DE6910964U

DE6910964U - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE6910964U
Application number: DE6910964U
Authority: DE
Original assignee: Haagen & Rinau
Current assignee: Haagen & Rinau
Priority date: 1969-03-19
Filing date: 1969-03-19
Publication date: 1969-09-25
Also published as: CH502839A; US3583682A

Description

Haagen & Rinau, Bremen, Hemmstraße 210

Mischvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für fließfähiges Mischgut zur Erzeugung eines Umlaufs des Mischguts in einem Mischbehälter, mit einem zur Umwälzung des Mischguts im Behälter dienenden Rotor und einem den Rotor unter Bildung mindestens einer Ansaugöffnung und einer oder mehrerer Austrittsöffnungen umgebenden Gehäuse.

Es ist bereits eine große Anzahl von Mischvorrichtungen bekannt, die in Einern Behälter angeordnet sind und zur Durchmischung oder Homogenisierung von flüssigen oder pasteusen Stoffen dienen. Diese bekannten Vorrichtungen arbeiten mit einem oder mehreren rotierenden Rührgliedern.

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Es sind ferner Mischvorrichtungen bekannt, die in einer bestimmten Stellung im Mischbehälter angeordnet sind und einer Kreiselpumpe vergleichbar Mischgut aus dem Behälter ansaugen und durch Auetrittsöffnungen in den Behälter zurückfordern, so daß ein die Durchmischung fördernder Umwälzstrom entsteht, wobei je nach Ausführung des Botors und des Gehäuses eine mehr oder weniger starke Zerkleinerung fester Mischgutanteile und eine Emulgierwirkung erfolgen kann.

Biese bei der Herstellung von Salben, Cremes und Emulsionen oft erforderliche Zerkleinerung von Mischgutbestandteilen oder Emulgierwirkung ist bei im Mischbehälter angeordneten Vorrichtungen weitgehend unkontrollierbar, da das Mischgut nicht zwangsläufig durch die Vorrichtung geführt wird.

Weiter sind Dispergier- und Emulgiervorrichtungen bekannt, die nur im Durchlaufverfahren arbeiten. Diese Geräte dienen hauptsächlich zum Feinstzerkleinern und zum Emulgieren vorgemischter Mischgüter, sind also einer Mischeinrichtung nachgeschaltet. Da diese Geräte in den meisten Fällen eine Pumpwirkung aufweisen, können sie in bestimmten Ausführungsformen zum Leerpiuapen des Mischbehälters verwendet werden. Dabei erweist sich jedoch die erforderliche mehr oder weniger lange Saugleitung zwischen der Pumpe und dem Mischbehälter als äußerst ungünstig, da sie

1. oft durch .Feststoff bestandteile der Vormischung verstopft,

2. einen Baum bildet, in dem keine Vormischung erfolgt, sich also ungemischte Bestandteile festsetzen.

Diese dem Mischbehälter nachgeschalteten Vorrichtungen

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ergeben keine Mischwirkung während des eigentlichen Mischvorgangs im Mischbehälter.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Mischvorrichtung zu schaffen, die sowohl eine intensive Umwälzung und Durchmischung eines fließfähigen Mischgutes in einem Behälter bewirkt als auch als Durchiaufgerät zum Entleeren des Mischbehälters verwendet werden kann, wobei mit geeigneten Rotoren zur Erzielung einer bestimmbaren Feinzerkleinerung die Durchflußmenge regelbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein relativ zum Mischbehälter verstellbares Gehäuse vorgesehen ist, das in seiner einen Stellung den Förderstrom in dem Mischbehälter zurück und in seiner anderen Stellung den Förderstrom in eine Abflußleitung leitet.

