DE602004003661T2

DE602004003661T2 - Rührmischer

Info

Publication number: DE602004003661T2
Application number: DE602004003661T
Authority: DE
Inventors: Toru c/o Reika Kogyo Kabushiki Kais Taniguchi
Original assignee: Reika Kogyo KK
Current assignee: Reika Kogyo KK
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2024-10-30
Also published as: CN1647850A; EP1527812B1; KR20050041917A; DE602004003661D1; EP1527812A1; US7331702B2; BRPI0404669A; US20050094486A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Bewegungsmischer, der ein Bewegungsmischen mittels eines Vibrierens und/oder Rotierens eines Bewegungskörpers durchführt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Beispielsweise bei Mischungsvorgängen, die das Hinzufügen einer Flüssigkeit zu einem Pulver, das Hinzufügen eines Pulvers zu einer Flüssigkeit oder das gleichzeitige Hinzufügen eines Pulvers und einer Flüssigkeit umfassen, werden häufig sekundäre Agglomerate („Klumpen") des Pulvers in der Flüssigkeit erzeugt und, sobald solche Klumpen erzeugt wurden, ist deren erneutes Auflösen in der Flüssigkeit möglicherweise extrem schwierig. Zusätzlich blockieren die erzeugten Klumpen häufig einen Materialeinlass, wodurch sic Schwierigkeiten beim nachfolgenden Zuführen eines Pulvers ergeben.
Entsprechend wurden in den letzten Jahren Vorrichtungen und Verfahren vorgeschlagen, die dazu in der Lage sind, das Erzeugen sekundärer Agglomerate während eines Prozesses des Mischens eines Pulvers und einer Flüssigkeit zu unterdrücken.
In einer kontinuierlichen Mischvorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist eine Drehscheibe in einem Gehäuse installiert, welches dessen oberem Teil angebrachte Zuführanschlüsse zum Zuführen einer Flüssigkeit und eines Pulvers aufweist, und einen Auslassanschluss, der an einem unteren Teil dessen angebracht ist. Die Drehscheibe trennt die Innenseite des Gehäuses in eine obere Mischkammer und eine untere Mischkammer. Weiterhin ist ein Schaber (engl. scraper) an einer oberen Fläche der Drehscheibe angebracht und ein Drehschaber, der sich unabhängig von der Drehscheibe in einer nicht kontaktierenden Weise dreht, ist in einer Position unterhalb der Drehscheibe angebracht. Ein Pulver und eine Flüssigkeit, die aus den Zuführanschlüssen zugeführt werden, werden durch die Drehung der Drehscheibe miteinander gemischt und die daraus resultierende Mischung, die in die untere Mischkammer gebracht wird, wird abgeschabt während sie durch den Drehschaber gemischt wird, welcher bei einer niedrigeren Geschwindigkeit als der der Drehscheibe rotiert, so dass sie kontinuierlich über den Auslassanschluss auf die Außenseite transportiert wird (siehe beispielsweise offengelegte japanische Patentpublikationen Nr. Hei 11-19495, 2001-62273 und 2002-166154).
Weiterhin wird eine kontinuierliche Mischvorrichtung zum Mischen von Pulver und Flüssigkeit mittels einer sich drehenden Mischscheibe, in der eine Flüssigkeit in atomisierter Form zum gleichförmigen Mischen des Pulvers und der Flüssigkeit zugeführt wird, zum Beispiel in den japanischen offengelegten Patentpublikationen Nr. 2002-248330 und 2001-198447 vorgeschlagen.
Es wurde weiterhin (zum Beispiel in der japanischen offengelegten Patentpublikation Nr. 2001-65850) ein Verfahren zum Herstellen einer Breimischung durch das Mischen eines Pulvers, beispielsweise eines Kohlepulvers, und einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird das Pulver in eine Schraubenpumpe eingeführt, in welche die Flüssigkeit weiterhin in deren Mittelstromabschnitt zugefügt wird, um mit dem Pulver gemischt zu werden. Der Druck in der Schraubenpumpe wird zunächst angehoben und dann an dem Auslassanschluss abgesenkt, um die Mischung in einen Brei zu transformieren.
Weiterhin hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung (zum Beispiel in der japanischen offengelegten Patentpublikation Nr. 2000-246131) eine Zerstäubungsvorrichtung vorgeschlagen, umfassend ein Gehäuse, welches zwei oder mehrere Materialien in sich aufnehmen kann, und eine Mahlspindel, die in dem Gehäuse installiert ist. In dieser Zerstäubungsvorrichtung sind Vertiefungen und Ausstülpungen zumindest an einer der inneren Oberflächen des Gehäuses und der äußeren Oberfläche der Mahlspindel ausgeformt, und durch ein Hin- und Herbewegen der Mahlspindel relativ zu dem Gehäuse zur Herstellung eines hohen Drucks in einen Zwischenraum zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses und der äußeren Oberfläche der Mahlspindel kann zumindest eines der oben beschriebenen zwei oder mehreren Materialien zerstäubt werden.
FR 2 161 690 bezieht sich auf eine Knetmaschine zum Mischen von Teig. Die Knetmaschine umfasst einen Schaft mit sich drehenden Klingen, welche zu einer zusätzlichen Bewegung in einer axialen Richtung in der Lage ist, mit einem Hub korrelierend zu dem Abstand zwischen zwei nacheinander angeordneten Klingen.
FR 1 184 392 bezieht sich auf eine Knet- oder Mischvorrichtung umfassend eine Schnecke. Die Schnecke ist dazu in der Lage, eine Drehung und eine tatsächliche Vorwärts- und Rückwärtsbewegung auszuführen.
Unter den oben beschriebenen Mischvorrichtungen und Mischverfahren gibt es jedoch keine Vorrichtung und kein Verfahren, welches dazu in der Lage ist, sekundäre Agglomerate vollständig aufzulösen, um dadurch ein Blockieren eines Pulvereinlasses zu verhindern. Weiterhin sind in den oben beschriebenen Mischvorrichtungen und Verfahren Beschränkungen gegenüber der Kombination des zu mischenden Pulvers und der Flüssigkeit vorhanden. Daher kann das Mischen häufig die gewünschte Qualität nicht erreichen.
Weiterhin ist in den Mischvorrichtungen und Verfahren, die oben beschrieben wurden, ein gleichförmiges Mischen im Fall eines hochviskosen Materials, welches durch das Mischen, Auflösen, chemische Reaktion, Polimerisation oder andere Behandlung von Flüssigkeiten erhalten wird, häufig nicht ausreichend.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bewegungsmischer bereitzustellen, der dazu in der Lage ist, das Erzeugen sekundärer Agglomerate zu unterdrücken, um dadurch ein Blockieren eines Materialeinlasses zu verhindern, welches durch die sekundären Agglomerate während eines Mischprozesses hervorgerufen wird, insbesondere einer Kombination eines Pulvers und einer Flüssigkeit, und der dazu in der Lage ist, im Wesentlichen unbegrenzte Kombinationen von Flüssigkeit und Pulver zu mischen, umfassend eine Kombination von Flüssigkeiten und eine Kombination eines Pulvers und einer Flüssigkeit. Weiterhin hat der Bewegungsmischer der vorliegenden Erfindung eine überragende Fähigkeit dahingehend, eine Flüssigkeit mit einer anderen Flüssigkeit oder mit einem Pulver zu mischen und eine gleichmäßigere Reaktion zwischen Flüssigkeiten oder zwischen einer Flüssigkeit und einem Pulver hervor zu rufen.
Ein Bewegungsmischer gemäß der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Charakteristika auf.

(1) Der Bewegungsmischer umfasst ein Gehäuse, welches einen Flusskanal aufweist, durch welchen ein Fluid hindurch treten kann; einen Bewegungskörper umfassend eine Welle, die in dem Gehäuse installiert ist und mit Rotations-Vibrationsmitteln verbunden ist, und ein Bewegungsblatt (engl. agitation blade), welches an dem Umfang der Welle angebracht ist; und einen Materialeinlass zum Zuführen eines Rohmaterials in das Gehäuse. Dadurch, dass es dem Bewegungskörper ermöglicht wird, eine Vibrationsbewegung bereitzustellen, kann eine bewegte Substanz zu einer nachfolgenden Stufe transportiert werden, während sie weiter einer gleichmäßigen Bewegung unterworfen wird. Auf diese Weise kann ein sanfter Bewegungsmischvorgang ohne das Erzeugen sekundärer Agglomerate und ohne das Zurückhalten der bewegten Substanz in dem Gehäuse realisiert werden, selbst wenn die bewegte Substanz hochviskos wird.
