EP2052772A1 - Dissolver - Google Patents
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- EP2052772A1 EP2052772A1 EP08164088A EP08164088A EP2052772A1 EP 2052772 A1 EP2052772 A1 EP 2052772A1 EP 08164088 A EP08164088 A EP 08164088A EP 08164088 A EP08164088 A EP 08164088A EP 2052772 A1 EP2052772 A1 EP 2052772A1
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Definitions
- the invention relates to a dissolver with a mixing container, in which a mixture is introduced or introduced, at least one disposed in the mixing container and rotatable relative to this about a rotation axis holder, a plurality, arranged on a surface of the holder and extending away from the surface shearing tools, and a drive by means of which the holder is or can be rotated about the axis of rotation.
- a mixer with a mixing container and stirring discs arranged therein, which are rotationally driven by means of a motor arranged outside of the mixing container with the interposition of a shaft.
- the mixing container receives a mix and has an inlet in its wall surrounding the stirring disk and an outlet for the mix in its bottom.
- a solid may be introduced into the mixing vessel via a solids inlet arranged concentrically around the shaft and equipped with a screw conveyor.
- the stirrer disks are arranged offset from one another in the axial direction and each have a plurality of shearing tools which extend axially away from the respective stirrer disk. At least one of the stirring discs has a high-shear design.
- the invention has the object, a dissolver of the type mentioned in such a way that a good recirculation can be achieved even in the lower shear range.
- the dissolver according to the invention has a mixing container, into which a mixture is introduced or introduced, at least one arranged in the mixing container and rotatable relative to this about a rotation axis holder, a plurality, arranged on a surface of the holder and away from the surface extending shear tools, and a Drive on, by means of which the holder is rotated about the axis of rotation or can be, wherein the shearing tools are designed as open on or to a side facing away from the surface side shells whose outer surfaces with the surface include gaps.
- the inventive design of the cutting tools it is possible to break up particles present in the mix on the columns. Furthermore, the open shells lead to a good recirculation at relatively low rotational speeds of the holder. As a result, overheating of the mix and blistering can be avoided despite good mixing results.
- the dissolver according to the invention may be used to disperse and / or homogenize foods, e.g. of mayonnaise, to be used. Since blistering is avoided or at least largely avoided, it is also possible to use the dissolver according to the invention for the production of paints, paper, etc.
- the holder may have any shape and be formed, for example, as a wheel or as another body.
- the holder comprises and / or forms one or more at least one disc, in particular a stirring disc.
- the holder is preferably circular.
- the holder may have a certain thickness, so that it has, for example, the shape of a short cylinder.
- a single holder is arranged in the mixing container, resulting in a particularly space-saving design of the dissolver.
- a plurality of holders and / or stirring discs may be arranged in the mixing container.
- the speed of rotation of the holder is e.g. 300 to 400 revolutions per minute. But there are also higher speeds of e.g. 1000 to 1500 revolutions per minute possible. Basically, the speed of the bracket but adapted to the specific application.
- the surface of the holder is preferably formed, at least in the region of the shells, flat or substantially planar.
- the surface comprises at least one or more surface areas in which or in which the trays are arranged, which include the gaps with the surface area (s).
- the surface preferably comprises or forms one or at least one pane surface, which in particular forms the or one of the surface regions.
- the surface areas are preferably flat or substantially planar. Further, the or some of the surface areas may form one or more contiguous areas. Additionally or alternatively, the or some of the surface areas at a distance from each other.
- the holder may have one or more plates. In this case, the or some of the surface areas may be formed, for example, by surfaces of the plates (plate surfaces).
- the holder comprises, in addition to the plates, one or at least one disk, the plates together with the cups are arranged in particular at a distance from the disk.
- the holder comprises, for example, a disc and at a distance to this arranged plates, on whose surfaces the shells are arranged.
- the shearing tools or a part thereof are arranged in opposite surface regions of the holder.
- the effectiveness of the inventive dissolver is increased.
- a larger Mischgutvoloumen can be processed in one operation.
- the opposing surface regions of the holder are preferably disk surfaces and / or plate surfaces.
- the shells are preferably identical or substantially similar.
- the trays are e.g. differ in their shape and / or size.
- the gaps are in particular wedge-shaped or substantially wedge-shaped and / or taper in particular with increasing gap depth, so that both larger and smaller particles can be broken up at the gaps.
- Smaller particles may e.g. penetrate deeper into the column as larger particles, so that for almost all relevant particle sizes, a suitable gap for breaking up the particles is available.
- the outer surfaces of the shells are curved outward or convex. This makes it possible in a simple manner, the wedge-shaped or substantially wedge-shaped formation of the column.
- the inner surfaces of the shells are curved inward or concave.
- This concave configuration favors the recirculation of the mix, especially in vertical form.
- the inner surface of at least one or each shell preferably has regions of different curvature. This makes it possible to further improve the recirculation.
- the mixture can penetrate in the region of low curvature in the interior of the or the respective shell and be pushed out by the more curved portion of the interior again.
- the differently curved regions of the respective shell or shell are preferably arranged one behind the other, as seen in the direction of rotation of the holder, in particular the less curved region the more curved portion of the or each shell lies.
- a circumferential contour that surrounds the opening of at least one or each of the shells is preferably elongated and / or oval, with the greatest longitudinal extent of the circumferential contour extending in particular along the circle and / or along the tangent.
- the shells preferably extend away from the holder in the direction of the axis of rotation or substantially in the direction of the axis of rotation. In particular, at least three of the shells are arranged along a circular path concentric with the axis of rotation. But there are other arrangements of the shells possible.
- the shells preferably have a distance from one another.
