DE202018102804U1

DE202018102804U1 - Device for homogenizing flowable substances

Info

Publication number: DE202018102804U1
Application number: DE202018102804.9U
Authority: DE
Original assignee: Symex GmbH and Co KG
Current assignee: Symex GmbH and Co KG
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2028-05-19
Also published as: PL3572145T3; EP3572145A1; ES2899455T3; EP3572145B1

Abstract

Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähigen Materials, mit
- einem Gehäuse (9), welches eine Einlassöffnung (11), durch die fließfähiges Material in den Innenraum einströmen kann, und eine Ausgangsöffnung (19), durch die das fließfähige Material aus dem Gehäuse (9) ausströmen kann, aufweist,
- einem ersten drehbar in dem Gehäuse (9) gelagerten und mittels einer ersten Antriebseinrichtung (15) antreibbaren Rotationselement (25),
- einem zweiten drehbar in dem Gehäuse (9) gelagerten und mittels einer zweiten Antriebseinrichtung (17) unabhängig von dem ersten Rotationselement (25) antreibbaren Rotationselement (27), gekennzeichnet durch ein drittes in dem Gehäuse (9) drehbar gelagertes Rotationselement (23), welches mittels einer dritten Antriebeinheit (13) unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement (25, 27) antreibbar ist.

Device for homogenizing flowable material, with
a housing (9) having an inlet opening (11) through which flowable material can flow into the interior, and an outlet opening (19) through which the flowable material can flow out of the housing (9),
- a first rotatably mounted in the housing (9) and by means of a first drive means (15) driven rotary member (25),
- a second rotatably mounted in the housing (9) and by means of a second drive means (17) independently of the first rotary member (25) drivable rotary member (27), characterized by a third in the housing (9) rotatably mounted rotary member (23), which by means of a third drive unit (13) independently of the first and second rotation element (25, 27) is drivable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe, mit einem Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Einlassöffnung, durch die fließfähiges Material in den Innenraum einströmen, und eine Ausgangsöffnung, durch die das homogenisierte Material aus dem Gehäuse ausströmen kann, aufweist, einem ersten drehbar in dem Gehäuse gelagerten Rotationselement, einem zweiten drehbar in dem Gehäuse gelagerten Rotationselement, wobei das zweite Rotationselement unabhängig von dem ersten Rotationselement antreibbar ist.The invention relates to a device for homogenizing flowable substances, comprising a housing, wherein the housing has an inlet opening, through which flowable material flows into the interior, and an outlet opening, through which the homogenized material can flow out of the housing, a first rotatable in the rotary element mounted on the housing, a second rotary element rotatably mounted in the housing, wherein the second rotary element is drivable independently of the first rotary element.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in der kosmetischen, pharmazeutischen oder chemischen Industrie bei der Herstellung von Cremes, Salben, Pasten oder dergleichen eingesetzt. Die Vorrichtung ist z. B. am tiefsten Punkt eines Behälters, beispielsweise eines Rührwerksbehälters angeordnet und homogenisiert und/oder dispergiert den fließfähigen Stoff, indem ein Rotationselement bzw. ein Rotor zusammen mit einem ortsfesten Stator Scherkräfte auf den Stoff aufbringt. Die Vorrichtung könnte auch separat neben einem oder zwischen zwei Behältern platziert sein. Der homogenisierte Stoff kann entweder zurück in den Behälter, einen weiteren Behälter oder zu einer Abfüllanlage gefördert werden.Such devices are used for example in the cosmetic, pharmaceutical or chemical industry in the manufacture of creams, ointments, pastes or the like. The device is z. B. arranged at the lowest point of a container, such as a stirred tank and homogenized and / or dispersed the flowable material by applying a rotary member or a rotor together with a stationary stator shearing forces on the fabric. The device could also be placed separately next to or between two containers. The homogenised material can either be returned to the container, to another container or to a bottling plant.

Die Homogenisierung lässt sich bei bekannten Vorrichtungen im Wesentlichen durch Variation der Drehzahl des Rotationselementes gegenüber dem ortsfest gelagerten Stator oder durch die konkrete Gestaltung des Rotors und/oder des Stators beeinflussen. Bei hohen Drehzahlen ist die Scherwirkung und auch die Förderwirkung der Vorrichtung zum Homogenisieren größer als bei niedrigen Drehzahlen. Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass die Scherwirkung und die Förderwirkung unmittelbar miteinander gekoppelt sind. Darüber hinaus ist es für die Erreichung hoher Scherwirkungen und Drehzahlen des Rotors notwendig, die Antriebseinrichtungen und Antriebsmotoren entsprechend aufwendig auszulegen.The homogenization can be influenced in known devices essentially by varying the rotational speed of the rotary member relative to the stationary mounted stator or by the specific design of the rotor and / or the stator. At high speeds, the shearing action and also the conveying effect of the device for homogenizing is greater than at low speeds. A disadvantage of the known devices is that the shearing action and the conveying action are directly coupled with each other. In addition, it is necessary for the achievement of high shear effects and speeds of the rotor to design the drive devices and drive motors accordingly consuming.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei zu hoher Drehzahl des Motors die Scherwirkung so groß wird, dass der zu homogenisierende Stoff nachteilig beeinflusst oder eventuell sogar geschädigt werden kann.Another disadvantage is that at too high speed of the engine, the shearing action is so great that the substance to be homogenized can be adversely affected or possibly even damaged.

