JP2022523901A

JP2022523901A - 粉体と液体の混合装置のロータ及び粉体と液体の混合装置

Info

Publication number: JP2022523901A
Application number: JP2021539619A
Authority: JP
Inventors: マンケ、ダーヴィト; ゼーガー、ハンスペーター
Original assignee: イーストラルゲーエムベーハーマシーネンバオウントプロセステヒニーク
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2022-04-27
Anticipated expiration: 2040-01-14
Also published as: WO2020156806A1; EP3887030A1; DE102019102585A1; EP3887030B1; JP7313451B2; US20220008874A1

Abstract

【課題】スループットが比較的大きく粉体のへばりつきが比較的少ない粉体・液体混合装置の提供。
【解決手段】粉体と液体の混合装置のためのロータ。該ロータは、アウターブレード支持プレート（２１５）と、該アウターブレード支持プレート（２１５）に形成されており半径方向外方に位置し軸方向に延伸する複数のアウターブレード（１２７）と、該アウターブレード支持プレート（２１５）と中央部に設けられたシャフト受容部（１１７）の間の結合構造体（２０３）を有する。前記結合構造体は、前記アウターブレード支持プレート（２１５）と前記シャフト受容部（１１７）の間に延伸する複数の結合アーム（２０３）によって構成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、請求項１の上位概念部（前置部）に応じた粉体と液体の混合装置のためのロータに関する。

本発明は、更に、そのようなロータを有する、粉体と液体の混合装置に関する。

この種のロータは及びこの種の装置はＥＰ３０６９７８６Ａ１から既知である。既知のロータは、アウターブレード支持プレートと、該アウターブレード支持プレートに形成され半径方向外方に位置し軸方向に延伸する複数のアウターブレードを有する。更に、アウターブレード支持プレートと中央部に設けられたシャフト受容部との間の結合構造体として、アウターブレード支持プレートと比べて肉厚の楔形インナープレートが設けられている。

ＵＳ１８６２９０６Ａ及びＤＥ２９６０８７１３Ｕ１から、複数の結合アームを有するアウターブレード支持プレートを備えた構成された粉体と液体の混合装置のためのロータが知られている。

ＥＰ３０６９７８６Ａ１ＵＳ１８６２９０６ＡＤＥ２９６０８７１３Ｕ１

本発明の課題は、比較的大きな輸送量（スループット）と、粉体側へのへばりつき（Verkleben）に対する比較的小さな傾向（性質）を有する冒頭に記載したタイプのロータ及びそのようなロータを備えた装置を提供することである。

この課題は、冒頭に記載したタイプのロータが本発明に応じ請求項１の特徴部の特徴を有することによって解決される。

この課題は、本発明に応じた装置が請求項８の特徴部の特徴を有することによって解決される。

本発明に応じた結合構造体がアウターブレード支持プレートとシャフト受容部の間に延伸する複数の結合アームであって、軸方向における液体の比較的大きな輸送量（スループット）を形成する（結合アーム間の）中間に位置する自由領域（複数）を備えた複数の結合アームによって構成されることによって、比較的大きな液体表面及び液体の比較的大きな貫流速度（率）、従ってへばりつきの傾向が小さく全体として比較的大きな物質輸送量（スループット）が達成される。

本発明の目的に適する更なる形態は従属請求項の対象である。

本発明の目的に適する更なる形態及び利点は図面を参照した本発明の以下の実施例の説明から明らかになる。

本発明に応じたロータの一実施例を有する本発明に応じた装置の一実施例の部分分解斜視図。本発明に応じたロータの一実施例の斜視図。図２に示したロータの実施例の平面図。図２及び図３に示したロータの実施例の断面図。本発明に応じたロータの更なる一実施例の斜視図。本発明に応じたロータの更なる一実施例の斜視図。図６に示したロータの実施例の平面図。図６に示したロータの実施例の断面図。

図１は、本発明に応じた粉体と液体の混合装置の一実施例を部分分解斜視図で示す。図１に示した実施例は処理室ハウジング１０３を備えて構成されており、処理室ハウジング１０３内には、定置のステータ１０６が当該処理室ハウジング１０３（の内周面）に対向して配置されており、かつ、回転可能なロータ１０９がステータ１０６に対向して配置されている。

