DE8006977U1

DE8006977U1 - Vorrichtung zum mischen und homogenisieren wenigstens zweier medien

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Publication number: DE8006977U1
Application number: DE19808006977U
Authority: DE
Original assignee: Haagen & Rinau & Co Kg 2800 Bremen GmbH
Current assignee: Haagen & Rinau & Co Kg 2800 Bremen GmbH
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1980-07-03

Description

Haagen & Rinau GmbH & Co. KG, Dortmunder Str. 5, 2800 Bremen 1

Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren wenigstens zweier Medien

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren wenigstens zweier Medien, von denen wenigstens ein Medium benachbart zum Einzugsbereich eines Homogenisators zuzuführen ist, mit einem Kessel, an dessen Boden der einen um eine Achse drehbaren Rotor und einen Stator aufweisende Homogenisator angeordnet ist, der aus einer ersten Betriebsstellung, in welcher der Homogenisator so weit nach innen über den Kesselboden vorsteht, daß die Auslaßöffnungen seines Stators frei sind, und in der das im

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Kessel befindliche Mischgut im Inline-Betrieb aus dem Kessel durch den Homogenisator in den unteren Kesselabschnitt zurückzuführen ist, in eine zweite Betriebsstellung umzuschalten ist, in welcher der Homogenisator so weit nach unten abgesenkt ist, daß die Auslaßöffnungen seines Stators mit einer Bypass-Leitung verbunden sind, und in der das im Kessel befindliche Mischgut im Umlaufbetrieb aus dem Kessel durch den Homogenisator über die Bypass-Leitung in den oberen Kesselabschnitt zurückzuführen bzw. zu entleeren ist.

Bei derartigen Mischmaschinen ist es häufig verfahrensmäßig erforderlich, Medien wie Wasser, Fettphasen oder Zusatzstoffe unter Vakuum in das zu mischende Gut einzusaugen, wobei es insbesondere bei pulverfömigen Zusatzstoffen erforderlich ist, die Zuführung benachbart zum unmittelbaren Einzugsbereich des Homogenisators, d.h. also am Ansaugbereich seines Rotors, vorzunehmen, da sich beispielsweise ein pulverförmiges Medium anderenfalls nur sehr schwer bzw. nach verhältnismäßig langer Rührzeit einmischen läßt und beispielsweise bei einer Zuführung in den oberen Kesselabschnitt im wesentlichen an der Oberseite einer oder mehrerer zu mischender flüssiger Phasen verbleibt»

Hierfür ist es bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung bekannt, über dem Saugmund des Rotors ein auch als Schnüffelventil bezeichnetes Rückschlagventil, einen Kugelhahn, ein Kolbenventil o.dgl. anzuordnen, wobei dieses Ventilelement am freien Ende eines Leitungsabschnittes sitzt, der unterhalb des Kesselbodens in das Gehäuse der Vorrichtung eingeführt ist und aus dem Kesselboden heraustritt, von wo aus sich der Leitungsabschnitt dann bis zu dem Rückschlagventil

o.dgl. fortsetzt. ι

Dabei wird dann während des Betriebes das benachbart zum Saugmund des Homogenisators bzw. dessen Rotors zuzuführende Medium von außerhalb des Kessels in diesen eingeführt und über das Schnüffelventil o.dgl. dem Kessel in Bodennähe zugeführt.

Diese bekannte Ausgestaltung ist nicht nur wegen des hierfür zu treffenden Aufwandes nachteilig, sondern vor allem auch deswegen, weil der das Schnüffelventil o.dgl. haltende Leitungsabschnitt und nicht zuletzt auch das Ventil selbst Toträume schaffen, die zu einer unerwünschten kragenförmigen Ansammlung von Mischgut führen, welches der beabsichtigten intensiven Vermischung bzw. Homogenisierung nicht oder nur unvollkommen bzw. verzögert zugeführt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die bekannte Misch- bzw. Rührvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung unter Vermeidung ihrer Nachteile so zu verbessern, daß man zum Einführen eines Mediums in den unmittelbaren Einzugsbereich des Homogenisators auf den Aufwand für eine gesonderte Einführleitung und ein im Bereich des Kesselbodens oberhalb des Saugmundes des Rotors anzuordnendes Schnüffelventil o.dgl. verzichten kann und dabei gleichzeitig in den Genuß des Vorteils kommt, daß es in diesem Bereich nicht mehr zu hierdurch hervorgerufenen Toträumen kommt, welche durch die Schaffung eines Mediumkragens o.dgl. den erwünschten Misch-, Rühr- und Homogenisiereffekt verschlechtern.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Stator mit wenigstens einer Ausnehmung versehen ist,

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welche in einer zwischen der ersten, Betriebsstellung und der zweiten Betriebsstellung liegenden dritten Betriebsstellung den Innenraum des Kessels mit der weiter oben als Bypass-Leitung bezeichneten Leitung verbindet.

