[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Mischen,
insbesondere Dispergieren.
[0002] In der Praxis, beispielsweise in der Farbenindustrie, wird häufig eine vorgegebene
Menge Flüssigkeit mit einer vorgegebenen Menge eines pulverförmigen Feststoffs, in
der Regel Pigment, vorgemischt. Derartige Gemische werden anschliessend in Rührwerksmühlen
nötigenfalls noch weiter gemahlen und dispergiert. Beispielhafte industrielle Anwendungen
sind die Herstellung von Farbe und Lack oder Ähnlichem.
[0003] Unter Mischen wird vorliegend das derartige Vereinigen von Stoffen oder Stoffströmen
verstanden, dass eine möglichst gleichmässige Zusammensetzung erreicht wird; im Rahmen
der Erfindung dient das Mischen insbesondere der Herstellung von Dispersionen, also
dem Dispergieren. Unter einer Dispersion wird hierbei ein heterogenes Gemisch aus
mindestens zwei Stoffen verstanden, die sich nicht oder kaum ineinander lösen oder
chemisch miteinander verbinden. Beim Vorgang des Dispergierens wird ein Stoff (disperse
Phase) möglichst fein in einem anderen Stoff (Dispersionsmittel bzw. kontinuierliche
Phase) verteilt, ggf. unter Verwendung von Mahlhilfskörpern; in Rührwerksmühlen werden
bspw. häufig kugelförmige Mahlhilfskörper eingesetzt. Die vorliegende Erfindung betrifft
vor allem (die Herstellung von) Suspensionen - also Dispersionen, bei welchen eine
Flüssigkeit die kontinuierliche Phase und ein Feststoff die disperse Phase bildet.
Neben der gleichmässigen Verteilung der dispersen Phase in der kontinuierlichen Phase
wird unter der Dispergierung auch die Benetzung des zu dispergierenden Stoffs mit
dem Dispersionsmittel sowie die Zerkleinerung des zu dispergierenden Stoffes (und
ggf. die anschliessende Stabilisierung) verstanden. Bei der Zerkleinerung kann es
sich typischerweise um die Auflösung von Agglomeraten in Primärteilchen handeln. Auch
Aggregate bzw. Assoziate (wenn eine Zusammenlagerung durch vander-Waals Kräfte oder
stärkere chemische Bindungsarten bewirkt ist) können jedoch beim Dispergieren in Primärteilchen
zerkleinert werden. Während die Auflösung von Agglomeraten auch in Vorrichtungen ohne
Mahlhilfskörper wie in einem Disperser oder Dissolver gelingen kann, werden zur Zerkleinerung
von Aggregaten oder Kristallen Vorrichtungen mit Mahlhilfskörpern benötigt, wie beispielsweise
eine Rührwerksmühle mit kugelförmigen Mahlhilfskörpern. Unter Aggregaten im weiteren
Sinne können hierbei auch grössere kristalline oder amorphe Strukturen verstanden
werden. Im Falle der Zerkleinerung von Aggregaten, kristallinen oder amorphen Strukturen
wird von Echtzerkleinerung gesprochen.
[0004] Gattungsgemässe Vorrichtungen zum Mischen von zwei Stoffen, insbesondere von einer
Flüssigkeit und einem Feststoff wie beispielsweise einem Pulver, weisen üblicherweise
ein Gehäuse sowie einen sich darin drehenden Rotor auf. Mittels mindestens einer Zuführleitung
werden die Stoffe in das Gehäuse eingeleitet. Während eines Betriebs der Vorrichtung
werden die Stoffe mittels des Rotors vermischt und anschliessend aus dem Gehäuse ausgeleitet.
[0005] Eine Vorrichtung zum Dispergieren sowie ein dazugehöriges Verfahren sind in
US 6,029,853 beschrieben. Die Vorrichtung zum Dispergieren umfasst eine Kammer zum Dispergieren,
mindestens eine Rührscheibe, einen Einlass, durch den die Flüssigkeit mit dem zu behandelnden
Material sowie das Dispersionsmedium durch die Drehung der Rührscheibe eingesaugt
werden, einen Auslass sowie eine Trennvorrichtung. Die Trennvorrichtung ist am Auslass
angeordnet. Mittels der Trennvorrichtung werden die Mahlhilfskörper von der Dispersion
getrennt. Zusätzlich kann die Trennvorrichtung die Dispersion durch den Auslass auslassen,
wobei die Mahlhilfskörper zurückgehalten werden, wie beschrieben.
[0006] Eine Vorrichtung zum Homogenisieren und/oder Dispergieren eines fliessfähigen Gutes
ist in
DE 200 09 105 U1 gezeigt. Die Vorrichtung umfasst einen Stator und einen um eine Achse drehangetriebenen
Rotor, wobei der Stator und der Rotor Scher- und/oder Förderelemente aufweisen. Weiterhin
verfügt die Vorrichtung über einen Scherbereich, wo die Scher- und/oder Förderelemente
bei der Drehung des Motors aneinander vorbei laufen. Zudem weist die Vorrichtung mindestens
eine Zuleitung auf. Die Zuleitung mündet direkt in den Scherbereich.
[0007] Es ist nachteilig, dass eine effektive Zerkleinerung von Agglomeraten bei den bekannten
Vorrichtungen nur in geringem bzw. unzureichendem Masse stattfindet.
[0008] Aus
WO 2007/104297 A2 ist eine Vorrichtung zur Erzaufbereitung bekannt, mit welcher das mineralische Produkt
zunächst trocken vorzerkleinert und anschliessend mit Flüssigkeit benetzt und vorgemahlen
wird. Am Ende dieses Zerkleinerungsprozesses wird vorgeschlagen, das Produkt durch
einen Ringspalt zu führen, dessen Spaltweite zwischen 50 nm bis 3 mm beträgt; dieser
Ringspalt dient als Zerkleinerungsvorrichtung, in welcher die Suspension eine grössere
Feinheit erreicht. Die Verwendung von Mahlhilfskörpern wie bspw. Kugeln wird nicht
gelehrt. In einer nachgeschalteten, separaten Verarbeitungsstufe ("Endstufe") kann
sodann die gewünschte Endfeinheit erreicht werden.
