DE10231367B4

DE10231367B4 - Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien

Info

Publication number: DE10231367B4
Application number: DE10231367A
Authority: DE
Inventors: Klaus Fisch
Original assignee: Cavitron V Hagen & Funke GmbH
Current assignee: Cavitron V Hagen & Funke GmbH
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2022-07-12
Also published as: DE20114253U1; DE10231367A1

Abstract

Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien, insbesondere zum Mischen, Kneten, Fibrillieren und Aufschließen von Feststoffen, mit einem am Boden eines senkrecht stehenden Behälters (10) angeordneten Stator (17), der konzentrische Zahnkränze (20) aufweist, und einem koaxial zum Stator (17) angeordneten Rotor (13) mit Zähnen (28), die in die Zahnlücken zwischen den Zahnkränzen (20) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) mit einer Bodenwand (11) abgeschlossen ist, und dass in einer Aufnahme (16) der Bodenwand (11) ein die Zahnkränze (20) tragender Trägereinsatz (19) des Stators (17) nach Entfernen des Rotors (13) zum Behälterinneren herausnehmbar angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien, insbesondere zum Mischen, Kneten, Fibrillieren und Aufschließen von Feststoffen, gemäß dem Obesbegriff des Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung, von der der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ausgeht, ist bekannt aus DE 36 41 413 C1 . Derartige Vorrichtungen dienen zum Mischen, Zerfasern, Entstrippen, Dispergieren, Aufschließen, Emulgieren, Neutralisieren, Homogenisieren, Extrahieren und ähnlichen Behandlungsvorgängen. Die bekannte Vorrichtung weist einen Stator auf, der konzentrische Zahnkränze trägt und zugleich die Bodenwand eines Behälters bildet. Im Innern des Behälters ist ein Rotor mit sternförmig von einer Nabe abstehenden Armen angebracht, der ebenfalls Zähne aufweist. Die Rotorzähne greifen in die Zahnlücken der Statorzähne ein. Zum Reinigen der Maschine oder zum Auswechseln verschlissener Teile kann der Rotor entfernt werden. Der Stator selbst ist Bestandteil des Behälters. Wenn Teile des Stators defekt sind, muss die gesamte Maschine auseinandergenommen und der Behälter zerlegt werden.

In einer älteren (nicht vorveröffentlichten) Patentanmeldung DE 100 24 813 A1 der Anmelderin ist eine Maschine zur Verarbeitung von Flüssigkeiten beschrieben, die in einem Gehäuse einen Stator und einen Rotor mit horizontaler Achse aufweist. Stator und Rotor haben ineinandergreifende Zahnkränze. Das Gehäuse ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, die auseinandernehmbar sind. Eines dieser Teile bildet eine Stirnwand, an der ein Trägereinsatz des Stators lösbar befestigt ist. Diese Vorrichtung ist nicht am Boden eines senkrecht stehenden Behälters angeordnet. Vielmehr weist sie einen horizontalen Einlass auf, der koaxial zu dem Rotor ausgerichtet ist und einen radialen Auslass. Um Zugang zu dem Rotor zu erhalten, muss das Gehäuse insgesamt auseinander genommen werden.

In DE 87 02 948 U1 ist eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien beschrieben, die einen am Boden eines senkrecht stehenden Behälters angeordneten Stator aufweist. Der Stator ist längs einer Führung vertikal verschiebbar, so dass er zusammen mit dem Rotor aus dem Behälter herausgefahren werden kann. Dadurch werden Stator und Rotor zu Reinigungs- und Reparaturzwecken zugänglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien zu schaffen, die auf einfache Weise gereinigt und gewartet werden kann, ohne dass umfangreiche Demontagearbeiten erforderlich sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach ist der Behälter mit einer Bodenwand abgeschlossen. In einer Aufnahme der Bodenwand ist ein die Zahnkränze tragender Trägereinsatz des Stators nach Entfernen des Rotors zum Behälterinneren herausnehmbar angeordnet. Vorteilhafte Aausgestaltrungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zum Zwecke der Reinigung oder Wartung kann der Trägereinsatz, der in einer Aufnahme der Bodenwand enthalten ist, in seiner Gesamtheit zum Behälterinnern hin herausgenommen werden, nachdem zuvor der Rotor entfernt wurde. Der Stator kann dann aus dem Behälter herausgenommen werden und er steht für eine Reinigung, Überholung oder Wartung zur Verfügung. Es ist nicht erforderlich, den gesamten Behälter zu demontieren. Vielmehr muss der Behälter lediglich geöffnet werden, um Zugriff zu dem Trägereinsatz zu erhalten. Dies geschieht durch Abnehmen eines Deckels des Behälters. Die Bodenwand ist fester Bestandteil des Behälters und braucht nicht entfernt zu werden. Bei herausgenommenen Trägereinsatz kann auch der Behälter einer Reinigung und Wartung unterzogen werden.

