DE1262235B

DE1262235B - Combined mixing and homogenizing machine

Info

Publication number: DE1262235B
Application number: DEB82788A
Authority: DE
Inventors: Hans Brogli; Werner Brogli
Original assignee: Brogli & Co
Current assignee: Brogli & Co
Priority date: 1965-06-17
Filing date: 1965-07-10
Publication date: 1968-03-07

Description

Kombinierte Misch- und Homogenisiermaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Misch- und Homogenisiermaschine mit einem in einem Behälter angeordneten, aus demselben heraushebbaren gegenläufigen Doppelrührwerk, wobei eine Antriebswelle eines ersten jochförmigen Rührgliedes in der Mitte eines vom Behälter abhebbaren Deckels des Behälters gelagert und abgedichtet ist, während eine weitere Antriebswelle für ein zweites Rührglied getrennt von der erstgenannten Antriebswelle exzentrisch im Behälterdeckel gelagert und abgedichtet ist.Combined mixing and homogenizing machine The invention relates on a combined mixing and homogenizing machine with one in one container arranged, from the same liftable counter-rotating double agitator, one Drive shaft of a first yoke-shaped agitator in the middle of one of the container removable lid of the container is stored and sealed, while another Drive shaft for a second agitator member separate from the first-mentioned drive shaft is eccentrically mounted and sealed in the container lid.

Derartige Maschinen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie dienen dazu, in einem einzigen Gefäß, d. h. ohne Umschütten und ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Einrichtungen, feinteilige Gemische, wie Emulsionen, Dispersionen u. dgl., insbesondere Pasten, Cremes, Salben usw., die wenigstens eine flüssige Phase enthalten, herzustellen. Such machines are known in various designs. she serve in a single vessel, i. H. without re-pouring and without assistance additional facilities, finely divided mixtures such as emulsions, dispersions and. Like., In particular pastes, creams, ointments, etc., the at least one liquid phase contain to manufacture.

Bei den bekannten Maschinen sind die Antriebs wellen der beiden Rührglieder des Doppelrührwerkes koaxial zueinander angeordnet und in der Mitte des Behälterdeckels gelagert, wobei die eine dieser Wellen als Hohlwelle ausgebildet ist. Die Homogenisiereinrichtung kann dabei mit dem Behälter selbst fest verbunden sein und beispielsweise von unten in das Behälterinnere hineinragen. Dies hat den Nachteil, daß der Behälter nicht oder doch nur unter erheblichem konstruktivem und finanziellem Aufwand auswechselbar gestaltet werden kann. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, auch die Antriebswelle des Homogenisators koaxial zu den beiden anderen Antriebswellen anzuordnen. In the known machines, the drive shafts of the two agitator members of the double agitator arranged coaxially to each other and in the middle of the container lid stored, wherein one of these shafts is designed as a hollow shaft. The homogenizing device can be firmly connected to the container itself and, for example, from below protrude into the inside of the container. This has the disadvantage that the container does not or only exchangeable with considerable constructive and financial effort can be designed. It has also been suggested, including the drive shaft of the homogenizer to be arranged coaxially to the other two drive shafts.

Im übrigen sind Misch- oder Rührmaschinen bekannt, die einen Mischbehälter mit einem oder mehreren zentral und/oder exzentrisch im Mischbehälter angeordneten Rührwerken besitzen. Die Rührwerke werden über Antriebswellen, die durch einen Deckel des Behälters geführt sind, und über ein gemeinsames Planetengetriebe von einem Motor angetrieben. Mit derartigen, lediglich mit Rührwerken ausgestatteten Maschinen ist nur eine Mischung möglich. Eine Einrichtung für eine Homogenisierung des in den Behälter gegebenen Stoffes ist hier nicht vorgesehen. In addition, mixing or stirring machines are known which have a mixing container with one or more arranged centrally and / or eccentrically in the mixing container Own agitators. The agitators are driven by drive shafts through a cover of the container are guided, and via a common planetary gear of one Motor driven. With machines of this type only equipped with agitators only a mixture is possible. A device for a homogenization of the in the container given substance is not provided here.

