FI92653B

FI92653B - The rotor-stator machine

Info

Publication number: FI92653B
Application number: FI872973A
Authority: FI
Inventors: Wolf-Ulrich Kohler; Dietmar Wettengl; Wilbert Sleven; Hans-Juergen Mertens; Rudolf Olligs; Heiner Pannes; Hermann Swalve; Peter Hallet; Georg Osthaus
Original assignee: Dorr Oliver Deutschland
Priority date: 1986-07-12
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1994-09-15
Also published as: DE3779364D1; FI92653C; FI872973A0; DK343987A; DK343987D0; EP0253139B1; DK166405B1; EP0253139A1; FI872973A

Description

9265392653

Roottori-staattori-kone - Rotor-stator-maskin Tämä keksintö koskee roottori-staattori-konetta, joka käsittää pesän, jossa on aksiaalinen tulo käsiteltävää 5 ainetta varten ja säteensuuntainen meno käsiteltyä ainetta varten sekä pesässä pyörivän katkaistun kartion muotoisen roottorin, jonka vaippapinta on varustettu koaksi-aalisilla renkailla, joiden halkaisijat on porrastettu, jotka ovat välimatkan päässä samantapaisista renkaista, 10 jotka on kiinnitetty roottoria vastapäätä olevaan staat-toriin, jolloin renkaissa on hampaita muodostavat lovet, koneen pesän toisen osan muodostava staattori on irrotettava, varsinaisia työkaluja ja kannattavat renkaat on sijoitettu uranmuotoisiin syvennyksiin, sekä staattori-15 renkaat staattorissa ja roottorirenkaat roottorissa on varmistettu kiertymistä vastaanpesän. Tällaisissa koneissa staattori ja roottori on varustettu leikkausvoimia kehittävillä laitteilla, kuten hammastuksilla ja hammas-kehäprofiileilla, joiden avulla käsiteltävä aine sekoite-20 taan, dispergoidaan tai homogenisoidaan. Roottorin ja staattorin toisiaan päin osoittavat pinnat ovat kartion-muotoiset ja ovat varustetut vastaavilla työkaluilla. Työkalut muodostetaan monasti sorvattujen urien avulla, joissa on jyrsityt lävistykset vast, uriin sijoitettujen 25 renkaiden avulla, joihin varsinaiset työkalut on työstetty.This invention relates to a rotor-stator machine comprising a housing with an axial inlet for the material to be treated and a radial outlet for the material to be treated, and a truncated cone-shaped rotor rotating in the housing, the jacket surface of which is provided with a rotor-stator mask. with staggered coaxial rings spaced apart from similar rings 10 attached to a stator opposite the rotor, the rings having notching notches, the stator forming the second part of the machine housing being detachable, the actual tools and the supporting rings being placed in the grooved recesses, both the stator-15 rings in the stator and the rotor rings in the rotor are ensured by the rotation of the counter-housing. In such machines, the stator and rotor are equipped with shear-generating devices, such as teeth and tooth-circumferential profiles, by means of which the substance to be treated is mixed, dispersed or homogenized. The facing surfaces of the rotor and stator are conical and are provided with corresponding tools. The tools are often formed by means of turned grooves with milled perforations, respectively, by means of rings 25 placed in the grooves into which the actual tools have been machined.

• Tällaisessa koneessa, kuten julkaisussa DE-OS 24 03 053 on esitetty, kukin roottori- ja staattorirengas on erik-30 seen kiinnitetty usean ruuvin avulla. Jotta roottorin ja staattorin työkalut sopisivat tarkasti yhteen, ne ja urat on valmistettava hyvin tarkasti. Työkalujen asentaminen > · ;· ja myös niiden irrottaminen vaatii suurta taitavuutta asentajalta ja se on paljon aikaa vievä toimenpide, eli 35 se johtaa pitempiin käyttökeskeytyksiin, kun käsiteltävästä aineesta riippuen eriasteiselle kulumiselle alttiit renkaat on vaihdettava. Vaikka tämä on häiritsevää ja aiheuttaa suuria kustannuksia, voidaan sitä kuitenkin ta- 92653 2 vanomaisissa käyttötapauksissa pitää siedettävänä mutta keskeytymättömissä menetelmissä, joissa roottori-staatto-ri-kone suorittaa käsittely- tai menetelmäjakson kokonaisuudessaan yhdellä kertaa, pidemmät pysäytysajat ovat 5 erittäin epätoivottuja, erityisesti biotekniikan alalla.• In such a machine, as described in DE-OS 24 03 053, each rotor and stator ring is fastened to the Erik-30 by means of several screws. In order for the tools of the rotor and stator to fit together precisely, they and the grooves must be made very precisely. Installing tools> ·; · and also removing them requires a great deal of skill on the part of the installer and is a time consuming operation, i.e. 35 it leads to longer service interruptions when tires subject to varying degrees of wear have to be replaced depending on the material to be treated. Although this is annoying and costly, it can be considered tolerable in conventional applications but in continuous processes where the rotor-stator-machine performs the entire treatment or process cycle in one go, longer downtimes are highly undesirable, especially in biotechnology. in the field.

Mikrobiologisissa prosesseissa ilmenee tämän päivän teknisen tason mukaisen rakenteellisen muotoilun vuoksi eräs toinen vakava epäkohta, koska kaikenlaiset raot ja kuolio leet kulmat koneen sisätilassa ovat erittäin vaarallisia mikrobiologisissa prosesseissa ja sellaisissa prosesseissa, joiden on oltava bakteerittomia.Microbiological processes suffer from another serious drawback due to their structural design according to today's state of the art, since all kinds of cracks and necrosis angles inside the machine are very dangerous in microbiological processes and in processes which must be bacterial-free.

Tämän keksinnön tehtävänä on saada aikaan roottori-staat-15 tori-kone, joka rakenteellisen muotoilunsa ansiosta sopii erityisen hyvin käytettäväksi biotekniikan alalla.The object of the present invention is to provide a rotor-stator-15 tori machine which, due to its structural design, is particularly well suited for use in the field of biotechnology.

Tämä merkitsee toisaalta, että koneen sisätila saa antaa mikrobiologisissa prosesseissa mahdollisimman vähän mahdollisuuksia kerrostumien ja jäännöksien syntymiselle 20 tuotannon aikana ja sen on oltava helposti puhdistettavissa vast, huuhdottavissa, erityisesti tuotteenvaihdok-sen kannalta, ja että toisaalta kulumisesta johtuva työkalujen vaihto on voitava suorittaa nopeasti, jotta kokonaisprosessi ei keskeytyisi. Eräs toinen välttämättö-25 myys liittyy nimenomaan osittain erittäin herkkiin mikrobiologisiin prosesseihin, joissa halutaan saada aikaan optimaalinen menetelmäteho ja -ohjaus leikkaus- ja homo-genisoimistehon sekä lämpötilasäädön suhteen, mikä ei ole mahdollista tämän hetken tekniikan tason mukaisissa ko-30 neissa.This means, on the one hand, that the interior of the machine must minimize the formation of deposits and residues in microbiological processes during production and must be easy to clean and rinse, especially for product replacement, and that wear and tear must be changed quickly to the overall process would not be interrupted. Another necessary requirement relates specifically in part to highly sensitive microbiological processes in which it is desired to provide optimal process efficiency and control in terms of shear and homogenization efficiency as well as temperature control, which is not possible with prior art machines.

Tämä tehtävä ratkaistaan edelläesitetyn tyyppisen rootto-ri-staattori-koneen kohdalla siten, että uramuotoiset syvennykset muodostuvat vieressä olevan renkaan ja staat-35 torin vast, roottorin vast, kummankin vieressä olevan renkaan avulla, ja että staattorirenkaat puristuvat toisiaan vastaan ulkoa sisäänpäin vast, roottorirenkaat si- 3 92653 säitä ulospäin.This task is solved in the case of a rotor-stator machine of the above type, so that the groove-shaped recesses are formed by the adjacent ring and the stator-35 stator counter, the rotor counter, each adjacent ring, and that the stator rings are pressed against each other from the outside inwards. - 3 92653 weather outwards.

Sekä staattori- että roottorirenkaat voidaan staattorin irrottamisen jälkeen vaihtaa ilman vaikeuksia. Tämä saa-5 daan aikaan siten, että työkalusarjan keksinnön mukaisen rakenteen vuoksi renkaiden muutoin tavanomainen kiinni-liimautuminen uriin on pitkälti estetty, koska tässä tapauksessa osa urapinnoista muodostuu peräkkäin asennettavista renkaista.Both stator and rotor rings can be replaced without difficulty after removing the stator. This is achieved in such a way that, due to the structure of the tool set according to the invention, the otherwise conventional adhesion of the rings to the grooves is largely prevented, since in this case part of the groove surfaces consists of tires to be mounted in succession.

