EP0290033B1 - Homogenisator für die Herstellung fliessfähiger Produkte - Google Patents

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EP0290033B1
EP0290033B1 EP88107285A EP88107285A EP0290033B1 EP 0290033 B1 EP0290033 B1 EP 0290033B1 EP 88107285 A EP88107285 A EP 88107285A EP 88107285 A EP88107285 A EP 88107285A EP 0290033 B1 EP0290033 B1 EP 0290033B1
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EP
European Patent Office
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rotation
rotor
stator
blades
rotor blades
Prior art date
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EP88107285A
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EP0290033A1 (de
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Alwin Berents
Erwin Seefried
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A Berents & Co KG GmbH
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A Berents & Co KG GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/81—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow
    • B01F27/811—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow with the inflow from one side only, e.g. stirrers placed on the bottom of the receptacle, or used as a bottom discharge pump
    • B01F27/8111—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow with the inflow from one side only, e.g. stirrers placed on the bottom of the receptacle, or used as a bottom discharge pump the stirrers co-operating with stationary guiding elements, e.g. surrounding stators or intermeshing stators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75—Discharge mechanisms
    • B01F35/752—Discharge mechanisms with arrangements for converting the mechanism from mixing to discharging, e.g. by either guiding a mixture back into a receptacle or discharging it

Definitions

  • the invention relates to a homogenizer for the production of a flowable product such as emulsion or the like with a rotor driven by a motor and having rotor blades, and with a stator having flow openings, which surrounds the rotor and through which the material flows from the inside to the outside.
  • Homogenizers of this type work to generate an intensive homogenization with strong turbulence and thus unfavorable flow conditions, so that relatively high drive energies are required for processing highly viscous products. Because of these turbulences, such homogenizers produce only a very slight pumping action, so that additional pumps must be used to circulate the flowable product or additional blades or the like are attached to the rotor of the homogenizer in order to improve the pumping action (DE-OS 34 17 242). However, such solutions or special constructions mean a relatively high outlay, a complication of the homogenizer and a possibly increased susceptibility to failure.
  • the present invention is based on the object of proposing a homogenizer with which it is possible to easily switch to a higher pumping action without this requiring more effort.
  • a homogenizer of the type mentioned which is characterized in that the motor for driving the rotor is designed both in one and in the other direction of rotation and that the conveying surfaces of the rotor blades are shaped in such a way relative to the flow openings of the stator are that in one direction of rotation the flow of the flowable product strikes the walls of the flow openings approximately at right angles and an optimal homogenization effect is achieved, but in the other direction of rotation is directed in the direction of the flow openings and achieves an optimal pumping effect.
  • EP-A 201 767 discloses a cyclone mixing device for the continuous mixing of powdery substances with liquids, which also has the features of the preamble of claim 1.
  • a mixing effect is achieved in that the substances flowing through impinge on the radial walls of the surrounding stator at an angle of approximately 45 °, which produces a certain homogenizing effect. If the pump wheel were to run in the opposite direction of rotation (clockwise) - which is not provided for in the mixing device described - this would have a different effect than the one desired because the blades of the pump wheel do not effectively move the substances flowing through in the desired direction in the direction would promote stator channels.
  • This solution has the significant advantage that it is possible to switch the homogenizer to pump operation in a very simple manner, namely when driven by an electric motor in an electrical manner, without having to operate valves or the like. Since homogenizers are already designed for these high outputs due to the high drive power required for homogenization, very high pump outputs can be achieved after switching the direction of rotation.
  • An advantageous embodiment is characterized in that the rotor blades are provided with first conveying surfaces which are effective in one direction of rotation and are designed for homogenization and with second conveying surfaces which are effective in the other direction of rotation and are designed for optimal pumping.
  • the homogenizer is preferably designed in such a way that the first conveying surfaces of the rotor blades run approximately radially and that the second conveying surfaces have a spiral course with a continuously decreasing distance from the stator when rotating in the other direction of rotation.
  • the first and second conveying surfaces of the rotor blades are preferably shaped such that their directional components are approximately perpendicular to one another in the two directions of rotation. Such an extreme shape has the effect that during the homogenization operation there is practically only turbulence and homogenization without any appreciable pumping action, while the optimal flow conditions are present during the pumping operation, so that high pumping capacities can be achieved with relatively low energy.
