HOMOGENISATOR

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Homogenisator für die Herstellung von fließfähigen Produkten, bspw. Emulsionen, Suspensionen oder ähnlichen Produkten, mit einem Rotorschaufeln aufweisenden und mittels eines Motors antreibbaren Rotor sowie einem Strömungselemente aufweisenden drehbaren Stator.

[0002] Derartige Homogenisatoren werden herkömmlicherweise unter Behältern montiert, um den Inhalt des Behälters zu vermischen und zu homogenisieren. Ein derartiger Homogenisator besitzt neben dem über einen Motor antreibbaren Rotor auch einen kreisringförmig ausgebildeten Stator, dessen Strömungselemente wenigstens zum Teil zwischen zwei - jeweils entlang konzentrischer Kreislinien angeordneten - Gruppen von Rotorschaufeln angeordnet sind.

[0003] Im Betrieb des Homogenisators, d.h. bei rotierendem Rotor, strömt das Produkt, ähnlich wie bei einer Zentrifugalpumpe, von innen nach außen. Es tritt dabei durch zwischen den Strömungselementen des Stators vorgesehenen Öffnungen hindurch. Bei einem derartigen Durchtritt wird das Produkt Scherkräften und Verwirbelungen ausgesetzt. Dies führt zu einer guten Vermischung des Produktes und somit zu einem homogenen Endprodukt. Mit Hilfe eines derartigen Homogenisators lässt sich eine Vielzahl von fließfähigen Produkten, wie z.B. Emulsionen und Suspensionen, erzeugen.

[0004] Unter bestimmten Bedingungen sind jedoch derartige Scher- und Verwirbelungseinwirkungen auf das Produkt nicht erwünscht. Sie vermindern nämlich den Produktdurchsatz durch den Homogenisator, insbesondere bei zunehmender Viskosität des Produkts, und verlangsamen den Produktionsprozess während des Umpumpens des Produkts in den sich oberhalb des Homogenisators befindenden Behälters oder auch während des Austrags des Produkts aus dem Behälter.

[0005] In besonderen Anwendungsfällen kann der Homogenisator auch als Reinigungspumpe eingesetzt werden. Bei der Reinigung kommt es vor allem auf einen hohen Durchsatz der Waschflüssigkeit an. Daher ist auch bei einem derartigen Reinigungsprozess eine Verminderung des Durchsatzes, bedingt durch den Strömungswiderstand des Stators, nachteilig.

[0006] Um die Pumpwirkung eines Homogenisators zu verbessern, sind zusätzliche Einrichtungen bekannt, bei denen zusätzliche Förderelemente in Form von Pumpflügeln hinter dem Stator angebracht werden. Es wird herkömmlicherweise auch eine spezielle Verzahnungsgeometrie vorgesehen, bei der in Anhängigkeit von der Drehrichtung des Rotors ein größerer Durchtrittsquerschnitt für das durchströmende Medium durch den Stator realisierbar ist als in entgegengesetzter Drehrichtung. In dieser entgegengesetzten Drehrichtung wird - bedingt die Geometrie - der Durchtritt des Produkts wesentlich erschwert.

[0007] Bei diesen bekannten Homogenisatoren bewirkt jedoch die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem drehenden Rotor und dem stehenden Stator eine mehr oder weniger hohe Scherung und zwar abhängig von der Drehzahl des Rotors.

[0008] Ein Beispiel für einen derartigen Homogenisator findet sich in DE 37 15 331 C2. Ein weiteres Beispiel für einen solchen Homogenisator findet sich in EP-A-0307318.

[0009] Nachteilig an derartigen bekannten Homogenisatoren ist, dass eine Förderung des Produkts ohne Scherwirkung nicht möglich ist. Dies kann insbesondere bei empfindlichen Produkten unerwünschte Auswirkungen hervorrufen, in dem bspw. die einwirkenden Scherkräfte Veränderungen im Gefüge des Produkts bewirken.