ステータ１０６は、全体的に（周方向に：umfaenglich）閉じられたシリンダ形状に構成されたリング状壁部材１１２を有し、リング状壁部材１１２は混合物貫流開口（複数）１１５を備えて構成されている。

ロータ１０９は、中央部に位置するシャフト受容部１１７の領域に配されたロータ固定ネジ１１８を介して、動力駆動可能な駆動シャフト１２１に結合されている。ロータ１０９は、半径方向内方に位置する複数の剪断ブレード１２４と、半径方向外方に位置する複数のアウターブレード１２７を有する。これらのブレードは、それぞれほぼ軸方向に延伸しかつそれらの間にリング状壁部材受容ギャップ１３０が形成されている。該ギャップには、ステータ１０６とロータ１０９が規定通りに配置されたとき、リング状壁部材１１２が嵌め込まれている。

更に、駆動シャフト１２１が部分的に液体供給室ハウジング１３３によって取り囲まれていることを図１から見出すことができる。液体供給室ハウジング１３３は処理室ハウジング１０３に密封的にフランジで固定されており、かつ、半径方向に配向された液体供給連結管１３６を備えて構成されている。液体供給連結管１３６を図１に不図示の液体供給輸送管に連結すると、液体は、剪断ブレード１２４（が位置する側）と（アウターブレード支持プレート２１５に関し）反対の側で、処理室ハウジング１０３へ供給可能になる。

液体供給室ハウジング１３３（が位置する側）と反対の側では、処理室ハウジング１０３に、処理室蓋１３９がフランジで固定されている。処理室蓋１３９は、軸方向に配向された粉体供給連結管１４２を備えて構成されている。粉体供給連結管１４２が図１に不図示の粉体供給輸送管に接続されると、剪断ブレード１２４に指向された側において、処理室ハウジング１０３に粉体が供給可能になる。

処理室ハウジング１０３は、また、半径方向に配向された混合物流出連結管１４５を有し、処理室ハウジング１０３内でステータ１０６とロータ１０９の協働の下で生成される粉体と液体の混合物が、混合物流出連結管１４５を介して、図１に不図示の混合物流出輸送管へ供給可能になる。

図２は、本発明に応じたロータ１０９の一実施例を斜視図で示す。このロータ１０９は、本発明に応じた装置において、とりわけ図１に示した相応の実施例において、使用可能である。本発明に応じたロータ１０９の図２に示した実施例は、図１に関連して既に説明した要素（複数）に加えて、結合構造体として、複数のウェブ状（ないし板片状）の（strebenartig）結合アーム２０３を有する。結合アーム２０３は、この実施例では、その中央領域にロータ固定ネジ１１８が配されている（１つの）（平）面に位置している。幾つかの結合アーム２０３には、半径方向外方に剪断ブレード（複数）１２４が形成されており（angeformt）、剪断ブレード１２４は軸方向において結合アーム２０３から離隔するよう延伸（軸方向突部を形成）している。

シャフト受容部１１７から星状に（概略半径方向外方ないし放射状に）離隔するよう延伸する結合アーム（複数）２０３間には、半径方向内方に先細になるよう構成された（複数の）液体流出領域２０６が、夫々同じ角度範囲にわたって延在し、結合アーム２０３の周にわたって規則的に（一定間隔で）分散配置されている自由領域（複数）として、設けられている。結合アーム２０３の半径方向外方の円周に位置する端面（複数）２０９は、この実施例では、半径方向においてアウターブレード（の内周面）１２７に対向している。

結合アーム２０３の半径方向外方に位置する端部（複数）には、剪断ブレード（複数）１２４とは反対の側に、軸方向に延伸する結合ウェブ（Verbindungsstege）（複数）２１２が形成されており、これらの結合ウェブ２１２の結合アーム２０３から離隔する側の端部（複数）にはアウターブレード支持プレート２１５が（一体的に）形成されている（angeformt）。アウターブレード支持プレート２１５は、円環の形態を有し、結合アーム２０３に対向し軸方向に平行にシフトされた（１つの）（平）面に配されており、そのため、隣り合う結合ウェブ２１２間には夫々１つの液体貫流チャンネル２１８が形成されている。