(2) In dem Bewegungsmischer gemäß (1) besteht die Welle aus einem ersten Wellenabschnitt und einem zweiten Wellenabschnitt, und das Rotations-Vibrationsmittel umfasst ein Rotationsmittel zum Drehen des ersten Wellenabschnitts und ein Vibrationsmittel zum Vibrieren des zweiten Wellenabschnitts.
(3) Bei dem Bewegungsmischer gemäß (1) oder (2) ist eine oder mehrere Bewegungskammern innerhalb des Gehäuses durch das Teilen des Flusskanals mit einer Teilungsplatte (engl. partition plate) ausgeformt. Das Bereitstellen der Teilungsplatte stellt einen turbulenten Fluss innerhalb des Flusskanals in dem Gehäuse bereit, welcher zu einer Vergrößerung der Bewegungseffizienz beiträgt.
(4) Bei dem Bewegungsmischer gemäß (3) umfasst der Materialeinlass einen Pulvereinlass und einen Flüssigkeitseinlass.
(5) Ein Bewegungsmischer eines weiteren Aspekts der Erfindung umfasst ein Gehäuse, welches einen Flusskanal aufweist, durch welchen ein Fluid hindurch tritt; einen Bewegungskörper bestehend aus einer Welle, welche in dem Gehäuse installiert ist und mit Vibrationsmitteln verbunden ist, und ein Bewegungsblatt, welches an dem Umfang der Welle angebracht ist; und einen Materialeinlass zum Zuführen eines Rohmaterials in das Gehäuse, wobei der Materialeinlass aus einem Pulvereinlass und einem Flüssigkeitseinlass besteht.
(6) In dem Bewegungsmischer gemäß einem der (1) bis (5) ist der Pulvereinlass an einer Pulverzuführvorrichtung umfassend eine Schraube zum Transportieren des Pulvers angebracht, und die Schraube ist mit dem Rotations-Vibrationsmittel verbunden.
(7) Bei dem Bewegungsmischer gemäß (5) ist der Pulvereinlass in einer horizontalen Position bezüglich der Welle des Bewegungskörpers orientiert.
(8) In dem Bewegungsmischer gemäß (5) ist der Pulvereinlass in einer vertikalen Position bezüglich der Welle des Bewegungskörpers orientiert.
(9) Bei dem Bewegungsmischer gemäß einem der (1) bis (8) umfasst das Gehäuse weiterhin einen daran angebrachten Auslassanschluss und einen Filter zum Filtern der Füllung des Gehäuses ist in der Umgebung des Auslassanschlusses vorgesehen. Das Bereitstellen des Filters ermöglicht ein Herausfiltern einer nicht aufgelösten Substanz und/oder ungewünschter Substanzen, so dass ein gewünschtes Objekt, beispielsweise ein gewünschtes gelöstes Material, eine gewünschte Mischung oder ein gewünschter Reaktant erhalten werden kann.
(10) Der Bewegungsmischer gemäß einem der (1) bis (9) weiterhin umfassend einen oder mehrere Dampfeinlässe zum Einspritzen von Dampf in die Innenseite des Gehäuses.
(11) In dem Bewegungsmischer (10) ist das Rohmaterial ein Festkörper oder ein Pulver und wird durch Steuern der Quantität und/oder des Druckes des Dampfes erwärmt, fusioniert und/oder pasteurisiert.
(12) In dem Bewegungsmischer (10) ist das Rohmaterial eine Flüssigkeit oder ein Fluid und die Viskosität oder Reaktion der Flüssigkeit oder des Fluids wird durch Steuern der Quantität und/oder des Druckes des Dampfes eingestellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Querschnittansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
4 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
7 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt; und
8 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Bevorzugte Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Erstes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf 1 wird nun eine beispielhafte Konfiguration eines Bewegungsmischers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Ein Bewegungsmischer 10 umfasst ein Gehäuse 12 umfassend einen Flusskanal, durch welchen Fluid hindurch tritt, und einen Bewegungskörper 15, bestehend aus einem ersten Wellenabschnitt 14, welcher in dem Gehäuse 12 installiert ist und mit einem Rotations-Vibrationsmittel verbunden ist, einem zweiten Wellenabschnitt 48 und einem Bewegungsblatt 16, welches an dem Umfang des ersten Wellenabschnitts 14 angebracht ist. Bevorzugt ist das Bewegungsblatt 16 in einer angemessen ausgewählten Form geformt, beispielsweise einer Helix, einem Balken etc., abhängig von einem Rohmaterial, welches bewegt werden soll.
In einem stromaufwärts liegenden Abschnitt des Gehäuses 12 sind Materialeinlässe 24, 26 zum Zuführen des Rohmaterials in das Gehäuse 12 vorgesehen, während in einem mittleren Abschnitt des Gehäuses 12, ein Materialeinlass 22 zum Zuführen eines Rohmaterials in das Gehäuse 12 vorgesehen ist. In einem stromabwärts gelegenen. Abschnitt des Gehäuses 12 ist ein Auslassanschluss 20 zum Auslassen einer bewegten Substanz aus dem Gehäuse 12 heraus vorgesehen.
Eine oder mehrere Teilungsplatten 18 sind in dem Gehäuse 12 montiert, um ein Hindurchtreten einer Flüssigkeit oder eines Pulvers zwischen der Innenseite des Gehäuses 12 und dem Flusskanal zu ermöglichen. Die Innenseite des Gehäuses 12 wird durch die Teilungsplatten 18 so geteilt, dass sie Bewegungskammern 200a, 200b und 200c ausformt, welche jeweils nacheinander eine Substanz erhalten, beispielsweise eine Mischung, welche zu einem unterschiedlichen Grad bewegt wird. Das Aufteilen der Innenseite des Gehäuses 12 durch die Teilungsplatten 18, so wie es oben beschrieben ist, vergrößert den Turbulenzeffekt. Die innere Konfiguration des Gehäuses ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt und die Teilungsplatte 18 kann fortgelassen werden, abhängig von den Eigenschaften des Rohmaterials, solange ein Bewegungsmischen einfach erreicht werden kann.
Das Rotations-Vibrationsmittel besteht aus einem Rotationsmittel zum Rotieren des ersten Wellenabschnitts 14, und einem Vibrationsmittel zum Vibrieren primär des zweiten Wellenabschnitts 48.
Das Rotationsmittel umfasst ein erstes Zahnrad 34, welches mit einem Motor 36 verbunden ist und dazu in der Lage ist, sich zu drehen, ein zweites Zahnrad 32, welches mit dem ersten Zahnrad 34 in Eingriff steht und dazu in der Lage ist, sich in eine Richtung entgegen einer Richtung der Drehung des ersten Zahnrads 34 zu drehen, und eine Getriebeeinheit 30, welche eine äußere Umfangswand aufweist, an der das zweite Zahnrad 32 montiert ist, und eine Bodenoberfläche, die mit dem ersten Wellenabschnitt 14 verbunden ist.
Derweil umfasst das Vibrationsmittel eine exzentrische Nocke 50, die an einem Ende des zweiten Wellenabschnitts 48 angekoppelt ist, einen Kolben 40, welcher mit dem anderen Ende des zweiten Wellenabschnitts 48 verbunden ist und in der Getriebeeinheit 30 angeordnet ist, und Rotationsverhinderungsmittel, welche zwischen dem Kolben 40 und der Getriebeeinheit 30 eingesetzt sind, um eine Übertragung der Drehbewegung des Kolbens 40 zu verhindern.