- the trays are attached to the holder, this attachment being insoluble, e.g. by welding, or releasably, e.g. can be done by screws or screw. Furthermore, combinations of welded and screwed or other forms of connection are possible.
- the shells are preferably designed as partial shells, in particular as half shells, and may be e.g. the shape of a plate, a bowl, a spoon (without stem) etc. have.
- each shell has a hollow interior accessible via its opening.
- the openings of the shells can run parallel to the surface or to the respective surface region of the holder or be inclined relative to this surface / surface region. It is also possible that the shells are inclined relative to the surface or the respective surface region of the holder.
- the shells additional shells may be open to a side facing away from the bracket and / or facing.
- the shells arranged one above the other form in each case a group of shearing tools (stack arrangement) whose longitudinal direction preferably extends in the direction of the axis of rotation or substantially in the direction of the axis of rotation.
- a plate is arranged, which is connected to the outer surface of one or at least one of adjacent shells, preferably with the outer surface of the shell further removed from the holder, includes a gap.
- the plate for example, sit outside or inside the interior of the other of the adjacent shells.
- each pair of shearing tools are preferably identical or substantially similar.
- the superposed shear tools each shear tool group preferably also their plate or plates, for example by means of screws and / or welding, with each other and / or fixedly connected to the holder.
- the stacked shells of each shearing tool group may all be open on the same side. Alternatively, it is possible for the stacked shells of each shearing tool group to be open alternately to different sides, in particular to opposite sides.
- the shells can be arranged along several concentric circles of different diameter relative to the axis of rotation.
- circular shearing tool arrangements of different diameters are formed, wherein two adjacent ones of the shearing tool arrangements are preferably rotated around the axis of rotation relative to one another by an angle.
- the drive is e.g. designed as an electric motor and in particular connected to the stirred tank.
- the mix preferably has a liquid and a solid introduced into it, which usually has a plurality of solid particles.
- the mix may also consist of several liquids.
- each solid and / or each liquid can only consist of one constituent or be composed of different constituents and form, for example, a mixture.
- examples of a mix are eg edible oil and egg or egg powder (for mayonnaise production), water and bread or bread crumbs (for remainder bread return), dye particles and solvents (for the production of paints and varnishes) cellulose fibers and water (for papermaking) etc ..
- the dissolver according to the invention can be designed to be more energy-saving than conventional dissolvers because of its good mixing properties in the lower speed range of the holder.
- the dissolver according to the invention is used in particular for dispersing and / or homogenizing foodstuffs.
- an emulsion an emulsion of egg and oil are used for the production of mayonnaise, wherein the egg is present in particular in powder form.
- the dissolver according to the invention can be used for residual bread recycling. In the process, the remaining bread is comminuted, the comminuted bread forming the mix together with water.
- the dissolver according to the invention for the production of paper, paints and varnishes.
- adhesives and pharmaceutical products are to be understood as exemplary and in particular not restrictive, so that the dissolver according to the invention can also be used for other applications.
- Fig. 1 is a sectional view of a dissolver 1 according to a first embodiment of the invention can be seen, wherein in a mixing container 2 a mix 3 is introduced.
- the mix 3 has a surface 4 and can be discharged through a provided in the wall 5 of the mixing container 2 outlet 6, which is closable.
- the mixture 3 or at least one component thereof may be introduced into the mixing container 2 through an inlet 8 extending through a cover 7 of the mixing container 2.
- the preferably removable cover 7 further extends a shaft 9 therethrough, which can be rotated about an axis of rotation 11 relative to the mixing container 2 with a arranged outside of the mixing container 2 drive 10 (eg electric motor).
- the shaft 9 is rotatably connected to a holder 12 designed as a stirring disc, wherein on the surface 13 of the stirring disc 12 a plurality of cutting tools 14 are arranged and fixed by welding to the stirring disk 12.
- the shearing tools 14 are constructed in particular identical and cup-shaped. Furthermore, the shearing tools 14 are open towards a side facing away from the stirring disk 12.
- the disk surface 13 forms a surface area of the holder 12.
- Fig. 2 is a plan view of the stirring disc 12 can be seen, it can be seen that the openings 15 of the shells 14 surrounding peripheral contours 16 are formed oval. Furthermore, the shells 14 are spaced apart along a circle 17 on the surface 13 of the stirring disc 12, which is also circular.
- Out Fig. 3 is a sectional view through one of the shells 14 along the section line AA Fig. 2 can be seen, wherein the outer surface 18 of the shell 14 is convex and with the disc surface 13 includes a gap 19.
- the gap 19 is substantially wedge-shaped and tapers with decreasing distance from the FIG. 2 apparent section line BB.
- the section line AA runs here tangentially to the circle 17, whereas the section line BB runs radially and thus perpendicular to the section line AA.
- the direction of rotation of the stirring disc 12 is indicated by the arrow 20.
- the inner surface 21 of the shell 14 is concave and has a portion 22 and a portion 23 which is curved more than the portion 22.
- Out Fig. 4 is a sectional view of the shell 14 along the section line BB Fig. 2 can be seen, in which section the curvature of the inner surface 21 is constant. Except for the opening 15, the shell is closed, which has approximately the shape of a spoon without a handle.
- Fig. 5 is a sectional view through a formed as a stirring disc holder 12 according to a second embodiment of the invention can be seen, wherein identical or similar features to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
- shell-shaped shearing tools 14 are arranged on the opposite surface 25 of the stirring disk 12 and fixed by welding.
- the disk surface 25 forms a surface region of the holder 12.
- the stirrer disk 12 has a web 43 at the edge, which can however also be omitted. Otherwise, this stirring disk 12 is formed corresponding to the stirring disk according to the first embodiment and can replace it.
- the web 43 may also be provided in the other embodiments.