1010

Poistamalla staattori, so. pesän kansi, voidaan staatto-rirenkaat yksinkertaisin välinein tarvittavasta tarkkuudesta huolimatta helposti ja nopeasti irrottaa vast, vaihtaa, koska työkaluosiin pääsee vapaasti käsiksi kaikil-15 ta suunnilta. Sama pätee roottorirenkaisiin, koska yhden ruuvin irrottamisen jälkeen voidaan koko roottori vetää pois akselilta. Tämän keksinnön mukaisen rakenteen ansiosta on työkalujen vaihto oleellisesti yksinkertaistunut, mistä aiheutuu huomattava ajan ja kustannusten sääs-20 tö. Keksinnön eräs erityinen etu on, että ehdotetun rakenteen, so. staattorirenkaiden yhteenpuristamisen vuoksi sisältä ulospäin vain ulkorenkaan avulla ja roottori-renkaiden yhteenpuristamisen vuoksi ulkoa sisäänpäin vain roottorikannen avulla on kulutusosien yksinkertainen ja 25 ennen kaikkea nopea vaihtaminen mahdollista, erityisesti .! myös siksi, että roottori voidaan irrottaa yhden ainoan keskiruuvin irrottamisen jälkeen.By removing the stator, i.e. housing cover, the static rings can be easily and quickly removed with simple means, despite the required accuracy, because the tool parts can be freely accessed from all 15 directions. The same is true for rotor rings, because after removing one screw, the entire rotor can be pulled off the shaft. Thanks to the structure according to the present invention, the replacement of tools has been substantially simplified, resulting in considerable time and cost savings. A particular advantage of the invention is that the proposed structure, i. due to the compression of the stator rings from the inside outwards only by means of the outer ring and due to the compression of the rotor rings from the outside inwards only by means of the rotor cover, it is possible to change the wear parts simply and above all quickly, in particular. also because the rotor can be removed after removing a single center screw.

Renkaiden keksinnön mukaisen rakenteen ansiosta saadaan 30 siis aikaan ratkaiseva etu kun konetta käytetään biotekniikan alalla, koska ruuvien, rakojen ja kuolleiden kulmien, so. kohtien lukumäärä, joihin voi kerääntyä kerrostumia ja jäännöksiä, on minimoitu. Tämä on välttämätöntä mikrobiologisissa prosesseissa, joiden on tapahduttava 35 steriilissä ympäristössä, ja vaihdettaessa valmistettavaa tuotetta. Sen avulla saadaan aikaan lyhyet huuhtomis-ja puhdistusajat, mikä erityisesti usein tapahtuvan 92653 4 tuotteen vaihdon yhteydessä lisää tehokkuutta.Thanks to the structure of the tires according to the invention, a decisive advantage is thus obtained when the machine is used in the field of biotechnology, since the screws, crevices and dead angles, i.e. the number of sites where deposits and debris may accumulate is minimized. This is necessary in microbiological processes, which must take place in a sterile environment, and when changing the product to be manufactured. It provides short rinsing and cleaning times, which increases efficiency, especially in the case of frequent 92653 4 product changes.

Koneen rakenne on edullinen siinä muodossa, jossa renkaat on keskitetty staattorissa vast, roottorissa olevien ko-5 neen akselin suunnassa katsottuna portaanmuotoisten sorvauksien avulla ja pysyvät paikallaan olakkeiden avulla aksiaalisuunnassa. Tämän avulla saadaan aikaan oleellisesti helpompi ja nopeampi vaihdettavuus, koska staatto-rirenkaat itse keskittyvät keskenään sisältä ulospäin ja 10 erotussaumat, jotka käytössä tukkeutuvat ja lukitsevat renkaat, saadaan minimoiduksi. Sama pätee ulkoa sisäänpäin keskenään keskittyvien roottorirenkaiden osalta.The construction of the machine is advantageous in the form in which the rings are centered in the stator, respectively, in the axial direction of the machine in the rotor, viewed by means of step-shaped turning, and held in place by the shoulders in the axial direction. This results in substantially easier and faster interchangeability, since the static rings themselves are centered on each other from the inside outwards and the separation seams which, in use, clog and lock the rings, are minimized. The same is true for rotor rings centered on each other from the outside inwards.

Erään erityisen rakennemuodon mukaan työkalut on sijoi-15 tettu toispuolisesti renkaiden vapaalle pinnalle, minkä johdosta leikkaustoimenpiteen tehokkuuden kannalta tärkeä käsittelyn tarkkuus on taattu ja itse käsittely helpottuu.According to a particular embodiment, the tools are placed unilaterally on the free surface of the rings, as a result of which the processing accuracy important for the efficiency of the cutting operation is guaranteed and the handling itself is facilitated.

20 Leikkausvoimien aiheuttaman renkaiden kiertymisen estämiseksi staattorin vast, roottorin suhteen kaikissa kuor-mitusolosuhteissa on staattorirenkaat vast, roottoriren-kaat erityistoimenpiteenä varustettu tukipinnan puoleisilla porauksilla, jotka ovat kohdakkain staattorin vast. 25 roottorin vastaavien porauksien kanssa, joihin sijoitetaan lukitustappeja.20 In order to prevent the rotation of the rings caused by the shear forces with respect to the stator or the rotor under all loading conditions, the stator rings and the rotor rings are, as a special measure, provided with bores on the support surface which are aligned with the stator. 25 with corresponding bores in the rotor in which locking pins are placed.

On kahdessa suhteessa edullista, kun kone on rakenteeltaan sellainen, että staattorirenkaat on varustettu 30 staattorin puolella ulkokehälle muodostetuilla olakkeil-la, joiden avulla kutakin rengasta sen vieressä olevan • suuremman renkaan avulla puristetaan pienemmän vieressä olevan renkaan olaketta vastaan vast, sisimmän renkaan osalta staattorin tukirengaspintaa vastaan ja että uloin 35 staattorirengas olakkeestaan on kiinnitetty staattoriin kiristävien kiinnitysruuvien avulla, että roottori tämän lisäksi on varustettu roottorin puolella sisäkehälle muo- 5 92653 dostetuilla olakkeilla, joiden avulla kutakin rengasta sen vieressä olevan pienemmän renkaan avulla puristetaan vieressä olevan suuremman renkaan olaketta vastaan vast, uloimman renkaan osalta roottorin tukirengaspintaa vas-5 taan ja että puristusvoimat kaikkia renkaita varten kohdistuvat sisimpään roottorirenkaaseen.It is advantageous in two respects that the machine is designed in such a way that the stator rings are provided with shoulders formed on the outer circumference on the stator side 30 by pressing each ring against the shoulder of the smaller adjacent tire against the shoulder of the smaller adjacent ring. and that the outermost 35 stator ring from its shoulder is secured to the stator by tightening screws, that the rotor is further provided with shoulders formed on the rotor side on the inner circumference to press each ring against the shoulder of the adjacent larger tire by a smaller ring adjacent to it. against the rotor support ring surface and that the compressive forces for all tires are applied to the innermost rotor ring.

Keksinnön mukaisten olakkeiden avulla pysyy kukin rengas paikallaan aksiaalisuunnassa vieressä olevan renkaan 10 avulla niin, että renkaita ei yksitellen tarvitse kiinnittää ruuvien avulla. Tämä merkitsee, että ruuvien, rakojen ja kuolleiden kulmien lukumäärä pienenee, mikä on edullista koneen nopean ja perusteellisen puhdistamistarpeen kannalta tuotannonvaihdoksen yhteydessä ja mistä 15 on seurauksena työkalujen vaihtoaikojen lyheneminen välttämättömien työvaiheiden lukumäärän vähentymisen ansiosta.By means of the shoulders according to the invention, each ring is held in place in the axial direction by means of an adjacent ring 10, so that the rings do not have to be fastened individually by means of screws. This means that the number of screws, slots and dead angles is reduced, which is advantageous for the need for quick and thorough cleaning of the machine during a production change and which results in shorter tool change times due to the reduction in the number of work steps required.

On erityisen edullista kun roottorirenkaiden puristusvoi-20 ma kohdistuu sisimpään renkaaseen siten, että roottoriak-selin koneenpuoleinen pää on varustettu roottorikannella, joka rengaspinnaltaan lepää sisimmän roottorirenkaan olakkeen päällä ja on kiinnitetty keskelle sijoitetun ruuvin avulla, joka kehittää roottorirenkaiden puristus-25 voiman. Tämän ainoan kiinnitysruuvin ansiosta saavutetaan .! lyhyen työkalujen vaihtoajan lisäksi erittäin edulliset olosuhteet koneen hyvää puhdistamista varten.It is particularly advantageous when the compressive force of the rotor rings is applied to the innermost ring, so that the machine-side end of the rotor shaft is provided with a rotor cover which rests on the shoulder of the inner rotor ring and is secured by a central screw which develops the rotor ring compression force. Thanks to this single fastening screw. in addition to a short tool change time, very favorable conditions for good cleaning of the machine.