[0010] Aus DE 200 02 920 U1 ist ein weiterer Homogenisator bekannt, bei dem der Homogenisierungseffekt beeinflussbar und die Scherwirkung sowie die Pumpwirkung an die jeweiligen Erfordernisse anpassbar sein soll. Dazu wird der Stator dieses Homogenisators ebenfalls als drehbares Element, mithin als drehbarer Stator ausgebildet. Der drehbare Stator wird jedoch unabhängig vom Rotor angetrieben. Für einen derartigen unabhängigen Antrieb von Rotor und Stator sind jedoch zwei Antriebsmotoren nötig. Derartige Antriebsmotoren sind jedoch aufwendig und teuer. Zudem erfordern zwei Antriebsmotoren im Wesentlichen den doppelten Wartungsaufwand. Darüber hinaus verdoppelt sich die Ausfallwahrscheinlichkeit des Homogenisators und damit die Wahrscheinlichkeit eines Anlagenstillstandes. Darüber hinaus führen zwei Antriebsmotoren auch zu einem erhöhten Platzbedarf, der oftmals unter einem Behälter zu einem sehr engen und daher nur aufwändig zu wartenden und zu reinigenden Aufbau führt.

[0011] Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen vereinfachten Homogenisator bereitzustellen, der die genannten Nachteile bekannter Homogenisatoren beseitigt.

[0012] Die Erfindung löst dieses Problem mittels eines Homogenisators der eingangs genannten Art, der ferner eine Kopplungseinrichtung zum wahlweisen Koppeln oder Entkoppeln des Stators mit bzw. von dem Rotor aufweist, wobei in einem gekoppelten Zustand der Stator vom Rotor antreibbar ist.

[0013] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist der Begriff "Stator" nicht so zu verstehen, dass der Stator permanent feststeht. Vielmehr kann der Stator in einer feststehenden oder in einer drehenden Betriebsweise betrieben werden. D.h. der Stator ist - ebenso wie der Rotor - drehbar.

[0014] Dank der Erfindung wird lediglich ein Antriebsmotor für den Homogenisator, nämlich nur für den Rotor benötigt. In gekoppeltem Zustand, in dem auch der Stator mitdreht, wird hingegen kein zweiter Antriebsmotor zum Antrieb des Stators verwendet. Vielmehr erfolgt der Antrieb des Stators durch den Rotor. Dazu koppelt die Kopplungseinrichtung den Stator mit dem Rotor. Die Kopplungseinrichtung schafft dabei vorteilhafterweise eine mechanische Verbindung zwischen einer Antriebswelle des Rotors und des Stators, so dass der Stator vom Rotor mitgenommen und mit angetrieben wird.

[0015] Vorteilhafterweise drehen im gekoppelten Zustand der Rotor und der Stator gleichsinnig, so dass die Scherwirkung zwischen Rotor und Stator vermindert wird. Sofern der Stator und der Rotor mit gleicher Drehzahl drehen, wird die Scherwirkung sogar aufgehoben.

[0016] Vorzugsweise steht in einem entkoppelten Zustand von Rotor und Stator der Stator fest. Der Stator ist daher mittels einer Arretiereinrichtung arretierbar ausgebildet. Vorteilhafterweise ist die Arretiereinrichtung als Klemmvorrichtung oder Bremse ausgebildet.

[0017] Vorteilhafterweise weist die Kopplungseinrichtung eine mechanische oder elektromechanische Kupplung auf, mit der der Rotor und der Stator mechanisch verbindbar sind. In gekoppelten Zustand sind der Rotor und der Stator vorzugsweise drehstarr miteinander verbunden. Die Kupplung kann dabei entweder mechanisch oder elektromechanisch ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist die Kupplung elektromagnetisch schaltbar ausgebildet. Bspw. kann durch Bestromung eines Elektromagneten die Kupplung betätigt, insbesondere geschlossen bzw. geöffnet, werden.

[0018] Vorzugsweise ist die Kupplung selbsttätig schaltend oder fremdgeschaltet ausgeführt. Eine selbsttätig schaltende Kupplung kann den gekoppelten Zustand automatisch bei Vorliegen bestimmter Betriebsbedingungen herstellen. Demgegenüber koppelt bzw. entkoppelt eine fremdgeschaltet ausgebildete Kupplung Rotor und Stator in Abhängigkeit eines externen Schaltwunsches. Dieser Schaltwunsch kann entweder von einer Bedienperson oder von einer Steuerungseinrichtung dem Homogenisator zugeführt werden.