アウターブレード支持プレート２１５はアウターブレード（複数）１２７を担持し、アウターブレード１２７は、実質的に直方体の形状に構成され、その長辺が半径方向において延伸し、軸方向においてはアウターブレード支持プレート２１５から、結合アーム２０３の反対側に位置する剪断ブレード１２４の上面２２１に位置する（対応する）（平）面まで延伸する。

剪断ブレード（複数）１２４は、この実施例では、夫々、鋭角三角形の形状の楔の基本形態で構成されており、この楔の先端領域は半径方向内方を指向している。この場合、各楔形剪断ブレード１２４の半径方向外方を指向する終端壁（Abschlusswand）２２４は、結合アーム２０３の端面２０９の周に対応する半径で丸められるよう形成されている。そのような剪断ブレード１２４の各々の側壁２２７、２３０は（それぞれ）平面的に形成されており、かつ、鋭角的に互いに接近して結合し、前端部としての、軸方向に延伸するシャープな（鋭い）前縁（フロントエッジ）２３３を形成する。

図２から明らかなように、実線の矢印２３６で示されたロータ１０９の規定通りの回転方向Ｒにおいて、（剪断ブレードの）前縁２３３が、主成分が破線の矢印２３９で示され回転方向Ｒに或る半径方向成分だけ追加された（外方に示された）（回転方向Ｒと）反対方向の混合時の流動方向Ｆに関して、前方に（先頭に）位置するよう、楔形剪断ブレード１２４は半径方向に対して配向（調整）されて（angestellt）いる。

かくして、流体力学的にリーサイド（Leeseite：風下側ないし下流側）に即ち主流動方向を基準として背面側に位置する後側側壁２３０に対する効果的な後流（Hinterstroemung）が層流成分（複数）を伴って生成し、そのため、後側側壁２３０における妨害的な積着及び付着の危険が低下する。

後側側壁２３０における妨害的な積着及び付着の危険の更なる低下のために、及び、混合プロセスを実行する際の粉体と液体の混合物をリング状壁部材１１２の方向へ効果的（効率的）に方向転換するために、流動方向Ｆに関して前側の側壁２２７が流動方向Ｆに関して後側の側壁２３０よりも前縁２３３を通過する直径に対しよりフラットになるよう（より傾斜が小さくなるよう）構成されていると目的に適する。

積着耐性及び付着に対する抵抗性を更に改善するために、後側側壁２３０から結合アーム２０３への移行（部）は移行領域２４２において丸みが付けられるよう構成されている。

図２に示した実施例では、楔形剪断ブレード１２４は、半径方向において、アウターブレード１２７に直接的に対向している。かくして、比較的大きな剪断作用（効果）と、積着及び付着を回避する又は少なくとも連続運転のために許容可能な程度に維持（抑制）する（表面）接触流動（Anstroemung）が生じる。

図３は、本発明に応じたロータ１０９の図２に示した実施例を平面図で示す。図３から分かるように、楔形に構成された剪断ブレード１２４はその前縁２３３が回転方向Ｒ（矢印）へかつ流動方向Ｆ（矢印）に向かって前方に（先頭に）位置するよう構成（配向）されて（angestellt）おり、そのため、流動方向Ｆに関し後側に位置する側壁２３０は、シャフト受容部１１７と前縁２３３を通過し一点鎖線３０３によって示されたアウターブレード支持プレート２１５の直径Ｄに対し相対的に大きな角度α、例えば直角をなすよう配向（構成）されており、他方、流動方向Ｆに関し前側に位置する側壁２２７は、角度αに対しより小さな角度βでアウターブレード支持プレート２１５のこの直径Ｄに対し斜めに、従って、流動方向Ｆへ向かってよりフラットになるよう構成（配向）されている。