- Fig. 6 is a partial sectional view of a formed as a stirring disc holder 12 according to a third embodiment of the invention can be seen, wherein identical or similar features to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
- On the shearing tools 14 are additional shearing tools 26, which are at a distance from one another and from the shearing tools 14, so that the superposed shearing tools 14, 26 together form a shearing tool group (stack arrangement) 30.
- the superposed shear tools 14, 26 extend each shearing tool group 30 along a straight line (eg straight line 38) which runs parallel to the axis of rotation 11.
- the stirring disk according to the third embodiment may replace the stirring disk according to the first embodiment.
- Fig. 7 is a plan view of a formed as a stirring disc holder 12 according to a fourth embodiment of the invention can be seen, wherein identical or similar features to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
- this stirrer disk 12 has additional shearing tools 31, which are designed in accordance with the shearing tools 14 but are arranged on a circle 32 of larger diameter, so that the additional shearing tools 31 have a greater distance from the axis of rotation 11 than the shearing tools 14.
- the circular arrangement of the additional cutting tools 31 is rotated relative to the circular arrangement of the cutting tools 14 about the axis of rotation 11 by an angle ⁇ . It is possible to provide further cutting tools 33 which extend along a circle 34. However, this is only optional, which is why the other cutting tools 33 are shown in dashed lines.
- the stirring disk according to the fourth embodiment may replace the stirring disk according to the first embodiment.
- Fig. 8 is a sectional view through a dissolver 1 according to a fifth embodiment of the invention can be seen, wherein the previous embodiments identical or similar features with the same reference numerals as in the previous embodiments are designated.
- the shearing tools 14 are not welded to the support 12 formed as a stirring disc but attached by means of screws 29 to the stirrer disk 12.
- the dissolver 1 according to the fifth embodiment is designed for continuous operation, so that the interior 35 of the mixing container 2 is in particular completely filled with the mix 3.
- the outlet 6 is provided in the bottom 39 of the mixing container 2.
- the stirring disc according to the fifth embodiment may be replaced by one of the stirring discs according to the other embodiments.
- Fig. 9 is a partial sectional view of a formed as a stirring disc holder 12 according to a sixth embodiment of the invention can be seen, to the previous embodiments identical or similar features are denoted by the same reference numerals as in the previous embodiments.
- the sixth embodiment is similar to the third embodiment. In contrast to this, however, one of the additional shells 26 of each shearing tool group 30 is open towards a side facing the stirring disk 12 (here the middle shank of each shearing tool group 30). As a result, a plate 27 per shear tool group 30 is saved.
- the stirring disk according to the sixth embodiment may replace the stirring disk according to the first and / or the fifth embodiment.
- Fig. 10 is a partial sectional view of a stirring disc 42 comprising a holder 12 according to a seventh embodiment of the invention can be seen, wherein, apart from the stirring disc, to the fifth embodiment, identical or similar features are denoted by the same reference numerals as in the fifth embodiment.
- the seventh embodiment is similar to the fifth embodiment, but in contrast to this, the shells 14 are arranged at a distance from the surface 13 of the stirring disk 42.
- the bracket 12 has plates 40 which provide for each of the shells 14 a surface portion 41 which includes a gap 19 with the outer surface 18 of the respective shell 14. In this case, the plates 40 are attributed to the holder 12, so that the surface regions 41 form part of the surface of the holder 12.
- the stirring disk according to the seventh embodiment may replace the stirring disk according to the first and / or fifth embodiments.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Dissolver mit einem Mischbehälter, in den ein Mischgut eingebracht oder einbringbar ist, wenigstens einer in dem Mischbehälter angeordneten und relativ zu diesem um eine Drehachse drehbaren Halterung, mehreren, an einer Oberfläche der Halterung angeordneten und sich von der Oberfläche wegerstreckenden Scherwerkzeugen, und einem Antrieb, mittels welchem die Halterung um die Drehachse gedreht wird oder werden kann.
- Aus der
US 2003/0233937 A1 ist ein Mischgerät mit einem Mischbehälter und darin angeordneten Rührscheiben bekannt, die mittels eines außerhalb des Mischbehälters angeordneten Motors unter Zwischenschaltung einer Welle drehangetrieben sind. Der Mischbehälter nimmt ein Mischgut auf und weist in seiner die Rührscheibe umringenden Wandung einen Einlass und in seinem Boden einen Auslass für das Mischgut auf. Ferner kann in den Mischbehälter ein Feststoff über einen Feststoffeinlass eingebracht werden, der konzentrisch um die Welle herum angeordnet und mit einer Förderschnecke ausgestattet ist. Die Rührscheiben sind in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet und weisen jeweils eine Mehrzahl von Scherwerkzeugen auf, die sich axial von der jeweiligen Rührscheibe wegerstrecken. Dabei weist wenigstens eine der Rührscheiben eine hoch-scherende Bauform auf. - Um eine gute Rezirkulation des Mischguts zu erreichen, müssen die Rührscheiben relativ schnell drehen, was zu einer Erwärmung des Mischgutes führt. Dieser Effekt kann durchaus förderlich sein, hat aber für einige Lebensmittel den Nachteil, dass durch eine zu hohe Erwärmung der Geschmack negativ beeinflusst wird. Ferner begünstigt eine hohe Drehgeschwindigkeit der Rührscheiben eine unerwünschte Blasenbildung innerhalb des Mischguts.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dissolver der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine gute Rezirkulation bereits im unteren Scherbereich erzielt werden kann.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Dissolver nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
- Der erfindungsgemäße Dissolver weist einen Mischbehälter, in den ein Mischgut eingebracht oder einbringbar ist, wenigstens eine in dem Mischbehälter angeordnete und relativ zu diesem um eine Drehachse drehbare Halterung, mehrere, an einer Oberfläche der Halterung angeordnete und sich von der Oberfläche wegerstreckende Scherwerkzeuge, und einen Antrieb auf, mittels welchem die Halterung um die Drehachse gedreht wird oder werden kann, wobei die Scherwerkzeuge als auf oder zu einer der Oberfläche abgewandten Seite hin offene Schalen ausgebildet sind, deren Außenoberflächen mit der Oberfläche Spalte einschließen.
- Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Scherwerkzeuge ist es möglich, im Mischgut vorhandene Partikel an den Spalten aufzubrechen. Ferner führen die offenen Schalen zu einer guten Rezirkulation bei vergleichsweise geringen Drehgeschwindigkeiten der Halterung. Hierdurch können eine Überhitzung des Mischguts und eine Blasenbildung trotz guter Mischergebnisse vermieden werden. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Dissolver zum Dispergieren und/oder Homogenisieren von Lebensmitteln, wie z.B. von Mayonnaise, eingesetzt werden. Da eine Blasenbildung vermieden oder zumindest weitgehend vermieden wird, ist aber auch ein Einsatz des erfindungsgemäßen Dissolvers für die Herstellung von Farben, Papier usw. möglich.
- Die Halterung kann eine beliebige Form aufweisen und z.B. als Rad oder als ein anderer Körper ausgebildet sein. Bevorzugt umfasst und/oder bildet die Halterung aber eine oder zumindest eine Scheibe, insbesondere eine Rührscheibe. Ferner ist die Halterung bevorzugt kreisförmig ausgebildet. Schließlich kann die Halterung eine gewisse Dicke aufweisen, sodass sie z.B. die Form eines kurzen Zylinders hat.
- Bevorzugt ist eine einzige Halterung in dem Mischbehälter angeordnet, sodass sich ein besonders platzsparender Aufbau des Dissolvers ergibt. Alternativ können aber auch mehrere Halterungen und/oder Rührscheiben, insbesondere im Abstand zueinander, in dem Mischbehälter angeordnet sein.
- Die Drehzahl der Halterung beträgt z.B. 300 bis 400 Umdrehungen pro Minute. Es sind aber auch höhere Drehzahlen von z.B. 1000 bis 1500 Umdrehungen pro Minute möglich. Grundsätzlich wird die Drehzahl der Halterung aber an den konkreten Anwendungsfall angepasst.
- Die Oberfläche der Halterung ist bevorzugt, zumindest im Bereich der Schalen, eben oder im Wesentlichen eben ausgebildet. Insbesondere umfasst die Oberfläche wenigstens einen oder mehrere Oberflächenbereiche, in dem oder in denen die Schalen angeordnet sind, die mit dem oder den Oberflächenbereichen die Spalte einschließen. Bevorzugt umfasst oder bildet die Oberfläche dabei eine oder wenigstens eine Scheibenfläche, die insbesondere den oder einen der Oberflächenbereiche bildet. Die Oberflächenbereiche sind bevorzugt eben oder im Wesentlichen eben ausgebildet. Ferner können die oder einige der Oberflächenbereiche eine oder mehrere zusammenhängende Flächen bilden. Ergänzend oder alternativ weisen die oder einige der Oberflächenbereiche einen Abstand zueinander auf. Die Halterung kann eine oder mehrere Platten aufweisen. In diesem Fall können die oder einige der Oberflächenbereiche z.B. durch Oberflächen der Platten (Plattenoberflächen) gebildet sein. Umfasst die Halterung zusätzlich zu den Platten eine oder wenigstens eine Scheibe, so sind die Platten zusammen mit den Schalen insbesondere im Abstand zu der Scheibe angeordnet. Somit umfasst die Halterung z.B. eine Scheibe und im Abstand zu dieser angeordnete Platten, an deren Oberflächen die Schalen angeordnet sind.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Scherwerkzeuge oder ein Teil derselben in einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der Halterung angeordnet. Hierdurch wird die Effektivität des erfindungsgemäßen Dissolvers erhöht. Insbesondere kann ein größeres Mischgutvoloumen in einem Arbeitsgang verarbeitet werden. Bei den einander gegenüberliegenden Oberflächenbereichen der Halterung handelt es sich bevorzugt um Scheibenflächen und/oder Plattenflächen.
- Die Schalen sind bevorzugt gleichartig oder im Wesentlichen gleichartig ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass sich die Schalen z.B. in ihrer Form und/oder ihrer Größe unterscheiden.
- Die Spalte sind insbesondere keilförmig oder im Wesentlichen keilförmig ausgebildet und/oder verjüngen sich insbesondere mit zunehmender Spalttiefe, sodass sowohl größere als auch kleinere Partikel an den Spalten aufgebrochen werden können. Kleinere Partikel können z.B. tiefer in die Spalte eindringen als größeren Partikel, sodass für nahezu alle relevanten Partikelgrößen ein geeignetes Spaltmaß zum Aufbrechen der Partikel zur Verfügung steht. Bevorzugt sind die Außenoberflächen der Schalen nach außen gewölbt bzw. konvex ausgebildet. Hierdurch ist auf einfache Weise die keilförmige oder im Wesentlichen keilförmige Ausbildung der Spalte möglich.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die Innenoberflächen der Schalen nach innen gewölbt bzw. konkav ausgebildet. Diese konkave Ausgestaltung begünstigt die Rezirkulation des Mischguts, insbesondere in vertikaler Ausprägung. Bevorzugt weist die Innenoberfläche wenigstens einer oder jeder Schale Bereiche unterschiedlicher Krümmung auf. Hierdurch ist es möglich, die Rezirkulation weiter zu verbessern. Insbesondere kann das Mischgut im Bereich geringer Krümmung in den Innenraum der oder der jeweiligen Schale eindringen und durch den stärker gekrümmten Bereich aus dem Innenraum wieder herausgedrängt werden. Entlang eines zur Drehachse konzentrischen Kreises und/oder entlang einer an diesem anliegenden Tangente sind die unterschiedlich gekrümmten Bereiche der oder der jeweiligen Schale bevorzugt hintereinander angeordnet, wobei in Drehrichtung der Halterung gesehen insbesondere der geringer gekrümmte Bereich vor dem stärker gekrümmten Bereich der oder der jeweiligen Schale liegt. Ferner ist eine die Öffnung wenigstens einer oder jeder der Schalen umringende Umfangskontur bevorzugt langgestreckt und/oder oval ausgebildet, wobei sich die größte Längserstreckung der Umfangskontur insbesondere entlang des Kreises und/oder entlang der Tangente erstreckt.
