DE3519854C1

DE3519854C1 - Device for mixing and / or homogenizing a flowable material, in particular a cream

Info

Publication number: DE3519854C1
Application number: DE3519854A
Authority: DE
Inventors: Heinz Geisenhof; Guenter Wulf
Original assignee: Waldner & Co Hermann GmbH
Current assignee: Waldner & Co Hermann GmbH
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1987-02-05
Also published as: EP0204294A2; EP0204294A3; EP0204294B1; DE3674470D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und/oder Homogenisieren eines fließfähigen Gutes, insbesondere einer Creme, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspru ches 1.The invention relates to a device for mixing and / or Homogenize a flowable material, especially one Cream, with the features of the preamble of claim ches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist durch die DE-OS 28 05 942 be kannt. Hierbei ist im Behälterboden mittig ein Teller orts fest angeordnet, der eine Zutrittsöffnung für die darunter befindliche Rotor/Stator-Anordnung aufweist. Zwischen dem Tellerrand und dem Behälterboden ist ein Ringspalt mit einem geringen Querschnitt vorgesehen. Dieser wirkt als Drossel öffnung. Außerhalb des Stators befindet sich eine Austritts öffnung, die über ein Absperrventil, einem Mehrwegehahn mit einer Umgehungsleitung zum Behälterinneren verbunden ist. Nachteilig ist, daß die Umpumpleistung infolge des als Dros sel wirkenden Ringspaltes verhältnismäßig gering ist. Die Homogenisierzeit wird dadurch unnötig vergrößert. Außerdem erlaubt diese bekannte Vorrichtung keine bestmögliche Reini gung. In den einen verhältnismäßig geringen Querschnitt auf weisenden, vom Ringspalt gebildeten Drosselöffnungen können Rückstände verbleiben, desgleichen auch im hahnförmigen Ven til im Rücklauf.Such a device is from DE-OS 28 05 942 be knows. Here is a plate in the middle of the container base firmly arranged, the one access opening for the one below located rotor / stator arrangement. Between the The rim of the plate and the bottom of the container is an annular gap with one small cross section provided. This acts as a throttle opening. There is an outlet outside the stator opening with a shut-off valve, a multi-way valve with a bypass line is connected to the interior of the container. The disadvantage is that the pumping capacity due to the Dros sel acting annular gap is relatively small. The This unnecessarily increases the homogenization time. Furthermore this known device does not allow the best possible cleaning supply. In a relatively small cross-section pointing throttle openings formed by the annular gap Residues remain, as does the cock-shaped vein til in the return.

Die EP-Anmeldung 00 36 067 beschreibt eine Vorrichtung zum Mi schen und/oder Homogenisieren, bei der zwischen dem mittigen Bodenteil und dem anschließenden Behälterboden Ringspalte vorhanden sind, die mittels eines heb- und senkbaren Steuer ringes absperrbar sind. Zugleich öffnet dieser heb- und senkbare Steuerring einen Ausflußkanal. Auch hier weist der hebbare Steuerring große Friktionsflächen mit dem umgeben den Behälterteil auf, so daß eine bestmögliche Reinigung nicht gewährleistet ist. Außerdem bringt dieser Steuerring bei einer Dampfreinigungsphase infolge Wärmeausdehnung die Gefahr des Klemmens. Die hier auftretenden am Steuerring ausgebildeten doppelten Dichtungsflächen sind zudem in der Herstellung schwierig und verteuern dadurch die Vorrichtung unnötig.EP application 00 36 067 describes a device for the Mi and / or homogenization, in which between the middle Bottom part and the subsequent tank bottom ring gaps are present, which can be raised and lowered by means of a tax ring are lockable. At the same time, this opens and lowerable control ring an outflow channel. Here too the Liftable control ring surrounded by large friction surfaces the container part so that the best possible cleaning is not guaranteed. This control ring also brings in a steam cleaning phase due to thermal expansion Risk of pinching. The ones that appear here on the steering ring trained double sealing surfaces are also in the Difficult to manufacture and thus make the device more expensive unnecessary.