Bei einer Ausführungsform ist der Rotor gemeinsam mit dem ihn umgebenden, gegen Drehung gesicherten Gehäuse in Sichtung der Rotorachse derart verschieblich, daß die in der Mischstellung des Rotors zumindest teilweise in den Mischbehälter einmündenden Austrittsöffnungen in wenigestens eine Förderstellung beweglich sind, in der sie zumindest teilweise mit einer Abflußleitung kommunizieren. Dabei dient die Mischvorrichtung sowohl als Entleerungsventil als auch als Förderpumpe, so daß der insgesamt erforderliche Bauaufwand bei Verwendung dieser Vorrichtung erheblich herabgesetzt wird. Mit anderen Worten, es wird durch die Erfindung erreicht, daß die das Gut oder einen Teil des Guts im Behälter durchmischende Vorrichtung gleichzeitig als eine Vorrichtung verwendet werden kann, mittels der das gesamte im Behälter befindliche Gut einem Homo-

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genisier-, Emulgier- und/oder Feinstzerklelnerungsvorgang "beim Entleeren unterzogen wir I.

Vorzugsweise ist am Boden des Mischbehälters ein das Gehäuse bei seiner Verschiebung führender Körper befestigt, der mit einer Abflußleitung versehen ist.

Der Motor dieser Mischvorrichtung sitzt zweckmäßigerweise an dem vom Mischbehälter entfernten Ende des Gehäuses und ist gemeinsam mit dem Gehäuse verschieblich.

Außerhalb des Gehäuses kann eine das Gehäuse abstützende, zwischen zwei Extremstellungen beliebig arretierbare Verstellvorrichtung vorgesehen sein. Es ist damit möglich, den Förderstrom durch Verringern der freien Austrittsfläche beliebig zu drosseln. Ferner_kann ein mehr oder weniger großer Anteil des durch einen Einlauftrichter dem Rotor zulaufenden Guts in den Mischbehälter zurückgefördert werden, während ein anderer Teil des Mischguts in die Abflußleitung gelangt. Durch die Verschiebung des Hotora mit den zugehörigen Austritts-Öffnungen ist ohne Änderung der Rotordrehzahl eine Durchsatzänderung im Abflußrohr möglich.

Bei einer Ausführungeform ist das den Rotor umgebende Gehäuse um die Rotorachse drehbar in einem Führungekörper angeordnet, der eine Anzahl von in den Mischbehälter einmündenden ersten Austrittsöffnungen und ferner eine Anzahl von mit der Abflußleitung kommunizierenden zweiten Austrittsöffnungen aufweist und das Gehäuse ist mit den ersten und zweiten Austrittsöffnungen entsprechenden ersten und zweiten Durchlässen versehen, die in der Mischstellung des Gehäuses mit den ersten Austrittsöffnungen und in der Förderstellung mit den zweiten Aus-

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trittsöffnungen mindestens teilweise fluchten.

Im folgenden Teil der Beschreibung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung anhand von Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die in Mischstellung befindliche Vorrichtung;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine in Förderstellung befindliche ähnliche Vorrichtung, bei der lediglich die Schaufeln abweichend zu Fig. 1 ausgebildet sind;

Fig. 3 einen Axialschnitt einer anderen Ausführungsform der Mischvorrichtung in Mischstellung;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig· 3;

einen Axialschnitt der in Fig* 3 gezeigten Vorrichtung in Förderstellung; und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5.

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In Fig. 1 ist die Mischvorrichtung im Bodenbereich eines Mischbehälters 1 angeordnet, der eine Bodenöffnung 2 aufweist, in die ein Führ-ungskör-per 3 eingesetzt ist. Dieser Führungskörper hat einen ümfangsflansch 4, der mittels Schrauben 5 am Mischbehälter 1 befestigt ist.

Der Führungskörper 3 hat eine Bohrung 6, in der ein Gehäuse 7 gleitend verschieblich angeordnet ist. Zwischen der zylindrischen Umfangswand des Gehäuses 7 und dem Führungskörper ist ein ringförmiger Hohlraum 8 vorgesehen, der mit einem an eine nicht gezeigte Abflußleitung anschließbaren Abflußstutzen 9 in Verbindung steht,

In der dargestellten Ausführungsform ist unterhalb des

Hohlraums 8 Im Führungskörper 3 eine Ringnut vorgesehen, in die ein Dichtelement 3a eingelegt ist. Ein weiteres Dichtelement 3b sitzt in einer Ringnut am Umfang des Gehäuses? und bildet eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Führungskörper, so daß in der Mischstellung kein Mischgut in den Hohlraum oder Ringraum 8 gelangen kann und die Abflußleitung abgeschlossen ist.

