DE2951311A1

DE2951311A1 - Mixing and dispersing unit for solids in liq. - has slotted circular facing ribs on rotor plate and stator

Info

Publication number: DE2951311A1
Application number: DE19792951311
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1979-12-20
Publication date: 1981-07-16
Also published as: DE7935838U1

Abstract

Mixing and dispersing unit, esp. for liqs. contg. solids, has a housing with a cap-shaped stator through which material is fed axially to the centre. The stator has one or more inwardly projecting concentric circular ribs. These ribs are very closely surrounded by corresp. concentric circular ribs extending towards them from a rotor plate inside the housing and driven by a central shaft. All the ribs on both rotor and stator have a large number of radial grooves forming a cog-like structure. Particulate or granular material is constantly urged outwards by the centrifugal liq. force, and through the grinding effect of the cog teeth and mutual friction is finally made fine enough to pass into the outermost annular space, to empty into a lateral discharge aperture. Used for the chemical and related industries. Forms uniform dispersions, with reduced power consumption.

Description

Misch- und Dispergiervorrichtung Die Erfindung betrifft eine Misch- und Dispergiervorrichtung mit einer aus wenigstens zwei rotierenden Kränzen gegen mindestens einen Stator kranz laufend mit scherend zusammenarbeitenden Werkzeugen gebildeten Arbeitsstufe, wobei die Werkzeuge des rotierenden äußeren Kranzes so angeordnet sind, daß sie während der Verarbeitung das Mischgut als hitnehmer zuletzt erfassen. Mixing and dispersing device The invention relates to a mixing and dispersing device with one of at least two rotating rings against at least one stator wreath running with tools that work together with shear formed work stage, with the tools of the rotating outer ring so are arranged that they last the mix as hit take during processing capture.

Es sind bereits.Misch- und Dispergiervorrichtungen bekannt, welche weniestens zwei auf Haltern befestigte, scherend tusammenarbeitend, eine Arbeitastufe bildende Werkzeugkränze aufweisen, die um einen als zentrale Zuführungskammer dienenden freien Hohlraum herum angeordnet sind, wobei der äußerste aus Zähnen, Haken od. dgl. bestehende in den freien Raum ragende Werkzeugkranz, ebenfalls aus Zähnen, Haken od. dgl. bestehend , so angeordnet ist, daß er innerhalb des nicht rotierenden Werkzeugkranzes mit seinen Werkzeugen das zu behandelnde Gut bewegt und es durch die Werkzeuge des nicht rotierenden Werkceugkranzes drückt und preßt. Der rotierende Werkzeugkranz dient hierbei als Vorzerkleinerungswerkzeug.There are already.Mixing and dispersing devices known which at least two fastened to holders, working together with a shear, one work stage have forming tool rings around a serving as a central feed chamber free cavity are arranged around, the outermost of teeth, hooks or. Like. Existing tool rim protruding into the free space, also made of teeth, Hook or the like. Existing, is arranged so that it is within the non-rotating Tool ring with its tools moves the item to be treated and it through the tools of the non-rotating Werkceugkranz presses and presses. The rotating one The tool rim serves as a pre-shredding tool.

Auf ihm sind Vorsprünge, wie Zähne, Schaufeln, Haken und/oder Messer vorhanden, die infolge der Rotation das innerhalb des Innenkranzes des Rotors befindliche Flüssigkeitsvolumen mit dem darin enthaltenen zerstückelten Material vermöge der Zentrifugalkraft zunächst zwischen die als Schaufeln wirkenden Zähne preßt und von denselben gegen die Zähne des folgenden feststehenden Zahnkranzes drückt und quetscht. Damit die dabei auftretenden Preß- und Druckkräfte überwunden werden können, müssen hohe Antriebsenergieen in Anwendung gebracht werden. Sollen hierbei zusätzlich auch noch die äußeren bisher feststehenden Werkzeuge gegenläufig zu den inneren Werkzeugen mit umlaufen, ist es notwedig, die den äußeren Werkzeugkranz aufnehmende Halterung ebenfalls mit umlaufen zu lassen.There are protrusions such as teeth, shovels, hooks and / or knives on it present, which is located within the inner ring of the rotor as a result of the rotation Volume of liquid with the fragmented material contained therein by virtue of the Centrifugal force first presses between the teeth acting as blades and from presses and squeezes the same against the teeth of the following fixed ring gear. So that the compressive and compressive forces that occur can be overcome, must high drive energies are brought into use. Should also be used here the outer tools, which have been fixed so far, run in the opposite direction to the inner tools with circulating, it is necessary to mount the holder that accommodates the outer tool rim also to let circulate.