[0019] Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kupplung Mitnehmer und Nocken auf. Durch diese Mittel lässt sich eine besonders einfach Kopplung zwischen Rotor und Stator erreichen.

[0020] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kopplungseinrichtung derart ausgebildet, dass in einer ersten Drehrichtung des Rotors der Rotor mit dem Stator derart gekoppelt ist, dass der Rotor den Stator mitnimmt, und dass in einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung der Rotor und der Stator voneinander entkoppelt sind.

[0021] Bei dieser Ausführungsform dreht in der ersten Drehrichtung des Rotors der Stator mit, d.h. der Stator wird vom Rotor mit angetrieben. Demgegenüber sind in der zweiten Drehrichtung der Rotor und der Stator voneinander entkoppelt. Insbesondere ist dann der Stator arretiert bzw.festgestellt.

[0022] Im entkoppelten Zustand kann der Homogenisator in seiner originären Betriebsweise betrieben werden, bei der Scherungseffekte am Produkt durch eine Differenzgeschwindigkeit zwischen feststehendem Stator und rotierendem Rotor auf das Produkt ausgeübt werden. In entgegengesetzter Drehrichtung des Rotors wird hingegen der Stator vom gekoppelten Rotor mitgenommen und mitgedreht. Die mechanische Kopplungseinrichtung bewirkt dabei, dass die Drehzahl des Stators in einem festen nicht veränderbaren Verhältnis zur Drehzahl des Rotors steht, bspw. Rotor und Stator gleichsinnig mit gleicher Drehzahl drehen, so dass keine Scherkräfte auf das Produkt ausgeübt werden.

[0023] Die originäre Betriebsweise des Homogenisators mit feststehendem Stator und drehendem Rotor kann jedoch bei entgegengesetzter Drehrichtung, d.h. bei der zweiten Drehrichtung ausgeführt werden, um Scherenergie und Verwirbelungen in das Produkt einzubringen. In der einen Drehrichtung mit gekoppelten Rotor und Stator kann somit der Homogenisator im Pumpbetrieb verwendet werden, während er in entgegengesetzter Drehrichtung im originären Homogenisierbetrieb eingesetzt wird. Somit ist es nicht notwendig, im Pumpbetrieb ggf. auf zusätzliche Einrichtungen wie Umwälz- oder Reinigungspumpen zurückgreifen zu müssen.

[0024] Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform ist die Kupplungseinrichtung als Freilaufkupplung ausgebildet. Eine Freilaufkupplung eignet sich auf besonders einfach Weise dazu, den Stator mit dem Rotor rotieren zu lassen. Das Prinzip derartiger Freilaufkupplungen wird bspw. bei Fahrrädern verwendet. Durch die Umkehrung der Drehrichtung wird entweder der Stator mitgenommen oder vom Rotor entkoppelt. Im Falle der Kopplung bzw. Mitnahme des Stators durch den Rotor drehen Stator und Rotor mit der gleichen Drehzahl. Vorteilhafterweise besteht dann zwischen Rotor und Stator keine Differenzgeschwindigkeit. Somit wird keine Scherung auf das Produkt beim Durchtritt durch den Homogenisator ausgeübt. Ferner werden bei dieser Betriebsart die dem Durchtritt des Produkts durch den Homogenisator entgegenwirkenden Widerstände vermindert. Darüber hinaus werden auch die Verwirbelungen auf das Produkt reduziert. Dies ist vorteilhaft, da man somit eine höhere Pumpwirkung, d.h. Förderwirkung des Homogenisators erhält.

[0025] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Kopplungseinrichtung ein Getriebe auf, das derart ausgebildet ist, dass im gekoppelten Zustand von Rotor und Stator ein festes Drehzahlverhältnis der Drehzahl des Rotors zur Drehzahl des Stators vorliegt. Das Getriebe ist jedoch nur im gekoppelten Zustand wirksam, d.h. insbesondere nur in der o.g. ersten Drehrichtung des Rotors, bei der der Rotor den Stator mitdreht.