Um dem Erfordernis der hohen Förderwirkung gerecht werden zu können und gleichzeitig die Scherwirkung bei hohen Drehzahlen zu reduzieren, wurden Vorrichtungen zum Homogenisieren, sogenannte Homogenisatoren, entwickelt, die eine axiale Verschiebung des Rotors relativ zum Stator ermöglichen, um die freien Strömungsquerschnitte (oder Spalte) zwischen dem Rotor und dem Stator zu erhöhen (vgl. DE 296 08 712 oder DE 24 13 452 ). Der konstruktive Aufwand für eine derartige axiale Verschiebbarkeit ist sehr hoch.In order to meet the requirement of high conveying efficiency and at the same time to reduce the shearing action at high speeds, devices for homogenizing, so-called homogenizers, have been developed, which allow an axial displacement of the rotor relative to the stator to the free flow cross-sections (or gaps) between to increase the rotor and the stator (see. DE 296 08 712 or DE 24 13 452 ). The design effort for such axial displacement is very high.

Die EP 1 825 907 B1 offenbart eine Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe, mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten und mittels einer Antriebseinrichtung antreibbaren Rotor, und einem antreibbaren Rotationselement zum Homogenisieren und/oder Fördern eines fließfähigen Stoffes. Das Rotationselement ist mittels einer Antriebseinrichtung gleichsinnig mit oder gegensinnig zu dem Rotor antreibbar. Die Antriebseinrichtungen von Rotor und Rotationselement sind unabhängig voneinander steuerbar. Die Variationsmöglichkeit der Scherwirkung und der Pumpwirkung sind somit in Maßen steuerbar, bedürfen aber weiterer Optimierung, um den wachsenden Anforderungen und insbesondere steigenden Behältergrößen/Chargengrößen der kosmetischen, pharmazeutischen oder chemischen Industrie gerecht zu werden.The EP 1 825 907 B1 discloses a device for homogenizing flowable substances, with a rotatably mounted in a housing and driven by a drive means rotor, and a driven rotary member for homogenizing and / or conveying a flowable material. The rotation element can be driven by means of a drive device in the same direction with or in opposite directions to the rotor. The drive means of the rotor and the rotary member are independently controllable. The possibility of variation of the shearing effect and the pumping action are thus controllable in moderation, but require further optimization in order to meet the growing demands and in particular increasing container sizes / batch sizes of the cosmetic, pharmaceutical or chemical industry.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Vorrichtung anzugeben, mit der der Homogenisierungseffekt stärker beeinflussbar ist und die Scherwirkung und die Pumpwirkung an die jeweiligen Erfordernisse anpassbar sind.It is therefore an object of the present invention to avoid the disadvantages known from the prior art and in particular to provide a device with which the homogenization effect can be influenced more strongly and the shearing action and the pumping action can be adapted to the respective requirements.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Insbesondere löst die Erfindung die zugrundeliegende Aufgabe bei Vorrichtungen zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe durch ein drittes Rotationselement, welches drehbar in dem Gehäuse gelagert und mit einer korrespondierenden Antriebseinheit wirkverbunden ist, wobei die Antriebseinheit dazu eingerichtet ist, das dritte Rotationselement unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement anzutreiben.The invention solves this problem by a device having the features of claim 1. In particular, the invention solves the underlying object in devices for homogenizing flowable substances by a third rotary element which is rotatably mounted in the housing and operatively connected to a corresponding drive unit, wherein the drive unit configured to drive the third rotation element independently of the first and second rotation elements.

Die Vorteile der Erfindung bestehen im Wesentlichen darin, dass durch das zusätzliche, separat und unabhängig vom ersten und zweiten Rotationselement antreibbare dritte Rotationselement die Homogenisierung und Förderung auf vielfältige Weise beeinflusst und an die jeweiligen Produktionserfordernisse angepasst werden können. Insbesondere durch Einstellung und Variation der Relativgeschwindigkeiten der drei drehbaren Elemente lässt sich die Scherwirkung auf den Stoff einstellen. Die drehbaren Elemente können gleichsinnig oder gegenläufig zueinander angetrieben werden, um die Scherwirkung stufenlos innerhalb großer Bereiche variieren zu können. Darüber hinaus kann die Scherwirkung unabhängig von der Förderleistung (das heißt der Fördermenge des Stoffs) variiert werden. Bei maximalen entgegengesetzten Drehgeschwindigkeiten ist die Scherwirkung maximal, wobei für dieselbe Scherwirkung eine wesentlich geringere absolute Drehgeschwindigkeit notwendig ist im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen zur Homogenisierung. Folglich können die Antriebe für geringere Drehgeschwindigkeiten ausgelegt werden bzw. höhere Scherraten erreicht werden.The advantages of the invention consist essentially in that can be influenced in a variety of ways and adapted to the respective production requirements by the additional, separately and independently driven by the first and second rotary member third rotary element. In particular, by setting and varying the relative speeds of the three rotatable elements, the shearing action can be adjusted to the substance. The rotatable elements can be driven in the same direction or in opposite directions to each other to vary the shear steplessly within large areas can. In addition, the shearing action can be varied independently of the delivery rate (that is, the delivery rate of the substance). At maximum opposite rotational speeds, the shearing effect is maximum, where for the same shearing a much lower absolute rotational speed is required compared to conventional devices for homogenization. Consequently, the drives can be designed for lower rotational speeds or higher shear rates can be achieved.

