CN107438477A - 具有集成输送泵的混合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使粉末颗粒和/或粒状颗粒或者类似的松散固体与至少一个液体相混合的混合装置，该混合装置包括用于固体的进料管(5)、用于液体的进入口(17)、能够在混合室(7)中绕轴线旋转的至少一个混合工具(8)以及用于混合物的排出口，其特征在于，该混合装置还包括输送泵(14)，其布置于所述进入口(17)与所述混合工具(8)之间。

Description

具有集成输送泵的混合装置
技术领域
本发明涉及一种具有集成输送泵的混合装置，特别是涉及一种用于使粉末颗粒和/或粒状颗粒或者类似的松散固体与至少一个液体相混合的混合装置，该混合装置包括用于固体的进料管、用于液体的进入口、能够在混合室中绕轴线旋转的至少一个混合工具以及用于混合物的排出口。
背景技术
这种混合装置可参阅DE19629945A1并且用于将诸如粉末、颗粒和散装物料等固体混入液体模板中。分开供给固体和液体。在工作中，通过旋转混合工具产生高度湍流区。在此情形下形成低压，由此固体和体液被吸入混合室内。
在高粘度液体的情况下，存在吸入效应不足以建立理想液体通量的风险。
在高粘度的情况下，液体通量下降，因此在进料管中对固体的吸入效应也有所下降。随着液体的粘度增大，装置失去吸取固体的能力。这同样适用于在混合过程进行中增加粘度的混合物。通过连接外部泵，例如容积式泵，这种泵增强吸入效应并且保持液体通量，能够减轻上述问题。然而，这种解决方案在结构上成本高昂。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种前述类型的装置，其能够以简单紧凑的方式构建并且同样适用于处理高粘度的液体或变粘度的混合物。
通过在权利要求1中提出的发明来实现该目的。本发明的有利实施方案参阅从属权利要求及下文的发明内容。
根据本发明，提出一种用于使粉末颗粒和/或粒状颗粒或者类似的松散固体与至少一个液体相混合的混合装置，该混合装置包括用于固体的进料管、用于液体的进入口、能够在混合室中绕轴线旋转的至少一个混合工具、用于混合物的排出口以及输送泵，该输送泵布置于所述接入口与所述混合工具之间。
本发明是基于认识到集成输送泵，即使在处理高粘度或粘度增加的液体时，也能够实现均匀稳定的液体通量。特别有益地，所述装置具有回流，即，混合物被导回到液体容器内并且再被供送给新的处理。
特别是，当释放固体的供料时，例如通过在用于固体的进料管中开启为此设置的阀门，液体通量也保持稳定。相比之下，在常规的混合装置中，至少会暂时性出现吸入效应的“崩溃”，并因此出现液体和/或固体供料的问题。
本发明规定，输送泵布置于进入口与混合工具之间，故相对于固体的输送方向布置于混合工具的上游及进入口的下游。借此，吸入效应得以改善，而不会妨碍将固体供入混合室中，也不必借由结构性措施来避免这一点。
在一种实施方式中，所述排出口和/或所述进入口呈水平或横向布置，并且/或者所述进料管呈垂直且尤其居中布置。所述排出口布置于所述进入口上方。在此情形下，所述泵沿液体的输送方向布置于所述进入口的下游及所述排出口的上游。所述进料管的横截面的几何中心点与所述混合工具的旋转轴线对准。
在本发明的一种实施方式中，所述进料管垂直且相对于所述混合工具的旋转轴线成偏心布置。供入的固体在所述混合工具的中心之外与所述混合工具相接触。由此，在较高圆周速度的区域中以及在所述混合工具上/处进行混合过程。混合物在所述混合工具的这个区域内受到较高的湍流。
在本发明的一种实施方式中，所述进料管能够借由封塞机构、塞子或压力活塞来封闭，其中，所述封塞机构、塞子或压力活塞能够在所述进料管中沿固体的输送方向移动并且与所述进料管的壁部齐平。将一定量的液体与一定量的固体相混合可能不添加不理想的质量流，尤其是空气或者固体或体液。该实施方式的优势在于，所述进料管的壁部保持清洁并且无需再另行清洗。使得沉积得以避免。封塞机构也能够构造成简单的闭锁件。
在本发明的一种实施方式中，在所述输送泵与所述混合室之间存在另一个连接件，其中，所述另一个连接件由所述混合装置的壳体的外侧上的管道或管路构成并且具有通入所述混合室的管口。所述另一个连接件在输送阶段与混合室之间构成液体的旁通管路。借由该旁通管路，所输送液体的一部分经由管口流入混合室内。固体由此从多侧液体形成接触。因此，液体均匀地分布在混合室中。减少固体的局部过度浓缩或浓度不足。