Schließlich ist eine solche Vorrichtung auch durch die DE- PS 19 13 940 bekannt. Hierbei ist im Behälterboden mittig heb- und senkbar eine Misch- und Homogenisiervorrichtung mit einem Rotor und einem Stator sowie einem Abdeckteller mit konischer Zulauföffnung für das Gut vorgesehen. Unterhalb des Behälterbodens ist eine Auslaufkammer mit Auslauföffnung vorhanden. Der Rotor ist über eine Welle von einem unterhalb des Behälterbodens angeordneten Antriebsmotor angetrieben. Bei angehobener Misch- und Homogenisiervorrichtung und ange triebenem Rotor kann im Behälter zum Mischen bzw. Homogeni sieren eine Umwälzung des Gutes erfolgen. Das Gut strömt da bei über die Zulauföffnung des Abdecktellers dem Rotor zu, und wird von diesem über den Stator radial nach allen Rich tungen nach außen getrieben. Bei abgesenkter Misch- und Ho mogenisiervorrichtung befindet sich der Rand des Abdecktel lers im wesentlichen bündig mit dem Behälterboden. Das im Behälter befindliche Gut strömt vom Boden infolge der Schwerkraft über die Zulauföffnung dem Rotor zu, der das Gut radial über den Stator nach außen in die Auslaufkammer und von da zum Auslaufstutzen treibt. Während des Abströmens des Gutes wird es durch die Misch- und Homogenisiervorrichtung durchmischt bzw. homogenisiert. Nachteilig ist, daß die Misch- und Homogenisiervorrichtung zusammen mit einem Füh rungsgehäuse und dem daran angeflanschten Antriebsmotor für den Rotor heb- und senkbar angeordnet sein muß, was eine aufwendige Konstruktion erfordert. Zudem wird der zwischen dem Führungskörper und dem heb- und senkbaren Führungsge häuse vorhandene Ringspalt von dem zu behandelnden Gut be netzt. Die Reinigung dieses Ringspaltes ist schwierig. Zu rückbleibende Verunreinigungen erlauben keine sterile Homo genisierung bzw. Durchmischung verschiedener Güter.Finally, such a device is also PS 19 13 940 known. Here is in the middle of the container bottom a mixing and homogenizing device can be raised and lowered a rotor and a stator and a cover plate with conical inlet opening for the goods. Below the bottom of the container is an outlet chamber with an outlet opening available. The rotor is above a shaft from below of the container bottom arranged drive motor driven. With the mixing and homogenizing device raised and on driven rotor can be mixed or homogenized in the container the goods are circulated. The good flows there with the rotor through the inlet opening of the cover plate, and is radial from this over the stator to all rich driven outwards. With mixed and Ho lowered mogenizing device is the edge of the cover lers essentially flush with the bottom of the container. That in Goods in the container flow from the floor as a result of Gravity through the inlet opening to the rotor, which is the good radially outward over the stator into the outlet chamber and from there drives to the outlet nozzle. During the outflow of the It gets good through the mixing and homogenizing device mixed or homogenized. The disadvantage is that the Mixing and homogenizing device together with a Füh tion housing and the drive motor flanged onto it the rotor must be raised and lowered, which is a complex construction required. In addition, the between the guide body and the raisable and lowerable guide ge existing annular gap of the goods to be treated nets. This ring gap is difficult to clean. To residual impurities do not allow sterile homo generation or mixing of different goods.

Aus der DE-PS 32 02 915 ist es ferner bekannt, unterhalb des Behälterbodens raumfest einen Homogenisator anzuordnen. Die mittige Zulauföffnung zu diesem Homogenisator ist als Ventil mit einem heb- und senkbaren Ventilteller ausgebildet, der in Schließstellung bündig mit dem Behälterboden ist. Nach teilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung, daß kein Um wälzbetrieb des Gutes innerhalb des Behälters möglich ist.From DE-PS 32 02 915 it is also known below Arrange a homogenizer spatially fixed in the container bottom. The central inlet opening to this homogenizer is as a valve formed with a liftable and lowerable valve plate, the is flush with the bottom of the container in the closed position. After is part of this known device that no order rolling operation of the goods within the container is possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs be schriebene Vorrichtung so zu verbessern, daß ihr Aufbau ver einfacht, eine Umwälzhomogenisierung bzw. -Durchmischung wie auch eine Durchflußhomogenisierung bzw. Durchmischung mög lich bleibt, und zudem eine sterile Behandlung des Gutes er reichbar ist.The invention is based, to be the task to improve the written device so that its structure ver simple, a circulation homogenization or mixing like flow homogenization or mixing is also possible remains, and also a sterile treatment of the goods is reachable.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.The invention solves this problem with the characterizing Features of claim 1.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sowohl das Homogeni sieren bzw. Mischen durch Umwälzen des Gutes im Behälter als auch das Mischen bzw. Homogenisieren beim Auslassen des Gutes aus dem Behälter in kürzester Zeit möglich ist. Dabei ist der Aufbau der Homogenisierungs- bzw. Mischungsvorrich tung vereinfacht. Es ist eine leichte und sichere Reinigung des Behälters sowie aller von dem Gut benetzter Flächen mög lich. Dadurch wird eine sterile Mischung bzw. Homogenisie rung auch von wechselnden Gütern in den Behältern möglich. The invention has the advantage that both the homogeneity or mix by circulating the material in the container as also mixing or homogenizing when omitting the Good things from the container are possible in the shortest possible time. Here is the structure of the homogenization or mixing device tion simplified. It is an easy and safe cleaning of the container and all surfaces wetted by the goods possible Lich. This creates a sterile mixture or homogenization change of goods in the containers is also possible.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements of the invention result from the Subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments described in more detail. In the drawing shows:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt der Misch- und Homogenisiervorrich tung im Durchflußbetrieb; Figure 1 is a schematic vertical section of the mixing and homogenizing device in flow mode.

