EP1197260A1 - Apparatus for homogenizing flowable materials - Google Patents
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- EP1197260A1 EP1197260A1 EP00122091A EP00122091A EP1197260A1 EP 1197260 A1 EP1197260 A1 EP 1197260A1 EP 00122091 A EP00122091 A EP 00122091A EP 00122091 A EP00122091 A EP 00122091A EP 1197260 A1 EP1197260 A1 EP 1197260A1
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- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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- B01F23/50—Mixing liquids with solids
- B01F23/53—Mixing liquids with solids using driven stirrers
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/30—Injector mixers
- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
- B01F25/3121—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
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- B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
- B01F25/315—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein a difference of pressure at different points of the conduit causes introduction of the additional component into the main component
Definitions
- the invention relates to a device for homogenizing flowable Fabrics, with a homogenizer and with an inlet area through which the substances enter the homogenizer.
- Homogenizers are among others in pharmaceutical, cosmetic, chemical and food industry for the production of creams, ointments, Pastes, mayonnaises and similar products used. They are common arranged at the bottom or below a mixing container in which the Substances are mixed and homogenized.
- the homogenizer is common designed as a rotor-stator dispersing machine, but can also be a so-called Circulating agitator to achieve a better pumping effect. On such a homogenizer is known, for example, from DE 195 37 303 A1.
- the invention has for its object a device of the beginning to create the kind that is a simple and safe admixture of Allows substances to the mix or container content, in particular also a safe feeding of difficult to mix components like Powders, liquids, hot fats, or the like.
- the invention solves this problem in that the inlet area one Current limiters for controlling the inflow of flowable substances into them Has inlet area and that between the current limiter and homogenizer a device for admixing substances to the inlet area flowing flowing materials is arranged.
- a homogenizer is any facility that uses kinetic energy achieved a mixing and / or homogenizing effect.
- the homogenizer can be designed as a rotor-stator dispersing machine, which the Kinetic energy of the rotor primarily through a strong shear and Swirling energy is converted into a dispersing effect and thus an intense Homogenization achieved. Because of this dispersing effect, they produce Rotor-stator dispersing machines only have a relatively low pumping effect, so that high drive energies may be required.
- a rotor-stator dispersing machine instead as a homogenizer, for example a so-called agitator to use that the kinetic energy of the rotor in the first place in a Pumping action and thus in kinetic energy of the goods to be homogenized implemented and has only a low dispersing effect by swirling.
- a rotor-stator dispersing machine instead as a homogenizer, for example a so-called agitator to use that the kinetic energy of the rotor in the first place in a Pumping action and thus in kinetic energy of the goods to be homogenized implemented and has only a low dispersing effect by swirling.
- Intermediate stages are also possible, it is conceivable, for example, on Rotor of a rotor-stator dispersing machine to attach additional blades to improve the pumping action, as taken in itself from DE-A-34 17 242 is known.
- the use of a known from EP-B-0 290 033 Homogenizer is conceivable
- the homogenizer has an inlet area through which the substances in enter the homogenizer, d. H. through which the pump wings and / or Dispersing devices are supplied.
- the entry area can be part a mixing container or boiler, on the bottom of which the invention Device is arranged.
- the entry area For example, be part of a pipe section or flange that the inlet of the Homogenizer connects to the mixing container. In any case, it is is a spatially limited area in the flow direction of the flowable substances or the mixed material arranged in front of the homogenizer is.
- the inlet area has a current limiter for controlling the inflow of the mix in this inlet area.
- a current limiter in the sense the invention is any device operating under given operating conditions (Type and set power of the homogenizer, quality (in particular viscosity) of the material to be mixed, pressure inside the mixing container and height of the column of mixed material resting on the inlet area; this The list of relevant operating conditions is not exhaustive) essentially constant and defined inflow of mix in causes the lead-in area. It can be a purely passive one Act current limiters, such as a constriction or other cross-sectional narrowing preferably in the area of the entrance to the inlet area. However, the current limiter is preferred as a device for actively conveying the flowable materials (e.g. a vane pump) or has such a facility.
- a device for admixing substances to the mixed material flowing through the inlet area is provided. It is about preferably around a feed line that opens into the inlet area and by the other substances (in particular powders, granules or the like) can be mixed into the mix. This meddling can be done continuously or in batches. The interference immediately before the homogenizer ensures that immediately afterwards an intensive Mixing and homogenization takes place in the homogenizer. Thereby clumps or nests of added substances in the mix are avoided.
- the essence of the invention lies in front of the entrance of the homogenizer to provide an inlet area and the mix in this inlet area flow under largely defined and little fluctuating conditions allow.