Es ist beispielsweise möglich, den Stator samt Trägereinsatz und Zahnkränzen insgesamt auszuwechseln und durch einen neuen Stator zu ersetzen, beispielsweise wenn die Zahnkränze, die in der Regel aus Hartmetall bestehen, verschlissen oder beschädigt sind.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zahnkränze an dem Trägereinsatz herausnehmbar befestigt sind. Dies bedeutet, dass jeder einzelne Zahnkranz des Stators von dem Trägerkörper abgenommen und ersetzt werden kann. Hierdurch wird insbesondere im Fall eines Zahnbruchs die Reparaturarbeit wesentlich vereinfacht und verbilligt, weil nur der defekte Zahnkranz ausgewechselt werden muss. Dies geschieht auf sehr einfache und schnelle Weise durch Herausnehmen des Stators aus dem Behälter und dann Herausnehmen des Zahnkranzes aus dem Stator.

Zur Erleichterung des Herausnehmens des Trägereinsatzes aus der Ausnehmung als auch des Herausnehmens der Zahnkränze aus dem Trägereinsatz können jeweils Gewindebohrungen für Drückschrauben vorgesehen sein. Durch Drehen der Drückschrauben wird das zu montierende Teil aus seinem Sitz gelöst und linear verschoben.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder Zahnkranz des Stators einen Trägerring aufweist und dass jeweils ein Trägerring einen benachbarten Trägerring übergreift und niederhält. Hierdurch werden die herausnehmbaren Zahnkränze sicher am Stator festgehalten. Der äußerste Ring, der den letzten Ring bildet, kann durch eine Haltevorrichtung, beispielsweise eine Schraube, am Trägereinsatz gesichert sein.

Vorteilhaft weist der Stator einen separat zu dem Trägereinsatz an der Bodenwand befestigten inneren Ringeinsatz auf, der die Aufnahme für den Stator begrenzt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
In der Zeichnung ist die Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien im Längsschnitt dargestellt.
Die Vorrichtung weist einen Behälter 10 auf, der beispielsweise einen Durchmesser von 600 mm hat und senkrecht stehend angeordnet ist. Der Behälter kann runden oder polygonen Querschnitt haben. Er ist am unteren Ende durch eine Bodenwand 11 abgeschlossen. Durch eine Öffnung der Bodenwand 11 führt eine Welle 12 für den Antrieb eines Rotors 13 hindurch. Die Bodenwand 11 weist einen umlaufenden hochstehenden Rand 14 auf, auf dem die Seitenwand oder eine schräge Übergangswand 15 des Behälters 10 befestigt ist. Die Bodenwand 11 begrenzt zusammen mit ihrem Rand 14 eine ringförmige Aufnahme 16, in der ein ringförmiger Stator 17 angeordnet ist. Der Stator 17 hat eine als Innenkegel ausgebildete Arbeitsfläche 18. Der Ringquerschnitt des Stators 17 hat generell die Form eines rechtwinkligen Dreiecks, wobei die Arbeitsfläche 18 die Hypotenuse bildet. Der Stator 17 besteht aus einem ringförmigen Trägereinsatz 19, der passend in der Aufnahme 16 enthalten ist, und mehreren entlang der Arbeitsfläche 18 angeordneten Zahnkränzen 20. Zur Innenseite hin wird die Aufnahme 16 durch einen inneren Ringeinsatz 21 begrenzt, der den mit einer Dichtung 22 abgedichteten Wellendurchgang der Welle 12 bildet. Am äußeren Umfang ist der Trägereinsatz 19 mit einer ringförmigen Dichtung 23 gegen die Umfangswand der Aufnahme 16 abgedichtet. Am inneren Umfang ist der Trägereinsatz mit zwei ringförmigen Dichtungen 24 und 25 gegen den die Aufnahme 16 nach innen begrenzenden inneren Ringeinsatz 21 abgedichtet. Auf diese Weise wird verhindert, dass die zu behandelnde Masse hinter den Trägereinsatz 19 vordringt.
Der Rotor 13 weist eine auf der Welle 12 befestigte Nabe 26 und mehrere radial davon abstehende Arme 27 auf. Die Arme 27 tragen nach unten gerichtete Zähne 28, welche mit Zähnen 29 der Zahnkränze 20 des Stators zusammengreifen. Die Zähne 29 stehen von jedem der Zahnkränze 20 nach oben ab. Die Zähne 28 des Rotors 13 greifen in die Zahnlücken zwischen den Zahnkränzen 20 des Stators 17. In Umfangsrichtung sind die Zähne 29 eines jeden Zahnkranzes 20 beabstandet.
Die Zähne 28 und 29 bestehen aus verschleißfestem Material, insbesondere aus Hartmetall. Bei dem Stator 17 bestehen die Trägerringe 30 mit den ihnen einstückig angeformten Zähnen 29 aus Hartmetall.
Die Trägerringe 30, die die kegelförmige Arbeitsfläche 18 bilden, überlappen einander in der Weise, dass der jeweils äußere Kegel den benachbarten inneren Kegel kleineren Durchmessers teilweise überdeckt und in der betreffenden Ausnehmung des Trägereinsatzes 19 niederhält. Der äußerste Ring 20a, der den benachbarten inneren Trägerring 30 niederhält, besteht aus Edelstahl und ist ohne Zähne ausgebildet. Er wird durch eine Schraube 31, die im Trägereinsatz 19 verankert ist, festgehalten. Der äußere Ring 20a bildet somit das Blockierelement für sämtliche Trägerringe 30.
Der Trägereinsatz 19 kann aus der Aufnahme 16 herausgenommen werden. Dies geschieht durch (nicht dargestellte) Drückschrauben, die in Gewindebohrungen 33 der Bodenwand 11 eingedreht werden und die gegen die Unterseite des Trägereinsatzes 19 drücken. Insgesamt sind beispielsweise vier Gewindebohrungen 33 für Drückschrauben gleichmäßig verteilt in der Bodenwand 11 angeordnet. Durch gleichmäßiges Drehen der Drückschrauben wird der Trägereinsatz 19 gleichmäßig in den Innenraum 34 des Behälters 10 hochgedrückt. Bevor dies geschieht, muss natürlich der Rotor 13 entfernt werden. Dies geschieht durch Lösen einer Schraube 35, die den Rotor 13 auf der Welle 12 festhält. Um Zugang zu der Schraube 35 zu erhalten und gleichzeitig zu verhindern, dass die Schraube sich mit dem Verarbeitungsmaterial zusetzt, ist die Schraube 35 von einem rohrförmigen Ansatz 36 umgeben, der mit einem Verschlussstopfen 37 dicht verschlossen ist.
Nachdem der Stator 17 aus dem Behälter 10 herausgenommen ist, kann jeder einzelne Zahnkranz 20 von dem Trägereinsatz 19 gelöst werden. Hierzu ist jedem Zahnkranz 20 im Innern des Trägereinsatzes 19 eine Gewindebohrung 38 zugeordnet, in der eine Drückschraube 39 sitzt. Die Drückschrauben 39 sind von der Unterseite des Trägereinsatzes 19 her zum Drehen zugänglich und sie können gedreht werden, um den jeweiligen Zahnkranz 20 aus der betreffenden Ausnehmung des Trägereinsatzes 19 herauszudrücken. Zuvor muss erst der äußere Ring 20a durch Lösen der Schraube 31 entfernt werden.
Es ist somit möglich, jeden der Zahnkränze 20 einzeln auszuwechseln.
Zum Festhalten des Stators 17 in der Aufnahme 16 dienen Halteschrauben 40, die durch die Bodenwand 11 hindurch in den Trägereinsatz 19 eingeschraubt sind. Zum Lösen des Trägereinsatzes können die Halteschrauben 40 gelöst werden.

