DE2356595A1

DE2356595A1 - Ruhende vorrichtung zum mischen fliessfaehiger medien

Info

Publication number: DE2356595A1
Application number: DE2356595A
Authority: DE
Inventors: Egon R Erdmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-11-13
Filing date: 1973-11-13
Publication date: 1975-05-22

Description

Ruhende Vorrichtung zum Eischen fließfähiger Medien.

Die Erfindung betrifft eine ruhende Vorrichtung zum Mischen fließfähiger Medien, insbesondere von Joghurt- oder Dickmilch mit Fruchtkonzentraten oder Fruchtsirupen, während einer Fließbewegung der Medien.

Derartige Vorrichtungen dienen dazu, z.B. Joghurtmilch und Fruchtkonzentrat, mit ganzen Früchten und/oder Eruchtstücken, die gleichzeitig in einem bestimmten Verhältnis zueinander mittels Dosier- oder Fördereinrichtungen angeliefert werden, schonend, d.h.. ohne daß die Früchte dabei zerquetscht werden, gleichmäßig und innig miteinander zu vermischen.

Es sind Vorrichtungen dieser Art z.B. durch die deutsche Äuslegeschrift 2 058 071 bekannt geworden, bei der in einem von den zu mischenden Medien, insbesondere von Polyurethan-Komponenten zur Herstellung von Polyttrethan-Schaumstoffen, durchströmten rohrförmigen Teil mehrere jeweils wendelförmig gewundene, unmittelbar hintereinander mit gleicher oder gegensinniger Windungsrichtung angeordnete' Bandelemente vorgesehen sind, die sich mit ihren Längskanten bis an die Rohrwandung erstrecken und deren quer zur Rohrlängsrichtung verlaufende benachbarte Kanten einen Winkel bilden.

Diese Vorrichtungen haben den Nachteil,, daß zur Erreichung einer intensiven Mischung eine große Anzahl von Bandelementen erforderlich ist, was zu einer großen Baulänge und hohen Strömungswiderständen führt.

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Darüber hinaus bereitet die Reinigung solcher Vorrichtungen Schv/ierigkfiten. 'Sie sind deshalb zur Herstellung von Mischungen, die für den liensch] ichen Verzehr bestimmt sind, venig geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Mischen zu schaffen, mit deren Hilfe eine schonende aber innige Mischung bei kurzer Baulänge und geringem Strömungswiderstand erzielt wird und die leicht zu reinigen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb einer aus einem Aussenzylinder und einem koaxial darin, angeordneten zylindrischen Innenkörper gebildete Mischkammer mit kreisringförmigen Querschnitt mehrere ringförmige angeordnete Gruppen von gleichmäßig um die Achse verteilten, den Strom des Mischgutes in Teilströme aufteilende Leitelemente angebracht sind, die von Gruppe zu Gruppe derart gegeneinander versetzt sind, daß die Teilströme beim Übergang von einer Gruppe zur nächsten geteilt und zu neuen Teilströmen zusammengeführt werden.

Zweckmäßig wird der wirksame Querschnitt der Mischkammer etwa gleich oder größer als der des Zu- und des Abführungsrohres für das Mischgut gewählt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, Es zeigen:

Fig.l die isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung

mit aufgeschnittenem Aussenzylinder und gewinkelten Leitelementen, Fig.2 die schematische Darstellung der Abwicklung des zylindrischen

Teils des Innenkörpers des in Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiels in verkleinertem Maßstab, Fig.3 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel mit unterteiltem

Innenköfper, Fig.4 die Verbindung von mehreren Mischvorrichtungen zu einem Aggregat bei dem die Achsen der einzelnen Vorrichtungen in einer Flucht

liegen,
Fig.5 die isometrische Darstellung zweier Teile eines unterteilten Innenkörpers mit in sich verwundenen Leitelementen.