Eine befriedigende Homogenisierung läßt sich auch nicht mit einer anderen bekannten Einrichtung erreichen, bei der in einem Behälter zentral eine Turbine angeordnet ist. Durch ein koaxial mit der Antriebswelle der Turbine verlaufendes Rohr wird durch eine Rohröffnung, die unterhalb des oberen Spiegels des im Behälter befindlichen Gutes liegt, die zu vermischende Flüssigkeit zugeführt. Da aber diese Flüssigkeit bereits oben im Rohr mit dem durch das Rohr zirkulierenden, im Behälter befindlichen Gut zusammentrifft und unter der eigenen Schwerkraft zur Turbine gelangt, erhält man nicht die gewünschte Homogenisierung und Verteilung der Flüssigkeit in der Mischmasse. A satisfactory homogenization can also not be achieved with a achieve other known device in which a central one in a container Turbine is arranged. By a coaxial with the drive shaft of the turbine Tube is passed through a tube opening that is below the top level of the inside of the container located goods is supplied to the liquid to be mixed. But since this Liquid already in the top of the tube with the through the Circulating tube in the container the material in place comes together and reaches the turbine under its own gravity, you do not get the desired homogenization and distribution of the liquid in the mixed mass.

Neben den bereits aufgezeigten Nachteilen ist allen Maschinen der Nachteil gemeinsam, daß sie Wellenabdichtungen aufweisen müssen, die im Betrieb im Mischgut liegen. Es ist praktisch unmöglich, diese Wellen ab dichtungen vollkommen dicht auszubilden und insbesondere im Gebrauch während längerer Zeit vollkommen dicht zu halten, so daß immer geringe Mengen Schmiermittel und Verunreinigungen aus den Wellenlagern und/oder den Zwischenräumen zwischen den koaxialen Wellen in das Mischgut austreten. Insbesondere bei der Herstellung von Gemischen in der chemischen, pharmazeutischen oder Nahrungsmittelindustrie können sich schon geringste Mengen von Verunreinigungen störend auswirken. Zu dem ist es nicht möglich, solche im Mischgut liegenden Wellenabdichtungen wirksam zu sterilisieren, so daß sterile Gemische nicht hergestellt werden können. In addition to the disadvantages already mentioned, all machines are the The common disadvantage is that they must have shaft seals that are in operation during operation lie in the mix. It is practically impossible to seal these shafts completely to be dense and especially perfect when used for a long period of time to keep tight, so that always small amounts of lubricant and impurities from the shaft bearings and / or the spaces between the coaxial shafts in the mix emerge. Especially in the production of mixtures in the chemical, The pharmaceutical or food industries can get even the smallest amounts of impurities have a disruptive effect. In addition, it is not possible to have such in the mix to effectively sterilize lying shaft seals, so that sterile mixtures do not can be produced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile nicht auftreten und bei der keine im Betrieb im Mischgut liegenden Wellenabdichtungen erforderlich sind. The invention is based on the object of providing a machine of the initially mentioned to create mentioned type, in which the disadvantages indicated do not occur and in which no shaft seals lying in the mix during operation are required.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem Behälter zusätzlich eine bekannte, einen Stator und einen Rotor aufweisende Homogenisierungseinrichtung angeordnet ist, deren Antriebswelle unabhängig von- den Antriebswellen der Rührglieder und mit wesentlich, vorzugsweise um etwa 2 bis 3 Größenordnungen, höherer Geschwindigkeit als dieselben antreibbar ist, daß die Antriebswelle der Homogenisiereinrichtung getrennt von den Antriebswellen der Rührglieder und ebenfalls exzentrisch im Behälterdeckel gelagert und abgedichtet ist und zwischen dem Deckel und dem Rotor der Homogenisiereinrichtung offen verläuft, und daß der Stator der Homogenisiereinrichtung über Stäbe am Behälterdeckel abgestützt ist. Mit einer derartigen kombinierten Misch- und Homogenisiermaschine lassen sich ohne Umschütten und ohne Zuhilfenahme anderer Einrichtungen in befriedigender Weise feinteilige Gemische herstellen, ohne daß das Mischgut durch Schmiermittel oder andere Stoffe verunreinigt werden kann. According to the invention this object is achieved in that in the container in addition, a known homogenizing device having a stator and a rotor arranged whose drive shaft is independent of the drive shafts of the agitators and at a significantly higher speed, preferably by about 2 to 3 orders of magnitude than the same can be driven that the drive shaft of the homogenizing device separate from the drive shafts of the agitator elements and also eccentrically in the container lid is stored and sealed and between the lid and the rotor of the homogenizer runs open, and that the stator of the homogenizing device via rods on the container lid is supported. With such a combined mixing and homogenizing machine can be more satisfactory without refilling and without the aid of other facilities Produce finely divided mixtures in a way that does not affect the mix with lubricants or other substances can be contaminated.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine, die mit einer den Behälterdeckel durchsetzenden Flüssigkeitszufuhrleitung ausgestattet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszufuhrleitung im Ansaugbereich der Homogenisiereinrichtung mündet und bis zur Mündung geschlossen verläuft. Bei dieser Ausführungsform wird in Vorteil hafter Weise die Saugwirkung der Homogenisiereinrichtung dazu ausgenutzt, aus einem neben dem Behälter stehenden Gefäß Flüssigkeit zu saugen und diese direkt der Homogenisiereinrichtung zuzuführen, so daß sie erst in der Homogenisiereinrichtung mit dem im Behälter befindlichen Gut zusammentrifft und eine gute Homogenisierung sichergestellt wird. A preferred embodiment of the machine according to the invention, the equipped with a liquid supply line penetrating the container lid is characterized in that the liquid supply line is in the suction area the homogenizing device opens and runs closed to the mouth. at This embodiment advantageously increases the suction effect of the homogenizing device used to suck liquid from a vessel standing next to the container and feed them directly to the homogenizing device so that they are only in the Homogenizing device meets the material in the container and good homogenization is ensured.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung, aus der sich weitere Einzelheiten ergeben, näher erläutert. In the following the invention is based on an exemplary embodiment Illustrative drawing, from which further details emerge, explained in more detail.