- the one arranged in the area of the entrance of the inlet area Current limiter ensures that the flow conditions in the inlet area only slightly influenced by the operating conditions in the boiler be, so that this inlet area from what is happening in the mixing vessel to one is "decoupled” to a certain degree. It is particularly preferred if in this inlet area due to the suction effect of the homogenizer and a pressure is set by the influence of the current limiter, which under the average internal pressure of the connected mixing container lies and under the pressure in the supply line for the powder, granules or similar.
- the current limiter can only be an obstacle to flow such as have a cross-sectional constriction, but preferably (Alternatively or additionally) a facility for active funding of the mixed material, which is designed, for example, as a propeller pump or the like can be.
- This conveyor can have its own drive, in terms of their delivery capacity to the operating conditions and the desired Adjust pressure conditions in the inlet area.
- it can For example, be connected to the axis of the homogenizer so that its speed is proportional to the homogenizer speed. To this end an extension of the homogenizer axis can extend axially through the inlet area extend through.
- Such an active conveyor is a current limiter in the sense of the invention since the active conveying of mixed material in the inlet area in a certain quantity at the same time represents a limitation in the sense that a further Inflow of mixed material does not take place. So the goal of the Invention achieved largely defined operating conditions in the inlet area by ensuring a largely constant inflow cause.
- the clear cross section of the inlet area preferably widens from Current limiter towards the homogenizer. This cross-sectional expansion causes that the mix flow breaks up, and thus the surface increasing droplet formation takes place and so the mixing of additional Substances such as powders or granules are made considerably easier.
- the pressure set in the inlet area often becomes lower than that Be atmospheric pressure, especially when the powder is depressurized Funnels or the like are to be supplied.
- the suction power of the homogenizer and / or of a second current limiter described below is higher than that Inflow set by the current limiter into the inlet area.
- the suction power is the delivery rate of the homogenizer that this would have a pressure at the homogenizer inlet, which is without the current limiter would set. According to the invention, this can be done in the inlet area selectively set a certain vacuum.
- Homogenizers often only have a low pumping or delivery rate and therefore only a low suction power.
- a second current limiter between the admixing device for powder, granules or the like and the homogenizer is arranged which is preferably as a device for active funding which has flowable substances.
- the defined operating status of the inlet device is in this case between the two current limiters set, their operating conditions can correspond to each other be coordinated.
- the suction power of the second current limiter becomes frequent again higher than the inflow permitted by the first current limiter be so that there is a corresponding negative pressure.
- the second The current limiter can have, for example, pump blades that rotate on the homogenizer axis are arranged, in particular on the hub of the homogenizer can be arranged.
- powders are particularly preferably mixed in Powder valve is used to open and close the powder supply.
- suitable Powder valves are familiar to the person skilled in the art, for example they can be used as ball valves, Piston valves or the like may be formed. It is preferred that the powder valve in the closed state the device for admixing of powders in the area where the mouth ends in the inlet area. This means that when the powder valve is closed there is no or at most a small area of the feed line for powder from the inlet area is accessible here, so that a kickback of liquid in the supply line does not take place or only to a very small extent can. This avoids that in an end region of the supply line forms a graft of powder and mixed material in front of the inlet area.
- the device according to the invention has an overall number 1 Homogenizer and an inlet area 2.
- the homogenizer 1 opposite end of the inlet area 2 has a flange 3 for connection preferably on the bottom of a mixing container.
- the homogenizer 1 has a shaft 3 provided with a hub 4, the rotary motion of a drive, not shown in the drawing can be moved.
- a rotor 5 is connected in a rotationally fixed manner to the shaft 3, whose rotor toothing 6 engages in a stator toothing 7.
- the total is approximately frustoconical Inlet area 2 arranged above the inlet of the homogenizer.
- the clear cross section of this Inlet area 2 widens from the connecting flange 3 to the mixing tank towards the inlet of the homogenizer 1.
- a conveying element designed as a pump propeller 8 arranged for the mix, the pump blades are on the rotor hub 4 arranged.
- This conveyor element 8 is the second current limiter in the Meaning of the invention, since it depends on the inflow into the homogenizer the speed and the viscosity of the mix to a certain level sets and thus also limited.
- An extension of the shaft 3 of the homogenizer 1 indicated at 9 carries a further conveyor element 10, the current limiter according to the invention to control the inflow of flowable substances or the mix forms in the inlet area 2.
- the inlet area 2 laterally has an attached feed line 11 for other substances such as in particular powders, granules or the like on.
- a powder valve 12 can this feed line 11 directly on the Seal the mouth in the inlet area 2.
- In the open state of the Powder valve 12 can be the substance to be supplied with the Connection piece 13 connected storage container, not shown, in the Flow inlet area 2.