Bei dem in der Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf dem zylin-

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drischen Innenkörper 1 'mehrere Gruppen von ringförmig angeordneten Leitelementen 2 angebracht. Ihre Höhe ist derart bemessen, daß ihre Oberkanten an der Innenseite des Aussenzylinders 3 anliegen. Der Raum zwischen dem Innenkörper 1 und dem Aussenzylinder 3 stellt die Mischkammer·dar.

Das durch das Zuiührungsrohr 8 ankommende Gemenge von z„B, Joghurtmilch und Fruehtkonzentrat mit ganzen Früchten oder Fruchtstücken,, das gut vermischt werden soll, gelangt über den aus dem Anströmkegel 4 und dein konischen Übergangsstück 6 bestehenden übergang in die Mischkammer. Der Anströmkegel 4 und das konische Übergangsstück 6 sind derart geformt, daß sie dem Mischgut einen Querschnitt bieten, der zumindest gleich dem des Zuführungsrohres 8 und Abführungsrohres 9 ist.

Beim Fäntritt in die Mischkammer wird der Strom des Mischgutes durch die Gruppe der ringförmig angeordneten Leitelemente 2e_r ihrer Anzahl entsprechend, in 4 Teilströme aufgeteilt. Die Leitelemente 2e bilden spitze Winkel mit den Mantellinien des Innenkörpers und führen die Teilströme des Mischgutes wendelförmig um die Längsachse. Die Leitelemente 2 der nachfolgenden Gruppen sind jeweils gegenüber denjenigen der vorherigen um eine halbe Teilung, d.h. entsprechend der in. dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Anzahl von 4 Leit— elementen pro Gruppe, um 45° versetzt. Dadurch werden die 4 Teilströme beim Übergang einer Gruppe zur folgenden geteilt und zu 4 neuen Teilströmen zusammengeführt. Diese Zusammenführung von Mischgut aus zwei benachbarten Teilströmen der jeweils vorhergehenden Gruppe von Leitelemente bewirkt, daß bei Verwendung von z.B. Gruppen mit 4 Leitelementen bereits in jedem der Teilströme zwischen den Leitelementen der 4. Gruppe aus allen Teilströmen am Eingang der Vorrichtung stammendes Mischgut vorhanden ist. Das Zustandekommen diesel' Wirkung veranschaulicht die Tabelle..

Tabelle

1.Gruppe	2.Gruppe	3.Gruppe	4„Gruppe
a		dab
b	a b	abc	d a b c
C	b c	bed	abcd
d	c d	cd a	b c d a
	d a		c d a b

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Die Teilströme des Mischgutes am Eingang der Vorrichtung d.h- zwischen den Leitelementen der ersten Gruppe (l.Mischstufe) sind mit a,b,c und d bezeichnet. Wie ohne weiteres erkennbar ist, enthalten die einzelnen Teilströ— me der 2. Mischstufe Anteile aus 2, die der dritten Anteile aus 3 und die der vierten Mischstufe Anteile axis allen 4 Teilströmen am Eingang der Vorrichtung, Eine einfache Überlegung zeigt, daß zwar die Anteile der Teilströite a,b,c und d in den 4 Mischstufen noch ungleich sind, in weiteren angefügten Mischstufen nähert sich das Verhältnis a:b:c:d schnell dem "Verhältnis.1:1:1:1, also einer gleichmäßigen Mischung.,

Diese Überlegung gilt jedoch nur dann, wenn die Teilströme nicht laminar sind. Die Bedingung wird zwar schon dadurch erfüllt, daß jeweils beim Aufteilen und Zusammenführen zu neuen Teilströmen Wirbel auftreten, die das Entstehen laminarer Strömungen immer wieder aufs Neue verhindern und eine Vermischung innerhalb der Teilströme bewirken..

