WO2017125117A1 - Vorrichtung zum herstellen einer lösung - Google Patents

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WO2017125117A1
WO2017125117A1 PCT/EP2016/001993 EP2016001993W WO2017125117A1 WO 2017125117 A1 WO2017125117 A1 WO 2017125117A1 EP 2016001993 W EP2016001993 W EP 2016001993W WO 2017125117 A1 WO2017125117 A1 WO 2017125117A1
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product
housing
mixing chamber
chamber
sieve
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PCT/EP2016/001993
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English (en)
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Inventor
Bernhard Diel
Original Assignee
Sartorius Stedim Biotech Gmbh
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F21/00—Dissolving
    • B01F21/10—Dissolving using driven stirrers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B01F25/52—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle with a rotary stirrer in the recirculation tube
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    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
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    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
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    • B01F27/50—Pipe mixers, i.e. mixers wherein the materials to be mixed flow continuously through pipes, e.g. column mixers
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    • B01F27/81—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow
    • B01F27/811—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow with the inflow from one side only, e.g. stirrers placed on the bottom of the receptacle, or used as a bottom discharge pump
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7174—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pistons, plungers or syringes

Definitions

  • the invention relates to a device for producing a solution from a
  • the powdery product and a solvent having a housing having a product chamber, wherein the product chamber forms a variable reservoir for the powdery product by a longitudinally displaceable punch, and with a subsequent mixing chamber, in addition to the powdery product from the product chamber via an inflow the Solvent can be supplied and from the drainage via a solution, the solution is dissipatable, wherein between mixing chamber and
  • Product chamber is arranged a sieve.
  • the device comprises a housing with a product chamber which forms a variable reservoir for the powdered product between a sieve plate and a piston which can be displaced in its longitudinal direction.
  • the housing then has a mixing chamber to which the solvent can be supplied via an inflow and from which the solution can be discharged via an outflow.
  • the disadvantage here is that the pressed into the mixing chamber powdery product is dissolved only inadequately by a spray nozzle arranged in the mixing chamber and spraying solvent. In addition, with this device can not or only insufficiently on different Lenseeigenschaften and tendency to clumping, the Product to be reacted.
  • a further disadvantage is that the known mixing chamber on the side facing away from the product chamber, that is, in the vertical direction below, is open. As a result, a closed and dust-free work is not guaranteed.
  • Polymer solutions of a solvent and polymer powder disclosed.
  • a mixing container is fed via a screw conveyor from an open product container with the addition of compressed air from a compressor, the polymer powder.
  • the solvent is supplied to the mixing vessel via a feed line, thereby producing a mixed vortex which, however, dissolves the polymer powder only insufficiently, so that the mixture is still supplied to a downstream centrifugal pump.
  • the centrifugal pump brings by rotation of their pump blades undissolved particles of the polymer powder in solution before the polymer solution is transferred by a discharge in a storage container.
  • an additional mixer for terminating the solution process is arranged in the storage container.
  • Another disadvantage here is that the powdery product introduced into the mixing chamber is only insufficiently dissolved in the mixing chamber. Due to the additional pumps required, the device is relatively complicated and expensive. As a result, the device is not suitable for disposing of the parts in contact with the product
  • the mixing chamber has a rotational body rotatable about the longitudinal axis of the housing, that the rotational body has a plurality of brushes on its lower surface facing the sieve, transverse to the housing longitudinal axis, and that the rotary body is driven by a drive arranged outside the housing.
  • Rotary body and a drive shaft of the drive arranged a releasable coupling. This allows the drive to be easily detached from the housing and reused.
  • the coupling is designed, for example, as a magnetic coupling.
  • Magnetic coupling has the advantage that it can be dispensed with a passage through the housing for the drive shaft and thus that the closure and, if necessary, the sterility of the housing is maintained. But it is also possible, for example, to form the clutch as an easily releasable form-fitting coupling for a positive connection.
  • the rotary body is designed as a pump impeller of a centrifugal pump, wherein via the impeller
  • Liquid can be sucked in centrally and ejected via radial openings.
  • Under central aspirated is also to be understood as suction via one or more suction openings arranged on the underside of the impeller.
  • the rotary body is formed as a brush head having in addition to its lower surface on its peripheral surface a plurality of brushes.
  • the screen is designed as a screen basket, which surrounds the rotational body on the lower surface and laterally.
  • the sieve basket can be arranged instead of the sieve arranged between the mixing chamber and the product chamber or in addition to the sieve.
  • a pump upstream of the inflow to the mixing chamber, a pump upstream.
  • Recirculation line opens into an arranged upstream of the pump and the inflow inlet pipe, and wherein the branch has a back-flow or recirculation line releasing and upstream of the drain line separation filter or a filter plate.