In diesem Ausführungsbeispiel umfassen die Rotationsverhinderungsmittel ein Radiallager 42, welches zwischen einer äußeren Umfangswand des Kolbens 40 und einer inneren Umfangswand der Getriebeeinheit 30 angeordnet ist, und eine oder zwei Axiallager 44, die an zumindest einer Position zwischen dem Boden des Kolbens 40 und einer innenseitigen Basisebene der Getriebeeinheit 30 und einer Position zwischen der Oberseite des Kolbens 40 und seiner gegenüberliegenden Oberfläche der Getriebeeinheit 30 montiert sind. Das Bereitstellen der Radiallager 42, so wie sie oben beschrieben sind, schützt den Kolben 40 gegen das Übertragen einer Drehbewegung der Getriebeeinheit 30, welche von dem ersten Zahnrad 34 und dem zweiten Zahnrad 32 übertragen wird. Indessen ermöglicht es das Bereitstellen des Axiallagers 44 dem ersten Zahnrad 34, mit dem zweiten Zahnrad 32 zum Übertragen einer Drehbewegung der Getriebeeinheit 30 einzugreifen, während es ein sanftes Gleiten der Getriebeeinheit 30 entlang einer Richtung, welche durch den Pfeil 102 angedeutet ist, synchron mit der Vibrationsbewegung des Kolbens 40, welcher durch die exzentrische Nocke 50 hin und her bewegt wird, ermöglicht.
Als nächstes wird der Betrieb des Bewegungsmischers 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Ein Rohmaterial wird in das Gehäuse 12 über zumindest einen der Materialeinlässe 22, 24 und 26 zugeführt. Indessen wird die exzentrische Nocke 50 so betrieben, dass sie den zweiten Wellenabschnitt 48 entlang einer Richtung, welche durch den Pfeil 108 angezeigt ist, hin und her bewegt, welcher seinerseits den Kolben 40, welcher mit dem zweiten Wellenteil 48 verbunden ist, dazu bringt, sich entlang der Richtung, welche durch den Pfeil 102 angezeigt ist, hin und her zu bewegen.
Entweder gleichzeitig mit, oder unabhängig von der Aktivierung der exzentrischen Nocke 50 wird der Motor 36 so betätigt, dass er das erste Zahnrad 34 in eine Richtung, welche durch den Pfeil 100 angezeigt ist, dreht. Die Drehung des ersten Zahnrades 34 wird zu dem zweiten Zahnrad 32, welches mit dem ersten Zahnrad 34 in Eingriff steht, übertragen, so dass sich das zweite Zahnrad 32 in der entgegen gesetzten Richtung bezüglich der Drehung des ersten Zahnrades 34 dreht; mit anderen Worten in eine Richtung, welche durch den Pfeil 104 angezeigt wird. Als Resultat geht die Getriebeeinheit 30, welche das zweite Zahnrad 32 an dessen äußeren Umfangswand montiert aufweist, in die Richtung, welche durch den Pfeil 104 angedeutet ist, während sich der erste Wellenabschnitt 14, welcher mit der Getriebeeinheit 30 gekoppelt ist, in der Richtung dreht, welche durch den Pfeil 104 angedeutet ist.
Zusätzlich wird die hin und her gehende (Vibrations)-Bewegung des Kolbens 40 entlang der Richtung, welche durch den Pfeil 102 angedeutet ist, in die Getriebeeinheit 30 übertragen, was den ersten Wellenabschnitt 14 dazu bringt, sich in Richtung des Pfeils 104 zu drehen, während er sich in der Richtung des Pfeils 106 hin und her bewegt.
Auf diese Weise wird der Bewegungskörper 15 hin und her bewegt und in dem Gehäuse 12 gedreht, wodurch er eine gleichmäßigere Bewegung bereitstellt, wobei der Bewegungskörper 15 selbst wenn eine bewegte Substanz hochviskos wird, sanft einen Bewegungsmischvorgang ausführen kann, während er die bewegte Substanz mittels der Bewegungskammern 200a, 200b und 200c zu dem Auslassanschluss 20 transportiert.
Zweites Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bewegungsmischers gemäß der Erfindung beschrieben werden und, insbesondere, eine Konfiguration des Rotations-Vibrationsmittels detailliert beschrieben werden. Elemente korrespondierend zu denen, die in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben wurden, werden durch die gleichen Referenzzeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibungen werden ausgelassen.
In dem Bewegungsmischer des ersten Ausführungsbeispiels ist das Axiallager 44 an zumindest einer der Positionen zwischen dem Boden des Kolbens 40 und der innenseitigen Basisebene der Getriebeeinheit 30 und der Position zwischen der Oberseite des Kolbens 40 und dessen gegenüberliegender Oberfläche der Getriebeeinheit 30 angeordnet, wohingegen in dem Bewegungsmischer gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel flache Platten 48a und 48b anstelle des Axiallagers 44 installiert sind.
Das Bereitstellen der flachen Platten 48a und 48b ermöglicht es dem ersten Zahnrad 34 mit dem zweiten Zahnrad 32 zum Übertragen einer Drehbewegung der Getriebeeinheit 30 in Eingriff zu kommen, die, während sie ein sanftes Gleiten der Getriebeeinheit 30 entlang der Richtung, die durch den Pfeil 102 angezeigt ist, in Synchronisation mit der hin und her gehenden (vibrierenden) Bewegung des Kolbens 40, welcher durch die exzentrische Nocke 50 hin und her bewegt wird, ermöglicht.
Der Betrieb des Bewegungsmischers gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Gleiche wie der des Bewegungsmischers gemäß dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel und daher wird dessen wiederholte Beschreibung fortgelassen.
Drittes Ausführungsbeispiel
Noch ein weiteres Beispiel des Bewegungsmischers der Erfindung, insbesondere eine detaillierte Konstruktion des Gehäuses wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. Elemente korrespondierend zu denen, die in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, werden durch die gleichen Referenzzeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird fortgelassen.
In einem Bewegungsmischer 60 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Pulvereinlass 28, der die Form eines Kanals aufweist, an einer Bewegungskammer 202a angebracht, welche in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet ist, und ein Flüssigkeitseinlass 22 ist an der Bewegungskammer 202b, welche in dem mittleren Bereich des Gehäuses 12 angeordnet ist, angebracht. Weiterhin ist die Bewegungskammer 202a, welcher ein Pulver zugeführt wird, so ausgeformt, dass sie eine Kapazität aufweist, die kleiner ist als die der Bewegungskammer 202b, und die einer Bewegungskammer 202c. Aufgrund dieser Konfiguration kann Pulver von der Bewegungskammer 202a stromabwärts transportiert werden, wobei nahezu kein Restpulver in der Bewegungskammer 202 verbleibt, wodurch die Erzeugung sekundärer Agglomerate während des nachfolgenden Bewegungsmischvorganges des Mischens des Pulvers mit einer Flüssigkeit unterdrückt wird und seinerseits ein sanfter Bewegungsvorgang ermöglicht wird.
Oberhalb des Pulvereinlasses 28 ist eine Pulverzuführvorrichtung 54 vorgesehen, die eine trichterförmige Pulverzufuhr aufweist. Weiterhin ist, um ein Zuführen des Pulvers mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zu erreichen, die Pulverzuführvorrichtung 54 mit einer Zufuhr (zum Beispiel eine Schraubenzuführvorrichtung – nicht gezeigt in der 3) bestehend aus einer Zufuhrwelle, die mit einem Motor 52 verbunden ist, welcher als ein Rotations-Vibrationsmittel oder Rotationsmittel dient, und einem helixförmigen Blatt, welches an dem Umfang der Zufuhrwelle angebracht ist, und eine exzentrische Einfachwellenpumpe (zum Beispiel eine kommerziell erhältliche NEMO^®Pumpe, die von HEISHIN Ltd. hergestellt wird). Derweil ist der Flüssigkeitseinlass 22 über ein Ventil 72 und eine Pumpe 74 mit einem Flüssigkeitsreservoir 76 verbunden, in dem eine Flüssigkeit 78 zur Verwendung beim Mischen gespeichert wird.
