片轴一端的叶片。叶片轴从竖直位置朝向容器壁成角度。齿轮系统接合叶片组件。驱动轴接合齿轮系统并且造成叶片组件在操作中旋转。齿轮系统具有实施于叶片的齿轮系统中的减速齿轮。各叶片组件可以由单独齿轮系统控制。
做泥、剁碎、乳化和搅拌是厨房环境中可以通过搅拌器系统来舒适地实现的公知操作。应用可能广泛多样。可以对包括例如用于完成具体菜肴的配料混合物的搅拌物或者在配料的预备过程中对一种配料进行搅拌操作。搅拌物的稠度范围从基本上粘性到流体。搅拌物和待搅拌的材料的量可以显著变化。
少量搅拌物可能无法处理，而大量搅拌物可能没有被完全地或者均匀地处理。常常通过开盖并且用一件刀具搅拌容器中的块体或者搅拌物直至处理再次开始来寻求补救。尤其是当搅拌在叶片正在运行时发生时，这一过程可能变得危险。据报导问题主要地出现在粘性高的混合物中。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种实现粘性混合物有效搅拌的在开篇段落中阐述的种类的搅拌器系统。
根据本发明，由于馈给器顶端可在比切割器顶端更低的圆周速度来驱动而实现这一目的。
在下文中使用所谓的角速度，即旋转体围绕旋转轴在指定方向(例如顺时针或者逆时针)上的角位移速率。以每单位时间的度数、每单位时间的弧度或者每单位时间的转数测量角速度。由于角速度，旋转体定位于与旋转轴距离半径处的点具有圆周速度。速度是在特定方向上的位置随时间的改变率。普遍以比如米每秒(m/s)、英尺每秒(ft/s)和英里每小时(mi/h)这样的单位测量速度的量值。旋转体定位于与旋转轴距离半径处的点描画圆轨道。圆周速度是这样的点在与它们的轨道正切的方向上的位置随时间的改变率。旋转体一点的圆周速度的量值取决于旋转体的角速度与从旋转体的旋转轴到考虑的点的半径的乘积。
在现有技术的搅拌器中，切割器叶片在相对地高的角速度的操作过程中旋转以实现高效搅拌处理。在现有技术的搅拌器中，这种角速度具有范围为每分钟9000到20000转的特征值。叶片的顶端可以位于与顶端附着到的轴的旋转轴相距数厘米处。当这些顶端在上文提到的高角速度旋转时，它们的圆周速度可以根据搅拌处理的负荷和混合物的粘性而达到每小时150公里乃至更大的值，
在这些高的圆周速度，在切割边和顶端周围的混合物中出现小规模效应。这些效应出现的规模对应于切割边的特征尺度和顶端形状以及切割器或者馈给器叶片距离旋转轴在径向方向上的尺度。在切割过程中，在切割边与搅拌物中的块和微粒之间施加力。在短时间段内施加这些力作为大力或者震动对于有效切割处理而言是有利的。因此，在切割边处或者周围的有效切割处理的特征在于切割边与搅拌物中的微粒之间的充分冲击力。冲击力是在短时间段内施加的大力或者震动。这样的力可以比在按比例更长的时间段内施加的小力具有更大的效果。需要切割边和顶端的高圆周速度以生成有效切割所需冲击力。
在顶端圆周速度的临界值，空穴或者气泡开始出现在切割边周围的混合物中。随着顶端的圆周速度在临界值以上增加，空穴和气泡的数量类似地增加。如果圆周速度在圆周速度的临界值以上太多，则顶端和切割边在相当大的程度上或者大体上徒劳地移动经过空穴或者气泡，因为这些空穴排空待切割或者搅拌的任何混合物。在这样的情形中，没有新鲜搅拌物传送到切割边，并且切割边在陷入混合物的气泡中无效地保持旋转。在这样的条件下，在切割边的前方没有传送未处理的搅拌物，并且搅拌处理需要用户的干预以将未处理的搅拌物带到切割边的前方。尤其是具有高度抗流动性的粘性搅拌物的特征在于圆周速度的相对低临界值和相应问题。
在临界圆周速度以上，混合物的大规模传送是困难的。尤其是叶片的顶端及其与旋转轴的径向距离就临界圆周速度而言是重要参数。起初(即在搅拌处理的第一阶段中)可以由于由顶端的圆周速度生成的冲击力而切割在切割边周围的材料。然而在初始阶段之后的后续阶段中，有效循环——将新鲜材料带到切割边的前方并且维持搅拌物沿着叶片的流动——受损、保持脱离或者无法出现，因为叶片顶端的所述圆周速度在临界圆周速度以上，这造成生成如上所述的气泡。