[0009] Zudem sind die bekannten Vorrichtungen im Hinblick auf ein Austragen des hergestellten
Gemischs aus der Vorrichtung nicht optimiert. Ebenso ist es in Abhängigkeit von den
zu verarbeitenden Stoffen zum Einsaugen dieser Stoffe erforderlich, unterstützend
weitere Hilfsmittel wie vorgeschaltete Pumpen oder ähnliches zu verwenden.
[0010] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile des
Stands der Technik zu vermeiden; insbesondere sollen eine Vorrichtung sowie ein Verfahren
zum Mischen bereitgestellt werden, womit eine effektive Vermischung, insbesondere
Dispergierung, sowie ein verbesserter Austrag bei dennoch möglichst kompakter Bauweise
ermöglicht wird.
[0011] Die obige Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung sowie ein Verfahren gemäss den
unabhängigen Patentansprüchen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus
den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren.
[0012] Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst: ein Gehäuse, das mindestens einen, vorzugsweise
zwei Einlässe sowie mindestens einen Auslass aufweist, eine Trennvorrichtung, die
im Gehäuse angeordnet ist und mit der das Gehäuse in einen ersten Prozessbereich sowie
einen zweiten Prozessbereich unterteilbar ist, sowie eine Rotoreinheit, die drehbar
im Gehäuse angeordnet ist, wobei der erste Prozessbereich einen ersten Abschnitt der
Rotoreinheit aufweist, so dass während eines Betriebs der Vorrichtung ein Mischen
von durch den mindestens einen Einlass zugeführten Stoffen mittels des ersten Abschnitts
der Rotoreinheit im ersten Prozessbereich durchführbar ist, und der zweite Prozessbereich
ist stromabwärts des ersten Prozessbereichs nach der Trennvorrichtung angeordnet und
umfasst einen zweiten Abschnitt der Rotoreinheit, wobei der zweite Abschnitt der Rotoreinheit
ein Auswurfmittel umfasst.
[0013] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann beispielsweise zur Herstellung von Lacken,
insbesondere Autolacken, Druckfarben, Dispersionsfarben, Emulsionen, keramischen Dispersionen
oder ähnlichem verwendet werden. Weiterhin kann die erfindungsgemässe Vorrichtung
als Vormisch- bzw. Vordispergiereinheit verwendet werden, wobei das mittels der erfindungsgemässen
Vorrichtung hergestellte Gemisch anschliessend einer Rührwerksmühle zugeführt werden
kann, um eine noch grössere Feinheit der Dispersion zu erreichen. Durch die Verwendung
der erfindungsgemässen Vorrichtung als Vormisch- bzw. Vordispergiereinheit können
in einer nachgeschalteten Rührwerksmühle im Vergleich zum Stand der Technik kleinere
Mahlhilfskörper (typischerweise kugelförmig) verwendet werden, was zu einer effektiveren
Arbeitsweise der nachgeschalteten Rührwerksmühle führt.
[0014] Über den mindestens einen Einlass sind der Vorrichtung mindestens zwei Stoffe zuführbar.
Beispielsweise handelt es sich hierbei um einen Feststoff, wie ein Pulver, sowie um
eine Flüssigkeit. Alternativ kann jeder Stoff über einen eigenen Einlass der Vorrichtung
zugeführt werden, wobei jeder Stoff dem ersten Prozessbereich zugeführt wird. Sofern
nur ein Einlass vorhanden ist, wird die Vorrichtung mit einer rezeptgemässen Vormischung
der zu vermischenden Stoffe beschickt. Bevorzugt sind zwei Einlässe vorhanden; hierdurch
ist es ermöglicht, die Vorrichtung mit getrennten Stoffstömen von Dispersionsmittel
und disperser Phase zu beschicken.
[0015] Vorzugsweise wird die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Verarbeiten bzw. Herstellen
von Gemischen mit niedriger bis mittlerer Viskosität verwendet. Die dynamische Viskosität
der Gemische liegt dabei zwischen ungefähr 0.1 und ungefähr 20,000 mPas, gemessen
bei den geeigneten Betriebsbedingungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung für das jeweilige
herzustellende Produkt. Geeignete Betriebsbedingungen können zwischen -10°C und 110°C,
bevorzugt zwischen Raumtemperatur und 60°C liegen. Während des Betriebs der Vorrichtung
wird zumindest ein Stoff, vorzugsweise ein oder mehrere Feststoffe aufgrund der sich
im Inneren des Gehäuses drehenden Rotoreinheit selbsttätig angesaugt. Die Verwendung
von Zwangsfördermitteln für Feststoffe ist somit nicht notwendig. Im Vergleich zu
den bekannten Vorrichtungen entsteht bei der erfindungsgemässen Vorrichtung aufgrund
des am zweiten Abschnitt der Rotoreinheit angeordneten Auswurfmittels eine vorteilhafte
und insbesondere auch über die Umfangsgeschwindigkeit der Rotoreinheit steuerbare
Sogwirkung, die den Austrag der Mischung aus der Vorrichtung verbessert, was später
detailliert erläutert wird. Darüber hinaus kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ebenfalls eine Flüssigkeit selbsttätig angesaugt werden.
[0016] Wie oben beschrieben gelangen die mindestens zwei Stoffe während des Betriebs der
Vorrichtung durch den mindestens einen Einlass in den ersten Prozessbereich der Vorrichtung.
Im ersten Prozessbereich erfolgt ein Mischen der mindestens zwei Stoffe mittels des
ersten Abschnitts der sich drehenden Rotoreinheit. Dieser erste Abschnitt der Rotoreinheit
umfasst bevorzugt eine an sich bekannte Rührscheibe, welche derart ausgebildet ist,
dass sie Partikeln nicht nur aufgrund von Adhäsion, sondern insbesondere auch aufgrund
von Formschlusseffekten (bspw. in die Rührscheibe durchdringenden Kanälen) mitzureissen
vermag.
[0017] Durch die Drehung des ersten Abschnitts der Rotoreinheit erzeugten Zentrifugalkräfte
strömen das Stoffgemisch sowie die nachfolgenden Stoffströme vom ersten Prozessbereich
in Richtung der Trennvorrichtung; dies wird weiter unterstützt durch einen von den
Auswurfmitteln erzeugten Unterdruck im zweiten Prozessbereich, wie nachfolgend noch
erläutert wird.
