DE102012012887A1 - Mixing device for mixing a food concentrate with a liquid - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mischvorrichtung zum Vermischen eines Lebensmittelkonzentrats, insbesondere von Schokoladenpulver, mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser und/oder Milch, mit einem Einlaufabschnitt zum Einleiten der Flüssigkeit in die Mischvorrichtung, einem stromabwärts des Einlaufabschnitts mit diesem verbunden ausgebildeten Mischabschnitt, in dem das zudosierte Pulver mit der Flüssigkeit vermischbar ist, einem stromabwärts des Mischabschnitts mit diesem verbunden ausgebildeten Auslaufabschnitt zum Ausleiten der Mischung aus Pulver und Flüssigkeit aus der Mischvorrichtung, und einem zumindest teilweise innerhalb des Mischabschnitts angeordneten und/oder in das Innenvolumen des Mischabschnitts eingreifenden, zumindest abschnittsweise beweglichen und/oder eine Mischbewegung in diesem Innenvolumen erzeugenden Mischer.The present invention relates to a mixing device for mixing a food concentrate, in particular chocolate powder, with a liquid, in particular water and / or milk, with an inlet section for introducing the liquid into the mixing device, a mixing section formed downstream of the inlet section and connected to it which the metered powder can be mixed with the liquid, an outlet section connected downstream thereof to the mixing section for discharging the mixture of powder and liquid from the mixing device, and an at least partially arranged within the mixing section and / or engaging in the internal volume of the mixing section sectionally movable and / or a mixing movement in this internal volume producing mixer.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mischvorrichtungen zum Vermischen eines Lebensmittelkonzentrates, das nachfolgend alternativ auch als Nahrungsmittelpulver bezeichnet wird (obwohl es sich bei dem Konzentrat nicht unbedingt um ein Pulver handeln muss: so kann auch ein Granulat als Konzentrat verwendet werden), mit einer Flüssigkeit (insbesondere: mit Wasser, ggf. aber auch mit Milch). Entsprechende Mischvorrichtungen können in Getränkeautomaten vorgesehen sein, so dass sich die vorliegende Erfindung auch auf entsprechende Getränkeautomaten, insbesondere: Vollautomaten zur Ausgabe verschiedener Heißgetränke und/oder Kaffeevollautomaten, bezieht. Ebenfalls ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Vermischen des Nahrungsmittelpulvers mit der Flüssigkeit umfasst.The present invention relates to mixing devices for mixing a food concentrate, which is alternatively referred to below as a food powder (although the concentrate does not necessarily have to be a powder: granules can also be used as a concentrate), with a liquid ( in particular: with water, but possibly also with milk). Corresponding mixing devices can be provided in beverage vending machines, so that the present invention also relates to corresponding vending machines, in particular: fully automatic machines for dispensing various hot drinks and / or fully automatic coffee machines. Also according to the invention comprises a method for mixing the food powder with the liquid.