另一方面，需要叶片顶端在圆周速度的临界值以上的圆周速度以便生成如下冲击力，这些冲击力生成有效切割。另一方面，在圆周速度的临界值以下的圆周速度太低而无法实现有效切割、但是防止如上所述的气泡效应或者空穴效应。在圆周速度的临界值以下，叶片向搅拌物施加离心力，由此将搅拌物或者混合物摇开，而同时可以通过馈给器来进行一些切割或者预切割。通过在比切割器顶端更低的圆周速度驱动馈给器顶端，馈给器组件实现混合物的大规模传送，而同时馈给器组件可以完成更大微粒的一些切割或者预切割。切割器组件主要地和有效地切割由馈给器组件馈给到切割器组件的动作区中的搅拌物。因此，通过在比切割器顶端更低的圆周速度驱动馈给器顶端，可以有效地搅拌粘性混合物。
在本发明的一个优选实施例中，馈给器叶片具有用于将混合物朝向切割器组件传送的装置。
馈给器组件具有切割功能以及馈给功能。可以通过用于将混合物朝向切割器组件传送的装置来改进馈给功能。可以例如通过馈给器叶片在馈给器顶端的圆周速度方向上的狭窄和锋利刀式突出来建立馈给器叶片的切割功能。可以关于混合物的预切割来优化的此类形式可能并不具体地适合于抓取预切割混合物并且将该混合物朝向切割器组件引导。通过提供用于传送的装置，可以改进馈给功能。用于传送的装置可以例如被布置成使得馈给器叶片的高度(即它在它的圆周速度方向上的突出)增加。这可以例如通过将肋附接到馈给器叶片来实现，其中肋在沿着馈给器叶片的径向方向上和在与馈给器叶片垂直的方向(即与馈给器叶片的旋转轴平行的方向)上延伸。取而代之，可以通过折叠馈给器叶片的一部分来布置用于传送的装置，其中折叠线在径向方向上延伸。取而代之，馈给器叶片可以在与馈给器叶片的旋转轴垂直并且与馈给器叶片延伸的径向方向垂直的方向上弯曲。这样的结构等效具有如下技术效果：搅拌物的组成由用于传送的装置抓取，因为这些装置在与馈给器叶片的表面垂直的方向上延伸。随后在绕着馈给器组件旋转轴的自旋运动中运送组成。在自旋运动中运送之时，用于传送的装置向组成施加离心力，因为用于传送的装置在馈给器叶片的径向方向上延伸。在这些离心力的作用之下，在背离馈给器组件的旋转轴朝向切割器组件的径向方向上推动组成。
用于传送的装置的高度对搅拌处理的有效性具有影响。一般而言，用于传送的装置的高度(即它们在与馈给器组件的旋转轴平行的方向上的尺度)应当在馈给器顶端的圆周速度减小时增加。在馈给器顶端在切割器顶端的圆周速度的百分之10与90之间的圆周速度范围中，用于传送的装置的高度应当分别在8mm与0.5mm之间的范围中以实现有效搅拌处理。在馈给器顶端在切割器顶端的圆周速度的百分之60与80之间的圆周速度范围中，用于传送的装置的高度应当分别在4mm与2mm之间的范围中以实现有效搅拌处理。
馈给器具有混合物传送功能并且用如下角速度来驱动，在该角速度，在馈给器的传送装置与混合物之间生成离心力。应当用来驱动馈给器轴的角速度的实践或者实际值依赖于馈给器顶端半径，即馈给器顶端与馈给器轴的旋转轴之间的径向距离。在大的馈给器顶端半径，应当相应地适配(即减小)馈给器轴的角速度，因为馈给器轴的角速度与馈给器顶端半径的乘积决定馈给器顶端的圆周速度。
根据本发明，在发生有效切割的角速度驱动切割器。应当用来驱动切割器轴的角速度的实践或者实际值基本上依赖于切割器顶端半径，即切割器顶端与切割器轴的旋转轴的径向距离。在大的切割器顶端半径，应当相应地适配切割器轴的角速度，因为角速度与切割器顶端半径的乘积决定切割器顶端的圆周速度。
在根据本发明的搅拌器的一个有利实施例中，馈给器顶端可在切割器顶端的圆周速度的百分之60与80之间的圆周速度来驱动。
如果在上述指定范围中的圆周速度驱动馈给器顶端，则如上所述效果令人惊讶地有效。馈给器组件可以在它用以向切割器组件提供混合物的效果之上具有切割功能。如果馈给器顶端的圆周速度很低，则仍然出现很有粘性的物质的传送，但是馈给器顶端和混合物的冲击太低而无法建立混合物中存在的片和块的切割或者预切割。这一预切割有助于减少为了完成搅拌处理而需要的时间和能量。馈给器顶端的圆周速度对于预切割混合物的片和块并且随后以可处理的尺寸将这些片和块馈给到切割组件而言是最佳的。切割器组件的效率除了其他因素之外还依赖于向它的刀片馈给的固体配料的块尺寸。固体配料的块尺寸对应于这些块的重量并且影响切割边与配料之间的相互冲击作用。馈给器叶片顶端的圆周速度也影响馈给到切割器组件中的固体配料块的体积流量。在馈给器顶端圆周速度的上述指定范围中，尺寸以及体积流量对于获得高效而又节能的搅拌处理是有利的。