Das Gehäuse 7 hat einen abgedichteten Durchlaß 10 für eine Welle 11, auf deren freiem Ende ein mit Radialschaufeln 12 versehener Rotor 13 sitzt. Die Schaufeln sind auf ihrer einen Seite auf einer Rotorscheibe 13a befestigt, während sie auf der in Achsrichtung des Rotors vor diesem liegenden Seite durch ein mit dem Gehäuse über Stege 14- verbundenes Einlauf bauteil 15 abgedeckt sind, das einen sich in Richtung auf den Rotor konisch verjüngenden Einlauftrichter 16 aufweist. Zwischen den Stegen 14 sind Austrittsöffnungen 14a vorgesehen.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weisen alle Schaufeln 12 Ausnehmungen 17 auf, in die ein am Einlaufbauteil 15 vorgesehener Ringkörper 18 eingreift, der konzentrisch zum Rotor 13 angeordnet ist und eine Anzahl von Unterbrechungen hat. Die Schaufeln und der Ringkörper bewirken gemeinsam eine Zerkleinerung des durchtretenden Mischguts. Die Schaufeln können aber auch die in Fig. 2 dargestellte, nicht mit Ausnehmungen versehene oder jede beliebige andere Form haben.

Am unteren Ende des Gehäuses 7 ist ein Motor 7b angeflanscht, der die Welle 11 des Rotors 13 antreibt.

Eine nur schematisch dargestellte Verstellvorrichtung

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19 dient dazu, das Gehäuse mit dem Rotor zwischen einer oberen oder Mischstellung und einer unteren oder Förderstellung zu verschieben.

Wird die Vorrichtung in der Mischstellung betrieben, d.h. stehen die Austrittscffnungen mit dem Mischbehälter in Verbindung, dann gelangt Mischgut in den Einlauftrichter 16 und wird von dem Rotor 13 durch die Austrittsöffnungen in den Mischbehälter zurückgefördert, so daß eine Umwälzung und Durchmischung des Mischguts erfolgt, wie die Pfeile P1 anzeigen.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird die Aufwärtsbewegung des Rotors, des Gehäuses und des damit verbundenen Einlauf körpers 15 durch eine am Gehäuse 7 vorgesehene Schulter 7a begrenzt.

Es ist aber möglich, den Rotor 13 mit den zugehörigen Bauteilen über die in Fig. 1 gezeigtes Stellung hinaus in den Mischbehälter 1 hinein vorzuschieben, so daß insbesondere bei schwer zu mischenden Komponenten^die vom Rotor bewirkte Umwälzströmung verschiedene bzw. g alle Höhenschichten innerhalb des Mischbehälters er

fassen kann.

Mittels der Verstellvorrichtung 19 kann der Rotor 13 gemeinsam mit den zugehörigen Bauteilen auch unter die in Fig. 1 dargestellte Stellung bis in die in Fig. 2 dargestellte Förderstellung kontinuierlich abgesenkt werden. In den zwischen der oberen Mischstellung und der unteren Förderstellung liegenden Zwischenstellungen sind die Austrittsöffnungen teilweise abgedeckt, so daß der Durchsatz sowohl beim Umwälzen als auch beim Fördern gedrosselt ist. Das hat ein stärkeres Einwirken der Schaufeln auf das Mischgut zur Folge und führt bei-

spielsweise zur gesteuerten Zerkleinerung von möglicherweise im Mischgut enthaltenen Klumpen und devgl·. In der Förderstellung bewirkt die Drosselung darmberhinaus eine von der Rotordrehzahl unabhängige Änderung des Durchsatzes im Abflußrohr. Die Vorrichtung kann also die Funktionen eines in das Abflußrohr eingebauten Ventils erfüllen.

Ss sind ferner Zwischenstellungen denkbar, in denen

die Austrittsöffnungen zum !Teil noch in den Mischbehälter münden, während sie bereits teilweise mit der Abflußleitung kommunizieren.

Der Motor 7b kann beispielsweise ein polumsehaltbarer Elektromotor sein.

Die in den Fig. 3-6 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung ist in eine Bodenöffnung 102 eines Mischbehälters 101 eingesetzt· Sie weist einen Führungskörper 103 auf, dessen Flansch 104 mittels Schrauben 105 am Mischbehälter 101 befestigt ist.