In der Bewegungskammer 202c, welche ein Entfernungsanschluss 64 für unbehandelte Substanzen aufweist, ist ein Filter 70 so vorgesehen, dass er den Bewegungskörper 15 einschließt. Durch die Verwendung des Filters 70, selbst wenn eine unbehandelte Substanz des Rohmaterials (beispielsweise in der Form sekundärer Agglomerate oder Klumpen) in dem Gehäuse verbleibt, kann die nicht behandelte Substanz allein über den Entfernungsanschluss 64 ausgestoßen werden. Zum Beispiel kann ein Filtrationselement, welches aus rostfreiem Stahl oder Keramik hergestellt ist, welches ein Netz aufweist, dessen Größe in der Größenordnung von Micron (feines Netz) ist, eine Umkehrosmosemembran, eine Polymermembran (eine Nanofiltermembran), etc. für den Filter 70 verwendet werden. Zusätzlich ist außerhalb des Filters 70 der Bewegungskammer 200c eine Behandlungsvervollständigungskammer 82 vorgesehen, in die eine behandelte Substanz zugeführt wird, während sie gefiltert wird, und die Behandlungsvervollständigungskammer 82 weist einen Entfernungsanschluss 62 für die behandelte Substanz auf.
Der Entfernungsanschluss 64 für die unbehandelte Substanz ist mit einer Druckmesseinrichtung 80 und einem Auslassventil 68 versehen und der Auslassanschluss 62 für die behandelte Substanz ist mit einem Auslassventil 66 versehen.
Als nächstes wird der Betrieb des Bewegungsmischers 60 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Der Motor 52 wird aktiviert, um das Pulver aus der Pulverzuführvorrichtung 54 auszustoßen, um das Pulver in das Gehäuse 12 über den Pulvereinlass 28, welcher in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 liegt, zuzuführen. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit 78 aus dem Flüssigkeitsreservoir 76 mittels der Pumpe 74 und dem Ventil 72 und über den Flüssigkeitseinlass 22 der Innenseite des Gehäuses 12 zugeführt.
Hier ist eine rotatorische hin und her gehende Bewegung des Bewegungskörpers 15 ähnlich zu der des Ausführungsbeispiels 1, und daher wird eine wiederholte Beschreibung fortgelassen.
Die behandelte Substanz wird nacheinander in die Bewegungskammern 202a, 202b und 202c transportiert, während sie durch die rotatorische hin und her gehende Bewegung des Bewegungskörpers 15 bewegt wird, und dann durch den Filter 70 gefiltert. Die behandelte Substanz, welche gefiltert ist, wird in der Behandlungsvervollständigungskammer 82 gespeichert und die behandelte Substanz kann mittels eines manuellen oder automatischen Drehens des Ventils 66 aus der geschlossenen Position in die geöffnete Position auf einer kontinuierlichen oder unterbrochenen Basis ausgelassen werden. Indessen wird die unbehandelte Substanz durch ein manuelles oder automatisches Drehen des Ventils 68 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position ausgelassen, wenn der Druck, der durch den Druckmesser 80 detektiert wird, einen vorbestimmten Druck überschreitet.
Viertes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf 4 wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bewegungsmischers gemäß der Erfindung, insbesondere eine detaillierte Konfiguration des Gehäuses, beschrieben werden. Elemente, die mit denen, die in dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, übereinstimmen werden durch die gleichen Referenzzeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird fortgelassen.
In einem Bewegungsmischer 90 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Bewegungskammer 204a, die in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 liegt, in der ein Pulver eingebracht wird, so ausgeformt, dass sie eine Kapazität aufweist, die kleiner ist als die einer Bewegungskammer 204b. Mittels dieser Konfiguration kann das Pulver stromabwärts transportiert werden, wobei nahezu kein Restpulver in der Bewegungskammer 204a verbleibt, wodurch eine Erzeugung sekundärer Agglomerate unterdrückt wird, während es mit einer Flüssigkeit gemischt wird und, seinerseits, eine sanfte Bewegungsmischoperation ermöglicht. Die Bewegungskammer 204a umfasst weiterhin einen Dampfeinlass 88.
Zusätzlich ist eine Dampfeinspritzkammer 84 an der Bewegungskammer 204b angebracht, in der die Flüssigkeit eingebracht wird, und ein Filter 86 ist zwischen der Dampfeinspritzkammer 84 und dem Flusskanal vorgesehen. Die Dampfeinspritzkammer 84 umfasst einen Dampfeinlass 85. Dampf wird in einen gleichförmigen Nebel einer gewünschten Größe mittels des Hindurchtretens durch den Filter 86 ausgeformt und wird dann in das Gehäuse 12 eingespritzt. Jeder der Dampfeinlässe 85 und 88 kann mit einem Druckmesser (nicht gezeigt) versehen sein zum Messen eines Dampfeinspritzdruckes, wodurch eine Steuerung der Quantität und des Druckes des Dampfes ermöglicht wird. Mittels dieser Konfiguration kann ein Pulver und/oder eine Mischung von Pulver und Flüssigkeit, welche in das Gehäuse 12 eingeführt werden soll, einem effektiven Heizen, Verschmelzen und/oder einer Pasteurisierung unterworfen werden.
Hier ist die rotatorische hin und her gehende Bewegung des Bewegungskörpers 15 die Gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels und dessen wiederholte Beschreibung wird fortgelassen.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf 5 wird eine weitere beispielhafte Konfiguration des Bewegungsmischers gemäß der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben werden. Elemente korrespondierend zu denen, welche in den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, werden durch die gleichen Referenzzeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird fortgelassen.
Ein Bewegungsmischer 110 umfasst das Gehäuse 12, umfassend den Flusskanal, durch welchen ein Fluid hindurch tritt, und den Bewegungskörper 15, bestehend aus einer Welle 17, welche in dem Gehäuse 12 installiert ist und mit einem Vibrationsmittel 92 verbunden ist, und dem Bewegungsblatt 16, welches an dem Umfang der Welle 17 angebracht ist. Bevorzugt ist das Bewegungsblatt 16 in einer angemessen ausgewählten Form ausgeformt, beispielsweise einer Helix, einem Balken etc., abhängig von dem Rohmaterial, welches bewegt werden soll.
In dem Bewegungsmischer 110 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine Bewegungskammer 206a in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet, welche einen Pulvereinlass 24 aufweist, welcher parallel zu der Welle 17 orientiert ist, und eine Bewegungskammer 206b, welche in dem in der Strommitte des Gehäuses 12 angeordneten Abschnitt angeordnet ist, welches den Flüssigkeitseinlass 22 aufweist.
Eine oder mehrere Teilungsplatten 18 sind in dem Gehäuse 12 so angeordnet, dass eine Flüssigkeit oder ein Pulver zwischen der Innenseite des Gehäuses 12 und dem Flusskanal hindurch treten kann. Die Innenseite des Gehäuses 12, welche durch die Teilungsplatten 18 geteilt ist, ist in Bewegungskammern 206a, 206b und 206c geformt, welche nacheinander jeweils eine Substanz aufnehmen, beispielsweise eine Mischung, welche zu einem unterschiedlichen Grad bewegt ist. Das Aufteilen der Innenseite des Gehäuses 12 durch die Teilungsplatten 18, wie es oben beschrieben ist, vergrößert den Turbulenzeffekt. Die innere Konstruktion des Gehäuses 12 ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt und die Teilungsplatte 18 kann fortgelassen werden, abhängig von den Eigenschaften eines Rohmaterials, solange als ein Bewegungsmischen einfach erreicht werden kann.
Eine Pulverzufuhrvorrichtung 55 ist an dem Pulvereinlass 24 vorgesehen und umfasst eine trichterförmige Pulverzufuhrvorrichtung 57, eine Schraube, und den zweiten Wellenabschnitt 48 (so wie er in 1 gezeigt ist), verbunden mit den Rotations-Vibrationsmitteln 53 zum Transportieren des Pulvers zu dem Pulvereinlass 24. Bevorzugt ist das Rotations-Vibrationsmittel 53 dasjenige Rotations-Vibrationsmittel, welches in Verbindung mit dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel 1 und 2 unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben ist.
Mit anderen Worten besteht das Rotations-Vibrationsmittel 53 aus einem Rotationsmittel zum Drehen der Schraube anstelle des ersten Wellenabschnitts 14, welcher in 1 gezeigt ist, und einem Vibrationsmittel zum hin und her gehenden Bewegen (Vibrieren) primär des zweiten Wellenabschnitts 48.