Dieser zusätzlich aufzuwendende Antriebsenergiebedarf ist unvorteilhaft und unwirtschaftlich. Die weiterhin dabei zusätzlich angebrachten nach außen über den Hohlraum hinausragenden Vorzerkleinerungswerkzeuge in Form von Vorsprüngen, wie Zähnen, Schaufeln, Haken und/oder Messern, gewährleisten keine gleichmäßige Zerkleinerung.This additional drive energy requirement is disadvantageous and uneconomical. The still additionally attached to the outside pre-shredding tools protruding from the cavity in the form of projections, such as teeth, shovels, hooks and / or knives, do not ensure uniformity Crushing.

Eine andere bekannte Misch- und Dispergiervorrichtung weist zwei in einem gewissen Abstand voneinander gegenläufige Scheiben auf, die ihrerseits in den zwischen den Scheiben liegenden Raum ragende Werkzeuge in Form von Zähnen oder Schaufeln besitzt. Letztere sind dabei eo angeordnet, daß sie zwischen den Scheiben gewissermaßen wie in einer Dose laufen. Die Scheiben sind um ihr Zentrum bzw. um ihre gemeinsame Achse herum mit Durchläenen versehen, durch die die zu bearbeitende Flüssigkeit in den Raum zwischen den Scheiben eintreten kann und infolge des während der Drehung der beiden Zahnacheiben um die Achse herum auftretenden Unterdruckes nachGesaugt wird.Another known mixing and dispersing device has two in a certain distance from each other on opposing disks, which in turn in the space between the disks protruding tools in the form of teeth or Owns shovels. The latter are arranged so that they are between the discs like running in a can, so to speak. The disks are around their center or around their common axis is provided with passageways through which the one to be machined Liquid can enter the space between the panes and as a result of the during the rotation of the two tooth disks around the axis occurring negative pressure is sucked.

bei dieser Vorrichtung ist allerdings nicht zu vermeiden, daß bei klumpigem oder z.B. fldckigem und faserigem Gut Verstopfungen in den Scheiben eintrete Bekannt ist ferner eine topfförmige Vorrichtung zum Mischen von eähflusÜiei, Stoffen, bei welcher zwischen zwei am Boden fest angeordneten, senkrechten Stabtrommeln eine weitere Stabtrommel rotiert, deren bewegliche Stäbe innerhalb der feststehenden angeordnet sind. weste Gemischteile, die größer sind als der Abstand der Stabtrommel vom Boden, müssen erst nach oben gebracht werden, um in das Innere der Trommel zu gelangen, wo sie dann infolge der feststehenden inneren Stabtrommel liegenbleiben, so daß eine weitgehende Aufteilung des Mischgutes nicht errecht ist.in this device, however, cannot be avoided that at lumpy or, for example, patchy and fibrous material, blockages occur in the slices Also known is a pot-shaped device for mixing eähflusÜiei, substances, in which between two vertical bar drums fixed on the floor one another rod drum rotates, whose movable rods within the fixed are arranged. West mixture parts that are larger than the distance between the rod drum from the floor, must first be brought up to get inside the drum where they then come to rest due to the fixed inner rod drum, so that an extensive division of the mix is not achieved.

In der chemischen Industrie und in verwandten Gewerben besteht jedoch ein Bedürfnis nach einer Misch- und Dispergiervorrichtung, die in kontinuierlicher Arbeitsweise schwierige Misch- und Dispergiervorgänge ermöglicht und gegenuMer bisher bekannten Antriebsenergie wesentlich eingespart werden kann.In the chemical industry and related trades, however, there is a need for a mixing and dispersing device that works in continuous Difficult mixing and dispersing processes enabled and compared to so far known drive energy can be saved significantly.