[0026] Bei dieser Ausführungsform kann der Stator im gekoppelten Zustand mit einer höhere oder einer niedrigeren Drehzahl als der Rotor drehen. Die Drehzahl wird dabei vom Getriebe vorgegeben.

[0027] Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kopplungseinrichtung derart ausgebildet, dass im gekoppelten Zustand der Rotor und der Stator in gleicher oder gegenläufiger Drehrichtung drehbar sind. Im Falle gleicher Drehrichtung besteht keine oder nur eine geringe Differenzgeschwindigkeit zwischen Rotor und Stator, während im Falle gegenläufiger Drehrichtung eine besonders hohe Differenzgeschwindigkeit zwischen Rotor und Stator erzielt wird. Auf das Produkt könnten somit erhöhte Scherkräfte eingetragen werden. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass bei gegenläufiger Drehrichtung, d.h. bei Gegenlaufbetrieb oder Überholbetrieb, zwischen Rotor und Stator trotz erhöhter Differenzgeschwindigkeit und Scherwirkung keine zweite Antriebseinheit notwendig ist. Dies führt zu einer kostengünstigen und platzsparenden Ausführung.

[0028] Die Kopplungseinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass sie entweder wahlweise einen gleichlaufenden oder gegenläufigen Betrieb von Rotor und Stator ermöglicht. Dabei sind entsprechende Umschalteinrichtungen am Homogenisator vorgesehen.

[0029] Bei einer alternativen Ausführungsform lässt der Homogenisator jedoch entweder nur einen gegenläufigen Betrieb von Rotor und Stator oder nur einen gleichlaufenden Betrieb von Rotor und Stator zu.

[0030] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den anhand der beigefügten Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1

einen unterhalb eines Behälters angeordneten erfindungsgemäßen Homogenisator zum Homogenisieren eines Produkts im Umlauf;

Fig. 2

einen unterhalb eines Behälters angeordneten erfindungsgemäßen Homogenisator zum Homogenisieren eines Produkts im Behälter;

Fig. 3

ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer mechanischen Kupplung eines erfindungsgemäßen Homogenisators in einer seitlichen Schnittansicht sowie in einer Schnittansicht von oben;

Fig. 4

ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer Freilaufkupplung eines erfindungsgemäßen Homogenisators in einer seitlichen Schnittansicht und

Fig. 5

ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Getriebe und einer elektromechanischen Kupplung eines erfindungsgemäßen Homogenisators in einer seitlichen Schnittansicht.

[0031] Fig. 1 zeigt einen unterhalb eines Behälters 10 angeordneten Homogenisator 11 mit einem mit einer Antriebswelle 12 verbunden Rotor 13 sowie einem drehbaren Stator 14.

[0032] In dem Behälter 10 befindet sich ein zu vermischendes und endfein zu bearbeitendes Produkt, welches mittels des Homogenisators 11 homogenisiert und umgewälzt wird. Das Produkt gelangt dabei über eine Öffnung 15 aus dem Behälter 10 in den Homogenisator 11 und wird im Homogenisator radial bzw. schräg von innen nach außen transportiert. Das Produkt wird dann über eine Zirkulationsleitung 16 aus dem Homogenisator 11 hinaus und entweder zurück in den Behälter 10 gefördert oder über ein Ventil 17 abgelassen.

[0033] Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Anbringung eines Homogenisators 11 an einem Behälter 10'. Der Homogenisator entspricht in seinem Aufbau dem in Fig. 1 gezeigten Homogenisator 11. Der Behälter 10' weist jedoch neben der zentral angeordneten Öffnung 14 weitere radial weiter außen liegende Öffnungen 18 auf, durch die das Produkt vom Homogenisator 11 wieder zurück in den Behälter 10' gefördert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine interne Homogenisierung des Behälterinhalts ermöglicht, d.h. das Produkt wird direkt vom Ausgang des Homogenisators wieder in den Behälter zurückgeführt.

[0034] Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Anbringung eines Homogenisators an einem Behälter beschränkt. Vielmehr kann erfindungsgemäß ein Homogenisator auch in oder an einer Rohrleitung oder an anderer Stelle eines Verarbeitungsprozesses installiert sein.

