[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe, mit
einem Gehäuse, wobei das Gehäuse eine Einlassöffnung, durch die fließfähiges Material
in den Innenraum einströmen, und eine Ausgangsöffnung, durch die das homogenisierte
Material aus dem Gehäuse ausströmen kann, aufweist, einem ersten drehbar in dem Gehäuse
gelagerten Rotationselement, einem zweiten drehbar in dem Gehäuse gelagerten Rotationselement,
wobei das zweite Rotationselement unabhängig von dem ersten Rotationselement antreibbar
ist.
[0002] Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in der kosmetischen, pharmazeutischen
oder chemischen Industrie bei der Herstellung von Cremes, Salben, Pasten oder dergleichen
eingesetzt. Die Vorrichtung ist z. B. am tiefsten Punkt eines Behälters, beispielsweise
eines Rührwerksbehälters angeordnet und homogenisiert und/oder dispergiert den fließfähigen
Stoff, indem ein Rotationselement bzw. ein Rotor zusammen mit einem ortsfesten Stator
Scherkräfte auf den Stoff aufbringt. Die Vorrichtung könnte auch separat neben einem
oder zwischen zwei Behältern platziert sein. Der homogenisierte Stoff kann entweder
zurück in den Behälter, einen weiteren Behälter oder zu einer Abfüllanlage gefördert
werden.
[0003] Die Homogenisierung lässt sich bei bekannten Vorrichtungen im Wesentlichen durch
Variation der Drehzahl des Rotationselementes gegenüber dem ortsfest gelagerten Stator
oder durch die konkrete Gestaltung des Rotors und/oder des Stators beeinflussen. Bei
hohen Drehzahlen ist die Scherwirkung und auch die Förderwirkung der Vorrichtung zum
Homogenisieren größer als bei niedrigen Drehzahlen. Ein Nachteil der bekannten Vorrichtungen
besteht darin, dass die Scherwirkung und die Förderwirkung unmittelbar miteinander
gekoppelt sind. Darüber hinaus ist es für die Erreichung hoher Scherwirkungen und
Drehzahlen des Rotors notwendig, die Antriebseinrichtungen und Antriebsmotoren entsprechend
aufwendig auszulegen.
[0004] Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei zu hoher Drehzahl des Motors die Scherwirkung
so groß wird, dass der zu homogenisierende Stoff nachteilig beeinflusst oder eventuell
sogar geschädigt werden kann.
[0005] Um dem Erfordernis der hohen Förderwirkung gerecht werden zu können und gleichzeitig
die Scherwirkung bei hohen Drehzahlen zu reduzieren, wurden Vorrichtungen zum Homogenisieren,
sogenannte Homogenisatoren, entwickelt, die eine axiale Verschiebung des Rotors relativ
zum Stator ermöglichen, um die freien Strömungsquerschnitte (oder Spalte) zwischen
dem Rotor und dem Stator zu erhöhen (vgl.
DE 296 08 712 oder
DE 24 13 452). Der konstruktive Aufwand für eine derartige axiale Verschiebbarkeit ist sehr hoch.
[0006] Die
EP 1 825 907 B1 offenbart eine Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe, mit einem in einem
Gehäuse drehbar gelagerten und mittels einer Antriebseinrichtung antreibbaren Rotor,
und einem antreibbaren Rotationselement zum Homogenisieren und/oder Fördern eines
fließfähigen Stoffes. Das Rotationselement ist mittels einer Antriebseinrichtung gleichsinnig
mit oder gegensinnig zu dem Rotor antreibbar. Die Antriebseinrichtungen von Rotor
und Rotationselement sind unabhängig voneinander steuerbar. Die Variationsmöglichkeit
der Scherwirkung und der Pumpwirkung sind somit in Maßen steuerbar, bedürfen aber
weiterer Optimierung, um den wachsenden Anforderungen und insbesondere steigenden
Behältergrößen/Chargengrößen der kosmetischen, pharmazeutischen oder chemischen Industrie
gerecht zu werden.