  • the dividing screen or the filter plate can be designed as a helical screen. This oblique screen can work in the style of a cross-flow filter and not completely dissolved particulate components separated from the liquid flow and return via the return or recirculation line back into the inflow, so there again mixed by the turbulence of the rotating body not yet dissolved particulate components and be solved.
  • the housing is formed by a head part with the mixing chamber and a bottom part with the product chamber, wherein the head part and the bottom part via a clamping connection,
  • a so-called "tri-clamp” compound (according to DIN 32676), are interconnected.
  • the housing is formed by a bottom part with the mixing chamber and a head part with the product chamber, wherein, as in the aforementioned embodiment, with inverse orientation of head and bottom part, the head part and the bottom part via a clamping connection, for example, a so-called “Tri” Clamp “connection (according to DIN 32676), connected to each other.
  • the punch is formed as a disc-shaped bottom part, which is sealed at its peripheral surface relative to the adjacent housing inner wall by a seal.
  • the object is further achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 10, characterized in that the mixing chamber a to the longitudinal axis of the
  • Pump impeller of a centrifugal pump is designed so that via the impeller fluid is sucked centrally and via radial openings, that the rotation body is driven by an outside of the housing arranged drive, that the inflow to the mixing chamber upstream of a pump is upstream, that the downstream drain a branch is downstream, that the branch is connected to a drain line on the one hand and with a return or recirculation line on the other hand, that the return or recirculation line opens into an arranged between the pump and the inflow inlet pipe, and that the branch a the return or
  • Recirculation line releasing and the discharge line upstream separating screen (or filter plate upstream), which is formed as a slant screen.
  • the inclined sieve acts, as described above, in the manner of a cross-flow filter, wherein not completely dissolved particulate components are separated from the liquid flow and returned to the inflow and further into the mixing chamber to again by the turbulence in the Mixing chamber arranged impeller to be mixed and dissolved.
  • FIG. 1 a side view in section of an apparatus for producing a solution with a pump impeller as a rotary body and brushes; a side view in section of another device corresponding to FIG. 1 with a diagonal sieve in a branch downstream of the drain, and arranged in front of the pump rear or
  • a device 1 for producing a solution 2 from a pulverulent product 3 and a solvent 4 consists of a housing 5 with a mixing chamber 6, a product chamber 7, a sieve 8 and a rotary body 9.
  • the housing 5 consists of a head part 10 with the mixing chamber 6 and a bottom part 11 with the
  • the head part 10 and the bottom part 11 are connected to each other via a clamping connection 12 which is formed in the embodiments as a tri-clamp connection according to DIN 32676. Between the mixing chamber 6 and the
  • the sieve 8 is arranged.
  • the sieve is 8 arranged or fixed in the head part 10, but may in principle be arranged or fixed in the bottom part 1 1.
  • the arrangement of mixing chamber 6 and product chamber 7 can also be inverted, ie. H. the housing 5 has a bottom part 1 1 with the mixing chamber 6 and a head part 10 with the product chamber 7 (not shown).
  • the head part 10 has an inflow 13 as a radial access for the solvent 4 to the mixing chamber 6. Furthermore, the head part 10 has a drain 14 as a radial outlet for the solution 2 from the mixing chamber 6.
  • rotary body 9 is arranged in the vertical direction above the screen 8. At its lower surface 16 facing the wire 8, the rotary body 9 has a plurality of brushes 17.
  • the rotary body 9 is connected via a releasable coupling 18 to a drive shaft 38 of a drive 19 arranged outside the housing 5.
  • the coupling 18 can be designed as a form-locking coupling 20 or, according to FIG. 3, as a magnetic coupling 21.
  • the rotary body 9 is formed as a pump 22 corresponding to a centrifugal pump, so that at least one suction port (not shown) on the lower surface 16 via the impeller 22 liquid (solvent 4 or mixture of solution 2 and
  • powdery product 3 and solvent 4) can be sucked in centrally and ejected via radial openings 23.
  • a pump 25 is arranged upstream of the inflow 3 upstream in an inflow line 24 connected to the inflow 13.
  • the drain 14 is downstream of a branch 26, wherein the branch 26 on the one hand with a downstream drain line 27 and on the other with a return or recirculation line 28 is connected.
  • the return or recirculation line 28 opens into the inflow line 24 before the pump 25.
  • the branch 26 has a separating sieve 29 releasing the return or recirculation line 28, which is upstream of the outflow line 27 and which is designed as an oblique sieve.
  • the rotary body 9 ' is designed as a brush head 30, which has a plurality of brushes 17 on its lower surface 16 ' and a plurality of brushes 31 on its circumference.