Das Rotationsmittel umfasst, wie in 1 gezeigt, das erste Zahnrad 34, welches mit dem Motor 36 verbunden ist und zum Drehen in der Lage ist, das zweite Zahnrad 32, welches mit dem ersten Zahnrad 34 in Eingriff steht und dazu in der Lage ist, sich in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des ersten Zahnrades 34 zu drehen, und die Getriebeeinheit 30, welche eine äußere Umfangswand aufweist, an der das zweite Zahnrad 32 montiert ist, und eine Bodenoberfläche, welche mit der Schraube verbunden ist.
Derweil umfasst das Vibrationsmittel die exzentrische Nocke 50, welche an einem Ende des zweiten Wellenabschnitts 48 angekoppelt ist, den Kolben 40, welcher mit dem anderen Ende des zweiten Wellenabschnitts 48 verbunden ist und in der Getriebeeinheit 30 angeordnet ist, und das Rotationsverhinderungsmittel, welches zwischen dem Kolben 40 und der Getriebeeinheit 30 zur Verhinderung der Übertragung der Drehung auf den Kolben 40 angeordnet ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Rotationsverhinderungsmittel das Radiallager 42, welches zwischen der äußeren Umfangswand des Kolbens 40 und der inneren Umfangswand der Getriebeeinheit 30 eingesetzt ist, und eines oder zwei Axiallager 44, welche an zumindest einer der Positionen zwischen der Unterseite des Kolbens 40 und der innenseitigen Basisebene der Getriebeeinheit 30 und der Position zwischen der Oberseite des Kolbens 40 und seiner gegenüberliegenden Oberfläche der Getriebeeinheit 30 montiert ist. Das Bereitstellen des Radiallagers 42 schützt den Kolben 40 gegen das Übertragen einer Rotation der Getriebeeinheit 30, welche von dem ersten Zahnrad 34 und dem zweiten Zahnrad 32 übertragen wird. Derweil ermöglicht es das Bereitstellen des Axiallagers 44 dem ersten Zahnrad 34 mit dem zweiten Zahnrad 32 zum Übertragen der Drehung auf die Getriebeeinheit 30 in Eingriff zu kommen, während sie ein sanftes Gleiten der Getriebeeinheit 30 entlang der Richtung, welche durch den Pfeil 102 angedeutet ist, in Synchronisation mit der hin und her gehenden Bewegung des Kolbens 40, welcher durch die exzentrische Nocke 50 hin und her bewegt wird, ermöglicht. Das Rotations-Vibrationsmittel ist nicht auf die oben beschriebene Struktur beschränkt und kann die Struktur, welche in 2 gezeigt ist, aufweisen.
Mittels dieser Konfiguration kann das Pulver in die Bewegungskammer 206a mit nahezu keinem Restpulver in der Pulverzuführvorrichtung 55 verbleibend transportiert werden, und selbst wenn das eingebrachte Pulver als ein Resultat des in Kontaktkommens mit der Flüssigkeitszufuhr in das Gehäuse 12 an der Schraube anhaftet, können Materialien, welche an der Schraube anhaften, von der Schraube mittels des Rotations-Vibrationsmittels 53 entfernt werden. Als ein Resultat wird die Erzeugung von sekundären Agglomeraten in dem nachfolgenden Bewegungsmischen unterdrückt, so dass eine sanfte Bewegungsoperation erreicht werden kann.
Derweil ist der Flüssigkeitseinlass 22 über das Ventil 72 und die Pumpe 74 mit dem Flüssigkeitsreservoir 76 verbunden, in dem die Flüssigkeit 78 zur Verwendung beim Mischen beinhaltet ist.
In der Bewegungskammer 202c, welche den Entfernungsanschluss 64 für unbehandelte Substanzen aufweist, ist ein Filter 70 so angeordnet, dass er den Bewegungskörper 15 umschließt. Durch die Verwendung des Filters 70 kann, selbst wenn er eine unbehandelte Substanz aus Rohmaterial (beispielsweise in der Form sekundärer Agglomerate oder Klumpen) in dem Gehäuse 12 verbleibt, kann die unbehandelte Substanz allein durch den Entfernungsanschluss 64 ausgelassen werden. Zum Beispiel ist ein Filtrationselement, welches aus einem rostfreien Stahl oder Keramik hergestellt ist, welches ein Netz aufweist, das die Größe in der Größenordnung von Mikron (feines Netz) aufweist, eine Umkehrosmosemembran, eine Polymermembran (eine Nanofiltermembran) etc. für den Filter 70 verwendet werden kann. Zusätzlich ist außerhalb des Filters 70 der Bewegungskammer 202c die Behandlungsvervollständigungskammer 82 vorgesehen, in die eine behandelte Substanz zugeführt wird, während sie filtriert wird, und die Behandlungsvervollständigungskammer 82 weist daran den Entfernungsanschluss 62 für die behandelte Substanz angebracht auf. Der Entfernungsanschluss 64 für unbehandelte Substanz ist mit dem Druckmesser 80 und dem Auslassventil 68 versehen und der Entfernungsanschluss 62 für die behandelte Substanz ist mit dem Auslassventil 66 versehen.
Als nächstes wird der Betrieb der Pulverzuführvorrichtung 55 in den Bewegungsmischer 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Das Rotations-Vibrationsmittel 53 wird so betätigt, dass es das Pulver aus der Pulverzuführvorrichtung 55 herausschiebt, um das Pulver dem Gehäuse 12 mittels des Pulvereinlasses 24, welcher in dem stromaufwärts liegenden Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet ist, zuzuführen. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit 78 aus dem Flüssigkeitsreservoir 76 mittels der Pumpe 74 und dem Ventil 72 über den Flüssigkeitseinlass 22 der Innenseite des Gehäuses 12 zugeführt.
Hier wird in dem Rotations-Vibrationsmittel 53 die exzentrische Nocke 50 betätigt, so wie in 1 gezeigt, um den zweiten Wellenabschnitt 48 entlang der Richtung, welche durch den Pfeil 108 angezeigt ist, hin und her zu bewegen, was seinerseits den Kolben 40, welcher mit dem zweiten Wellenabschnitt 48 verbunden ist, dazu bringt, entlang der Richtung, welche durch den Pfeil 102 angezeigt ist, hin und her zu bewegen.
Entweder gleichzeitig mit, oder unabhängig von der Aktivierung der exzentrischen Nocke 50 wird der Motor 36 so betätigt, dass er das erste Zahnrad 34 in einer Richtung, welche durch den Pfeil 100 angedeutet ist, dreht. Die Drehung des ersten Zahnrades 34 wird auf das zweite Zahnrad 32 übertragen, welches mit dem ersten Zahnrad 34 in Eingriff steht, so dass sich das zweite Zahnrad 32 in eine Richtung entgegengesetzt zu der Drehungsrichtung des ersten Zahnrades 34 dreht; mit anderen Worten in die Richtung, welche durch den Pfeil 104 angezeigt ist. Als ein Resultat dreht sich die Getriebeeinheit 30, an welcher das zweite Zahnrad 32 an dessen äußerer Umfangswand montiert ist, in der Richtung, welche durch den Pfeil 104 angedeutet ist, während sich die Schraube, die mit der Getriebeeinheit 30 als Substitut für den ersten Wellenabschnitt 14 der 1 gekoppelt ist, in die Richtung dreht, welche durch den Pfeil 104 angedeutet ist.
Zusätzlich wird die oben beschriebene, hin und her gehende Bewegung des Kolbens 40 entlang der Richtung, welche durch den Pfeil 102 angedeutet ist, auf die Getriebeeinheit 40 übertragen, wodurch die Schraube, welche mit dem Rotations-Vibrationsmittel 53 verbunden ist, als ein Substitut für den ersten Wellenabschnitt 14 hervorruft, dass sie sich die Richtung des Pfeils 104 dreht, während sie in Richtung des Pfeils 106 hin und her geht.