- Die Schalen erstrecken sich bevorzugt in Richtung der Drehachse oder im Wesentlichen in Richtung der Drehachse von der Halterung weg. Insbesondere sind wenigstens drei der Schalen entlang einer zur Drehachse konzentrischen Kreisbahn angeordnet. Es sind aber auch andere Anordnungen der Schalen möglich. Die Schalen weisen bevorzugt einen Abstand zueinander auf. Insbesondere sind die Schalen an der Halterung befestigt, wobei diese Befestigung unlösbar, z.B. durch Schweißen bzw. Schweißverbindungen, oder lösbar, z.B. durch Schrauben bzw. Schraubverbindungen, erfolgen kann. Ferner sind Kombinationen von Schweiß- und Schraubverbindungen oder andere Verbindungsformen möglich.
- Die Schalen sind bevorzugt als Teilschalen, insbesondere als Halbschalen ausgebildet und können z.B. die Form eines Tellers, einer Schüssel, eines Löffels (ohne Stiel) etc. aufweisen. Insbesondere weist jede Schale einen hohlen Innenraum auf, der über ihre Öffnung zugänglich ist. Ferner können die Öffnungen der Schalen parallel zur Oberfläche bzw. zum jeweiligen Oberflächenbereich der Halterung verlaufen oder gegenüber dieser Oberfläche / diesem Oberflächenbereich geneigt sein. Auch ist es möglich, dass die Schalen gegenüber der Oberfläche bzw. dem jeweiligen Oberflächenbereich der Halterung geneigt sind.
- Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sitzen, insbesondere im Abstand, auf den Schalen zusätzliche Schalen. Diese können zu einer der Halterung abgewandten und/oder zugewandten Seite hin offen sein. Dabei bilden die übereinanderangeordneten Schalen jeweils eine Scherwerkzeuggruppe (Stapelanordnung), deren Längsrichtung bevorzugt in Richtung der Drehachse oder im Wesentlichen in Richtung der Drehachse verläuft. Zwischen zwei benachbarten Schalen jeder Scherwerkzeuggruppe ist insbesondere eine Platte angeordnet, die mit der Außenoberfläche von einer oder wenigstens einer der benachbarten Schalen, bevorzugt mit der Außenoberfläche der weiter von der Halterung entfernten Schale, einen Spalt einschließt. Dabei kann die Platte z.B. außerhalb oder innerhalb des Innenraums der anderen der benachbarten Schalen sitzen. Mit der Stapelanordnung ist es möglich, mehrere Spalte übereinander anzuordnen, wodurch die Scherwirkung der Halterung erhöht wird. Die Schalen jeder Scherwerkzeuggruppe sind bevorzugt gleichartig oder im Wesentlichen gleichartig ausgebildet. Insbesondere sind die übereinander angeordneten Scherwerkzeuge jeder Scherwerkzeuggruppe, bevorzugt auch deren Platte oder Platten, z.B. mittels Schrauben und/oder Verschweißen, miteinander und/oder mit der Halterung fest verbunden. Die übereinander angeordneten Schalen jeder Scherwerkzeuggruppe können alle zu derselben Seite hin offen sein. Alternativ ist es möglich, dass die übereinander angeordneten Schalen jeder Scherwerkzeuggruppe abwechselnd zu unterschiedlichen, insbesondere zu einander gegenüberliegenden Seiten hin offen sind.
- Die Schalen können entlang mehrerer, zur Drehachse konzentrischer Kreise unterschiedlichen Durchmessers angeordnet sein. Hierdurch werden kreisförmige Scherwerkzeuganordnen unterschiedlichen Durchmessers gebildet, wobei zwei benachbarte der Scherwerkzeuganordnen bevorzugt um die Drehachse zueinander um einen Winkel verdreht sind.
- Der Antrieb ist z.B. als Elektromotor ausgebildet und insbesondere mit dem Rührbehälter verbunden.
- Das Mischgut weist bevorzugt eine Flüssigkeit und einen in diese eingebrachten Feststoff auf, der in der Regel ein Vielzahl von Feststoffpartikeln aufweist. Alternativ kann das Mischgut aber auch aus mehreren Flüssigkeiten bestehen. Dabei kann jeder Feststoff und/oder jede Flüssigkeit nur aus einem Bestandteil bestehen oder aus unterschiedlichen Bestandteilen zusammengesetzt sein und z.B. ein Gemisch bilden. Beispiele für ein Mischgut sind z.B. Speiseöl und Ei bzw. Eipulver (zur Mayonnaise-Herstellung), Wasser und Brot bzw. Brotkrümel (zur Restbrotrückführung), Farbstoffpartikel und Lösungsmittel (zur Herstellung von Farben und Lacken) Zellulosefasern und Wasser (zur Papierherstellung) etc..