[0035] Fig. 3 zeigt den in den Fig. 1 und 2 nur schematisch gezeigten Homogenisator 11 im Detail. Der obere Teil von Fig. 3 zeigt den Homogenisator 11 in einer seitlichen Schnittansicht, während der untere Teil von Fig. 3 den Homogenisator 11 in einer horizontalen Schnittansicht zeigt.

[0036] Ein derartiger Homogenisator 11 wird auch als Zahnkranzdispergiermaschine bezeichnet. Der Rotor 13 weist ein scheibenartiges Grundelement 19 auf, an dem entlang einer Kreislinie eine Gruppe von Rotorschaufeln 20 angeordnet sind. Entlang einer weiteren Kreislinie, die konzentrisch zur vorstehend genannten Kreislinie angeordnet ist, befindet sich eine weitere Gruppe von Rotorschaufeln 21. Schließlich befindet sich entlang einer weiteren konzentrisch angeordneten Kreislinie eine dritte Gruppe von Rotorschaufeln 22.

[0037] Zwischen jeweils zwei Gruppen von Rotorschaufeln befindet sich eine Gruppe von Strömungselementen und zwar zwischen der Gruppe von Rotorschaufeln 20 und der Gruppe von Rotorschaufeln 21 eine Gruppe von Strömungselementen 23. Ferner befindet sich zwischen der Gruppe von Rotorschaufeln 21 und der Gruppe von Rotorschaufeln 22 eine weitere Gruppe von Strömungselementen 24. Sowohl die Gruppe von Strömungselementen 23 als auch die Gruppe von Strömungselementen 24 sind jeweils entlang einer konzentrisch zu den vorstehend genannten Kreislinien angeordneten Kreislinie angeordnet.

[0038] Zwar wurde das vorliegende Ausführungsbeispiel mit drei Gruppen von Rotorschaufeln 20, 21, 22 sowie zwei Gruppen von Strömungselementen 23, 24 des Stators 14 dargestellt. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind jedoch auch andere Anzahlen von Gruppen von Rotorschaufeln bzw. Strömungselementen vorgesehen. Im einfachsten Fall weist ein Homogenisator lediglich eine Gruppe von Rotorschaufeln auf, die entlang nur einer Kreislinie angeordnet sind, sowie nur einer Gruppe von Strömungselementen des Stators, die ebenfalls nur entlang einer konzentrisch zur vorstehend genannten Kreislinie angeordneten Kreislinie vorgesehen sind.

[0039] Die Strömungselemente 23, 24 sind an einem weiteren Grundelement 25 des Stators 14 angeordnet.

[0040] Der Rotor 13 ist über eine Antriebswelle 26 mit einem Antriebsmotor 27 verbunden. Ein fließfähiges Produkt gelangt über eine Öffnung 28 in den Homogenisator 11 und über eine Austragseinrichtung 29 aus dem Homogenisator 11 heraus.

[0041] Der Stator 14 ist als drehbarer Stator ausgebildet. Er ist daher mittels eines Lagers 30, insbesondere Kugellagers, an einem Gehäuse 31 des Homogenisators 11 gelagert.

[0042] Zwischen dem Stator 14 und dem Rotor 13 befindet sich ein weiteres Lager 32, insbesondere Kugellager, welches eine Relativ-Drehbewegung zwischen dem Rotor 13 und dem Stator 14 ermöglicht.

[0043] Der Stator 14 weist eine Welle 33 auf, die als Hohlwelle ausgebildet ist und durch die die Antriebswelle 26 des Rotors 13 hindurchführt. Diese Welle 33 ist über Nocken 34 und einem axial verschiebbaren Mitnehmer 35 bzw. einer Schaltmuffe mit an der Antriebswelle 26 vorgesehenen Nocken 36 koppelbar.

[0044] Im in Fig. 3 dargestellten Zustand sind Rotor 13 und Stator 14 nicht miteinander gekoppelt, sondern entkoppelt. Sofern jedoch der Mitnehmer 35 in eine obere Schaltstellung gebracht wird, findet eine Kopplung von Rotor 13 und Stator 14 statt.

[0045] Der Mitnehmer 35 wird entweder manuell oder mittels einer Verstelleinrichtung axial verschoben, um den gekoppelten oder den entkoppelten Zustand herzustellen.