- the device according to the invention is for mounting with the flange 3 on the Bottom of a mixing container provided. After the at least partial filling of the mixing container, the homogenizer 1 is switched on. The too Homogenizing substances are from the current limiter 10 in the inlet area 2 funded. The second current limiter 8 leads them to the homogenizer 1 to where these substances or the mix through the interaction of Rotor teeth 6 and stator teeth 7 dispersed in a known manner become. The homogenized mix leaves the homogenizer 1 through the homogenizer drain and the drain pipe 14, it is known in Way returned to the mixing container.
- the suction power of the current limiter 8 is higher than that of the second Current limiter 10.
- a pressure is therefore established in the inlet area 2, by the ratio of the suction power of these two flow limiters 8, 10 and the properties of the mix (in particular its viscosity) is determined and is below the internal pressure of the mixing container. Prefers it is below atmospheric pressure.
- the powder valve 12 can be opened and substances to be mixed are via the connection 13 and the feed line 11 in the inlet area 2 led.
- the pressure in the inlet area 2 is below the Pressure in the supply line 11. If it is below atmospheric pressure lies, can at the connecting piece 13, for example.
- the powder valve 12 Unless powder is added continuously, but only in batches the powder valve 12 must be in during the homogenizer operation be opened and closed at certain intervals.
- This powder and air flow prevents mixing material from striking back into the feed line 11 also during the closing process, so that there is in the closed state of the valve 12 can not form dead zones in which mix glued or clumped with powder.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe, mit einem Homogenisator und mit einem Einlaufbereich, durch den die Stoffe in den Homogenisator eintreten.The invention relates to a device for homogenizing flowable Fabrics, with a homogenizer and with an inlet area through which the substances enter the homogenizer.
Homogenisatoren werden u.a. in der pharmazeutischen, kosmetischen, chemischen und Nahrungsmittelindustrie zur Herstellung von Cremes, Salben, Pasten, Mayonnaisen und ähnlichen Produkten verwendet. Sie sind üblicherweise am Boden oder unterhalb eines Mischbehälters angeordnet, in dem die Stoffe gemischt und homogenisiert werden. Der Homogenisator ist häufig als Rotor-Stator-Dispergiermaschine ausgebildet, kann aber auch ein sogenanntes Umwälzrührwerk zum Erzielen einer besseren Pumpwirkung sein. Ein solcher Homogenisator ist bspw. aus DE 195 37 303 A1 bekannt.Homogenizers are among others in pharmaceutical, cosmetic, chemical and food industry for the production of creams, ointments, Pastes, mayonnaises and similar products used. They are common arranged at the bottom or below a mixing container in which the Substances are mixed and homogenized. The homogenizer is common designed as a rotor-stator dispersing machine, but can also be a so-called Circulating agitator to achieve a better pumping effect. On such a homogenizer is known, for example, from DE 195 37 303 A1.
Häufig werden in dem Behälter sämtliche zu mischenden bzw. homogenisierenden Stoffe vor Beginn des Homogenisiervorgangs vorgelegt. Es kann jedoch erforderlich sein, den Homogenisiervorgang zunächst nach Vorlage lediglich eines oder einiger der gewünschten Bestandteile zu beginnen und während des laufenden Homogenisierens weitere Bestandteile entweder in Chargen oder kontinuierlich dem Mischgut hinzuzufügen.Frequently, all to be mixed or homogenized are in the container Substances submitted before the start of the homogenization process. However, it can be necessary, the homogenization process first after submission just start one or some of the ingredients you want and during the ongoing homogenization further components either in Add batches or continuously to the mix.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein einfaches und sicheres Zumischen von Substanzen zu dem Mischgut bzw. Behälterinhalt ermöglicht, insbesondere auch ein sicheres Zuführen von schwer einzumischenden Bestandteilen wie Pulvern, Flüssigkeiten, heiße Fette, oder dergleichen.The invention has for its object a device of the beginning to create the kind that is a simple and safe admixture of Allows substances to the mix or container content, in particular also a safe feeding of difficult to mix components like Powders, liquids, hot fats, or the like.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Einlaufbereich einen Strombegrenzer zum Steuern des Einstroms fließfähiger Stoffe in diesen Einlaufbereich aufweist und daß zwischen Strombegrenzer und Homogenisator eine Einrichtung zum Zumischen von Substanzen zu den den Einlaufbereich durchströmenden fließfähigen Stoffen angeordnet ist.The invention solves this problem in that the inlet area one Current limiters for controlling the inflow of flowable substances into them Has inlet area and that between the current limiter and homogenizer a device for admixing substances to the inlet area flowing flowing materials is arranged.
Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendeten Begriffe erläutert. First, some terms used in the context of the invention are explained.