- Beim Drehen der Halterung werden Wechseldrücke erzeugt, die insbesondere zur Partikelzerkleinerung und/oder zur Homogenisierung des Mischguts beitragen. Die schalenförmige Bauweise der Scherwerkzeuge führt zu einer zusätzlichen Beschleunigung des Mischguts, bevorzugt in vertikaler Richtung, und somit zu einer guten Rezirkulation. Insbesondere kann eine effektivere Zerkleinerung und/oder Homogenisierung des Mischguts als bei herkömmlichen Dissolvern vergleichbarer Größe erzielt werden. Ferner kann der erfindungsgemäße Dissolver wegen seiner guten Mischeigenschaften im unteren Drehzahlbereich der Halterung energiesparender als herkömmliche Dissolver ausgebildet werden. Schließlich ist es mit dem erfindungsgemäßen Dissolver möglich, einen bislang zweistufigen Prozess auf eine Stufe zu reduzieren.
- Der erfindungsgemäße Dissolver wird insbesondere zum Dispergieren und/oder Homogenisieren von Lebensmitteln eingesetzt. So kann z.B. als Mischgut eine Emulsion aus Ei und Öl zur Herstellung von Mayonnaise verwendet werden, wobei das Ei insbesondere in Pulverform vorliegt. Ferner kann der erfindungsgemäße Dissolver zur Restbrotrückführung verwendet werden. Hierbei wird Restbrot zerkleinert, wobei das zerkleinerte Brot zusammen mit Wasser das Mischgut bildet. Schließlich ist es möglich, den erfindungsgemäßen Dissolver für die Herstellung von Papier, Farben und Lacken. Klebstoffen und pharmazeutischen Erzeugnissen zu verwenden. Die genannten Einsatzmöglichkeiten sind beispielhaft und insbesondere nicht einschränkend zu verstehen, sodass der erfindungsgemäße Dissolver auch für andere Anwendungen eingesetzt werden kann.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine Schnittansicht eines Dissolvers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf die Halterung nach
Fig. 1 , - Fig. 3
- eine Schnittansicht durch ein Scherwerkzeug entlang der Schnittlinie A-A aus
Fig. 2 , - Fig. 4
- eine Schnittansicht durch ein Scherwerkzeug entlang der Schnittlinie B-B aus
Fig. 2 , - Fig. 5
- eine Schnittansicht einer Halterung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 6
- eine teilweise Schnittdarstellung einer Halterung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 7
- eine Draufsicht auf eine Halterung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig.
- 8 eine Schnittansicht eines Dissolvers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 9
- eine teilweise Schnittdarstellung einer Halterung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung und
- Fig. 10
- eine teilweise Schnittdarstellung einer Halterung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
- Aus
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Dissolvers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei in einen Mischbehälter 2 ein Mischgut 3 eingebracht ist. Das Mischgut 3 weist eine Oberfläche 4 auf und kann durch einen in der Wandung 5 des Mischbehälters 2 vorgesehenen Auslass 6 abgelassen werden, der verschließbar ist. Ferner kann das Mischgut 3 oder wenigstens eine Komponente desselben durch einen sich durch einen Deckel 7 des Mischbehälters 2 hindurcherstreckenden Einlass 8 in den Mischbehälter 2 eingebracht werden. Durch den bevorzugt abnehmbaren Deckel 7 erstreckt sich ferner eine Welle 9 hindurch, die mit einem außerhalb des Mischbehälters 2 angeordneten Antrieb 10 (z.B. Elektromotor) um eine Drehachse 11 relativ zum Mischbehälter 2 gedreht werden kann. Die Welle 9 ist drehfest mit einer als Rührscheibe ausgebildeten Halterung 12 verbunden, wobei an der Oberfläche 13 der Rührscheibe 12 mehrere Scherwerkzeuge 14 angeordnet und durch Schweißen fest mit der Rührscheibe 12 verbunden sind. Die Scherwerkzeuge 14 sind insbesondere identisch aufgebaut und schalenförmig ausgebildet. Ferner sind die Scherwerkzeuge 14 zu einer der Rührscheibe 12 abgewandten Seite hin offen. Die Scheibenoberfläche 13 bildet einen Oberflächenbereich der Halterung 12. - Aus
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Rührscheibe 12 ersichtlich, wobei erkennbar ist, dass die die Öffnungen 15 der Schalen 14 umgebenden Umfangskonturen 16 oval ausgebildet sind. Ferner sind die Schalen 14 im Abstand zueinander entlang eines Kreises 17 auf der Oberfläche 13 der Rührscheibe 12 angeordnet, die ebenfalls kreisförmig ausgebildet ist. - Aus
Fig. 3 ist eine Schnittansicht durch eine der Schalen 14 entlang der Schnittlinie A-A ausFig. 2 ersichtlich, wobei die Außenoberfläche 18 der Schale 14 konvex ausgebildet ist und mit der Scheibenoberfläche 13 einen Spalt 19 einschließt. Der Spalt 19 ist im Wesentlichen keilförmig ausgebildet und verjüngt sich mit abnehmenden Abstand zu der ausFigur 2 ersichtlichen Schnittlinie B-B. Die Schnittlinie A-A verläuft hier tangential zum Kreis 17, wohingegen die Schnittlinie B-B radial und somit senkrecht zur Schnittlinie A-A verläuft. Ferner ist die Drehrichtung der Rührscheibe 12 mit dem Pfeil 20 gekennzeichnet. Die Innenoberfläche 21 der Schale 14 ist konkav ausgebildet und weist einen Bereich 22 und einen Bereich 23 auf, der stärker als der Bereich 22 gekrümmt ist. Beim Drehen der Rührscheibe tritt das Mischgut im Bereich 22 in den Innenraum 24 der Schale 14 ein und wird im Bereich 23 aus der Schale 14 durch deren Öffnung 15 herausgedrückt. Eine schematische Darstellung der Strömung des Mischguts ist durch die gestrichelte Linie 36 mit Pfeilen verdeutlicht. Somit wird eine Zirkulation bzw. - Rezirkulation des Mischguts 3 hervorgerufen, was durch die gestrichelte Linie 37 mit Pfeilen verdeutlicht ist (siehe