  • the screen 8 is in this case connected to a screen basket 32, which surrounds the brush head 30 on the lower surface 16 and laterally on the circumference.
  • the inflow 13 to the mixing chamber 6 upstream of a pump 25 is upstream.
  • the sieve 8 is additionally arranged between the mixing chamber 6 and the product chamber 7.
  • Product chamber 7 a in its longitudinal direction, which lies with the longitudinal axis 15 of the housing 5 in cover, displaceable punch 33.
  • the stamp 33 is as a
  • the powdery product 3 is forced through the sieve 8 into the mixing chamber 6 and mixed with the flowing through the inflow 13 solvent 4 by means of the rotating body rotation 9, 9 'and dissolved, so that over the Outflow 4 the solution 2 can drain.
  • Input pressure gauge 40 an input pressure P e in the inflow 13 and via a
  • Output pressure gauge 41 in the outflow 14 an output pressure P a determined and forwarded to the control unit 39. Furthermore, the tax and
  • Control unit 39 with a arranged in the return or recirculation line 28 Pressure control valve 42, the drive 19 of the rotary body 9 and connected to a punch drive, not shown, for controlling the punch feed of the punch 33.
  • FIGS. 1 and 3 can also be controlled and regulated by a control and regulating unit, not shown there, with regard to punch advance and rotational speed in accordance with the exemplary embodiments of FIGS. 2 and 4.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zum Herstellen einer Lösung (2) aus einem pulverförmigen Produkt (3) und einem Lösungsmittel (4), mit einem eine Produktkammer (7) aufweisenden Gehäuse (5), wobei die Produktkammer (7) durch einen in ihrer Längsrichtung verschiebbaren Stempel (33) ein variables Reservoir für das pulverförmige Produkt (3) bildet, und mit einer anschließenden Mischkammer (6), der neben dem pulverförmigen Produkt (3) aus der Produktkammer (7) über einen Zufluss (13) das Lösungsmittel (4) zuführbar ist und aus der über einen Abfluss (14) die Lösung (2) abführbar ist, wobei zwischen Mischkammer (6) und Produktkammer (7) ein Sieb (8) angeordnet ist. Die Mischkammer weist (6) einen um die Längsachse (15) des Gehäuses (5) rotierbaren Rotationskörper (9, 9') auf, welcher an seiner dem Sieb (8) zugewandten, quer zur Längsachse (15) verlaufenden Unterfläche (16, 16') eine Mehrzahl von Bürsten (17) aufweist, und der von einem außerhalb des Gehäuses (5) angeordneten Antrieb (19) angetrieben wird.

Description

Vorrichtung zum Herstellen einer Lösung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Lösung aus einem
pulverförmigen Produkt und einem Lösungsmittel, mit einem eine Produktkammer aufweisenden Gehäuse, wobei die Produktkammer durch einen in ihrer Längsrichtung verschiebbaren Stempel ein variables Reservoir für das pulverförmige Produkt bildet, und mit einer anschließenden Mischkammer, der neben dem pulverförmigen Produkt aus der Produktkammer über einen Zufluss das Lösungsmittel zuführbar ist und aus der über einen Abfluss die Lösung abführbar ist, wobei zwischen Mischkammer und
Produktkammer ein Sieb angeordnet ist.
Stand der Technik
Aus der US 9 022 642 B2 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Lösung
(Waschmittellösung) aus einem pulverförmigen Produkt (Waschmittelpulver) bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einer Produktkammer, die zwischen einer Siebplatte und einem in ihrer Längsrichtung verschiebbaren Stempel ein variables Reservoir für das pulverförmige Produkt bildet. An die Produktkammer anschließend weist das Gehäuse eine Mischkammer auf, der über einen Zufluss das Lösungsmittel zuführbar und aus der über einen Abfluss die Lösung abführbar ist.
Nachteilig dabei ist, dass das in die Mischkammer gedrückte pulverförmige Produkt durch eine in der Mischkammer angeordnete und Lösungsmittel versprühende Sprühdüse nur unzureichend aufgelöst wird. Zudem kann mit dieser Vorrichtung nicht bzw. nur unzureichend auf unterschiedliche Löseeigenschaften und Neigung zum Verklumpen, des Produktes reagiert werden. Nachteilig ist weiterhin, dass die bekannte Mischkammer auf der der Produktkammer abgewandten Seite, d. h. in vertikaler Richtung unten, offen ist. Dadurch ist ein geschlossenes und staubfreies Arbeiten nicht gewährleistet.