Ein Homogenisator ist jede Einrichtung, die unter Einsatz von Bewegungsenergie eine Misch- und/oder Homogenisierwirkung erzielt. Der Homogenisator kann als Rotor-Stator-Dispergiermaschine ausgebildet sein, der die Bewegungsenergie des Rotors in erster Linie durch eine starke Scher- und Verwirbelungsenergie in Dispergierwirkung umsetzt und so eine intensive Homogenisierung erzielt. Aufgrund dieser Dispergierwirkung erzeugen diese Rotor-Stator-Dispergiermaschinen nur eine verhältnismäßig geringe Pumpwirkung, so daß hohe Antriebsenergien erforderlich sein können.A homogenizer is any facility that uses kinetic energy achieved a mixing and / or homogenizing effect. The homogenizer can be designed as a rotor-stator dispersing machine, which the Kinetic energy of the rotor primarily through a strong shear and Swirling energy is converted into a dispersing effect and thus an intense Homogenization achieved. Because of this dispersing effect, they produce Rotor-stator dispersing machines only have a relatively low pumping effect, so that high drive energies may be required.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, anstelle einer Rotor-Stator-Dispergiermaschine als Homogenisator bspw. ein sogenanntes Umwälzrührwerk zu verwenden, das die Bewegungsenergie des Rotors in erster Linie in eine Pumpwirkung und damit in Bewegungsenergie des zu homogenisierenden Guts umsetzt und nur eine geringe Dispergierwirkung durch Verwirbelung hat. Zwischenstufen sind ebenfalls möglich, es ist beispielsweise denkbar, am Rotor einer Rotor-Stator-Dispergiermaschine Zusatzflügel anzubringen, um die Pumpwirkung zu verbessern, wie es für sich genommen aus DE-A-34 17 242 bekannt ist. Auch die Verwendung eines aus EP-B-0 290 033 bekannten Homogenisators ist denkbar.In the context of the invention it is possible to use a rotor-stator dispersing machine instead as a homogenizer, for example a so-called agitator to use that the kinetic energy of the rotor in the first place in a Pumping action and thus in kinetic energy of the goods to be homogenized implemented and has only a low dispersing effect by swirling. Intermediate stages are also possible, it is conceivable, for example, on Rotor of a rotor-stator dispersing machine to attach additional blades to improve the pumping action, as taken in itself from DE-A-34 17 242 is known. The use of a known from EP-B-0 290 033 Homogenizer is conceivable.
Der Homogenisator weist einen Einlaufbereich auf, durch den die Stoffe in den Homogenisator eintreten, d. h. durch den sie den Pumpflügeln und/oder Dispergiereinrichtungen zugeführt werden. Der Einlaufbereich kann Teil eines Mischbehälters bzw. -kessels sein, an dessen Boden die erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet ist. Alternativ kann der Einlaufbereich bspw. Teil eines Rohrstückes oder Flansches sein, das den Einlauf des Homogenisators mit dem Mischbehälter verbindet. In jedem Fall handelt es sich um einen räumlich begrenzten Bereich, der in Strömungsrichtung der fließfähigen Stoffe bzw. des Mischguts vor dem Homogenisator angeordnet ist.The homogenizer has an inlet area through which the substances in enter the homogenizer, d. H. through which the pump wings and / or Dispersing devices are supplied. The entry area can be part a mixing container or boiler, on the bottom of which the invention Device is arranged. Alternatively, the entry area For example, be part of a pipe section or flange that the inlet of the Homogenizer connects to the mixing container. In any case, it is is a spatially limited area in the flow direction of the flowable substances or the mixed material arranged in front of the homogenizer is.
Der Einlaufbereich weist einen Strombegrenzer zum Steuern des Einstroms des Mischguts in diesen Einlaufbereich auf. Ein Strombegrenzer im Sinne der Erfindung ist jede Einrichtung, die unter gegebenen Betriebsbedingungen (Art und eingestellte Leistung des Homogenisators, Beschaffenheit (insbesondere Viskosität) des Mischguts, Druck im Inneren des Mischbehälters und Höhe der auf dem Einlaufbereich lastenden Mischgutsäule; diese Aufzählung maßgeblicher Betriebsbedingungen ist nicht abschließend) einen im wesentlichen gleichbleibenden und definierten Einstrom von Mischgut in den Einlaufbereich bewirkt. Es kann sich um einen rein passiv wirkenden Strombegrenzer handeln, wie bspw. einer Einschnürung oder sonstige Querschnittsverengung vorzugsweise im Bereich des Eingangs zum Einlaufbereich. Bevorzugt ist jedoch der Strombegrenzer als eine Einrichtung zum aktiven Fördern der fließfähigen Stoffe ausgebildet (bspw. eine Flügelpumpe) oder weist eine solche Einrichtung auf.The inlet area has a current limiter for controlling the inflow of the mix in this inlet area. A current limiter in the sense the invention is any device operating under given operating conditions (Type and set power of the homogenizer, quality (in particular viscosity) of the material to be mixed, pressure inside the mixing container and height of the column of mixed material resting on the inlet area; this The list of relevant operating conditions is not exhaustive) essentially constant and defined inflow of mix in causes the lead-in area. It can be a purely passive one Act current limiters, such as a constriction or other cross-sectional narrowing preferably in the area of the entrance to the inlet area. However, the current limiter is preferred as a device for actively conveying the flowable materials (e.g. a vane pump) or has such a facility.
Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung zum Zumischen von Substanzen zu dem den Einlaufbereich durchströmenden Mischgut vorgesehen. Es handelt sich dabei vorzugsweise um eine Zufuhrleitung, die im Einlaufbereich mündet und durch die weitere Stoffe (insbesondere Pulver, Granulate oder dergleichen) in das Mischgut eingemischt werden können. Dieses Einmischen kann kontinuierlich oder chargenweise erfolgen. Das Einmischen unmittelbar vor dem Homogenisator stellt sicher, daß unmittelbar danach eine intensive Vermischung und Homogenisierung im Homogenisator erfolgt. Dadurch werden Klumpen oder Nester zugeführter Stoffe im Mischgut vermieden.According to the invention is a device for admixing substances to the mixed material flowing through the inlet area is provided. It is about preferably around a feed line that opens into the inlet area and by the other substances (in particular powders, granules or the like) can be mixed into the mix. This meddling can be done continuously or in batches. The interference immediately before the homogenizer ensures that immediately afterwards an intensive Mixing and homogenization takes place in the homogenizer. Thereby clumps or nests of added substances in the mix are avoided.
Der Kern der Erfindung liegt darin, vor dem Eingang des Homogenisators einen Einlaufbereich vorzusehen und in diesem Einlaufbereich das Mischgut unter weitgehend definierten und wenig schwankenden Bedingungen strömen zu lassen. Der im Bereich des Eingangs des Einlaufbereichs angeordnete Strombegrenzer stellt sicher, daß die Strömungsbedingungen im Einlaufbereich von den Betriebsbedingungen im Kessel nur geringfügig beeinflußt werden, so daß dieser Einlaufbereich vom Geschehen im Mischkessel zu einem gewissen Grade "abgekoppelt" ist. Bevorzugt ist es insbesondere, wenn sich in diesem Einlaufbereich aufgrund der Saugwirkung des Homogenisators und durch den Einfluß des Strombegrenzers ein Druck einstellt, der unter dem durchschnittlichen Innendruck des angeschlossenen Mischbehälters liegt und unter dem Druck in der Zufuhrleitung für die Pulver, Granulate oder dergleichen. Dieser verminderte und weitgehend gleichbleibende Druck bewirkt, daß das Zumischen von Pulvern sicher und ohne unerwünschten Rückschlag von Mischgut in die Pulverleitung erfolgt. Ein solcher Rückschlag in die Pulverleitung kann bspw. durch unerwünschte Druckspitzen im Mischgut bewirkt werden. Er kann zu einem Verkleben der Zufuhrleitung führen, das nur durch Demontage und Reinigung wieder behoben werden kann.The essence of the invention lies in front of the entrance of the homogenizer to provide an inlet area and the mix in this inlet area flow under largely defined and little fluctuating conditions allow. The one arranged in the area of the entrance of the inlet area Current limiter ensures that the flow conditions in the inlet area only slightly influenced by the operating conditions in the boiler be, so that this inlet area from what is happening in the mixing vessel to one is "decoupled" to a certain degree. It is particularly preferred if in this inlet area due to the suction effect of the homogenizer and a pressure is set by the influence of the current limiter, which under the average internal pressure of the connected mixing container lies and under the pressure in the supply line for the powder, granules or similar. This reduced and largely constant pressure causes powder admixing safely and without undesirable Setback of mixed material occurs in the powder line. Such a setback in the powder line can, for example, by undesirable pressure peaks in the Mixed material can be effected. It can cause the supply line to stick together which can only be remedied by disassembly and cleaning.