Auf diese Weise wird die Schraube in der Pulverzuführvorrichtung 55 hin und her bewegt und rotiert, wodurch ein effektives Transportieren des Pulvers in den Bewegungsmischer 110 ermöglicht wird.
Als nächstes wird der Betrieb des Bewegungsmischers 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Die Pulverzufuhr durch die Pulverzuführvorrichtung 55 wird nach und nach in die Bewegungskammern 206a, 206b und 206c transportiert, während diese durch die Bewegung behandelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel bewegt sich der Bewegungskörper 15 unter Verwendung eines Vibrationsmittels 92 hin und her und die Welle (insbesondere eine Schraube) in der Pulverzuführvorrichtung 55 bewegt sich hin und her und dreht sich unter Verwendung des Rotations-Vibrationsmittels 53. Dann wird die behandelte Substanz durch den Filter 70 gefiltert und dann in der Behandlungsvervollständigungskammer 82 gespeichert. Die gespeicherte, behandelte Substanz kann mittels eines manuellen oder automatischen Drehens des Auslassventils 66 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position auf einer kontinuierlichen oder unterbrochenen Basis ausgelassen werden. Derweil wird die unbehandelte Substanz mittels Mitteln des manuellen oder automatischen Drehens des Auslassventils 68 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position ausgelassen, wenn der Druck, welcher durch die Druckmesser 80 detektiert wird, einen vorbestimmten Druck überschreitet. Die Vibrationsmittel 92 können ein Vibrationsmittel unter Verwendung von Ultraschallwellen sein.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf 6 wird noch eine weitere beispielhafte Konfiguration des Bewegungsmischers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Elemente, die zu denen korrespondieren, die in Verbindung mit dem ersten, dritten und fünften Ausführungsbeispiel beschrieben sind, werden durch die gleichen Referenzzeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird fortgelassen.
Ein Bewegungsmischer 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Gehäuse 12, umfassend den Flusskanal, durch den Fluid hindurch tritt und den Bewegungskörper 15, bestehend aus einer Welle 17, die in dem Gehäuse 12 installiert ist und mit Vibrationsmitteln 92 verbunden ist, und dem Bewegungsblatt 16, welches an der Umfangsfläche der Welle 17 angebracht ist. Bevorzugt ist das Bewegungsblatt 16 in einer angemessen ausgewählten Form ausgeformt, beispielsweise einer Helix, einem Balken etc., abhängig von dem Rohmaterial, welches bewegt werden soll.
In dem Bewegungsmischer 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Bewegungskammer 206 in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet, welche den Pulvereinlass 24 aufweist, der in einer vertikalen Position relativ zu der Welle 17 orientiert ist, und eine Bewegungskammer 206b, welche in dem mittleren Strombereich des Gehäuses 12 angeordnet ist, welche den Flüssigkeitseinlass 22 aufweist.
Die Pulverzuführvorrichtung 55 ist an dem Pulvereinlass 24 angeordnet und umfasst die trichterförmige Pulverzufuhr 57, eine Schraube und die zweite Welle 48 (wie in 1 gezeigt), die zum Transportieren des Pulvers zu dem Pulvereinlass 24 mit dem Rotations-Vibrationsmittel 53 verbunden ist. Ähnlich dem Fall des fünften Ausführungsbeispiels ist das Rotations-Vibrationsmittel 53 bevorzugt das Rotations-Vibrationsmittel, welches in Verbindung mit den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben ist.
Mittels dieser Konfiguration kann das Pulver zu der Bewegungskammer 206a transportiert werden, wobei nahezu kein Restpulver in der Pulverzuführvorrichtung 55 verbleibt und selbst wenn das eingebrachte Pulver an der Schraube als ein Resultat des Kontaktierens mit der Flüssigkeit, die in das Gehäuse 12 eingeführt wird, anhaftet, können Materialien, die an der Schraube anhaften, von der Schraube mittels des Rotations-Vibrationsmittels 53 entfernt werden. Als ein Resultat wird die Erzeugung sekundärer Agglomerate bei dem nachfolgenden Bewegungsmischen unterdrückt, so dass eine sanfte Bewegungsoperation erreicht werden kann.
Derweil ist der Flüssigkeitseinlass 22 über das Ventil 72 und die Pumpe 74 mit dem Flüssigkeitsreservoir 76 verbunden, in dem die Flüssigkeit 78 zur Verwendung beim Mischen aufgenommen ist.
In der Bewegungskammer 206c, welche den Entfernungsanschluss 64 für unbehandelte Substanz aufweist, ist der Filter 70 vorgesehen, um den Bewegungskörper 15 einzuschließen. Durch die Verwendung des Filters 70 kann, selbst wenn eine Substanz des Rohmaterials (beispielsweise in der Form sekundärer Agglomerate oder Klumpen) in dem Gehäuse 12 verbleibt, die unbehandelte Substanz allein über den Entfernungsanschluss 64 ausgelassen werden. Zum Beispiel kann ein Filtrierelement, welches aus rostfreiem Stahl oder Keramik hergestellt ist, welche eine Maschengröße in der Größenordnung von Mikron (feine Masche) aufweist, eine Umkehrosmosemembran, eine Polymermembran (eine Nanofiltermembran) etc. für den Filter 70 verwendet werden. Weiterhin ist außerhalb des Filters 70 in der Bewegungskammer 206c die Behandlungsvervollständigungskammer 82 vorgesehen, in welche die behandelte Substanz hereingebracht wird, während sie gefiltert wird, und die Behandlungsvervollständigungskammer 82 weist daran angebracht den Entfernungsanschluss 62 für die behandelte Substanz auf.
Der Entfernungsanschluss 64 für unbehandelte Substanz ist mit dem Druckmesser 80 und dem Auslassventil 68 versehen und der Entfernungsanschluss 62 für das behandelte Objekt ist mit dem Auslassventil 66 versehen.
Als nächstes wird der Betrieb des Bewegungsmischers 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Das Rotations-Vibrationsmittel 53 wird aktiviert, um das Pulver aus der Pulverzuführvorrichtung 55 herauszuschieben, um das Pulver in das Gehäuse 12 über den Pulvereinlass 24, welcher in dem stromaufwärts gelegenen Teil des Gehäuses 12 angeordnet ist, einzufüllen. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit 78 aus dem Flüssigkeitsreservoir 76 mittels der Pumpe 74 und dem Ventil 72 über den Flüssigkeitseinlass 22 der Innenseite des Gehäuses 12 zugeführt.
Die Pulverzufuhr, die durch die Pulverzuführvorrichtung 55 ausgeführt wird, wird nach und nach in die Bewegungskammern 206a, 206b und 206c des Bewegungsmischers 110 transportiert, während sie durch die Bewegung behandelt wird, und dann durch den Filter 70 gefiltert. In diesem Ausführungsbeispiel bewegt sich der Bewegungskörper 50 unter Verwendung des Vibrationsmittels 92 hin und her und die Welle (insbesondere eine Schraube) in der Pulverzuführvorrichtung 55 bewegt sich hin und her und dreht sich unter Verwendung des Rotations-Vibrationsmittels 53. Die behandelte Substanz, die gefiltert ist, wird dann in der Behandlungsvervollständigungskammer 82 gespeichert. Die gespeicherte behandelte Substanz kann dann mittels eines manuellen oder automatischen Drehens des Ventils 66 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position in einer kontinuierlichen oder unterbrochenen Weise ausgelassen werden. Derweil wird die unbehandelte Substanz mittels eines manuellen oder automatischen Drehens des Ventils 68 von der geschlossenen in die geöffnete Position ausgelassen, wenn der Druck, der durch den Druckmesser 80 detektiert wird, einen vorbestimmten Druck überschreitet. Das Vibrationsmittel 92 kann ein Vibrationsmittel unter Verwendung von Ultraschallwellen sein.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf 7 wird nun ein weiteres Beispiel des Bewegungsmischers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, während die Aufmerksamkeit auf eine Konstruktion des Gehäuses geleitet ist. Elemente, die zu denen in Verbindung mit den ersten und dritten Ausführungsbeispielen beschrieben sind, werden durch die gleichen Referenzzeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird fortgelassen.