Die Erfindung wird dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das erste Rotationselement mit einer ersten Antriebswelle, das zweite Rotationselement mit einer zweiten Antriebswelle und das dritte Rotationselement mit einer dritten Antriebswelle wirkverbunden ist.The invention is advantageously further developed in that the first rotation element is operatively connected to a first drive shaft, the second rotation element to a second drive shaft and the third rotation element to a third drive shaft.

Auf diese Weise können die Rotationselemente unabhängig voneinander mittels drei separater Antriebswellen geometrisch günstig mit einem Antrieb gekoppelt werden.In this way, the rotation elements can be independently coupled by means of three separate drive shafts geometrically favorable with a drive.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Antriebswellen koaxial zueinander und im Wesentlichen vertikal angeordnet. Somit sind die Antriebswellen auf einfache Weise mit einem Kopplungsmittel, wie Zahnriemen, Ketten, Keilriemen, Reibräder, Zahnräder oder dergleichen mit einem Antrieb koppelbar, und die Rotationselemente können im Behälter im Wesentlichen vertikal ausgerichtet werden. In a preferred embodiment of the invention, the drive shafts are coaxial with each other and arranged substantially vertically. Thus, the drive shafts are easily coupled to a coupling means such as toothed belts, chains, V-belts, friction wheels, gears or the like with a drive, and the rotation elements can be aligned in the container substantially vertically.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die erste Antriebswelle drehbar in der zweiten Antriebswelle gelagert, die zweite Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und drehbar in der dritten Antriebswelle gelagert, und die äußere Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet und drehbar in dem Gehäuse gelagert.In a particularly preferred embodiment of the invention, the first drive shaft is rotatably mounted in the second drive shaft, the second drive shaft formed as a hollow shaft and rotatably supported in the third drive shaft, and the outer drive shaft formed as a hollow shaft and rotatably supported in the housing.

Die Lagerung der Antriebswellen kann dabei auf zweckmäßige Weise so gestaltet werden, dass die innere Antriebswelle mittels Wälzlagern in der mittleren Welle gelagert ist und die mittlere Welle ihrerseits mittels Wälzlagern in der äußeren Welle gelagert ist, welche in dem Gehäuse gelagert ist.The storage of the drive shafts can be designed in a practical manner so that the inner drive shaft is mounted by means of rolling bearings in the middle shaft and the middle shaft is in turn mounted by means of rolling bearings in the outer shaft, which is mounted in the housing.

In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die erste Antriebswelle mit einer ersten Antriebseinheit, die zweite Antriebswelle mit einer zweiten Antriebseinheit und die dritte Antriebswelle mit einer dritten Antriebseinheit wirkverbunden. Durch das Antreiben jedes der diskreten Rotationselemente unabhängig voneinander, sind die Relativgeschwindigkeiten und Drehrichtungen anwendungsspezifisch für jedes der Rotationselemente wählbar, sodass diese gleichsinnig, gegenläufig oder wahlweise einzeln antreibbar sind.In a further particularly preferred embodiment of the invention, the first drive shaft with a first drive unit, the second drive shaft with a second drive unit and the third drive shaft with a third drive unit operatively connected. By driving each of the discrete rotation elements independently of each other, the relative speeds and directions of rotation are application-specific for each of the rotation elements selectable, so that they are driven in the same direction, in opposite directions or optionally individually.

Weiter bevorzugt sind die Antriebswellen mit den jeweils korrespondierenden Antriebseinheiten mittels Zahnrädern und Zahnriemen gekoppelt.More preferably, the drive shafts are coupled to the respective corresponding drive units by means of gears and toothed belts.