如果馈给器顶端的圆周速度太低，则馈给效果减少并且为了产生均匀搅拌物而需要的时间增加。馈给器顶端的圆周速度应当多于切割器顶端的圆周速度的百分之10。如果馈给器顶端的圆周速度太高，则馈给效果也如上文说明的那样减少，因为混合物的传送变得不那么有效并且为了产生均匀搅拌物而需要的时间增加。馈给器顶端的圆周速度应当少于切割器顶端的圆周速度的百分之90。
如果馈给器顶端的圆周速度以切割器顶端的圆周速度的百分之5的阶跃从切割器顶端的圆周速度的百分之10增加至切割器顶端的圆周速度的百分之60，分别为切割器顶端的圆周速度的百分之10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60，则馈给效果在每个阶跃改进并且为了产生均匀搅拌物而需要的时间在每个阶跃相应地减少。
如果馈给器顶端的圆周速度以切割器顶端的圆周速度的百分之2的阶跃从切割器顶端的圆周速度的百分之90减少至切割器顶端的圆周速度的百分之80，分别为切割器顶端的圆周速度的百分之90、88、86、84、82、80，则馈给效果在每个阶跃改进并且为了产生均匀搅拌物而需要的时间在每个阶跃相应地减少。
优选地，如果搅拌器载有待处理的搅拌物，则馈给器顶端的圆周速度在切割器顶端的圆周速度的百分之60与80之间。上述值适用于其中搅拌器载有粘性高的混合物的情形。如果搅拌器空载，即空转，则切割器组件可以在明显高于百分之80的圆周速度来驱动，以考虑切割器顶端的圆周速度在切割器和驱动切割器的驱动单元载有混合物时的下降。圆周速度的下降将依赖于搅拌系统的若干参数，比如驱动单元的功率、混合物的粘性和量等。对于空载搅拌器，馈给器顶端的圆周速度优选地在切割器顶端的圆周速度的百分之40与90之间。
根据本发明的搅拌器的一个有利实施例中，用于传送的装置在距离馈给器叶片小于4mm并且大于2mm的距离内延伸。
当在切割器顶端的圆周速度的百分之60与80之间的圆周速度驱动馈给器顶端时，所述尺度为最佳。如果馈给器顶端的圆周速度增加，则可以减少用于传送的装置的延伸距离。用于传送的装置的延伸距离或者高度的有效性除了其他因素之外还依赖于驱动馈给器顶端的圆周速度。如果馈给器顶端的圆周速度低，比如切割器顶端的圆周速度的百分之10，则用于传送的装置的延伸距离或者高度可以具有用于建立有效传送的值8mm。如果馈给器顶端的圆周速度高，比如切割器顶端的圆周速度的90％，则用于传送的装置的延伸距离或者高度可以具有用于建立有效传送的值0.5mm。
如果馈给器顶端的圆周速度以切割器顶端的圆周速度的百分之5的阶跃从切割器顶端的圆周速度的百分之10增加至切割器顶端的圆周速度的百分之60，分别为切割器顶端的圆周速度的百分之10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60，则用于传送的装置的高度可以对应地和等距地减少，即分别为8、7.6、7.2、6.8、6.4、6.0、5.6、5.2、4.8、4.4和4.0mm。
如果馈给器顶端的圆周速度以切割器顶端的圆周速度的百分之2的阶跃从切割器顶端的圆周速度的百分之60增加至切割器顶端的圆周速度的百分之80，分别为切割器顶端的圆周速度的百分之60、62、64、66、68、70、72、74、76、78和80，则用于传送的装置的高度可以对应地和等距地减少，即分别为4.0、3.8、3.6、3.4、3.2、3.0、2.8、2.6、2.4、2.2和2.0mm。
如果馈给器顶端的圆周速度以切割器顶端的圆周速度的百分之1的阶跃从切割器顶端的圆周速度的百分之80增加至切割器顶端的圆周速度的百分之90，分别为切割器顶端的圆周速度的百分之80、81、82、83、84、85、86、87、88、89和90，则用于传送的装置的高度可以对应地和等距地减少，即分别为2.0、1.85、1.70、1.55、1.40、1.25、1.10、0.95、0.80、0.65和0.5mm。
在根据本发明的一个实施例中，馈给器顶端可在圆周速度来驱动，该圆周速度根据预定模式在搅拌过程中变化。