In einem Bewegungsmischer 110 des vorliegenden Ausführungsbeispiels hat die Bewegungskammer 206a, die in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet ist, den Pulvereinlass 24, der parallel zu der Welle 14 orientiert ist, und die Bewegungskammer 206b, die in dem strommittleren Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet ist, hat einen Flüssigkeitseinlass 22.
Die Welle 14 in dem Bewegungsmischer 110 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist mit dem Rotationsmittel, das in 1 und 2 gezeigt ist, verbunden und der zweite Wellenabschnitt 48 ist mit dem Vibrationsmittel, das in 1 und 2 gezeigt ist, verbunden und die Welle 14 ist indirekt mit dem zweiten Wellenabschnitt 48 verbunden, was die Welle 14 dazu bringt zu rotieren, während sie hin und her geht (vibriert).
Die Pulverzuführvorrichtung 55 ist an dem Pulvereinlass 24 angeordnet und umfasst die trichterförmige Pulverzufuhr 57 zusätzlich zu der Schraube und der zweiten Welle 48, die mit dem Rotations-Vibrationsmittel 53 verbunden ist, zum Ermöglichen des Transports des Pulvers zu dem Pulvereinlass 24. Ähnlich zu dem Fall des fünften und sechsten Ausführungsbeispiels ist das Rotations-Vibrationsmittel 53 bevorzugt das Rotations-Vibrationsmittel, was in Verbindung mit den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen 1 und 2 unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben ist.
Mittels dieser Konfiguration kann das Pulver in die Bewegungskammer 206a eingeführt werden, wobei nahezu kein Restpulver in der Pulverzuführvorrichtung 55 verbleibt, und selbst wenn das eingebrachte Pulver an der Schraube als ein Resultat des in Kontaktbringens mit der Flüssigkeit, die in das Gehäuse 12 eingeführt wird, anhaftet, können Materialien, die an der Schraube anhaften, von der Schraube mittels des Rotations-Vibrationsmittels 53 entfernt werden. Als ein Resultat kann die Erzeugung sekundärer Agglomerate werden bei dem nachfolgenden Bewegungsmischen unterdrückt, so dass eine sanfte Bewegungsoperation erreicht werden kann.
Derweil ist der Flüssigkeitseinlass 22 über das Ventil 72 und die Pumpe 74 mit dem Flüssigkeitsreservoir 76 verbunden, in dem die Flüssigkeit 78 zur Verwendung beim Mischen aufgenommen ist.
In der Bewegungskammer 206c, welche den Entfernungsanschluss 64 für unbehandelte Substanz aufweist, ist der Filter 70 vorgesehen, um den Bewegungskörper 15 einzuschließen. Durch die Verwendung des Filters 70 kann, selbst wenn eine unbehandelte Substanz des Rohmaterials (beispielsweise in der Form sekundärer Agglomerate oder Klumpen) in dem Gehäuse 12 verbleibt, die unbehandelte Substanz allein über den Entfernungsanschluss 64 ausgelassen werden. Zum Beispiel kann ein Filtrationselement, welches aus rostfreiem Stahl oder Keramik mit einem Netz, dessen Größe in der Größenordnung von Mikron liegt (feine Masche) hergestellt sein, eine Umkehrosmosemembran, eine Polymermembran (eine Nanofiltermembran) etc. für den Filter 70 verwendet werden. Weiterhin ist außerhalb des Filters 70 der Bewegungskammer 206c die Behandlungsvervollständigungskammer 82 vorgesehen, in welche die behandelte Substanz transportiert wird, während sie gefiltert wird, und die Behandlungsvervollständigungskammer 82 weist den daran angebrachten Entfernungsanschluss 62 für die behandelte Substanz auf.
Der Entfernungsanschluss 64 für die unbehandelte Substanz ist mit dem Druckmesser 80 und dem Auslassventil 68 verbunden und der Entfernungsanschluss 62 für die behandelte Substanz ist mit dem Auslassventil 66 versehen.
Als nächstes wird der Betrieb des Bewegungsmischers 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Das Rotations-Vibrationsmittel 53 wird aktiviert, um das Pulver aus der Pulverzuführvorrichtung 55 herauszuschieben, um das Pulver in das Gehäuse 12 über den Pulvereinlass 24, der in dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet ist, hereinzuschieben. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit 78 aus dem Flüssigkeitsreservoir 76 mittels der Pumpe 74 und dem Ventil 72 über den Flüssigkeitseinlass 22 der Innenseite des Gehäuses 12 zugeführt.
Hier ist eine rotatorische hin und her gehende Bewegung des Bewegungskörpers 15 ähnlich zu der des ersten Ausführungsbeispiels und daher wird dessen wiederholte Beschreibung fortgelassen.
Die behandelte Substanz, welche bewegt wird während sie durch die Bewegungskammern 206a, 206b und 206c nacheinander durch die rotatorische hin und her gehende Bewegung des Bewegungskörpers 15 hindurchgeführt wird, wird dann durch den Filter 70 gefiltert. Das so gefilterte behandelte Subjekt wird dann in der Behandlungsvervollständigungskammer 82 gespeichert. Die gespeicherte behandelte Substanz kann dann mittels eines manuellen oder automatischen Drehens des Ventils 66 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position auf einer kontinuierlichen oder unterbrochenen Basis ausgelassen werden. Derweil wird die unbehandelte Substanz mittels manuellen oder automatischen Drehens des Ventils 68 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position ausgelassen, wenn der Druck, der durch den Druckmesser 80 detektiert wird, einen vorbestimmten Druck überschreitet.
Achtes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf 8 wird ein weiteres Beispiel des Bewegungsmischers gemäß der Erfindung beschrieben werden, wobei besondere Aufmerksamkeit auf die Konstruktion des Gehäuses gerichtet wird. Elemente korrespondierend zu denen, die in den ersten und dritten Ausführungsbeispielen beschrieben sind, werden durch die gleichen Referenzzeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird fortgelassen.
In dem Bewegungsmischer 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Bewegungskammer 206a, die an dem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet ist, einen Pulvereinlass 24, der in einer vertikalen Position relativ zu der Welle 14 orientiert ist, wobei die Bewegungskammer 206b, die in einem strommittleren Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet ist, den Flüssigkeitseinlass 22 aufweist.
Die Welle 14 des Bewegungsmischers 110 dieses Ausführungsbeispiels ist mit dem Rotationsmittel, das in 1 und 2 gezeigt ist, verbunden und der zweite Wellenabschnitt 48 ist mit dem Vibrationsmittel, welches in 1 und 2 gezeigt ist, verbunden und die Welle 14 ist indirekt mit dem zweiten Wellenabschnitt 48 verbunden, was die Welle 14 dazu bringt, sich zu drehen, während sie sich hin und her bewegt (vibriert).
Die Pulverzuführvorrichtung 55 ist an dem Pulvereinlass 24 angeordnet und umfasst die trichterförmige Pulverzufuhr 57 zusätzlich zu der Schraube und dem zweiten Wellenabschnitt 48, welcher mit dem Rotations-Vibrationsmittel 53 verbunden ist, zum Ermöglichen des Transportes des Pulvers zu dem Pulvereinlass 24. Ähnlich zu dem Fall des fünften bis siebten Ausführungsbeispiels ist das Rotations-Vibrationsmittel 53 das Rotations-Vibrationsmittel, welches in den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben ist.
Mittels dieser Konfiguration kann das Pulver in die Bewegungskammer 206 eingebracht werden, wobei nahezu kein Restpulver in der Pulverzuführvorrichtung 55 verbleibt, und selbst wenn das eingebrachte Pulver an der Schraube als ein Resultat des in Kontaktbringens mit der Flüssigkeit, die in das Gehäuse 12 eingebracht wird, anhaftet, können Materialien, die an der Schraube anhaften, von der Schraube mittels des Rotations-Vibrationsmittels 52 entfernt werden. Als ein Resultat wird die Erzeugung sekundärer Agglomerate im nachfolgenden Bewegungsmischen unterdrückt, so dass eine sanfte Bewegungsoperation erreicht werden kann.