Der Führungskörper 103 hat eine im wesentlichen zylindrische Form und wird durch eine Trennwand 130 in einen inneren hohlen Abschnitt 103a und einen äußeren, mit einem Abflußstutzen 109 kommunizierenden hohlen Abschnitt 103b unterteilt. Durch den äußeren hohlen Abschnitt 103b ist ein zylindrisches Gehäuseteil 107? hindurchgeführt, das drehbar durch eine Öffnung 130* der Trennwand 130 und eine dieser gegenüberliegende Wand131 des Abschnitts 103b hindurchgeführt ist. Zwischen der Wand 131 und dem Gehäuseteil ist ein Dichtelement 132 angeordnet.

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Bas Gehäuseteil 107* ragt bis_in den laueren Abschnitt 103a und ist dort mit einem auf der Trennwand 130 gleitend aufliegenden, im wesentlichen kreisförmigen Bodenteil 123 versehen, an dessen Außenrand sich eine einen Teil des Gehäuses 107 bildende zylindrische Wand 122 anschließt. Auf die freie Kante dieser Wand ist ein Einlaufkörper 115 fest aufgesetzt, dessen Außenrand gegenüber der Innenfläche des inneren Abschnitts 103a abgedichtet 1st·

Der Einlaufkörper 115 bildet einen Einlauftrichter 116, durch den Mischgut in die von der zylindrischen Wand 122, der Bodenwand 123 und dem Einlaufkörper 115 gebildete Kaamer geleitet wird, in der ein Rotor 113 mit Schaufeln 112 drehbar angeordnet ist. Der Rotor sitzt auf dem einen Ende einer durch das Gehäusteil 107* hindurchgeführten Welle 111, deren anderes Ende mit einem Motor 107b verbunden ist.

In der in Pig. 3 dargestellten Mischstellung gelangt Mischgut durch den Einlauftrichter 116 in den vom Motor 107b angetriebenen Rotor 113 und wird von diesem durch Jpi erste Durchlässe 120 in der zylindrischen Wand 122 und

durch damit fluchtende erste Austrittsöffnungen 114 im Führungskörper 103 in den Mischbehälter 101 zurückgefördert.

Mittels einer nur schematisch angedeuteten Verstellvorrichtung 119 kann das Gehäuse 107 in bezug auf den Püh-» rungskörper 103 um seine Längsachse gedreht und beispielsweise aus der in Fig. 3 und 4 gezeigten Mischstellung in die in Fig. 5 und 6 gezeigte Förderstellung gebracht werden, in der in der Bodenwand 123 vorgesehene zweite Durchlässe 121 mit in der Trennwand 130 angeordneten zweiten Austrittsöffnungen 114* fluchten. In

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dieser Stellung gelangt das in den Einlauftrichter 116 eintretende Mischgut über den Botor in den Abschnitt 103b und von dort zum Abflußstutzen 109·

Auch bei dieser Ausführungsform sind zwischen der in Fig. 3 und 4 gezeigten Mischstellung und der in Fig. 5 und 6 gezeigten Förderstellung beliebige Zwischenstellungen möglich, so daß Förderstellungen gewählt werden können, in denen der Förderstrom mehr oder weniger gedrosseltest und der in zweckmäßiger Weise ausgebildete Sot or mehr oder weniger auf das Mischgut einwirkt und eine steuerbare Zerkleinerungs- und/oder Emulgierwirkung ausübt.

Bas im Mischbehälter 101 enthaltene Gut muß diese Vorrichtung beim Entleeren des Behälters zwangsläufig passieren, so daß beim Zerkleinern, Emulgieren und dgl· ein in hohem Maße gleichmäßiges gemischtes Gut erzielt wird.

Bei der anhand der Fig. 3-6 beschriebenen Ausführungsform kann der Motor 107b entweder gemeinsam mit dem Gehäuse 107 drehbar oder anderweitig fest abgestützt sein.