  • the stator expediently has a plurality of guide blades distributed around the circumference, the flow openings of which run approximately parallel to the directional components during pump operation in the other direction of rotation.
  • the flow resistances are minimized by this design, while in the homogenizing operation the directional components strike the walls at the flow openings approximately at right angles, which leads to strong turbulence and effective homogenization.
  • Another embodiment is characterized in that the rotor has a plurality of radially inclined rotor blades and the stator has a plurality of radially inclined guide vanes, that the inclination of the rotor blades is opposite to the inclination of the stator blades, preferably two sets of each Rotor blades and two sets of vanes are provided.
  • Such a homogenizer which can be switched over to pumping operation can expediently be used for pumping off the flowable product after homogenization has been completed by reversing the direction of rotation of the rotor and switching over to a drain.
  • Such an insert is particularly simple to set up in terms of system and has the advantage over the use of an additional pump that the device that is not required in each case does not have to be shut down and possibly cleaned before being put back into operation.
  • the homogenizer according to the invention can, however, also be used particularly simply for circulating the flowable product or for adding an additional component to the product while reversing the direction of rotation of the rotor.
  • an additional component is added, a homogenization operation is usually not necessary, so that the high pumping power of the switched homogenizer leads to a high circulation and thus mixing speed.
  • a stator 2 and a rotor 1 are accommodated in a housing 3, the rotor being driven by a drive shaft 4.
  • the homogenizer has an inlet 5 and an outlet 6.
  • the stator 2 has a plurality of guide vanes 21 distributed around the circumference, which form flow openings 22 between them.
  • the rotor 1 seated on the drive shaft 4 has four in the present exemplary embodiment Rotor blades 11, which have differently shaped first conveying surfaces 12 and second conveying surfaces 13 depending on the direction of rotation. While the first conveying surfaces 12 run approximately radially, the second conveying surfaces 13 have a spiral shape and, when the rotor 1 rotates counterclockwise (seen in FIG. 2), the distance from the stator 2 decreases continuously.
  • the directional components 14 and 15 are approximately perpendicular to one another in the homogenizing mode or in the pumping mode, which means that in the homogenizing mode the flow of the flowable product is practically perpendicular to the walls 23 of the guide vanes 21 hit, so that practically no pumping action is generated.
  • the homogenizer is to be given a slight pumping action, then the first conveying surface 12 or the walls 23 of the stator 2 are designed to be slightly different from a perpendicular relationship to one another in order to achieve a larger outwardly directed component. It is also possible to provide a deviation from the optimal pumping action in the operating mode according to FIG. 4 if a slight swirl is desirable.
  • the inventive homogenizer consisting of the rotor 1, the stator 2, the drive shaft 4 and a drive motor 7, can be used to easily switch from the homogenization mode to pumping or circulation. Only a three-way valve 8 is required to control these processes, but no additional pumps or shut-off valves. If the outlet 6 of the homogenizer is connected to a return 9 to a mixing container via the three-way valve 8, the homogenization operation takes place in one direction of rotation, the flowable product leaving the outlet 6 being reintroduced into the mixing container 10 via the return 9.
  • the homogenization is now complete and if the flowable product is only to be circulated or mixed, possibly with the addition of a further component, the direction of rotation of the motor 7 is reversed, and the homogenizer pumps the flowable product with great power from its outlet 6 to the return line 9 and thus into the mixing container 10. This circulation or mixing process takes place with great intensity due to the very high throughput.
  • the three-way valve 8 is switched over and the homogenizer is operated in the reverse direction of rotation of the motor 7 (pump operation). In this case, the flowable product flows from the outlet 6 via the three-way valve 8 to the outlet 20.
  • the second embodiment of the homogenizer according to the invention shown in FIGS. 6 and 7 has a differently designed rotor 1 and a differently designed stator 2.
  • the homogenizer is designed in particular in two stages in order to further improve the homogenization effect; however, it is also possible to construct a single-stage homogenizer in the manner of the second embodiment according to the principle according to the invention.
  • the rotor 1, which is driven via a drive shaft 4, contains inner rotor blades 11a and outer rotor blades 11b.