Bevorzugt ist die Ausnehmung des Stators am unteren Endabschnitt seiner radial außenliegenden Mantelfläche angeordnet, wobei die Ausnehmung vorzugsweise nutförmig ausgebildet ist und sich im wesentlichen parallel zu der Achse des Homogenisators erstreckt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß sich die Ausnehmung in der ersten Betriebsstellung bis unter den Kesselboden fortsetzt und an einer schrägen Schulter des Rotors endigt, deren radial außenliegender Abschnitt in der ersten Betriebsstellung dichtend an einer parallelen Fläche des Gehäuses anliegt, während sie in der zweiten Betriebsstellung bis unter die Mündung der Bypass-Leitung abgesenkt ist, so daß dort eine freie Verbindung zwischen der Bypass-Leitung und der Außenseite des Rotors gegeben ist, der seinerseits bis unter den Kesselboden abgesenkt ist, so daß in dieser Betriebsstellung ein Inline-Betrieb nicht stattfindet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Stator nicht lediglich mit einer einzigen Ausnehmung versehen, sondern es sind mehrere vorzugsweise nutartige Ausnehmungen vorhanden, die zweckmäßigerweise mit im wesentlichen gleichmäßigem gegenseitigen Abstand über den Umfang bzw. die Mantelfläche des Stators verteilt angeordnet sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Teilschnitt durch

eine bekannte Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung, die eine gesonderte Zuführleitung mit Schnüffelventil aufweist, wobei sich der Homogenisator in der ersten Betriebsstellung befindet;

Fig. 2 eine Teildarstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei sich der Homogenisator in der zweiten Betriebsstellung befindet;

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne gesonderte Zuführleitung, bei welcher der Stator an seinem äußeren Umfang mit einer Anzahl vertikal verlaufender, nutförmiger Ausnehmungen versehen ist, wobei sich in Fig. 3 der Homogenisator in der ersten Betriebsstellung befindet;

Fig. 4 eine Teildarstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 3, bei welcher sich der Homogenisator in der zweiten Betriebsstellung befindet; und

Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Darstellung, in welcher sich der Homogenisator in der dritten Betriebsstellung befindet, in der durch die für den Umlaufbetrieb ohnehin vorhandene Bypass-Leitung ein Medium in den dem Einsaugbereich des Homogenisators unmittelbar benachbarten Abschnitt einzusaugen ist.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt in einem vereinfachten Teil-Vertikaischnitt den mittleren Teij einer Misch- und Homogenisiervorrichtung mit einem Kessel 1, der an seiner Oberseite von einem nicht dargestellten Deckel zu ver-

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schließen ist. _t

Der Kesselboden 2 wird zum Teil von einem oberen Abschnitt des im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Gehäuses 3 gebildet, in dessen Mitte ein im ganzen mit 4 bezeichneter Homogenisator angeordnet ist, der einen drehfesten Stator 6 und einen um die Vertikalachse 7 mittels eines nicht dargestellten Antriebes drehbaren Rotor 8 aufweist.

An dem dem Kesselinnenraum 9 zugekehrten Ende des Stators 6 befindet sich ein Mündungsstück 11, welches eine dem freien Innendurchmesser des Rotors entsprechende mittlere Bohrung aufweist, die sich zu seinem freien Ende hin konisch erweitert.