在本发明的一种实施方式中，所述另一个连接件布置于所述混合装置的壳体内，特别是所述另一个连接件是在所述壳体中构造的连接通道。能够省去沿外侧延伸的其他管路。能够避免外置管路的泄漏以及损坏的风险。该实施方式的优势还在于，混合装置的构型能够保持高度紧凑。
在本发明的一种实施方式中，所述另一个连接件的管口由环状间隙和/或至少一个孔道和/或至少一个喷嘴构成。根据混合装置的布置或使用目的，能够设置不同类型的管口。因此，能够处理不同润湿类型的不同混合物。在构造成环状间隙的管口的特别有利的实施方式中，液体以液帘形式流入混合室中。这就改善了固体与液体之间的过渡区域内供入固体的润湿性。通过改善润湿性，避免固体的局部过度浓缩。防止因润湿不足的固体粘接和/或粘附而形成残留物。避免形成团块。借由额外供给液体，还能防止供入固体的局部过热。这种情况可能在因供液不足而产生固体局部浓缩时出现，固体会因与混合工具摩擦而承受高温。还能够以简单有效的方式使用清洗液来冲洗混合室。因而，不再需要打开混合装置就能进行清洗(所谓的“原位清洗(Cleaning-in-Place)”特性)。
在本发明的一种实施方式中，所述环状间隙相对于液体的输送方向布置于所述混合室上方，尤其是环绕所述进料管。环状间隙布置在混合室的“顶盖上”，其优势在于，供入的液体能够借助重力流入混合室并且形成液帘。液体的浸湿表面增大，由此能够更加快速地润湿固体。这有助于改善固体的分散性。环状间隙环绕进料管的布置确保均匀的液体分布。均匀地润湿供入的固体。这就防止由于局部液体不足而出现结块。
在一种实施方式中，所述输送泵由具有输送轮的离心泵构成，所述输送轮包括多个传送叶片，尤其是4个或8个优选弯曲的传送叶片。这种输送泵在结构上易于实现，从以相对较少的耗费就能够升级现有的构型。
在一种替选的实施方式中，所述输送泵由转子-定子装置构成，其包括一个或多个呈同心布置的转子和/或定子轮缘。借助该实施方式，能够粉碎混合物中的凝聚物，并且获得混合物的额外精细的分散性。在混合物再循环时，即混合物再被供送给新的处理时，情况更是如此。
在一种实施方式中，所述传送叶片或所述转子和/或定子轮缘布置于所述输送泵背向所述混合工具的一侧上。这种布置具有特别良好的吸入效应。
在一种实施方式中，所述输送泵布置于与所述混合工具相同的驱动轴上。有鉴于此，所述混合工具与所述输送泵仅需单个驱动电动机。
在一种实施方式中，所述排出口通入排放管路，其导回到液体的容器内，该容器经由进料管路与供液机构相连接。由此，出自容器的原材料能够逐步渐增地混有固体并且一再被送回，直至产生所需的总混合物，其具有相应的均匀度和/或粘度。
在一种有利的实施方式中，所述混合装置呈模块化配置，其具有包括所述混合工具的混合模块、包括所述输送泵的输送模块以及包括所述进入口的入口模块，其中，所述输送模块能够布置于所述混合模块与所述入口模块之间，并且所述入口模块能够直接布置于所述混合模块上。根据该实施方式，能够提供各个模块，并且使这些模块相互结合或者省略某些模块。例如，针对处理低粘度的液体而言，就不需要输送泵。在此情形下，可能省除输送模块，并且将混合模块直接连接至入口模块。倘若借用混合装置处理高粘度的液体，则会(随后)补加输送模块。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明的具体实施例。在这些部分示意图中：
图1示出根据本发明的一种实施方式的混合装置的剖视图；
图2示出如图1所示的混合装置，而其不具有输送模块；
图3示出如图1所示的混合装置的输送轮的透视图；
图4示出如图3所示的输送轮的俯视图；
图5示出根据本发明的另一种实施方式的混合装置的剖视图；
图6示出根据本发明的另一种实施方式的具有旁通管路的混合装置的剖视图；
图7示出根据本发明的一种实施方式的具有偏心进料管的混合装置的剖视图；
图8示出根据本发明的另一种实施方式的具有内置旁通管路的混合装置的剖视图；以及