Weiterhin ist aus der US 5 344 619 A eine Vorrichtung zur Herstellung von
Polymerlösungen aus einem Lösungsmittel und Polymerpulver offenbart. Dabei wird einem Mischbehälter über eine Förderschnecke aus einem offenen Produktbehälter unter Zusatz von komprimierter Luft aus einem Kompressor das Polymerpulver zugeführt.
Gleichzeitig wird dem Mischbehälter über eine Zuführleitung das Lösungsmittel zugeführt und dabei ein Mischstrudel erzeugt, der allerdings das Polymerpulver nur unzureichend auflöst, sodass das Gemisch noch einer nachgeschalteten Zentrifugalpumpe zugeführt wird. Die Zentrifugalpumpe bringt durch Rotation ihrer Pumpenblätter ungelöste Partikel des Polymerpulvers in Lösung, bevor die Polymerlösung durch eine Ableitung in einen Lagerbehälter überführt wird. Dabei ist im Lagerbehälter noch ein zusätzlicher Mischer zur Beendigung des Lösungsprozesses angeordnet.
Nachteilig ist auch hier, dass das in die Mischkammer eingebrachte pulverförmige Produkt in der Mischkammer nur unzureichend aufgelöst wird. Durch die zusätzlich benötigten Pumpen ist die Vorrichtung relativ kompliziert und kostenintensiv aufgebaut. Dadurch ist die Vorrichtung nicht geeignet, um die produktberührten Teile als Einwegteile
auszubilden. Auch ist mit dieser bekannten Vorrichtung ein staubfreies Arbeiten nicht gewährleistet.
Aufgabenstellung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Vorrichtungen so zu verbessern und zu vereinfachen, dass zum einen ein staubfreies Arbeiten ermöglicht wird und dass zum anderen wirtschaftlich sinnvoll die produktberührten Teile als Einwegteile verwendet werden können. Des Weiteren soll der Löseprozess durch geeignete
Prozesssteuerung in der Lage sein, flexibel und spezifisch auf zu erwartende
Unterschiede im Löseverhalten des Produktes zu reagieren. Darlegung der Erfindung
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Mischkammer einen um die Längsachse des Gehäuses rotierbaren Rotationskörper aufweist, dass der Rotationskörper an seiner dem Sieb zugewandten, quer zur Gehäuselängsachse verlaufenden Unterfläche eine Mehrzahl von Bürsten aufweist, und dass der Rotationskörper von einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Antrieb angetrieben wird.
Dadurch, dass die Produktkammer und die Mischkammer ein gemeinsames Gehäuse aufweisen, ist ein staubfreies Arbeiten ohne Kontamination der Umgebung durch
Staubemissionen möglich. Überraschend hat sich zudem gezeigt, dass durch die Verwendung eines rotierenden Rotationskörpers mit Bürsten an seiner Unterfläche eine vollständige Lösung des pulverförmigen Produktes möglich ist. Dadurch wird die
Vorrichtung erheblich vereinfacht und die produktführenden Teile können problemlos als Einwegteile verwendet werden.
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen dem
Rotationskörper und einer Antriebswelle des Antriebs eine lösbare Kupplung angeordnet. Damit kann der Antrieb problemlos vom Gehäuse gelöst und wieder verwendet werden.
Die Kupplung ist dabei beispielsweise als eine Magnetkupplung ausgebildet. Die
Magnetkupplung hat den Vorteil, dass auf einen Durchgang durch das Gehäuse für die Antriebswelle verzichtet werden kann und dass somit die Geschlossenheit und wenn erforderlich auch die Sterilität des Gehäuses gewahrt bleibt. Es ist aber beispielsweise auch möglich, die Kupplung als eine leicht lösbare Formschlusskupplung für eine formschlüssige Verbindung auszubilden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rotationskörper als ein Pumpenrad einer Kreiselpumpe ausgebildet, wobei über das Pumpenrad
Flüssigkeit zentral ansaugbar und über radiale Öffnungen ausstoßbar ist. Unter zentral ansaugbar soll dabei auch ein Ansaugen über eine oder mehrere an der Unterseite des Pumpenrades angeordnete Ansaugöffnungen verstanden werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rotationskörper als ein Bürstenkopf ausgebildet, der zusätzlich zu seiner Unterfläche an seiner Umfangsfläche eine Mehrzahl von Bürsten aufweist. Als besonders günstig hat sich dabei erwiesen, dass das Sieb als ein Siebkorb ausgebildet ist, der den Rotationskörper an der Unterfläche und seitlich umgibt. Der Siebkorb kann dabei anstelle des zwischen Mischkammer und Produktkammer angeordneten Siebes oder zusätzlich zum Sieb angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dem Zufluss zur Mischkammer stromaufwärts eine Pumpe vorgelagert.