Nopeaa ja varmaa työkalujen vaihtoa edistää myös sellai-30 nen rakenne, että staattori useiden kiinnitysruuvien avulla on irrotettavasti yhdistetty koneen pesään, joi-loin pesän laippa on yhdistetty staattorilaipan ulkopintaan ja nämä kiinnitysruuvit sijaitsevat osaympyrällä, joka on suurempi kuin staattorirenkaan kiinnitysruuvien 35 osaympyrä ja suurempi kuin erotussaumojen halkaisija.A quick and safe tool change is also facilitated by a structure in which the stator is releasably connected to the machine housing by a plurality of mounting screws, the housing flange being connected to the outer surface of the stator flange and these mounting screws located on a sub-circle larger than the stator ring mounting screws. diameter of separating seams.

Tämän vuoksi staattorin paikalleen asentaminen helpottuu staattorinohjauksen avulla, joka samanaikaisesti muodos- 92653 6 taa pesän kannen ja vältytään varmasti tiivisteen vahingoittumiselta. Ruuvit sijaitsevat tässä rakennemuodossa tiivisteen ulkopuolella ja ne on upotettu staattoriin, mikä helpottaa puhdistamista ulkoapäin ja parantaa ulko-5 muotoa.Therefore, the installation of the stator is facilitated by the stator control, which at the same time forms the cover of the housing and certainly avoids damaging the seal. In this embodiment, the screws are located outside the seal and are embedded in the stator, which facilitates cleaning from the outside and improves the shape of the outer 5.

Erään erityisen vaikeuden koneen hyvien pesu- ja huuhte-lumahdollisuuksien suhteen, muodostaa toiminnasta ja valmistuksesta johtuva rako roottorin takapinnan ja pesän 10 takasisäseinämän välillä. Tämä kohta voi helposti tehdä tyhjiksi kaikki aikaisemmat pyrkimykset välttää rakoja ja kuolleita kulmia. Tästä syystä on roottorin takapinta eräässä erityisessä rakennemuodossa varustettu urilla.A particular difficulty with the good washing and rinsing capabilities of the machine is the gap between the rear surface of the rotor and the rear inner wall of the housing 10 due to operation and manufacture. This point can easily nullify all previous efforts to avoid cracks and blind spots. For this reason, in a particular embodiment, the rear surface of the rotor is provided with grooves.

Nämä urat saavat aikaan ulospäin suunnatun virtauksen, 15 joka kuljettaa raossa olevan aineen ulospäin.These grooves provide an outward flow 15 which carries the material in the gap outwards.

Työkalujen vaihtoa varten tarvittava aika määräytyy oleellisesti pesän kanneksi muodostetun staattorin poistamisen ja jälleen paikalleen asettamisen vaatiman osa-20 ajan mukaan. Varsinkin kannen paikalleen asettaminen aiheuttaa vaikeuksia, koska toisaalta kannen porauksien ja pesän kierteisten porauksien on oltava tarkasti kohdakkain kiinnitysruuvien sisäänviemiseksi, mutta toisaalta on varottava vahingoittamasta ruuvien sisäpuolella olevaa 25 tiivistettä. Ainakin suurempien koneiden osalta on lisä-·. vaikeutena, että pesän kannen poistamiseksi ja paikalleen asettamiseksi tarvitaan nostolaitteita. Nämä vaikeudet vältetään roottori-staattori-koneen keksinnön mukaisen rakenteen avulla siten, että staattori, joka samanaikai-30 sesti muodostaa pesän kannen, on varustettu yhdellä tai usealla pesässä aksiaalisuunnassa siirrettävällä ohjaus-pultilla, jotka ulkopäästään muodostavat saranalaippoja, jotka on käännettävästi laakeroitu pesän kanteen vast, staattoriin yhdistettyihin, keskenään kohdakkain oleviin 35 saranapultteihin.The time required to change the tools is essentially determined by the part-20 time required to remove and re-insert the stator formed as the housing cover. In particular, it is difficult to replace the cover, because on the one hand the cover bores and the threaded bores of the housing must be exactly aligned to insert the fastening screws, but on the other hand care must be taken not to damage the seal inside the screws. At least for larger machines, there is an additional ·. as a difficulty that lifting devices are required to remove and replace the housing cover. These difficulties are avoided by the structure of the rotor-stator machine according to the invention, so that the stator, which simultaneously forms the housing cover, is provided with one or more axially displaceable control bolts in the housing forming hinge flanges at their outer ends pivotally mounted against the housing cover. , to 35 hinged bolts connected to the stator.

Tämän saranakiinnityksen avulla saadaan aikaan, että pe- 7 92653 sän kansi kiinnitysruuvien irroittamisen jälkeen aluksi jää pesän syvennykseen eikä putoa ulos. Tämän jälkeen asentaja voi ilman erityisiä apuvälineitä vetää kannen aksiaalisuunnassa ulos syvennyksestä ja tämän jälkeen, 5 tietyn matkan jälkeen, kääntää kantta nivelien avulla.With this hinge fastening, it is ensured that the cover of the washer, after removing the fastening screws, initially remains in the recess of the housing and does not fall out. The installer can then, without special aids, pull the cover axially out of the recess and then, after a certain distance, turn the cover by means of joints.

Pesä on siten avattu ja pääsy työkaluihin vapaa. Pesä voidaan jälleen sulkea päinvastaisessa järjestyksessä siten, että kansi käännetään takaisin, jonka jälkeen se ohjauspulttien avulla työnnetään sisään aksiaaliseen pe-10 säsyvennykseen tiivistettä vahingoittamatta. Tämän lisäksi nivelohjaus varmistaa aina, että kannen poraukset ovat tarkasti kohdakkain pesän kierteisten porauksien kanssa ja kiinnitysruuvit voidaan ongelmitta ruuvata kiinni.The housing is thus opened and access to the tools is free. The housing can again be closed in the reverse order by turning the cover back, after which it is inserted into the axial pe-10 end recess without damaging the seal by means of guide bolts. In addition, the articulation always ensures that the drill holes in the cover are exactly aligned with the threaded holes in the housing and that the fastening screws can be screwed on without any problems.

15 Pesän kannen varma avaaminen ja sulkeminen saadaan aikaan siten, että ohjauspultit on ohjattu aksiaalisiin porauksiin kiinteästi sijoitettujen laarekeiden avulla, jolloin kunkin ohjauspultin sisäpää on varustettu vastelaitteella ja ulosvedettyjä ohjauspultteja varten tarkoitetut laake-20 rit toimivat vasteina. Tämän erikoisen rakenteellisen järjestelyn avulla saadaan aikaan se, että ohjauspultit -ja myös pesän kansi niin kauan kun se on kiinni niissä -on yhdistetty pesään koko työkalujen vaihdon ajan.The safe opening and closing of the housing cover is achieved by guiding the guide bolts by means of bearings fixed to the axial bores, the inner end of each guide bolt being provided with a stop device and the bearings for the pull-out guide bolts acting as stops. This special structural arrangement ensures that the guide bolts - and also the housing cover, as long as it is attached to them - are connected to the housing throughout the tool change.

25 Keksinnön eräässä toisessa rakennemuodossa ohjauspulttien : saranalaipat ulottuvat pesän kannen vast, staattorin sy vennyksiin ja saranalaipan poraus sekä pesän kannen vast, staattorin poraus saranapultin vastaanottamiseksi ovat kohdakkain. Eräs erityisen edullinen rakenne syntyy si-30 ten, että pesän kannen vast, staattorin sisäpinta kutakin saranapulttia varten on varustettu syvennyksellä sen sisäänviemiseksi. Saranaa varten saadaan aikaan erityisen yksinkertainen ja tilaa säästävä rakenne siten, että sa-ranapultit on kiinnitetty puristustiukasti pesän kannen 35 vast, staattorin porauksiin. Nopean ja turvallisen käsittelyn lisäksi työkalujen vaihdon yhteydessä saadaan peitettyjen saranoiden avulla lisäksi aikaan se, että 92653 δ roottori-staattori-koneen ulkopinta tulee mahdollisimman tasaiseksi, jolloin vältytään likaa keräävistä kulmista.In another embodiment of the invention, the hinge flanges of the guide bolts extend into the housing cover counter, the stator recesses and the hinge flange bore and the housing cover counter, the stator bore to receive the hinge bolt are aligned. A particularly advantageous structure is created in that the inner surface of the stator of the housing cover for each hinge bolt is provided with a recess for its insertion. A particularly simple and space-saving structure is provided for the hinge, so that the hinge bolts are clamped tightly to the stator bores 35 of the housing cover. In addition to quick and safe handling, the covered hinges also ensure that the outer surface of the 92653 δ rotor-stator machine is as smooth as possible, thus avoiding dirt-collecting corners.