Aus dem Stand der Technik sind bereits entsprechende Mischvorrichtungen bekannt (
Problematisch bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist jedoch, dass diese unter einer kurzen Lebensdauer mancher Komponenten, insbesondere der Dichtung, die zur Durchführung der das Mixerrad mit dem antreibenden Elektromotor (der außerhalb der Mischkammer angeordnet ist) verbindenden Welle benötigt wird, leiden. Die bekannten Mischvorrichtungen sind zudem wenig robust, lassen sich schlecht reinigen und werden vom Benutzer oft auch als zu laut empfunden. Zudem ist das Auflösen des Konzentrats bzw. Nahrungsmittelpulvers in der Flüssigkeit in der Mischkammer (nachfolgend auch Mischabschnitt genannt) der Mischvorrichtung oft nicht optimal.However, it is problematic in the case of the devices known from the prior art that they suffer from a short service life of some components, in particular the seal which is required for carrying out the shaft connecting the mixer wheel to the driving electric motor (which is arranged outside the mixing chamber) , The known mixing devices are also not very robust, are difficult to clean and are often perceived by the user as too loud. In addition, the dissolution of the concentrate or food powder in the liquid in the mixing chamber (also referred to below as mixing section) of the mixing device is often not optimal.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Mischvorrichtung (sowie ein entsprechendes Mischverfahren und einen entsprechenden Getränkeautomaten) zur Verfügung zu stellen, die bzw. deren Komponenten eine verbesserte Langlebigkeit aufweist/en, die robust und einfach gehandhabt werden kann (insbesondere auch die Reinigung betreffend) und/oder die sich durch eine geringere Geräuscherzeugung als die aus dem Stand der Technik bekannten Mischvorrichtungen auszeichnet. Aufgabe ist es darüber hinaus, Mischvorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die als Alternative zu den aus dem Stand der Technik bekannten Mischvorrichtungen geeignet sind.It is therefore an object of the present invention to provide a mixing apparatus (and a corresponding mixing method and a corresponding beverage dispenser) which has improved longevity or components which can be handled robustly and simply (in particular also concerning cleaning) ) and / or characterized by a lower generation of noise than the mixing devices known from the prior art. It is also an object to provide mixing devices which are suitable as an alternative to the mixing devices known from the prior art.
Die vorstehend genannten Aufgaben werden durch die in Anspruch 1 beschriebene Mischvorrichtung sowie durch die in den von diesem Anspruch abhängigen Ansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungsformen dieser Mischvorrichtung gelöst. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass einzelne der genannten Aufgaben durch einzelne der gezeigten vorteilhaften Ausführungsformen (bzw. deren konkret beschriebene Ausführungsbeispiele, siehe nachfolgend) nicht oder nicht vollständig gelöst werden.The above-mentioned objects are achieved by the mixing device described in
Die in den nachfolgend noch im Detail beschriebenen Ausführungsbeispielen gezeigten Einzelmerkmale müssen im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht genau in den in den Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmalskombinationen verwirklicht sein, sondern können auch auf andere Art und Weise kombiniert werden. Insbesondere können einzelne der in den Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmale auch weggelassen werden oder mit anderen gezeigten Merkmalen auch auf andere Art und Weise kombiniert werden. Auch ist es denkbar, ein in einem Ausführungsbeispiel gezeigtes Merkmal zusätzlich auch in anderen Ausführungsbeispielen zu verwirklichen. (Dies gilt insbesondere für die nachfolgend noch im Detail beschriebene zusätzliche Zufuhr von Luft in den Mischabschnitt: Diese Zufuhr lässt sich grundsätzlich bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen verwirklichen, indem in den entsprechenden Mischabschnitt einmündende Luftkanäle bzw. Luftdüsen vorgesehen sind.)The individual features shown in the embodiments described below in more detail need not be realized in the context of the present invention exactly in the feature combinations shown in the embodiments, but can also be combined in other ways. In particular, individual features of the embodiments shown may also be omitted or combined with other features shown in other ways. It is also conceivable to realize a feature shown in one embodiment in addition also in other embodiments. (This applies in particular to the additional supply of air into the mixing section, which will be described in detail below.) In principle, this supply can be realized in all exemplary embodiments shown, in that air channels or air nozzles opening into the corresponding mixing section are provided.)
