DE19833307A1

DE19833307A1 - Anlage zum Mischen mit Reinigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19833307A1
Application number: DE19833307A
Authority: DE
Inventors: Dirk Petersen
Original assignee: BRAN and LUEBBE; Bran und Luebbe GmbH
Current assignee: BRAN and LUEBBE; SPX Flow Technology Germany GmbH
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-01-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Mischen mit einem Gehäuse (1), einer Zumischleitung (3) für eine Zumischkomponente und mit einer Ablaufleitung (4) für Gemisch, wobei im Gehäuse (1) ein Rotor (5) angeordnet ist, wobei sie mindestens eine Spülleitung mit einer Mündungsöffnung (10) aufweist, die vorzugsweise im Rotor (5) und/oder in der Zumischleitung (3) angeordnet ist. Zur gleichmäßigen Verteilung auf dem Rotor (5) eines Spülflüssigkeitsstromes sind von den Mündungsöffnungen (10) der Spülleitung Prallplatten (11) oder Prallringe (28) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Mischen, insbesondere von Schüttgut als Zumischkomponente in einen Flüssigkeitsstrom, mittels eines in einem Gehäuse umlaufenden Rotors, mit einer in das Gehäuse mündenden Zumischleitung für eine Zumischkomponente und mit einer Ablaufleitung für Gemisch, wobei die Anlage mindestens eine Spülleitung mit einer Mündungsöffnung aufweist, die in einem Spüldüsenkörper mündet, der auf dem Rotor angeordnet ist.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der EP 0 241 056 bekannt. Zur Vermeidung des Eintrags von Luft weist der Rotor eine Bohrung auf, die aus dem äußeren Bereich zum Zentrum hin geführt ist, um Luftblasen zu entfernen, die sich zwischen dem Rotor und einer weiteren, am Rotor angeordneten Trennscheibe sammeln. Das Gemisch wird bei dieser vorbekannten Anlage im Kreis geführt, wobei die Zugabe einer pulverförmigen Komponente nicht in der Mischkammer selbst, sondern über eine Strahlpumpe erfolgt. Somit tritt bereits ein Flüssig-Fest-Gemisch in die Zumischleitung der Mischkammer ein.

Wird jedoch über die Zumischleitung pulverförmiges Material direkt zugegeben, so ist zu beobachten, daß das Schüttgut häufig im Bereich der Zumischleitung agglomeriert und sich an den Seitenwänden der Zumischleitung ansetzt. Außerdem kommt es im zentralen Bereich des Rotors zu Materialansammlungen, wo die Fliehkraft die Adhäsionskräfte des Agglomerates noch nicht überschreitet. Diese Materialansätze können im Extremfall die Zumischleitung zusetzen, so daß ein weiteres Betreiben der Anlage nicht mehr möglich ist.

Es besteht somit ein dringendes Bedürfnis, die Anlage so zu verbessern, daß ein längerer unterbrechungsfreier Betrieb der Anlage möglich ist, ohne sie reinigen zu müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es also, derartige Betriebsstörungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anlage zur gleichmäßigen Verteilung des Spülstromes eine Prallplatte oder einen Prallring aufweist, der die Mündungsöffnung überdeckend angeordnet ist. Dadurch wird die gesamte Rotorfläche gespült, so daß die Zumischkomponente nicht mehr am Rotor anhaften kann. Insbesondere für Anwendungen im Lebensmittelbereich wird auf diese Weise auch eine Reinigungsmöglichkeit geschaffen, die den Anforderungen an die Aseptik gerecht wird und CIP-Reinigung ermöglicht.

Die Dosiergenauigkeit bleibt auch unbeeinflußt, wenn die Spülleitungen Eintrittsöffnungen aufweisen, die innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, so daß die Spülflüssigkeit aus der Mischkammer selbst entnommen wird.

Die Maßnahme zur Spülung der Rotoroberfläche, daß die Anlage einen Rotor mit mindestens einer Spülleitung aufweist, wobei die Eintrittsöffnung an der Unterseite und die Mündungsöffnungen an der Oberseite des Rotors angeordnet ist, erfordert keine zusätzlichen Pumpen, da sie ein vorhandenes Druckgefälle zwischen Unter- und Oberseite des Rotors nutzt.

Wenn der Spüldüsenkörper eine Leitfläche für die Zumischkomponente aufweist, die in einer trockenen Zone der Zumischleitung angeordnet ist, können sich, insbesondere bei gleichzeitiger Rotation, auch in diesem Bereich keine Ansätze der Zumischkomponente bilden. Auch diese Maßnahme wirkt sich besonders vorteilhaft bei Anwendungen im Lebensmittelsektor aus.

Damit die Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, zur Spülung des Rotors nicht in die Zumischleitung gelangt, ist vorgesehen, daß eine Prall- oder Verteilerplatte die Mündungsöffnung überdeckend angeordnet ist. Die Prall- oder Verteilerplatte hält das Schüttgut auch davon ab, direkt in die Spülleitung zu gelangen, deren homogene Verteilung zu stören und/oder deren Mündungsöffnung zu verstopfen.