Um den Innenraum der Vorrichtung gegenüber der Umgebung zuverlässig auch gegenüber hohen Druckdifferenzen und gegebenenfalls aggressiven Medien abzudichten, wird gemäß einer Weiterbildung vorgeschlagen, dass mindestens eine Wellenabdichtung zur Abdichtung des Innenraums des Gehäuses der Vorrichtung gegenüber der Umgebung, vorzugsweise jeweils eine Wellenabdichtung korrespondierend zu jeweils einer der drei Antriebswellen, vorgesehen ist.In order to seal the interior of the device relative to the environment reliably against high pressure differences and possibly aggressive media, it is proposed according to a development that at least one shaft seal for sealing the interior of the housing of the device relative to the environment, preferably in each case a shaft seal corresponding to each of the three drive shafts, is provided.

Vorzugsweise ist mindestens eine Gleitringdichtung zur Abdichtung des Innenraums des Gehäuses gegenüber der Umgebung vorgesehen. In den Innenräumen eines Rührwerkbehälters, an den eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Homogenisieren anschließbar ist, herrschen häufig Unter- oder Überdrücke, die so sicher beherrschbar sind.Preferably, at least one mechanical seal for sealing the interior of the housing from the environment is provided. In the interiors of a Rührwerkbehälters, to which a device according to the invention for homogenization can be connected, prevail under or over pressures, which are so safe controllable.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Antriebseinheiten derart steuerbar, dass das erste, zweite und dritte Rotationselement jeweils in beide Drehrichtungen rotieren. Somit sind die Antriebe derart steuerbar, dass die Scherwirkung durch die entgegengesetzten Drehrichtungen maximal wird.In a preferred development of the invention, the drive units are controllable in such a way that the first, second and third rotational elements rotate in both directions of rotation. Thus, the drives are controllable so that the shear effect is maximized by the opposite directions of rotation.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind das erste, vorzugsweise äußere Rotationselement und/oder das zweite Rotationselement als Pumprad mit mehreren Pumpschaufeln ausgebildet. Somit werden hohe Förderwirkungen erzielt, während die Rotationselemente im Wesentlichen die Scherwirkung der Vorrichtung erzeugen.In a particularly preferred development of the invention, the first, preferably outer, rotary element and / or the second rotary element are designed as a pumping wheel with a plurality of pumping blades. Thus, high conveying effects are achieved, while the rotating elements essentially produce the shearing action of the device.

Weiter bevorzugt sind das erste Rotationselement und/oder das zweite nach Art eines Stators oder eines Rotors mit Flügeln ausgebildet. Dabei handelt es sich prinzipiell um eine Vorrichtung zum Homogenisieren, welche eine maximale Scherwirkung erzeugen kann.More preferably, the first rotation element and / or the second are formed in the manner of a stator or a rotor with wings. This is in principle a device for homogenization, which can produce a maximum shear.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird besonders bevorzugt dadurch weitergebildet, dass das dritte Rotationselement mit Mitteln zur Homogenisierung, insbesondere Rühr- und Schneidmitteln, gekoppelt ist. Somit können individualisierte Rühr- und Schneidwerkzeuge eingesetzt werden, welche entsprechend den jeweiligen Anforderungen angepasst werden können. Beispielsweise können Werkzeuge zum Vorzerkleinern großer Bestandteile oder zum gezielten Vormischen und Zuführen des fließfähigen Materials eingesetzt werden.The device according to the invention is particularly preferably further developed in that the third rotation element is coupled with means for homogenization, in particular stirring and cutting means. Thus, individualized stirring and cutting tools can be used, which can be adapted according to the respective requirements. For example, tools can be used for pre-crushing large components or for selectively premixing and feeding the flowable material.

Weiter bevorzugt ist mindestens eine mit der Ausgangsöffnung des Gehäuses kommunizierende Rückführungsleitung vorgesehen, durch die in Abhängigkeit von der Stellung eines Stellventils der fließfähige Stoff an verschiedenen diskreten Positionen in einen Behälter rückführbar ist. Auf diese Weise kann der Stoff beispielsweise auch für geringe Mengen eines zu homogenisierenden Stoffs zweckmäßig zurückgeführt werden.Further preferably, at least one return line communicating with the outlet opening of the housing is provided, through which, depending on the position of a control valve, the flowable substance is at various discrete Positions in a container is traceable. In this way, the substance can be recycled, for example, for small amounts of a substance to be homogenized appropriate.

Weiter bevorzugt ist eine oder mehrere der Antriebswellen der Rotationselemente mit einem Motor antriebsgekoppelt. Ein Motor stellt einen einfachen verzögerungsfreien Antrieb für eine solche Vorrichtung dar.More preferably, one or more of the drive shafts of the rotary elements is drive-coupled with a motor. A motor provides a simple, delay-free drive for such a device.