Eine erfindungsgemäße Mischvorrichtung zum Vermischen eines Lebensmittelkonzentrats, beispielsweise eines Nahrungsmittelpulvers (nachfolgend abgekürzt auch als Pulver bezeichnet, insbesondere handelt es sich hierbei um ein Instantpulver oder aber auch ein Flüssigkonzentrat z. B. um ein Schokoladen-, Milch-, Kaffee-, oder Suppenpulver oder anderweitig geschmacktragendes Pulver) mit einer Flüssigkeit (z. B. Wasser oder Milch) umfasst die folgenden Bauelemente: einen Einlaufabschnitt, mit dem die Flüssigkeit in die Mischvorrichtung eingeleitet wird. Stromabwärts dieses Einlaufabschnitts ist ein Mischabschnitt ausgebildet, in dem das Konzentrat mit der Flüssigkeit vermischt werden kann. Hierzu kann das Konzentrat in den Mischabschnitt zudosiert werden, ebenso ist es jedoch denkbar, das Konzentrat bereits in dem Einlaufabschnitt zuzudosieren, z. B. im einfachsten Fall durch ein Einstreuen oder dgl. des Konzentrats im Einlaufabschnitt (oder auch Zudosiereinheiten wie z. B. Rutschen oder Fallrohre für beide der genannten Abschnitte vorzusehen). Auch ist es denkbar, das Konzentrat bereits vor dem Einlaufabschnitt zuzusetzen. Der Einlaufabschnitt dient somit in jedem Fall der Zufuhr der Flüssigkeit in die Vorrichtung und/oder in den Milchabschnitt derselben und kann darüber hinaus noch weitere Aufgaben (wie z. B. auch die Zufuhr des Konzentrats) übernehmen. Letzeres ist aber nicht notwendig. Der Einlaufabschnitt ist hierzu in der Regel flüssigkeitsdicht (z. B. durch geeignete Dichtungen oder aber auch durch form- und kraftschlüssiges Einstecken der beiden Abschnitte ineinander) mit dem Mischabschnitt verbunden. Stromabwärts des Mischabschnitts ist erfindungsgemäß ein mit dem Mischabschnitt verbundener Auslaufabschnitt vorgesehen, der zum Ausleiten der Mischung aus Konzentrat und Flüssigkeit aus der Mischvorrichtung geeignet ist. Die in der Regel flüssigkeitsdichte Verbindung des Mischabschnitts mit dem Auslaufabschnitt kann dabei wie die Verbindung des Einlaufabschnitts mit dem Mischabschnitt realisiert sein. Ebenso ist es jedoch denkbar, den Einlaufabschnitt (z. B. als Trichter), den Mischabschnitt (z. B. als Mischkammer mit verbreitertem Querschnitt) und den Auslaufabschnitt (z. B. als Auslaufrohr) einstückig (z. B. als geeignet ausgeformtes einstückiges Kunststoffgehäuse) auszubilden. Nachfolgend wird die Erfindung ohne Beschränkung der Allgemeinheit anhand eines Pulvers beschrieben; anstelle des Pulvers kann aber ebenso ein Konzentrat in Form eines Granulats oder Flüssigkonzentrats mit der Flüssigkeit vermischt werden.A mixing device according to the invention for mixing a food concentrate, for example a food powder (hereinafter abbreviated to powder, in particular an instant powder or else a liquid concentrate eg a chocolate, milk, coffee or soup powder or otherwise flavor-carrying powder) with a liquid (eg water or milk) comprises the following components: an inlet section, with which the liquid is introduced into the mixing device. Downstream of this inlet section, a mixing section is formed, in which the concentrate can be mixed with the liquid. For this purpose, the concentrate can be added to the mixing section, but it is also conceivable to meter in the concentrate already in the inlet section, z. B. in the simplest case by sprinkling or the like. Of the concentrate in the inlet section (or even Zudosiereinheiten such as slides or downpipes for both of said sections provide). It is also conceivable to add the concentrate before the inlet section. The inlet section thus serves in each case to supply the liquid to the device and / or into the milk section thereof and can also assume other tasks (such as, for example, the supply of the concentrate). The latter is not necessary. The inlet section is for this purpose usually liquid-tight (eg., By suitable Seals or else by positive and non-positive insertion of the two sections into each other) connected to the mixing section. Downstream of the mixing section, according to the invention, a discharge section connected to the mixing section is provided, which is suitable for discharging the mixture of concentrate and liquid from the mixing device. The usually liquid-tight connection of the mixing section with the outlet section can be realized as the connection of the inlet section with the mixing section. However, it is likewise conceivable to design the inlet section (eg as a funnel), the mixing section (eg as mixing chamber with broadened cross-section) and the outlet section (eg as outlet pipe) in one piece (eg as a suitably shaped one-piece plastic housing) form. The invention will be described below without loss of generality by reference to a powder; Instead of the powder but also a concentrate in the form of granules or liquid concentrate can be mixed with the liquid.
