DE3009777C2

DE3009777C2 - Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren wenigstens zweier Medien

Info

Publication number: DE3009777C2
Application number: DE3009777A
Authority: DE
Inventors: Heinz 2805 Stuhr Meyer
Original assignee: Haagen & Rinau 2800 Bremen De
Current assignee: Haagen & Rinau 2800 Bremen De
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1985-09-12
Also published as: EP0036067B1; DE3009777A1; EP0036067A3; EP0036067A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren von fließfähigem Mischgut das aus mindestens zwei Medien besteht mit einem Mischraum in einem Mischbehälter, mit einem am Boden des Mischbehälters angeordneten, ein Gehäuse, einen Rotor und einen um eine Achse drehbaren Rotor aufweisenden Homogenisator zum Umwälzen des Mischgutes im Mischbehälter und zum Fördern des Mischgutes aus dem Mischbehälter, mit einem Zulauf für die Zuführung des Mischgutes aus dem Mischbehälter zu dem Homogenisator, mit einem Ablauf aus dem Gehäuse des Homogenisators, und mit einer Abflußleitung für das Mischgut wobei der Ablauf mit dem unteren Teil des Mischraunis und mit der Abflußleitung verbindbar ist und wobei die Abflußleitung mit einer Entleerung und mit dem oberen Teil des Mischraums verbindbar ist wie sie aus der DE-AS 18 13 940 oder der DE-OS 28 05 942 bekannt ist.

Um das im Kessel befindliche Mischgut dem Homogenisaior auf kürzestem Wege und ohne Drosselung zuführen zu können, wird bei bekannten Rührmaschinen der vorstehend beschriebenen Gattung der Homogenisator vorzugsweise mittig am Boden des als Kessel bezeichneten Misch- bzw. Rührbehälters eingebaut wobei der Homogenisator — also der um die Längsachse mittels eines Antriebes drehbare Rotor sowie der relativ zur Drehachse feststehende Stator — zum Homogenisieren des Mischgutes im Inline-Betrieb mittels einer geeigneten Verstelleinrichtung so weit angehoben wird, daß der Homogenisator so weit nach innen über den eigentlichen Kesselboden vorsteht daß die Austrittsöffnungen des Stators oberhalb des Kesselbodens frei sind. Soll dagegen im Umlauf-Betrieb homogenisiert werden, oder soll das fertig gemischte und homogenisierte Gut aus dem Kessel entleert werden, so wird der Homogenisator bei der bekannten Vorrichtung mittels der Einstelleinrichtung so weit abgesenkt, daß seine Austrittsöffnungen — genauer gesagt die Austrittsöffnungen des Stators — so weit unterhalb des Kesselbodens

liegen, daß sie mit der Bypass-Leitung verbunden sind, so daß das Mischgut je nach gewählter Einstellung eines in der Bypass-Leitung angeordneten Ventils od. dgl. entweder über den Umpumpabschnitt der Bypass-Leitung in den Kessel zurückgeführt werden oder aber aus der Vorrichtung abgelassen werden kann.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art ist es zunächst einmal nachteilig, daß die erforderliche Konstruktion für den vorstehend beschriebenen Betrieb eine große Bauhöhe erfordert, die in zahlreichen Fällen

außerordentlich unerwünscht ist und in aller Regel nicht unbeachtliche Mehrkosten zur Folge hat.

Außerdem bedingt der zu treibende Aufwand für eine axiale Verstellung des gesamten Homogenisators einschließlich der in jeder Arbeitsstellung erforderlichen Dichtigkeit etc. einen nicht unbeträchtlichen Aufwand, zumal für die Verstellung verhältnismäßig große Verstelleinrichtungen mit entsprechenden Verstellkräften erforderlich sind, weil sie bei einer Verstellung aus der

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zweiten in die erste Arbeitsstellung nicht nur die Masse gengesetzt

des Homogenisators und des mit diesem verbundenen Um auch mit der erfmdungsgemäßen Vorrichtung