[0018] Die Trennvorrichtung kann statische Spalte, dynamische Spalte und Kombinationen davon
aufweisen. Unter statischen Spalten werden solche verstanden, die nicht unter zumindest
teilweiser Begrenzung durch den Rotor gebildet werden. Unter dynamischen Spalten werden
hingegen solche verstanden, die zwischen dem Rotor und statischen Elementen der Vorrichtung
gebildet werden. Es versteht sich, dass eine Trennvorrichtung sowohl statische als
auch dynamische Spalte aufweisen kann. Eine jeweilige Spaltweite der statischen und
dynamischen Spalte muss hierbei nicht identisch sein. Elemente einer statischen Trennvorrichtung
können fest mit dem Gehäuse oder mit der Rotoreinheit im ersten Abschnitt verbunden
sein. Geeignete Elemente der Trennvorrichtung können sich dabei senkrecht von der
jeweiligen Fläche des Gehäuses ins Innere erstrecken und weisen somit zwei entgegengesetzte
axiale Enden auf.
[0019] Die Trennvorrichtung hat zudem die Aufgabe einer Trennstelle für grobe Verunreinigungen,
die beispielsweise im Feststoff enthalten sein können. Hierbei kann es sich um grobpartikuläre
Verunreinigungen handeln. Mittels der Trennvorrichtung werden mindestens solche Verunreinigungen
zurückgehalten.
[0020] Die Spaltweite der Trennvorrichtung soll nicht grösser sein, als der Abstand der
Auswurfmittel vom Gehäuse, ausgehend vom kleinsten Abstand. Auf diese Weise kann eine
Beschädigung des Auswurfmittels effektiv verhindert werden. Weiterhin sind verschiedene
Ausführungsformen realisierbar, um diese Aufgabe auszuführen, von denen einige beispielhaft
im weiteren Verlauf erläutert werden.
[0021] Wenn Elemente der Trennvorrichtung mit einem ersten Ende am Gehäuse befestigt sind,
dann ist zwischen dem zweiten Ende der Trennvorrichtung, welches dem ersten Ende dieses
Elements der Trennvorrichtung entgegengesetzt ist, und dem ersten Abschnitt der Rotoreinheit
(bspw. der Rührscheibe) ein Spalt gebildet. Der erste Abschnitt der Rotoreinheit erstreckt
sich in diesem Fall vorzugsweise mindestens teilweise in die Trennvorrichtung hinein.
Der so gebildete Spalt wird als dynamischer Spalt bezeichnet, wie vorstehend erläutert.
Somit ist mindestens ein Planspalt bzw. ein Spalt in radialer Richtung zwischen der
Trennvorrichtung und dem ersten Abschnitt der Rotoreinheit gebildet. Weiterhin kann
der erste Abschnitt der Rotoreinheit einen Wulst aufweisen, so dass ebenfalls in axialer
Richtung ein Spalt zwischen dem ersten Abschnitt der Rotoreinheit und der Trennvorrichtung
gebildet ist.
[0022] Alternativ können Elemente der Trennvorrichtung am ersten Abschnitt der Rotoreinheit
befestigt sein. Hierbei wird der dynamische Spalt zwischen dem sich im Betrieb der
Vorrichtung drehenden Element der Trennvorrichtung und dem Gehäuse gebildet.
[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Trennvorrichtung selbst Spalte auf.
Diese werden im Folgenden als statische Spalte bezeichnet. Die Spaltweite der statischen
Spalte entspricht der Spaltweite der bzw. des dynamischen Spalts. Die Spaltweite der
Trennvorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass Partikel mit einem Durchmesser
kleiner 4 mm, kleiner 3 mm, oder kleiner 2 mm, oder kleiner 0.25 mm bei bestimmungsgemässem
Gebrauch die Trennvorrichtung passieren können. Vorteilhafterweise werden somit gröbere
Partikel, insbesondere Fremdkörper, zurückgehalten, was einer Zerstörung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung vorbeugt. Dies ist darin begründet, dass keine Partikel mit einem Durchmesser
größer als der Abstand zwischen dem Auswurfmittel und dem Gehäuse die Trennvorrichtung
passieren kann.
[0024] Nachdem das Stoffgemisch die Trennvorrichtung passiert hat, gelangt es in den zweiten
Prozessbereich. Im zweiten Prozessbereich befindet sich der zweite Abschnitt der Rotoreinheit,
der das Auswurfmittel aufweist. Durch die Rotation des Auswurfmittels wird eine Druckdifferenz
erzeugt, die sich im Kontext der Erfindung als vorteilhaft herausgestellt hat.
[0025] Weiterhin unterstützt das Auswurfmittel ein Austragen des im ersten Prozessbereich
gebildeten Gemischs durch den Auslass. Das Auswurfmittel umfasst dazu vorzugsweise
eine Mehrzahl von Schaufeln, Paddeln oder dergleichen. Die Auswurfmittel erstrecken
sich derart im Gehäuse, dass zwischen dem Gehäuse und dem Auswurfmittel ein nur geringer
Abstand gebildet ist. Die untere Grenze eines sinnvollen Abstands zwischen Auswurfmittel
und Gehäuse (bzw. anderen statischen Teilen) ist durch die Fertigungstoleranz der
Vorrichtung einerseits und, andererseits, durch die zwingende Notwendigkeit bedingt,
dass sich das Auswurfmittel frei an statischen Teilen vorbeibewegen muss; unter diesen
Rahmenbedingungen kann der Abstand so klein wie möglich gewählt werden. Der Abstand
liegt typischerweise zwischen 20 mm und 0,25 mm, oder zwischen 15 mm und 0,25mm, oder
zwischen 5 mm und 0,25 mm. Es wurde gefunden, dass derartig gewählte Abstände zwischen
dem Auswurfmittel und dem Gehäuse einen zusätzlichen Dispergiereffekt zwischen Auswurfmittel
und Gehäuse bewirkten. Dies verbessert die Qualität des erzeugten Gemischs weiterhin.