Erfindungsgemäß ist zumindest teilweise innerhalb des Mischabschnitts und/oder in das Innenvolumen des Mischabschnits eingreifend eine Mischeinheit (nachfolgend auch als Mischer bezeichnet) angeordnet. Das Eingreifen des Mischers in den Mischabschnitt muss hierbei nicht unbedingt unmittelbar körperlich erfolgen, sondern kann auch durch elektromagnetische Felder (insbesondere: Magnetfelder) mittelbar erfolgen. Mit Dichtungen zu versehende Durchführungen zwischen dem Inneren des Mischabschnitts (nachfolgend: Innenvolumen des Mischabschnitts) und dem umgebenden Raum außerhalb des Mischabschnitts (über die z. B. eine von einem außerhalb des Mischabschnitts angeordneten Motor angetriebenen Welle in den Mischabschnitt geführt wird) sind daher erfindungsgemäß nicht notwendig.According to the invention, a mixing unit (hereinafter also referred to as a mixer) is arranged at least partially within the mixing section and / or in the internal volume of the mixing section. The intervention of the mixer in the mixing section does not necessarily have to take place directly physically, but can also be effected indirectly by electromagnetic fields (in particular: magnetic fields). Gaskets to be provided between the interior of the mixing section (hereinafter: inner volume of the mixing section) and the surrounding space outside the mixing section (via which, for example, a shaft driven by a motor located outside the mixing section is guided into the mixing section) are therefore within the scope of the invention unnecessary.
In jedem Fall ist jedoch der Mischer so ausgebildet, dass er eine Mischbewegung im Innenvolumen des Mischabschnitts erzeugt. Dies kann beispielsweise durch ein zum Mischer gehörendes, bewegliches Bauteil, das innerhalb des Mischabschnitts angeordnet ist, bewirkt werden. Bei dem im Inneren des Mischabschnitts angeordneten Bauteil kann es sich beispielsweise um ein Mischrad handeln, wobei der Begriff des ”Rades” geometrisch im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend zu verstehen ist (das ”Rad” kann beispielsweise in Scheibenform vorliegen, als Quirl ausgebildet sein, Diskusform mit Vorsprüngen aufweisen, ...).In any case, however, the mixer is designed so that it produces a mixing movement in the internal volume of the mixing section. This can be effected, for example, by a moving component belonging to the mixer, which is arranged inside the mixing section. The component arranged in the interior of the mixing section can be, for example, a mixing wheel, wherein the term "wheel" is not to be understood geometrically in the context of the present invention (the "wheel" can be in disc form, for example, as a whirling device , Discus form with protrusions, ...).