Pienten ja kevyiden pesän kansien kohdalla kaksi saranaa 5 riittää pesän kannen varmaksi sulkemiseksi tiivistettä vahingoittamatta. Suurempien ja raskaampien pesän kansien kohdalla tämä ei kuitenkaan kaikissa tilanteissa takaa tarkkaa ohjausta sulkemisen yhteydessä, so. voi esiintyä ongelmia tiivisteen ja kiinnitysruuvien sisään-10 viemisen suhteen. Tästä syystä on pesän kansi vast.In the case of small and light housing covers, two hinges 5 are sufficient to securely close the housing cover without damaging the seal. However, in the case of larger and heavier housing covers, this does not always guarantee precise control during closing, i.e. there may be problems inserting the seal and mounting screws. For this reason, the housing cover is resp.

staattori - tarvittaessa - varustettu toiselta puolelta kahdella akselin suunnassa päällekkäin olevalla saranalla ja toiselta puolelta toisella, vain ohjausta varten tarkoitetulla ohjauspultilla. Helpottamaan tämän sisään-15 viemistä ohjausporauksiin se voi olla varustettu kartion-muotoisella sisäänviemispäällä.the stator is fitted, if necessary, with two axially overlapping hinges on one side and a second steering bolt on the other side for steering purposes only. To facilitate the insertion of this into the guide bores, it may be provided with a conical insertion head.

Lyhyiden kokonaisprosessiaikojen saavuttaminen riippuu mikrobiologisissa prosesseissa oleellisesti enemmän kuin 20 muilla käyttöaloilla roottori-staattori-koneen mahdollisimman korkeasta leikkaus- ja homogenointitehosta. Tätä parannetaan periaatteessa suuremmalla vaihelukumäärällä ja suuremmalla hampaiden lukumäärällä vast, suuremmalla reikärivien ja porauksien lukumäärällä sekä pienemmällä 25 rakoleveydellä. Työkalut on tunnetuissa koneissa järjestetty siten, että syvennyksien pohjapintojen ja renkaiden otsapintojen väliin muodostuu rakoja, jotka sijaintinsa vuoksi eivät voi estää sitä, että osa käsiteltävästä aineesta matkallaan koneen tulosta sen menoon vir-30 taa läpi menevien rakojen läpi eikä tule käsitellyksi työkalujen avulla.Achieving short total process times in microbiological processes in substantially more than 20 other applications depends on the highest possible cutting and homogenization power of the rotor-stator machine. This is in principle improved by a larger number of steps and a larger number of teeth, a larger number of rows of holes and bores, and a smaller gap width. In known machines, the tools are arranged in such a way that gaps are formed between the bottom surfaces of the recesses and the end faces of the rings, which due to their location cannot prevent some of the material to be treated from flowing through the slots and not treated with tools.

Staattorin ja roottorin tehokkuuden parantamiseksi annetuilla laskelmaparametreilla ehdotetaan sellaista raken-35 netta roottori-staattori-koneen biotekniikan käyttöaluetta varten, että staattorirenkaiden vast, roottorirenkai-den pohjapinnat varustetaan syvennyksillä ja näitä syven- 9 92653 nyksiä vastapäätä olevat renkaat ulottuvat näihin syvennyksiin ja että nämä renkaat sekä syvennykset on muotoiltu siten, että pohjapintojen ja vastapäätä olevien otsa-pintojen väliin muodostuu porrastettuja rakoja. Tämän 5 koneen rakenteen avulla saadaan aikaan, että käsiteltävä aine matkallaan koneen tulosta sen menoon pakotetaan muuttamaan virtaussuuntaansa työkalujen reuna-alueella. Tällä tavalla estetään se, että osa aineesta voi päästä tulosta menoon koskettamatta työkaluja ja siis käsittele-10 mättömänä. Rengasvaiheiden väliin muodostuvien kiertoteiden avulla syntyy mikropyörteitä ja reunatörmäyksiä, joissa esiintyy mikrokavitaatiota. Tämän ja lisäksi muodostuvan pidättämisvaikutuksen vuoksi koneen tehokkuus paranee.The calculation parameters given to improve the efficiency of the stator and the rotor propose a structure for the application of the biotechnology of the rotor-stator machine such that the bottom surfaces of the stator rings, the bottom surfaces of the rotor rings are provided with recesses and the rings opposite these recesses 992653 the recesses are shaped so as to form stepped gaps between the base surfaces and the opposite forehead surfaces. The structure of this machine 5 makes it possible for the substance to be treated on its way from the result of the machine to its outlet is forced to change its flow direction in the edge region of the tools. In this way, it is prevented that some of the material can enter the result without touching the tools and thus untreated. The bypasses formed between the ring phases create microvorts and edge collisions where microcavitation occurs. Due to this and the additional holding effect, the efficiency of the machine is improved.

1515

Koneen eräässä erityisessä rakennemuodossa renkaiden poh-japinnat ja vastapäätä olevat otsapinnat ovat samansuuntaiset ja muodostavat akselin kanssa suorakulmaisen tai terävän kulman, mikä tuote- tai prosessivaatimuksista 20 riippuen voi olla edullista.In a particular embodiment of the machine, the bottom surfaces of the rings and the opposite end faces are parallel and form a rectangular or acute angle with the shaft, which may be advantageous depending on the product or process requirements.

Leikkaus- ja homogenointitehoa voidaan edelleen parantaa muotoilemalla työkalut siten, että roottorin kuvitellusta teoreettisesta, kartionmuotoisesta pinnasta lähtien yk-25 sittäisten staattorirenkaiden otsapinnat ulkorenkaasta • akselin suuntaan on siirretty yhä suurenevan mitan verran ja siis porrasmaisesti ja roottorirenkaisiin liittyvät staattorirenkaiden syvennykset on sopeutettu tätä vastaavasti .The shear and homogenization efficiency can be further improved by shaping the tools so that from the imaginary theoretical, conical surface of the rotor, the end faces of the individual stator rings are displaced from the outer ring by an ever-increasing amount.

3030

Valmistusteknisesti on erityisen edullista jos keksinnön mukaiset roottori- ja staattorirenkaat ovat rakenteeltaan sellaiset, että renkaissa olevat hampaiden juuret ovat koverat.From a manufacturing point of view, it is particularly advantageous if the rotor and stator rings according to the invention have a structure such that the roots of the teeth in the rings are concave.

3535

Koska reaktiot mikrobiologisissa prosesseissa osittain ovat voimakkaasti riippuvaisia lämpötilasta, on 92653 10 rakenteellisten toimenpiteiden lisäksi leikkaus- ja homo-genointitehon parantamiseksi suoritettava lisätoimenpiteitä optimaalisen lämpötilaohjauksen saavuttamiseksi tuotteen käsittelyn aikana roottori-staattori-järjestel-5 mässä. Ainetta on siis toisaalta suojattava lämpiämiseltä tai toisaalta jäähtymiseltä. Lisäksi on estettävä käsiteltävän aineen koostumusmuutokset. Tämä lämpötilaohjaus on erityisen tärkeä tuotevaihdoksen yhteydessä, jotta voidaan säätää oikea lämpötila jo käynnistysvaiheessa 10 tämän vaiheen lyhentämiseksi, mikä edelleen parantaa kokonaisprosessin tehoa.Since the reactions in microbiological processes are partly strongly temperature dependent, in addition to the structural measures 92653 10, in order to improve the shear and homogenization efficiency, additional measures have to be taken to achieve optimal temperature control during product handling in the rotor-stator system. The substance must therefore be protected from heating or cooling on the one hand. In addition, changes in the composition of the substance to be treated must be prevented. This temperature control is particularly important during product change in order to adjust the correct temperature already in the start-up step 10 to shorten this step, which further improves the efficiency of the overall process.

Tästä syystä on keksinnön puitteissa suoritettu se erityinen toimenpide, että tuloistukan ja käsiteltävää ai-15 netta varten tarkoitetun syöttöjohdon läheisyyteen on asennettu renkaanmuotoinen lämmönvaihdin. Kun lämmönvaihtimeen syötetään kuumaa lämmitysvällainetta tai jäähdy-tysväliainetta, voidaan konetta sen avulla lämmittää tai jäähdyttää jo ennen varsinaista käyttöä niin, että käsi-20 teltävä aine joutuu riittävästi lämmitettyyn tai jäähdytettyyn koneeseen. Käytön aikana tapahtuvaa lämmönluovutusta tai -imeytystä ja siitä johtuvaa jäähtymistä tai lämpenemistä voidaan jatkuvasti korjata lämmönvaihtimen kautta. Tämän uudistetun koneen avulla voidaan siis var-25 mistaa, että käsiteltävän aineen lämpötila pysyy aina ·. samana ja että käynnistysvaihe lyhenee tuotevaihdoksen yhteydessä, kun tuotteiden optimaaliset lämpötila-arvot eivät ole yhtäpitäviä. Lämpötilan avulla on lisäksi mahdollista säätää aineen viskositeettia.For this reason, a special operation has been carried out within the scope of the invention in that an annular heat exchanger is installed in the vicinity of the inlet seat and the supply line for the material to be treated. When a hot heating medium or cooling medium is fed to the heat exchanger, it can be used to heat or cool the machine before the actual use, so that the material to be handled enters a sufficiently heated or cooled machine. Heat transfer or absorption during use and the resulting cooling or heating can be continuously corrected via a heat exchanger. This redesigned machine can thus be used to ensure that the temperature of the substance to be treated always remains ·. the same and that the start-up phase is shortened during a product change when the optimal temperature values of the products do not match. In addition, the temperature makes it possible to adjust the viscosity of the substance.