Unmittelbar über dem von dem Rotor 8 selbst und der Bohrung des Mündungsstückes 11 gebildeten Saugmund 12 des Rotors 8 ist ein als Rückschlagventil ausgebildetes, sog. Schnüffelventil 13 angeordnet, welches am freien Ende einer Leitung 14 sitzt, die eine Zuführleitung 16 für ein benachbart dem Einzugsbereich des Homogenisators zuzuführendes Medium über eine im Gehäuse 3 vorgesehene Bohrung 17 mit dem Schnüffelventil 13 verbindet, so daß über den Leitungszug 16, 17, 14, 13 ein Medium in den Bereich des Saugmundes 12 des Homogenisators 4 von außen einzugeben ist. Dieses erfolgt zweckmäßigerweise dann, wenn sich der Homogenisator 4 in seiner angehobenen Stellung gemäß Fig. 1 befindet, in welcher die Vorrichtung in sog. Inline-Betrieb arbeitet, wobei im Innenraum 9 des Kessels 1 befindliches Medium bzw. Mischgut gemäß den Pfeilen 18 über den Saugmund 12 vom Rotor 8 angesaugt wird und aus dessen Stator 6 wiederum in den Innenraum 9 des Kessels gelangt, während die für den

Umlaufbetrieb vorhandene Bypass-Leitung 19, von welcher in Fig. 1 nur der Mündungsabschnitt' in das Gehäuse 3 gezeichnet ist, durch den Stator 6 des Homogenisators 4 verschlossen ist.

Es ist ersichtlich, daß die Anordnung der Zuführleitung 16, 17, 14, 13 nicht nur einen nicht unbeträchtlichen Aufwand mit sich bringt, sondern vor allen Dingen Nester bzw. Toträume schafft, in denen sich Material kragenartig ansammelt, welches dem vorgesehenen, intensiven Misch- und Homogenisiervorgang weitgehend entzogen ist, was für nahezu alle Anwendungsfälle derartiger Vorrichtungen in aller Regel höchst unerwünscht ist, insbesondere aber beispielsweise bei der Herstellung pharmazeutischer Erzeugnisse o.dgl.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit in Richtung des Pfeils 21 nach unten abgesenkten Homogenisators 4, wobei die Vorrichtung dann mithin im sog. Umlaufbetrieb arbeitet bzw. zu entleeren ist, da die Auslaßöffnungen des Stators 6 mit der Bypass-Leitung 19 kommunizieren.

Bei der Darstellung der erfindungsgemäßen Ausbildung einer derartigen Misch- und Homogenisiervorrichtung in den Fig. 3 bis 5 sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei der bekannten Ausgestaltung gemäß den Fig. 1 und 2.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß den Fig. 3 bis unterscheidet sich von der bekannten Ausgestaltung gemäß den Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß die Leitung 16, 17, 14, 13 nicht vorhanden ist, und daß der Stator 6 an seiner radial außenliegenden Mantelfläche 22 mit mehreren gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten

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Nuten 23 versehen ist, welche in einer zwischen seiner ersten Betriebsstellung (Fig. 3) und seiner zweiten Betriebsstellung (Fig. 4) liegenden dritten Betriebsstellung (Fig. 5) den Kesselinnenraum 9 mit der Bypass-Leitung 19 verbinden, wie weiter unten noch ausgeführt ist.

Wie aus der Fig. 1 entsprechenden Darstellung gemäß Fig. 3 erkennbar ist, in welcher der Homogenisator 4 sich in angehobener Stellung befindet, erstrecken sich die nutförmigen Ausnehmungen 23 in der ersten Betriebsstellung bis unter den Kesselboden 2 und endigen an einer schrägen Schulterfläche 24 des Rotors 8. Der weiter radial außenliegende Abschnitt der Schulterfläche 24 liegt in der ersten Betriebsstellung dichtend an einer parallelen Fläche 26 des Gehäuses 3 an, so daß die Nuten 23 in der ersten Betriebsstellung (Fig. 3) betrieblich wirkungslos sind, wenn die Vorrichtung gemäß den Pfeilen 18 im Inline-Betrieb gefahren wird.

In der völlig abgesenkten Stellung des Homogenisators 4 gemäß Fig. 4 kann die Vorrichtung im Umlaufbetrieb gefahren werden, da in dieser Stellung der Schaufelkranz des Stators 6 mit der im Gehäuse 3 vorhandenen Mündungsöffnung der Bypass-Leitung 19 kommuniziert, wobei der Homogenisator so weit abgesenkt ist, daß sich die Austrittsöffnungen des Rotors unterhalb des Kesselbodens befinden und außerhalb der Mündung der Bypass-Leitung 19 vom Gehäuse dichtend abgedeckt werden. In dieser Stellung kann mithin in üblicher Weise Umlaufbetrieb gefahren werden, bei dem das aus dem Kesselinneren 9 vom Rotor 8 angesaugte Mischgut über den Schaufelkranz des Stators 6 in die Bypass-Leitung 19 gegeben und von dort entweder wieder in den oberen Abschnitt des Kessels

zurückgeführt oder aber aus der Vorrichtung entnommen wird.