Eine erste vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung weist einen gemäß des Magnetrührerprinzips ausgebildeten Mischer auf: Eine erste Magnetanordnung des Mischers ist vollständig außerhalb des Mischabschnitts angeordnet und so ausgebildet, dass mit ihr im Innenvolumen des Mischabschnitts ein magnetisches Wechselfeld erzeugt werden kann. Innerhalb des Mischabschnitts ist eine zweite Magnetanordnung ausgebildet, die mindestens ein magnetisches Material (z. B. einen Permanentmagneten) umfasst. Die zweite Magnetanordnung (oder deren Permanentmagnet) ist innerhalb des Mischabschnitts beweglich gelagert und so ausgebildet, dass durch ihre Bewegung (insbesondere Rotation) das Pulver mit der Flüssigkeit vermischt wird. Die Bewegung wird dabei über eine magnetische Kopplung des magnetischen Wechselfeldes der ersten Magnetanordnung mit dem magnetischen Material (bzw. Permanentmagneten) bzw. der zweiten Magnetanordnung erzeugt. Die zweite Magnetanordnung bzw. deren magnetisches Material oder deren Permanentmagnet kann insbesondere in Form eines länglichen, mittels der beweglichen Lagerung einen einfachen Rotor ausbildenden Stabes ausgeformt sein.A first advantageous variant of the mixing device according to the invention has a mixer designed according to the magnetic stirrer principle. A first magnet arrangement of the mixer is arranged completely outside the mixing section and designed so that an alternating magnetic field can be generated in the inner volume of the mixing section. Within the mixing section, a second magnet arrangement is formed which comprises at least one magnetic material (eg a permanent magnet). The second magnet arrangement (or its permanent magnet) is movably mounted within the mixing section and designed so that the powder is mixed with the liquid by its movement (in particular rotation). The movement is generated via a magnetic coupling of the magnetic alternating field of the first magnet arrangement with the magnetic material (or permanent magnet) or the second magnet arrangement. The second magnet arrangement or its magnetic material or its permanent magnet can be shaped in particular in the form of an elongated rod forming a simple rotor by means of the movable mounting.
Das magnetische Wechselfeld kann auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden: In einer ersten Variante weist die erste Magnetanordnung einen außerhalb des Mischabschnitts angeordneten Motor oder Elektromotor auf. Dieser bewegt (insbesondere: rotiert) mit Hilfe einer mechanischen Welle einen weiteren Permanentmagneten (der ersten Magnetanordnung), der außerhalb des Mischabschnitts beweglich gelagert angeordnet ist und so bewegt werden kann, dass mit ihm (über geeignet ausgebildete Wände des Mischabschnitts hinweg) im Innenvolumen des Mischabschnitts das magnetische Wechselfeld erzeugt wird. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, als erste Magnetanordnung einen Elektromagneten vorzusehen, dessen Spulenwicklungen so geformt und angeordnet sind, dass sie bei Anlegungen einer elektrischen Wechselspannung innerhalb des Mischabschnitts das magnetische Wechselfeld erzeugen. In jedem Fall ist jedoch bei dieser Ausführungsform die komplette erste Magnetanordnung vollständig außerhalb des Mischabschnittes angeordnet, so dass keine Durchführungen (z. B. für die Welle des Elektromotors) durch Wandabschnitte des Mischabschnitts benötigt werden.The magnetic alternating field can be generated in different ways: In a first variant, the first magnet arrangement has a motor or electric motor arranged outside the mixing section. This moves (in particular: rotates) by means of a mechanical shaft a further permanent magnet (the first magnet arrangement), which is movably mounted outside the mixing section and can be moved so that it (across appropriately formed walls of the mixing section) in the internal volume of Blending section, the alternating magnetic field is generated. Alternatively, however, it is also possible to provide as the first magnet arrangement an electromagnet, the coil windings of which are shaped and arranged such that they produce the alternating magnetic field during application of an electrical alternating voltage within the mixing section. In any case, however, in this embodiment, the complete first magnet arrangement is arranged completely outside the mixing section, so that no feedthroughs (eg for the shaft of the electric motor) are required by wall sections of the mixing section.