Die dargestellte Maschine weist einen Ständer 1 auf, an welchem mittels Zentrierarmen 2 ein Behälter 3 gehalten ist, welcher auf dem Fußboden steht und fahrbar ist. Der Behälter 3 weist keine mechanisch bewegten Teile, sondern lediglich einen nicht näher dargestellten Heiz- oder Kühlmantel bekannter Art auf. Der Behälter 3 ist daher relativ billig und muß keine mit dem Maschinenständer 1 zu verbindenden Anschlüsse aufweisen, so daß es ohne weiteres möglich ist, während dem Betrieb der Maschine in einem zweiten, gleichartigen Behälter eine nächste Charge vorzubereiten und z. B. aufzuheizen. Da der Behälter aus der Maschine herausgefahren werden kann und sich in ihm keine fest eingebauten Teile befinden, bieten sich sehr gute Reinigungsmöglichkeiten. The machine shown has a stand 1, on which means Centering arms 2, a container 3 is held, which stands on the floor and is mobile. The container 3 has no mechanically moving parts, but only a not shown heating or cooling jacket of a known type. The container 3 is therefore relatively cheap and does not have to be connected to the machine stand 1 Have connections so that it is easily possible during the operation of the Machine to prepare the next batch in a second, similar container and Z. B. to heat up. Because the container can be moved out of the machine and there are no permanently installed parts in it, there are very good cleaning options.

Im Maschinenständer 1 sind vertikal verschiebbar eine oder mehrere Säulen 4 gelagert, welche einen kastenförmigen Querträger 5 trägt. Am Querträger 5 ist über hohle Stützen 6 ein dicht auf den Behälter 3 passender Behälterdeckel 7 befestigt. One or more are vertically displaceable in the machine stand 1 Pillars 4 supported, which carries a box-shaped cross member 5. On the cross member 5 is a container lid that fits tightly onto the container 3 via hollow supports 6 7 attached.