Fig. 1 ). AusFig. 4 ist eine Schnittdarstellung der Schale 14 entlang der Schnittlinie B-B ausFig. 2 ersichtlich, wobei in diesem Schnitt die Krümmung der Innenoberfläche 21 konstant ist. Bis auf die Öffnung 15 ist die Schale geschlossen, die in etwa die Form eines Löffels ohne Stiel aufweist. - Aus
Fig. 5 ist eine Schnittansicht durch eine als Rührscheibe ausgebildete Halterung 12 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind auch auf der gegenüberliegenden Oberfläche 25 der Rührscheibe 12 schalenförmige Scherwerkzeuge 14 angeordnet und mittels Schweißen befestigt. Die Scheibenoberfläche 25 bildet einen Oberflächenbereich der Halterung 12. Ferner weist die Rührscheibe 12 randseitig einen Steg 43 auf, der aber auch weggelassen werden kann. Ansonsten ist diese Rührscheibe 12 entsprechend zur Rührscheibe gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet und kann diese ersetzen. Der Steg 43 kann auch bei den anderen Ausführungsformen vorgesehen sein. - Aus
Fig. 6 ist eine teilweise Schnittansicht einer als Rührscheibe ausgebildeten Halterung 12 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. Auf den Scherwerkzeugen 14 sitzen zusätzliche Scherwerkzeuge 26, die zueinander und zu den Scherwerkzeugen 14 einen Abstand aufweisen, sodass die übereinander angeordneten Scherwerkzeuge 14, 26 zusammen jeweils eine Scherwerkzeuggruppe (Stapelanordnung) 30 bilden. Dabei erstrecken sich die übereinander angeordneten Scherwerkzeuge 14, 26 jeder Scherwerkzeuggruppe 30 entlang einer Geraden (z.B. Gerade 38), die parallel zur Drehachse 11 verläuft. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Scherwerkzeugen 14, 26 oder 26, 26 ist jeweils eine Platte 27 angeordnet, die mit dem darüberliegenden Scherwerkzeug 26 einen Spalt 28 bildet. Die zusätzlichen Scherwerkzeuge 26 sind gleichartig oder im Wesentlichen gleichartig zu den Scherwerkzeugen 14 aufgebaut. Ferner sind die übereinander angeordneten Scherwerkzeuge 14, 26 jeder Scherwerkzeuggruppe 30 mittels einer Schraube 29 miteinander und mit der Rührscheibe 12 fest verbunden. Die Rührscheibe gemäß der dritten Ausführungsform kann die Rührscheibe gemäß der ersten Ausführungsform ersetzen. - Aus
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine als Rührscheibe ausgebildete Halterung 12 gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist diese Rührscheibe 12 zusätzliche Scherwerkzeuge 31 auf, die entsprechend den Scherwerkzeugen 14 ausgebildet aber auf einem Kreis 32 größeren Durchmessers angeordnet sind, sodass die zusätzlichen Scherwerkzeuge 31 einen größeren Abstand zur Drehachse 11 als die Scherwerkzeuge 14 aufweisen. Ferner ist die kreisförmige Anordnung der zusätzlichen Scherwerkzeuge 31 relativ zu der kreisförmigen Anordnung der Scherwerkzeuge 14 um die Drehachse 11 um einen Winkel α verdreht. Es ist möglich, weitere Scherwerkzeuge 33 vorzusehen, die sich entlang eines Kreises 34 erstrecken. Dies ist aber lediglich optional, weshalb die weiteren Scherwerkzeuge 33 gestrichelt dargestellt sind. Die Rührscheibe gemäß der vierten Ausführungsform kann die Rührscheibe gemäß der ersten Ausführungsform ersetzen. - Aus
Fig. 8 ist eine Schnittansicht durch einen Dissolver 1 gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei zu den vorherigen Ausführungsformen identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen bezeichnet sind. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform sind die Scherwerkzeuge 14 nicht an die als Rührscheibe ausgebildete Halterung 12 angeschweißt sondern mittels Schrauben 29 an der Rührscheibe 12 befestigt. Ferner ist der Dissolver 1 gemäß der fünften Ausführungsform für den Durchlaufbetrieb ausgelegt, sodass der Innenraum 35 des Mischbehälters 2 insbesondere vollständig mit dem Mischgut 3 gefüllt ist. Schließlich ist der Auslass 6 im Boden 39 des Mischbehälters 2 vorgesehen. Zur weiteren Beschreibung der fünften Ausführungsform wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Ferner ist es möglich, die Rührscheibe 12 gemäß der fünften Ausführungsform bei der ersten Ausführungsform einzusetzen und umgekehrt. Auch kann die Rührscheibe gemäß der fünften Ausführungsform durch eine der Rührscheiben gemäß der anderen Ausführungsformen ersetzt werden. - Aus
Fig. 9 ist eine teilweise Schnittansicht einer als Rührscheibe ausgebildeten Halterung 12 gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei zu den vorherigen Ausführungsformen identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen bezeichnet sind. Die sechste Ausführungsform ähnelt der dritten Ausführungsform. Im Unterschied zu dieser ist aber eine der zusätzlichen Schalen 26 jeder Scherwerkzeuggruppe 30 zu einer der Rührscheibe 12 zugewandten Seite hin offen (hier die mittlere Schale jeder Scherwerkzeuggruppe 30). Hierdurch wird eine Platte 27 je Scherwerkzeuggruppe 30 eingespart. Zur weiteren Beschreibung der sechsten Ausführungsform wird auf die Beschreibung der dritten Ausführungsform verwiesen. Die Rührscheibe gemäß der sechsten Ausführungsform kann die Rührscheibe gemäß der ersten und/oder der fünften Ausführungsform ersetzen. - Aus