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante umfasst der Mischer ein Turbinenrad, ein mechanisches Getriebe oder eine mechanische Welle und ein Mischrad. Das Turbinenrad ist bevorzugt im Inneren des Einlaufabschnitts angeordnet und über das Getriebe oder die mechanische Welle mit dem im Inneren des Mischabschnitts angeordneten Mischrad gekoppelt. Turbinenrad, Getriebe (oder Welle) und Mischrad sind so ausgebildet und angeordnet, dass die durch den Einlaufabschnitt strömende Flüssigkeit zunächst potentielle und/oder kinetische Energie an das Turbinenrad abgibt. Das Turbinenrad kann hierzu beispielsweise am unteren Ende des als Rohr ausgebildeten Einlaufabschnitts angeordnet sein und axial entlang der Vertikalen von der durch dieses Rohr strömenden Flüssigkeit angeströmt werden. Potentielle und/oder kinetische Energie der Flüssigkeit wird hierdurch unmittelbar an das Turbinenrad übertragen und durch das Getriebe oder die Welle mittelbar an das Mischrad weitergegeben. Das z. B. mittels einer abschüssigen Rutsche stromabwärts des Turbinenrades zugegebene Nahrungsmittelpulver wird dann mittels der durch das Getriebe oder die Welle bewirkten Bewegung (insbesondere: Rotation) des Mischrades (welches z. B. auch geeignete Vorsprünge zum besseren Vermischen aufweisen kann) mit der Flüssigkeit vermischt.In a further advantageous embodiment variant, the mixer comprises a turbine wheel, a mechanical gear or a mechanical shaft and a mixing wheel. The turbine wheel is preferably arranged in the interior of the inlet section and is coupled via the gearbox or the mechanical shaft to the mixing wheel arranged in the interior of the mixing section. Turbine wheel, gearbox (or shaft) and mixing wheel are designed and arranged so that the liquid flowing through the inlet portion initially emits potential and / or kinetic energy to the turbine wheel. For this purpose, the turbine wheel can be arranged, for example, at the lower end of the inlet section formed as a tube and axially along the vertical of the liquid flowing through this pipe is flown. Potential and / or kinetic energy of the liquid is thereby transmitted directly to the turbine wheel and indirectly passed through the gear or shaft to the mixing wheel. The Z. B. by means of a sloping chute downstream of the turbine wheel added food powder is then mixed by means of the transmission or the shaft caused movement (in particular: rotation) of the mixing wheel (which, for example, may also have suitable protrusions for better mixing) with the liquid.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante sind der Einlaufabschnitt, der Mischabschnitt und der Auslaufabschnitt in einer z. B. auf eine ebene Tischfläche aufstellbaren Mischvorrichtung übereinanderliegend angeordnet. Bezogen auf die Vertikale zur Tischebene (und von oben nach unten gesehen) können dabei in dieser Reihenfolge der Einlaufabschnitt, der Mischabschnitt und der Auslaufabschnitt ohne seitlichen Versatz entlang der Vertikalen ausgerichtet sein. Ebenso ist es jedoch auch möglich, die drei Abschnitte in einer nicht lotrechten Anordnung auszubilden, also die drei Abschnitte bezogen auf die Vertikale seitlich zueinander zu versetzen.In a further advantageous embodiment variant of the inlet section, the mixing section and the outlet section in a z. B. arranged on a flat table surface mixer can be placed one above the other. With respect to the vertical to the table level (and seen from top to bottom), in this order, the inlet section, the mixing section and the outlet section can be aligned without lateral offset along the vertical. Likewise, however, it is also possible to form the three sections in a non-perpendicular arrangement, ie to move the three sections relative to the vertical side to each other.
Die mischabschnittsabgewandte, oben liegende Seite des Einlaufabschnitts ist zumindest teilweise offen ausgebildet (z. B. als obere Öffnung eines trichter- oder kelchförmigen Einlaufabschnitts) oder zumindest mit einer Durchführung versehen. Der Mischer dieser Mischvorrichtung umfasst dann die folgenden Bauelemente:
- • Einen Motor oder Elektromotor, der außerhalb des Einlaufabschnitts, des Mischabschnitts und des Auslaufabschnitts angeordnet ist (und bevorzugt auch oberhalb des Einlaufabschnitts der Mischvorrichtung positioniert ist),
- • eine mechanische Welle, die mit ihrem einen Ende an den Elektromotor gekoppelt ist und die über die vorbeschriebene Öffnung oder Durchführung von oben in das Innere des Einlaufabschnittes und weiter in das Innere des Mischabschnitts geführt ist, und
- • ein im Inneren des Mischabschnitts angeordnetes, bewegliches Mischelement, das (bevorzugt am anderen Ende der Welle) mit dieser Welle mechanisch gekoppelt und durch diese bewegbar ist (insbesondere kann es sich hierbei um ein rotierbares Mischrad in Form einer mit Vorsprüngen besetzten Scheibe oder auch um ein rotorförmiges Mischrad handeln).