图9示出根据本发明的另一种实施方式的混合装置的剖视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一种实施方式的混合装置1。所述混合装置成模块化构造并且包括混合模块2、输送模块3和入口模块4。模块2、3和4彼此互连，但能够彼此拆开并且以其他方式彼此相连。图2示出一种变型方案，其中并未设置输送模块3，并且混合模块2直接与入口模块4相连接。
混合模块2具有用来供给固体的竖直中央进料管5以及用于混合物的水平侧向排出口6。进料管5和排出口6通入混合室7，其中布置有混合工具8，该混合工具由具有转子轮缘11和定子轮缘的转子-定子装置9构成。转子9与旋转的驱动轴12相连接，该驱动轴由电动机13来驱动。
在连接至混合模块2的输送模块3中设置设计成离心泵的输送泵14，其具有输送轮15以及多个布置于输送轮15上的传送叶片16。传送叶片16布置于输送轮15背向混合模块2的一侧上。输送轮16正如转子那样与驱动轴12相连接并且因驱动轴12的转动而旋转。
入口模块4连接至输送模块3在图像取向中的下端。入口模块4包括用于液体的水平侧向进入口17。
该进入口17与图中未示的液体容器相连接。此外，排出口6也能够与液体容器相连接，从而形成闭合的环路，混合物能够被送回到液体容器内并且再被供送到混合过程。
在工作中，即在转子9和输送轮15的旋转过程中，通过进料管5将固体吸入混合室7中。特别地，由于通过转子9加速粒子，在混合室7中产生低压，其作用是通过进料管5吸入粉末或颗粒。转子9如此配置和布置，使得固体首先与液体分开输送并且仅在预定的高湍流区域内接触液体。在此情形下，固体在转子9内得到加速并且由于朝转子9的边缘区域体积增大而在散入液体之前精细分布。精细分布的固体壳体再触及表面相对较大的液环，从而固体在以不带凝聚物的方式散入液体中。
借由输送泵14产生额外的吸入效应，这样就确保即使液体具有高粘度或者其年度在混合过程中增加，也能有足够的液体和固体进入混合室7。
图3和图4示出根据如图1所示的本发明的实施方式的输送轮15。输送轮15具有8个传送叶片16，这些传送叶片各自具有一定曲率并且从输送轮的径向外缘向轮毂18的方向延伸，其中传送叶片16的径向内端与轮毂18间隔。
图5示出根据本发明的另一种实施方式的混合装置1。图5中的实施方式与图1中的实施方式的区别在于，输送泵14由具有转子19和定子20的转子/定子装置构成。转子19包括至少一个转子轮缘21。利用该实施方式，实现特别精细的分散性。在混合物再循环时，即混合物再被供送给新的处理时，情况更是如此。
图6示出本发明的一种实施方式，在输送模块3与混合室7之间具有另一个连接件22。这另一个连接件在壳体23之外沿其外侧从输送模块3的水平外置的一侧延伸到混合模块2的外侧。该另一个连接件22构成旁通管路，用于通过输送泵14输送的液体。术语“另一个连接件”与“旁通管路”在下文中作为同义词使用。一部分输送液体能够经由另一个连接件22沿输送泵14的轴线在输送模块3与混合模块2之间绕过输送管道，并且直接进入混合模块2。另一个连接件22由软管或管道管路构成。另一个连接件22具有通入混合室7的管口24。管口24位于混合室7的与混合工具8相对而置的一侧上，在所示的方位中位于上侧，从而液体能够借助重力流入混合室7中。管口24由环状间隙25构成。环状间隙25同心地环绕进料管5。在该实施方式中，进料管5与混合工具8的轴线对准。
图7示出本发明的一种实施方式，包括偏心的进料管5以及外置的旁通管路22。进料管5相对于混合工具8的旋转轴线成偏移布置。旁通管路22的构造成环状间隙25的管口24在混合装置1的壳体23内扩张，使得环状间隙25同样同心地环绕进料管5延伸。
图8示出本发明的一种实施方式，其中形成旁通管路的另一个连接件22在混合装置1的壳体23内沿液体的输送方向(在所示的方位中沿上升方向)从输送模块3延伸到混合模块2。此外，管口24还完全位于混合装置1的壳体23的内部中。旁通管路22完全集成于混合装置1的壳体23内并且构成完全被壳体23包围的通道。
图9示出一种实施方式，包括偏心的进料管5。进料管5借助活塞26封闭。活塞26以可沿固体的输送方向移动的方式布置于进料管5中。活塞26与进料管5的壁部齐平并与壳体23和混合室7形成封闭的空腔。借由相应整合活塞26，以耐压的方式构建混合室7的密封。通过使活塞26沿进料管5移动，将待供入的固体导入混合室7中。
