DE4209527A1

DE4209527A1 - Emulsion homogeniser improving fineness of grains - has two facing contra-rotating truncated cone rotors and reduce droplet size without increase in machine complexity

Info

Publication number: DE4209527A1
Application number: DE4209527A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dipl Ing Vieten; Hans-Juergen Dipl Ing Mertens; Harald Pehr
Original assignee: Dorr Oliver Deutschland GmbH
Current assignee: BWS Technologie GmbH
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1993-09-30

Abstract

A homogeniser machine consists of a housing with an axial inlet and a radial outlet. A truncated cone rotor turns within the housing, whose inner mantle has coaxial rings at graded intervals, each one of which faces a matching ring separated from its adjacent ring by a tooth-shaped gap. The rings facing the rotor are formed as an independently turning rotor, and that the rotors rest on individually-controlled and driven contra-rotating shafts passing through the housing. USE/ADVANTAGE - The machine homogenises emulsions, dispersions and chemical reaction prods. The machine improves the fineness of the grains and reduces the size of droplets without any significant increase in machine complexity.

Description

Die Erfindung betrifft eine Homogenisier-Maschine bestehend aus einem Gehäuse und einem axialen Einlauf für das zu behandelnde Gut und einem radialen Auslauf für das behandelte Gut sowie einem im Gehäuse rotierenden kegelstumpfförmigen Rotor, dessen Mantelfläche mit koaxialen Ringen gestaffelten Durchmessers ausgestattet ist, die jeweils auf Lücke stehen zu gleich artigen, dem Rotor gegenüberliegenden Ringen, wobei die einen Spalt bildenden Ringe zähnebildende Durchbrechungen aufweisen.The invention relates to a homogenizing machine consisting of a housing and an axial inlet for the to be treated Good and a radial outlet for the treated good as well a frustoconical rotor rotating in the housing, the Shell surface with coaxial rings of graduated diameter is equipped, the gaps are equal like, opposite the rotor rings, the one Gap-forming rings have teeth-forming openings.

Mit derartigen Maschinen werden Emulsionen, Dispersionen und chemische Reaktionsprodukte hergestellt. Zu diesem Zweck ist ein Homogenisierer bekannt (DE-OS 34 34 912), der einen Stator und einen Rotor mit ineinandergreifenden Ringen und Zähne bildenden Durchbrechungen aufweist. Stator und Rotor sind mit scherkräfteerzeugenden Einrichtungen, wie Verzahnungungen und Zahnprofilen, versehen, mittels derer das zu behandlende Gut gemischt, dispergiert oder homogenisiert wird. Die gegenein anderzeigenden Flächen von Rotor und Stator sind konisch aus gebildet und mit den entsprechenden Werkzeugen versehen. Viel fach werden die Werkzeuge gebildet durch eingedrehte Rillen mit eingefrästen Durchbrechungen bzw. durch in Nuten eingesetzte Ringe, in die die eigentlichen Werkzeuge eingearbeitet sind. With such machines, emulsions, dispersions and chemical reaction products manufactured. For this purpose a homogenizer known (DE-OS 34 34 912), the stator and a rotor with interlocking rings and teeth forming breakthroughs. The stator and rotor are included facilities producing shear forces, such as gearing and Tooth profiles, provided, by means of which the material to be treated is mixed, dispersed or homogenized. The against each other opposite surfaces of the rotor and stator are conical formed and provided with the appropriate tools. A lot the tools are formed by twisted grooves milled openings or through inserted in grooves Rings in which the actual tools are incorporated.