Wie bereits erwähnt, kann der Strombegrenzer lediglich ein Strömungshindernis wie bspw. eine Querschnittsverengung aufweisen, weist jedoch bevorzugt (alternativ oder zusätzlich) eine Einrichtung zum aktiven Fördern des Mischgut auf, die bspw. als Propellerpumpe oder dergleichen ausgebildet sein kann. Diese Fördereinrichtung kann einen eigenen Antrieb aufweisen, um ihre Förderleistung an die Betriebsbedingungen und die gewünschten Druckverhältnisse im Einlaufbereich anzupassen. Alternativ kann sie bspw. mit der Achse des Homogenisators verbunden sein, so daß ihre Drehzahl jeweils proportional der Homogenisatordrehzahl ist. Zu diesem Zweck kann sich eine Verlängerung der Homogenisatorachse axial durch den Einlaufbereich hindurch erstrecken. Auch eine solche aktive Fördereinrichtung ist ein Strombegrenzer im Sinne der Erfindung, da das aktive Fördern von Mischgut in den Einlaufbereich in einer bestimmten Menge gleichzeitig eine Begrenzung in dem Sinne darstellt, daß ein darüber hinausgehender Einstrom von Mischgut nicht stattfindet. Auch so wird also das Ziel der Erfindung erreicht, im Einlaufbereich weitgehend definierte Betriebsbedingungen durch Sicherstellung eines weitgehend konstanten Einstroms zu bewirken.As already mentioned, the current limiter can only be an obstacle to flow such as have a cross-sectional constriction, but preferably (Alternatively or additionally) a facility for active funding of the mixed material, which is designed, for example, as a propeller pump or the like can be. This conveyor can have its own drive, in terms of their delivery capacity to the operating conditions and the desired Adjust pressure conditions in the inlet area. Alternatively, it can For example, be connected to the axis of the homogenizer so that its speed is proportional to the homogenizer speed. To this end an extension of the homogenizer axis can extend axially through the inlet area extend through. Such an active conveyor is a current limiter in the sense of the invention since the active conveying of mixed material in the inlet area in a certain quantity at the same time represents a limitation in the sense that a further Inflow of mixed material does not take place. So the goal of the Invention achieved largely defined operating conditions in the inlet area by ensuring a largely constant inflow cause.
Bevorzugt erweitert sich der lichte Querschnitt des Einlaufbereichs vom Strombegrenzer zum Homogenisator hin. Diese Querschnittserweiterung bewirkt, daß sich der Mischgutstrom zerteilt, mithin eine die Oberfläche erhöhende Tropfenbildung stattfindet und so das Einmischen zusätzlicher Substanzen wie Pulver oder Granulate wesentlich erleichtert wird.The clear cross section of the inlet area preferably widens from Current limiter towards the homogenizer. This cross-sectional expansion causes that the mix flow breaks up, and thus the surface increasing droplet formation takes place and so the mixing of additional Substances such as powders or granules are made considerably easier.
Der eingestellte Druck im Einlaufbereich wird häufig niedriger als der Atmosphärendruck sein, insbesondere dann, wenn Pulver drucklos über einen Trichter oder dergleichen zugeführt werden sollen. In diesem Fall wird es häufig zweckmäßig sein, daß die Saugleistung des Homogenisators und/oder eines nachfolgend beschriebenen zweiten Strombegrenzers höher ist als der vom Strombegrenzer eingestellte Einstrom in den Einlaufbereich. Die Saugleistung ist diejenige Förderleistung des Homogenisators, die dieser bei einem Druck am Homogenisatoreingang haben würde, der sich ohne den Strombegrenzer einstellen würde. Erfindungsgemäß läßt sich so im Einlaufbereich gezielt ein bestimmter Unterdruck einstellen.The pressure set in the inlet area often becomes lower than that Be atmospheric pressure, especially when the powder is depressurized Funnels or the like are to be supplied. In this case it will often be useful that the suction power of the homogenizer and / or of a second current limiter described below is higher than that Inflow set by the current limiter into the inlet area. The suction power is the delivery rate of the homogenizer that this would have a pressure at the homogenizer inlet, which is without the current limiter would set. According to the invention, this can be done in the inlet area selectively set a certain vacuum.
Homogenisatoren besitzen häufig nur eine geringe Pump- oder Förderleistung und damit nur eine geringe Saugleistung. In diesem Fall kann es sinnvoll sein, daß ein zweiter Strombegrenzer zwischen der Zumischeinrichtung für Pulver, Granulate oder dergleichen und dem Homogenisator angeordnet ist, der vorzugsweise als eine Einrichtung zum aktiven Fördern der fließfähigen Stoffe aufweist. Der definierte Betriebszustand der Einlaufeinrichtung wird in diesem Fall zwischen den beiden Strombegrenzern eingestellt, deren Betriebsbedingungen können entsprechend aufeinander abgestimmt werden. Häufig wird wieder die Saugleistung des zweiten Strombegrenzers höher als der vom ersten Strombegrenzer gestattete Einstrom sein, so daß sich ein entsprechender Unterdruck einstellt. Der zweite Strombegrenzer kann bspw. Pumpflügel aufweisen, die drehfest auf der Homogenisatorachse angeordnet sind, insbesondere auf der Nabe des Homogenisators angeordnet sein können.Homogenizers often only have a low pumping or delivery rate and therefore only a low suction power. In this case it can make sense that a second current limiter between the admixing device for powder, granules or the like and the homogenizer is arranged, which is preferably as a device for active funding which has flowable substances. The defined operating status of the inlet device is in this case between the two current limiters set, their operating conditions can correspond to each other be coordinated. The suction power of the second current limiter becomes frequent again higher than the inflow permitted by the first current limiter be so that there is a corresponding negative pressure. The second The current limiter can have, for example, pump blades that rotate on the homogenizer axis are arranged, in particular on the hub of the homogenizer can be arranged.