馈给器对搅拌物施加的离心力根据预定模式而变化。可以通过识别如下搅拌物来改进有效传送，该搅拌物包含具有作为搅拌物特征性质的尺寸、质量和厚度分布的大块和微粒的混合物。一方面，可以在馈给器叶片的低角速度从馈给器叶片容易地丢弃无粘性和较重的大块。另一方面，质量小的小微粒可能持续地粘附于馈给器叶片，这需要馈给器叶片施加的不同离心力以及所述馈给器叶片的对应不同圆周速度。通过有意地使馈给器叶片的圆周速度在圆周速度范围内遍历，可以用有效方式传送搅拌物的不同组成，各组成具有它的有利对应馈给器顶端圆周速度。可以有利地在搅拌处理的启动过程中使用预定模式。预定模式可以适合于所预备的搅拌物种类。粘性高的搅拌物可能需要与粘性低的搅拌物不同的模式。
可以在搅拌处理启动时有利地施加预定模式以防止配料以不受控的方式开始飞溅。这样的飞溅可能造成搅拌物在容器以外不必要的腐坏或者容器不必要的污染。如果没有使用预定模式，即例如在完全圆周速度开始搅拌，则搅拌物中的块和组成可能上扔到容器的上壁或容器的盖，并且在搅拌处理的剩余时间期间粘附在那里，而没有被恰当地处理。如果在处理或者搅拌之后，搅拌物从容器泻出，则这些未搅拌的沉积物可能与处理的搅拌物一起运送并且破坏搅拌物的质量。出于这些原因，具有如下搅拌器系统一般是有利的，该搅拌器系统具有切割器组件或者馈给器组件，该组件包括附着到可旋转驱动的轴的叶片，该叶片在从轴径向地远离的远端具有顶端，其中轴可通过驱动单元来驱动，其中顶端可在圆周速度来驱动，该速度根据预定模式在搅拌过程中变化。当隔离可在比切割器顶端的圆周速度更低的圆周速度驱动的切割器顶端时也可以有利地使用预定模式这一技术特征，即如果馈给器顶端和切割器顶端的圆周速度无法根据本发明来驱动，预定模式仍然将改进搅拌处理。
在根据本发明的搅拌器系统的又一实施例中，馈给器轴具有馈给器旋转轴，并且切割器轴具有切割器旋转轴，其中馈给器顶端具有到馈给器旋转轴的馈给器顶端距离，并且切割器顶端具有到切割器旋转轴的切割器顶端距离，其中馈给器顶端距离与切割器顶端距离之差小于切割器顶端距离的百分之75。
由于差值小于所述百分之75，馈给器和切割器组件的整体尺度相似或者至少在相同数量级上。如果整体尺度相等，则这具有可以更低成本地制作馈给器和切割器叶片的优点，因为相同设备可以用来生产可以用来制成馈给器叶片和切割器叶片二者的工件。如果馈给器叶片和切割器叶片的整体尺度相似，则在搅拌过程中有效传送和切割的上文讨论的优点尤为明显。有效地进行搅拌时馈给器和切割器的总体尺度除了其他因素之外还依赖于切割器和馈给器叶片的形状。馈给器叶片的形状可以例如适合于设想搅拌物中的配料的有效传送。馈给器的此类适配形状可以不同于切割器的形状。馈给器和切割器的叶片可以关于它们的旋转轴成角度。下文将更具体地描述馈给器和切割器中的此类适配的例子。一般而言，所述适配对用于馈给器和切割器的整体尺度的最佳值并且具体地对馈给器顶端距离和切割器顶端距离具有影响。
馈给器和切割器叶片关于它们的旋转轴在尺寸、形状和定向上的适配可能需要馈给器顶端距离的最佳值，其与切割器顶端距离不同(意味着不相等)。这归因于可以沿着切割器和馈给器组件大规模传送混合物并且因此实现更佳混合的流动模式的不对称。可以通过使用与切割器顶端距离不同的馈给器顶端距离来容易地引起这样的不对称。一般而言，存在三种可能。在第一可能布置中，馈给器顶端距离超过切割器顶端距离。在这种第一布置中，馈给器轴的角速度应当明显低于切割器轴的角速度，以在比切割器顶端更低的圆周速度驱动馈给器顶端。在第二布置中，馈给器顶端距离等于切割器顶端距离，以补偿较大馈给器顶端距离。在这种第二布置中，馈给器轴的角速度应当低于切割器轴的角速度，以在比切割器顶端更低的圆周速度驱动馈给器顶端。在第三布置中，馈给器顶端距离小于切割器顶端距离。在这种第三布置中，可能的是馈给器轴的角速度等于或者超过切割器轴的角速度，但是馈给器轴的角速度不可以增加至馈给器顶端的圆周速度超过切割器顶端的圆周速度这一程度。一般而言，使用比切割器顶端距离更大的馈给器顶端距离对于有效搅拌处理而言是有利的。
附图说明
本发明搅拌器的这些和其他方面将参照附图进一步阐明和描述，附图中：
图1是根据本发明一个实施例的搅拌器系统的透视图。
图2是根据本发明一个实施例的切割器组件的透视图。
图3是根据本发明一个实施例的馈给器组件的透视图。
图4是图3的馈给器叶片的截面图。
图5是根据本发明一个实施例的馈给器叶片的截面图。