Dabei ist es besonders günstig, wenn dem Abfluss stromabwärts ein Abzweig
nachgelagert ist, der mit einer Abflussleitung einerseits und mit einer Rück- oder
Rezirkulationsleitung andererseits verbunden ist, wobei die Rück- oder
Rezirkulationsleitung in eine vor der Pumpe und dem Zufluss angeordnete Zuflussleitung mündet, und wobei der Abzweig ein die Rück- oder Rezirkulationsleitung freigebendes und der Abflussleitung vorgelagertes Trennsieb oder eine Filterplatte aufweist. Das Trennsieb oder die Filterplatte kann dabei als ein Schrägsieb ausgebildet sein. Dieses Schrägsieb kann im Stile eines Cross-Flow-Filters arbeiten und noch nicht vollständig gelöste partikuläre Bestandteile von dem Flüssigkeitsstrom trennen und über die Rück- oder Rezirkulationsleitung wieder in die Zuflussleitung zurückführen, damit dort erneut durch die Verwirbelung des Rotationskörpers noch nicht gelöste partikuläre Bestandteile vermischt und gelöst werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Gehäuse von einem Kopfteil mit der Mischkammer und einem Bodenteil mit der Produktkammer gebildet, wobei das Kopfteil und das Bodenteil über eine Klemmverbindung,
beispielsweise eine sogenannte„Tri-Clamp" -Verbindung (nach DIN 32676), miteinander verbunden sind. Bei einer alternativen Ausführungsform wird das Gehäuse von einem Bodenteil mit der Mischkammer und einem Kopfteil mit der Produktkammer gebildet, wobei wie bei der vorgenannten Ausführungsform mit inverser Orientierung von Kopf- und Bodenteil das Kopfteil und das Bodenteil über eine Klemmverbindung, beispielsweise eine sogenannte „Tri-Clamp"-Verbindung (nach DIN 32676), miteinander verbunden sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stempel als ein scheibenförmiges Bodenteil ausgebildet, das an seiner Umfangsfläche gegenüber der benachbarten Gehäuseinnenwandung durch eine Dichtung abgedichtet ist.
Die Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 10 weiterhin dadurch gelöst, dass die Mischkammer einen um die Längsachse des
Gehäuses rotierbaren Rotationskörper aufweist, dass der Rotationskörper als ein
Pumpenrad einer Kreiselpumpe ausgebildet ist, dass über das Pumpenrad Flüssigkeit zentral ansaugbar und über radiale Öffnungen ausstoßbar ist, dass der Rotationskörper von einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Antrieb angetrieben wird, dass dem Zufluss zur Mischkammer stromaufwärts eine Pumpe vorgelagert ist, dass dem Abfluss stromabwärts ein Abzweig nachgelagert ist, dass der Abzweig mit einer Abflussleitung einerseits und mit einer Rück- oder Rezirkulationsleitung andererseits verbunden ist, dass die Rück- oder Rezirkulationsleitung in eine zwischen der Pumpe und dem Zufluss angeordnete Zuflussleitung mündet, und dass der Abzweig ein die Rück- oder
Rezirkulationsleitung freigebendes und der Abflussleitung vorgelagertes Trennsieb (oder vorgelagerte Filterplatte) aufweist, das (die) als ein Schrägsieb ausgebildet ist.
Überraschend hat sich gezeigt, dass auch bei Verwendung eines Pumpenrades ohne Bürsten in Verbindung mit einer Rück- oder Rezirkulationsleitung und einem Schrägsieb im Abzweig eine ausreichende Auflösung von pulverförmigen Produkten mit den oben geschilderten Vorteilen erreicht wird.
Das Schrägsieb wirkt, wie oben geschildert, nach Art eines Cross-Flow-Filters, wobei noch nicht vollständig gelöste partikuläre Bestandteile von dem Flüssigkeitsstrom getrennt und wieder in die Zuflussleitung und weiter in die Mischkammer zurückgeführt werden, um dort erneut durch die Verwirbelung des in der Mischkammer angeordneten Pumpenrades vermischt und gelöst zu werden. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
Kurzbeschreibunq der Zeichnungen
eine Seitenansicht im Schnitt einer Vorrichtung zum Herstellen einer Lösung mit einem Pumpenrad als Rotationskörper und Bürsten; eine Seitenansicht im Schnitt einer weiteren Vorrichtung entsprechend Fig. 1 mit einem Schrägsieb in einem dem Abfluss nachgeschalteten Abzweig, und einer vor der Pumpe angeordneten Rück- oder
Rezirkulationsleitung; eine Seitenansicht im Schnitt einer weiteren Vorrichtung mit einem Bürstenkopf mit Bürsten als Rotationskörper in einem Siebkorb und einer einem Zufluss vorgelagerten Pumpe und eine Seitenansicht im Schnitt einer weiteren Vorrichtung entsprechend Fig. 2, jedoch ohne Bürsten.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Eine Vorrichtung 1 zum Herstellen einer Lösung 2 aus einem pulverförmigen Produkt 3 und einem Lösungsmittel 4 besteht aus einem Gehäuse 5 mit einer Mischkammer 6, einer Produktkammer 7, einem Sieb 8 und einem Rotationskörper 9.