  • the stator 2 has inner guide blades 21a and outer guide blades 21b, rotor blades and guide blades being arranged alternately one behind the other.
  • the directional arrows 17 of the rotor 1 indicated in FIG. 7 relate to the pumping direction of the homogenizer, and the flowable product is drawn in in the direction of the arrows 18 and pumped out in the direction 6 of the arrows 6 into the outlet 6.
  • the flow openings 22a between the rotor blades 11a and 11b are inclined with respect to the radial direction opposite to the direction of rotation 17 (pumping direction), while the flow openings 22b between the guide blades 21a and 21b are inclined with respect to the radial direction in the direction of rotation 17. This means that the inclination of the rotor blades 11a and 11b is opposite to the inclination of the stator blades 21a and 21b.
  • Both embodiments have in common that the homogenizer is designed in such a way that in one direction of rotation there are optimal conditions for effective homogenization, while in the opposite direction of rotation optimal flow conditions are set for an optimal pumping action.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Homogenisator für die Herstellung eines fließfähigen Produktes wie Emulsion oder dergleichen mit einem von einem Motor angetriebenen und Rotorschaufeln aufweisenden Rotor, und mit einem Durchflußöffnungen aufweisenden Stator, der den Rotor umgibt und durch den das Gut von innen nach außen strömt.
  • Homogenisatoren solcher Bauart arbeiten zur Erzeugung einer intensiven Homogenisierung mit starken Verwirbelungen und damit ungünstigen Strömungsverhältnissen, so daß zur Verarbeitung von hochviskosen Produkten verhältnismäßig hohe Antriebsenergien erforderlich sind. Solche Homogenisatoren erzeugen wegen dieser Verwirbelungen nur eine sehr geringe Pumpwirkung, so daß zur Umwälzung des fließfähigen Produktes entweder Zusatzpumpen verwendet werden müssen oder am Rotor des Homogenisators Zusatzflügel oder dergleichen angebracht werden, um die Pumpwirkung zu verbessern (DE-OS 34 17 242). Solche Lösungen oder Sonderkonstruktionen bedeuten jedoch einen verhältnismäßig hohen Aufwand, eine Komplizierung des Homogenisators sowie eine eventuell erhöhte Störanfälligkeit.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Homogenisator vorzuschlagen, mit dem auf einfache Weise auf höhere Pumpwirkung umgestellt werden kann, ohne daß dies einen höheren Aufwand bedeutet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Homogenisator der eingangs genannten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Motor zum Antrieb des Rotors sowohl in der einen als auch in der anderen Drehrichtung ausgebildet ist und daß die Förderflächen der Rotorschaufeln gegenüber den Durchflußöffnungen des Stators derart geformt sind, daß in der einen Drehrichtung der Strom des fließfähigen Produktes etwa rechtwinklig auf die Wände der Durchflußöffnungen auftrifft und eine optimale Homogenisierungswirkung erzielt wird, in der anderen Drehrichtung jedoch in Richtung der Durchflußöffnungen gerichtet ist und eine optimale Pumpwirkung erzielt.
  • Aus der EP-A 201 767 ist eine Zyklon-Mischvorrichtung zum kontinuierlichen Mischen von pulverigen Stoffen mit Flüssigkeiten bekannt, die ebenfalls die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist. In der für diese Mischvorrichtung vorgesehenen Drehrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) wird eine Mischwirkung dadurch erzielt, daß die durchfließenden Stoffe auf die radial stehenden Wände des umgebenden Stators etwa unter einem Winkel von 45° auftreffen, wodurch eine gewisse Homogenisierungswirkung erzeugt wird. Würde man das Pumpenrad in umgekehrter Drehrichtung (im Uhrzeigersinne) umlaufen lassen - was bei der beschriebenen Mischvorrichtung nicht vorgesehen ist -, so ergäbe sich eine andere als die gewünschte Wirkung, weil die Flügel des Pumpenrades die durchfließenden Stoffe nicht effektiv in der gewünschten Richtung in die Statorkanäle fördern würden.