Die vorliegende Erfindung geht zwar von ansich bereits bekannten hisch- und Dispergiervorrichtungen aus, die zwei auf haltern befestigte oder konzentrisch angeordnete, gegenüberliegende Scheiben aufweist, in die je nach Errordernis zähne, Schaufeln, Haken od. dgl. eingelassen oder befestigt sind, so daß die erkzeugkränze miteinander Arbeitsstufen bilden. Das Neue besteht darin, daß in die Innenseite der Gehäusefläche eines Mischbehälters, Apparates oder einer Maschine Rillen und Einfräsungen angebracht sind, wobei das stehengelassene Material in der Gehäusefläche Vorsprünge aufweist, die als Gegenhalter wirken. Die Rillen sind ausgedreht die iu Innern ihres Durchmessers von einer durchbohrten Öffnung der Qehausefläche zentriert werden die ihrerseits als Öffnung für den Eintritt des zu verarbeitenden Gutes dient.The present invention is based on hisch- and dispersing devices that have two brackets mounted or concentric arranged, opposite disks, in which teeth, depending on the error, Shovels, hooks or the like. Are embedded or attached so that the tool rings form work stages with each other. The new thing is that in the inside the surface of the housing of a mixing container, apparatus or machine has grooves and Millings are attached, with the material left standing in the housing surface Has projections that act as counterholders. The grooves are turned out iu inside its diameter centered by a pierced opening in the house surface which in turn serve as an opening for the entry of the goods to be processed.

Der ausgedrehten und ausgefrästen Innenseite der Gehäuse fläche gegenüberliegend angeordnet befindet sich auf eine Antriebswelle in das Gehäuse hinesnrneend befestigt eine Scheibe ebenfalls mit ringförmigen Ausdrehungen und ausgefrästen Nuten versehen, deren Vorsprünge als Mitnehmer wirken. Die ringförmigen Ausdrehungen, vom Zentrum aus gesehen, sind in ihren Fladen auf der als Rotor bezeichneten Scheibe so angeordnet, daß sie beim heranführen an die Gehäusefläche die dort vorhandenen Vorsprünge in sich aufnehmen und ihrerseits ihre an ihr vorhandenen Vorsprünge in die rinförmig angeordneten Ausdrehungen der Gehäusewand versenken, so daß bei der RotPti-on der Scheibe die Vorsprünge beider parallel zueinander stehenden Flächen sich öffnende und schließende Arbeitskammern bilden, die das zentrisch durch die Öffnung der Gehäusefläche eintretende Gut behandeln. Der Abstand zwischen Rotor und Gehnusefläche wird so gering gehalten, daß eine Berührung nicht stattfindet und somit ein derartig geringer Zwischenraum entsteht, daß behandelndes Gut sich nicht durchzwänge. Für das zu behandelnde Gut bleibt demnach nur der Weg durch dia sternförmig vom Zentrum nach außen führenden eingefrästen Nuten, das, infolge der Zentrifugalkraft, hervorgerufen durch die drehende Bewegung des Rotore, bestrebt ist,vom Zentrum her nach außen zu fliehen. Es wird dabei jedoch von den Vorsprüngen der Rotorscheibe auge fangen und in die nächstfolgende Fräsnute der Gehäusefläche abgegeben. Sobald es diese auf dem Weg nach außen passiert hat, wird es abermals von den außen um die stehenden Vorsprünge herumrotierenden Vorsprüngen des Rotors aufgenommen und in den freien Raum befördert, der um den Rotor herum bis zur GehSuseflhcjie vorhanden ist. Diese bewegung ermöglicht eine Beschleunigung und Druckerhöhung des llischeutes. Der Erfindung gemäß sind die Rotor- Statorkranke so angeordnet, daß sih der an der äußersten Stelle befindliche nucgefraste Ringteil des Kammersystems um den Statorteil dreht. Hierbei ist der Zwischenraum der Vorsprünge von Rotor und Stator so eng begrenzet, daß dns behnndolnde Gut nicht hindurchfließt. Das Gut tritt ausschließlich durch die strahlenförmig vom Zentrum nach außen hin verlaufenden Zwisciienräume der ausgefrästen nuten. Hierbei wird eine außerordentliche genaue Zerkleinerung des zu behandelnden Gutes erreicht, wobei eine Bestimmung des gewunschten Feinheitsgrades mittels vorbestimmter Einfrästiefe und -breite möglich ist. Ebenfalls wird die Verschiedenheit des Behandlungsgutes in Bezug auf Viskosität und Stückigkeit dadurch berücksichtigt.Opposite the turned and milled inside of the housing is arranged is attached to a drive shaft in the housing hinesnrneend one disc also has annular recesses and milled grooves, whose projections act as drivers. The annular indentations, from the center seen, are arranged in their flatbreads on the disc called the rotor in such a way that that when they are brought up to the housing surface, the projections present there in take up and turn their existing projections into the ring-shaped the arranged recesses in the housing wall, so that the RotPti-on of the Disc open the protrusions of both surfaces that are parallel to each other and form closing working chambers that are centered through the opening in the housing surface Treat incoming goods. The distance between the rotor and the housing surface will be like this kept small that a contact does not take place and thus such a small one Gap arises so that the material to be treated does not force its way through. For that to be treated So only the path through a star-shaped dia leading from the center to the outside remains good milled grooves, which, as a result of the centrifugal force caused by the rotating Movement of the rotor, tending to flee from the center outwards. It will but catch the eye of the projections of the rotor disk and move into the next one Milled groove of the housing surface released. As soon as it happens on the way out it will again rotate from the outside around the standing protrusions Projections of the rotor received and conveyed into the free space around the Rotor around until GehSuseflhcjie is present. This movement enables a Acceleration and pressure increase of the llischeut. According to the invention, the rotor The stator is arranged in such a way that the nucgefraste is located at the outermost point Ring part of the chamber system rotates around the stator part. Here is the space in between the protrusions of the rotor and stator are so narrowly limited that the goods do not bend flows through. The good occurs exclusively through the radiating from the center outwardly running intermediate spaces of the milled grooves. Here is an extraordinarily precise comminution of the material to be treated is achieved, with a determination of the desired degree of fineness by means of a predetermined milling depth and width is possible. Likewise, the diversity of the items to be treated thus taken into account in terms of viscosity and lumpiness.

