CN104379246A - 双锥式泵送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双锥式泵送装置，该双锥式泵送装置设计成仅在旋转圆锥体的外侧提供液体产品流，使得该泵送装置能兼用于混合含有颗粒的液体产品；并且特别地提高了在食品加工中的混合搅拌应用中的高的泵送能力。双锥式泵送装置包括两个圆锥体和与驱动装置连接的轴向轴，所述两个圆锥体轴向对称地布置成使得所述两个圆锥体的大基底彼此贴靠并且能绕着轴线旋转。本发明还涉及所述泵在液体食品加工中的应用。

Description

双锥式泵送装置
技术领域
本发明总体上涉及一种泵送装置。特别地，本发明涉及一种用于食品加工的双锥式泵送装置，该双锥式泵送装置用于混合和搅拌液体产品，该液体产品包括含有颗粒的液体产品。更特别地，本发明涉及用于在加工/处理容器内混合和搅拌的双锥式泵送装置。
背景技术
在食品加工工业中采用基于旋转的中空圆锥体的构思而构造的混合-搅拌装置是已知的，在该旋转的中空圆锥体中，液体在中空圆锥体的外侧和内侧上加速。然而，由于包含有液体产品在中空圆锥体的内侧上的流动，因而存在颗粒尺寸的限制，该限制制约了这些混合-搅拌装置的实际应用。实际上，这些类型的混合-搅拌装置主要用于粉碎或超微粉碎(micronization)。
旋转圆锥体或圆锥形表面的主题在文献中是广泛已知的。例如，Bruin，S.发表在1969年的化学工程科学24上的“Velocity Distribution in a LiquidFilm Flowing over a Rotating Conical Surface(在旋转圆锥形表面上流动的液膜的速度分布)”的第1647-1654页。在离心力的影响下，沿着旋转圆锥体的表面的流动使得液体加速；基本上，液体从截头圆锥体的小基底流向大基底。液体沿圆锥形表面的加速度与圆锥形表面的几何形状、旋转速度和液体流动特性有关。作为泵、脱气装置、液位控制器的旋转圆锥体的工业应用同样是已知的，如在Henderson,M.H.的2011年9月15日的美国专利申请2011/0219853A1“Hollow Cone Degassing(中空圆锥体脱气)”中所描述的。
市售的混合装置基于旋转圆锥体的物理学原理运行/工作。例如，在Burton,L.的美国专利3170638和美国专利3170639中描述了一种混合和粉碎头。所述专利描述了双锥的几何形状，其中，两个圆锥体均为中空体；即，液体在中空圆锥体的两个面(即外表面和内表面)上加速。一实施例公开了一种插入在两个圆锥体的大基底之间的隔件(即隔圈)，其特征在于，具有沿所述件的高度延伸的细长开口。在另一实施例中，存在有插入在两个圆锥体的大基底之间的平盘；盘的周边可开有槽部或由多个延伸的齿部形成；或者甚至该齿部可呈具有旋转锯片性质的锯齿状。并且因而存在另一实施例，在该实施例中以一角度倾斜的叶片安装在中空圆锥体内以增大该装置的泵送能力(pumping capacity)。
从泵送能力的角度来看，目前市场上提供的旋转双锥式装置具有在可穿过中空圆锥体的颗粒尺寸方面的限制；沿着圆锥体的外表面所夹带的颗粒并不受其尺寸的限制。
在P.J.等人的美国专利5407271中描述了一种一体式的旋转混合器和分散器头。该混合器和分散器头具有圆柱形几何形状的旋转混合室，该混合室安装有叶轮叶片，所述叶轮叶片具有位于混合室外部的端部用以将液体引入混合室中并且将液体通过形成在混合室的壁中的多个竖直的细长开口引出混合室。类似地，在Korstvedt,H.O.的美国专利申请2002/0118597A1中公开了一种具有轴向流的混合头。该混合头具有圆柱形几何形状的旋转混合筛(mixing screen)，该混合筛可安装有多个进给元件，所述多个进给元件安装在所述筛的端部处；这些进给元件可具有不同的形状，包括平的和圆锥形的形状。进给元件包括在相对于纵向轴线的锐角处形成多个开口，使得在旋转时，进给元件在旋转筛内引起沿轴向方向的液体流动。在和Korstvedt的专利中所描述的混合装置的特征在于全部为内部流动，但该内部流动不能兼用于对颗粒的处理。实际上，这些装置为主要用于粉碎或超微粉碎而非仅仅用于泵送的工具。
因此，存在对双锥式泵送装置的需求，该双锥式泵送装置设计成提供液体产品流，并且使得它们能兼用于混合含有颗粒的液体产品。此外，存在对在混合-搅拌方面具有大泵送作用而非具体的粉碎-超微粉碎作用的双锥式泵送装置的需求。因此，本发明的目的是提供一种双锥式泵送装置，该双锥式泵送装置旨在解决上述问题或至少提供满足这些需求的有用的替代方案。
发明内容
在第一方面，本发明涉及双锥式泵送装置，该双锥式泵送装置包括两个圆锥体和与驱动装置连接的轴向轴，所述两个圆锥体轴向对称地布置成使得所述两个圆锥体的大基底(彼此)贴靠并且可绕着轴线旋转。在一特定的优选设计中，双锥式泵送装置包括平盘和至少两个旋转叶片，并且其中，两个圆锥体布置成使得两个圆锥体的大基底搁置在平盘的相对的面上；并且叶片对称地位于平盘的相对的侧上；平盘和叶片均可与两个圆锥体一同旋转。已经发现的是，这种设计在旋转时可在加工容器的内部产生大得惊人的泵送作用。
在第二方面，本发明涉及双锥式泵送装置在液体食品加工中的使用。
在本发明中的双锥式泵送装置允许泵送含有任何尺寸的颗粒的流体，同时确保大的泵送能力。在一优选的实施例中，双锥式泵送装置优选由基本为实心体(与中空体相对)的两个旋转圆锥体制成。旋转圆锥体优选直接地连接至旋转盘，该旋转盘在它的每侧上还显示有旋转叶片以便增大装置的泵送能力。
在另一实施例中，在基本保留双锥式泵送装置的外部流动特性的同时，由两个圆锥体制成的组合的物质体(实体，physical body)可为中空的或可具有封闭的内部空腔，以便减小装置的总重量。这不会改变双锥式泵送装置的任何外部几何形状，同时所述流动维持完全地处于装置的外部，并且可加工含有颗粒的液体产品。
上述的及附加的特征和优点在本文中得到了描述，并且将从以下附图和对装置的详细描述中显而易见。参照附图对本发明的描述并不旨在限制本发明。
附图说明
图1示出根据本发明一实施例的双锥式泵送装置的全视图。
图2示出根据本发明一实施例的双锥式泵送装置的几何形状。
具体实施方式
通过比较，图1中的双锥式泵送装置1200示出本发明的一个实施例，该实施例既允许泵送包含任何尺寸的颗粒的流体又能确保大的泵送能力。泵送装置1200由(与中空体相对的)实心体的旋转圆锥体1220制成。旋转圆锥体1220直接地连接至旋转盘1230，该旋转盘1230在它的每侧上还显示有旋转叶片1240。与市场上的主要用来粉碎或超微粉碎的旋转双锥式装置(其特征为中空圆锥体)不同，泵送装置1200仅为了在加工容器内产生强烈的内部运动的高效的泵送而设计。
参照现有技术，图1中的泵送装置存在四个主要的区别特征：第一，旋转圆锥体1220均为实心的物质体。第二，旋转圆锥体与旋转盘1230直接地连接。第三，旋转盘1230在该旋转盘的每侧上显示有旋转叶片1240或桨叶。并且因而第四，由泵送装置1200引起的流动完全处于旋转装置之外，这允许处理任何尺寸的颗粒。两个圆锥体和平盘可为独立的部件或由一体件制成。
在另一实施例中，在完全地保留了双锥式泵送装置1200的外部流动特征的同时，由两个圆锥体制成的组合的物质体可为中空的或可具有封闭的内部空腔，以便减小该装置的总重量。这不会改变双锥式泵送装置的任何外部几何形状，同时所述流动仍完全地维持在该装置的外侧。
在另一实施例中，在旋转平盘1230上的叶片完全地沿着旋转圆锥体1220以螺旋的构型延伸，以进一步增大双锥式泵送装置的泵送能力。
图2示出双锥式泵送装置的几何形状，因此，尺寸可变化的范围仅由泵送装置的预期目的、该装置的设计功率、结构材料的机械阻力等限制。在图2的特定示例中，旋转圆锥体具有大基底直径A和小基底直径B；旋转盘具有直径C；并且双锥式泵送装置的总高度为D。优选的是，A为5-35cm，B为1-15cm，C为10-40cm，且D为15-55cm。在一特定的优选实施例中，A/B＝5、A/C＝0.5并且A/D＝0.4。
双锥式泵送装置借助于轴安装在加工容器内，最终与驱动装置(例如齿轮箱和马达驱动装置)相关联以用于将转矩从马达传送至泵送装置。此外，马达驱动装置可具有变频驱动器以允许在10RPM(每分钟转数)至数千RPM范围内的旋转速度。泵轴可轴向地或侧向地定位在加工容器中，从加工容器的顶端、从加工容器的底端或从加工容器的任何侧面伸出。
在本说明书中的任何对现有技术文献的参照都不应当认为是承认这些现有技术是广泛已知的或形成本领域中的部分公知常识。
尽管借助于示例描述了本发明，应当理解的是，可作出变型和修改而不偏离由权利要求书所限定的本发明的范围。此外，在存在与特定特征等同的已知的等同方案的情况下，这些等同方案以如同特别指出的方式并入到本说明书中。