图6是根据本发明一个实施例的馈给器叶片的截面图。
图7是根据本发明的馈给器和切割器的一个实施例的透视图。
图8是示出了图7的馈给器和切割器的圆轨道和速率的示图。
图9是示出了切割器组件的角速度的预定模式的曲线图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的搅拌器系统10的一个实施例。搅拌器系统10包括基部12和容器14。容器14装配到基部12，从而它在配料混合物(未示出)的搅拌过程中固定到基部12。容器14可以从基部12移开，以便例如清洁容器14。容器14可以由任何材料或者材料的组合制成。容器14由透明材料制成，以允许用户在搅拌处理中观察搅拌处理和配料在容器14中的流动。然而，材料也可以包括不透明的另一材料，比如不锈钢。容器14具有在容器14的开放侧20形成于容器14的壁部分18中的管口16。搅拌器基部12定位于容器14的底边22。在基部12附近容纳切割器组件24和馈给器组件25。切割器组件24具有切割器26(图2中所示)。馈给器组件25具有馈给器62(图3中所示)。馈给器62附着到馈给器轴64。切割器26附着到切割器轴30。切割器轴30和馈给器轴64通过容纳于基部12中的驱动单元100来可旋转地驱动。未示出驱动单元100。在下图中相同标号表示相同或者相似部件。
在图2中描绘了图1的切割器26的透视图。箭头50表示切割器26的既定旋转方向。切割器26可以例如由金属片冲压而成。在图2中所示实施例中，切割器具有中心部分27和形成切割器叶片28的四个部分。切割器叶片28关于中心部分27绕折线39折叠。各切割器叶片28具有切割边29。当叶片28关于中心部分27来折叠时，切割边29可以在不同水平操作，由此延伸在包括中心部分27的平面以上和以下的切割器26的动作区。描绘了切割器26从切割器轴30去耦合。在图2中仅示意地描绘了切割器轴30的一部分34。切割器轴30的部分34对应于切割器叶片28中的开口32。开口32为矩形并且对应于部分34的矩形截面。开口32可以代之以具有不同形状，例如与部分34的相似多边形状截面对应的不对称多边形形状。通过使用开口32的不对称形状以及与开口32对应的部分34的不对称截面，防止了切割器叶片28在拆卸切割器系统以便例如清洁或者和保养之后被倒置装配。
中心部分27垂直于切割器26的旋转轴38。线40平行于中心部分27并且垂直于轴30的旋转轴38。线40与开口32中的轴38相交。切割器叶片28以折叠角42沿折线39折叠。切割器26的各切割器叶片28在叶片的远端(即在叶片从旋转轴38径向地远离的一端)具有切割器顶端36。切割器顶端36与旋转轴38之间的径向距离由箭头44表示并且将称为切割器顶端半径。切割器顶端半径44依赖于折叠角42的值、中心部分27的整体尺度以及切割器叶片的长度。例如通过将不同折叠角用于各切割器叶片28，各叶片可以具有不同切割器顶端半径44，而同时在旋转轴38的方向上延伸切割器的动作区。
在图3中示意地描绘了图1的搅拌器系统10的馈给器62。箭头150表示馈给器62的既定旋转方向。旋转方向使得搅拌物中的微粒和组成暴露于馈给器叶片628上的切割边629的冲击。与切割器26类似，馈给器62可以由金属片冲压而成。在图3中所示实施例中，馈给器具有中心部分627和形成馈给器叶片628的四个部分。取而代之，馈给器可以由带形式的两个堆叠部分形成，各带具有中心部分和在带的末端处的两个叶片部分，两个带经由中心部分中的孔连接到轴(未示出)。在图3中，与关于切割器26所示相似，馈给器叶片628关于中心部分627沿折线639折叠。各馈给器叶片628具有切割边629。这些切割边629在搅拌物中的较大块朝向切割器26传送之前预切割这些块。当叶片628关于中心部分627来折叠时，切割边629可以在不同水平操作，由此在馈给器62的旋转轴638的方向上延伸馈给器62的动作区。
