CN111107928A - 用于搅拌头的加热装置 - Google Patents

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Abstract

一种由温度控制装置(1)和搅拌头(2)构成的装置，其中温度控制装置(1)包括转接器(3)，并且转接器(3)包括外转接器表面(7)、具有内转接器表面(9)的转接器内部(8)和用于将转接器(3)加热到操作温度的温度控制元件(10)，并且其中转接器(3)在朝向转接器内部(8)的正面上是开放的，并且搅拌头(2)具有轴承毂(4)，该轴承毂具有外轴承毂表面(5)、内轴承毂表面(6)和轴承衬套，并且轴承衬套在紧靠内轴承毂表面(6)的同时形状配合到轴承毂(4)中，并且其中转接器内部(8)被设计用于容纳轴承毂(4)，并且外轴承毂表面(5)基本上完全紧靠内转接器表面(9)。

Description

用于搅拌头的加热装置
技术领域
本发明涉及一种由温度控制装置和搅拌头构成的装置。
背景技术
在生物制药工业、食品工业领域，特别是在无菌液体生产过程领域，搅拌头在搅拌容器中被用作搅拌器的一部分。搅拌容器通常被设计成气密的和可封闭的、由金属或玻璃制成的锅炉形状的容器，这保证了容易清洁和消毒，从而保证了多次使用。容纳在搅拌容器中的搅拌介质的混合通过搅拌器的搅拌头在搅拌容器中实现，搅拌头根据应用可以包括一个或几个搅拌叶片。此外，搅拌头可以连接到搅拌轴上，在搅拌轴上布置有搅拌轴叶片，以便在具有较大容积的容器中均匀地混合搅拌介质。在指定的应用领域，在产品的无菌性方面设定了高标准，因此这些产品的生产、储存和运输必须在无菌条件下进行。在搅拌器中，搅拌头常规地通过旋转机械密封件连接到驱动单元。然而，通过旋转机械密封件密封的搅拌器存在密封件上可能发生泄漏的缺点。此外，这种类型的密封件的维护是劳动密集型和昂贵的，如果维护适当地进行，则泄漏在最小范围内。然而，在制药领域和食品工业中，这种泄漏和相关的搅拌介质污染对产品的无菌性和免于污染构成了高风险。因此，这些行业越来越多地从用滑环密封的搅拌器转向具有磁力联接器的搅拌器，具有磁力联接器的搅拌器也被称为磁力搅拌器。这种搅拌器的搅拌头的安装通过旋转轴承进行，例如滑动轴承。在这种情况下，旋转轴承具有轴承毂，轴承衬套容纳在该轴承毂中。包括用于连接到驱动单元的其他联接机构(例如为机械联接机构)的搅拌头通常还包括单独的旋转轴承。轴承衬套是磨损部件，它在搅拌头的操作期间承受机械负载。一方面，轴承衬套由于旋转轴承中的摩擦而持续磨损，另一方面，例如由搅拌介质中的不均匀性引起的对搅拌头的振动或冲击可能导致轴承衬套的损坏。因此，必须定期检查搅拌头的轴承衬套，并且在必要时进行更换。
传统上，为了更换轴承衬套，搅拌头的轴承毂由服务技师使用热空气鼓风机手动加热。这样，达到了例如200℃至250℃的轴承毂的温度。这种加热的结果是，轴承毂比轴承衬套更猛烈地膨胀，从而轴承衬套从轴承毂中脱落，或者可以由服务技师简单地移除。
已经证明，这种加热方法的一个缺点是，由于用热空气鼓风机手动加热，轴承毂的加热过程既不是以均匀的方式进行，也不是以精确可再现的方式进行。结果是轴承毂中可能出现短期温度峰值，这可能导致轴承毂上的高热负载，并随后导致材料疲劳或应力裂纹。此外，由于高温，执行这项工作的服务技师需要戴上防护手套，以避免烧伤。然而，这些人在这种活动期间遭受烧伤的风险增加了。
现有技术的另一个缺点是，含有温度敏感部件的搅拌头不能用上述方法加热，因为在受限区域有超过某一极限温度的危险。
发明内容
本发明的目的是提供一种由温度控制装置和搅拌头构成的装置，其克服了上述缺点。
根据本发明，本发明的目的得以实现，因为温度控制装置包括转接器，该转接器包括外转接器表面、具有内转接器表面的转接器内部、以及用于将转接器加热到操作温度的温度控制元件，并且其中转接器在朝向转接器内部的正面上是开放的，并且搅拌头具有轴承毂，该轴承毂具有外轴承毂表面、内轴承毂表面和轴承衬套，并且轴承衬套在紧靠内表面的同时形状配合到轴承毂中，并且其中转接器内部被设计用于容纳轴承毂，外轴承毂表面基本上完全紧靠内转接器表面。
装置的根据本发明的实施例提供了温度控制装置和搅拌头，该温度控制装置包括用于将搅拌头的轴承毂容纳在轴承毂的外轴承毂表面上的转接器。转接器包括温度控制元件，其将转接器加热到预定的操作温度。如果搅拌头的轴承毂容纳在转接器中，转接器在外轴承毂表面上封闭轴承毂，从而确保轴承毂被尽可能均匀地加热。以这种方式，获得了这样的优点，即轴承毂的加热过程尽可能均匀且可重复地进行。在这方面，特别有利的是防止轴承轮毂中的温度峰值，结果是避免了由轴承毂的材料的不均匀热膨胀引起的热负载。因此，由于在此过程中材料应力降低，应力开裂的风险降低，并且搅拌头的使用寿命延长。
根据优选实施例的变型，搅拌头可以包括附加的识别装置。所述设备可以例如以RFID芯片的形式存在。识别装置容纳在搅拌头上的受保护位置处，在外轴承毂表面和内轴承毂表面之间的通孔中，其中该通孔由外轴承毂表面上的搅拌叶片封闭。这种隐藏的识别装置用于唯一地识别搅拌头，即使在搅拌头自身上没有光学标记。搅拌头上的光学标记是不可取的，因为它们会损坏搅拌头的表面结构，并有细菌和病菌在搅拌头上局部沉淀的危险。然而，如上所述的识别装置通常表现出增强的温度敏感性，其结果是搅拌头的手动加热很可能导致对识别装置的损坏。根据本发明的装置提供了这样的优点，即，由于搅拌头的轴承毂的均匀加热，避免了温度峰值。这样，防止了在加热过程中损坏识别装置的风险。