Wie bereits erwähnt, werden besonders bevorzugt Pulver zugemischt, ein Pulverventil dient dem Öffnen und Verschließen der Pulverzufuhr. Geeignete Pulverventile sind dem Fachmann geläufig, sie können bspw. als Kugelventile, Kolbenventile oder dergleichen ausgebildet sein. Bevorzugt ist, daß das Pulverventil im geschlossenen Zustand die Einrichtung zum Zumischen von Pulvern im Bereich deren Mündung in den Einlaufbereich abschließt. Dies bedeutet, daß bei geschlossenem Pulverventil kein oder allenfalls ein geringer Bereich der Zufuhrleitung für Pulver vom Einlaufbereich her zugänglich ist, so daß ein Rückschlagen von Flüssigkeit in die Zufuhrleitung nicht oder nur in einem ganz geringen Umfang stattfinden kann. Man vermeidet so, daß sich in einem Endbereich der Zufuhrleitung vor dem Einlaufbereich ein Pfropf aus Pulver und Mischgut bildet.As already mentioned, powders are particularly preferably mixed in Powder valve is used to open and close the powder supply. suitable Powder valves are familiar to the person skilled in the art, for example they can be used as ball valves, Piston valves or the like may be formed. It is preferred that the powder valve in the closed state the device for admixing of powders in the area where the mouth ends in the inlet area. This means that when the powder valve is closed there is no or at most a small area of the feed line for powder from the inlet area is accessible here, so that a kickback of liquid in the supply line does not take place or only to a very small extent can. This avoids that in an end region of the supply line forms a graft of powder and mixed material in front of the inlet area.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Diese zeigt schematisch einen teilweisen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawings explained. This shows schematically a partial axial section by a device according to the invention.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen insgesamt mit 1 bezeichneten
Homogenisator und einen Einlaufbereich 2 auf. Das dem Homogenisator 1
abgewandte Ende des Einlaufbereichs 2 weist einen Flansch 3 zum Anschluß
vorzugsweise an den Boden eines Mischbehälters auf.The device according to the invention has an overall number 1
Homogenizer and an
Der Homogenisator 1 weist eine mit einer Nabe 4 versehene Welle 3 auf,
die von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb in Drehbewegung
versetzt werden kann. Mit der Welle 3 ist ein Rotor 5 drehfest verbunden,
dessen Rotorverzahnung 6 in eine Statorverzahnung 7 eingreift.
Dieser Aufbau eines Homogenisators ist dem Fachmann geläufig und bedarf
keiner näheren Erläuterung.The homogenizer 1 has a
Oberhalb des Einlaufs des Homogenisators ist der insgesamt etwa kegelstumpfförmige
Einlaufbereich 2 angeordnet. Der lichte Querschnitt dieses
Einlaufbereichs 2 erweitert sich vom Anschlußflansch 3 an den Mischbehälter
zum Einlauf des Homogenisators 1 hin. Am homogenisatorseitigen Ende
des Einlaufbereichs 2 ist ein als Pumppropeller ausgebildetes Förderelement
8 für das Mischgut angeordnet, die Pumpflügel sind auf der Rotornabe
4 angeordnet. Dieses Förderelement 8 ist der zweite Strombegrenzer im
Sinne der Erfindung, da es den Einstrom in den Homogenisator abhängig von
der Drehzahl und der Viskosität des Mischgut auf ein bestimmtes Niveau
einstellt und damit auch begrenzt.Above the inlet of the homogenizer, the total is approximately
Eine bei 9 angedeutete Verlängerung der Welle 3 des Homogenisators 1
trägt ein weiteres Förderelement 10, das den erfindungsgemäßen Strombegrenzer
zum Steuern des Einstroms fließfähiger Stoffe bzw. des Mischguts
in den Einlaufbereich 2 bildet. An extension of the
Der Einlaufbereich 2 weist lateral eine angesetzte Zufuhrleitung 11 für
weitere Substanzen wie insbesondere Pulver, Granulate oder dergleichen
auf. Ein Pulverventil 12 kann diese Zufuhrleitung 11 unmittelbar an der