将馈给器62描绘为从馈给器轴64去耦合。馈给器62可以经由开口632装配到馈给器轴64。在图3中示出了馈给器轴64的仅一部分65。馈给器轴64的部分65对应于馈给器62的中心部分627中的开口632。开口632为矩形并且对应于部分634的矩形截面。开口可以代之以具有不同形状，例如与部分65的相似多边形状截面对应的不对称多边形形状。通过使用开口的不对称形状以及与开口的不对称形状对应的部分65的截面，可以防止馈给器62在拆卸馈给器组件25以便例如清洁或者保养之后被倒置装配。优选地，馈给器62中的开口632应当不同于切割器26中的开口32，以防止将馈给器62视为切割器26。这样的互换可以造成馈给器62装配到切割器轴30并且反之亦然。
中心部分627垂直于馈给器62的旋转轴638。线640平行于中心部分627并且垂直于馈给器轴64的旋转轴638。线640与开口632中的轴638相交。馈给器叶片628以折叠角绕折叠线639折叠。这样的折叠角由弯曲箭头642表示。在图3的实施例中，馈给器叶片628具有四个馈给器顶端636。各叶片628具有从旋转轴638径向地远离的远端或者馈给器顶端636。馈给器顶端636与旋转轴638之间的径向距离由箭头644表示并且将称为馈给器顶端半径644。馈给器顶端半径644依赖于折叠角642的值、馈给器叶片的长度以及中心部分627的尺度。通过将不同折叠角用于各馈给器叶片628，各叶片628可以具有不同馈给器顶端半径644。通过提供具有不同折叠角642的馈给器叶片628，可以适配馈给器的动作区。这同样适用于切割器叶片28的折叠角42的适配(见图2)。根据切割器顶端半径44和馈给器顶端半径644以及馈给器轴和切割器轴的角速度，可以选择折叠角42和642以最优化搅拌器系统10的有效性。
馈给器叶片628具有如箭头650所示在径向方向上从旋转轴638延伸的肋646。在所示实施例中，各叶片具有一个肋。取而代之，用于传送的装置可以包括每叶片多个肋，例如形式为平行布置的两个肋。由于不同馈给器叶片628可以具有非零折叠角642，所以肋646可以不垂直于轴638。因此，这些肋也在与旋转轴638平行的方向上延伸。肋646具有面向馈给器顶端636的圆周速度方向上的传送面或者表面648(图4)。可以通过馈给器叶片628的切割边629来预切割搅拌物的配料。在预切割之后，馈给器叶片628向前移动预切割材料。馈给器叶片在切割边629附近的最先部分既狭窄又锐利以便切割。馈给器叶片的这样的狭窄刀式形状并不具体地适合于传送搅拌物。传送面648与圆周速度成角度以获得足以抓取搅拌物中的配料的便利。操作馈给器62使得它的顶端636的圆周速度小于切割器的顶端36的圆周速度。如果馈给器62具有传送表面648，则可以获得馈给器的切割与馈给功能之间的良好平衡。传送表面648抓取搅拌物中的配料并且在旋转移动中运送它们。在这一旋转移动过程中，在传送表面与由这些表面抓取的配料之间可维持离心力。传送表面648防止配料在它们到达馈给器62与切割器26之间的共同操作邻近区之前离开馈给器62。可以有效地支持搅拌物的循环。
图4示出了如图3中所示馈给器叶片628的截面IV-IV’。切割边629的圆周速度由箭头654表示。肋646被定向成与馈给器叶片628的顶面成锐肋角。肋角由弯曲箭头650表示。角度也可以具有不同值。肋相对于馈给器叶片628的顶面656而言的高度由箭头652表示。用于高度652的最佳值依赖于馈给器顶端的圆周速度。观察到用于传送的装置646的高度与馈给器的圆周速度有关，从而为了防止在混合物中形成空穴，馈给器顶端的圆周速度应当减少至切割器顶端的圆周速度的60％-80％的优选值。在没有用于传送混合物的装置如肋646的情况下，馈给器顶端圆周速度的减少较与用于传送搅拌物的装置如肋646组合的馈给器顶端圆周速度的减少而言馈给效果对于搅拌处理没有那么有效。用肋46获得的甚至改进更多的馈给效果当肋高度652在4mm与2mm之间时最佳，其中4mm的高度在馈给器顶端的圆周速度为切割器顶端的圆周速度的60％时适用，并且其中2mm的高度在馈给器顶端的圆周速度为切割器顶端的圆周速度的80％时适用，即用于传送装置646的高度652的最佳值随着馈给器顶端的圆周速度增加而减少。
图5是根据本发明一个实施例的馈给器叶片628的截面。馈给器叶片628具有用于传送混合物的装置646。在图5的实施例中，装置646由馈给器叶片628的折叠延伸形成。这样的折叠延伸的一个优点在于从馈给器叶片的顶面到传送面648的连续过渡。连续过渡有助于容易清洁并且防止混合物或者搅拌物中的微粒或者组成647沉积于从顶面656到面648的过渡上。这样的沉积可能有碍于搅拌物沿着馈给器组件的有效传送。如图5中所示折叠馈给器叶片628的后部是一种产生馈给器叶片的成本有效方式，因为折叠节省了将传送装置648附接到馈给器叶片628的额外工艺步骤。