  • Diese Lösung hat den wesentlichen Vorteil, daß das Umschalten des Homogenisators auf Pumpbetrieb auf sehr einfache, nämlich bei Antrieb durch einen Elektromotor auf elektrische Weise möglich ist, ohne daß hierzu Ventile oder dergleichen betätigt werden müssen. Da Homogenisatoren wegen der zur Homogenisierung notwendigen hohen Antriebsleistung für diese hohen Leistungen bereits ausgelegt sind, können nach Umschalten der Drehrichtung sehr hohe Pumpleistungen erzielt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorschaufeln mit in der einen Drehrichtung wirksamen, für das Homogenisieren ausgebildeten, ersten Förderflächen und mit in der anderen Drehrichtung wirksamen, für ein optimales Pumpen ausgebildeten, zweiten Förderflächen versehen ist.
  • Der Homogenisator ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß die ersten Förderflächen der Rotorschaufeln etwa radial verlaufen und daß die zweiten Förderflächen einen spiralförmigen Verlauf mit sich bei Drehung in der anderen Drehrichtung gegenüber dem Stator stetig verminderndem Abstand aufweisen. Die ersten und zweiten Förderflächen der Rotorschaufeln sind vorzugsweise derart geformt, daß ihre Richtungskomponenten in den beiden Drehrichtungen etwa senkrecht zueinander verlaufen. Eine solche extreme Form hat die Wirkung, daß während des Homogenisierungsbetriebes praktisch nur eine Verwirbelung und Homogenisierung ohne nennenswerte Pumpwirkung stattfindet, während beim Pumpbetrieb optimale Strömungsverhältnisse vorliegen, so daß mit verhältnismäßig geringer Energie hohe Pumpleistungen zu erzielen sind.
  • In Anpassung an die Ausbildung der Förderflächen der Rotorschaufeln weist der Stator zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von am Umfang verteilten Leitschaufeln auf, deren Durchflußöffnungen etwa parallel zu der Richtungskomponenten bei Pumpbetrieb in der anderen Drehrichtung verlaufen. Durch diese Ausbildung werden die Strömungswiderstände minimiert, während bei Homogenisierbetrieb die Richtungskomponenten etwa rechtwinklig auf die Wände an den Durchflußöffnungen auftreffen, was zu starken Verwirbelungen und zu einer wirksamen Homogenisierung führt.
  • Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor eine Vielzahl von gegenüber der Radialen geneigten Rotorschaufeln und der Stator eine Vielzahl von gegenüber der Radialen geneigten Leitschaufeln aufweist, daß die Neigung der Rotorschaufeln gegenüber der Neigung der Statorschaufeln entgegengesetzt ist, wobei vorzugsweise jeweils zwei Sätze von Rotorschaufeln und zwei Sätze von Leitschaufeln vorgesehen sind.
  • Ein solcher auf Pumpbetrieb umschaltbarer Homogenisator kann zweckmäßigerweise zum Abpumpen des fließfähigen Produktes nach abgeschlossener Homogenisierung unter Umkehr der Drehrichtung des Rotors und Umschaltung auf einen Abfluß verwendet werden. Ein solcher Einsatz ist anlagenmäßig besonders einfach aufzubauen und hat gegenüber der Verwendung einer zusätzlichen Pumpe den Vorteil, daß nicht die jeweils nicht benötigte Vorrichtung stillgelegt und eventuell vor Wiederinbetriebnahme gereinigt werden muß.
  • Der erfindungsgemäße Homogenisator läßt sich aber auch besonders einfach zum Umwälzen des fließfähigen Produktes oder zum Beimischen einer zusätzlichen Komponente zum Produkte unter Umkehr der Drehrichtung des Rotors einsetzen. Beim Beimischen einer solchen zusätzlichen Komponente ist ein Homogenisierbetrieb meist nicht erforderlich, so daß die hohe Pumpleistung des umgeschalteten Homogenisators zu einer hohen Umwälz- und damit Mischgeschwindigkeit führt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch einen Kreiselhomogenisator gemäß der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 2
    einen Querschnitt entsprechend der Linie II-II der Fig. 1;
    Fig. 3
    einen Ausschnitt aus der Darstellung nach der Fig. 2 bei Betrieb des Homogenisators in der einen Drehrichtung (Homogenisierbetrieb);
    Fig. 4
    einen Ausschnitt aus der Darstellung nach der Fig. 2 in der anderen Drehrichtung (Pumpbetrieb);
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Homogenisators zur Abpumpen oder zum Umwälzen des fließfähigen Produktes aus einem Homogenisiermischer;
    Fig. 6
    einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung; und
    Fig. 7
    einen Querschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 6.