[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, die aus dem Stand der Technik
bekannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Vorrichtung anzugeben, mit
der der Homogenisierungseffekt stärker beeinflussbar ist und die Scherwirkung und
die Pumpwirkung an die jeweiligen Erfordernisse anpassbar sind.
[0008] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Insbesondere löst die Erfindung die zugrundeliegende Aufgabe bei Vorrichtungen
zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe durch ein drittes Rotationselement, welches
drehbar in dem Gehäuse gelagert und mit einer korrespondierenden Antriebseinheit wirkverbunden
ist, wobei die Antriebseinheit dazu eingerichtet ist, das dritte Rotationselement
unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement anzutreiben.
[0009] Die Vorteile der Erfindung bestehen im Wesentlichen darin, dass durch das zusätzliche,
separat und unabhängig vom ersten und zweiten Rotationselement antreibbare dritte
Rotationselement die Homogenisierung und Förderung auf vielfältige Weise beeinflusst
und an die jeweiligen Produktionserfordernisse angepasst werden können. Insbesondere
durch Einstellung und Variation der Relativgeschwindigkeiten der drei drehbaren Elemente
lässt sich die Scherwirkung auf den Stoff einstellen. Die drehbaren Elemente können
gleichsinnig oder gegenläufig zueinander angetrieben werden, um die Scherwirkung stufenlos
innerhalb großer Bereiche variieren zu können. Darüber hinaus kann die Scherwirkung
unabhängig von der Förderleistung (das heißt der Fördermenge des Stoffs) variiert
werden. Bei maximalen entgegengesetzten Drehgeschwindigkeiten ist die Scherwirkung
maximal, wobei für dieselbe Scherwirkung eine wesentlich geringere absolute Drehgeschwindigkeit
notwendig ist im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen zur Homogenisierung. Folglich
können die Antriebe für geringere Drehgeschwindigkeiten ausgelegt werden bzw. höhere
Scherraten erreicht werden.
[0010] Die Erfindung wird dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das erste Rotationselement
mit einer ersten Antriebswelle, das zweite Rotationselement mit einer zweiten Antriebswelle
und das dritte Rotationselement mit einer dritten Antriebswelle wirkverbunden ist.
[0011] Auf diese Weise können die Rotationselemente unabhängig voneinander mittels drei
separater Antriebswellen geometrisch günstig mit einem Antrieb gekoppelt werden.
[0012] In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Antriebswellen koaxial
zueinander und im Wesentlichen vertikal angeordnet. Somit sind die Antriebswellen
auf einfache Weise mit einem Kopplungsmittel, wie Zahnriemen, Ketten, Keilriemen,
Reibräder, Zahnräder oder dergleichen mit einem Antrieb koppelbar, und die Rotationselemente
können im Behälter im Wesentlichen vertikal ausgerichtet werden.
[0013] In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die erste Antriebswelle
drehbar in der zweiten Antriebswelle gelagert, die zweite Antriebswelle als Hohlwelle
ausgebildet und drehbar in der dritten Antriebswelle gelagert, und die äußere Antriebswelle
als Hohlwelle ausgebildet und drehbar in dem Gehäuse gelagert.
[0014] Die Lagerung der Antriebswellen kann dabei auf zweckmäßige Weise so gestaltet werden,
dass die innere Antriebswelle mittels Wälzlagern in der mittleren Welle gelagert ist
und die mittlere Welle ihrerseits mittels Wälzlagern in der äußeren Welle gelagert
ist, welche in dem Gehäuse gelagert ist.