Erfindungsgemäß wird die Wirbelbildung innerhalb der Teilströme dadurch erheblich verstärkt und auf diese Weise eine intensive Durchmischung erreicht, daß die Leitelemente 2e, 2 und 2a wie Fig.l und die schematische Darstellung

einer Abwicklung des zylindrischen Innenkörpers 1 der Fig.2 zeigt, derart gegen die Mantellinien des Innenkörpers 1 geneigt sind, daß die Teilströme des Mischgutes wendelförmig um die Längsachse geführt werden und daß der Drehsinn der wendeiförmigen Bewegung des Mischgutes in jeder Gruppe von Leitelementen oder beim Übergang von einer zur nächsten Gruppe wechselt.

Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leitelemente 2 in der Mitte abgeknickt. Die beim Eintritt in eine Mischstufe, d.h. eine Gruppe von Leitelementen,, beispielsweise im Sinne eines Rechtsgewindes fließenden Teilströme, werden innerhalb der Mischstufe umgelenkt und sie fließen im Sinne eines Linksgewindes weiter. Der Drehsinn der Wendelbewegung der Teilströme wird also bei jedem Knick der Leitelemente 2 geändert. Infolge dieser Änderung entstehen Wirbel, die für eine gute Durchmischung innerhalb der Teilströme sorgen, Nach dem Passieren der aus den Leitelementen 2a am Ausgang der Mischkammer gelangt das Mischgut über den aus dem Abströmkegel 5 und dem konischen Übergangsstück 7 bestehenden Übergang gut durchmischt in das Abführungsrohr 9»

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Die mit tier erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbare Mipchung wird umso besser, je mehr Mischstufen vorhanden.sind, d.h. je länger die Vorrichtung ist. Zweckmäßig wird die Herstellung langer Vorrichtungen, Figo entsprechend, dadurch erleichtert, daß 2 Innenkörper 10 und 12 durch ein Verbindungsstück 13 zu einem Innenkörper doppelter Länge zusammen gesetzt werden, der von einem Aussenzylinder 11 entsprechender Länge umschlosson wird. Selbstverständlich können in entsprechender Weise auch mehr als zwei Innenkörper zusammengefügt und mit einem gemeinsamen Aussenzylinder umgeben werden.

Vielfach wird es zweckmäßig sein, anstelle sehr langer Vorrichtungen, mehrere kürzere hintereinander zu schalten. Je nach den räumlichen Gegebenheiten, kann dies, wie Fig.4 zeigt,, in der Weise geschehen, daß mehrere Mischvorrichtungen 15, 16 und 17 hintereinander angeordnet mittels YerhindungeBtücken 18 und 19 verbunden werden oder daß Fig.5 entsprechend mehrere Mischvorrich— tungen 20, 21 und 22 parallel nebeneinander angeordnet und durch Bogenstücke 23 und 24 verbunden werden.

Fig.6 zeigt zwei gleich geformte Teilstücke 25 eines Innenkörpers_r von denen eine beliebige Anzahl zum Aufbau eines Innenkörpers der gewünschten Länge aneinandergereiht werden können jeder dieser hohlzylindrischen Teilstücke 25 trägt eine Gruppe von vier Leitelementen 26, wobei die Länge der Teilstücke gleich oder gleich einem ganzen Vielfachen der Länge der Leitelemente in axialer Richtung ist. Die Teilstücke 25 weisen Mittel auf, die die richtige Stellung der Leitelemente eines Teilstü. kes gegen diejenigen der benachbarten sicherstellt. Bei dem Ausführungsbeispiel bestehen sie aus den Ansätzen 27, die in entsprechende Ausnehmungen der benachbarten Teilstücke eingreifen. Die zu einem Innenkörper zusammengefügten Teilstücke können ohne Schwierigkeiten, z.B. mittels zweier durch eine Zugstange miteinander verbundene Endscheiben zusammengehalten werden. Die Endscheiben selbst können als" Träger des Anström- bzw. des Abströmkegels für den Innenkörper dienen oder als solche ausgebildet sein.