[0026] Nach Verlassen der Vorrichtung durch den Auslass kann das Gemisch entweder erneut
der erfindungsgemässen Vorrichtung zugeführt werden oder es kann zur weiteren Verarbeitung
beispielsweise einer Rührwerksmühle zugeführt werden.
[0027] Ein Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist aufgrund der Trennvorrichtung,
wie oben diskutiert, die integrierte Filterfunktion gegenüber Fremdstoffen sowie die
im Rahmen der Erfindung vorteilhafte Sogwirkung. Ebenfalls ist durch die Vermischung
der Stoffe in der erfindungsgemässen Vorrichtung ein Vorgemisch erzeugbar, was im
Vergleich zum Stand der Technik in nachfolgenden Arbeitsschritten leichter verarbeitbar
ist; so können in nachgeschalteten Rührwerksmühlen bspw. kleinere Kugeln eingesetzt
werden. Je nach Anwendungsfall kann jedoch ggf. auch auf nachgeschaltete Vorrichtungen
vollständig verzichtet werden.
[0028] In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Rotoreinheit eine Rotorscheibe,
die sich durch Elemente der Trennvorrichtung erstreckt und mit diesen einen dynamischen
Spalt bildet. Der zweite Abschnitt der Rotoreinheit liegt somit radial entfernter
von der Rotorachse als der erste Abschnitt der Rotoreinheit. Diese Bauweise ist relativ
flach und einfach zu realisieren. Somit ist diese Bauweise auch kostengünstig.
[0029] Alternativ sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt der Rotoreinheit entlang
der Rotorachse benachbart angeordnet. Insbesondere können so der erste und der zweite
Abschnitt der Rotoreinheit in Bezug auf eine Antriebswelle der Rotoreinheit übereinander
angeordnet werden. In dieser Ausführungsform kann die Trennvorrichtung benachbart
zur Antriebswelle am ersten Abschnitt der Rotoreinheit angeordnet sein, was die Belastung
der Trennvorrichtung im Betrieb der Vorrichtung im Vergleich zur oben beschriebenen
Ausführungsform vermindert. Dies wird auch später detailliert unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen erläutert.
[0030] In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform sind im ersten Prozessbereich kugelförmige
Mahlhilfskörper angeordnet. Vorliegend umfasst der Begriff Mahlhilfskörper im Rahmen
der vorliegenden Erfindung jedes frei bewegliche, physikalisch auf den Feststoff wirkende
Mittel, insbesondere bewirkend ein Mischen, eine (Intensiv)-Dispergierung und/oder
eine Echtzerkleinerung von Aggregaten, kristallinen und amorphen Strukturen. Die im
ersten Prozessbereich angeordneten Mahlhilfskörper werden als eine Mahlhilfskörperfüllung
bezeichnet. Die Mahlhilfskörperfüllung weist üblicherweise vor der ersten Verwendung
der Mahlhilfskörper in der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen möglichst einheitlichen
Durchmesser der Mahlhilfskörper mit geringen Abweichungen auf. Die Mahlhilfskörper
weisen insbesondere einen Durchmesser bspw. im Bereich von 0,5 bis 8 mm, oder 1 bis
3 mm, oder 0,7 bis 2 mm auf. Somit umfasst eine Mahlhilfskörperfüllung beispielsweise
Mahlhilfskörper mit einem Durchmesser von 8 mm. Eine andere Mahlhilfskörperfüllung
kann Mahlhilfskörper mit einem beispielhaften Durchmesser von 1 mm aufweisen.
[0031] In der Ausführungsform, in der Mahlhilfskörper verwendet werden, dient die Trennvorrichtung
weiterhin zum Zurückhalten dieser Mahlhilfskörper im ersten Prozessbereich. Dementsprechend
muss die Spaltweite der Trennvorrichtung, sowohl im Hinblick auf den dynamischen Spalt
als auch die eventuell vorhandenen statischen Spalte, entsprechend angepasst sein.
Die Spaltweite entspricht daher vorzugsweise maximal dem halben Durchmesser der Mahlhilfskörper
und wird insbesondere im Rahmen der vorstehend angegebenen Grössenbereiche ausgewählt.
[0032] Zur Intensivierung der Dispergierung des Feststoffes sowie zur Unterstützung der
Auflockerung der Mahlhilfskörper im ersten Prozessbereich sind in einer ebenso bevorzugten
Ausführungsform im ersten Prozessbereich Mischwerkzeuge vorgesehen. Diese können am
ersten Abschnitt der Rotoreinheit, am Gehäuse oder an beiden vorgesehen sein. Bei
den Mischwerkzeugen handelt es sich beispielsweise um Stifte, die sich senkrecht in
den ersten Prozessbereich vom Gehäuse und/oder der Oberfläche des ersten Abschnitts
der Rotoreinheit erstrecken. Auf diese Weise wird ein Ansammeln der Mahlhilfskörper
an der Trennvorrichtung verhindert.
[0033] Das erfindungsgemässe Mischverfahren kann insbesondere in einer erfindungsgemässen
Vorrichtung durchgeführt werden und umfasst die folgenden Schritte: Einbringen von
mindestens zwei Stoffen, insbesondere eines Feststoffs und einer Flüssigkeit, in die
Vorrichtung, danach Mischen der mindestens zwei Stoffe im ersten Prozessbereich mittels
des ersten Abschnitts der drehenden Rotoreinheit und Leiten des Gemischs durch die
Trennvorrichtung in den stromabwärtigen zweiten Prozessbereich sowie anschliessend
Austragen des Gemischs aus dem zweiten Prozessbereich mittels des am zweiten Abschnitt
der Rotoreinheit angeordneten Auswurfmittels.
[0034] Im ersten Prozessbereich erfolgt eine Vordispergierung. Im zweiten Prozessbereich
wird die Dispersion durch das Auswurfmittel weiter verfeinert und homogenisiert. Vor
dem ersten Prozessbereich kann eine Vormischstufe angeordnet sein, wie nachfolgend
anhand von Ausführungsbeispielen noch illustriert wird.
[0035] Das erfindungsgemässe Mischverfahren weist die vorstehend bereits anhand der Vorrichtung
diskutieren Vorteile auf. Daher wird zur Darstellung der Vorteile sowie zur Funktionsweise
auf die Ausführungen zur erfindungsgemässen Vorrichtung verwiesen.