附图说明
根据本发明的装置的有利实施例以及替代实施例变型将在下面参考附图进一步详细解释。
图1以侧视图示出了根据本发明的装置的截面，该装置具有温度控制装置和容纳在其中的搅拌头。
图2以侧视图示出了通过图1的温度控制装置的截面。
具体实施方式
图1以侧视图示出了在优选实施例变型中由温度控制装置1和搅拌头2构成的装置的截面图。温度控制装置1包括转接器3，并且搅拌头2包括容纳在转接器3中的轴承毂4。轴承毂4包括外轴承毂表面5和内轴承毂表面6以及轴承衬套(图1中未示出)，该轴承衬套在紧靠内轴承毂表面6的同时形状配合到轴承毂4中。为了提供更好的说明，温度控制装置1在图2中以截面图的形式详细描绘，其中没有容纳搅拌头2。温度控制装置1的转接器3具有外转接器表面7，并且在朝向转接器内部8的正面上是开放的。转接器内部8又具有内转接器表面9。如图1所示，轴承毂4可以容纳在转接器内部8中，并且外轴承毂表面5基本上完全紧靠内转接器表面9。此外，转接器3具有温度控制元件10，其将转接器3加热到操作温度。由于搅拌头2的轴承毂4容纳在转接器3中，并且在内转接器表面9和外轴承毂表面5之间存在大的接触面积，因此获得了确保转接器3和轴承毂4之间特别好的热传递的优点。此外，轴承毂4在每次加热过程中被均匀且可重复地加热。特别有利的是，这消除了在用热空气鼓风机加热过程中为了确保相对均匀的加热而移动带有轴承毂4的搅拌头2的需要。这降低了执行此活动的服务人员被烧伤的风险。另一个优点是，在该过程中搅拌头2上的热负载以及搅拌头2中应力开裂和断裂的风险降低。由于轴承毂4被加热到操作温度，轴承毂4膨胀。轴承衬套具有比轴承毂4小的直径，并且通常由热膨胀系数较低的材料制成，结果，轴承衬套在如图1所示的装置的位置处自身从轴承毂4脱离，或者可以简单地从轴承毂4移除。为了将新的轴承衬套插入到轴承毂4中，由搅拌头2和温度控制装置1制成的装置简单地旋转180°，并且新的轴承衬套插入到轴承毂4中。如果在加热过程之前，通过关闭温度控制装置1或从转接器3移除搅拌头2，使轴承毂4的温度降回到初始温度，则轴承毂4将重新收缩，并且轴承衬套将固定在轴承毂4中。
图1和图2所示的温度控制装置1还具有外壳11和绝缘体12。外转接器表面7基本上完全被绝缘体12包围，并且绝缘体12基本上完全被外壳11包围。绝缘体12和外壳11因此基本上完全围绕转接器3布置，除了正面。在该优选实施例变型中，转接器3在外转接器表面7上是绝热的。以这种方式，获得了即使在温度控制元件10开启的情况下也可以触摸和操纵温度控制装置1的优点。特别有利的是，使用根据本发明的装置工作的服务人员被烧伤的风险因此进一步降低。此外，温度控制装置1因此可以在任何操作状态下移动，并且例如可以在没有保护手套的情况下翻转，以用于插入新的轴承衬套。
图1所示的搅拌头2附加包括搅拌叶片13，搅拌叶片13布置在外轴承毂面5上。在优选的实施例变型中，搅拌头2具有至少一个搅拌叶片13。转接器3具有狭槽14(参见图2)，该狭槽14从正面开始并从转接器内部8延伸到外转接器表面7，用于容纳至少一个搅拌叶片13。当轴承毂4容纳在转接器内部8时，搅拌叶片13穿过狭槽14伸出转接器内部8。搅拌头2上搅拌叶片13的布置提供了这样的优点：通过适当选择搅拌叶片13的形状，搅拌头2可以适应不同的搅拌介质。所描述的带有狭槽14的转接器3的设计实现了这样的优点：带有搅拌叶片13的搅拌头2也可以被根据本发明的装置加热。
如上所述，如果温度控制装置1包括附加的绝缘体12和外壳11，那么，在具有带至少一个搅拌叶片13的搅拌头2的该装置的实施例变型中，绝缘体12和外壳11具有至少一个狭槽14，该狭槽14从外转接器表面7开始并且基本上沿着转接器3的狭槽14的路线延伸穿过绝缘体12和外壳11。以这种方式，获得了这样的优点：具有搅拌叶片13的搅拌头2也可以由包括外壳11和绝缘体12的温度控制装置1加热。
在优选的实施例变型中，搅拌头1的轴承毂4具有识别装置(图1和图2中未示出)和在外轴承毂表面5和内轴承毂表面6之间的通孔。识别装置定位在通孔中，搅拌叶片13封闭外轴承毂表面5上的通孔。以这种方式，获得了在搅拌头2的表面上没有光学标记的情况下可以清楚地识别搅拌头2的优点。在这种情况下，识别装置可以例如通过RFID芯片来实现，这种类型的识别装置显示出增强的温度敏感性。根据本发明的装置提供了这样的优点：带有识别装置的搅拌头2被均匀地加热，从而避免了可能损坏识别装置的温度峰值。
根据另一个优选实施例变型，温度控制元件10包括至少一个加热元件和至少一个温度计。以这种方式，获得了这样的优点，即，提供了对温度控制装置1以及随后对转接器3和轴承毂4的特别敏感的温度控制。如果应用多于一个的加热元件和多于一个的温度计，可以实现转接器3的特别均匀的加热和特别均匀的温度分布。
如图1和图2所示，在优选实施例变型中，外壳11具有电缆馈通开口15。以这种方式，获得了这样的优点：温度控制元件10的供电线路在限定的点被引导出外壳11。
温度控制装置1的转接器优选地由铝、铜或包含铝和/或铜的合金制成。以这种方式，获得了确保从温度控制元件10到轴承毂4的特别好的热传递的优点。