Fig. 2 einen Schnitt wie in Fig. 1 im Umwälzbetrieb; FIG. 2 shows a section as in FIG. 1 in circulation operation;

Fig. 3 einen Schnitt wie in Fig. 1 einer geänderten Ausführung. Fig. 3 shows a section as in Fig. 1 of a modified version.

Am Boden 1 eines Behälters 2 ist eine Misch- und Homogeni siervorrichtung 3 angebaut. Sie ist von üblicher Bauart. Sie besteht aus einem Rotor 4, der auf einer Welle 5 sitzt, welche in einem Lager 6 im Boden 1 des Behälters 2 gela gert ist. Die Welle 5 wird von einem Motor 7 angetrieben, der am Boden 8 eines Gehäuses 9 angeflanscht ist. Der Rotor 4 besitzt mehrere Arme 10, die über einen Kranz 11 verbun den sind, der nicht dargestellte Durchtrittsschlitze für das fließfähige Gut besitzt. Die Schlitze sind dabei im Kranz so ausgeformt, daß eine Austriebswirkung auf das fließfähige Gut ausgeübt wird. At the bottom 1 of a container 2 , a mixing and homogenizing device 3 is attached. It is of the usual type. It consists of a rotor 4 , which is seated on a shaft 5 , which is gela in a bearing 6 in the bottom 1 of the container 2 . The shaft 5 is driven by a motor 7 which is flanged to the bottom 8 of a housing 9 . The rotor 4 has a plurality of arms 10 , which are connected via a ring 11 , which has through-slots, not shown, for the flowable material. The slots are shaped in the ring so that an expelling effect is exerted on the flowable material.

Ferner besitzt die Misch- und Homogenisiervorrichtung 3 einen Stator 12, der fest am Boden 1 des Behälters 2 be festigt ist. Er ist kranzförmig und umgibt den Rotorkranz 11. Er besitzt ebenfalls nicht dargestellte Schlitze für den Durchtritt des fließfähigen Gutes. Dem Rotor 4 kann von oben her über eine freie Öffnung 13 das fließfähige Gut zuflie ßen.Furthermore, the mixing and homogenizing device 3 has a stator 12 which is firmly attached to the bottom 1 of the container 2 be. It is ring-shaped and surrounds the rotor ring 11 . It also has slots, not shown, for the passage of the flowable material. The rotor 4 can flow from above through a free opening 13 the flowable material.

Dem Stator 12 der Misch- und Homogenisiervorrichtung 3 ist ein haubenförmiger Teller 14 zugeordnet. Er besitzt eine mittige Öffnung 15 für den Stator 12. Der Tellerrand ist nach abwärts gezogen und liegt in der abgesenkten Stellung des Tellers 14 an der Wandung des Bodens 1 dichtend an.A hood-shaped plate 14 is assigned to the stator 12 of the mixing and homogenizing device 3 . It has a central opening 15 for the stator 12 . The plate rim is pulled downwards and lies in the lowered position of the plate 14 against the wall of the bottom 1 .

Der Teller 14 ist mittels einer nicht dargestellten Hubvor richtung über mehrere Hubstangen 16, die um den Umfang des Tellers 14 verteilt sind und von denen nur eine dargestellt ist, heb- und senkbar. Die Hubstangen 16 sind dichtend durch den Boden 1 des Behälters 2 geführt.The plate 14 is by means of a Hubvor direction, not shown, over a plurality of lifting rods 16 , which are distributed around the circumference of the plate 14 and of which only one is shown, can be raised and lowered. The lifting rods 16 are sealingly guided through the bottom 1 of the container 2 .