かくして、前側側壁２２７において、粉体と液体の混合のために、ステータ１０６のリング状壁部材１１２は混合物貫流開口１１５を貫流するための半径方向外方への効果的（効率的）な方向転換が生じ、従って、極めて有効（効率的）な混合挙動が得られ、他方、後側側壁２３０に沿った流れは、この領域における積着及び付着の回避ないし抑制に役立つ少なからぬ層流成分を有する。

更に、図３に示した記載から明確に理解できるように、液体流出領域２０６は軸方向において、結合アーム２０３のアウターブレード支持プレート２１５を指向する側から結合アーム２０３の剪断ブレード１２４を担持する側への直接的な移行（部）を形成する（即ち、連通空間を形成する）。かくして、［液体の］比較的大きな輸送量（スループット）と液体の存在が達成される。

図４は、本発明に応じたロータ１０９の図２及び図３を用いて説明した実施例を図３のＩＶ－ＩＶ線断面図で示す。図４の記載から見出すことができるように、ロータ１０９は、図４に不図示の駆動シャフト１２１を受容するようかつ該シャフトをロータ固定ネジ１１８によって固定するよう構成された駆動シャフト受容スリーブ４０３を有する。

図４から更に分かるように、一方では、流体力学的自由領域として作用する（機能する）液体流出領域２０６によって、軸方向において、結合アーム２０３の両側間の直接的な連通が形成されるのに対し、他方では、液体貫流チャンネル２１８を通るロータ固定ネジ１１８に境を接する駆動シャフト受容スリーブ４０３の領域での半径方向における液流の一部の方向反転（転換）後、ステータ１０６を規定通りに配置したときに剪断ブレード１２４とアウターブレード１２７の間に形成されるリング状壁部材受容ギャップ１３０内に位置する図４に不図示のリング状壁部材１１２の方向へ直接的に液体の貫流が形成される。

液体流出領域２０６の（流れ断面の）サイズ（大きさ）を変更することによって、液体流出領域２０６を通って流出し、液体貫流チャンネル２１８を通って半径方向に貫流する液体の割合は、比較的大きなスループット（の達成）に加えて、とりわけ粉体側への比較的大きな液体取り込み（侵入）による粉体のへばりつき（Verkleben）に対する比較的小さな傾向（性質）を達成するために、その都度達成されるべき混合結果に適合されることができる。

図５は、本発明に応じたロータ１０９の更なる一実施例を斜視図で示す。本発明に応じたロータ１０９の図２、図３及び図４を用いて説明した実施例と本発明に応じたロータ１０９の図５を用いて説明する実施例において、互いに対応する構成要素には同じ図面参照符号が付されており、従って、以下においては詳細には説明されていない。

本発明に応じたロータ１０９の図５を用いて説明する実施例は、本発明に応じたロータ１０９の図２～図４を用いて説明した実施例と比べると、楔形剪断ブレード１２４がアウターブレード１２７に対し周方向にずらされている点において、変形されている。図５に示した実施例では、楔形剪断ブレード１２４は周方向において（隣り合う）アウターブレード１２７間に位置している。かくして、ロータ１０９の回転方向（Ｒ）において楔形剪断ブレード１２４がアウターブレード１２７の後側に配置されていることによって、比較的大きな粉体吸引速度が生じる。

図６は、本発明に応じたロータ１０９の更なる一実施例を斜視図で示す。本発明に応じたロータ１０９の図２～図５を用いて説明した実施例と本発明に応じたロータ１０９の図６を用いて説明する実施例において、互いに対応する構成要素には同じ図面参照符号が付されており、従って以下において詳細には説明されていない。

図６に示したロータ１０９は、既に説明した実施例（複数）とは異なり、アウターブレード支持プレート２１５に形成されたアウターブレード１２７のみを有し、他方、結合アーム（複数）２０３はアウターブレード（複数）１２７の軸方向においてアウターブレード支持プレート２１５から離れるように延伸し、（互いに対し）（所定の）角度をなすよう構成（配向）されて（angestellt）おり、かつ、アウターブレード１２７が位置する側に（隆起する）ドーム状部（Kuppel）６０３を形成している。ドーム状部６０３の隆起領域にはシャフト受容部１１７とロータ固定ネジ１１８が配されている。