[0015] In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die erste
Antriebswelle mit einer ersten Antriebseinheit, die zweite Antriebswelle mit einer
zweiten Antriebseinheit und die dritte Antriebswelle mit einer dritten Antriebseinheit
wirkverbunden. Durch das Antreiben jedes der diskreten Rotationselemente unabhängig
voneinander, sind die Relativgeschwindigkeiten und Drehrichtungen anwendungsspezifisch
für jedes der Rotationselemente wählbar, sodass diese gleichsinnig, gegenläufig oder
wahlweise einzeln antreibbar sind.
[0016] Weiter bevorzugt sind die Antriebswellen mit den jeweils korrespondierenden Antriebseinheiten
mittels Zahnrädern und Zahnriemen gekoppelt.
[0017] Um den Innenraum der Vorrichtung gegenüber der Umgebung zuverlässig auch gegenüber
hohen Druckdifferenzen und gegebenenfalls aggressiven Medien abzudichten, wird gemäß
einer Weiterbildung vorgeschlagen, dass mindestens eine Wellenabdichtung zur Abdichtung
des Innenraums des Gehäuses der Vorrichtung gegenüber der Umgebung, vorzugsweise jeweils
eine Wellenabdichtung korrespondierend zu jeweils einer der drei Antriebswellen, vorgesehen
ist.
[0018] Vorzugsweise ist mindestens eine Gleitringdichtung zur Abdichtung des Innenraums
des Gehäuses gegenüber der Umgebung vorgesehen. In den Innenräumen eines Rührwerkbehälters,
an den eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Homogenisieren anschließbar ist, herrschen
häufig Unter- oder Überdrücke, die so sicher beherrschbar sind.
[0019] In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Antriebseinheiten derart
steuerbar, dass das erste, zweite und dritte Rotationselement jeweils in beide Drehrichtungen
rotieren. Somit sind die Antriebe derart steuerbar, dass die Scherwirkung durch die
entgegengesetzten Drehrichtungen maximal wird.
[0020] In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind das erste, vorzugsweise
äußere Rotationselement und/oder das zweite Rotationselement als Pumprad mit mehreren
Pumpschaufeln ausgebildet. Somit werden hohe Förderwirkungen erzielt, während die
Rotationselemente im Wesentlichen die Scherwirkung der Vorrichtung erzeugen.
[0021] Weiter bevorzugt sind das erste Rotationselement und/oder das zweite nach Art eines
Stators oder eines Rotors mit Flügeln ausgebildet. Dabei handelt es sich prinzipiell
um eine Vorrichtung zum Homogenisieren, welche eine maximale Scherwirkung erzeugen
kann.
[0022] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird besonders bevorzugt dadurch weitergebildet,
dass das dritte Rotationselement mit Mitteln zur Homogenisierung, insbesondere Rühr-
und Schneidmitteln, gekoppelt ist. Somit können individualisierte Rühr- und Schneidwerkzeuge
eingesetzt werden, welche entsprechend den jeweiligen Anforderungen angepasst werden
können. Beispielsweise können Werkzeuge zum Vorzerkleinern großer Bestandteile oder
zum gezielten Vormischen und Zuführen des fließfähigen Materials eingesetzt werden.
[0023] Weiter bevorzugt ist mindestens eine mit der Ausgangsöffnung des Gehäuses kommunizierende
Rückführungsleitung vorgesehen, durch die in Abhängigkeit von der Stellung eines Stellventils
der fließfähige Stoff an verschiedenen diskreten Positionen in einen Behälter rückführbar
ist. Auf diese Weise kann der Stoff beispielsweise auch für geringe Mengen eines zu
homogenisierenden Stoffs zweckmäßig zurückgeführt werden.
[0024] Weiter bevorzugt ist eine oder mehrere der Antriebswellen der Rotationselemente mit
einem Motor antriebsgekoppelt. Ein Motor stellt einen einfachen verzögerungsfreien
Antrieb für eine solche Vorrichtung dar.