图6是根据本发明一个实施例的馈给器叶片628的截面。馈给器叶片628具有弯曲传送装置646，然而该装置不同于如图5中所示的传送装置。传送装置646弯曲的程度小于图5中所示弯曲程度。这造成抓取行为的不同效果。这样的不同行为可以有利地用来将不同集合的可更换馈给器应用于各种搅拌目的。不脱离本发明可以使用各种形状。
图7是根据本发明的馈给器和切割器的一个实施例的透视图。切割器组件24和馈给器组件25分别具有切割器叶片28和馈给器叶片628。切割器叶片28和馈给器叶片628分别具有切割器顶端36和馈给器顶端636。示出了切割器顶端半径44和馈给器顶端半径644。顶端36和636分别描画由圆52和152表示的圆轨道。由于切割器顶端半径44和馈给器顶端半径644可以具有不同值，所以圆52和152的直径可以具有不同值。
图8示意地描绘了图7的实施例的顶视图。图解地示出了馈给器顶端636和切割器顶端36的圆轨道和圆周速率。圆52表示切割器顶端36的轨道。切割器26的旋转方向由箭头50表示。在图8的实施例中，切割器26逆时针运行。圆152表示馈给器顶端62的轨道。馈给器的旋转方向由箭头150表示。在图8的实施例中，馈给器62顺时针运行。点60表示圆52与连接圆52和152的中心的线之间的交点。切割器顶端36在点60的圆周速度由在图8的右侧的箭头54表示。点61表示圆152与连接圆52和152的中心的线之间的交点。馈给器顶端636在点61的圆周速度由在图8的左侧的箭头154至157表示。
切割器顶端的圆周速度54与馈给器顶端的圆周速度155之差由双头箭头56表示。在这一例子中，如果切割器顶端和馈给器顶端具有相似半径44和46，则可以在超过馈给器顶端圆周速度的圆周速度驱动切割器顶端。由箭头58表示的角度对应于切割器的角速度26。由箭头158表示的角度对应于馈给器的角速度62。如箭头56所示圆周速度差根据本发明应当优选为正。根据本发明，在馈给器顶端半径明显地小于切割器顶端半径的配置中，馈给器的角速度可以超过切割器的角速度，而同时馈给器顶端具有比切割器顶端的圆周速度低的圆周速度。
容器在切割器和馈给器组件附近的壁部分在图7和图8中未示出。如果容器的所述壁部分有如下形状则对于所示所有实施例是有利的，该形状保证由馈给器运送的并且离开馈给器动作区的组成被主要地或者至少很大程度上传送到切割器的动作区中。这样的壁部分应当优选地紧密包围由馈给器的顶端描画的轨道，但是壁部分不应当完全地包围所述轨道，因为由切割器运送到切割器的动作区中的组成的无障碍通行应当可能沿着从馈给器的动作区到切割器的动作区中的直接路径。馈给器被布置成与切割器有共同操作邻近性，馈给器的动作区具有与切割器的动作区的重叠。该重叠是其中馈给器和切割器均可以影响混合物的区域。共同操作邻近区延伸至或者可能增加至馈给器不运行到切割器的一部分中就无法安全和自由运行的点。例如可以通过将馈给器和切割器的叶片放置成相对于它们的旋转轴成不同角度或者通过将切割器和馈给器的叶片布置在不同高度来避免馈给器与切割器之间这样的冲突。通过按照不同高度的后一布置，馈给器和切割器的顶端在平行但是不重合的平面中描画圆轨道。馈给器和切割器在可以分别沿着馈给器和切割器的旋转轴突出的范围内移动。切割器和馈给器范围的沿着切割器和馈给器的轴的此类突出分别是例如如图8中所示圆形状。
如果馈给器和切割器的叶片在不重合平面中可移动，则馈给器可以容纳于与切割器的重叠布置中，即与切割器如此接近以至于切割器的旋转轴与馈给器的旋转轴之间的最短距离小于馈给器顶端距离与切割器顶端距离之和。在这样的重叠布置中，馈给器和切割器的轴向突出滑动到彼此中，这造成两个重叠圆与开放8字形状相似的构成。圆重叠的区域对应于共同操作邻近区。取而代之，轴向突出可以不重叠，但是仅相互接触或者相互分离。当例如通过应用小的顶端距离或者在馈给器与切割器的旋转轴之间大的距离来分离轴向突出物时，在馈给器与切割器之间没有冲突危险，然而应当仔细建立共同操作邻近区。