- A motor or electric motor located outside the inlet section, the mixing section and the outlet section (and preferably also positioned above the inlet section of the mixing device),
- A mechanical shaft, which is coupled at one end to the electric motor and which is guided via the above-described opening or passage from above into the interior of the inlet section and further into the interior of the mixing section, and
- A movable mixing element arranged in the interior of the mixing section, which is mechanically coupled (preferably at the other end of the shaft) to this shaft and can be moved by it (in particular this can be a rotatable mixing wheel in the form of a disk occupied by projections or else a rotor-shaped mixing wheel act).
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante umfasst der Mischabschnitt einen flexibel ausgebildeten Wandabschnitt oder ist (z. B. als röhrenförmiger Schlauch) komplett flexibel ausgebildet. Der Mischer weist einen in Bewegung, insbesondere in Oszillations-, Schwingungs- und/oder Rotationsbewegungen versetzbaren Körper auf. Dieser Körper ist außerhalb des Mischabschnitts angeordnet und so ausgebildet, dass er durch seine Bewegungen (z. B. bei maximaler Auslenkung oder bei definierten Winkelstellungen) unmittelbar oder mittelbar von außen mechanisch auf den flexiblen Teil der Wandung des Mischabschnitts einwirkt. Durch diese mechanische Einwirkung wird der flexible Teil der Wandung bewegt, greift hierdurch mittelbar in das Innenvolumen des Mischabschnitts ein und erzeugt ein oder mehrere Querschnittsveränderung(en) am und/oder im Mischabschnitt und/oder eine Volumenänderung des Innenvolumens des Mischabschnitts. Alternativ zu einem solchen mechanisch einwirkenden Körper (oder auch in Kombination damit) kann auch eine magnetische Arbeitseinheit vorgesehen sein, die durch ihre Magnetkräfte eine mechanische Wirkung auf den flexiblen Teil der Wandung zum Bewegen desselben erzeugen kann.In a further advantageous embodiment variant, the mixing section comprises a flexibly formed wall section or is designed to be completely flexible (eg as a tubular hose). The mixer has a moving body, in particular in oscillatory, vibratory and / or rotational movements displaceable body. This body is arranged outside the mixing section and is designed such that it acts mechanically or mechanically on the flexible part of the wall of the mixing section directly or indirectly from outside due to its movements (eg at maximum deflection or at defined angular positions). As a result of this mechanical action, the flexible part of the wall is moved, thereby indirectly engaging the interior volume of the mixing section and generating one or more cross-sectional changes on and / or in the mixing section and / or a volume change of the internal volume of the mixing section. As an alternative to such a mechanically acting body (or in combination therewith), a magnetic working unit can also be provided, which by its magnetic forces can produce a mechanical effect on the flexible part of the wall for moving it.