附图标记列表
1 混合装置
2 混合模块
3 输送模块
4 入口模块
5 进料管
6 排出口
7 混合室
8 混合工具
9 转子
10 定子
11 转子轮缘
12 驱动轴
13 电动机
14 输送泵
15 输送轮
16 传送叶片
17 进入口
18 轮毂
19 转子
20 定子
21 转子轮缘
22 其他连接件(旁通管路)
23 混合装置的壳体
24 管口
25 环状间隙
26 活塞

Claims (15)

1.一种用于使粉末颗粒和/或粒状颗粒或者类似的松散固体与至少一个液体相混合的混合装置(1)，该混合装置包括：
用于固体的进料管(5)；
用于液体的进入口(17)；
能够在混合室(7)中绕轴线旋转的至少一个混合工具(8)；以及
用于混合物的排出口(6)，
其特征在于，
该混合装置还包括输送泵(14)，其布置于所述进入口(17)与所述混合工具(8)之间。
2.根据权利要求1所述的混合装置，其中，所述排出口(6)和/或所述进入口(17)呈水平或横向布置，并且/或者所述进料管(5)呈垂直且尤其居中布置。
3.根据权利要求1或2所述的混合装置(1)，其中，所述输送泵(14)相对于固体的输送方向布置在所述进入口(17)上方。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合装置(1)，其中，所述进料管(5)相对于所述混合工具(8)的旋转轴线成偏心布置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的混合装置，其中，所述进料管(5)能够借由封塞机构、塞子或压力活塞(26)来封闭，其中，所述封塞机构、塞子或压力活塞(26)能够在所述进料管(5)中沿固体的输送方向移动并且与所述进料管(5)的壁部齐平。
6.根据前述权利要求中任一项所述的混合装置(1)，其中，在所述输送泵(14)与所述混合室(7)之间存在另一个连接件(22)，其中，所述另一个连接件(22)由所述混合装置(1)的壳体(23)的外侧上的管道或软管管路构成并且具有通入所述混合室(7)的管口(24)。
7.根据权利要求6所述的混合装置，其中，所述另一个连接件(22)布置于所述混合装置(1)的壳体(23)内，特别是其中所述另一个连接件(22)是在所述壳体(23)中构造的连接通道。
8.根据权利要求6或7所述的混合装置(1)，其中，所述另一个连接件(22)的管口(24)由环状间隙(25)和/或至少一个孔道和/或至少一个喷嘴构成。
9.根据权利要求8所述的混合装置，其中，所述环状间隙(25)相对于液体的输送方向布置于所述混合室(7)上方，尤其是环绕所述进料管(5)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的混合装置(1)，其中，所述输送泵(14)由具有输送轮(15)的离心泵构成，所述输送轮包括多个传送叶片(16)，尤其是4个或8个优选弯曲的传送叶片。
11.根据前述权利要求中任一项所述的混合装置(1)，其中，所述输送泵(14)由转子-定子装置(19、20)构成，其包括一个或多个呈同心布置的转子和/或定子轮缘(21)。
12.根据权利要求4或5所述的混合装置(1)，其中，所述传送叶片(16)或所述转子和/或定子轮缘(21)布置于所述输送泵(14)背向所述混合工具(8)的一侧上。
13.根据前述权利要求中任一项所述的混合装置(1)，其中，所述输送泵(14)布置于与所述混合工具(8)相同的驱动轴(12)上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的混合装置(1)，其中，所述排出口(6)通入排放管路，其导回到液体的容器内，该容器经由进料管路与所述进入口(17)相连接。
15.根据前述权利要求中任一项所述的混合装置(1)，其中，所述混合装置呈模块化配置，其具有包括所述混合工具(8)的混合模块(2)、包括所述输送泵(14)的输送模块(3)以及包括所述进入口(17)的入口模块(4)，其中，所述输送模块能够布置于所述混合模块与所述入口模块之间，并且所述入口模块能够直接布置于所述混合模块上。
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