[0025] Gemäß eines weiteren Aspekts wird die zugrundeliegende Aufgabe durch einen Behälter,
insbesondere Rührwerksbehälter, mit einer koppelbaren Vorrichtung zum Homogenisieren
fließfähigen Materials, mit einem Gehäuse, welches eine Einlassöffnung, durch die
fließfähiges Material in den Innenraum einströmen kann, und eine Ausgangsöffnung,
durch die das fließfähige Material aus dem Gehäuse ausströmen kann, aufweist, einem
ersten drehbar in dem Gehäuse gelagerten und mittels einer ersten Antriebseinrichtung
antreibbaren Rotationselement, einem zweiten drehbar in dem Gehäuse gelagerten und
mittels einer zweiten Antriebseinrichtung unabhängig von dem ersten Rotationselement
antreibbaren Rotationselement. Insbesondere wird die zugrundliegende Aufgabe durch
ein drittes in dem Gehäuse drehbar gelagertes Rotationselement, welches mittels einer
dritten Antriebeinheit unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement antreibbar
ist.
[0026] Hinsichtlich der erreichten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen wird insoweit
auf die obigen Ausführungen der Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähigen Materials
verwiesen. Ein Behälter, insbesondere Rührwerksbehälter, mit einer solchen Vorrichtung
macht sich die entsprechenden Vorteile zu Eigen.
[0027] Gemäß einer vorteilhaften ausführungsform der Erfindung weist der Behälter eine Vorrichtung
zum Homogenisieren fließfähigen Materials der eingangs genannten Art auf.
[0028] Gemäß eines letzten Aspekts wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch
ein Verfahren zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe mittels einer Vorrichtung zum
Homogenisieren fließfähigen Materials gelöst, mit einem Gehäuse, welches eine Einlassöffnung,
durch die fließfähiges Material in den Innenraum einströmen kann, und eine Ausgangsöffnung,
durch die das fließfähige Material aus dem Gehäuse ausströmen kann, aufweist, einem
ersten drehbar in dem Gehäuse gelagerten und mittels einer ersten Antriebseinrichtung
antreibbaren Rotationselement, einem zweiten drehbar in dem Gehäuse gelagerten und
mittels einer zweiten Antriebseinrichtung unabhängig von dem ersten Rotationselement
antreibbaren Rotationselement. Insbesondere wird die zugrundliegende Aufgabe durch
ein drittes in dem Gehäuse drehbar gelagerten Rotationselement, welches mittels einer
dritten Antriebeinheit unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement antreibbar
ist, um die Scherwirkung auf den Stoff stufenlos variieren zu können.
[0029] Hinsichtlich der erreichten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen wird insoweit
auf die obigen Ausführungen der Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähigen Materials
verwiesen. Das Verfahren zum Homogenisieren fließfähigen Materials mittels der Vorrichtung
macht sich die entsprechenden Vorteile zu Eigen.
[0030] Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand
bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Hierbei zeigen:
- Figur 1:
- Eine Vorrichtung zum Homogenisieren einer fließfähigen Flüssigkeit in einer geschnittenen
Ansicht
- Figur 2:
- Die Vorrichtung zum Homogenisieren einer fließfähigen Flüssigkeit
- Figur 3:
- Vorrichtung zum Homogenisieren einer fließfähigen Flüssigkeit in einer Draufsicht
- Figur 4:
- Ausschnitt der Antriebseinheit der Vorrichtung zum Homogenisieren einer fließfähigen
Flüssigkeit gemäß Fig. 1-3
[0031] Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Homogenisieren fließfähiger
Stoffe, welche mit einem Behälter 2, auch bezeichnet als Rührwerksbehälter gekoppelt
werden kann. Die Vorrichtung 1 und der Behälter 2 sind mittels einer Flanschverbindung
gekoppelt. Die Vorrichtung 1 weist ferner ein Gehäuse 9 auf, welches mehrere Gehäuseteile
9a, 9b, 9c umfasst, welche mechanisch verbunden sind.