[0046] Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner eine Arretiervorrichtung zum wahlweisen Feststellen des Status 14 vorgesehen. Mittels der Arretiervorrichtung kann der Stator 14 arretiert oder auch gelöst werden, um dann als drehender Stator 14 betrieben werden zu können. Die Arretiervorrichtung kann insbesondere als Bremse oder Klemmvorrichtung ausgebildet sein.

[0047] Wie mittels der Pfeile 37, 38 dargestellt, kann die Antriebswelle 26 des Rotors 13 in beide Drehrichtungen gedreht werden.

[0048] Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Homogenisators 11'. Der Homogenisator 11' entspricht weitgehend dem in Fig. 3 gezeigten Homogenisator 11. Für gleiche Teile werden daher gleiche Bezugsziffern verwendet. Ferner werden nur die Unterschiede gegenüber Fig. 3 erläutert, wobei nicht erläuterte Elemente entsprechend Fig. 3 ausgebildet sind.

[0049] Das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel verwendet als Kupplungseinrichtung zwischen dem Rotor 13' und dem Stator 14' eine Freilaufkupplung 39. Diese Freilaufkupplung 39 bewirkt, dass in einer ersten Drehrichtung gemäß der Bezugsziffer 37 des Rotors 13' die Antriebswelle 26' des Rotors 13' mit der Antriebswelle 33' des drehbaren Stators 14' gekoppelt ist. D.h. der Rotor 13' und der Stator 14' drehen beide in die gleiche Drehrichtung 37.

[0050] In der entgegengesetzten Drehrichtung gemäß Bezugsziffer 38 ist hingegen der Rotor 13' vom Stator 14' entkoppelt, wobei der Stator 14' stillsteht.

[0051] Die Antriebswelle 26' des Rotors 13' ist mittels eines weiteren Lagers 40, insbesondere Kugellagers, gegen das Gehäuse 31' des Homogenisators 11' abgestützt. Die Welle 33' des Rotors 13' ist über die Freilaufkupplung 39 mit der Welle 26' des Rotors 13' in der oben beschriebenen Weise verbunden.

[0052] Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Homogenisators 11". In diesem Ausführungsbeispiel weist die Kopplungseinrichtung zum Koppeln von Rotor 13" und Stator 14" ein Getriebe 41 auf. Die Welle 33" des Stators 14" weist einen Zahnkranz bzw. einen zahnradartig ausgebildeten Abschnitt 42 auf. Dieser Abschnitt 42 steht im Eingriff mit einem ersten Zahnrad 43 des Getriebes 41, welches wiederum über eine Welle 44 mit einem zweiten Zahnrad 45 drehstarr verbunden ist. Dieses zweite Zahnrad 45 steht mit einer elektromechanischen Kupplung 46 in Verbindung. Diese elektromechanische Kupplung 46 weist einen Elektromagneten auf, mittels dem die Kupplung geschaltet werden kann. Im eingekuppelten Zustand ist das Zahnrad 45 mit der Antriebswelle 26" des Rotors 13" verbunden. Durch Betätigen des Elektromagneten wird eine drehstarre, insbesondere form- oder reibschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle 26" und dem Zahnrad 45 und somit auch mit dem Stator 14" geschaffen.

[0053] Mittels des Getriebes 41 kann ein festes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl des Rotors 13" und des Stators 14" vorbestimmt werden. Das Getriebe 41 kann dabei auch mehrere Schaltstufen mit mehreren fest vordefinierten Drehzahlverhältnissen aufweisen. Darüber hinaus kann das Getriebe 41 auch eine Drehrichtungsumkehr bewirken, so dass bspw. der Rotor 13" in Drehrichtung 37 dreht, während der Stator 14" in Drehrichtung 38 dreht. Durch diese Maßnahme kann die Differenzgeschwindigkeit zwischen Rotor 13" und Stator 14" signifikant erhöht werden, um erhöhte Scherkräfte auf das Produkt auszuüben.

[0054] Insgesamt schafft die Erfindung einen Homogenisator mit einem Rotor und einem drehbaren Stator, bei dem der drehbare Stator wahlweise mit dem Rotor gekoppelt werden kann, so dass die Drehung des Stators abhängig ist von der Drehung des Rotors. Auf diese Weise kann die Pumpwirkung eines Homogenisators ohne zusätzliche Antriebsmotoren signifikant verbessert werden. Es bedarf lediglich einer Kopplungseinrichtung zum Koppeln von Stator und Rotor.