Fig. 10 ist eine teilweise Schnittansicht einer eine Rührscheibe 42 umfassenden Halterung 12 gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei, abgesehen von der Rührscheibe, zu der fünften Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der fünften Ausführungsform bezeichnet sind. Die siebte Ausführungsform ähnelt der fünften Ausführungsform, im Unterschied zu dieser sind die Schalen 14 aber im Abstand zur Oberfläche 13 der Rührscheibe 42 angeordnet. Ferner weist die Halterung 12 Platten 40 auf, die für jede der Schalen 14 einen Oberflächenbereich 41 bereitstellen, der mit der Außenoberfläche 18 der jeweiligen Schale 14 eine Spalt 19 einschließt. Dabei werden die Platten 40 der Halterung 12 zugerechnet, sodass die Oberflächenbereiche 41 einen Teil der Oberfläche der Halterung 12 bilden. Ferner werden die Schrauben 29, mittels derer die Platten 40 und die Schalen 14 an der Rührscheibe 42 befestigt sind, der Halterung 12 zugerechnet. Zur weiteren Beschreibung der siebten Ausführungsform wird auf die Beschreibung der fünften Ausführungsform verwiesen. Die Rührscheibe gemäß der siebten Ausführungsform kann die Rührscheibe gemäß der ersten und/oder der fünften Ausführungsformen ersetzen. -
- 1
- Dissolver
- 2
- Mischbehälter
- 3
- Mischgut
- 4
- Oberfläche des Mischguts
- 5
- Wandung des Mischbehälters
- 6
- Auslass
- 7
- Deckel des Mischbehälters
- 8
- Einlass
- 9
- Welle
- 10
- Antrieb
- 11
- Drehachse
- 12
- Halterung / Rührscheibe
- 13
- Oberfläche der Rührscheibe
- 14
- Scherwerkzeug / Schale
- 15
- Öffnung der Schale
- 16
- Umfangskontur
- 17
- Kreis
- 18
- Außenoberfläche der Schale
- 19
- Spalt
- 20
- Drehrichtung der Halterung / Rührscheibe
- 21
- Innenoberfläche der Schale
- 22
- Bereich der Innenoberfläche
- 23
- Bereich der Innenoberfläche
- 24
- Innenraum der Schale
- 25
- Oberfläche der Rührscheibe
- 26
- zusätzliches Scherwerkzeug
- 27
- Platte
- 28
- Spalt
- 29
- Schraube
- 30
- Scherwerkzeuggruppe
- 31
- zusätzliche Scherwerkzeuge
- 32
- Kreis
- 33
- weitere Scherwerkzeuge
- 34
- Kreis
- 35
- Innenraum des Mischbehälters
- 36
- Strömung des Mischguts
- 37
- Rezirkulation / Strömung des Mischguts
- 38
- Gerade, parallel zur Drehachse
- 39
- Boden des Mischbehälters
- 40
- Platte
- 41
- Oberflächenbereich
- 42
- Rührscheibe
- 43
- Steg
Claims (12)
- Dissolver mit einem Mischbehälter (2), in den ein Mischgut (3) eingebracht oder einbringbar ist, wenigstens einer in dem Mischbehälter (2) angeordneten und relativ zu diesem um eine Drehachse (11) drehbaren Halterung (12), mehreren, an einer Oberfläche (13) der Halterung (12) angeordneten und sich von der Oberfläche (13) wegerstreckenden Scherwerkzeugen (14), einem Antrieb (10), mittels welchem die Halterung (12) um die Drehachse (11) gedreht wird oder werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass die Scherwerkzeuge (14) als zu einer der Oberfläche (13) abgewandten Seite hin offene Schalen ausgebildet sind, deren Außenoberflächen (18) mit der Oberfläche (13) Spalte (19) einschließen. - Dissolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (12) eine Scheibe und die Oberfläche wenigstens eine Scheibenoberfläche (13) umfasst.
- Dissolver nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalte (19) sich mit zunehmender Spalttiefe verjüngen oder keilförmig oder im Wesentlichen keilförmig ausgebildet sind.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberflächen (18) der Schalen (14) konvex ausgebildet sind.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberflächen (21) der Schalen (14) konkav ausgebildet sind.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenoberfläche (21) wenigstens einer oder jeder Schale (14) Bereiche (22, 23) unterschiedlicher Krümmung aufweist.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Öffnung (15) wenigstens einer oder jeder Schale (14) umringende Umfangskontur (16) langgestreckt oder oval ausgebildet ist.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schalen (14) in Richtung der Drehachse (11) von der Oberfläche (13) wegerstrecken.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei der Schalen (14) entlang einer zur Drehachse (11) konzentrischen Kreisbahn (17) im Abstand zueinander angeordnet sind.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abstand auf den Schalen (14) unter Zwischenschaltung von Platten (27) zusätzliche Schalen (26) sitzen.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche einander gegenüberliegende Oberflächenbereiche (13, 25) umfasst, in denen die Schalen (14) angeordnet sind.
- Dissolver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (12) eine Scheibe (42) und im Abstand zu dieser angeordnete Platten (40) umfasst, an deren Oberflächen (41) die Schalen (14) angeordnet sind.
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