Mündung in den Einlaufbereich 2 verschließen. Im geöffneten Zustand des
Pulverventils 12 kann die zuzuführende Substanz aus einem mit dem
Anschlußstutzen 13 verbundenen nicht dargestellten Vorratsbehälter in den
Einlaufbereich 2 fließen.The
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Montage mit dem Flansch 3 an den
Boden eines Mischbehälters vorgesehen. Nach dem wenigstens teilweise Befüllen
des Mischbehälters wird der Homogenisator 1 eingeschaltet. Die zu
homogenisierenden Stoffe werden vom Strombegrenzer 10 in den Einlaufbereich
2 gefördert. Der zweite Strombegrenzer 8 führt sie dem Homogenisator
1 zu, wo diese Stoffe bzw. das Mischgut durch das Zusammenwirken von
Rotorverzahnungen 6 und Statorverzahnungen 7 in bekannter Weise dispergiert
werden. Das homogenisierte Mischgut verläßt den Homogenisator 1
durch den Homogenisatorablauf und den Ablaufstutzen 14, es wird in bekannter
Weise in den Mischbehälter zurückgeführt.The device according to the invention is for mounting with the
Die Saugleistung des Strombegrenzers 8 ist höher als die des zweiten
Strombegrenzers 10. Daher stellt sich im Einlaufbereich 2 ein Druck ein,
der durch das Verhältnis der Saugleistungen dieser beiden Strombegrenzer
8, 10 und die Eigenschaften des Mischguts (insbesondere dessen Viskosität)
bestimmt ist und unter dem Innendruck des Mischbehälters liegt. Bevorzugt
liegt er unterhalb des Atmosphärendruckes. Nach Inbetriebnahme
des Homogenisators 1 und Erreichen des genannten Druckes im Einlaufbereich
2 kann das Pulverventil 12 geöffnet werden und zuzumischende Substanzen
werden über den Anschluß 13 und die Zufuhrleitung 11 in den Einlaufbereich
2 geführt. Der Druck im Einlaufbereich 2 liegt unterhalb des
Druckes in der Zufuhrleitung 11. Sofern er unterhalb des Atmosphärendruckes
liegt, kann an den Anschlußstutzen 13 bspw. ein mit der Atmosphäre
verbundener Behälter, Trichter oder dergleichen für Pulver, Granulate
oder ähnliche zuzumischende Substanzen angeschlossen sein. Das genannte
Druckverhältnis bewirkt, daß das Pulver gleichmäßig in das Mischgut eingesaugt
wird und ein Zurückschlagen von Mischgut in die Zufuhrleitung 11
und damit ein Verkleben derselben nicht oder allenfalls in vernachlässigbarem
Umfang stattfindet. Das Einmischen des Pulvers wird unterstützt
durch den sich erweiternden lichten Querschnitt des Einlaufbereichs 2.
Durch diese Querschnittserweiterung wird der zum Homogenisator 1 strömende
Mischgutstrom zerteilt, durch Tropfenbildung und dergleichen erhöht
sich dessen Oberfläche, so daß das Einmischen von Pulver ohne unerwünschte
Klumpen- oder Nesterbildung erleichtert wird. Unmittelbar nach dem
Einmischen des Pulvers gelangt das gesamte Gut in den Homogenisator 1 und
wird dort homogenisiert. Auch dies hilft bei der Vermeidung von unerwünschten
Klumpen oder Nestern, da das eingemischte Pulver in dem Mischgut
nur eine sehr kurze Strecke zurücklegen muß, bevor es der Dispergierwirkung
des Homogenisators unterzogen wird.The suction power of the
Sofern Pulver nicht kontinuierlich, sondern lediglich chargenweisen zugemischt
wird, muß das Pulverventil 12 während des Homogenisatorbetriebs in
bestimmten Abständen geöffnet und geschlossen werden. Die Druckdifferenz
zwischen dem Einlaufbereich 2 und dem Vorratsbehälter für das Pulver und
damit auch der Zufuhrleitung 11 bewirkt, daß beim Schließvorgang bis zum
vollständigen Schließen Pulver und in der Regel auch Luft bzw. ggf. ein
anderes Gas bei Aufbewahrung des Pulvers unter Schutzgas durch die Zufuhrleitung
11 in den Einlaufbereich 2 strömt. Dieser Pulver- und Luftstrom
verhindert ein Zurückschlagen von Mischgut in die Zufuhrleitung 11
auch während des Schließvorgangs, so daß sich dort im geschlossenen Zustand
des Ventils 12 keine toten Zonen bilden können, in denen Mischgut
mit Pulver verklebt oder verklumpt.Unless powder is added continuously, but only in batches
the
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