SE511230C2 - Anordning vid behandling av material i en behållare, speciellt vid dispergering eller homogenisering av vätskor eller suspension av fasta ämnen i vätskor - Google Patents

Description

511 238 lO l5 20 30 35 2 in i kanalerna, sedan genom hålen till cylinderns utsida, därefter genom de avlånga hålen i kåpan, och slutligen ut ur ett utlopp i höljet. Under denna väg utsätts vätskorna för skjuvkrafter.

Vid en annan känd anordning är två koncentriska cy- lindrar anordnade roterbart relativt varandra i exempel- vis en tank. Cylindrarna har genomgående urtag och är an- ordnade så nära varandra att en saxliknande funktion åstadkoms när de roteras relativt varandra. Vätska som utsätts för denna saxliknande verkan påverkas av stora skjuvkrafter.

Det finns flera nackdelar med den ovan beskrivna kända tekniken. Anordningarna innefattar flera relativt varandra rörliga delar, mellan vilka mycket små avstånd tillåts för att erhålla de stora skjuvkrafterna. Tole- ranserna är därmed små i både tillverkningen av de en- skilda delarna och vid monteringen.

Om olika delar under rotation råkar i kontakt finns risk för avgivande av partiklar, vilka kan förorena väts- kan som ska blandas. Om kontakten blir kraftig finns dessutom risk för allvarliga skador på anordningen.

Eftersom flera delar måste utformas, monteras och fås att samverka med stor precision, för att den önskade effekten ska uppnås, blir anordningarna dyra att tillver- ka och underhålla.

De små utrymmen som bildas mellan de olika delarna är dessutom svåra att rengöra. Partiklar och trögflytande vätska kan fastna och täppa till, vilket försämrar funk- tionen.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att till- handahålla en anordning vid behandling i behållare som åstadkommer effektiv blandning, dispergering och/eller homogenisering av vätskor i ovan nämnda situationer, utan behov av ett stort moment. Med vätska åsyftas här alla flytande ämnen och även partiklar av fasta ämnen däri. l0 15 20 25 30 35 511 230 3 Ett andra ändamål med uppfinningen är att tillhanda- hålla en anordning vid behandling i behållare som är lätt att rengöra.

Ett tredje ändamål med uppfinningen är att till- handahålla en anordning vid behandling i behållare som inte har flera relativt varandra rörliga delar.

Ett fjärde ändamål med uppfinningen är att till- handahåla en anordning vid behandling i behållare som är billig och enkel att tillverka.

Dessa ändamål uppnås enligt uppfinningen med en an- ordning av det inledningsvis angivna slaget, som känne- tecknas av att behandlingselementet är väsentligen rör- formigt och har flera urtag med skarpa kanter, vilka vid behandlingselementets rotation är förbara genom materia- let i behållaren för att överföra skjuvkrafter till detta material.

Vid rotation av behandlingselementet i vätska upp- står motstånd från de skarpa kanternas rörelse genom vätskan. På grund av kanternas skärpa påverkar denna rö- relse vätskan med skjuvkrafter, och det moment som er- fordras för rotation av behandlingselementet överförs följaktligen i mycket hög grad som skjuvkrafter till vätskan.

Behandlingselementet är företrädesvis cylindriskt, och roterbart kring sin centrumaxel. Motstånd mot rota- tionen uppstår då nästan uteslutande från de skarpa kan- terna, eftersom behandlingselementet i övrigt är rota- tionssymmetriskt.

Behandlingselementet kan vidare utformas i flera se- parata delar. Till exempel kan det utgöras av flera cy- lindersektorer, eller av flera koncentriska cylindrar.

Vidare kan behandlingselementets ena eller båda ändar ha inåtriktade flänsar. Alternativt kan behandlingselementet ha en tunnformig kontur, med mindre radie i ändarna än däremellan. Vätska som pressas mot behandlingselementets mantelyta har då svårare att strömma axiellt utmed be- 10 l5 20 25 30 35 511 230 4 handlingselementets mantelyta och över dess kant, och tvingas istället passera genom urtagen.