3030

Valmistuksen yksinkertaistamiseksi ja sen sopeuttamiseksi tuotteiden osalta, joilla on hyvin erilaiset lämpötila-ja lämpömäärävaatimukset, määritellyn lämmönvaihtimen säätöalueella ilman ongelmia ja ennen kaikkea lyhyessä 35 ajassa, käsittää lämmönvaihdin keksinnön erään rakennemuodon mukaan vaihdinkammion, jossa on tulo ja meno vaihdinväliainetta varten, ja se on kiinnitetty ak- 92655 11 siaalisen tuloistukan laipan ja syöttöjohtoa varten tarkoitetun laipan väliin.In order to simplify the manufacture and adapt it for products with very different temperature and heat demand requirements in a defined heat exchanger control range without problems and above all in a short time, a heat exchanger according to an embodiment of the invention comprises an exchanger chamber with inlet and outlet for exchanger medium. - 92655 11 between the flange of the social inlet seat and the flange for the supply line.

Erään toisen rakennemuodon mukaan on lämmönvaihdinta si-5 särengaspinnastaan pidennetty putkenmuotoisen istukan avulla koneen aksiaalisuunnassa, jolloin istukka mahdollisesti ulottuu lämmönvaihtimen ulkopuolelle jommaltakum-malta tai kummaltakin puolelta ja tarvittavasta lämmön-vaihtopinnasta riippuen työntyy sisään tuloistukkaan jalo /tai syöttöjohtoon. Tämän roottori-staattori-koneen ra kenteen ansiosta on sen sopeuttaminen optimaalisten prosessi vaatimuksien mukaan mahdollinen laajalla lämpötila-alueella, koska ensinnäkin lämmönvaihtopinnat voidaan muotoilla tarvetta vastaaviksi ja toiseksi lämmönvaihdin 15 voidaan vaihtaa helposti ja ennen kaikkea nopeasti läm-mönvaihtimelle asetettavien vaatimusten mukaisesti, jolloin roottori-staattori-koneen seisonta-ajat jäävät erittäin lyhyiksi niin, että voidaan välttää kokonaisprosessin keskeyttämistä.According to another embodiment, the heat exchanger si-5 is extended from its annular surface by means of a tubular seat in the axial direction of the machine, the seat possibly extending outside the heat exchanger on either or both sides and depending on the required heat exchange surface. Thanks to the design of this rotor-stator machine, it is possible to adapt it to the optimal process requirements over a wide temperature range, firstly the heat exchange surfaces can be shaped as needed and secondly the heat exchanger 15 can be easily and above all quickly changed according to the requirements of the heat exchanger. the downtime of the stator machine remains very short so that interruption of the overall process can be avoided.

20 Näillä toimenpiteillä ei ole vain mahdollista parantaa koneen lämmittämistä ja jäähdyttämistä ja siten sen tehokkuutta, vaan sen lisäksi voidaan välittömästi vaikuttaa käsiteltävään aineeseen.20 Not only can those measures improve the heating and cooling of the machinery and thus its efficiency, but it can also have an immediate effect on the substance to be treated.

2525

Piirustuksen kuvioissa 1-10 on esitetty eräs keksinnön rakenne-esimerkki sekä esimerkkejä keksinnön mukaisten tunnusmerkkien rakenteesta, ja ne on selitetty lähemmin seuraavassa, jossa: 30Figures 1-10 of the drawing show an exemplary structure of the invention and examples of the structure of the features of the invention, and are explained in more detail below, in which:

Kuv. 1 esittää osapitkittäisleikkausta roottori-staattori-koneesta,Fig. 1 shows a partial longitudinal section of a rotor-stator machine,

Kuv. 2 esittää osaleikkausta roottorista, 35Fig. 2 shows a partial section of the rotor, 35

Kuv. 3 esittää roottorin takapintaa (kuvion 2 nuolen III suunnassa katsottuna), 5 12 92653Fig. 3 shows the rotor rear surface (viewed in the direction of arrow III of figure 2), May 12 92653

Kuv. 4 esittää nelikulmaisella laipalla ja sisäpuolisilla saranoilla, varustettua roottori-staattori-konetta edestä katsottuna,Fig. 4 shows a front view of a rotor-stator machine with a square flange and internal hinges,

Kuv. 5 esittää leikkausta kuvion 4 viivojen V-V mukaan,Fig. 5 shows a section along the lines V-V in Fig. 4,

Kuv. 6 esittää leikkausta kuvion 4 viivojen VI-VI mukaan, 10 Kuv. 7 esittää suurennettua leikkausta työkalujen kohdalta suuremmassa mittakaavassa,Fig. 6 shows a section along the lines VI-VI in Fig. 4, Fig. 7 shows an enlarged section for the tools on a larger scale,

Kuv. 8 esittää työkalujen erästä toista rakennemuotoa hampaan juuren osalta, 15Fig. 8 shows another embodiment of the tools with respect to the tooth root, 15

Kuv. 9 esittää leikkausta lämmönvaihtimella varustetusta roottori-staattori-koneesta; yläosastaan varustettu tekniikan tason mukaisella istukalla ja laipalla, alaosastaan nelikulmaisella laipalla, 20Fig. 9 shows a section of a rotor-stator machine with a heat exchanger; fitted at the top with a prior art seat and flange, at the bottom with a rectangular flange, 20

Kuv. 10 esittää suurennettua leikkausta lämmönvaihtimestaFig. 10 shows an enlarged section of the heat exchanger

Roottori-staattori-kone käsittää pesän 2, staattorin 8, joka samanaikaisesti muodostaa pesän 2 etuosan, roottorin 25 3 ja renkaat 11 ja 12, jotka leikkausvoimien kehittämi- « seksi on varustettu hammastuksilla vast, hammaskehäpro-fiileilla - varsinaisilla työkaluilla 25 ja 26. Staatto-rirenkaat 11a, 11b, 11c ja lld ovat kiinnitetyt staatto-riin 8, roottorirenkaat 12a, 12b, 12c ja 12d ovat kiinni-30 tetyt roottoriin 3, joka akselin 4 kautta saa käyttövoiman ei-esitetystä moottorista. Käsiteltävän aineen si-• säänkulku on merkitty viitteellä 5 ja se muodostuu staat- torista 8 sekä täksi muuttuvasta sisäänkulkuyhteestä 7. Viitteellä 6 merkitty aineen ulostulo vaihtuu ulostuloyh-35 teeksi 9 sekä laipaksi 10.The rotor-stator machine comprises a housing 2, a stator 8 which simultaneously forms the front part of the housing 2, a rotor 25 3 and rings 11 and 12, which are provided with teeth, toothed circumferential profiles - the actual tools 25 and 26 to generate shear forces. -ring rings 11a, 11b, 11c and 11d are attached to the stator 8, rotor rings 12a, 12b, 12c and 12d are attached to a rotor 3 which is driven by a motor (not shown) via a shaft 4. The inlet of the substance to be • treated is indicated by reference numeral 5 and consists of a stator 8 and an inlet connection 7 which changes to this. The outlet of the substance marked by reference 6 changes into outlet connection 35 and a flange 10.

Akselia 4 vastapäätä olevalla puolella on kotelo 2 varus- 13 92653 tettu otsapinnan puoleisella lovetuksella 52, johon kotelo-kannen muodostava staattori 8 on sijoitettu. Osakehältä 31 on staattori 8 kiinnitetty useammalla ruuvilla 23, jolloin tiivistys 40 tapahtuu koteloa vasten aksiaalisesti 5 ruuvien 23 ja erotussauman 32 välillä. Toisiaan vasten olevat staattorin 8 ja roottorin 3 pinnat ovat muodostetut portaattain staattorirenkaan 11 vastaavasti roottori-renkaan 12 vastaanottamiseksi.On the side opposite the shaft 4, the housing 2 is provided with a notch 52 on the end face side, in which the stator 8 forming the housing cover is placed. From the perimeter 31, the stator 8 is fastened by a plurality of screws 23, whereby the sealing 40 takes place axially against the housing 5 between the screws 23 and the separating seam 32. The opposing surfaces of the stator 8 and the rotor 3 are formed in stages to receive the stator ring 11, respectively, of the stator ring 11.