[0036] In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Mischverfahren vor dem Austragen des
Gemischs den weiteren Schritt auf: Dispergieren des Gemischs im zweiten Prozessbereich,
insbesondere zwischen dem Auswurfmittel und dem Gehäuse. Wird der Abstand zwischen
dem Auswurfmittel und dem Gehäuse gering genug gewählt, wie vorstehend beschrieben,
dann kann es zu einer Intensivierung der Dispergierung in diesem Bereich kommen.
[0037] In einer ebenso bevorzugten Ausführungsform weisst das Mischverfahren den weiteren
Schritt auf: (Intensiv-)Dispergieren des Gemischs im ersten Prozessbereich mittels
insbesondere kugelförmiger Mahlhilfskörper, wobei die Spalte der Trennvorrichtung
vorzugsweise kleiner oder gleich dem halben Durchmesser der Mahlhilfskörper sind.
[0038] Ebenso ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung im ersten Prozessbereich am Gehäuse
und/oder am ersten Abschnitt der Rotoreinheit Mischwerkzeuge aufweist. Zu den sich
daraus ergebenen Vorteilen wird ebenfalls auf die dazugehörigen Ausführungen zur erfindungsgemässen
Vorrichtung verwiesen.
[0039] Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich nachfolgend aus der detaillierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen
gleiche Elemente. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung
in geöffnetem Zustand,
Fig. 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 4 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 5 eine Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 6 eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung
Fig. 7 eine Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung
und
Fig. 8 einen schematischen Verfahrensablauf des erfindungsgemässen Mischverfahrens.
[0040] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann insbesondere zum Mischen eines Feststoffs,
wie beispielsweise eines Pulvers, mit einer Flüssigkeit verwendet werden. Beispielsweise
kann mittels der Vorrichtung ein Lack, insbesondere ein Autolack, hergestellt werden.
Vorzugsweise wird die Vorrichtung zur Herstellung von Gemischen verwendet, die nieder
bis mittelviskos sind.
[0041] Bezug nehmend auf die Fig. 1 und 2 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 in einer
ersten Ausführungsform in der Schnittansicht sowie in der Draufsicht dargestellt.
Im Folgenden wird die Vorrichtung 1 während eines Betriebs beschrieben. Hierbei dreht
sich eine Rotoreinheit der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn.
[0042] Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 10 auf. Das Gehäuse 10 umfasst einen Flüssigkeitseinlass
sowie einen Feststoffeinlass. Die Zufuhr der Flüssigkeit und des Feststoffs kann über
entsprechende Leitungen 20, 22 erfolgen.
[0043] Bei dem Feststoff kann es sich um ein Pulver 30 handeln, das in einem Behälter 32
bevorratet gehalten ist. Die Flüssigkeit ist beispielsweise Wasser, Öl oder Lösungsmittel,
welches in Pfeilrichtung A der Vorrichtung 1 zugeführt wird oder von dieser angesaugt
wird. Der Ansaugeffekt der Vorrichtung 1 wird später im Detail erläutert, so dass
an dieser Stelle darauf nicht weiter eingegangen wird.
[0044] Im Gehäuse 10 befindet sich eine Trennvorrichtung 40, die das Gehäuse 10 in einen
ersten Prozessbereich 12 und einen stromabwärtigen zweiten Prozessbereich 14 unterteilt.
Weiterhin ist im Gehäuse 10 die Rotoreinheit 50 angeordnet, die über eine dazugehörige
Antriebswelle 52 angetrieben wird. Die Rotoreinheit 50 verfügt über einen ersten Abschnitt
54, der im ersten Prozessbereich 12 angeordnet ist, sowie über einen zweiten Abschnitt
56, der im zweiten Prozessbereich 14 angeordnet ist.
[0045] Der erste Abschnitt 54 der Rotoreinheit 50 weist mehrere Öffnungen 58 auf. Durch
die Öffnungen 58 kann sich das zugeführte Pulver 30 zusammen mit der Flüssigkeit im
gesamten ersten Prozessbereich 12 verteilen. Eine Durchmischung von Pulver 30 und
Flüssigkeit wird aufgrund der Drehung der Rotoreinheit 50 sowie den im ersten Abschnitt
vorhandenen Öffnungen 58 bewirkt.
[0046] Im Betrieb der Vorrichtung 1 strömt das im ersten Prozessbereich 12 erzeugte Gemisch
aufgrund der Drehung der Rotoreinheit 50 radial nach aussen in Richtung der Trennvorrichtung
40. Im vorliegenden Beispiel erstreckt sich die Trennvorrichtung 40 jeweils vom Boden
bzw. Deckel des Gehäuses 10 senkrecht in Richtung der Oberfläche des ersten Abschnitts
54 der Rotoreinheit 50. Die Trennvorrichtung 40 weist statische Spalte sowie mindestens
einen dynamischen Spalt auf. Die statischen Spalte sind in der Trennvorrichtung 40
selbst gebildet. Beispielsweise kann die Trennvorrichtung aus einem Grundgerüst bestehen,
das entsprechende statische Spalte aufweist. Der bzw. die dynamischen Spalte sind
zwischen dem ersten Abschnitt 54 der Rotoreinheit 50 und der Trennvorrichtung 40 gebildet.
Dargestellt ist ausschliesslich ein Planspalt. Zusätzlich kann der erste Abschnitt
54 der Rotoreinheit 50 jedoch eine Wulst aufweisen, so dass ebenso ein axialer dynamischer
Spalt zwischen der Trennvorrichtung 40 und dem ersten Abschnitt 54 der Rotoreinheit
50 gebildet ist. Beispielsweise sind sowohl die dynamischen Spalte als auch die statischen
Spalte kleiner oder gleich 4 mm. Auf diese Weise können effektiv im Pulver enthaltene,
grobpartikuläre Fremdkörper zurückgehalten werden. Dies ist, wie später erläutert
wird, besonders vorteilhaft, da somit eine Beschädigung des zweiten Abschnitts 56
der Rotoreinheit 50 vermieden werden kann.
[0047] Im Betrieb der Vorrichtung strömt die im ersten Prozessbereich 14 hergestellte Mischung
durch die Trennvorrichtung 40 in den zweiten Prozessbereich 14.