Es ist ferner möglich, die Vorrichtung rohrförmig auszubilden, so daß sie mit dem Einlaufkörper 115 voran in beliebiger Richtung, z.B. auch von oben nach unten mehr oder weniger weit in einen Mischbehälter eingeschoben werden kann. Der Abschnitt 103b steht dabei mit einer die röglicherweise sehr lang ausgebildete Welle 111 konzentrisch umgebenden oder parallel dazu verlaufenden Förderleistung in Verbindung.

Claims

Ansprüche

1. Mischvorrichtung für fließfähiges Mischgut zur Erzeugung eines Umlaufs des Guts in einem Mischbehälter, mit einem zur Umwälzung des Mischguts im Behälter dienenden Rotor und einem den Rotor unter Bildung mindestens einer Ansaugöffnung und einer oder mehrerer Austrittsöffnungen umgebenden Gehäuse, gekennzeichnet durch ein relativ zum Mischbehälter verstellbares Gehäuse, das in seiner einen Stellung den Förderstrom in dem Mischbehälter zurück und in seiner anderen Stillung den Förderstrom in eine Abflußleitung leitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (13) gemeinsam mit dem ihn umgebenden, gegen Drehung gesicherten Gehäuse (7) in Richtung der Rotorachse derart verschieblich ist, daß die in der Mischstellung des Rotors zumindest teilweise in den Mischbehälter (1) einmündenden Austrittsöffnungen (14a) in mindestens eine Förderstellung beweglich sind, in der sie zumindest teilweise mit einer Abflußleitung kommunizieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Mischbehälters (1) ein· das

Gehäuse (7) "bei seiner Verschiebung führender Körper (3) befestigt ist, der mit der Abflußleitung versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß an das vom Mischbehälter (1) entfernte Ende des Gehäuses (7) ein den Rotor (13) antreibender Motor (7b) angeflanscht ist.

5* Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) in an sich bekannter Weise einen sich konisch in Richtung auf den Rotor (13) verjüngenden Einlauftrichter (16) aufweist, dessen äußere Kante in der Förderstellung bündig mit der Innenwand des Mischbehälters (1) abschließt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (7) und/oder am Führungskörper (3) Dichtelemente (3a, 3b) vorgesehen sind, die ein Hindurchtreten von Mischgut längs der Berührungsflächen dieser beiden Bauteile verhindern.

7· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Gehäuses (7) eine das mit dem Motor (7b) verbundene Gehäuse verschieb· lieh abstützende, zwischen zwei Extremstellungen beliebig arretierbare Verstellvorrichtung (19) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Rotor umgebende Gehäuse (107) um die Rotorachse drehbar in einem Führungskörper (103) angeordnet ist, der eine Anzahl· von in den Mischbehälter (101) einmündenden ersten Austrittsöffnungen (114) und ferner eine Anzahl von mit der Abflußleitung kommunizierenden zweiten Austrittsöffnungen (114¹) aufweist; und daß das

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Gehäuse mit, den ersten und zweiten Austrittsöffnungen entsprechenden ersten und zweiten Durchlässen (120, 121) versehen ist, die in der Mischstellung des Gehäuses mit den ersten Austrittsöffnungen (114) und in der Förderstellung mit den zweiten AustrittsÖffnungen (114') mindestens teilweise fluchten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den Rotor (113) umgebende Abschnitt des Gehäuses eine mit den ersten Durchlässen (120) versehene zylindrische Wand (122) und einen eine Bohrung (125) für die Welle (111) des Rotors aufweisenden Bodenteil (123) hat, in dem die zweiten Durchlässe (121) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß auf die zylindrische Wand (122) ein einen Einlauftrichter (116) bildender, die Rotorschaufeln (112) teilweise abdeckender Einlaufkörper (115) aufgesetzt iet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufkörpsr (115) gemeinsam mit dem Gehäuse (107) drehbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß an das vom Mischbehälter (101) entfernte Ende des Gehäuses ein Motor (107b) angeflanscht ist.

13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Durchlässe (121) im Gehäuse (107) und die zweiten Austrittsöffnungen (114¹) im Führungskörper (103) im wesentlichen gleiche Abmessungen haben.

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14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-13» dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Durchlässe (120) des Gehäuses (107) und die ersten Austrittsöffnungen (114)im Führungskörper (103) im wesentlichen gleiche Abmessungen haben.