10 Piirustuksessa on esitetty esimerkkinä roottori- staattori-kone, jossa on neljä staattori- ja neljä root-torirengasta. Käsiteltävän aineen laadusta ja koostumuksesta ja työstötavasta riippuen voidaan käyttää muita rengaslukuja. Kukin staattorirengas 11a, 11b, 11c ja lld 15 on ulkokehästään varustettu olakkeella 15, jonka avulla kukin rengas on kiinnitetty aksiaalisuunnassa. Tämä tapahtuu siten, että vieressä oleva, suurempi rengas lepää tämän olakkeen päällä ja puristaa sitä seuraavaksi pienemmän renkaan olaketta vastaan. Sisin staattorirengas 20 lla lepää staattorin 8 tukirengaspinnalla 13. Puristusvoima kaikkia staattorirenkaita varten saadaan aikaan kiinnitysruuvien 19 avulla, jotka on sijoitettu uloimman staattorirenkaan lld olaketta pitkin. Roottorirenkaat 12a, 12b, 12c ja 12d puristuvat keskenään lujasti yhteen 25 samalla tavalla, mutta olakkeet 16 on tässä tapauksessa * muodostettu sisäkehälle siten, että kukin vieressä oleva pienempi rengas lepää tällä olakkeella ja puristaa sitä seuraavaksi suuremman renkaan olaketta vastaan. Uloin staattorirengas 12d lepää joko suoraan tai välirenkaan 33 30 kautta roottorin tukirengaspinnalla 14. Puristusvoima kaikkia roottorirenkaita 12 varten saadaan aikaan akselin 4 keskelle sisäänkierretyn ruuvin 22 avulla ja tämä voima siirtyy roottorikannen 20 rengaspinnan 21 kautta renkaaseen 12a ja sieltä muiden renkaiden 12b, 12c ja 12d kaut-35 ta roottoriin 3. Tämä tukeutuu akseliholkkia 24 vastaan.10 The drawing shows an example of a rotor-stator machine with four stator and four root stator rings. Depending on the nature and composition of the material to be treated and the method of processing, other ring numbers may be used. Each stator ring 11a, 11b, 11c and lld 15 is provided on its outer circumference with a shoulder 15 by means of which each ring is fixed in the axial direction. This is done so that the adjacent, larger ring rests on this shoulder and next presses it against the shoulder of the smaller ring. Inside, the stator ring 11a rests on the support ring surface 13 of the stator 8. The compressive force for all stator rings is provided by fixing screws 19 placed along the shoulder of the outer stator ring 11d. The rotor rings 12a, 12b, 12c and 12d are firmly pressed together 25 in the same way, but the shoulders 16 are in this case * formed on the inner circumference so that each adjacent smaller ring rests on this shoulder and subsequently presses it against the shoulder of the larger ring. The outermost stator ring 12d rests either directly or through the intermediate ring 33 30 on the rotor support ring surface 14. A compressive force for all rotor rings 12 is provided by a screw 22 screwed into the center 4 and transmitted through the ring surface 21 of the rotor cover 20 to the ring 12a and thence -35 ta to the rotor 3. This rests against the shaft sleeve 24.

Staattori- ja roottorirenkaat 11 ja 12 on varmistettu 92653 14 kiertymistä vastaan lukitustappien 17 ja 18 avulla, jotka on sijoitettu kohdakkain oleviin porauksiin 27 ja 28 staattoripuolella vast. 29 ja 30 roottoripuolella.The stator and rotor rings 11 and 12 are secured against rotation 92653 14 by means of locking pins 17 and 18 placed in aligned bores 27 and 28 on the stator side, respectively. 29 and 30 on the rotor side.

5 Kunkin renkaan 11 ja 12 sisäpäätypintaan on työstetty varsinaiset työkalut 25 ja 26, jotka ovat hampaita muodostavia lovetuksia vast, hammasprofiileja niin, että nämä ovat renkaanmuotoisesti lomittain.In the inner end face of each ring 11 and 12, the actual tools 25 and 26, which are notch-forming tooth-forming tooth profiles, are machined so that they are annularly interleaved.

10 Roottorin 3 sisäpinta 35 ja pesän 2 sisäseinämä 41 muodostaa raon 42, joka muodostuu teknisistä syistä. Jotta tähän rakoon ei kerääntyisi mitään ainetta, on roottorin takapinta varustettu urilla 36. Nämä urat saavat aikaan ulospäin suunnatun virtauksen, joka kuljettaa raossa ole-15 van aineen ulospäin, jolloin tähän rakoon siis ei voi kerääntyä mitään ainetta. Ulospäin suunnatulla virtauksella on lisäksi se etu, että akselin hoikin 24 ja roottorin 3 väliseen tiivisteeseen 43 kohdistuva painerasitus pienenee.The inner surface 35 of the rotor 3 and the inner wall 41 of the housing 2 form a gap 42 which is formed for technical reasons. In order to prevent any substance from accumulating in this gap, the rear surface of the rotor is provided with grooves 36. These grooves provide an outward flow which carries the substance in the gap outwards, so that no substance can accumulate in this gap. The outward flow further has the advantage that the pressure stress on the seal 43 between the shaft sleeve 24 and the rotor 3 is reduced.

2020

Kuvioissa 2 ja 3 esitetyssä rakenne-esimerkissä on esitetty neljä uraa 36, jotka lähtevät suoraan säteensuun-nassa välimatkan päässä roottorin keskipistestä. Eräs toinen, valmistuksen kannalta edullinen rakennemuoto on 25 sellainen, että urat jatkuvat akseliporauksen 4a ohi.In the structural example shown in Figures 2 and 3, four grooves 36 are shown which exit directly in the radial direction at a distance from the center of the rotor. Another construction-preferred construction is such that the grooves continue past the shaft bore 4a.

Käsiteltävän aineen laadusta, koostumuksesta ja konsis-tenssista riippuen voi muu uralukumäärä, esimerkiksi kaksi, kolme, viisi, kuusi uraa tai enemmän olla edullinen. Myös toisenlainen uran kulku, esimerkiksi kulmassa sädet-30 tä vastaan tai kaaressa voi olla edullinen käyttötapauksesta riippuen.Depending on the nature, composition and consistency of the substance to be treated, another number of grooves, for example two, three, five, six grooves or more, may be preferable. Also a different course of the groove, for example at an angle to the radii or in an arc, may be advantageous depending on the application.

• «• «

Kuvioiden 4-6 mukaisessa rakenne-esimerkissä on esitetty staattorin 8 muodostava pesän kansi, joka yhdessä neli-35 kulmaisen laipan kanssa muodostaa yksikön ja joka voidaan sijoittaa pesän 2 päätypuoleiseen syvennykseen 52. Pesän 2 ja pesän kannen vast, staattorin 8 välissä on 15 92653 tiiviste 40. Staattori 8 kiinnitetään pesään 2 ruuvien 23 avulla, jotka on viety staattorissa 8 olevien reikien 53 läpi ja ruuvattu kiinni pesässä 2 oleviin kierreporauk-siin 54. Pesän kannen vast, staattorin 8 yksinkertaiseksi 5 avaamiseksi ja sulkemiseksi käytetään saranoita 51, joiden avulla staattoria 8 voidaan kääntää kiinnitysruuvien 23 poistamisen jälkeen. Saranat 51 koostuvat toisaalta pesän 2 sisälle laakeroidusta ohjauspultista 37, jossa on saranalaippa 38, ja toisaalta saranapultista 39, joka on 10 kiinteästi yhdistetty pesän kanteen vast, staattoriin 8.The structural example according to Figures 4-6 shows a housing cover forming a stator 8, which together with a four- to 35-angled flange forms a unit and which can be placed in the end-side recess 52 of the housing 2. Between the housing 2 and the housing cover there is a seal 40. The stator 8 is fixed to the housing 2 by means of screws 23 passed through holes 53 in the stator 8 and screwed into the threaded bores 54 in the housing 2. Hinges 51 are used to simply open and close the housing cover, stator 8, by means of which the stator 8 can be turned after removing the fixing screws 23. The hinges 51 consist on the one hand of a guide bolt 37 mounted inside the housing 2 with a hinge flange 38 and on the other hand of a hinge bolt 39 fixedly connected 10 to the stator 8 of the housing cover.

Ohjauspultit 37 on aksiaalisesti siirrettävästi laakeroitu koneen pitkittäisakselin suuntaisissa pesän 2 porauksissa 44 oleviin laakereihin 45. Jotta ohjauspultit 37 voisivat siirtyä vain tietyn matkan aksiaalisuunnassa, ne 15 on sisäpäästään varustettu vastelaitteella 46. Vasteina toimivat laakerit 45, joihin ohjauspultit 37 on laakeroitu, jolloin vastelaitetta 46 varten tarkoitettujen sisälaakereiden 45 sisäpäätypinnat 55 muodostavat vasteen. Saranalaipat 38 on varustettu porauksilla 48 ja 20 ne viedään sisään pesän kannessa vast, staattorissa 8 olevaan syvennykseen 47. Porauksen 48 kanssa kohdakkain on sijoitettu staattorin 8 poraus 49 niin, että saranapultti 39 voidaan viedä kummankin porauksen 48 ja 49 läpi. Tämän toimenpiteen helpottamiseksi on pesän kan-25 teen vast, staattoriin 8 muodostettu toinen sisäsyvennys • 50 niin, että siinä on tilaa myös saranapultin 39 kantaa 56 varten.The guide bolts 37 are axially displaceably mounted on bearings 45 in the bores 44 of the housing 2 along the longitudinal axis of the machine. In order to move the guide bolts 37 only a certain distance in the axial direction, they 15 are provided at their inner end with a stop device 46. the inner end faces 55 of the inner bearings 45 referred to in The hinge flanges 38 are provided with bores 48 and are inserted into a recess 47 in the stator 8 of the housing cover, respectively. The bore 49 of the stator 8 is aligned with the bore 48 so that the hinge bolt 39 can be passed through both bores 48 and 49. To facilitate this operation, a second inner recess • 50 is formed in the stator 8 of the housing cover 25 so that it also has space for the base 56 of the hinge bolt 39.