Entsprechend den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 besteht das Gehäuse 5 aus einem Kopfteil 10 mit der Mischkammer 6 und aus einem Bodenteil 11 mit der
Produktkammer 7. Das Kopfteil 10 und das Bodenteil 11 sind über eine Klemmverbindung 12, die in den Ausführungsbeispielen als eine Tri-Clamp-Verbindung nach DIN 32676 ausgebildet ist, miteinander verbunden. Zwischen der Mischkammer 6 und der
Produktkammer 7 ist das Sieb 8 angeordnet. In den Ausführungsbeispielen ist das Sieb 8 im Kopfteil 10 angeordnet oder fixiert, kann aber grundsätzlich auch im Bodenteil 1 1 angeordnet oder fixiert sein.
Alternativ zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 kann die Anordnung von Mischkammer 6 und Produktkammer 7 auch invertiert sein, d. h. das Gehäuse 5 weist ein Bodenteil 1 1 mit der Mischkammer 6 und ein Kopfteil 10 mit der Produktkammer 7 auf (nicht dargestellt).
Das Kopfteil 10 weist einen Zufluss 13 als radialen Zugang für das Lösungsmittel 4 zur Mischkammer 6 auf. Weiterhin weist das Kopfteil 10 einen Abfluss 14 als radialen Ausgang für die Lösung 2 aus der Mischkammer 6 auf. In der Mischkammer 6 ist der um die Längsachse 15 des Gehäuses 5 rotierbare Rotationskörper 9 in vertikaler Richtung oberhalb des Siebs 8 angeordnet. An seiner dem Sieb 8 zugewandten Unterfläche 16 weist der Rotationskörper 9 eine Mehrzahl Bürsten 17 auf. Der Rotationskörper 9 ist über eine lösbare Kupplung 18 mit einer Antriebswelle 38 eines außerhalb des Gehäuses 5 angeordneten Antriebs 19 verbunden. Die Kupplung 18 kann entsprechend den Figuren 1 , 2 und 4 als Formschlusskupplung 20 oder entsprechend Figur 3 als Magnetkupplung 21 ausgebildet sein.
Entsprechend den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 , 2 und 4 ist der Rotationskörper 9 als ein Pumpenrad 22 entsprechend einer Kreiselpumpe ausgebildet, so dass über mindestens eine nicht dargestellte Ansaugöffnung an der Unterfläche 16 über das Pumpenrad 22 Flüssigkeit (Lösungsmittel 4 oder Gemisch aus Lösung 2 und
pulverförmigem Produkt 3 und Lösungsmittel 4) zentral ansaugbar und über radiale Öffnungen 23 ausstoßbar ist.
Entsprechend den Figuren 1 und 2 weist das Pumpenrad 22 an seiner Unterfläche 16 die Bürsten 17 auf, während entsprechend dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 das Pumpenrad 22 / der Rotationskörper 9 keine Bürsten aufweist.
Entsprechend den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 4 ist dem Zufluss 3 stromaufwärts in einer mit dem Zufluss 13 verbundenen Zuflussleitung 24 eine Pumpe 25 vorgelagert. Dem Abfluss 14 ist stromabwärts ein Abzweig 26 nachgelagert, wobei der Abzweig 26 einerseits mit einer nachgelagerten Abflussleitung 27 und andererseits mit einer Rück- oder Rezirkulationsleitung 28 verbunden ist. Die Rück- oder Rezirkulationsleitung 28 mündet vor der Pumpe 25 in die Zuflussleitung 24. Der Abzweig 26 weist ein die Rück- oder Rezirkulationsleitung 28 freigebendes Trennsieb 29 auf, das der Abflussleitung 27 vorgelagert ist und welches als ein Schrägsieb ausgebildet ist.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist der Rotationskörper 9' als ein Bürstenkopf 30 ausgebildet, der zum einen an seiner Unterfläche 16' eine Mehrzahl von Bürsten 17 und zum anderen an seinem Umfang eine Mehrzahl von Bürsten 31 aufweist. Das Sieb 8 ist hierbei mit einem Siebkorb 32 verbunden, der den Bürstenkopf 30 an der Unterfläche 16 und seitlich am Umfang umgibt. Dem Zufluss 13 zur Mischkammer 6 ist stromaufwärts eine Pumpe 25 vorgelagert. Im Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zwischen Mischkammer 6 und Produktkammer 7 das Sieb 8 angeordnet.