Ansprüche

1. Homogenisator für die Herstellung von fließfähigen Produkten, bspw. Emulsionen, Suspensionen oder ähnlichen Produkten, mit einem Rotorschaufeln (18, 19, 20) aufweisenden und mittels eines Motors (27) antreibbaren Rotors (13, 13', 13") und einem Strömungselemente (23, 24) aufweisenden drehbaren Stator (14, 14', 14")
gekennzeichnet durch
eine Kopplungseinrichtung (34, 35, 36; 39; 46) zum wahlweisen Koppeln oder Entkoppeln des Stators (14, 14', 14") mit bzw. von dem Rotor (13, 13', 13") derart, dass in einem gekoppelten Zustand der Stator (14, 14', 14") vom Rotor (13, 13', 13") antreibbar ist.

2. Homogenisator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem entkoppelten Zustand von Rotor (13, 13', 13") und Stator (14, 14', 14") der Stator (14, 14', 14") festgestellt, insbesondere arretiert, ist.

3. Homogenisator nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kopplungseinrichtung (34, 35, 36; 39; 46) eine mechanische (34, 35; 39) oder elektromechanische (46) Kupplung aufweist, mit welcher der Rotor (13, 13', 13") und der Stator (14, 14', 14") mechanisch verbindbar sind.

4. Homogenisator nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplung (34, 35, 36; 39; 46) elektromagnetisch schaltbar ausgebildet ist.

5. Homogenisator nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplung (34, 35, 36; 39; 46) selbsttätig schaltend oder fremdgeschaltet ausgebildet ist.

6. Homogenisator nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplung Mitnehmer (35) und Nocken (34) aufweist.

7. Homogenisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kopplungseinrichtung (34, 35, 36; 39; 46) derart ausgebildet ist, dass in einer ersten Drehrichtung (37) des Rotors (13, 13', 13") der Rotor (13, 13', 13") mit dem Stator (14, 14', 14") derart gekoppelt ist, dass der Rotor (13, 13', 13") den Stator (14, 14', 14") mitnimmt, und dass in einer zweiten, der ersten Drehrichtung (37) entgegengesetzten Drehrichtung (38) der Rotor (13, 13', 13") und der Stator (14, 14', 14") voneinander entkoppelt sind.

8. Homogenisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kopplungseinrichtung eine Freilaufkupplung (39) aufweist.

9. Homogenisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kopplungseinrichtung ein Getriebe (41) aufweist, das derart ausgebildet ist, dass im gekoppelten Zustand von Rotor (13") und Stator (14") ein festes Drehzahlverhältnis der Drehzahl des Rotors (13") zur Drehzahl des Stators (14") vorliegt.

10. Homogenisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kopplungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass im gekoppelten Zustand der Rotor (13") und der Stator (14") in gleicher oder gegenläufiger Drehrichtung drehbar sind.

Claims

1. A homogeniser for the production of free-flowing products, for example, emulsions, suspensions or similar products, comprising a rotor (13, 13', 13") having rotor blades (18, 19, 20) and drivable by means of a motor (27), and a rotatable stator (14, 14', 14") having flow elements (23, 24)
characterised by
a coupling device (34, 35, 36; 39; 46) for the selective coupling or decoupling of the stator (14, 14', 14") with or from the rotor (13, 13', 13") in such a manner that in a coupled state, the stator (14, 14', 14") can be driven by the rotor (13, 13', 13").

2. The homogeniser according to claim 1,
characterised in that
in a decoupled state of rotor (13, 13', 13") and stator (14, 14', 14"), the stator (14, 14', 14") is fixed, in particular locked.

3. The homogeniser according to claim 1 or 2
characterised in that
the coupling device (34, 35, 36; 39; 46) comprises a mechanical (34, 35; 39) or electromechanical (46) coupling by which means the rotor (13, 13', 13") and the stator (14, 14', 14") can be connected mechanically.