Ein weiteres merkmal der Erfindung besteht darin, daß mehrere übereinanderliegende Ringausdrehungen auf der Rotorscheibe sowie auf der nneneitc der Gehäusefläche angeordnet sind, so daß mehrere in sich arbeitende Ringreihen gebildet werden.Another feature of the invention is that several superimposed Ring turns arranged on the rotor disk as well as on the inside of the housing surface are, so that several rows of rings working in themselves are formed.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auf die noch nicht bearbeiteten Cehäuse- und Rotorflächen vorgearbeitete Ringkränze mittels SchraubverbSndung befestigt und austauschbar angebracht werden, wobei auch hier der an der äußeren Perepherie angeordnete Ringkranz der letzte und rotierende Teil ist.Another feature of the invention is that on the still Non-machined housing and rotor surfaces, pre-machined ring rims by means of a screw connection be attached and interchangeably attached, with the one on the outer The last and rotating part is the perepheria-arranged ring wreath.

Die beschriebenen Merkmale ergeben sich aus den zeichnungen, in denen d Ausführungsbeispiele dargestellt sind.The features described result from the drawings in which d exemplary embodiments are shown.

Fig. 1 zeigt im Schnitt C-D die Ansicht auf das Rotor- Statorsystem von der Einlaufseite her.Fig. 1 shows in section C-D the view of the rotor-stator system from the inlet side.

Fig. 2 zeigt im Schnitt A-B die Ansicht der Vorrichtung im Wellenleingsschnitt.Fig. 2 shows in section A-B the view of the device in wavy section.

Fig. 3 zeigt imsenkrechten Mittellängsschnitt eine weitere Ausführungsform.Fig. 3 shows a further embodiment in the vertical central longitudinal section.