Fig. 5 zeigt in einer Fig. 4 entsprechenden Darstellung die zwischen der ersten und zweiten Betriebsstellung liegende dritte Betriebsstellun_, in welcher der Homogenisator mithin zwar gegenüber seiner Stellung gemäß Fig. 4 angehoben, jedoch gegenüber seiner Stellung gemäß Fig. 3 abgesenkt ist, so daß die Nuten 23 an der Mantelfläche 22 des Rotors 8 den Kesselinnenraum mit der Bypass-Leitung 19 verbinden, was zur Folge hat, daß aus der Bypass-Leitung 19 in der dritten Betriebsstellung gemäß Fig. 5 in Richtung des Pfeiles 28 ein flüssiges oder pulverförmiges Medium in den Innenraum des Kessels 9 gesaugt werden kann, wobei die Umschaltung der Bypass-Leitung vom Umlaufbetrieb auf Entleerung oder Zuführung gemäß Fig. 5 in einfachster Weise beispielsweise mit einem 3-Wege-Hahn o.dgl. erfolgen kann.

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Akte: H 1324

14. März 1980

BEZUGSZEICHENLISTE (LIST OF REFERENCE NUMERALS)

y\ Kessel	1
ρ Kesselboden	?
■j Gehäuse
4 Homogenisator
5 -	5
5 Stator	6
7 Vertikalachse	7
8 Rotor	8
9 Kesselinnenraum	9
10	10
11 Mündungsstück	11
12 Saugmund	12
13 Schnüffelventil	13
14 Leitung	14
15 -	15
16 Zuführleitung	16
17 Bohrung	17
18 Pfeile	18
19 Bypass-Leitung	19
20	20
21 Pfeil	21
22 Mantelfläche (von 8)	22
23 Nuten	23
24 Schulterfläche (von 8)	24
25	25
Pf, Gehäusefläche	26
27 Pfeile	27
28	28
29	29
30	30

Claims

! BOEHMERT.& KOEIHMERT ι t t ■ ι H 1324 14. März 1980 ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren wenigstens zweier Medien, von denen wenigstens ein Medium benachbart zum Einzugsbereich eines Homogenisators zuzuführen ist, mit einem Kessel, an dessen Boden der einen um eine Achse drehbaren Rotor und einen Stator aufweisende Homogenisator angeordnet ist, der aus einer ersten Betriebsstellung, in welcher der Homogenisator so weit nach innen über den Kesselboden vorsteht, daß die Auslaßöffnungen seines Stators frei sind, und in der das im Kessel befindliche Mischgut im Inline-Betrieb aus dem Kessel durch den Homogenisator in den unteren Kesselabschnitt zurückzuführen ist, in eine zweite Betriebsstellung umzuschalten ist, in welcher der Homogenisator so weit nach unten abgesenkt ist, daß die Auslaßöffnungen seines Stators mit einer Bypass-Leitung verbunden sind, und in der das im Kessel befindliche Mischgut aus dem Kessel durch den Homogenisator über die Bypass-Leitung in den oberen Kesselabschnitt zurückzuführen bzw. zu entleeren ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (6) mit wenigstens einer Ausnehmung (23) versehen ist, welche in einer zwischen seiner ersten Betriebsstellung (Fig. 3) und seiner zweiten Betriebsstellung (Fig. 4) liegenden dritten Betriebsstellung

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(Fig. 5) den Inneriraum (9) des Kessels (3) mit der Bypass-Leitung (19) verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (23) des Stators (6) an seiner radial außenliegenden Mantelfläche (22) angeordnet

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (23) nutförmig ausgebildet ist und im wesentlichen parallel zu der Achse (7) des Homogenisators (4) verläuft.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausnehmung (23) in der ersten Betriebsstellung (Fig. 3) bis unter den Kesselboden (2) fortsetzt und an einer schrägen Schulter (24) des Rotors (8) endigt, deren radial außenliegender Abschnitt in der ersten Betriebsstellung (Fig. 3) dichtend an einer parallelen Fläche (26) des Gehäuses (3) anliegt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ausnehmungen (23) vorhanden sind.