図７は、本発明に応じたロータ１０９の図６を用いて説明した実施例を平面図で示す。図７から分かる通り、このロータ１０９は、極めて大きく（深く）半径方向内方に及ぶ（達する）液体流出領域（即ち、流れ断面）２０６と、星形（ないし略放射状に）に配置され比較的細い（filigran）結合アーム（複数）２０３を有し、従って、軸方向において流出する比較的大きな量（割合）の液体を提供すると共に、粉体のへばりつきの傾向（性質）がこの実施例では格別に小さいという結果をもたらす。

図８は、本発明に応じたロータ１０９の図６及び図７を用いて説明した実施例を図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線断面図で示す。図８から分かるように、ドーム状部６０３（の上端）は軸方向においてアウターブレード１２７の高さのほぼ真ん中あたりに位置付けられている。更に分かるように、駆動シャフト受容スリーブ４０３はその外側においてドーム状部６０３に境を接するその領域が丸み（角取り）が付けられており、そのため、この場合、駆動シャフト受容スリーブ４０３の付近をよぎって半径方向外方へ流れる液体の部分は、アウターブレード１２７の方向において半径方向外方へ方向転換する。（液体の）この部分は、斜設された結合アーム２０３によって提供される顕著な（ausgepraegt）剪断作用を受ける。

１０６ステータ
１０９ロータ
１１２リング状壁部材
１１５混合物貫流開口
１１７シャフト受容部
１２４剪断ブレード
１２７アウターブレード
２０３結合アーム
２０５結合構造体
２１２結合ウェブ
２１５アウターブレード支持プレート
６０３ドーム状部

Claims

粉体と液体の混合装置のためのロータであって、
該ロータは、アウターブレード支持プレート（２１５）と、該アウターブレード支持プレート（２１５）に形成されており半径方向外方に位置し軸方向に延伸する複数のアウターブレード（１２７）と、該アウターブレード支持プレート（２１５）と中央部に設けられたシャフト受容部（１１７）の間の結合構造体（２０３）を有し、
前記結合構造体は、前記アウターブレード支持プレート（２１５）と前記シャフト受容部（１１７）の間に延伸する複数の結合アーム（２０３）によって構成されていること
を特徴とするロータ。
請求項１に記載のロータにおいて、
前記アウターブレード支持プレート（２１５）と前記結合アーム（２０３）の間に、軸方向に延伸する結合ウェブ（２１２）が形成されていること
を特徴とするロータ。
請求項１又は２に記載のロータにおいて、
前記結合アーム（２０３）は軸方向に対し直角に配向された面に位置していること
を特徴とするロータ。
請求項１又は２に記載のロータにおいて、
前記結合アーム（２０３）は、軸方向に対し角度をなすよう構成されて（angestellt）おり、及び、前記シャフト受容部（１１７）が配された隆起部を有するドーム状部（６０３）を形成していること
を特徴とするロータ。
請求項１～４の何れかに記載のロータにおいて、
結合アーム（２０３）には、シャフト受容部（１１７）の半径方向外方に配置された剪断ブレード（１２４）が形成されていること
を特徴とするロータ。
請求項１～５の何れかに記載のロータにおいて、
前記結合アーム（２０３）は半径方向においてアウターブレード（１２７）と面一になっていること
を特徴とするロータ。
請求項１～５の何れかに記載のロータにおいて、
前記結合アーム（２０３）は周方向において前記アウターブレード（１２７）に対しずらされていること
を特徴とするロータ。
粉体と液体を混合するための装置であって、
該装置は、請求項１～７の何れかに記載のロータ（１０９）を有し、
結合アーム（２０３）の異なる複数の側において粉体と液体の供給が行われること
を特徴とするロータ。
請求項８に記載の装置において、
複数の混合物貫流開口（１１５）を有するリング状壁部材（１１２）を備えるステータ（１０６）が設けられており、
該リング状壁部材（１１２）はロータ（１０９）のアウターブレード（１２７）の半径方向内側に配置されていること
を特徴とする装置。