4. The homogeniser according to claim 3,
characterised in that
the coupling (34, 35, 36; 39; 46) is configured to be electromagnetically switchable.

5. The homogeniser according to claim 3 or 4,
characterised in that
the coupling (34, 35, 36; 39; 46) is configured to be independently switching or externally switched.

6. The homogeniser according to claim 5,
characterised in that
the coupling comprises entrainers (35) and cams (34).

7. The homogeniser according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling device (34, 35, 36; 39; 46) is configured in such a manner that in a first direction of rotation (37) of the rotor (13, 13', 13"), the rotor (13, 13', 13") is coupled to the stator (14, 14', 14") in such a manner that the rotor (13, 13', 13") entrains the stator (14, 14', 14") and that in a second direction of rotation (38) opposite to the first direction of rotation (37), the rotor (13, 13', 13") and the stator (14, 14', 14") are decoupled from one another.

8. The homogeniser according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling device is an overrunning clutch (39).

9. The homogeniser according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling device has a transmission (41) which is configured in such a manner that in the coupled state of rotor (13") and stator (14") a fixed rotational speed ratio of the rotational speed of the rotor (13") to the rotational speed of the stator (14") exists.

10. The homogeniser according to any one of the preceding claims,
characterised in that
the coupling device is configured in such a manner that in the coupled state, the rotor (13") and the stator (14") are rotatable in the same or opposite direction of rotation.

Revendications

1. Homogénéisateur pour la fabrication de produits aptes à l'écoulement, par exemple des émulsions, des suspensions ou des produits similaires, comportant un rotor (13,13',13'') présentant une pale de rotor (18,19,20) et pouvant être entraîné au moyen d'un moteur (27) et un stator rotatif (14,14',14'') présentant un élément d'écoulement (23,24),
caractérisé par
un dispositif de couplage (34,35,36 ;39 ;46) pour coupler ou découpler au choix le stator (14,14',14'') avec le, respectivement du rotor (13,13',13") de telle sorte que dans un état couplé le stator (14,14',14'') puisse être entraîné par le rotor (13,13',13").

2. Homogénéisateur selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
dans un état découplé du rotor (13,13',13'') et du stator (14,14',14''), le stator (14,14',14'') est immobilisé, notamment arrêté.

3. Homogénéisateur selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
le dispositif de couplage (34,35,36 ;39 ;46) présente un embrayage mécanique (34,35 ;39) ou électromécanique (46), avec lequel le rotor (13,13',13'') et le stator (14,14',14'') peuvent être reliés mécaniquement.

4. Homogénéisateur selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
l'embrayage (34,35,36 ;39 ;46) est configuré de manière à pouvoir être activé électromagnétiquement.

5. Homogénéisateur selon la revendication 3 ou 4,
caractérisé en ce que
l'embrayage (34,35,36 ;39 ;46) est configuré de manière à être activé automatiquement ou de manière externe.

6. Homogénéisateur selon la revendication 5,
caractérisé en ce que
l'embrayage présente un doigt d'entraînement (35) et une came (34).

7. Homogénéisateur selon une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le dispositif de couplage (34,35,36 ;39 ;46) est configuré de telle sorte que dans une première direction de rotation (37) du rotor (13,13',13''), le rotor (13,13',13'') soit couplé avec le stator (14,14',14'') de telle sorte que le rotor (13,13',13'') entraîne le stator (14,14',14''), et en ce que dans une deuxième direction de rotation (38) contraire à la première direction de rotation (37), le rotor (13,13',13'') et le stator (14,14',14') soient découplés l'un de l'autre.

8. Homogénéisateur selon une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le dispositif de couplage présente un embrayage en roue libre (39).

9. Homogénéisateur selon une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le dispositif de couplage présente une transmission (41), qui est configurée de telle sorte que en l'état découplé du rotor (13") et du stator (14"), un rapport de vitesse de rotation fixe de la vitesse de rotation du rotor (13'') par rapport à la vitesse de rotation du stator (14") soit présent.

10. Homogénéisateur selon une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
le dispositif de couplage est configuré de telle sorte que en l'état couplé, le rotor (13'') et le stator (14") peuvent tourner dans une direction de rotation identique ou opposée.

Zeichnung