Die Maßnahme, daß eine oder mehrere Mündungsöffnungen symmetrisch zur Rotationsachse des Rotors angeordnet sind, dient der gleichmäßigen Spülung der Rotoroberfläche.

Zur Erhöhung der Pumpwirkung des Rotors kann vorgesehen werden, daß der Rotor Widerstandsflächen, insbesondere Flügel oder Nuten aufweist, vorzugsweise an seiner Unterseite. Die Nuten oder Flügel können auch an der Seite des Rotors angebracht werden. Dabei könnte man die Flügel auch als Verbindungsglied zwischen zwei Rotorplatten ausbilden.

Ergänzend kann eine Brückenbildung im Bereich der Zumischleitung und die Gefahr von Materialansätzen dadurch verringert werden, daß die Zumischleitung und/oder der Rotor und/oder der Spüldüsenkörper vibrierend und/oder PTFE beschichtet ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise durch Einleiten von Körperschall mit einer Frequenz, z. B. Ultraschall, erfolgen.

Wenn der Spüldüsenkörper gegenüber dem Rotor eine Relativbewegung aufweist, wird die Rotoroberfläche besonders gleichmäßig gespült und die Zufuhr von Spülflüssigkeit durch eine zusätzliche Leitung konstruktiv erleichtert.

Die Erfindung wird in Zeichnungen beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten der Zeichnungen zu entnehmen sind.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 Schema der Vorrichtung mit erfindungsgemäßem Rotor,

Fig. 2 Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Rotor,

Fig. 3 alternative Leitungsführung für Spülflüssigkeit zum Rotor als Schnitt,

Fig. 4 Aufsicht auf einen Rotor mit Spülöffnung,

Fig. 5 Schnitt durch einen Rotor mit Prallplatte und

Fig. 6 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel als Axialschnitt.

In Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse einer Mischkammer angedeutet, in die eine Zulaufleitung 2 für zufließende Flüssigkeit mündet. Von oben kommend ist eine Zumischleitung 3 für ein mit der Flüssigkeit zu mischendes Schüttgut oder Pulver dargestellt. Ein im Gehäuse 1 der Mischkammer entstehendes Gemisch verläßt die Mischkammer durch die Ablaufleitung 4.

Umlaufende Kanten sind der Übersichtlichkeit wegen teilweise nicht dargestellt.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist der Rotor 5 angeordnet. Über eine Welle 6 ist der Rotor 5 mittels eines Motors 7 antreibbar.

Die durch die Zulaufleitung 2 in das Gehäuse 1 einfließende Flüssigkeit wird vom Rotor 5 mitgenommen, so daß sie innerhalb des Gehäuses 1 rotiert und einen Flüssigkeitsring im Gehäuse 1 bildet. Durch die Zumischleitung 3 wird die Zumischkomponente, meist Schüttgut, in die Mischkammer 1 gegeben und ebenfalls vom Rotor 5 nach außen in den Flüssigkeitsring geschleudert, dessen sich ausbildende Oberfläche mit Ziffer 8 gekennzeichnet ist. Durch Spritzer können sich in der Zulaufleitung 3 oder auf dem Rotor 5 infolge Agglomeration des Schüttgutes Materialanhäufungen bilden, die das Mischergebnis negativ beeinflussen und zu Betriebsstörungen führen.

Zur Vermeidung solcher Materialansammlungen auf der Rotoroberfläche weist der Rotor 5 Spülbohrungen 9 auf, deren Einströmöffnungen unterhalb des Rotors 5 liegen und zu einer oder mehreren Mündungsöffnungen 10 führen, die sich an der Oberseite des Rotors 5 befinden. Dadurch, daß die Summe der Flächen der Mündungsöffnungen 10 größer ist als die Querschnittsfläche der summierten Einströmöffnungen, ist die nach außen gerichtete Geschwindigkeitskomponente der Spülflüssigkeit vermindert, um Spritzer zu vermeiden. In der Zeichnung ist zur Verhinderung eines nach oben gerichteten Freistrahls zusätzlich eine Prallplatte 11 oberhalb der Mündungsöffnung 10 angeordnet. Durch den Druckunterschied zwischen der Unterseite des Rotors 5 und seiner Oberseite fließt Spülflüssigkeit aus dem unteren Bereich des Gehäuses 1 zur Oberfläche des Rotors 5, um diese zu Spülen.

Da zur Spülung ein Teilstrom der zufließenden Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses 1 im Kreis geführt wird, verändert sich die Dosiergenauigkeit der Mischkammer nicht. Das Verhältnis der durch die Zulaufleitung 2 zufließenden Flüssigkeit und des durch die Zumischleitung 3 zugeführten Schüttgutes wird also nicht verändert. Der Übersichtlichkeit halber sind in allen Figuren erfindungswesentliche Details, wie Flansche, Dichtungen etc. nicht dargestellt worden.

Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform der Spülbohrungen 9 innerhalb eines Rotors 5. In dieser Figur ist zur Vereinfachung nur die linke Seite des Schnitts dargestellt.

Fig. 3 zeigt schematisch eine alternative Leitungsführung der Spülleitung 9 durch eine hohle Welle des Rotors 5. Dort wird die Spülflüssigkeit in Richtung des Pfeils 12 von außen der Rotorwelle 6 über eine Zulauföffnung 13 zugeführt, die innerhalb eines Ringraumes 14 rotiert. Der Ringraum 14 ist durch radiale Wellendichtungen 15 nach außen abgedichtet.

Fig. 4 zeigt beispielhaft, wie Spülöffnungen 10 auf der Oberfläche des Rotors 5 angeordnet sein können. Es sind drei nierenförmige Spülöffnungen 10 zu erkennen, zwischen denen sich Stege 16 befinden.

Fig. 5 zeigt schematisch ein weiteres Detail als Bruch aus einem Rotorschnitt, wobei oberhalb der Spülöffnungen 10 eine Prallplatte 17 angeordnet ist, die über die die Stege 16 fest mit dem Rotor 5 verbunden ist.

In Fig. 6, die eine bevorzugte Ausführungsform der Anlage zeigt, ist statt der in Fig. 1 beschriebenen Prallplatte ein Prallring 28 gezeigt, der die Spülflüssigkeit gleichmäßig über den Rotor 5 verteilt. Die durch die zentrisch in der Welle 6 angeordnete Spülbohrung 9 zufließende Flüssigkeit tritt oberhalb des Rotors 5 horizontal durch Mündungsöffnungen 10 aus. Da die Mündungsöffnung 10 durch einen Prallring 28 in einem Abstand überdeckt wird, wird die Spülflüssigkeit nach unten in Richtung der Rotoroberfläche ungelenkt. Das untere Ende des Prallrings 28 weist einen Abstand zur Rotoroberfläche auf, so daß ein ringförmiger Schlitz entsteht, durch den der Spülflüssigkeitsstrom gleichmäßig oder willkürlich durch entsprechende Gestaltung der gebildeten Schlitzdüse über die Rotoroberfläche verteilt wird.

Nach oben geht der Prallring 28 in den Düsenkörper 27 über, der zunächst zylindrisch bis in die Zumischleitung 3 verlängert ist und dort in einer kegeligen Leitfläche 29 im trockenen Bereich angeordnet ist. So werden auch Ansätze im zentralen Bereich des Rotors 5, also im Bereich geringer Zentrifugalkräfte, vorteilhaft vermieden.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Zulaufleitung

3

Zumischleitung

4

Ablaufleitung

5

Rotor

6

Welle

7

Motor

8

Oberfläche des Flüssigkeitsrings

9

Spülbohrungen

10

Mündungsöffnungen

11

Prallplatte

12

Pfeil

13

Zulauföffnung

14

Ringraum

15

Wellendichtungen

16

Stege

17

Prallplatte

27

Düsenkörper

28

Prallring

29

Leitfläche

Claims

1. Anlage zum Mischen, insbesondere von Schüttgut als Zumischkomponente in einen Flüssigkeitsstrom, mittels eines in einem Gehäuse umlaufenden Rotors (5), mit einer in das Gehäuse (1) mündenden Zumischleitung (3) für eine Zumischkomponente und mit einer Ablaufleitung (4) für Gemisch, wobei die Anlage mindestens eine Spülleitung (9) mit einer Mündungsöffnung (10) aufweist, die in einem Spüldüsenkörper mündet, der auf dem Rotor (5) angeordnet ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anlage zur gleichmäßigen Verteilung eines Spülstromes eine Prallplatte (11) und/oder einen Prallring (28) aufweist, der die Mündungsöffnung (10) überdeckend angeordnet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülleitungen (9) Zulauföffnungen (13) aufweisen, die innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet sind.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Rotor (5) mit mindestens einer Spülleitung (9) aufweist, wobei die Eintrittsöffnung (13) an der Unterseite und die Mündungsöffnungen (10) an der Oberseite des Rotors (5) angeordnet ist.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spüldüsenkörper eine Leitfläche (29) für die Zumischkomponente aufweist, die in einer trockenen Zone der Zumischleitung (3) angeordnet ist.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Mündungsöffnungen (10) symmetrisch zur Rotationsachse des Rotors (5) angeordnet sind.

6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumischleitung (3) und/oder der Rotor (5) und/oder der Spüldüsenkörper vibrierend und/oder mit PTFE beschichtet ausgebildet ist.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spüldüsenkörper gegenüber dem Rotor (5) eine Relativbewegung aufweist.