Pesä 2 avataan poistamalla pesän kansi vast, staattori 8 30 seuraavalla tavalla:The housing 2 is opened by removing the housing cover, stator 8 30, as follows:

Aluksi poistetaan kiinnitysruuvit 23. Saranoiden 51 vuoksi staattori 8 vielä pysyy pesän syvennyksen 52 sisällä. Tämän jälkeen staattori 8 vedetään nuolen B suunnassa 35 irti pesästä 2 ja siten ulos pesän syvennyksestä 52 niin pitkälle, että vastelaitteet 46 tulevat kosketukseen laa-kereiden 45 sisäpäätypintojen 55 kanssa. Pesän kansi 16 92655 vast, staattori 8 sijaitsee tällöin niin etäällä pesästä 2, että sitä ilman muuta voidaan kääntää saranapulttien 39 akselin 57 ympäri. Sulkeminen tapahtuu tarkasti päinvastaisessa järjestyksessä.Initially, the fastening screws 23 are removed. Due to the hinges 51, the stator 8 still remains inside the recess 52 of the housing. After this, the stator 8 is pulled in the direction of arrow B 35 from the housing 2 and thus out of the housing recess 52 so far that the stop devices 46 come into contact with salt-kereiden 45 of inner end surfaces 55 with. The housing cover 16 92655 or stator 8 is then located so far from the housing 2 that it can of course be pivoted about the axis 57 of the hinge bolts 39. Closing takes place in exactly the reverse order.

55

Kuvioissa 7 ja 8 on esitetty esimerkkejä työkalujen keksinnön mukaisesta rakenteesta. Nämä muodostuvat pääasiassa staattorin 8 vast, roottorin 3 porrastetuista renkaista 11 ja 12, joihin on jyrsitty tai valettu työkalukammi-10 oita 71. Yksittäiset renkaat on varustettu syvennyksillä 60 ja 61, joihin vastapäätä olevat renkaat työntyvät sisään. Sekä staattori 8 että myös roottori 3 muodostavat työkalujensa kanssa teoreettisia, kartionmuotoisia ulkopintoja 66 ja 72, joihin syvennykset 60 ja 61 sijoittuvat 15 niin, että renkaat 11 ja 12 työkalukammioineen 71 asennettuina ovat lomittain. Pohjapintojen 58 ja 59 ja otsa-pintojen 63 vast. 62 väliin muodostuu tällöin raot 64 ja 65. Jos nämä raot 64 ja 65 ovat samansuuntaisia ja kuten tavallista,sijaitsevat sisältä ulospäin suoralla viival-20 la, virtaa osa aineesta matkallaan tulosta menoon - käsiteltävän aineen virtaus tapahtuu nuolen C suunnassa -lähes esteettä näiden rakojen läpi eikä tule käsitellyksi työkalujen avulla.Figures 7 and 8 show examples of the structure of tools according to the invention. These consist mainly of the staggered rings 11 and 12 of the stator 8 and the rotor 3, into which the tool chamber 10 has been milled or cast. The individual rings are provided with recesses 60 and 61 into which the opposite rings protrude. Both the stator 8 and the rotor 3 together with their tools form theoretical, conical outer surfaces 66 and 72, in which the recesses 60 and 61 are located 15 so that the rings 11 and 12 with their tool chambers 71 are interleaved. Bottom surfaces 58 and 59 and forehead surfaces 63 resp. 62 between the thus formed slits 64 and 65. If these slits 64 and 65 are parallel and, as usual, are located inside out by direct viival-20 Ia flows into the portion of the material way to the results cost - flow of material to be treated takes place in the direction of arrow C direction -lähes freely through these gaps and will not be handled by tools.

25 Raot 64 staattorirenkaiden 11 pohjapintojen 58 ja rootto-·. rirenkaiden 12 otsapintojen 63 välillä on keksinnön mu kaan porrastettu sisältä ulospäin. Sama pätee rakojen 65 osalta roottorirenkaiden 12 pohjapintojen 59 ja staattorirenkaiden 11 otsapintojen 62 välillä. Käsiteltävä aine 30 pakotetaan tällä tavalla muodostunutta mutkikasta rataa pitkin rengasvaiheesta rengasvaiheeseen. Raot 64 ja 65 voivat keksinnön mukaan muodostaa suoran ja/tai terävän kulman akselin 4 keskiakselin 4' kanssa. Kuviossa 7 on esitetty kaksi vaihtoehtoa: Raot 64 muodostavat terävän 35 kulman akselin 4' kanssa, raot 65 sen sijaan suoran kulman; myös yhdistelmä terävä- ja suorakulmaisesta järjestelystä on mahdollinen.25 Slits 64 in the bottom surfaces 58 and roots of the stator rings 11. between the end faces 63 of the ring rings 12 is stepped outwards from the inside according to the invention. The same applies to the gaps 65 between the bottom surfaces 59 of the rotor rings 12 and the end surfaces 62 of the stator rings 11. The substance to be treated 30 is forced along the winding path thus formed from the ring step to the ring step. According to the invention, the slots 64 and 65 can form a right and / or acute angle with the central axis 4 'of the shaft 4. Figure 7 shows two alternatives: the slits 64 form an acute angle 35 with the axis 4 ', the slots 65 instead forming a right angle; a combination of a sharp and rectangular arrangement is also possible.

17 9265317 92653

Oleellista on että raot 64 ja 65 eivät sijaitse samalla viivalla vast, suoralla sisältä ulospäin, vaan ovat keskenään porrastetut. Porrastettu järjestely voidaan saada 5 aikaan myös siten, että roottorirenkaiden 12 kuvitellusta teoreettisesta, kartionmuotoisesta ulkopinnasta 66 lähtien renkaiden 12c vast. 12b jne. otsapinnat 63a vast.It is essential that the slits 64 and 65 are not located on the same line, directly from the inside outwards, but are staggered with each other. The stepped arrangement 5 can also be obtained in such a way that, starting from the imagined theoretical, conical outer surface 66 of the rotor rings 12, the rings 12c resp. 12b, etc. end faces 63a resp.

63b jne. uloimmasta, ei esitetystä renkaasta 12d akselin 4' suunnassa on siirretty suurenevan mitan 67 vast. 68 10 verran ja siten muodostavat porrastuksen. Staattoriren-kaita 11 vastapäätä olevien roottorirenkaiden 12 syvennyksien 60 on oltava vastaavasti suurenevassa määrin porrastetut. Sama pätee rakojen 65 osalta roottorirenkaiden 12 pohjapintojen 59 ja staattorirenkaiden li otsapinto-15 jen 62 välillä.63b, etc. from the outermost ring 12d, not shown, in the direction of the axis 4 ', is moved by an increasing dimension 67 resp. 68 10 and thus form a staggering. The recesses 60 of the rotor rings 12 opposite the stator ring 11 must be correspondingly stepped to a corresponding degree. The same applies to the gaps 65 between the bottom surfaces 59 of the rotor rings 12 and the end surfaces 62 of the stator rings.

Yksittäiset renkaat 11 ja 12 on varustettu lisälovetuk-silla niin, että muodostuu yksittäisiä hampaita. Kunkin renkaan yksittäisten hammaslomien hammasjuuret 69 ja 70 20 on keksinnön mukaan muodostettu koveriksi. Tämän toimenpiteen avulla voidaan hampaat edullisesti valmistaa yksinkertaisen kiekkojyrsimen avulla.The individual rings 11 and 12 are provided with additional recesses so as to form individual teeth. According to the invention, the tooth roots 69 and 70 20 of the individual dentures of each ring are formed concave. By means of this operation, the teeth can advantageously be made by means of a simple disc mill.

Kuviossa 9 on esitetty erilaisia yhdistelmiä keksinnön 25 tunnusmerkeistä esimerkkien muodossa. Tulo 5 ja sen lä-: heisyyteen sijoitettu lämmönvaihdin 74 on yläpuolikkaas- sa tekniikan tämän hetken tasoa vastaavasti varustettu istukalla 7 ja laipalla 78, jolloin lämmönvaihtopinnan muodostava istukka 81 on toiselta puolelta kiinnitetty 30 lämmönvaihtimeen 74 ja työntyy sisään tuloistukkaan 7.Figure 9 shows various combinations of the features of the invention in the form of examples. The inlet 5 and the heat exchanger 74 located in its vicinity are provided with a seat 7 and a flange 78 in the upper half of the prior art, the seat 81 forming the heat exchange surface being fixed on the other side to the heat exchanger 74 and projecting into the inlet seat 7.