  • Von dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Homogenisator werden nur die für die Erläuterung der Erfindung notwendigen Teile beschrieben.
  • In einem Gehäuse 3 sind ein Stator 2 und ein Rotor 1 untergebracht, wobei der Rotor durch eine Antriebswelle 4 angetrieben wird. Der Homogenisator weise einen Zulauf 5 und einen Ablauf 6 auf.
  • Wie insbesondere aus Fig. 2 sowie aus den Detaildarstellungen der Fig. 3 und 4 hervorgeht, weist der Stator 2 eine Mehrzahl von am Umfang verteilten Leitschaufeln 21 auf, die zwischen sich Durchflußöffnungen 22 bilden. Der auf der Antriebswelle 4 sitzende Rotor 1 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Rotorschaufeln 11 auf, die je nach Drehrichtung verschieden gestaltete erste Förderflächen 12 und zweite Förderflächen 13 aufweisen. Während die ersten Förderflächen 12 etwa radial verlaufen, sind die zweiten Förderflächen 13 spiralförmig ausgebildet und weisen bei Drehung des Rotors 1 entgegen dem Uhrzeigersinn (in Fig. 2 gesehen) einen sich gegenüber dem Stator 2 stetig vermindernden Abstand auf.
  • Wie insbesondere aus den vergrößerten Ausschnitten nach den Fig. 3 und 4 hervorgeht, wird bei einer Drehung im Uhrzeigersinn entsprechend dem Richtungspfeil 16 die erste Förderfläche 12 wirksam und das im Homogenisator befindliche fließfähige Produkt wird etwa in Richtung des Pfeiles 14 (Richtungskomponente) nach außen geschleudert. Der Fig. 3 ist zu entnehmen, daß die Richtungskomponente 14 praktisch senkrecht auf der Hilfslinie 24 steht, die dem Verlauf der Wandungen 23 der Durchflußöffnungen 22 entspricht. Dies hat zur Folge, daß sich starke Verwirbelungen bilden und das fließfähige Produkt durch entsprechend auftretende Scherkräfte einer wirksamen Homogenisierung unterzogen wird. Die Pumpwirkung bei einer solchen Betriebsweise ist wegen der schlechten Strömungsverhältnisse außerordentlich gering.
  • Wird nun die Drehrichtung entsprechend der Fig. 4 und dem Pfeil 17 umgekehrt, also Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, so werden die zweiten Förderflächen 13 wirksam, was bedeutet, daß das fließfähige Gut im Homogenisator durch die stetig gebogene Förderfläche 13 kontinuierlich etwa in Richtung des Pfeiles 15 (Richtungskomponente) nach außen gedrückt wird. Die Richtung des Pfeiles 15 entspricht dem Verlauf der Wände 23 der Durchflußöffnungen 22, so daß dem fließfähigen Produkt nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt wird. Dies führt zu einer guten Pumpwirkung, während die Homogenisierwirkung in dieser Betriebsweise praktisch gleich Null ist.
  • Aus einem Vergleich zwischen den Fig. 3 und 4 ist zu sehen, daß die Richtungskomponenten 14 bzw. 15 bei Homogenisierbetrieb bzw. bei Pumpbetrieb etwa senkrecht aufeinanderstehe, was bedeutet, daß beim Homogenisierbetrieb die Strömung des fließfähigen Produktes praktisch senkrecht auf die Wandungen 23 der Leitschaufeln 21 auftreffen, so daß praktisch keine Pumpwirkung erzeugt wird. Soll dem Homogenisator jedoch eine geringfügige Pumpwirkung gegeben werden, so wird die erste Förderfläche 12 bzw. werden die Wandungen 23 des Stators 2 geringfügig abweichend von einem senkrechten Verhältnis zueinander ausgestaltet, um eine größere nach außen gerichtete Komponente zu erzielen. Ebenso ist es möglich, bei der Betriebsweise nach Fig. 4 eine Abweichung von der optimalen Pumpwirkung vorzusehen, wenn eine geringfügige Verwirbelung wünschenswert ist.