Antriebes, also einschließlich des Motors, bewegen, son- sämtliche Betriebsarten fahren zu können, die bei Be-

dern außerdem dem im Kessel vorhandenen Druck ent- darf gewünscht werden, ist bevorzugt vorgesehen, daß

gegenwirken müssen, der den Homogenisator beauf- 5 der Steuerring zwischen der ersten Arbeitsstellung und

schlagt Dabei kommt hinzu, daß diese Verstellkraft in der zweiten Arbeitsstellung in einer dritten Arbeitsstel-

der ersten Arbeitsstellung ständig aufrecht erhalten lung lösbar zu arretieren ist

werden muß, so daß beispielsweise bei einer hydrauli- Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfrischen Betätigung das entsprechende Hydraulikaggregat dung sind in den Unteransprüchen beschrieben,
während dss Betriebes in der ersten Arbeitsstellung io Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsständig eingeschaltet sein muß. beispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter

Es kommt weiterhin hinzu, daß in der ersten Arbeits- erläutert Es zeigt

stellung, d.h. also bei nach oben bzw. in den Kessel Fig. 1 einen Teil-Vertikalschnitt durch eine vereinausgefahrenem Homogenisator, benachbart zu dessen fachte dargestellte erfindungsgemäße Rührvorrichtung Stator gewisse Tuträume entstehen, die für den Misch- 15 in der ersten Arbeitsstellung;

und Homogenisierbetrieb nachteilig sind, wobei im Fig.2 einen Ausschnitt der Darstellung gemäß

übrigen ersichtlich ist daß ein üblicherweise im Inneren F i g. 1, wobei sich die Vorrichtung in der zweiten Ar-

des Kessels angebrachter Abstreifer, der das Mischgut beitsstellung befindet; und

ständig von der Wandung und vom Boden abstreift und F i g. 3 eine F i g. 2 entsprechende Darstellung in der

in den Rührbereich zurückführt bei der bekannten Vor- 20 dritten Arbeitsstellung.

richtung nur so weit zur Mitte geführt werden kann, daß F i g. 1 zeigt in vereinfachter Teildarstellung einen

er bei ausgefahrenem Hom&genisator nicht mit diesem mittigen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße

kollidiert Rührvorrichtung 1, also eine Vorrichtung zum Mischen

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- und Homogenisieren wenigstens zweier Medien, die eigründe, die bekannten Vorrichtungen der eingangs be-^- 25 nen Kessel 2 aufweist von dem in F i g. 1 nur der untere schriebenen Gattung unter Vermeidung ihrer Nachteile Abschnitt dargestellt ist, und der an seiner Oberseite mit so zu verbessern, daß unter gleichzeitiger Verminde- einem nich«. dargestellten Deckel versehen ist an dem rung der Bauhöhe der für die Verstellung von der ersten diverse Aggregate, wie das Rührwerk etc, angeordnet in die zweite Arbeitsstellung zu treibende Aufwand auf- sind. Unterhalb des Kesselbodens 3 befindet sich ein im grund kleinerer zu verstellender Massen und insbeson- 30 ganzen mit 4 bezeichneter Homogenisator, der einen dere kleinerer Gegendruckkräfte bzw. aufgrund von die um die Vertikalachse 6 mittels eines nicht dargestellten Abdichtung jeweils unterstützenden Druckkräften zu Antriebes drehbaren Rotor 7 sowie einen drehfest angevermindern ist wobei zugleich Toträume innerhalb des ordneten Stator 8 aufweist Der Homogenisator ist in Kessels vermieden werden sollen. Axialrichtung, d. h. also in Richtung der Vertikalachse 6,

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vor- 3s ortsfest angeordnet und weist einen Ablauf 15 auf.
gesehen, daß am Außenumfang des Homogenisators im Radial auswärts zum Homogenisator 4 bzw. 7, 8 ist Bereich des Ablaufs ein zum Rotor koaxialer Steuerring ein mittels eines nicht dargestellten Einstellmitteis wie angeordnet ist der in Axialrichtung zwischen einer er- beispielsweise eines kleinen Hydraulikzylinders relativ sten und einer zweiten Arbeitsstellung relativ zum Ro- zum Homogenisator 4 in Richtung des Doppelpfeils 9 tor mittels eines Einstellmittels einstellbar ist und der 40 (Fig. 3) axial einstellbarer Steuerring 11 (Fig. 2,3) aneine erste und eine zweite ringförmige Steuerfläche auf- geordnet der in der Art eines Schiebers ausgebildet ist. weist daß das Gehäuse im Bereich des Ablaufs eine Der Steuerring 11 ist an seiner radialen Außenseite 12 erste und eine zweite Gehäusefläche aufweist die zur zylindrisch ausgebildet und in einem Gehäuseabschnitt ersten Steuerfläche bzw. zur zweiten Steuerfläche par- 13 mit zylindrischer Innenseite axial geführt
allel ist daß in der ersten Arbeitsstellung zwischen der 45 Die radial innenliegende Seite des Steuerrings 11 beersten Steuerfläche und der ersten Gehäusefläche ein sitzt einen etwa mittig liegenden, zylindrischen Aberster Kanal gebildet ist, der den Ablauf mit dem unte- schnitt 14, von dem aus sich eine erste Steuerfläche 16 ren Teil des Mischraums verbindet wobei die zweite schräg zur Vertikalen zu seiner Oberseite 17 hin erSteuerfläche an der zweiten Gehäusefläche dichtend an- streckt