Aufgrund konstruktiver Gegebenheiten, insbesondere wegen der Ausbildungen von Lagerungen und Abdichtungen, sind bei den bekannten Rotor-, Stator-Maschinen die Drehzahlen und damit auch die Scherkraftkonstante begrenzt. Dies bedeutet, daß die Qualität der Emulsionen und die Größe der Tröpfchen ihre Grenze erreicht haben.Due to design conditions, especially because of the Formations of bearings and seals are with the known rotor, stator machines the speeds and thus the shear force constant is also limited. This means that the Quality of the emulsions and the size of the droplets their limit achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Homogenisier- Maschine zu schaffen, mit der bei Emulsionen, Dispersionen und chemischen Reaktionen das Kornspektrum verfeinert und die Tröpfchengrößen verkleinert werden, ohne den konstruktiven Aufwand der Maschinen wesentlich zu vergrößern.The invention has for its object a homogenizing To create machine with which emulsions, dispersions and chemical reactions refined the grain spectrum and the Droplet sizes can be reduced without the constructive Increase machine effort significantly.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die dem Rotor gegenüber liegenden Ringe als eigenständiger rotierender Rotor ausge bildet sind und jeder Rotor auf einer in das Gehäuse hineinge führten Antriebswelle sitzt, die gegeneinander laufend an treibbar sind.This object is achieved in that the rotor opposite lying rings out as an independent rotating rotor are formed and each rotor goes into the housing on one led drive shaft that runs against each other are drivable.

Mit dieser Maßnahme werden mit einfachsten Mitteln die Scher kräfte bei den üblichen Drehzahlen der Rotoren bis um das 2fache vergrößert, weil die Begegnungen der einzelnen Produktteilchen mit den scherkräfteerzeugenden Werkzeuge vervielfacht werden. Aufgrund der üblichen Drehzahlen können handelsübliche Lagerungen und Abdichtungen eingesetzt werden. With this measure, the shear with the simplest means forces at the usual rotor speeds up to Enlarged twice because of the encounters of the individual Product particles with the shear force generating tools be multiplied. Due to the usual speeds you can standard bearings and seals can be used.

Die beiden Rotoren sind nicht nur gegeneinanderlaufend antreibbar, sie können auch mit regelbaren Antrieben versehen sein, so daß die beiden gegeneinanderlaufenden Rotoren mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten umlaufen. Zweck mäßigerweise werden die Antriebswellen für die beiden Rotoren jeweils mit einem eigenen Antrieb versehen.The two rotors are not only counter-rotating drivable, they can also be equipped with adjustable drives be so that the two counter-rotating rotors with circulate at different peripheral speeds. Purpose the drive shafts for the two rotors are moderate each with its own drive.

Die bekannten Rotor-, Stator-Maschinen sind mit einem zentralen Einlauf versehen, um somit das zu behandelnde Produkt in vor teilhafter Weise in den Bereich der scherkrafterzeugenden Werkzeuge zu bringen. Erfindungsgemaß wird weiterhin vorge schlagen, daß eine der Antriebswellen oder auch beide Antriebs wellen als Hohlwelle ausgebildet werden, um somit das zu behandelnde Produkt in den Zentralbereich der Werkzeuge einzu bringen. Bei der Verarbeitung eines Produktes reicht eine Hohlwelle aus. Vielfach werden aber zwei Produkte gleichzeitig verarbeitet. In einem solchen Falle können beide Antriebswellen als Hohlwellen ausgebildet sein und somit kann die Homogenisier- Maschine von beiden Seiten mit unterschiedlichen Produkten gespeist werden. The well-known rotor, stator machines are with a central Provide enema so that the product to be treated in front geous way in the field of shear force generating Bring tools. According to the invention is continued hit that one of the drive shafts or both drive waves are formed as a hollow shaft, so that too treat the product in the central area of the tools bring. One is sufficient when processing a product Hollow shaft out. In many cases, however, two products are made at the same time processed. In such a case, both drive shafts be designed as hollow shafts and thus the homogenizing Machine from both sides with different products be fed.

Die gegeneinander zeigenden Flächen der beiden Rotoren bilden einen Spalt. Zweckmäßigerweise arbeitet die Homogenisier- Maschine bei unterschiedlichen Produkten mit unterschiedlicher Spaltweite. Zur Verstellung der Spaltweite ist eine der Antriebswellen mit einer axialen Wellenverstellung versehen, die vorteilhafterweise über eine Hydraulik betätigt wird.Form the opposing surfaces of the two rotors a crack. The homogenization expediently works Machine with different products with different Gap width. To adjust the gap width is one of the Provide drive shafts with an axial shaft adjustment, which is advantageously operated via a hydraulic system.