Urtagen kan vidare förses med skovelorgan med myn- ningar i behandlingselementets rotationsriktning, vilka mynningar har skarpa kanter. Skovelorganen är företrädes- vis anordnade på behandlingselementets insida. Skovelor- ganen pressar under rotation vätska från behandlingsele- mentets insida genom urtagen till behandlingselementets utsida. Skovelorganen bidrar dessutom till att bringa vätskan i rotation, så att centripetalkraft transporterar vätska radiellt ut mot och igenom urtagen i behandlings- elementets mantelyta. Sammantaget erhålls en pumpeffekt, där vätska fås att strömma förbi de skarpa kanterna.

Behandlingselementet anordnas företrädesvis på en omrörare med flera radiellt utåtriktade vingar. Lämpligen monteras behandlingselementet vid vingarnas spetsar, så att behandlingselementet bildar en cylindrisk inneslut- ning av omröraren. Vingarna orsakar en rotationsrörelse av vätskan, så att centripetalkraft transporterar vätska och partiklar radiellt ut från omrörarens nav. Flodet ge- nom urtagen, och därmed förbi de skarpa kanterna, blir därmed större.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade schematiska rit- ningar, på vilka: Fig.l ovanifrån visar en för närvarande speciellt föredragen utföringsform av anordningen enligt uppfin- ningen, _ Fig.2 visar en förstoring av det i Fig.l markerade området II, Fig.3 visar anordningen enligt Fig.l från sidan och monterad på en elektrisk motor, Fig.4 visar en förstoring av det i Fig.3 markerade området IV, och 10 15 20 25 30 35 511 230 5 Fig.5 visar en längdsektion av en behållare, med an- ordningen enligt Fig.3 anordnad vid bottnen av behålla- ren.

Beskrivning av en föredragen utföringsform I Fig.5 visas en behållare avsedd för blandning av vätskor, lämpligen en tank 1 av plåt eller plast, före- trädesvis rostfritt stål eller liknande. Tanken 1 har ett cirkulärt urtag 2, vari har anordnats en cirkulär skiva 3 med en in i tanken sig sträckande hankoppling 4. En runt skivan löpande fläns 5 är fäst, lämpligen fastsvetsad, i urtagets 2 kant.

Skivan 3 är vidare monterad, exempelvis fastskruvad, på en företrädesvis elektrisk motor 6, vars axel sträcker sig från tankens 1 utsida och är ansluten till hankopp- lingen 4. I tanken är på hankopplingen 4 roterbart anord- nat en omrörare 7, som via en magnetdrift av känt utfö- rande kan motta moment från motorn 6.

Motorn 6 behöver inte vara elektriskt driven utan kan alternativt vara exempelvis pneumatiskt eller hydrau- liskt driven. Likaså kan motorn 6 driva omröraren 7 di- rekt, dvs ej via magnetdrift, och dessutom kan det mellan motorn och omröraren finnas en växellåda för önskad ut- växling mellan omrörarens och motorns varvtal. Istället för att ha motorn 6 placerad på det visade sättet kan den vara placerad på avstånd från tanken 1 och driva omrörar- en 7 via exempelvis en remdrift eller liknande kraftöver- föring.

Omröraren 7 har radiellt utåtriktade vingar 8, vilka är något vinklade i axiell led. Vid ändarna 9 av dessa vingar är monterat, företrädesvis genom svetsning, ett behandlingselement 10 enligt föreliggande uppfinning.

I den föredragna utföringsformen har behandlingsele- mentet 10 formen av en cylindrisk ring 1 företrädesvis gjord i tunn plåt av företrädesvis rostfritt stål eller liknande. Ringens 10 mantelyta 15 har flera genomgående hål 11 med skarpa kanter 12. I den föredragna utförings- 10 15 20 25 30 35 511 230 6 formen är hålen 11 placerade i axiellt löpande rader, med växelvis fyra eller fem hål i varje rad.

Ringen 10 kan tillverkas till exempel genom att hål- en ll stansas ut ur en plåtremsa, som sedan böjs utefter långsidorna till en ring. Skarven som bildas när de båda kortsidorna möts kan sedan svetsas ihop.

Hålen kan också utgöras av maskorna i ett nät, som är format genom utdragning av ett material med genomgåen- de slitsar som utgör de skarpa kanterna.

Vid varje hål 11 är skovlar 13, med skarpa kanter 14, utformade på ringens 10 insida. Dessa skovlar 13 bil- das företrädesvis vid utstansningen av hålen 11.