Gemäß eines weiteren Aspekts wird die zugrundeliegende Aufgabe durch einen Behälter, insbesondere Rührwerksbehälter, mit einer koppelbaren Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähigen Materials, mit einem Gehäuse, welches eine Einlassöffnung, durch die fließfähiges Material in den Innenraum einströmen kann, und eine Ausgangsöffnung, durch die das fließfähige Material aus dem Gehäuse ausströmen kann, aufweist, einem ersten drehbar in dem Gehäuse gelagerten und mittels einer ersten Antriebseinrichtung antreibbaren Rotationselement, einem zweiten drehbar in dem Gehäuse gelagerten und mittels einer zweiten Antriebseinrichtung unabhängig von dem ersten Rotationselement antreibbaren Rotationselement. Insbesondere wird die zugrundliegende Aufgabe durch ein drittes in dem Gehäuse drehbar gelagertes Rotationselement, welches mittels einer dritten Antriebeinheit unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement antreibbar ist.According to a further aspect, the underlying object is achieved by a container, in particular stirrer container, with a coupleable device for homogenizing flowable material, with a housing having an inlet opening through which flowable material can flow into the interior, and an outlet opening through which the flowable material can flow Material can flow out of the housing, comprising a first rotatably mounted in the housing and driven by a first drive means rotation element, a second rotatably mounted in the housing and driven by a second drive means independently of the first rotation element rotation element. In particular, the underlying object is driven by a third in the housing rotatably mounted rotary member, which is driven by a third drive unit independent of the first and second rotary member.

Hinsichtlich der erreichten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen wird insoweit auf die obigen Ausführungen der Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähigen Materials verwiesen. Ein Behälter, insbesondere Rührwerksbehälter, mit einer solchen Vorrichtung macht sich die entsprechenden Vorteile zu Eigen.With regard to the advantages achieved and preferred embodiments, reference is made in this regard to the above statements of the device for homogenizing flowable material. A container, in particular agitator container, with such a device makes the corresponding advantages its own.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Behälter eine Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähigen Materials der eingangs genannten Art auf.According to an advantageous embodiment of the invention, the container has a device for homogenizing flowable material of the type mentioned.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Hierbei zeigen:

1: Eine Vorrichtung zum Homogenisieren einer fließfähigen Flüssigkeit in einer geschnittenen Ansicht
2: Die Vorrichtung zum Homogenisieren einer fließfähigen Flüssigkeit
3: Vorrichtung zum Homogenisieren einer fließfähigen Flüssigkeit in einer Draufsicht
4: Ausschnitt der Antriebseinheit der Vorrichtung zum Homogenisieren einer fließfähigen Flüssigkeit gemäß 1-3

The invention will be described in more detail below with reference to the attached figures with reference to preferred embodiments. Hereby show:

1 : A device for homogenizing a flowable liquid in a sectional view
2 : The device for homogenizing a flowable liquid
3 : Device for homogenizing a flowable liquid in a plan view
4 : Section of the drive unit of the device for homogenizing a flowable fluid according to 1-3

1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe, welche mit einem Behälter 2, auch bezeichnet als Rührwerksbehälter gekoppelt werden kann. Die Vorrichtung 1 und der Behälter 2 sind mittels einer Flanschverbindung gekoppelt. Die Vorrichtung 1 weist ferner ein Gehäuse 9 auf, welches mehrere Gehäuseteile 9a, 9b, 9c umfasst, welche mechanisch verbunden sind. 1 shows the device according to the invention 1 for homogenizing flowable substances, which with a container 2 , also referred to as agitator container can be coupled. The device 1 and the container 2 are coupled by means of a flange connection. The device 1 also has a housing 9 on which several housing parts 9a . 9b . 9c includes, which are mechanically connected.

Die Vorrichtung 1 weist seitlich eine Auslassöffnung 19 auf, welche einen Auslass ausbildet und mit einer Leitung oder einem anderen Aufnahmemittel fluidleitend verbindbar ist. Die Vorrichtung 1 weist ferner eine Einlassöffnung 11 auf, welche fluidleitend mit dem Behälter 2 verbindbar ist und ferner eine weitere Öffnung 21 auf, welche mit einer Zugabeleitung gekoppelt werden kann, sodass flüssige, feste oder pastöse Zusatzstoffe zugegeben werden können.The device 1 has an outlet opening at the side 19 on, which forms an outlet and is fluid-conductively connectable to a conduit or other receiving means. The device 1 also has an inlet opening 11 on, which fluid-conducting with the container 2 is connectable and also another opening 21 which can be coupled with a feed line, so that liquid, solid or pasty additives can be added.

Das erste Rotationselement 25 und die erste Antriebseinrichtung 15 sind über eine erste Antriebswelle 5 miteinander gekoppelt. Das zweite Rotationselement 27 ist mit der zweiten Antriebseinrichtung 17 über eine zweite Antriebswelle 7 gekoppelt. Das dritte Rotationselement 23 ist mit der dritten Antriebseinrichtung 13 über eine dritte Antriebswelle 3 gekoppelt. Die drei Antriebswellen 3, 5 und 7 sind koaxial angeordnet, wobei die zweite und die dritte Antriebswelle 7, 3 als Hohlwellen ausgebildet sind.The first rotation element 25 and the first drive device 15 are via a first drive shaft 5 coupled together. The second rotation element 27 is with the second drive means 17 via a second drive shaft 7 coupled. The third rotation element 23 is with the third drive means 13 via a third drive shaft 3 coupled. The three drive shafts 3 . 5 and 7 are coaxially arranged, wherein the second and the third drive shaft 7 . 3 are formed as hollow shafts.