Dem Stator 12 zugeordnet, außerhalb desselben, ist eine Ven tilöffnung 17 im Boden 1 des Behälters 2 angebracht. Diese Ventilöffnung 17 wird bei abgesenktem Teller 14 vom Teller rand übergriffen und abgedeckt. Die Ventilöffnung 17 ist durch einen Ventilteller 18, der mittels eines Ventilstößels 19 heb- und senkbar ist, verschließbar.Associated with the stator 12 , outside the same, a Ven valve opening 17 is attached in the bottom 1 of the container 2 . When the plate 14 is lowered, this valve opening 17 is overlapped and covered by the plate edge. The valve opening 17 can be closed by a valve plate 18 , which can be raised and lowered by means of a valve tappet 19 .

Unterhalb der Ventilöffnung 17 befindet sich eine Gehäuse kammer 20, an die ein schräg nach abwärts verlaufendes Ab flußrohr 21 angeschlossen ist, welches aus dem Gehäuse 9 nach außen austritt.Below the valve opening 17 there is a housing chamber 20 , to which a sloping downward flow pipe 21 is connected, which emerges from the housing 9 to the outside.

Die Misch- und Homogenisiervorrichtung 3 arbeitet wie folgt: Bei der in Fig. 1 dargestellten, abgesenkten Stellung des Tellers 14 dichtet der Tellerrand gegen den Boden 1 des Behälters 2 ab. Das fließfähige Gut kann dem Rotor 4 über die Öffnung 13 in der angegebenen strichlierten Pfeilrich tung zufließen. Durch die Wirkung des rotierenden Rotors 4 wird das durch Schwerkraft zufließende, fließfähige Gut ra dial durch die Rotorschlitze und durch die Schlitze des fest stehenden Stators 12 hindurch nach außen getrieben. Es ge langt dabei zu der Ventilöffnung 17. Da der Ventilteller 18 in abgesenkter Stellung sich befindet, tritt das fließfähige Gut über das Abflußrohr 21 nach außen, z.B. zu einem nicht dargestellten Sammelbehälter aus.The mixing and homogenizing device 3 operates as follows: In the lowered position of the plate 14 shown in FIG. 1, the plate rim seals against the bottom 1 of the container 2 . The flowable material can flow to the rotor 4 via the opening 13 in the indicated dashed arrow direction. Due to the action of the rotating rotor 4 , the flowable, flowable material ra dial is driven out through the rotor slots and through the slots of the fixed stator 12 . It reaches ge to the valve opening 17th Since the valve plate 18 is in the lowered position, the flowable material exits via the drain pipe 21 to the outside, for example to a collecting container (not shown).

Bei dieser Arbeitsweise findet während des Durchfließens des fließfähigen Gutes durch die Misch- und Homogenisier vorrichtung 3 eine sogenannte Durchflußdurchmischung und -Homogenisierung statt.In this mode of operation, a so-called flow mixing and homogenization takes place while the flowable material flows through the mixing and homogenizing device 3 .

Bei der in Fig. 2 angehobenen Stellung des Tellers 14 tritt das fließfähige Gut über die Öffnungen 15 und 13 dem Rotor 4 der Misch- und Homogenisiervorrichtung 3 zu. Da die Ven tilöffnung 17 durch den Ventilteller 18 verschlossen ist, wird das fließfähige Gut durch den rotierenden Rotor 4 durch die Schlitze des feststehenden Stators 12 radial nach außen und in der angedeuteten Pfeilrichtung vom Behälterboden 1 nach aufwärts getrieben. Es findet somit eine Umwälzdurch mischung bzw.-Homogenisierung statt.In the raised position of the plate 14 in FIG. 2, the flowable material passes through the openings 15 and 13 to the rotor 4 of the mixing and homogenizing device 3 . Since the Ven valve opening 17 is closed by the valve plate 18 , the flowable material is driven radially outwards by the rotating rotor 4 through the slots of the fixed stator 12 and in the direction indicated by the arrow from the container bottom 1 upwards. There is thus a circulation by mixing or homogenization.