In der Mitte dieses Deckels 7 ist eine Antriebswelle 8 eines ersten Rührgliedes 9 gelagert und abgedichtet. Dieses erste Rührglied 9, das am unteren Ende der Welle 8 befestigt ist, hat die Form eines Joches, dessen äußerer Umriß der Querschnittsform der rotationssymmetrisch ausgebildeten Innenwand des Behälters 3 angepaßt ist. Im Gegensatz zu den in bekannten Maschinen vorgesehenen Rührgliedern trägt das Rührglied 9 keine radial nach innen gerichtete Arme oder Schaufeln. Tatsächlich wurde festgestellt, daß solche Arme oder Schaufeln entbehrlich sind. Das Rührglied 9 trägt Abstreifer 10 aus Kunst- stoff, die mit dem Rührglied durch Scharniere verbunden sind und deren Kanten im Betrieb durch Zentrifugalkraft gegen die Innenwand des Behälters 3 gedrückt werden. Stattdessen könnten die Abstreifer auch federnd ausgebildet sein; die Ausnutzung der Zentrifugalkraft bietet jedoch den Vorteil einer konstanten, nicht durch Alterung beeinflußten Andrückkraft, wobei im Gegensatz zu den mechanisch angepreßten Abstreifern der Materialabrieb und dadurch die Verunreinigung des Mischgutes entfallen. In the middle of this cover 7 is a drive shaft 8 of a first Agitator 9 stored and sealed. This first agitator 9, which is at the bottom End of the shaft 8 is attached, has the shape of a yoke, the outer contour of which the cross-sectional shape of the rotationally symmetrical inner wall of the container 3 is adapted. In contrast to the stirring elements provided in known machines the agitator 9 does not carry any radially inwardly directed arms or blades. Indeed it has been found that such arms or blades are dispensable. The agitator 9 carries scrapers 10 made of plastic fabric connected to the agitator by hinges are and their edges are in operation by centrifugal force against the inner wall of the Container 3 are pressed. Instead, the scrapers could also be designed to be resilient be; however, the use of centrifugal force offers the advantage of a constant, pressing force not influenced by aging, whereby in contrast to the mechanical Pressed-on scrapers reduce the abrasion of the material and thus the contamination of the mix omitted.

Eine zweite Antriebswelle 11 für ein zweites Rührglied ist getrennt von der Welle 8 exzentrisch im Behälterdeckel 7 gelagert und abgedichtet. Dieses zweite Rührglied hat die Form von an der Welle 11 befestigten geneigten Mischarmen oder Schaufeln 12. A second drive shaft 11 for a second stirring member is separate eccentrically supported by the shaft 8 in the container cover 7 and sealed. This The second stirring member is in the form of inclined mixing arms attached to the shaft 11 or shovels 12.

Eine dritte Antriebswelle 13 für eine Homogenisiereinrichtung ist im Deckel 7 getrennt von den Wellen 8 und 11 und ebenfalls exzentrisch gelagert und abgedichtet. Dadurch, daß der Homogenisator nicht koaxial zur Hauptmischwelle 8 vorgesehen ist, sondern exzentrisch im Mischbereich des Hauptrührgliedes 9, wird durch dessen Drehbewegung das Mischgut direkt an die von der Homogenisiereinrichtung erfaßte Zone herangeführt und das Produkt schneller verarbeitet. Die Homogenisiereinrichtung, welche einen am Behälterdeckel 7 über Stäbe 14 abgestützten Stator 15 und im Inneren desselben einen Rotor umfaßt, ist von bekannter Art und deshalb nicht näher dargestellt. Diese Einrichtung weist beispielsweise in einem vertikalen Rohrstutzen im Abstand vom oberen Rand eine feststehende Statorplatte mit einer Vielzahl von achsparallelen Durchlaßöffnungen und unmittelbar darunter ein hochtourig drehendes Werkzeug mit Pump- und Scherwirkung und weiter oben eine quer gelegene Prallplatte auf. A third drive shaft 13 for a homogenizing device is in the cover 7 separated from the shafts 8 and 11 and also mounted eccentrically and sealed. Because the homogenizer is not coaxial with the main mixing shaft 8 is provided, but is eccentric in the mixing area of the main agitator 9 through its rotary movement, the material to be mixed is fed directly to the homogenizing device detected zone and the product processed faster. The homogenizing device, which has a stator 15 supported on the container lid 7 via rods 14 and inside the same includes a rotor, is of a known type and therefore not shown in detail. This device has, for example, in a vertical pipe socket at a distance from the upper edge a stationary stator plate with a large number of axially parallel ones Passages and immediately below a high-speed rotating tool with Pump and shear action and further up a transverse baffle plate.