Weitere Ausführungen der Erfindung werden anhand eines Aus führungsbeispieles beschrieben, das in einer Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:Further embodiments of the invention are based on an off leadership example described in a drawing is shown. It shows:

Fig. 1 einen Schematischen Schnitt durch eine Homogenisier-Maschine, Fig. 1 shows a schematic section through a homogenizing machine,

Fig. 2 eine alternative Ausführungsform für den Antrieb. Fig. 2 shows an alternative embodiment for the drive.

Eine Homogenisier-Maschine 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das zur Vereinfachung der Montage der Einbauten mit abnehmbaren Gehäusedeckeln 2a und 2b versehen ist. Das Gehäuse 2 ist mit einem radialen Austrittsstutzen 3 versehen. Die Gehäusedeckel 2a und 2b weisen axiale Öffnungen 4 und 5 auf, in denen Lagerungen 6 und 7 befestigt sind. Über diese Lagerungen sind als Hohlwellen ausgebildete Antriebswellen 8 und 9 in das Innere des Gehäuses eingeführt, wobei die im Inneren des Ge häuses 2 liegenden Wellenenden jeweils mit einem Rotor 12 bzw. 13 versehen sind. Der Rotor 13 ist mit einer kegelstumpfförmigen Oberfläche versehen der eine dazu parallel verlaufende Oberfläche des Rotors 12 zugeordnet ist. Beide Rotoren sind mit scherkräfteerzeugenden Einrichtungen 14 und 15 versehen, die zueinander einen Spalt 16 bilden. Zwischen den Enden der beiden Antriebswellen 8 und 9 ist eine Einführ kammer 17 gebildet, von der das zu behandelnde Gut in den Bereich der Einrichtungen 14 und 15 geführt wird. Die äußeren Enden der Antriebswellen 8 und 9 sind in Drehdurchführungen 10 und 11 gelagert, wobei an diese feststehenden Drehdurchführ ungen Zufuhrleitungen 32 und 33 zum Zuführen des zu behandeln den Gutes befestigt sind. Im Ausführungsbeispiel sind die beiden Antriebswellen 8 und 9 jeweils mit einem Antrieb 18 und 19 versehen.A homogenizing machine 1 consists of a housing 2 , which is provided with removable housing covers 2 a and 2 b to simplify the assembly of the internals. The housing 2 is provided with a radial outlet nozzle 3 . The housing cover 2 a and 2 b have axial openings 4 and 5 , in which bearings 6 and 7 are attached. About these bearings are designed as hollow shafts drive shafts 8 and 9 inserted into the interior of the housing, the housing lying inside the Ge 2 shaft ends are each provided with a rotor 12 or 13 . The rotor 13 is provided with a frustoconical surface which is assigned a surface of the rotor 12 which runs parallel thereto. Both rotors are provided with devices 14 and 15 which generate shear forces and form a gap 16 with respect to one another. Between the ends of the two drive shafts 8 and 9 , an insertion chamber 17 is formed, from which the material to be treated is guided into the area of the devices 14 and 15 . The outer ends of the drive shafts 8 and 9 are mounted in rotary unions 10 and 11 , with these fixed rotary unions supply lines 32 and 33 for supplying the goods to be treated are attached. In the exemplary embodiment, the two drive shafts 8 and 9 are each provided with a drive 18 and 19 .

Diese Antriebe bestehen aus den angetriebenen Antriebsscheiben 20 und 21, denen Treibscheiben 22 und 23 zugeordnet sind. Über diese Scheiben sind Antriebsriemen 24 und 25 gelegt. Die Treib scheiben 22 und 23 sind mit Wellenstümpfen 26 und 27 der Motoren 28 und 29 verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 9 mit einer Wellenverstellung 34 versehen, die über eine Hydraulik 35 verstellbar ist und somit den Spalt 16 verändern kann. These drives consist of the driven drive disks 20 and 21 , to which the drive disks 22 and 23 are assigned. Drive belts 24 and 25 are placed over these pulleys. The drive disks 22 and 23 are connected to stub shafts 26 and 27 of the motors 28 and 29 . In the exemplary embodiment, the drive shaft 9 is provided with a shaft adjustment 34 , which can be adjusted via a hydraulic system 35 and thus can change the gap 16 .