[0048] Am zweiten Abschnitt 56 der Rotoreinheit 50 ist ein Auswurfmittel angeordnet. Bei
dem Auswurfmittel kann es sich um eine Mehrzahl von Schaufeln 60 handeln. Mittels
der Schaufeln 60 wird eine Druckdifferenz in der Vorrichtung 1 erzeugt, wodurch mindestens
das Pulver 30 selbsttätig von der Vorrichtung im Betrieb angesaugt werden kann. Gegenüber
den bekannten Vorrichtungen weist die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 eine grössere
Ansaugwirkung aufgrund des Auswurfmittels auf. Auf diese Weise sind auch keine Zwangsfördereinrichtung
erforderlich, um den Feststoff der Vorrichtung 1 zuzuführen.
[0049] Weiterhin weisen die Schaufeln 60 einen Abstand zum Gehäuse 10 von weniger als 2
mm sowohl in radialer als auch in axialer Richtung auf. Auf diese Weise ist neben
dem Mischen im ersten Prozessbereich 12 ein Dispergieren zwischen den Schaufeln 46
und dem Gehäuse 10 im zweiten Prozessbereich 14 realisierbar. Zudem unterstützen die
Schaufeln 60 ein Austragen des Gemischs aus dem Auslass 70 des Gehäuses 10 in Pfeilrichtung
B. Die Schaufeln 60 können neben der in Fig. 2 gezeigten Form auch eine geschwungene
Form aufweisen, was zur einem strömungstechnisch verbesserten Verhalten der Vorrichtung
1 führt.
[0050] Das Gemisch, das die Vorrichtung 1 durch den Auslass 70 verlässt, kann beispielsweise
erneut dem ersten Prozessbereich 12 zugeführt werden. Alternativ kann das Gemisch
in einem nachfolgenden Arbeitsschritt weiterverarbeitet werden.
[0051] Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung 3.
Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt
ist, weist die Vorrichtung 3 zusätzlich Mahlhilfskörper 80 im ersten Prozessbereich
12 auf. Zudem sind am ersten Abschnitt 54 der Rotoreinheit 50 Mischwerkzeuge 82 angeordnet.
[0052] Mittels der Mahlhilfskörper 80 und der Mischwerkzeuge 82 ist neben einem Mischen
von Pulver 30 und Flüssigkeit im ersten Prozessbereich 12 ein (Intensiv-)Dispergieren
bis hin zur Echtzerkleinerung von Aggregaten, kristallinen oder amorphen Strukturen
realisierbar. Die Mischwerkzeuge 82 sorgen weiterhin dafür, dass sich die Mahlhilfskörper
80 nicht an der Trennvorrichtung 40 sammeln, sondern in Bewegung bleiben. Vorzugsweise
weist das Gehäuse 10 ebenfalls Mischwerkzeuge auf.
[0053] Die Grösse der Mahlhilfskörper hängt insbesondere von den zu verarbeitenden Stoffen
ab. Üblicherweise weisen die Mahlhilfskörper jedoch einen Durchmesser von kleiner
oder gleich 8 mm, vorzugsweise kleiner oder gleich 3 mm und besonders bevorzugt kleiner
oder gleich 1 mm auf. Damit die Trennvorrichtung 40 die Mahlhilfskörper 80 in diesen
Fällen wirksam im ersten Prozessbereich 12 zurückhalten kann, darf die Spaltweite
in diesen Fällen nicht grösser sein als der halbe Durchmesser der verwendeten Mahlhilfskörper
80. Dies gilt sowohl für den dynamischen Spalt als auch für eventuell vorhandene statische
Spalte.
[0054] Nun Bezugnehmend auf Fig. 4 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemässen
Vorrichtung 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine horizontale
Vorrichtung 5, bezogen auf die Antriebswelle 52. Im Gegensatz dazu stellen die Ausführungsformen
der Fig. 1 bis 3 eine vertikale Vorrichtung 1, 3 dar.
[0055] Wieder Bezugnehmend auf Fig. 4 ist die grundsätzliche Arbeitsweise der Vorrichtung
5 identisch mit der oben zu den anderen Ausführungsformen beschriebenen Arbeitsweise.
Ein Unterschied zur Ausführungsform gemäss Fig. 3 liegt lediglich in der horizontalen
Anordnung anstelle der in Fig. 3 gezeigten vertikalen Anordnung. Weiterhin weist die
Vorrichtung 5 gemäss Fig. 4 einen Vorlagetrichter 90 zur Bevorratung von Feststoff
auf, der der Vorrichtung in Pfeilrichtung C zugeführt wird. Der Vorlagetrichter 90
ist mit einem Schieber 92 absperrbar. Ebenso weist die Flüssigkeitsleitung 20 einen
Schieber 94 auf.
[0056] Zusätzlich kann Flüssigkeit über eine Bypassleitung 98 dem ersten Prozessbereich
12 an der dem Feststoffeinlass gegenüberliegenden Gehäuseseite zugeführt werden. Das
eine Ende der Bypassleitung 98 ist dazu am ersten Prozessbereich 12 angeordnet, während
das zweite Ende der Bypassleitung 98 an der Flüssigkeitsleitung 20 stromaufwärts des
Schiebers 94 angeordnet ist. Die Bypassleitung 98 verfügt ebenfalls über einen Schieber
96.
[0057] Die Flüssigkeit wird dem ersten Prozessbereich aus einem Flüssigkeitsbehälter 100
zugeführt. Ebenso wird das Gemisch aus dem Auslass 70 dem Flüssigkeitsbehälter 100
zugeführt. Der Flüssigkeitsbehälter 100 weist zum Umrühren der Flüssigkeit ein Rührwerkzeug
102 auf.
[0058] Mittels der dritten Ausführungsform der Vorrichtung 5 kann somit das Gemisch mehrfach
durch die Vorrichtung 5 strömen, wodurch die Qualität des zu erzeugenden Gemischs
verbesserbar und die Dispersität genauer einstellbar ist.
[0059] Eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 7 ist in Figur 5 dargestellt.