Fig. 4 zeigt ebenfalls eine weitere Ausführungsform imteilweisen Mittellängsschnitt.Fig. 4 also shows a further embodiment in partial central longitudinal section.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der unter 1 bezeichnete Gehäusedeckel so ausgedreht, daß der mit 1a bezeichnete Ring als Vorsprung stehen bleibt Seine Stirnseite an der oberen Kante begrenzt die ausgedrehte Fläche des mit 2 bezeichneten Rotors, der mit seinen bei der mechanischen Ausdrehung stehengelassenen mit 2a und 2b bezeichneten Ringen den Ring la flankiert und wie in Fig. 1 zu sehen,innen und außen dicsen einschließt.In the embodiment according to FIG. 2, the housing cover designated under 1 is turned out so that the ring marked 1a remains as a projection His The end face at the upper edge limits the turned surface of the designated 2 Rotor, which with its left standing during the mechanical turning with 2a and 2b designated rings flanked the ring la and as seen in Fig. 1, inside and outside dicsen includes.

Fig. 1 zeigt die unterbrochenen Ringe mit 2a, 1a, 1b bezeichnet, deren unterbrochene Zwischenräume durch mechanische sternförmige Ausfräsungen entstanden sind.Fig. 1 shows the interrupted rings labeled 2a, 1a, 1b, whose interrupted spaces were created by mechanical star-shaped millings are.

Erkennbar in Fig. 2 ist die parallele Anordnung Bes Rotors zum Deckelstator, wobei jeweils die mechanisch ausgedrehten Flächen des Rotors 2 und des Deckels 1 die Stirnflächen der Ringe 1a, 2a, und 2b begrenzen und zwar in gleichem geringen Abstand. Dieser Abstand ist in der zeichnung des optischen Eindrucks wegen nicht so eng zu teigen, wie in der Praxis, denn da macht er nur einen Bruchteil von dem hier gezeigtem aus, wodurch das Durchfließen von Bearbeitungsgut verhindert wird. Ebenso sind die mechanisch ausgefrästen Zwischenräume , tu sehen in Fig. 1, der Ringvorsprünge nach Anforderung wesentlich geringer.The parallel arrangement of the rotor to the flat stator can be seen in Fig. 2, the mechanically turned surfaces of the rotor 2 and of the cover 1 limit the end faces of the rings 1a, 2a, and 2b and in the same small amount Distance. This distance is not shown in the drawing because of the optical impression to dough as tightly as in practice, because there he only does one Fraction of what is shown here, which means that processing material can flow through is prevented. Likewise are the mechanically milled spaces, see In Fig. 1, the ring projections are much smaller as required.

Die Zwischenräume der in Fig.2 zu erkennenden Spalten zwischen den Ringen 2a, la und 2b sind aus optischen Gründen in der Zeichnung deutlich erkennbar, nicht aber in der fertig bearbeiteten Vorrichtung, da auch hier das Gut nicht hindurchfließen soll. Es bleibt demnach für das zu behandelnde Gut nur einrelativ begrenzter geringer Raum zur Verfügung, der immer infolge der Drehbewegung der rotierenden Rotorkranze unterbrochen wird. ist die Beschaffenheit des Gutes verschieden, etwa Flüssig mit körnigem Zusatz und auch Stückiger Beschaffenheit, dann hat die Flüssigkeit infolge der auftretenden Zentrifugalkraft das Bestreben, den körnigen und auch stückigen Stoff mitzureißen, der wiederrum im Innern der Vorrichtung solange bewegt wird und rotiert, bis er soweit durch die mit 2a bezeichneten Ringvorsprünge zerrieben ist, daß er die Zwischenräume passieren kann. Dieser Vorgang beansprucht nur Teile von Sekunden, da das nachfließende Gut das bereits an die erste Rotorzone herangebrachte Gut stark drängt und durch Massereibung, bzw. interpartikulare Reibung seinerseits bereits zerkleinert.The spaces between the gaps that can be seen in FIG Rings 2a, la and 2b are clearly visible in the drawing for optical reasons, but not in the finished device, since the material does not flow through here either target. Accordingly, there remains only a relatively limited lower amount for the item to be treated Space available, which is always due to the rotary motion of the rotating rotor rim is interrupted. the nature of the good is different, for example liquid with granular addition and also lumpy texture, then the liquid has a result the centrifugal force that occurs, the endeavor, the granular and also lumpy To entrain substance, which in turn is moved inside the device and rotates until it is crushed by the ring projections marked 2a, that he can pass the gaps. This process only takes up parts of Seconds, since the material flowing in has already brought it to the first rotor zone Well, strongly pushes and through mass friction, or interparticle friction on its part already crushed.