När motorn 6 såsom nämnts via magnetdrift eller lik- nande driver omröraren 7, roteras ringen 10 kring sin centrumaxel. Skovlarna 13 förs härvid genom vätskan med mynningarna i rotationsriktningen A och deras skarpa ”I kanter 14 överför en del av omrörarens I moment i form av skjuvkraft till vätskan. Skovlarna 13 transporterar vidare vätskan från ringens 10 insida, genom hålen 11 i mantelytan 15, till ringens 10 utsida. Hålens 11 skarpa kanter 12 överför på samma sätt som skovlarnas 13 skarpa kanter 14 skjuvkrafter till vätskan.

Omrörarens 7 vingar 8 sätter vätskan i roterande rö- relse, så att den av centripetalkraften pressas ut mot ringens 10 mantelyta. Denna roterande rörelse förstärks vid ringens 10 insida, där skovlarna 13 bidrar till att bringa vätskan i rotation.

Sammantaget erhålls en pumpeffekt, där vätska som innesluts av den roterande ringen 10 hålls i rotation och därför av centripetalkraften pressas ut mot ringens 10 insida. Skovlarna 13 bidrar till denna effekt, och trans- porterar sedan vätskan från ringens 10 insida, genom nål- en 11, till ringens 10 utsida. De skarpa kanterna 14 i skovlarnas mynningar och de skarpa hålkanterna 12 överför W moment till "I härvid en del av omrörarens I vätskan i form av skjuvkrafter. 10 15 pfnn~ «,.\1f-.-, 511 230 7 Skjuvkrafterna åstadkommer en effektiv blandning av vätskor, även vid dispergering eller homogenisering av vätskor som ej går i lösning, samt vid suspension av ett fast ämne i vätska.

Det inses att många modifieringar av den ovan be- skrivna utföringsformen är möjliga inom uppfinningens ram såsom definierad av de efterföljande patentkraven.

Exempelvis kan hålens placering liksom antalet hål varieras. Vidare kan en skovel vara utformad så att den sträcker sig över flera hål. ' Vidare kan ringen vara tunnformig, eller uppvisa in- àtriktade flänsar i en eller båda ändarna, för att däri- genom motverka att vätska pressas axiellt utmed mantely- tan, utan istället passerar genom hålen.

Dessutom kan behandlingselementet bestå av flera se- parata delar, exempelvis flera koncentriska ringar.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 511 230 8 PATENTKRAV

1. Anordning vid behandling av material i en behållare (1), speciellt vid dispergering eller homogensering av vätskor, eller suspension av fasta ämnen innefattande ett i behållaren (1) (10), i vätskor, roterbart anbragt behandlingselement kärnietec:knaci av att behandlingselementet (10) är väsentligen rörformigt och roterbart kring sin centrumaxel, samt i sin mantelyta (15) har flera urtag (11) med skarpa kanter (12), vilka vid behandlingselementets rotation är förbara genom materialet i behållaren för att överföra skjuvkrafter till detta material.

2. Anordning enligt krav 1, (10)

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad æfatt behandlingselementet är väsentligen cylindriskt. kännetecknad av att behandlingselementet (10) utgörs av åtminstone två separata delar.

4. Anordning enligt något av föregående krav, kärinet:ec} åtminstone en ände med en inåtriktad fläns.

5. Anordning enligt något av föregående krav, (10) med mindre radie i ändarna än kär1net:ec} tunnformig kontur, däremellan.

6. Anordning enligt något av föregående krav, kärinet:ec} (13), med mynningar i behandlingselementets rotationsriktning (A), vilka mynningar har skarpa kanter (14).

7. Anordning enligt krav 6, käruietec:knací av att (13) (15)

8. Anordning enligt något av kraven 1-5, skovlarna är belägna på mantelytans insida. kärniete<:kna som är format genom utdragning av ett material med genomgående slitsar, vilka utgör de skarpa kanterna.

9. Anordning enligt något av föregående krav, käïinet:ec)uiad av att behandlingselementet (10) är 511 230 9 anbragt på en omrörare (7) med vingar (8), vilken via magnetdrift är drivbar medelst en elektrisk motor (6) på behållarens (l) utsida.

10. Anordning enligt krav 9, kännetecknad av att omrörarens (7) vingar (8) är radiellt utåtriktade och behandlingselementet (10) är anbragt på dessa vingars (8) yttre ändar (9).