  • In Fig. 5 ist nun gezeigt, wie mit dem erfindungsgemäßen Homogenisator, bestehend aus dem Rotor 1, dem Stator 2, der Antriebswelle 4 und einem Antriebsmotor 7, ein einfaches Umschalten vom Homogenisierbetrieb auf Abpumpen oder Umwälzen geschehen kann. Zur Steuerung dieser Vorgänge ist lediglich ein Dreiwegeventil 8 erforderlich, jedoch keinerlei zusätzliche Pumpen oder Absperrventile. Ist über das Dreiwegeventil 8 der Ablauf 6 des Homogenisators mit einem Rücklauf 9 zu einem Mischbehälter verbunden, so läuft bei der einen Drehrichtung der Homogenisierbetrieb ab, wobei das den Ablauf 6 verlassende fließfähige Produkt über den Rücklauf 9 wieder in den Mischbehälter 10 eingeführt wird. Ist die Homogenisierung nun abgeschlossen und soll das fließfähige Produkt nur noch umgewälzt oder gemischt werden, gegebenenfalls unter Hinzufügung einer weiteren Komponente, so wird die Drehrichtung des Motors 7 umgekehrt, und der Homogenisator pumpt das fließfähige Produkt mit großer Leistung von seinem Ablauf 6 zum Rücklauf 9 und damit in den Mischbehälter 10. Dieser Umwälz- oder Mischvorgang läuft aufgrund der sehr hohen Durchsatzleistung mit großer Intensität ab.
  • Soll das in dem Mischbehälter 10 befindliche fließfähige Produkt jedoch lediglich über einen Abfluß 20 abgepumpt werden, so wird das Dreiwegeventil 8 umgeschaltet und der Homogenisator in umgekehrter Drehrichtung des Motors 7 (Pumpbetrieb) betrieben. In diesem Fall fließt das fließfähige Produkt vom Ablauf 6 über das Dreiwegeventil 8 zum Abfluß 20.
  • Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Homogenisators weist im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel einen anders ausgebildeten Rotor 1 und einen anders ausgebildeten Stator 2 auf. Der Homogenisator ist insbesondere zweistufig ausgebildet, um die Homogenisierungswirkung noch weiter zu verbessern; es ist jedoch auch möglich, einen einstufigen Homogenisator in der Art der zweiten Ausführungsform nach dem erfindungsgemäßen Prinzip aufzubauen.
  • Der über eine Antriebswelle 4 angetriebene Rotor 1 enthält innere Rotorschaufeln 11a und äußere Rotorschaufeln 11b. Der Stator 2 weist innere Leitschaufeln 21a und äußere Leitschaufeln 21b auf, wobei jeweils Rotorschaufeln und Leitschaufeln abwechselnd hintereinander angeordnet sind. Die in Fig. 7 angedeuteten Richtungspfeile 17 des Rotors 1 beziehen sich auf die Pumprichtung des Homogenisators, und es wird das fließfähige Produkt in Richtung der Pfeile 18 angesaugt und in Richtung der Pfeile 19 in den Ablauf 6 abgepumpt. Die Durchflußöffnungen 22a zwischen den Rotorschaufeln 11a und 11b sind gegenüber der Radialen entgegen der Drehrichtung 17 geneigt (Pumprichtung), während die durchflußöffnungen 22b zwischen den Leitschaufeln 21a und 21b gegenüber der Radialen in Drehrichtung 17 geneigt sind. Dies bedeutet also, daß die Neigung der Rotorschaufeln 11a und 11b gegenüber der Neigung der Statorschaufeln 21a und 21b entgegengesetzt ist.
  • Bei der Drehung des Rotors 1 in Richtung des Pfeiles 17 (Pumprichtung) ergibt sich also ein kontinuierlicher Strom des fließfähigen Produktes von der Mitte in Richtung auf den inneren Satz von Leitschaufeln 21a, durchfließt die dazwischenliegenden Durchflußöffnungen 22b und wird anschließend durch den äußeren Satz von Rotorschaufeln 11b weiter beschleunigt und in die Durchflußöffnungen 22b der äußeren Leitschaufeln 21b gedrückt. Die Richtungen der Durchflußöffnungen 22a und 22b zwischen den Rotorschaufeln und den Leitschaufeln ist entsprechend der Viskosität des zu pumpenden Produktes derart optimiert, daß sich eine optimale Pumpleistung ergibt.