Die Antriebswellen 8, 11 und 13 erstrecken sich durch die hohlen Stützen 6 hindurch und ragen mit ihren oberen Enden in den kastenförmigen Querträger 5 hinein. Die Welle 13 der Homogenisiereinrichtung wird von einem Motor 16 über einen nicht dargestellten Riemen mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 5000 Ulniln angetrieben, und die Wellen 8 und 11 werden von einem weiteren Motor 17 über ein Getriebe 18 und eine ebenfalls nicht dargestellte Kette mit Geschwindigkeiten von beispielsweise etwa 10 bzw. 40 U/min gegenläufig angetrieben. The drive shafts 8, 11 and 13 extend through the hollow Supports 6 through and protrude with their upper ends in the box-shaped cross member 5 inside. The shaft 13 of the homogenizing device is driven by a motor 16 a belt (not shown) with a speed of 5000, for example Ulniln driven, and the shafts 8 and 11 are driven by a further motor 17 a gear 18 and a chain, also not shown, with speeds driven in opposite directions by, for example, about 10 or 40 rpm.

Es ist klar, daß für den Betrieb die Säule 4 mit den von ihr getragenen Teilen gesenkt wird, so daß die Rührglieder 9 und 12 und die Homogenisiereinrichtung in den mit dem zu mischenden Gut gefüllten Behälter 3 eintauchen und daß der Deckel 7 den Behälter 3 dicht verschließt. Wie schon erwähnt, kann das Mischgut im Behälter 3 während des Mischens erforderlichenfalls erwärmt oder gekühlt werden. It is clear that for operation, the column 4 with the carried by her Divide is lowered so that the agitators 9 and 12 and the homogenizer Immerse in the container 3 filled with the material to be mixed and that the lid 7 closes the container 3 tightly. As already mentioned, the mix can be in the container 3 heated or cooled as necessary during mixing.

Ferner können gewünschtenfalls nicht dargestellte Mittel vorgesehen sein, um im Behälter 3 während des Mischens einen Unterdruck oder auch einen erhöhten Druck aufrechtzuerhalten.Furthermore, means (not shown) can be provided if desired be to a negative pressure or an increased pressure in the container 3 during mixing Maintain pressure.

Während des Mischens kommt das Mischgut mit den im Deckel 7 vorgesehenen Dichtungen für die Wellen 8, 11 und 13 normalerweise nicht in Berührung, so daß eine Gefahr der Verunreinigung des Mischgutes durch allenfalls aus den Dichtungen austretende geringfügige Stoffmengen nicht besteht. Auch ist es ohne weiteres möglich, diese Dichtungen äußerlich zu sterilisieren, so daß sterile Gemische hergestellt werden können. Dadurch, daß sämtliche Dichtungen außerhalb des Mischraums und nicht im Mischgut vorgesehen sind, werden sie keiner chemischen Einwirkung durch das Mischgut ausgesetzt. Deshalb ist die Maschine betriebssicher und von größter Lebensdauer. During mixing, the material to be mixed comes with the items provided in the cover 7 Seals for shafts 8, 11 and 13 are normally not in contact, so that there is a risk of contamination of the material being mixed, possibly from the seals there is no leakage of small amounts of substance. It is also easily possible sterilize these seals externally so that sterile mixtures are produced can be. The fact that all seals outside of the mixing chamber and not in the mix are provided, they will not be exposed to any chemical agents exposed by the mix. That is why the machine is reliable and of the greatest possible quality Lifespan.