Die umlaufenden Zwischenräume des mit 2b gekennzeichneten Ringkranzes erwarten und erfassen das nun schon behandelte Gut und beschleunigen die bewegungsenergle besonders. Dabei schneiden die vorhandenen Vorsprünge des mit 2b bezeichneten Ringkranzes beim Vorbeigleiten an den ausgefrästen Zwischenräumen des mit Ia genannten stehenden Ringkranzes den Weg für den fließenden Massestrom ab, jedoch nur solange sie daran vorbeigleiten. Der für das nachfließende Gut beschnittene Weg öffnet sich, sobald der mechanisch ausgefräste Zwischenraum des mit 2b bezeichneten Ringkranzes erscheint.The circumferential spaces of the ring ring marked with 2b expect and grasp the item that has already been treated and accelerate the energy of motion particularly. The existing projections of the annular ring designated by 2b intersect when sliding past the milled out spaces of the standing one named with Ia Ring wreath the way for the flowing mass flow, but only as long as it is attached slide by. The path that has been cut for the material flowing in opens as soon as it is the mechanically milled space between the ring ring marked 2b appears.

bei einer gleichbleibenden rotierende: Bewegung des Rotors, angetrieben mittels handelsüblicher Elektro- oder anderer Antriebsmotoren, erfährt das Verarbeitungsgut intervallartige Behandlung, bei der es zerkleinert und intenniv gemischt wird.with a constant rotating: movement of the rotor, driven by means of commercially available electric or other drive motors, the material to be processed finds out interval-like treatment in which it is crushed and intensively mixed.

Fig. 3 zeigt eine weitere Form eines Uehäusedeckcls in senkrechtem Teilschnitt in den Ringkränze 11 und 12 mittels Schraubverbindung befestigt werden.Fig. 3 shows a further form of a Uehäusedeckcls in the vertical Partial section in the ring rings 11 and 12 are fastened by means of a screw connection.

Fig. 4 zeigt eine weitere Form eines Rotors in den Ringkränze mittels Schraubverbindung angebracht werden, wobei der Rotor im senkrechten Teil.Fig. 4 shows a further form of a rotor in the ring rims by means of Screw connection to be attached, with the rotor in the vertical part.

schnitt und die Rotor 8,9,10 durch die Mitte geschnitten sind.cut and the rotor 8,9,10 are cut through the middle.

Claims

Claims: 3 mixing and dispersing device in a closed one working with at least one inlet and one outlet passage opening, characterized in that annular recesses in the housing cover by dbe Eiiassöffung are attached, whereby at least one ring protrudes through vertical star-shaped millings in the form of grooves the ring rim at least once interrupted and after the front-side upper bottle is limited by a tight brought up in a parallel arrangement attached to this arranged on a shaft Rotor, which in turn is turned out in such a way that it has at least one circumference outside of the working space (t) has ring teeth which form the stator ring around the entire circumference and in turn also star-shaped to the The ring recess has vertical millings in the form of grooves.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the Housing cover already pre-machined ring strips attached by means of screw connections will.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the rotor that has not yet been machined be fastened in such a way that the outermost ring zone of the rotor is tight outside goes around the stator teeth.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that several Rings arranged next to each other as a rotor ring and stator ring protruding are.

5. Device according to claims 2 and 3, characterized in that several rings arranged side by side can be fastened by means of a screw connection.

Considered publications: German Patent Specifications No. 1 079 579, 821 200, 636 454