Hierbei ist in der Feststoffleitung 22 benachbart zum Vorlagetrichter 90 ein Dosierelement
34 angeordnet. Bei dem Dosierelement 34 handelt es sich beispielsweise um eine Zellradschleuse.
Mittels des Dosierelements 34 kann die Zufuhr von Feststoff in den ersten Prozessbereich
12 genauer geregelt werden.
[0060] Ebenso weist die Vorrichtung 7 an der Rotoreinheit einen Vormischabschnitt 62 auf.
Der Vormischabschnitt 62 ist axial beabstandet und stromaufwärts zum ersten 54 und
zweiten Abschnitt 56 der Rotoreinheit angeordnet und befindet sich in einem Vormischbereich
16 des Gehäuses 10. Hierbei ist ein Abstand des Vormischabschnitts 62 zum Gehäuse
10 größer im Vergleich zum Abstand des ersten 54 und zweiten Abschnitts 56 der Rotoreinheit
zum Gehäuse 10. Während eines Betriebs der Vorrichtung 7 dient der Vormischabschnitt
62 zum Vormischen von Pulver und Flüssigkeit im Vormischbereich 16. Strömungstechnisch
bewegen sich Pulver und Flüssigkeit somit vom jeweiligen Einlass zunächst in den Vormischbereich
16. Dort findet mittels des Vormischabschnitts 62 der Rotoreinheit 52 eine Vorvermischung
statt. Von dem Vormischbereich 16 strömt das Vorgemisch über ein Trennelement 42 in
den ersten Prozessbereich 14. Das Trennelement dient insbesondere dem Zurückhalten
von Mahlhilfskörpern 80. Eine Spaltweite, sowohl dynamisch als auch statisch, bzw.
eine Öffnungsgrösse liegt daher bevorzugt bei oder unter 4 mm. Hierzu sei ebenfalls
auf die Ausführungen zur Spaltweite bei der Trennvorrichtung 40 verwiesen. Im Hinblick
auf den weiteren Stoffstrom wird auf die obigen Ausführungen verwiesen, um unnötige
Wiederholungen zu vermeiden.
[0061] Figur 6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Vorrichtung 9. Hierbei sind der erste
12 und der zweite Prozessbereich 14 axial voneinander beabstandet angeordnet. Dementsprechend
sind auch der erste Abschnitt 54 und der zweite Abschnitt 56 der Rotoreinheit axial
voneinander beabstandet angeordnet. Weiterhin weist der zweite Abschnitt 56 der Rotoreinheit
Öffnungen 58 auf. Diese Öffnungen sind zwischen den Schaufeln 60 und der Antriebswelle
52 der Rotoreinheit verteilt angeordnet. Die allgemeine Funktionsweise der Vorrichtung
9 ist identisch mit der zu den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Funktionsweise. Aus diesem
Grund werden hierzu keine weiteren Ausführungen gemacht, sondern auf die obigen Ausführungen
verwiesen.
[0062] In einer sechsten Ausführungsform gemäss Fig. 7 sind der erste 12 und der zweite
Prozessbereich 14 axial übereinander angeordnet, wie bereits im Ausführungsbeispiel
gemäss Fig. 6. Weiterhin ist zwischen dem ersten 12 und dem zweiten Prozessbereich
14 eine Zwischenwand 18 im Gehäuse angeordnet. Die Trennvorrichtung 40 ist am ersten
Abschnitt 54 der Rotoreinheit benachbart der Antriebswelle 52 angeordnet. Zwischen
der Trennvorrichtung 40 und der Zwischenwand 18 ist somit der dynamische Spalt gebildet.
Der dynamische Spalt kann ein Planspalt sein.
[0063] Die sechste Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da die Trennvorrichtung 40
hierbei nicht die Mahlhilfskörper in dem Masse zurückhalten muss, wie in den anderen
Ausführungsformen. Insbesondere werden die Mahlhilfskörper 80 in der vorliegenden
Ausführungsform nach außen von der Trennvorrichtung 40 wegtransportiert infolge der
auf die Mahlhilfskörper 80 wirkenden Zentrifugalkräfte.
[0064] Figur 8 zeigt den Ablauf eines erfindungsgemässen Mischverfahrens. Das erfindungsgemässe
Mischverfahren verwendet die erfindungsgemässe Vorrichtung. In einem ersten Schritt
I werden mindestens zwei Stoffe, insbesondere ein Feststoff und eine Flüssigkeit,
in den ersten Prozessbereich 12 der Vorrichtung 1, 3, 5, 7, 9, 110 eingebracht.
[0065] Anschliessend erfolgt in Schritt II ein Mischen der mindestens zwei Stoffe im ersten
Prozessbereich 12 mittels des ersten Abschnitts 54 der drehenden Rotoreinheit 50.
Wenn die Vorrichtung 1, 3, 5, 7, 9, 110 weiterhin Mahlhilfskörper 80 im ersten Prozessbereich
12 aufweist, dann erfolgte zusätzlich ein (Intensiv-)Dispergieren des Gemischs im
ersten Prozessbereich 12 mittels der vorzugsweise kugelförmigen Mahlhilfskörper. Wie
bei den unterschiedlichen Ausführungsformen der Vorrichtung 1, 3, 5, 7, 9, 110 bereits
dargelegt sind in diesem Fall die Spalte der Trennvorrichtung 40 kleiner oder gleich
dem halben Durchmesser der Mahlhilfskörper 80.
[0066] Nachfolgend strömt das so hergestellte Gemisch durch die Trennvorrichtung 40 in den
stromabwärtigen zweiten Prozessbereich 14 (Schritt III). In Schritt IV erfolgt ein
Dispergieren des Gemischs im zweiten Prozessbereich 14, insbesondere zwischen dem
Auswurfmittel und dem Gehäuse 10.
[0067] Anschliessend erfolgt das Austragen des Gemischs in Schritt V aus dem zweiten Prozessbereich
14 mittels des am zweiten Abschnitt 56 der Rotoreinheit angeordneten Auswurfmittels.
1. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) zum Mischen, insbesondere Dispergieren, umfassend
a) ein Gehäuse (10), das mindestens einen, vorzugsweise zwei Einlässe sowie mindestens
einen Auslass (70) aufweist,
b) eine Trennvorrichtung (40), die im Gehäuse (10) angeordnet ist und mit der das
Gehäuse (10) in einen ersten Prozessbereich (12) sowie einen zweiten Prozessbereich
(14) unterteilbar ist, sowie
c) eine Rotoreinheit (50), die drehbar im Gehäuse (10) angeordnet ist, wobei
d) der erste Prozessbereich (12) einen ersten Abschnitt (54) der Rotoreinheit (50)
aufweist, so dass während eines Betriebs der Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) ein
Mischen, insbesondere Dispergieren, von durch den mindestens einen, vorzugsweisen
die zwei Einlässe zugeführten Stoffen mittels des ersten Abschnitts (54) der Rotoreinheit
(50) im ersten Prozessbereich (12) durchführbar ist, und
e) der zweite Prozessbereich (14) ist stromabwärts des ersten Prozessbereichs (12)
nach der Trennvorrichtung (40) angeordnet und umfasst einen zweiten Abschnitt (56)
der Rotoreinheit (50), wobei
f) der zweite Abschnitt (56) der Rotoreinheit (50) ein Auswurfmittel umfasst.
2. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss Patentanspruch 1, wobei der zweite Prozessbereich
(12) und der zweite Abschnitt (56) derart ausgebildet sind, dass eine Dispergierung
erzielbar ist.
3. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss Patentanspruch 1 oder 2, wobei das Auswurfmittel
an dem zweiten Abschnitt (56) der Rotoreinheit (50) derart ausgebildet ist, dass es
bei bestimmungsgemässem Betrieb in einem Abstand von weniger als 20 mm, vorzugsweise
weniger als 15 mm, besonders bevorzugt weniger als 5 mm an statischen Elementen der
Vorrichtung, insbesondere dem Gehäuse (10) vorbeistreicht.
4. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche,
wobei die Rotoreinheit (50) in einem Querschnitt senkrecht zur Rotationsachse im Wesentlichen
kreisförmig ist und sich durch die Trennvorrichtung (40) erstreckt oder der erste
(54) und der zweite Abschnitt (56) der Rotoreinheit (50) sind axial voneinander beabstandet.
5. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche,
wobei während eines Betriebs der Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) mittels des Auswurfmittels
ein Ansaugeffekt an dem mindestens einen Einlass erzeugbar ist.
6. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche,
wobei das Auswurfmittel eine Mehrzahl von Schaufeln (60) oder Paddeln umfasst.
7. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche,
wobei
- Elemente der Trennvorrichtung (40) am Gehäuse (10) befestigt sind, wodurch zwischen
diesen Elementen der Trennvorrichtung (40) und der Rotoreinheit (50), insbesondere
dem ersten Abschnitt (54) der Rotoreinheit (50), ein dynamischer Spalt ausgebildet
ist;
- oder Elemente der Trennvorrichtung (40) an der Rotoreinheit (50), insbesondere am
ersten Abschnitt (54) der Rotoreinheit (50), befestigt sind, wodurch zwischen diesen
Elementen der Trennvorrichtung (40) und dem Gehäuse (10) ein dynamischer Spalt ausgebildet
ist.
8. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche,
wobei die Trennvorrichtung (40) eine Mehrzahl von in der Trennvorrichtung (40) ausgebildeten
statischen Spalten aufweist.
9. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der Patentansprüche 7 oder 8, wobei
der dynamische und/oder die statischen Spalte kleiner oder gleich 4 mm, vorzugsweise
kleiner oder gleich 3 mm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 2 mm sind.
10. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche,
wobei im ersten Prozessbereich (12) Mahlhilfskörper (80), insbesondere kugelförmige
Mahlhilfskörper, angeordnet sind.
11. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss Patenanspruch 10, wobei der dynamische und/oder
die statischen Spalte kleiner oder gleich dem halben Durchmesser der Mahlhilfskörper
(80) sind.
12. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche,
wobei der erste Abschnitt (54) der Rotoreinheit (50) und/oder das Gehäuse (10) im
ersten Prozessbereich (12) Mischwerkzeuge (82) aufweist.
13. Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem der vorhergehenden Patentansprüche,
wobei der Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) zum Mischen mindestens ein Feststoff, insbesondere
ein Pulver, sowie eine Flüssigkeit zuführbar sind.
14. Verfahren zum Mischen, insbesondere Dispergieren, umfassend die folgenden Schritte,
insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110) gemäss einem
der Patentansprüche 1 bis 13:
a) Einbringen (I) von mindestens zwei Stoffen, insbesondere eines Feststoffs und einer
Flüssigkeit, in das Gehäuse (10) der Vorrichtung (1; 3; 5; 7; 9; 110), danach
b) Mischen (II) der mindestens zwei Stoffe im ersten Prozessbereich (12) mittels des
ersten Abschnitts (54) der sich drehenden Rotoreinheit (50) und
c) Leiten (III) des Gemischs durch die Trennvorrichtung (40) in den stromabwärtigen
zweiten Prozessbereich (14)
d) optional: Dispergieren (IV) des Gemischs im zweiten Prozessbereich (14), insbesondere
zwischen dem Auswurfmittel und einer Wand des Gehäuses (10) oder anderen statischen
Elementen, sowie anschliessend
e) Austragen (V) des Gemischs aus dem zweiten Prozessbereich (14) mittels des am zweiten
Abschnitt (56) der Rotoreinheit (50) angeordneten Auswurfmittels.
15. Mischverfahren gemäss einem der Patentansprüche 13 oder 14, wobei in Schritt b) das
Gemisch im ersten Prozessbereich (12) mittels Mahlhilfskörpern (80), insbesondere
kugelförmigen Mahlhilfskörpern, dispergiert, bevorzugt intensivdispergiert, wird,
wobei der dynamische und/oder die statischen Spalte der Trennvorrichtung (40) kleiner
oder gleich dem halben Durchmesser der Mahlhilfskörper (80) sind.
16. Mischverfahren gemäss einem der Patentansprüche 13 bis 15, wobei die Vorrichtung (1;
3; 5; 7; 9; 110) im ersten Prozessbereich (12) am Gehäuse (10) und/oder am ersten
Abschnitt (54) der Rotoreinheit (50) Mischwerkzeuge (82) aufweist.