liegt, und daß in der zweiten Arbeitsstellung zwischen 50 Eine zweite Steuerfläche 18 des Steuerrings 11 ver-

der zweiten Steuerfläche und der zweiten Gehäuseflä- läuft von dessen zylindrischem, mittigem Abschnitt 14 in

ehe ein zweiter Kanal gebildet ist der den Ablauf mit entgegengesetzter Richtung wie die erste Steuerfläche

der Abflußleitung verbindet, wobei die erste Steuerflä- 16, d. h. also schräg zur Vertikalen nach unten zu einem

ehe an der ersten Gehäusefläche dichtend anliegt zylindrischen unteren Abschnitt 14' des Steuerrings hin.

Dabei ist der Homogenisator vorzugsweise in Axial- 55 Der Kesselboden 3 weist in seiner Mitte eine öffnung

richtung stationär angeordnet und zwar unterhalb des 19 auf, deren Durchmesser an der dem Rotor 7 zuge-

Kesselbodens, welcher dementsprechend mit einer in kehrten Seite dem lichten Durchmesser des Rotors 7

•den Rotor des Homogenisators mündenden zentrischen entspricht und die sich an der dem Kessel 2 zugekehr-

Einzugsöffnung versehen ist ten Seite konisch erweitert um einen möglichst nicht

Der mit einem Einstellhebel, einem kleinen Hydrau- 60 gedrosselten Einzugsbereich für das zu homogenisielikzylinder o. dgl. verstellbare Steuerring ist bevorzugt rende Gut in den Homogenisator 4 zu schaffen,
an seiner radialen Außenseite zylindrisch ausgebildet An seinem äußeren Rand besitzt der Kesselboden 3 und in einem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses ge- eine vor- und nachstehend als erste Gehäusefläche beführt, wobei die Steuerflächen des Steuerrings bevor- zeichnete schräge Ringfläche 21, die parallel zu der erzugt schräg zur Vertikalen verlaufen, nämlich die erste 65 sten Steuerfläche 16 des Steuerrings 11 verläuft.
Steuerfläche zweckmäöigerweise von einem mittleren Eine der zweiten Steuerfläche 18 des Steuerrings 11 Abschnitt seiner Innenseite aus nach außen bzw. zu sei- zugeordnete, entsprechende zweite Gehäusefläche 22 ner Oberseite, und die zweite Steuerfläche hierzu entge- ist am oberen Rand eines blockartig dargestellten Ge-

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häuseteils 23 angeordnet und verläuft mithin parallel zu der zweiten Steuerfläche 18.

Die Außenseite des oberen Abschnittes des Gehäuseteils 23 steht im Abstand a zur Innenseite 14' des unteren Abschnittes des Steuerrings 11 und schafft mithin einen Ringkanal 24, in den eine Bypass-Leitung 26 mündet, die in F i g. 1 nur mit ihrem Mündungsabschnitt dar gestellt ist und von dort an der Außenseite des Kessels vorbei in den oberen Kesselabschnitt führt.