Das Bodenteil 1 1 der Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 4 weist in seiner
Produktkammer 7 einen in ihrer Längsrichtung, die mit der Längsachse 15 des Gehäuses 5 in Deckung liegt, verschiebbaren Stempel 33 auf. Der Stempel 33 ist als ein
scheibenförmiges Bodenteil 34 ausgebildet, das an seiner Umfangsfläche 35 gegenüber der benachbarten Gehäuseinnenwandung 36 durch eine Dichtung 37 abgedichtet ist. Durch den verschiebbaren Stempel 33 wird in der Produktkammer 7 ein variables Reservoir für das pulverförmige Produkt 3 gebildet.
Durch Verschieben des Stempels 33 in Richtung Mischkammer 6 wird das pulverförmige Produkt 3 durch das Sieb 8 in die Mischkammer 6 gedrückt und mit dem über den Zufluss 13 zufließenden Lösungsmittel 4 mit Hilfe des rotierenden Rotationskörpers 9, 9' vermischt und aufgelöst, so dass über den Abfluss 4 die Lösung 2 abfließen kann.
Mit Hilfe einer Steuer- und Regeleinheit 39 kann der Zufluss des Lösungsmittels 4, die Zuführung des pulverförmigen Produktes 3 über den Stempelvorschub des Stempels 33, und die Mischung über die Rotationsgeschwindigkeit des Antriebs 9 und damit des Rotationskörpers 9, 9' gesteuert werden. Hierzu kann beispielsweise über einen
Eingangsdruckmesser 40 ein Eingangsdruck Pe im Zufluss 13 und über einen
Ausgangsdruckmesser 41 im Abfluss 14 ein Ausgangsdruck Pa ermittelt und an die Steuer- und Regeleinheit 39 weitergeleitet werden. Weiterhin ist die Steuer- und
Regeleinheit 39 mit einem in der Rück- oder Rezirkulationsleitung 28 angeordneten Druckregelventil 42, dem Antrieb 19 des Rotationskörpers 9 und mit einem nicht dargestellten Stempelantrieb zur Steuerung des Stempelvorschubs des Stempels 33 verbunden.
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben.
Insbesondere lassen sich die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 und 3 ebenfalls von einer dort nicht dargestellten Steuer- und Regeleinheit in Hinblick auf Stempelvorschub und Rotationsgeschwindigkeit entsprechend den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 4 steuern und regeln.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 Lösung
3 pulverförmiges Produkt
4 Lösungsmittel
5 Gehäuse
6 Mischkammer von 5
7 Produktkammer von 5
8, 8' Sieb
9, 9' Rotationskörper
10 Kopfteil von 5
11 Bodenteil von 5
12 Klemmverbindung
13 Zufluss von 10
14 Abfluss von 10
15 Längsachse von 5
16, 16' Unterfläche
17 Bürste
18 Kupplung
19 Antrieb
20 Formschlusskupplung
21 Magnetkupplung
22, 22' Pumpenrad von 9
23 radiale Öffnung
24 Zuflussleitung
25 Pumpe
26 Abzweig
27 Abflussleitung
28 Rück- oder Rezirkulationsleitung
29 Trennsieb
30 Bürstenkopf 31 Bürste
32 Siebkorb
33 Stempel
34 Bodenteil von 33
35 Umfangsfläche
36 Gehäuseinnenwandung von 5
37 Dichtung von 34
38 Antriebswelle von 19
39 Steuer- und Regeleinheit
40 Eingangsdruckmesser
41 Ausgangsdruckmesser
42 Druckregelventil
Pe Eingangsdruck
Pa Ausgangsdruck

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Herstellen einer Lösung (2) aus einem pulverförmigen Produkt (3) und einem Lösungsmittel (4), mit einem eine Produktkammer (7) aufweisenden Gehäuse (5), wobei die Produktkammer (7) durch einen in ihrer Längsrichtung verschiebbaren Stempel (33) ein variables Reservoir für das pulverförmige Produkt (3) bildet, und mit einer anschließenden Mischkammer (6), der neben dem pulverförmigen Produkt (3) aus der Produktkammer (7) über einen Zufluss (13) das Lösungsmittel (4) zuführbar ist und aus der über einen Abfluss (14) die Lösung (2) abführbar ist, wobei zwischen Mischkammer (6) und Produktkammer (7) ein Sieb (8) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mischkammer (6) einen um die Längsachse (15) des Gehäuses (5) rotierbaren Rotationskörper (9, 9') aufweist,
dass der Rotationskörper (9, 9') an seiner dem Sieb (8) zugewandten, quer zur Längsachse (15) verlaufenden Unterfläche (16, 16') eine Mehrzahl von Bürsten (17) aufweist, und
dass der Rotationskörper (9, 9') von einem außerhalb des Gehäuses (5)