Claims

Vorrichtung zur Bearbeitung von Materialien, insbesondere zum Mischen, Kneten, Fibrillieren und Aufschließen von Feststoffen, mit einem am Boden eines senkrecht stehenden Behälters (10) angeordneten Stator (17), der konzentrische Zahnkränze (20) aufweist, und einem koaxial zum Stator (17) angeordneten Rotor (13) mit Zähnen (28), die in die Zahnlücken zwischen den Zahnkränzen (20) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) mit einer Bodenwand (11) abgeschlossen ist, und dass in einer Aufnahme (16) der Bodenwand (11) ein die Zahnkränze (20) tragender Trägereinsatz (19) des Stators (17) nach Entfernen des Rotors (13) zum Behälterinneren herausnehmbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Bodenwand (11) Gewindebohrungen (33) für Druckschrauben zum Herausdrücken des Trägereinsatzes (19) in den Innenraum (34) des Behälters (10) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den inneren und äußeren Umfängen des Trägereinsatzes (19) Dichtungen (23, 24) zwischen Aufnahme (16) und Trägereinsatz (19) vorgesehen sind, die das Eindringen von Material unter den Trägereinsatz (19) verhindern.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnkränze (20) an dem Trägereinsatz (19) herausnehmbar befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahnkranz (20) einen Trägerring (30) aufweist und dass jeweils ein Trägerring (30) einen benachbarten Trägerring (30) übergreift und niederhält.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägereinsatz (19) Gewindebohrungen (38) für Druckschrauben (39) zum Herausdrücken der einzelnen Zahnkränze (20) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (17) einen separat von dem Trägereinsatz (19) an der Bodenwand (11) befestigten inneren Ringeinsatz (21) aufweist, der die Aufnahme (16) begrenzt.