In F i g. 1 befindet sich der Steuerring 11 in der ersten Arbeitsstellung, in der mithin seine erste Steuerfläche 16 und die hierzu parallele erste Gehäusefläche 21 einen vom Homogenisator 4 bzw. dessen Stator 8 in den Kessel 2 führenden, ringförmigen ersten Kanal 27 freigibt bzw. bildet, während der Steuerring 11 mit seiner zweiten Steuerfläche 18 dichtend an der zweiten Gehäuseflache 22 anliegt Dabei wirkt der auf die Oberseite 17 und die schräg verlaufende erste Steuerfläche 16 des Steuerringes 11 ausgeübte Druck bezüglich der aneinander anliegenden Flächen 18 und 22 dichtend und trägt mithin dazu bei, die Bypass-Leitung 26 zu schließen, so daß die Vorrichtung in der ersten Arbeitsstellung gemäß F i g. t im Inline-Betrieb arbeitet, wobei das Mischgut mithin gemäß den Pfeilen 28 aus dem Kessel 2 durch den Homogenisator 4 zurück in den Kessel 2 umläuft

Fig.2 zeigt die Rührvorrichtung 1 in der zweiten Arbeitsstellung, wobei gegenüber der Darstellung gemäß F i g. 1 ein hierfür ausreichender, kleinerer Ausschnitt gewählt worden ist In der zweiten Arbeitsstellung liegen mithin die erste Steuerfläche 16 des Steuerrings 11 und die erste Gehäusefläche 21 des Kesselbodens 3 aneinander an, während die zweite Steuerfläche 18 des Steuerrings 11 und die zweite Gehäusefläche 22 unter Schaffung eines zweiten ringförmigen Kanals 29 mit Abstand zueinander stehen, wobei die Bypass-Leitung 26 in den zweiten Kanal 29 mündet so daß das Mischgut in Richtung der Pfeile 30 aus dem Kessel durch den Rotor 7 und den Stator 8 des Homogenisators in den zweiten Kanal 29 eintritt und von dort in die Bypass-Leitung 26 gelangt, mittels welcher das Mischgut entweder im sogenannten Umlaufbetrieb in den oberen Abschnitt des Kessels zurückgeführt werden oder aber bei entsprechender Umschaltung eines in der Bypass-Leitung angeordneten, nicht dargestellten Ventils, Hahns o. dgL aus der Vorrichtung 1 abgelassen werden kann.

F i g. 3 der Zeichnung zeigt eine Darstellung gemäß Fig.2, in welcher sich der Steuerring 11 an einer zwischen der ersten Arbeitsstellung (F i g. 1) und der zweiten Arbeitsstellung (F i g. 2) liegenden, mittleren dritten Arbeitsstellung befindet, so daß das Mischgut aus dem Kessel durch den Horiiogenisatcr 4 sowohl im gedrosselten Inline-Betrieb gemäß den Pfeilen 28 in den Kessel 2 zurückgelangen kann als auch, infolge des herrschenden Unterdruckes im Kessel 2, Zusatzprodukte gemäß den Pfeüen 30, F i g. 3, eingesaugt werden können.

Es sei noch darauf verwiesen, daß sich auch in der zweiten und dritten Arbeitsstellung der im Kessel 2 üblicherweise vorhandene Oberdruck ungünstig auf den jeweiligen Betrieb auswirkt Denn in der zweiten Arbeitsstellung (Fig.2) ist die von dem Druck beaufschlagte Fläche des Steuerrings 11, also seine zweite Steuerfläche 18 und seine Unterseite 25, größer als seine Oberseite 17, so daß sich auch in dieser Arbeitsstellung ein resultierender Druck im Dichtsinne ergibt

In der dritten Arbeitsstellung (Fig.3) gleichen sich auf die Oberseite 17 und die erste Steuerfläche 16 einerseits bzw. die Unterseite 25 und die zweite Steuerfläche 18 wirkenden Drücke gegenseitig aus, so daß sich der Steuerring 11 in der dritten Arbeitsstellung insoweit in einem drucklosen Zustand befindet.

Über die bereits geschilderten und sich ohne weiteres aus der Konstruktion und Betriebsweise der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung ergebenen Vorteile hinaus ergibt sich mithin ersichtlich weiterhin die Möglichkeit _ei_ner _ verglichen mit bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art - beachtlich niedrigeren Bauhöhe, da es einer aufwendigen und großbauenden Verstelleinrichtung, die zur Verstellung des Homogenisators einschließlich des Antriebes und dessen Motor an der Unterseite der Vorrichtung anzubringen ist, nicht bedarf.