angeordneten Antrieb (19) angetrieben wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch ,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Rotationskörper (9, 9') und einer Antriebswelle (38) des
Antriebs (19) eine lösbare Kupplung (18) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplung (18) als eine Magnetkupplung (21) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rotationskörper (9) als ein Pumpenrad (22) einer Kreiselpumpe
ausgebildet ist und
dass über das Pumpenrad (22) Flüssigkeit zentral ansaugbar und über radiale Öffnungen (23) ausstoßbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Rotationskörper (9') als ein Bürstenkopf (30) ausgebildet ist, der zusätzlich zu seiner Unterfläche (16') an seiner Umfangsfläche eine Mehrzahl von Bürsten (31) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sieb (8) als ein Siebkorb (32) ausgebildet ist, der den Rotationskörper (9') an der Unterfläche (16') und seitlich umgibt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Zufluss (13) zur Mischkammer (6) stromaufwärts eine Pumpe (25) vorgelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Abfluss (14) stromabwärts ein Abzweig (26) nachgelagert ist,
dass der Abzweig (26) mit einer Abflussleitung (27) einerseits und mit einer Rück- oder Rezirkulationsleitung (28) andererseits verbunden ist,
dass die Rück- oder Rezirkulationsleitung (28) in eine vor der Pumpe (25) angeordnete Zuflussleitung (24) mündet, und
dass der Abzweig (26) ein die Rück- oder Rezirkulationsleitung (28) freigebendes und der Abflussleitung (27) vorgelagertes Trennsieb (29) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trennsieb (29) als ein Schrägsieb ausgebildet ist.
10. Vorrichtung zum Herstellen einer Lösung (2) aus einem puiverförmigen Produkt (3) und einem Lösungsmittel (4), mit einem eine Produktkammer (7) aufweisenden Gehäuse (5), wobei die Produktkammer (7) durch einen in ihrer Längsrichtung verschiebbaren Stempel (33) ein variables Reservoir für das pulverförmige Produkt (3) bildet, und mit einer anschließenden Mischkammer (6), der neben dem puiverförmigen Produkt (3) aus der Produktkammer (7) über einen Zufluss (13) das Lösungsmittel (4) zuführbar ist und aus der über einen Abfluss (14) die Lösung (2) abführbar ist, wobei zwischen Mischkammer (6) und Produktkammer (7) ein Sieb (8) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mischkammer (6) einen um die Längsachse (15) des Gehäuses (5) rotierbaren Rotationskörper (9) aufweist,
dass der Rotationskörper (9) als ein Pumpenrad (22) einer Kreiselpumpe
ausgebildet ist und
dass über das Pumpenrad (22) Flüssigkeit zentral ansaugbar und über radiale Öffnungen (23) ausstoßbar ist,
dass der Rotationskörper (9) von einem außerhalb des Gehäuses (5) angeordneten Antrieb (19) angetrieben wird,
dass dem Zufluss ( 3) zur Mischkammer (6) stromaufwärts eine Pumpe (25) vorgelagert ist,
dass dem Abfluss (14) stromabwärts ein Abzweig (26) nachgelagert ist,
dass der Abzweig (26) mit einer Abflussleitung (27) einerseits und mit einer Rück- oder Rezirkulationsleitung (28) andererseits verbunden ist,
dass die Rück- oder Rezirkulationsleitung (28) in eine vor der Pumpe (25) angeordnete Zuflussleitung (24) mündet, und
dass der Abzweig (26) ein die Rück- oder Rezirkulationsleitung (28) freigebendes und der Abflussleitung (27) vorgelagertes Trennsieb (29) aufweist, das als ein Schrägsieb ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (5) von einem Kopfteil (10) mit der Mischkammer (6) und von einem Bodenteil (11) mit der Produktkammer (7) gebildet wird und
dass das Kopfteil (10) und das Bodenteil (11) über eine Klemmverbindung (12) miteinander verbunden sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stempel (33) als ein scheibenförmiges Bodenteil (34) ausgebildet ist, das an seiner Umfangsfläche (35) gegenüber der benachbarten Gehäuseinnenwandung (36) durch eine Dichtung (37) abgedichtet ist.
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