Die äußere Antriebswelle 3 ist mittels zweier Lager 60, 62, bei denen es sich um Wälz- oder Gleitlager handelt, in dem Gehäuse 9b gelagert. Die zweite Antriebswelle 7 ist mittels zweier Lager 66, 68, bei denen es sich um Wälz- oder Gleitlager handelt, in der äußeren Welle 3 gelagert und die dritte Antriebswelle ist wiederum mittels Lagern 70, 72 in der zweiten Welle 7 gelagert. Die Rotationselemente 25, 27 und 23 sind jeweils mit einem oberen Endabschnitt der korrespondierenden Antriebswelle 5, 7, 3 drehstarr, und gemäß dieser Ausführungsform mittels Schrauben, verbunden. Die drei Rotationselemente 25, 27 und 23 sind somit beabstandet zueinander angeordnet. Die Lager 60, 62, 66, 68, 70, 72 sind beispielsweise mit Schmiermittel gefüllt oder selbstschmierend ausgebildet und mit Hilfe von Sicherungsringen und Hülsen an den vorgegebenen Positionen festgelegt.The outer drive shaft 3 is by means of two bearings 60 . 62 , which are rolling or sliding bearings, in the housing 9b stored. The second drive shaft 7 is by means of two bearings 66 . 68 , which are rolling or plain bearings, in the outer shaft 3 stored and the third drive shaft is in turn by means of bearings 70 . 72 in the second wave 7 stored. The rotation elements 25 . 27 and 23 are each with an upper end portion of the corresponding drive shaft 5 . 7 . 3 torsionally rigid, and connected according to this embodiment by means of screws. The three rotation elements 25 . 27 and 23 are thus spaced from each other. Camps 60 . 62 . 66 . 68 . 70 . 72 For example, are filled with lubricant or formed self-lubricating and fixed by means of retaining rings and sleeves at the predetermined positions.

Das erste, zweite und dritte Rotationselement 25, 27 und 23 werden separat voneinander angetrieben, sodass die Rotationselemente gleichsinnig oder gegensinnig und zudem mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten angetrieben werden können. Die Rotationselemente 25, 27 und 23 weisen in Längsrichtung ihrer Rotationsachsen einen axialen Versatz zueinander auf.The first, second and third rotation elements 25 . 27 and 23 are driven separately from each other, so that the rotation elements in the same direction or in opposite directions and also with different Rotation speeds can be driven. The rotation elements 25 . 27 and 23 have an axial offset from each other in the longitudinal direction of their axes of rotation.

Im unteren Bereich ist das Gehäuse 9b mit einem Deckel 74 verschlossen, der gleichzeitig das Lager 62 festlegt.In the lower area is the housing 9b with a lid 74 locked, which at the same time the bearing 62 sets.

Zur Abdichtung des Innenraums der Vorrichtung 1 gegenüber der Umgebung sind drei Gleitringdichtungen 45, 47, 43 vorgesehen. Alternativ könnten andere Wellenabdichtungen, etwa Lippendichtringe o. dgl. eingesetzt werden. Ein oberer Gleitring der Gleitringdichtung 45 ist fest mit dem Element 25 verbunden, während ein unterer Gleitring an der Antriebswelle7 befestigt ist und mit dieser rotiert, so dass fließfähiger Stoff nicht in den Innenraum des Gehäuses 9 strömen kann. Ein oberer Ring der Gleitringdichtung 43 ist an der Innenseite des Elements 23 befestigt und relativ bewegbar zu einem unteren Ring der Gleitringdichtung 43, der fest mit der Innenseite der Antriebswelle 3 verbunden ist, so dass kein fließfähiger Stoff die Gleitringdichtung 43 passieren in den Innenraum des Gehäuses 9 strömen kann. Dem entsprechend ist ein oberer Ring der Gleitringdichtung 47 an dem Rotationselement 27 befestigt und relativ bewegbar zu einem unteren Ring der Gleitringdichtung 47, der fest mit der Innenseite des Gehäuses 9a verbunden ist, so dass kein fließfähiger Stoff die Gleitringdichtung 47 passieren und in den Innenraum des Gehäuses 9 strömen kann.For sealing the interior of the device 1 opposite the environment are three mechanical seals 45 . 47 . 43 intended. Alternatively, other shaft seals, such as lip seals o. The like. Be used. An upper sliding ring of the mechanical seal 45 is stuck with the element 25 connected while a lower seal ring is fixed to the drive shaft 7 and rotated with it, so that flowable material is not in the interior of the housing 9 can flow. An upper ring of the mechanical seal 43 is on the inside of the item 23 attached and relatively movable to a lower ring of the mechanical seal 43 , which is fixed to the inside of the drive shaft 3 is connected, so that no flowable substance the mechanical seal 43 happen in the interior of the case 9 can flow. Accordingly, an upper ring of the mechanical seal 47 on the rotation element 27 attached and relatively movable to a lower ring of the mechanical seal 47 that is firmly attached to the inside of the case 9a is connected, so that no flowable substance the mechanical seal 47 pass and into the interior of the case 9 can flow.