Kuviossa 1 esitettyyn rakenne-esimerkkiin verrattuna on * kiinnitysruuvit 19a ulointa staattorirengasta lld varten tässä tapauksessa viety ulkoapäin pesän kannen muodostavan staattorin 8a läpi.Compared to the construction example shown in Fig. 1, the fixing screws 19a for the outermost stator ring 11d are in this case passed from the outside through the stator 8a forming the housing cover.

Alapuolikkaassa on tulo 5 keksinnön mukaan muodostettu staattorin 8 kanssa yksikön muodostavan nelikulmaisen 35 92653 18 laipan avulla, mikä antaa koneelle hyvin edullisen tiiviin rakenteen. Kuvion 9 mukainen rakenne-esimerkki esittää renkaan 82 käyttämistä uloimman staattorirenkaan lld kiristämiseksi upotettujen kiinnitysruuvien 19 avulla ja 5 lisäjohtorenkaan 80 käyttämistä, jossa on ei esitetyt ohjauspinnat, sekä sisimmän roottorirenkaan 12a kiinnittämistä ruuvien 83 avulla erillisesti kiinnitetyn roottorin 3a takapuolelta. Tässä alapuolikkaassa on esitetty lämmönvaihtimen 74 rakenne, jossa on molemminpuoliset 10 lämmönvaihtopinnat.In the lower half, the inlet 5 according to the invention is formed with a stator 8 by means of a rectangular flange 35 92653 18, which gives the machine a very advantageous tight structure. The construction example according to Fig. 9 shows the use of a ring 82 for tightening the outer stator ring 11d by means of countersunk mounting screws 19 and 5 the use of an additional guide ring 80 with guide surfaces not shown, and the fastening of the inner rotor ring 12a by screws 83 from behind a separately mounted rotor 3a. This lower half shows the structure of a heat exchanger 74 with reciprocal heat exchange surfaces.

Kuviossa 10 on esitetty suurennettuna lämmönvaihdin 74, jossa on vaihtokammio 75, tulo 76, meno 77 vaihtoväli-ainetta varten ja lämmönvaihtopinnan muodostava, tässä 15 tapauksessa yksipuolinen ja tuloistukkaan 7 sisääntyönty- vä istukka 81 koneen laipan 78 ja syöttöjohdon 73 laipan 79 välissä.Fig. 10 is an enlarged view of a heat exchanger 74 with an exchange chamber 75, an inlet 76, an outlet 77 for the exchange medium and a heat exchange surface forming, in this case a one-sided seat 81 inserting into the inlet seat 7 between the machine flange 78 and the supply line 73 flange 79.

Claims

19 92653

A rotor-stator machine comprising a housing (2) having an axial inlet (5) for the material to be treated and a radial outlet (6) for the material to be treated and a frustoconical rotor (3) rotating in the housing, the jacket surface of which is provided coaxially with staggered rings (12) spaced apart from similar rings (11) attached to a stator (8) opposite the rotor, the rings (11, 12) having notches forming teeth, a machine housing (2) the stator (8) forming the second part is removable, the rings (11 and 12) supporting the actual tools (25) and (26) are placed in groove-shaped recesses, and the stator rings (11a, 11b, 11c and lld) in the stator (8) and the rotor rollers (12a, 12b, 12c and 12d) in the rotor (3) are secured against rotation, characterized in that the groove-shaped recesses for each ring are formed by the stator (8) or the rotor ( 3) by means of each adjacent ring, and that the stator rings (11) are pressed against each other from the outside inwards and from the inside of the rotor rings (12).

Machine according to Claim 1, characterized in that the rings (11 and 12) are centered in the stator (8) or in the rotor (3) by means of step-shaped turning in the machine axis and are held in place in the axial direction by means of shoulders (15 and 16). .

Machine according to Claim 1 or 2, characterized in that the tools (25 and 26) are fastened on one side to the free end surface of the rings (11 and 12, respectively). 92653 20

Machine according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the stator rings (11) and the rotor rings (12) are provided with support-side bores (28 and 30, respectively) which are aligned with the stator (8) or the rotor (3). with corresponding bores (27 and 29, respectively) in which locking pins (17 and 18, respectively) are placed.

Machine according to one of Claims 1 to 4, characterized in that each stator ring (11) is provided on its outer circumference with a shoulder (15) by means of which each ring is pressed against the shoulder of the adjacent smaller ring by means of an adjacent larger ring. against the support ring surface (13) of the stator (8) and that the outermost stator ring (lld) is fastened to the stator from its shoulder by means of fastening screws (19) which generate compressive forces.

Machine according to one of Claims 1 to 4, characterized in that each rotor ring (12) is provided on its inner circumference with a shoulder (16) by means of which each ring is pressed against the shoulder of the adjacent larger ring by means of an adjacent smaller ring. against the support ring surface (14) of the rotor (3) and that the compressive forces for all · rings are applied to the innermost rotor ring (12a).

Machine according to Claim 6, characterized in that a rotor cover (20) is fastened to the machine-side end of the rotor shaft (4), which rests on its annular surface (21) against the shoulder of the innermost rotor ring (12a) and is fastened by a central fastening screw (22) , which provides a tightening force for the rotor rings (12). . Machine according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the stator (8) is detachably connected to the machine housing (2) by means of a plurality of fastening screws (23), the housing edge (1) being tightly connected to the outer surface of the stator flange and these fastening screws are located on a partial circle (31) larger than the partial circle of the fastening screws (19) of the stator ring (lld) and larger than the diameter of the separating seam (32).

Machine according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the rear surface (35) of the rotor (3) is provided with grooves (36).

Machine according to Claim 9, characterized in that the stator (8), which simultaneously forms the housing cover, is provided with one or more axially displaceable guide bolts (37) in the housing (2) which form hinge flanges (38) which are pivotally mounted at their outer ends. to the hinge bolts (39) connected to the stator (8) of the housing cover, respectively.

Machine according to Claim 10, characterized in that the guide bolts (37) are arranged in the axial bores (44) by means of fixedly mounted bearings (45), the inner end of each guide bolt (37) being provided with a stop device (46). and the bearings (45) act in response to the pull-out guide bolts (37).

Machine according to one of Claims 10 or 11, characterized in that the hinge flanges (38) of the guide bolts (37) protrude into recesses (47) in the housing cover, stator (8) and the bore (48) of the hinge flange (38) and the housing the bore (49) of the stator (8) of the cover is aligned to receive the hinge bolt (39).

Machine according to one of Claims 10 to 12, characterized in that the inner surface of the stator (8) of the housing cover is provided with a recess (50) for each hinge bolt (39) for its insertion.

Machine according to one of Claims 10 to 13, characterized in that the hinge bolts (39) are clamped to the bores (49) of the stator (8) of the housing cover.

Machine according to Claim 10, characterized in that the housing cover, the stator (8) is provided on one side with two axially superimposed hinges (51) and on the other side with a control bolt for steering purposes only.

Machine according to one of Claims 1 to 15, characterized in that the bottom surfaces (58 and 59) of the stator rings (11) and the rotor rings (12) are provided with recesses and the rings (12 and 11) opposite these recesses (60 and 61), respectively. protrude into these recesses and that these rings (11 and 12) and the recesses (60 and 61) are designed to form stepped gaps (64 and 65) between the bottom surfaces (58 and 59) and the opposite end surfaces (63 and 62, respectively). ).

Machine according to Claim 16, characterized in that the bottom surfaces (58 and 59) of the rings (11 and 12) and the opposite end surfaces (63 and 62, respectively) are parallel and form the axis (4 ') of the shaft (4). with a straight or sharp angle.

Machine according to Claim 16 or 17, characterized in that the end faces (63) of the individual stator rings (11) are displaced from the imaginary, conical outer surface (66) of the rotor (3) from the outermost ring (11d) to the shaft (4). ) in the direction of the central axis (4 ') by an increasing dimension (67 and 68, respectively), i.e. stepwise, and the recesses (60) of the stator rings (11) associated with said rotor rings (12) are adapted accordingly.

Machine according to one of Claims 16 to 18, characterized in that the tooth roots (69 and 70) in the rings (11 and 12) are concave.

Machine according to one of Claims 1 to 19, characterized in that an annular heat exchanger (74) is arranged in the vicinity of the inlet seat (7) and the supply line (73) for the substance to be treated.

A machine according to claim 20, characterized in that the heat exchanger (74) comprises an exchanger chamber (75) with an inlet (76) and an outlet (77) for the exchanger medium.

Machine according to Claim 20 or 21, characterized in that the heat exchanger (74) is fastened between the flange (78) of the axial inlet seat (7) and the flange (79) for the supply line (73).

Machine according to one of Claims 20 to 23, characterized in that the heat exchanger (74) is extended from its inner annular surface by a tubular seat (81) in the axial direction of the machine.

A machine according to claim 23, characterized in that the seat (81) extends outside the heat exchanger (74) on one or both sides.

Machine according to Claim 24, characterized in that the seat (81) protrudes into the inlet seat (7) and / or the supply line (73).