[0032] Die Vorrichtung 1 weist seitlich eine Auslassöffnung 19 auf, welche einen Auslass
ausbildet und mit einer Leitung oder einem anderen Aufnahmemittel fluidleitend verbindbar
ist. Die Vorrichtung 1 weist ferner eine Einlassöffnung 11 auf, welche fluidleitend
mit dem Behälter 2 verbindbar ist und ferner eine weitere Öffnung 21 auf, welche mit
einer Zugabeleitung gekoppelt werden kann, sodass flüssige, feste oder pastöse Zusatzstoffe
zugegeben werden können.
[0033] Die Vorrichtung 1 weist eine erste Antriebseinrichtung 15, eine zweite Antriebseinrichtung
17 (vgl. Fig. 2) und eine dritte Antriebeinheit 13 (vgl. Fig. 2) auf.
[0034] Ferner umfasst die Vorrichtung 1 ein erstes drehbar in dem Gehäuse 9 gelagertes und
mittels der ersten Antriebseinrichtung 15 antreibbares Rotationselement 25, ein zweites
unabhängig von dem ersten Rotationselement 25 mittels der zweiten Antriebseinrichtung
17 (vgl. Fig. 2) antreibbares Rotationselement 27 und ein drittes in dem Gehäuse 9
drehbar gelagertes Rotationselement 23, welches mittels der dritten Antriebeinheit
13 (vgl. Fig. 2) unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement 25, 27 antreibbar
ist.
[0035] Das erste Rotationselement 25 und die erste Antriebseinrichtung 15 sind über eine
erste Antriebswelle 5 miteinander gekoppelt. Das zweite Rotationselement 27 ist mit
der zweiten Antriebseinrichtung 17 (vgl. Fig. 2) über eine zweite Antriebswelle 7
gekoppelt. Das dritte Rotationselement 23 ist mit der dritten Antriebseinrichtung
13 (vgl. Fig. 2) über eine dritte Antriebswelle 3 gekoppelt. Die drei Antriebswellen
3, 5 und 7 sind koaxial angeordnet, wobei die zweite und die dritte Antriebswelle
7, 3 als Hohlwellen ausgebildet sind.
[0036] Die äußere Antriebswelle 3 ist mittels zweier Lager 60, 62, bei denen es sich um
Wälz- oder Gleitlager handelt, in dem Gehäuse 9b gelagert. Die zweite Antriebswelle
7 ist mittels zweier Lager 66, 68, bei denen es sich um Wälz- oder Gleitlager handelt,
in der äußeren Welle 3 gelagert und die dritte Antriebswelle ist wiederum mittels
Lagern 70, 72 in der zweiten Welle 7 gelagert. Die Rotationselemente 25, 27 und 23
sind jeweils mit einem oberen Endabschnitt der korrespondierenden Antriebswelle 5,
7, 3 drehstarr, und gemäß dieser Ausführungsform mittels Schrauben, verbunden. Die
drei Rotationselemente 25, 27 und 23 sind somit beabstandet zueinander angeordnet.
Die Lager 60, 62, 66, 68, 70, 72 sind beispielsweise mit Schmiermittel gefüllt oder
selbstschmierend ausgebildet und mit Hilfe von Sicherungsringen und Hülsen an den
vorgegebenen Positionen festgelegt.
[0037] Das erste, zweite und dritte Rotationselement 25, 27 und 23 werden separat voneinander
angetrieben, sodass die Rotationselemente gleichsinnig oder gegensinnig und zudem
mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten angetrieben werden können. Die Rotationselemente
25, 27 und 23 weisen in Längsrichtung ihrer Rotationsachsen einen axialen Versatz
zueinander auf.
[0038] Im unteren Bereich ist das Gehäuse 9b mit einem Deckel 74 verschlossen, der gleichzeitig
das Lager 62 festlegt.