Die Antriebswellen 5, 7, 3 können mit Hilfe von an den Endabschnitten befestigten Zahnrädern 57, 55, 53, Zahnriemen 37, 35, 33, und Antriebseinheiten 15, 17, 13, welche Getriebe und Elektromotoren einschließen, so mit einstellbaren Drehzahlen jeweils in beide Drehrichtungen angetrieben werden, dass die Rotationselemente 25, 27, 23 gleichsinnig oder gegensinnig rotieren.The drive shafts 5 . 7 . 3 can with the help of attached to the end sections gears 57 . 55 . 53 , Timing belt 37 . 35 . 33 , and drive units 15 . 17 . 13 which include gears and electric motors, so are driven at adjustable speeds in both directions of rotation that the rotation elements 25 . 27 . 23 Rotate in the same direction or in opposite directions.

Somit können die Drehgeschwindigkeiten und Drehrichtungen der Rotationselemente 25, 27 und 23 anwendungsspezifisch geändert werden. Durch eine Veränderung der Drehrichtung wird die Strömung, Scherung und damit die Homogenisierung des Gemisches innerhalb des Behälters 2 verändert.Thus, the rotational speeds and directions of rotation of the rotating elements 25 . 27 and 23 be changed application-specific. By changing the direction of rotation, the flow, shear and thus the homogenization of the mixture within the container 2 changed.

Das erste Rotationselement 25 ist mit Mitteln zur Homogenisierung, insbesondere Rühr- und Schneidwerkzeugen gekoppelt. Das dritte Rotationselement 23 ist nach Art eines Pumrads ausgebildet und umfasst eine Basisplatte und Flügelelemente.The first rotation element 25 is coupled with means for homogenization, in particular stirring and cutting tools. The third rotation element 23 is designed in the manner of a Pumrads and includes a base plate and wing elements.

Wie 2 zeigt, ist die Vorrichtung 1 weiterhin mit der ersten Antriebseinheit 15, der zweiten Antriebseinheit 17 und der dritten Antriebseinheit 13, welche beabstandet angeordnet sind, wirkverbunden. Die Antriebseinheiten 15, 17, 13 können Getriebe und Elektromotoren einschließen. In dem Gehäuse 9 sind das erste Rotationselement 25, das zweite Rotationselement 27 und das dritte Rotationselement 23 angeordnet. Das erste Rotationselement 25 ist mit der ersten Antriebseinrichtung 15 (nicht gezeigt) und das zweite Rotationselement 27 ist mit der zweiten Antriebseinrichtung 17 (nicht gezeigt) und das dritte Rotationselement 23 ist mit der dritten Antriebseinrichtung 13 mechanisch, insbesondere drehgebend, gekoppelt.As 2 shows is the device 1 continue with the first drive unit 15 , the second drive unit 17 and the third drive unit 13 , which are spaced apart, operatively connected. The drive units 15 . 17 . 13 can include gearboxes and electric motors. In the case 9 are the first rotation element 25 , the second rotation element 27 and the third rotation element 23 arranged. The first rotation element 25 is with the first drive device 15 (not shown) and the second rotation element 27 is with the second drive means 17 (not shown) and the third rotation element 23 is with the third drive means 13 mechanically, in particular rotating, coupled.

Die Größe der jeweiligen Antriebseinheit kann entsprechend der geforderten Antriebsleistung unabhängig von den jeweils anderen Antriebseinheiten ausgelegt werden. Die erste Antriebseinheit 15, welche das erste Rotationselement 25 antreibt ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß dem 2 kleiner als die übrigen Antriebseinheiten 17, 13. Die Antriebseinheiten 15, 17, 13 können vertikal beabstandet zu einander angeordnet sein, Die Vorrichtung 1 weist seitlich eine Auslassöffnung 19 auf, welche mittels eines Auslasses mit dem Behälter 2 selbst oder einem anderen Aufnahmemittel fluidleitend verbindbar ist.The size of the respective drive unit can be designed according to the required drive power independently of the respective other drive units. The first drive unit 15 , which is the first rotation element 25 is driving in the embodiment according to the 2 smaller than the other drive units 17 . 13 , The drive units 15 . 17 . 13 may be arranged vertically spaced from each other, The device 1 has an outlet opening at the side 19 on, which by means of an outlet with the container 2 itself or another receiving means fluidly connected.