Derweil ist der Flüssigkeitseinlass 22 über das Ventil 72 und die Pumpe 74 mit dem Flüssigkeitsreservoir 76 verbunden, in dem die Flüssigkeit 78 zur Verwendung beim Mischen beinhaltet ist.
In der Bewegungskammer 206c, die den Auslassanschluss 64 für unbehandelte Substanz aufweist, ist der Filter 70 so vorgesehen, dass er den Bewegungskörper 15 einschließt. Durch die Verwendung des Filters 70 kann, selbst wenn eine unbehandelte Substanz des Rohmaterials (beispielsweise in der Form sekundärer Agglomerate oder Klumpen) in dem Gehäuse 12 verbleibt, die unbehandelte Substanz allein über den Auslassanschluss 64 ausgelassen werden. Zum Beispiel kann ein Filtrationselement, welches aus rostfreiem Stahl oder Keramik mit einer Masche, deren Größe in der Größenordnung von Mikron liegt (feine Masche), eine Umkehrosmosemembran, eine Polymermembran (eine Nanofiltermembran) etc. für den Filter 70 verwendet werden. Weiterhin ist außerhalb des Filters 70 der Bewegungskammer 206c die Behandlungsvervollständigungskammer 82 vorgesehen, der die behandelte Substanz zugeführt wird während sie gefiltert wird und die Behandlungsvervollständigungskammer 82 weist daran angebracht den Entfernungsanschluss 62 für die behandelte Substanz auf.
Der Entfernungsanschluss 64 für die unbehandelte Substanz wird mit dem Druckmesser 80 und dem Auslassventil 68 versehen und der Auslassanschluss 62 für die behandelte Substanz wird mit dem Auslassventil 66 versehen.
Als nächstes wird der Betrieb des Bewegungsmischers 110 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
Das Rotations-Vibrationsmittel 53 wird aktiviert, um ein Pulver aus der Pulverzuführvorrichtung 55 auszustoßen, um das Pulver in das Gehäuse 12 über den Pulvereinlass 24, der in einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Gehäuses 12 angeordnet ist, einzubringen. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit 78 aus dem Flüssigkeitsreservoir 76 mittels der Pumpe 74 und dem Ventil 72 und über den Flüssigkeitseinlass 22 in die Innenseite des Gehäuses 12 zugeführt.
Hier ist eine rotatorische hin und her Bewegung des Bewegungskörpers 15 ähnlich zu der des ersten Ausführungsbeispiels und daher wird deren wiederholte Beschreibung fortgelassen.
Die behandelte Substanz, welche bewegt wird und nach und nach in die Bewegungskammern 206a, 206b und 206c transportiert wird, die durch die rotatorische hin und her Bewegung des Bewegungskörpers 15 transportiert wird, wird durch den Filter 70 gefiltert. Die so gefilterte, behandelte Substanz wird dann in der Behandlungsvervollständigungskammer 82 gespeichert. Die gespeicherte, behandelte Substanz kann dann mittels eines manuellen oder automatischen Drehens des Ventils 66 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position ausgelassen werden, auf einer kontinuierlichen oder unterbrochenen Basis. Derweil wird die unbehandelte Substanz mittels eines manuellen oder automatischen Drehens des Ventils 68 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position ausgelassen werden, wenn der Druck, der durch den Druckmesser 80 detektiert wird, der an dem Auslassanschluss 64 für die unbehandelte Substanz vorgesehen ist, einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Gemäß der Erfindung kann, da der Bewegungskörper sowohl zu einem hin und her Gehen als auch zu einem Drehen in der Lage ist, das Erzeugen sekundärer Agglomerate während des Bewegens zum Mischen unterdrückt werden, beispielsweise eines Pulvers und einer Flüssigkeit, wodurch eine Blockade in der Umgebung des Materialeinlasses verhindert wird. Als ein Resultat kann ein nachfolgendes Zuführen des Rohmaterials reibungslos durchgeführt werden, was seinerseits eine Verbesserung in der Bewegungseffizienz mit sich bringt. Weiterhin kann, selbst wenn eine bewegte Substanz hochviskos wird, die Bewegungsmischoperation reibungslos durchgeführt werden, während die Substanz zu nachfolgenden Stufen durch den Bewegungskörper transportiert wird.
Diese Erfindung kann zur Verwendung beim Bewegungsmischen angewendet werden, was gewünscht ist, um ein gleichmäßiges und reibungsloses Bewegungsmischen zu erreichen, beispielsweise wenn die Substanz, die bewegt werden soll, dazu neigt, sekundäre Agglomerate auszubilden und/oder die Substanz, die bewegt werden soll, hochviskos wird.

Claims

Bewegungsmischer aufweisend: ein Gehäuse (12), das einen Flusskanal beinhaltet, durch den ein Fluid hindurchtreten kann; einen Bewegungskörper (15), bestehend aus einer Welle (14, 48), die innerhalb des Gehäuses (12) angeordnet und mit einem Vibrationsmittel verbunden ist, und einem Bewegungsblatt (16), das an dem Umfang der Welle (14, 48) angebracht ist; einen Flüssigkeitseinlass zum Zuführen einer Flüssigkeit in das Gehäuse (12), und einen Pulvereinlass (24, 28) zum Zuführen eines Pulvers in das Gehäuse (12), wobei der Pulvereinlass (24, 28) mit einer Pulverzuführvorrichtung (55) verbunden ist, die eine Zuführschnecke zum Transportieren des Pulvers beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke mit einem Rotations-Vibrationsmittel verbunden ist.
Bewegungsmischer nach Anspruch 1, wobei der Pulvereinlass (24) in einer horizontalen Position in Bezug zur Welle (14, 48) des Bewegungskörpers (15) ausgerichtet ist.
Bewegungsmischer nach Anspruch 1, wobei der Pulvereinlass (24) in einer vertikalen Position in Bezug zur Welle (14, 48) des Bewegungskörpers (15) ausgerichtet ist.
Bewegungsmischer nach Anspruch 1, wobei die Schnecke aus einem ersten Wellenabschnitt und einem zweiten Wellenabschnitt besteht, und das Rotations-Vibrationsmittel ein Rotationsmittel zum Rotieren des ersten Wellenabschnitts und ein Vibrationsmittel zum Vibrieren des zweiten Wellenabschnitts beinhaltet.
Bewegungsmischer nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bewegungskörper (15) aus einer Welle (17), die innerhalb des Gehäuses angeordnet und mit dem Rotations-Vibrationsmittel (92) verbunden ist, und dem Bewegungsblatt (16), das an dem Umfang der Welle (17) angebracht ist, besteht.
Bewegungsmischer nach Anspruch 1, 2, 3 oder 5, wobei die Welle aus einem ersten Wellenabschnitt (14) und einem zweiten Wellenabschnitt (48) besteht, und das Rotations-Vibrationsmittel aus einem Rotationsmittel zum Rotieren des ersten Wellenabschnitts (14) und einem Vibrationsmittel zum Vibrieren des zweiten Wellenabschnitts (48) besteht.
Bewegungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gehäuse (12) in seinem Inneren eine oder mehrere Bewegungskammern (202a, 204a, 206a) beinhaltet, die durch Abtrennen des Flusskanals mit einem oder mehreren Teilungsplatten gebildet sind.
Bewegungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gehäuse des Weiteren eine Abgabeöffnung (64) beinhaltet, und ein Filter (70), der Inhalte des Gehäuses (12) filtert, in der Umgebung der Abgabeöffnung (64) angeordnet ist.
Bewegungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, des Weiteren beinhaltend einen oder mehrere Dampfeinlässe (84) zum Einspritzen von Dampf in das Innere des Gehäuses (12).
Bewegungsmischer nach Anspruch 9, wobei das ins Innere des Gehäuses zugeführte Pulver und/oder eine Mischung von Pulver und Flüssigkeit erwärmt, geschmolzen und/oder pasteurisiert wird durch Steuern der Menge und/oder des Druckes des Dampfes.
Bewegungsmischer nach Anspruch 9, wobei das Pulver und/oder die Flüssigkeit bewegt werden, um eine Mischung zu bilden, und Viskosität und Reaktion der Mischung durch Mittel zum Steuern der Menge und/oder des Druckes des Dampfes angepasst werden.