Die Antriebe 18 und 19 sind derart angeordnet, daß die Rotoren 12 und 13 gegeneinander umlaufen. Wie Fig. 2 zeigt, ist es denkbar, die beiden Riemenscheiben 22 und 23 über die Wellen stümpfe 26 und 27 mittels eines Getriebes 31 und einem Motor 30 anzutreiben. Das Getriebe 31 ist so ausgebildet, daß einmal die beiden Scheiben 22 und 23 gegeneinander laufen und zum anderen die Umfangsgeschwindigkeiten der Scheiben 22 und 23 regelbar ist. Zu diesem Zweck ist das Getriebe 31 in an sich bekannter Weise als Schaltgetriebe auszubilden.The drives 18 and 19 are arranged such that the rotors 12 and 13 rotate against each other. As shown in FIG. 2, it is conceivable for the two pulleys 22 and 23 via the shafts stumps 26 and 27 to be driven by a gear 31 and a motor 30. The gear 31 is designed so that the two disks 22 and 23 run against one another and the peripheral speeds of the disks 22 and 23 can be regulated. For this purpose, the transmission 31 is to be designed as a manual transmission in a manner known per se.

Die Erfindung ist nicht an das dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden. So ist es ohne weiteres denkbar, daß Gehäuse zwei teilig auszubilden, d. h., daß anstelle der Gehäusedeckel eine mittlere Trennung vorgesehen wird, so daß das Gehäuse 2 ins gesamt von der Mitte aus nach links und rechts verschoben werden kann. Auch kann anstelle des Riementriebes 18 oder 19 ein Kettentrieb oder dergleichen vorgesehen werden.The invention is not tied to the illustrated embodiment. Thus, it is readily conceivable that the housing be formed in two parts, that is to say that instead of the housing cover, a middle separation is provided, so that the housing 2 can be shifted from the center to the left and right. A chain drive or the like can also be provided instead of the belt drive 18 or 19 .

Claims

1.Homogenizing machine consisting of a housing with an axial inlet for the material to be treated and a radial outlet for the material to be treated as well as a frustoconical rotor rotating in the housing, the outer surface of which is equipped with coaxial rings of graduated diameter, each with a gap to similar rings opposite the rotor, the rings forming a gap having tooth-forming openings, characterized in that the rings ( 13 ) opposite rings are formed as an independent rotating rotor ( 12 ) and each rotor ( 12 , 13 ) a drive shaft ( 8 , 9 ) which is guided into the housing ( 2 ) and can be driven in opposite directions.

2. Homogenizing machine according to claim 1, characterized in that the rotors ( 12 , 13 ) are provided with controllable drives ( 18 , 19 ).

3. Homogenizing machine according to claims 1 and 2, characterized in that the two rotors ( 12 , 13 ) can be driven at different peripheral speeds.

4. Homogenizing machine according to claims 1 to 3, characterized in that the drive shafts ( 8 , 9 ) for the two rotors ( 12 , 13 ) are each provided with their own drive ( 18 , 19 ).

5. Homogenizing machine according to claims 1 to 4, characterized in that one (or both) drive shaft (s) ( 8 , 9 ) is designed as a hollow shaft (are).

6. Homogenizing machine according to claims 1 to 5, characterized in that the drives ( 18 , 19 ) each consist of a belt drive or the like, with a driven pulley ( 20 , 21 ) being arranged on each drive shaft ( 8 , 9 ) , which each have a driving pulley ( 24 , 25 ) and both pulleys are covered by a belt ( 24 , 25 ).

7. Homogenizing machine according to claim 6, characterized in that the driving pulleys ( 24 , 25 ) are each connected to a motor ( 28 , 29 ).

8. Homogenizing machine according to claim 6, characterized in that the driving pulleys ( 24 , 25 ) sit on a driven stub shaft ( 26 , 27 ) which can be driven by a motor ( 30 ) via a gear ( 31 ).

9. Homogenizing machine according to claims 1 to 8, characterized in that one of the drive shafts ( 9 ) is provided with an axial shaft adjustment ( 34 ).

10. Homogenizing machine according to claim 9, characterized in that the shaft adjustment ( 34 ) via an hydraulic system ( 35 ) is adjustable.