Die exzentrische Anordnung der Homogenisiereinrichtung in der beschriebenen Maschine hat gegenüber der bei bekannten Maschinen üblichen zentrischen Anordnung den Vorteil, daß das ganze Gemisch von der Homogenisiereinrichtung besser erfaßt wird, weil es dieser Einrichtung durch die von den zum Teil ebenfalls exzentrisch angeordneten Rührgliedern erzeugte Zirkulation zwangläufig zugeführt wird. The eccentric arrangement of the homogenizer in the described The machine has a central arrangement compared to the conventional machines in known machines the advantage that the entire mixture is better captured by the homogenizing device because it is also eccentric to this facility due to the in part arranged agitator members generated circulation is inevitably supplied.

Die Homogenisiereinrichtung arbeitet so, daß sie das Mischgut von unten ansaugt und durch Öffnungen in der Oberseite wieder ausstößt. Die Saugwirkung der Homogenisiereinrichtung kann gewünschtenfalls ausgenutzt werden, um eine Flüssigkeit aus einem neben der Maschine stehenden Gefäß während des Mischens kontinuierlich anzusaugen und in das Mischgut einzuführen, ohne daß hierzu eine besondere Pumpe nötig wäre. Zu diesem Zweck ist eine Rohrleitung 19 vorgesehen, deren Mündung im Ansaugbereich der Homogenisiereinrichtung liegt und die die Maschine durch das Innere eines der Stäbe 14 und durch den Deckel 7 hindurch verläßt. The homogenizer works in such a way that it removes the material to be mixed sucks in at the bottom and expels it again through openings in the top. The suction the homogenizing device can, if desired, be used to prepare a liquid from a vessel next to the machine while mixing sucked in and introduced into the mix without the need for a special pump would be necessary. For this purpose, a pipe 19 is provided, the mouth of which in The suction area of the homogenizing device is located and the machine goes through the interior one of the rods 14 and through the cover 7 leaves.

Je nach der Art des zu mischenden Gutes kann es erwünscht sein, während einem Teil des Mischvorganges, z. B. zu Beginn desselben, nur die Rührglieder 9 und 12 ohne die Homogenisiereinrichtung arbeiten zu lassen. Dies ist, da für die Rührglieder und die Homogenisiereinrichtung getrennte Antriebsmotoren vorgesehen sind, ohne weiteres möglich. Depending on the type of material to be mixed, it may be desirable while part of the mixing process, e.g. B. at the beginning of the same, only the agitators 9 and 12 without having the homogenizer operate. This is because for that Stirring members and the homogenizing device are provided with separate drive motors are easily possible.

Claims

Claims: 1. Combined mixing and homogenizing machine with one arranged in a container, liftable from the same, counter- in heat Double agitator, with a drive shaft of a first, yoke-shaped agitator member stored and sealed in the middle of a lid of the container which can be lifted off from the container is, while a further drive shaft for a second agitator member is separate from the The first-mentioned drive shaft is eccentrically mounted and sealed in the container lid is, characterized in that in the container (3) additionally a known, a homogenizing device (15) having a stator and a rotor is arranged whose drive shaft (13) is independent of the drive shafts (8 and 11) of the agitator members (9 and 12) and with substantially, preferably by about two to three orders of magnitude, higher speed than the same can be driven that the drive shaft (13) the homogenizing device (15) separated from the drive shafts (8 and 11) of the Agitators (9 and 12) and also eccentrically mounted in the container lid (7) and is sealed and between the cover (7) and the rotor of the homogenizing device runs open, and that the stator (15) of the homogenizing device via rods (14) is supported on the container lid.

2. Machine according to claim 1, with one penetrating the container lid Liquid supply line, characterized in that the liquid supply line (19) opens in the suction area of the homogenizing device (15) and up to the mouth runs closed.

Documents considered: German Patent No. 953 338; French Patent No. 921,758; U.S. Patent No. 2501805; magazine »Chemie-Ingenieur-Technik«, Volume 24, 1952, No. 5, pp. 248 to 258.