Aufgrund des Umstandes, daß zur Einstellung der verschiedenen Arbeitsstellungen lediglich der verglichen mit dem Homogenisator massenmäßig verhältnismäßig kleine Steuerring 11 zu bewegen ist, der zudem verglichen mit dem vorbekannten Stand der Technik noch druckentlastet bzw. mit einem Druck im Dichtsinne beaufschlagt ist, bedarf es für die Verstelleinrichtung ersichtlich eines erheblich geringeren Aufwandes.

Außerdem ergibt sich aufgrund der stationären Anordnung des Homogenisators unterhalb des Kesselbodens der Vorteil, daß am Kesselboden in keiner Arbeitsstellung irgendwelche Toträume entstehen, so daß auch der üblicherweise vorhandene Abstreifer bis zur Mitte geführt werden kann, was den Rühr-, Misch- und Homogenisierbetrieb mithin noch weiter verbessert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

ί. Vorrichtung zum Mischen und Homogenisieren von fließfähigem Mischgut, das aus mindestens zwei Medien besteht, mit einem Mischraum in einem Mischbehälter, mit einem am Boden des Mischbehälters angeordnete«, ein Gehäuse, einen Stator und einen um eine Achse drehbaren Rotor aufweisenden Homogenisator zum Umwälzen des Mischgutes im Mischbehälter und zum Fördern des Mischgutes aus dem Mischbehälter, mit einem Zulauf für die Zuführung des Mischgutes aus dem Mischbehälter zu dem Homogenisator, mit einem Ablauf aus dem Gehäuse des Homogenisators, und mit einer Abflußleitung für das Mischgut, wobei der Ablauf mit dem unteren Teil des Mischraumes und mit der Abflußleitung ver bindbar ist, und wobei die Abflußleitung mit einer Entleerung und mit dem oberen Teil des Misch raums verbindbar ist, dadurch gekennzeich net, daß am Außenumfang des Homogenisators (4) im Bereich des Ablaufs (15) ein zum Rotor (7) ko axialer Steuerring (11) angeordnet ist, der in Axialrichtung (6) zwischen einer ersten und einer zweiten Arbeitsstellung relativ zum Rotor (7) mittels eines Einstellmittels einstellbar ist, und der eine erste (16) und eine zweite (18) ringförmige Steuerfläche aufweist, daß das Gehäuse im Bereich des Ablaufs (15) eine erste (21) und eine zweite (22) Gehäusefläche aufweist, die zur ersten Steuerfläche (16) bzw. zur zweiten Steuerfläche (18) parallel ist, daß in der ersten Arbeitsstellung (Fig. 1) zwischen der ersten Steuerfläche (16) und der ersten Gehäusefläche (21) ein erster Kanal (27) gebildet ist, der den Ablauf (15) mit dem unteren Teil des Mischraums verbindet, wobei die zweite Steuerfläche (18) an der zweiten Gehäusefläche (22) dichtend anliegt, und daß in der zweiten Arbeitsstellung (F i g. 2) zwischen der zweiten Steuerfläche (18) und der zweiten Gehäusefläche (22) ein zweiter Kanal (29) gebildet ist, der den Ablauf (15) mit der Abflußleitung (26) verbindet, wobei die erste Steuerfläche (16) an der ersten Gehäusefläche (21) dichtend anliegt
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Homogenisator (4) in Axialrichtung (6) stationär angeordnet ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Homogenisator (4) unterhalb des Kesselbodens (3) angeordnet ist und daß der Kesselboden (3) mit einer in den Rotor (7) des Homogenisators (4) mündenden zentrischen Öffnung (19) versehen ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (11) zwischen der ersten Arbeitsstellung (Fig. 1) und der zweiten Arbeitsstellung (F i g. 2) in einer dritten Arbeitsstellung (F i g. 3) lösbar zu arretieren ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (11) an seiner radialen Außenseite (12) zylindrisch ausgebildet ist und in einem zylindrischen Abschnitt (13) des Gehäuses geführt ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die erste Steuerfläche (16) des Steuerrings (11) schräg zur Axialrichtung (6) zur Oberseite (17) des Steuerrings (11) hin nach außen verläuft.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die zweite Steuerfläche (18) des Steuerrings (11) schräg zur Axialrichtung (6) zur Unterseite (25) des Steuerrings (11) hin nach außen verläuft