Im Unterschied zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leitelemente 26 als verwundene Bleche ausgebildet. Durch diese Formgebung wird die Durchmischung des Mischgutes innerhalb der Teilströme bewirkt. Sie ist so intensiv, daß auf eine· Änderung des Drehsinnes

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der Wendelbewegungeii der Teilströme, die sich aus dem Winke 1 o£f , den die Leitelemente 26 mit der Hichtürig der Mantellinien des Teilstückes 25 bilden,, ergibt, verzichtet werden kann. Eine Wendelbewegung der Teilströine um die Längsachse der Vorrichtung ist unter diesen Umständen überflüssig, d,h₀ der Winkel kann zu Null gemacht werden, weil dem Mischgut innerhalb der Teilströme eine der Verwindung der Leitolemente 26 entsprechende Wendelbewegung aufgezwungen wird. Diese Wendelbewegung ist. die Ursache für eine starke Wirbelbildung bei der Aufteilung der leilströme am Übergang von eir-.-nem Teilstück zum nächsten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, daß ihr Strömungswiderstand gering ist. Es können daher bei verhältnismäßig geringen Förderdrücken große Mengen von Mischgut schonend durchmischt werden,

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Vorrichtung leicht zu reinigen ist und sie aus diesem Grunde für die Verwendung in der Nahrungsmittelindustrie gut geeignet ist.

Schließlich ist die Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung an unterschiedliche räumliche Gegebenheiten für ihre Aufstellung sehr vorteilhaft.

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Claims

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Patentansprüche

1. Ruhende Vorrichtung zum Mischen fließfähiger Medien, insbesondere von
Joghurt- oder Dickmilch mit Fruchtkonzentraten oder Fruchtsirupen und
anderer Zusätze, während einer Fließbewegung der Medien,
dadur c hgekennze ichnet,

daß innerhalb einer aus einem Aussenzylinder (3) und einem koaxial darin angeordneten zylindrischen Innenkörper (l) gebildete Mischkammer mit
kreisringförmigem Querschnitt mehrere ringförmig angeordnete Gruppen von gleichmäßig um die Achse verteilten, den Strom des Mischgutes in Teilströme aufteilende Leitelemente (2e, 2 und 2a) angebracht sind, die von
Gruppe zu Gruppe derart gegeneinander versetzt sind, daß Teilströme beim Übergang von einer Gruppe zur nächsten geteilt und zu neuen Teilströmon
zusammengeführt werden.

2» Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet,.

daß der wirksame Querschnitt der Mischkammer etwa gleich oder größer als der Querschnitt des Zuführungs- und des Abiührungsrohres (8 und 9) für
das Mischgut is.t.

3ο Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2

dadurch gekennzeichnet,

daß der Ihnenkörper (l) an seinen beiden Stirnseiten mit je einem Anströmbzw, Abströmkegel (4 bzw. 5) abgeschlossen ist und der Übergang von dem
Zuführungsrohr (ß) zu dem die äußere Wand der Mischkammer bildenden Zylinder (3) derart geformt"rat, daß der wirksame Querschnitt des Übergangs- . Stückes überall mindestens gleich dem des Zuführungsrohres (δ) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3

dadurch gekennzeichnet,

daß die die Teilströme bildenden. Leitelemente (2e) oder Leitelemententei-Ie der ersten. Gruppe tun gleiche Winkel gegen die Mantellinien des Innen-

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körpers (l) geneigt sind, daß die Teilströme des Mischgutes wendelförmig um die Längsachse geführt werden, und daß der Drehsinn der Wendelheveguiig des Mischgutes in jeder Gruppe von Leitelementen oder beim Übergang von einer zur nächsten Gruppe wechselt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper aus Teilstücken (25) zusammengesetzt ist, deren Länge gleich.öder gleich einem ganzen Vielfachen, der Länge der Leitelemente (26) in axialer Richtung ist.

6« Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und 5 dadurch. gekennzeichnet,.

daß sämtliche Leitelemente (26) um gleiche Winkel (öC) gegen die MJantellinien der Teilstücke (25) geneigt, und in sich verwunden sind-

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