  • Wird der Rotor 1 jedoch in Gegenrichtung des Pfeiles 17 in Drehung versetzt, so trifft der Strom des durch die Durchflußöffnungen 22a des Rotors fließenden Produktes etwa senkrecht auf die Wände der Durchflußöffnungen 22b des Stators 2, so daß sich hier eine starke Verwirbelung und damit eine gute Homogenisierungswirkung ergibt.
  • Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß der Homogenisator derart ausgebildet ist, daß sich in der einen Drehrichtung optimale Verhältnisse für eine wirkungsvolle Homogenisierung ergeben, während in der entgegengesetzten Drehrichtung optimale Strömungsverhältnisse für eine optimale Pumpwirkung eingestellt sind.

Claims (9)

  1. Homogenisator für die Herstellung eines fließfähigen Produktes wie Emulsion o.dgl.,
    mit einem von einem Motor angetriebenen und Rotorschaufeln (11; 11a, 11b) aufweisenden Rotor (1), und
    mit einem Durchflußöffnungen (22; 22b) aufweisenden Stator (2), der den Rotor (1) umgibt und durch den das Gut von innen nach außen strömt,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Motor zum Antrieb des Rotors sowohl in der einen (16) als auch in der anderen (17) Drehrichtung ausgebildet ist und
    daß die Förderflächen (12, 13) der Rotorschaufeln (11; 11a, 11b) gegenüber den Durchflußöffnungen (22; 22b) des Stators (2) derart geformt sind, daß in der einen Drehrichtung (16) der Strom des fließfähigen Produktes etwa rechtwinklig auf die Wände (23) der Durchflußöffnungen (22; 22b) auftrifft und eine optimale Homogenisierungswirkung erzielt wird, in der anderen Drehrichtung (17) jedoch in Richtung der Durchflußöffnungen (22; 22b) gerichtet ist und eine optimale Pumpwirkung erzielt.
  2. Homogenisator nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorschaufeln (11) mit in der einen Drehrichtung (16) wirksamen, für das Homogenisieren ausgebildeten, ersten Förderflächen (12) und mit in der anderen Drehrichtung (17) wirksamen, für ein optimales Pumpen ausgebildeten, zweiten Förderflächen (13) versehen sind.
  3. Homogenisator nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Förderflächen (12) der Rotorschaufeln (11) etwa radial verlaufen und daß die zweiten Förderflächen (13) einen spiralförmigen Verlauf mit sich bei Drehung in der anderen Drehrichtung (17) gegenüber dem Stator (2) stetig verminderndem Abstand aufweisen.
  4. Homogenisator nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungskomponenten (14, 15) der ersten (12) und zweiten (13) Förderflächen in den beiden Drehrichtungen (16, 17) etwa senkrecht zueinander verlaufen.
  5. Homogenisator nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2) eine Mehrzahl von am Umfang verteilten Leitschaufeln (21) aufweist, deren Durchflußöffnungen (22) etwa parallel zu der Richtungskomponente (15) bei Pumpbetrieb in der anderen Drehrichtung (17) verlaufen.
  6. Homogenisator nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) eine Vielzahl von gegenüber der Radialen geneigten Rotorschaufeln (11a, 11b) und der Stator (2) eine Vielzahl von gegenüber der Radialen geneigten Leitschaufeln (21a, 21b) aufweist, daß die Neigung der Rotorschaufeln (11a, 11b) gegenüber der Neigung der Statorschaufeln (21, 21b) entgegengesetzt ist.
  7. Homogenisator nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Sätze von Rotorschaufeln (11a, 11b) und zwei Sätze von Leitschaufeln (21, 21b) vorgesehen sind.
  8. Homogenisator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Dreiwegeventil vorgesehen ist, über das das fließfähige Produkt einem Abfluß (20) zuleitbar ist.
  9. Homogenisator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß zum Umwälzen des fließfähigen Produktes oder zum Beimischen einer zusätzlichen Komponente zum Produkt die Drehrichtung des Rotors (1) umgekehrt wird.
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