[0039] Zur Abdichtung des Innenraums der Vorrichtung 1 gegenüber der Umgebung sind drei
Gleitringdichtungen 45, 47, 43 vorgesehen. Alternativ könnten andere Wellenabdichtungen,
etwa Lippendichtringe o. dgl. eingesetzt werden. Ein oberer Gleitring der Gleitringdichtung
45 ist fest mit dem Element 25 verbunden, während ein unterer Gleitring an der Antriebswelle7
befestigt ist und mit dieser rotiert, so dass fließfähiger Stoff nicht in den Innenraum
des Gehäuses 9 strömen kann. Ein oberer Ring der Gleitringdichtung 43 ist an der Innenseite
des Elements 23 befestigt und relativ bewegbar zu einem unteren Ring der Gleitringdichtung
43, der fest mit der Innenseite der Antriebswelle 3 verbunden ist, so dass kein fließfähiger
Stoff die Gleitringdichtung 43 passieren in den Innenraum des Gehäuses 9 strömen kann.
Dem entsprechend ist ein oberer Ring der Gleitringdichtung 47 an dem Rotationselement
27 befestigt und relativ bewegbar zu einem unteren Ring der Gleitringdichtung 47,
der fest mit der Innenseite des Gehäuses 9a verbunden ist, so dass kein fließfähiger
Stoff die Gleitringdichtung 47 passieren und in den Innenraum des Gehäuses 9 strömen
kann.
[0040] Die Antriebswellen 5, 7, 3 können mit Hilfe von an den Endabschnitten befestigten
Zahnrädern 57, 55, 53, Zahnriemen 37, 35, 33, und Antriebseinheiten 15, 17, 13 (vgl.
Fig. 2), welche Getriebe und Elektromotoren einschließen, so mit einstellbaren Drehzahlen
jeweils in beide Drehrichtungen angetrieben werden, dass die Rotationselemente 25,
27, 23 gleichsinnig oder gegensinnig rotieren.
[0041] Somit können die Drehgeschwindigkeiten und Drehrichtungen der Rotationselemente 25,
27 und 23 anwendungsspezifisch geändert werden. Durch eine Veränderung der Drehrichtung
wird die Strömung, Scherung und damit die Homogenisierung des Gemisches innerhalb
des Behälters 2 verändert.
[0042] Das erste Rotationselement 25 ist mit Mitteln zur Homogenisierung, insbesondere Rühr-
und Schneidwerkzeugen gekoppelt. Das dritte Rotationselement 23 ist nach Art eines
Pumrads ausgebildet und umfasst eine Basisplatte und Flügelelemente.
[0043] Wie Figur 2 zeigt, ist die Vorrichtung 1 weiterhin mit der ersten Antriebseinheit
15, der zweiten Antriebseinheit 17 und der dritten Antriebseinheit 13, welche beabstandet
angeordnet sind, wirkverbunden. Die Antriebseinheiten 15, 17, 13 können Getriebe und
Elektromotoren einschließen. In dem Gehäuse 9 sind das erste Rotationselement 25,
das zweite Rotationselement 27 und das dritte Rotationselement 23 angeordnet (vgl.
Fig. 1). Das erste Rotationselement 25 (vgl. Fig. 2) ist mit der ersten Antriebseinrichtung
15 und das zweite Rotationselement 27 (vgl. Fig. 1) ist mit der zweiten Antriebseinrichtung
17 und das dritte Rotationselement 23 (vgl. Fig. 1) ist mit der dritten Antriebseinrichtung
13 mechanisch, insbesondere drehgebend, gekoppelt.
[0044] Die Größe der jeweiligen Antriebseinheit kann entsprechend der geforderten Antriebsleistung
unabhängig von den jeweils anderen Antriebseinheiten ausgelegt werden. Die erste Antriebseinheit
15, welche das erste Rotationselement 25 (vgl. Fig. 1) antreibt ist in dem Ausführungsbeispiel
gemäß dem Fig. 2 kleiner als die übrigen Antriebseinheiten 17, 13. Die Antriebseinheiten
15, 17, 13 können vertikal beabstandet zu einander angeordnet sein.