Wie 3 zeigt, sind die Antriebseinrichtungen 15, 17 und 13 zu dem Gehäuse 9 der Vorrichtung 1 beabstandet angeordnet. Die Antriebseinrichtungen 15, 17 und 13 sind insbesondere jeweils um 90° um den Mittelpunkt der Vorrichtung herum versetzt zueinander angeordnet. Es versteht sich, dass auch andere Anordnungen der Antriebe möglich sind. Somit ergibt sich eine kompakte Bauform und eine günstige Ausrichtung der Zahnriemen 37, 35, 33, zueinander.As 3 shows are the drive means 15 . 17 and 13 to the housing 9 the device 1 spaced apart. The drive devices 15 . 17 and 13 In particular, each offset by 90 ° about the center of the device around each other. It is understood that other arrangements of the drives are possible. This results in a compact design and a favorable alignment of the timing belt 37 . 35 . 33 , to each other.

4 zeigt einen Ausschnitt einer Beispielhaften Ausführungsform in welcher das Drehmoment allein mittels Zahnriemen 33, 37 von den Antriebseinheiten 13, 17 auf die Antriebswellen 3, 7 übertragen wird. 4 shows a section of an exemplary embodiment in which the torque alone by means of toothed belt 33 . 37 from the drive units 13 . 17 on the drive shafts 3 . 7 is transmitted.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 29608712 [0005]
DE 2413452 [0005]
EP 1825907 B1 [0006]

Claims

Apparatus for homogenizing flowable material, comprising - a housing (9) which has an inlet opening (11) through which flowable material can flow into the interior, and an outlet opening (19) through which the flowable material flows out of the housing (9) can, - a first rotatably mounted in the housing (9) and by means of a first drive means (15) driven rotary member (25), - a second rotatably mounted in the housing (9) and by means of a second drive means (17) independent of rotary element (27) which can be driven by the first rotary element (25), characterized by a third rotary element (23) rotatably mounted in the housing (9), which can be driven independently of the first and second rotary elements (25, 27) by means of a third drive unit (13) is.

Device (1) according to Claim 1 characterized in that the first rotary member (25) is drivable in the same direction as or opposite to the second rotary member (27) of the first drive unit (15) or selectively one of the first rotary member (25) and the second rotary member (27) of the first one Drive unit (15) and the second drive unit (27) are driven while the respective other component is stationary.

Device (1) according to Claim 1 , characterized in that the first rotation element (25), with a first drive shaft (5), the second rotation element (27) with a second drive shaft (7) and the third rotation element (23) with third drive shaft (3) is operatively connected.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shafts (3, 5, 7) are arranged coaxially with one another and substantially vertically.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first drive shaft (5) is rotatably mounted in the second drive shaft (7), the second drive shaft (7) formed as a hollow shaft and rotatably mounted in the third drive shaft (3) is, and the outer drive shaft (3) formed as a hollow shaft and rotatably mounted in the housing (9a).

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first drive shaft (5) with the first drive unit (15), the second drive shaft (7) with the second drive unit (17) and the third drive shaft (3) with the third drive unit (13) is operatively connected.

Device (1) according to Claim 6 , characterized in that the drive shafts (3, 5, 7) with the respective corresponding drive units (13, 15, 17) by means of gears (53, 55, 57) and toothed belts (33, 35, 37) are coupled.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one shaft seal for sealing the interior of the housing (9) of the device (1) relative to the environment, preferably in each case a shaft seal (43, 45, 47) corresponding to one in each case the three drive shafts (3, 5, 7) is provided, wherein preferably a shaft seal or all shaft seals (3, 5, 7) are designed as double-acting mechanical seals.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive units (13, 15, 17) are controllable such that the first, second and third rotation element (25, 27, 23) in each case in a first direction of rotation and a second Direction of rotation, which is opposite to the first direction of rotation, is rotatable.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotation element (25) and / or the second and / or the third rotation element (27, 23) are formed as a pumping wheel with a plurality of pumping blades.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotation element (25) and / or the second rotation element (27) and / or the third rotation element (23) are designed in the manner of a stator or a rotor with vanes.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that first rotation element (25) has a coupling means (26) which is adapted to couple the first rotation element (25) with means for homogenization, in particular stirring and cutting means ,

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one return line (19) communicating with the outlet opening of the housing (9) is provided, through which, in dependence on the position of a control valve, the flowable material at different discrete positions into one Container (2) is traceable.

Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the drive shafts (3, 5, 7) of the rotary elements (23, 25, 27) is drive-coupled to a motor.

Container (2), in particular agitator container, with a couplable device for homogenizing flowable material, comprising - a housing (9) having an inlet opening (11) through which flowable material can flow into the interior, and an outlet opening (19) the flowable material from the housing (9) can flow out, - a first rotatably mounted in the housing (9) and by means of a first drive means (15) driven rotary member (25), - a second rotatable in the housing (9) mounted and by means of a second drive means (17) independently of the first rotary member (25) driven rotary member (27), characterized by a third in the housing (9) rotatably mounted rotary member (23) by means of a third drive unit (13) independent of the first and second rotation element (25, 27) is drivable.

Container (2), in particular agitator container, with a device for homogenizing flowable material according to at least one of Claims 2 to 14 ,