Eine nicht dargestellte Steuervorrichtung sorgt dafür, daß der Antriebsmotor 7 nur dann eingeschaltet werden kann, wenn bei Durchflußdurchmischung bzw. -Homogenisierung der Teller 14 sich in abgesenkter Stellung befindet und der Ventilteller 18 die Offenstellung einnimmt.A control device, not shown, ensures that the drive motor 7 can only be switched on when the plate 14 is in the lowered position when the flow is mixed or homogenized and the valve plate 18 assumes the open position.

Bei Umwälzdurchmischung bzw. Homogenisierung kann der An triebsmotor 7 nur eingeschaltet werden, wenn der Teller 14 angehoben ist und der Ventilteller 18 sich in Schließstel lung befindet. With circulation mixing or homogenization, the drive motor 7 can only be switched on when the plate 14 is raised and the valve plate 18 is in the closed position.

Bei der geänderten Ausführung nach Fig. 3 ist der Behälter boden 1 in der Mitte gegenüber den Seitenrändern abgesenkt. Damit befindet sich auch der Rotorkranz 11 und der Stator 12, der fest am abgesenkten Bodenteil befestigt ist, gegen über dem Bodenrand 22 in abgesenkter Stellung.In the modified embodiment according to FIG. 3, the container is lowered floor 1 in the center relative to the side edges. The rotor ring 11 and the stator 12 , which is fixedly attached to the lowered base part, are thus also in a lowered position opposite the bottom edge 22 .

Der Teller 14′ besitzt eine im wesentlichen ebene Form. In abgesenkter Stellung ist der konisch verlaufende Teller rand in abdichtender Lage gegenüber dem konischen Rand teil des Bodens 1.The plate 14 'has a substantially flat shape. In the lowered position, the conical plate edge is in a sealing position with respect to the conical edge part of the base 1 .

Der Stator 12 besitzt an der Oberseite einen festen Ring 23, der die Oberseite des Kranzes 11 des Rotors 4 über greift. Gegen seine äußeren, konisch nach abwärts verlaufen den Flächen legt sich der innere Rand des Tellers 14 in abgesenkter Stellung dichtend an. Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß der Boden 1 des Behälters 2 bei abgesenk tem Teller 14′ weitgehend eben ist. Dadurch wird die Reini gung des Behälters erleichtert und zudem vermieden, daß sich angrenzend an den haubenförmigen Teller 14 ein Gut rückstand bilden kann.The stator 12 has on the top a fixed ring 23 which engages the top of the ring 11 of the rotor 4 . The inner edge of the plate 14 seals against its outer, tapered downward faces in the lowered position. This version offers the advantage that the bottom 1 of the container 2 'is largely flat when the plate 14 is lowered. This facilitates the cleaning of the container and also avoids that a good residue can form adjacent to the hood-shaped plate 14 .

Claims

1. A device for mixing and / or homogenizing a flowable material, in particular a cream, with a container for the material, with a rotor and a stator surrounding the rotor, which are arranged in the region of the container bottom, the material being from the rotor is sucked in and driven outwards through the stator, with an outlet opening for the material in the area of the container bottom radially outside the stator, with a closing device for the outlet opening, with a rotor, the stator and the outlet opening over a covering plate which has an inlet opening for the mixture to the rotor / stator arrangement, and with an annular gap between the plate rim and the container bottom, characterized in that the outlet opening ( 18 ) has a valve seat and the closing device has a valve plate ( 18 ) that a device ( 16 ) for lifting and lowering the plate ( 14 ) covering the outlet opening, it is provided that the ring sp old between the edge of the plate and the container bottom ( 1 ) in the raised position of the plate and that the plate edge is sealed against the bottom of the container ( 2 ) in the lowered position of the plate.

2. Device according to claim 1, characterized in that the rotor ( 4 ) with stator ( 12 ) above the container bottom ( 1 ) are arranged above and the plate ( 14 ) covering the outlet opening ( 17 ) is hood-shaped.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the container bottom ( 1 ) in the region of the rotor ( 4 ), the sta gate ( 12 ) and the outlet opening ( 17 ) is formed out and the height-movable, flat ring plate ( 14 ') with the level of the floor ( 1 ) in the lowered position is essentially flush.

4. Device according to claims 1 and 2 or 3, characterized in that a control device for the rotor drive ( 7 ), valve plate ( 18 ) and plate ( 14 , 14 ') is present in such a way that only when the valve is open ( 17, 18 ) and lowered plate ( 14 , 14 ') or with closed valve ( 17 , 18 ) and raised plate ( 14 , 14 ') the rotor drive can be switched on.