[0045] Wie Figur 3 zeigt, sind die Antriebseinrichtungen 15, 17 und 13 zu dem Gehäuse 9
der Vorrichtung 1 beabstandet angeordnet. Die Antriebseinrichtungen 15, 17 und 13
sind insbesondere jeweils um 90° um den Mittelpunkt der Vorrichtung herum versetzt
zueinander angeordnet. Es versteht sich, dass auch andere Anordnungen der Antriebe
möglich sind. Somit ergibt sich eine kompakte Bauform und eine günstige Ausrichtung
der Zahnriemen 37, 35, 33 (vgl. Fig. 1 und 4), zueinander.
[0046] Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt einer Beispielhaften Ausführungsform in welcher das
Drehmoment allein mittels Zahnriemen 33, 37 von den Antriebseinheiten 13, 17 auf die
Antriebswellen 3, 7 übertragen wird.
1. Vorrichtung zum Homogenisieren fließfähigen Materials, mit
- einem Gehäuse (9), welches eine Einlassöffnung (11), durch die fließfähiges Material
in den Innenraum einströmen kann, und eine Ausgangsöffnung (19), durch die das fließfähige
Material aus dem Gehäuse (9) ausströmen kann, aufweist,
- einem ersten drehbar in dem Gehäuse (9) gelagerten und mittels einer ersten Antriebseinrichtung
(15) antreibbaren Rotationselement (25),
- einem zweiten drehbar in dem Gehäuse (9) gelagerten und mittels einer zweiten Antriebseinrichtung
(17) unabhängig von dem ersten Rotationselement (25) antreibbaren Rotationselement
(27),
gekennzeichnet durch ein drittes in dem Gehäuse (9) drehbar gelagertes Rotationselement (23), welches
mittels einer dritten Antriebeinheit (13) unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement
(25, 27) antreibbar ist.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rotationselement (25) gleichsinnig mit oder gegensinnig zu dem zweiten
Rotationselement (27) von der ersten Antriebeinheit (15) antreibbar ist oder wahlweise
entweder das erste Rotationselement (25) oder das zweite Rotationselement (27) von
der ersten Antriebeinheit (15) bzw. der zweiten Antriebeinheit (27) angetrieben werden,
während das jeweils andere Bauteil stillsteht.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rotationselement (25), mit einer ersten Antriebswelle (5), das zweite Rotationselement
(27) mit einer zweiten Antriebswelle (7) und das dritte Rotationselement (23) mit
dritten Antriebswelle (3) wirkverbunden ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (3, 5, 7) koaxial zueinander und wesentlichen vertikal angeordnet
sind.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswelle (5) drehbar in der zweiten Antriebswelle (7) gelagert ist,
dass die zweite Antriebswelle (7) als Hohlwelle ausgebildet und drehbar in der dritten
Antriebswelle (3) gelagert ist, und
dass die äußere Antriebswelle (3) als Hohlwelle ausgebildet und drehbar in dem Gehäuse
(9a) gelagert ist.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswelle (5) mit der ersten Antriebseinheit (15), die zweite Antriebswelle
(7) mit der zweiten Antriebseinheit (17) und die dritte Antriebswelle (3) mit der
dritten Antriebseinheit (13), vorzugsweise mittels Zahnrädern (53, 55, 57) und Zahnriemen
(33, 35, 37), wirkverbunden ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wellenabdichtung zur Abdichtung des Innenraums des Gehäuses (9) der
Vorrichtung (1) gegenüber der Umgebung, vorzugsweise jeweils eine Wellenabdichtung
(43, 45, 47) korrespondierend zu jeweils einer der drei Antriebswellen (3, 5, 7),
vorgesehen ist, wobei vorzugsweise eine Wellenabdichtung oder alle Wellenabdichtungen
(3, 5, 7) als doppelwirkende Gleitringdichtungen ausgebildet sind.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheiten (13, 15, 17) derart steuerbar sind, dass das erste, zweite
und dritte Rotationselement (25, 27, 23) jeweils in eine erste Drehrichtung und eine
zweite Drehrichtung, welche gegenläufig zur ersten Drehrichtung ist, rotierbar ist.
9. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rotationselement (25) und/oder das zweite und/oder das dritte Rotationselement
(27, 23) als Pumprad mit mehreren Pumpschaufeln ausgebildet sind.
10. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass erste Rotationselement (25) und/oder das zweite Rotationselement (27) und/oder das
dritte Rotationselement (23) nach Art eines Stators oder eines Rotors mit Flügeln
ausgebildet sind.
11. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass erste Rotationselement (25) ein Kopplungsmittel (26) aufweist, welches dazu eingerichtet
ist, das erste Rotationselement (25) mit Mitteln zur Homogenisierung, insbesondere
Rühr- und Schneidmitteln, zu koppeln.
12. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mit der Ausgangsöffnung des Gehäuses (9) kommunizierende Rückführungsleitungen
(19) vorgesehen ist, durch die in Abhängigkeit von der Stellung eines Stellventils
der fließfähige Stoff an verschiedenen diskreten Positionen in einen Behälter (2)
rückführbar ist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der Antriebswellen (3, 5, 7) der Rotationselemente (23, 25, 27)
mit einem Motor antriebsgekoppelt ist.
14. Behälter (2), insbesondere Rührwerksbehälter, mit einer koppelbaren Vorrichtung zum
Homogenisieren fließfähigen Materials, vorzugsweise mit einer Vorrichtung zum Homogenisieren
fließfähigen Materials nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 13, mit
- einem Gehäuse (9), welches eine Einlassöffnung (11), durch die fließfähiges Material
in den Innenraum einströmen kann, und eine Ausgangsöffnung (19), durch die das fließfähige
Material aus dem Gehäuse (9) ausströmen kann, aufweist,
- einem ersten drehbar in dem Gehäuse (9) gelagerten und mittels einer ersten Antriebseinrichtung
(15) antreibbaren Rotationselement (25),
- einem zweiten drehbar in dem Gehäuse (9) gelagerten und mittels einer zweiten Antriebseinrichtung
(17) unabhängig von dem ersten Rotationselement (25) antreibbaren Rotationselement
(27),
gekennzeichnet durch ein drittes in dem Gehäuse (9) drehbar gelagertes Rotationselement (23), welches
mittels einer dritten Antriebeinheit (13) unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement
(25, 27) antreibbar ist.
15. Verfahren zum Homogenisieren fließfähiger Stoffe mittels einer Vorrichtung (1) zum
Homogenisieren fließfähigen Materials, mit
- einem Gehäuse (9), welches eine Einlassöffnung (11), durch die fließfähiges Material
in den Innenraum einströmen kann, und eine Ausgangsöffnung (19), durch die das fließfähige
Material aus dem Gehäuse (9) ausströmen kann, aufweist,
- einem ersten drehbar in dem Gehäuse (9) gelagerten und mittels einer ersten Antriebseinrichtung
(15) antreibbaren Rotationselement (25),
- einem zweiten drehbar in dem Gehäuse (9) gelagerten und mittels einer zweiten Antriebseinrichtung
(17) unabhängig von dem ersten Rotationselement (25) antreibbaren Rotationselement
(27),
gekennzeichnet durch ein drittes in dem Gehäuse (9) drehbar gelagerten Rotationselement (23), welches
mittels einer dritten Antriebeinheit (13) unabhängig von dem ersten und zweiten Rotationselement
(25, 27) antreibbar ist, um die Scherwirkung auf den Stoff stufenlos variieren zu
können.