Claims (8)

1.一种双锥式泵送装置，包括两个圆锥体和连接至驱动装置的轴向轴，所述两个圆锥体轴向对称地布置成使得所述两个圆锥体的大基底彼此贴靠并且能绕着轴线旋转。
2.根据权利要求1所述的双锥式泵送装置，其特征在于，所述双锥式泵送装置还包括平盘和至少两个旋转叶片，并且其中，所述两个圆锥体布置成使得所述两个圆锥体的大基底搁置在所述平盘的相对的面上；并且所述叶片对称地布置在所述平盘的相对的侧上；所述平盘和所述叶片可与所述两个圆锥体一同旋转。
3.根据权利要求1或2所述的双锥式泵送装置，其特征在于，由组合的两个圆锥体所制成的物质体可为中空的或可具有封闭的内部空腔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的双锥式泵送装置，其特征在于，所述圆锥体的物质体基本为实心体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的双锥式泵送装置，其特征在于，所述平盘具有对称地定位在所述平盘的相对的面上的多个叶片。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的双锥式泵送装置，其特征在于，位于所述平盘上的所述叶片整体地沿着旋转圆锥体以螺旋的构型延伸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的双锥式泵送装置，其特征在于，所述两个圆锥体和所述平盘由一体件制成。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的双锥式泵送装置在液体食品加工中的应用。
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