图9示出了如何可以调节切割器的角速度从而以适度角加速度增加角速度。这样的适度角加速度允许在搅拌处理的数个阶段中产生搅拌物的恒定流速。在第一阶段中，搅拌物主要包括未切割块，而在搅拌处理结束时，搅拌物表现为均匀流体。由于切割器的角速度在搅拌处理开始时适度，所以无需消费者有所预防以防止混合物在搅拌处理启动时飞溅。
为了使未混合和均匀的搅拌物达到连续和恒定流速，切割器的角速度可以在至少三秒、但是优选为多于三秒内持续地斜升(rampup)。切割器轴在50rad/s2与200rad/s2之间的角加速度表明令人满意的结果。可以在恒定角加速度或者在可变角加速度获得这些结果。
尽管在附图和前文描述中已经具体地图示和描述本发明，但是这样的图示和描述将被认为是示例或者举例而不是限制；本发明不限于公开的实施例。例如，有可能在其中存在多于两个组件或者其中两个或者更多馈给器组件与切割器组件协作的一个实施例中运用本发明。有可能馈给器组件仅有馈给功能并且馈给器叶片没有切割边。
本领域技术人员可以在实施要求保护的发明时根据对附图、公开内容和所附权利要求的研究来理解和实现对公开的实施例的其他变化。有可能向馈给器的各叶片提供一个或者多个肋以建立用于传送的装置。有可能馈给器和切割器组件在相同方向上而不是在相反方向上旋转。
在权利要求中，用语“包括”并不排除其他单元或者步骤，而不定冠词“一个”或“一种”并不排除多个或多种。单个组件可以实现权利要求中记载的若干项的功能，比如馈给和切割功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施仅仅是事实，并不表明无法有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何标号不应理解为限制范围。
Claims (8)
1.一种搅拌器系统(10)，具有：切割器组件(24)，包括附着到可旋转驱动的切割器轴(30)的切割器叶片(28)，所述切割器叶片(28)在从所述切割器轴(30)径向地远离的远端具有切割器顶端(36)；以及馈给器组件(25)，包括附接到可旋转驱动的馈给器轴(64)的馈给器叶片(628)，所述馈给器叶片(628)在从所述馈给器轴(64)径向地远离的远端具有馈给器顶端(636)，其中所述馈给器轴(64)和所述切割器轴(30)被布置成由至少一个驱动单元驱动，
其特征在于，所述馈给器顶端(636)在比所述切割器顶端(36)更低的圆周速度来驱动，使得所述馈给器顶端(636)被布置成在其顶端圆周速度的临界值以下被驱动，在所述临界值气泡开始出现在所述馈给器叶片(628)的切割边周围的混合物中。
2.根据权利要求1所述的搅拌器系统，其中所述馈给器叶片(628)具有用于将混合物朝向所述切割器组件(24)传送的装置(646)。
3.根据权利要求1或者2所述的搅拌器系统(10)，其中所述馈给器顶端(636)在大于所述切割器顶端(36)的圆周速度的百分之十的圆周速度来驱动。
4.根据权利要求1或者2所述的搅拌器系统(10)，其中所述馈给器顶端(636)在小于所述切割器顶端(36)的圆周速度的百分之九十的圆周速度来驱动。
5.根据权利要求1或者2所述的搅拌器系统(10)，其中所述馈给器顶端(636)在所述切割器顶端(36)的圆周速度的百分之六十与百分之八十之间的圆周速度来驱动。
6.根据权利要求2所述的搅拌器系统(10)，其中所述用于传送的装置(646)在距离所述馈给器叶片(628)的表面小于4mm并且大于2mm的距离内延伸。
7.根据权利要求1所述的搅拌器系统(10)，其中所述馈给器顶端(636)在根据预定模式在搅拌过程中变化的圆周速度来驱动。
8.根据权利要求2所述的搅拌器系统(10)，其中所述馈给器轴(64)具有馈给器旋转轴(638)，并且所述切割器轴(30)具有切割器旋转轴(38)，其中所述馈给器顶端(636)具有到所述馈给器旋转轴(638)的馈给器顶端距离(644)，并且所述切割器顶端(36)具有到所述切割器旋转轴(38)的切割器顶端距离(44)，其中所述馈给器顶端距离与所述切割器顶端距离之差小于所述切割器顶端距离(44)的百分之七十五。
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