Claims (8)

1.一种由温度控制装置(1)和搅拌头(2)构成的装置，其特征在于，所述温度控制装置(1)包括转接器(3)，并且所述转接器(3)包括外转接器表面(7)、具有内转接器表面(9)的转接器内部(8)和用于将所述转接器(3)加热到操作温度的温度控制元件(10)，并且其中，所述转接器(3)在朝向所述转接器内部(8)的正面上是开放的，
并且所述搅拌头(2)具有轴承毂(4)，所述轴承毂具有外轴承毂表面(5)、内轴承毂表面(6)和轴承衬套，并且所述轴承衬套在紧靠所述内轴承毂表面(6)的同时形状配合到所述轴承毂(4)中，并且其中，所述转接器内部(8)被设计用于容纳所述轴承毂(4)，并且所述外轴承毂表面(5)基本上完全紧靠所述内转接器表面(9)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述搅拌头(2)具有布置在所述外轴承毂表面(5)上的至少一个搅拌叶片(13)，并且所述转接器(3)具有从所述正面开始并从所述转接器内部(8)延伸到所述外转接器表面(7)的至少一个狭槽(14)，其中，如果所述轴承毂(4)容纳在所述转接器内部(8)中，所述搅拌叶片(13)穿过所述狭槽(14)伸出所述转接器内部(8)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述轴承毂(4)具有识别装置和在所述外轴承毂表面(5)和所述内轴承毂表面(6)之间的通孔，所述识别装置定位在所述通孔中，并且所述搅拌叶片(13)在所述外轴承毂表面(5)上封闭所述通孔。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度控制装置(1)包括外壳(11)和绝缘体(12)，其中，所述外转接器表面(7)基本上完全被所述绝缘体(12)包围，并且其中，所述绝缘体(12)基本上完全被所述外壳(11)包围。
5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述温度控制装置(1)包括外壳(11)和绝缘体(12)，其中，所述外转接器表面(7)基本上完全被所述绝缘体(12)包围，其中，所述绝缘体(12)基本上完全被所述外壳(11)包围，并且其中，所述绝缘体(12)和所述外壳(11)具有至少一个狭槽(14)，所述狭槽(14)从所述外转接器表面(7)开始并且基本上沿着所述转接器(3)的狭槽(14)的路线延伸穿过所述绝缘体(12)和所述外壳(11)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述温度控制元件(10)包括至少一个加热元件和至少一个温度计。
7.根据权利要求4或5中任一项所述的装置，其特征在于，所述温度控制装置(1)的外壳(11)具有至少一个电缆馈通开口(15)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述温度控制装置(1)的转接器(3)由铝、铜或包括铝和/或铜的合金制成。
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