Der Begriff der Querschnittsveränderung(en) ist hierbei räumlich und zeitlich zu verstehen: Z. B. kann der Körper oder die Arbeitseinheit mehrere unterschiedliche Segmente aufweisen, die jeweils an unterschiedlichen Orten auf die Wandung mechanisch und/oder magnetisch einwirken und somit an diesen unterschiedlichen Orten jeweils eine (dann zeitlich z. B. durch Rotation der einzelnen Körpersegmente bevorzugt periodisch variierende) Querschnittsveränderung bewirken. Ebenso ist der Begriff der Volumenänderung zu verstehen, das heißt, das Innenvolumen des Mischabschnitts ändert sich durch die mechanische und/oder magnetische Einwirkung (z. B. durch zeitlich aufeinanderfolgende Quetschungen der flexiblen Wandung bzw. des flexiblen Mischabschnitts) zwischen zwei unterschiedlichen Zeitpunkten, bevorzugt periodisch.The term of the cross-sectional change (s) is here spatially and temporally to understand: For example, the body or the work unit may have a plurality of different segments which act on the wall at different locations mechanically and / or magnetically and thus at these different locations each one ( then time-wise, for example by rotation of the individual body segments, preferably causing periodically varying) cross-sectional change. Likewise, the term volume change is to be understood, that is, the internal volume of the mixing section changes by mechanical and / or magnetic action (eg, by temporally successive pinching of the flexible wall or flexible mixing section) between two different times, preferably periodically.
Bei dem in Bewegung versetzbaren Körper kann es sich insbesondere um einen beweglich oder schwenkbar aufgehängten Körper in Form einer länglichen Platte handeln, der durch geeignete Anordnung und Aufhängung vorzugsweise dauerhaft so von außerhalb des Mischabschnitts in den flexiblen Teil der Wandung desselben gedrückt ist, dass eine vorzugsweise dauerhafte Einstülpung eines Teils dieser Wandung in das Innenvolumen des Mischabschnitts realisiert ist. Diese Einstülpung bewirkt dann bei (z. B. mittels einer beweglichen, mechanischen Kopplung des Körpers an seiner der dauerhaften Einstülpung gegenüberliegenden Seite erzeugten) Schwenkbewegungen des Körpers die Querschnittsveränderung am Mischabschnitt, indem sie innerhalb des Mischabschnitts hin und her bewegt wird.In particular, the movable body can be a movably or pivotably suspended body in the form of an elongated plate which is preferably permanently urged from outside the mixing section into the flexible part of the wall by a suitable arrangement and suspension, preferably one permanent invagination of a part of this wall is realized in the internal volume of the mixing section. This indentation then causes the cross-sectional change in the mixing section (for example, by means of a movable, mechanical coupling of the body on its side opposite the permanent indentation) of the body by reciprocating it within the mixing section.
Ebenso ist es jedoch auch möglich, den Körper als eine mit einem oder mehreren Exzenter(n) versehene, rotierbare Welle auszubilden. Der Körper ist mit seinem/n Exzenter(n) so positioniert, dass der/die Exzenter bei Rotation des Körpers von außerhalb des Mischabschnitts auf den flexiblen Teil der Wandung schlägt/schlagen und/oder drückt/drücken (ganz allgemein: mechanisch einwirkt), so dass hierdurch die Querschnittsveränderung(en) und/oder die Volumenänderung im/am Mischabschnitt bewirkt wird/werden. Statt des mechanischen Einwirkens ist auch ein magnetisches Einwirken oder ein mechanisches und magnetisches Einwirken möglich.Likewise, however, it is also possible to form the body as a rotatable shaft provided with one or more eccentric (s). The body is positioned with its eccentric (s) such that when the body rotates, the eccentric beats / hitting and / or pushes / pushes (in general: acts mechanically) from outside the mixing section onto the flexible part of the wall, so that the cross-sectional change (s) and / or the volume change in / is effected at the mixing section. Instead of the mechanical action also a magnetic action or a mechanical and magnetic action is possible.
Jede der vorbeschriebenen vorteilhaften Mischer der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich einen oder mehrere in das Innenvolumen des Mischabschnitts führende(n) Luftkanal/kanäle (der/die insbesondere als Luftdüse(n) ausgebildet sein kann/können) umfassen. Über den/die Luftkanal/kanäle kann dem Innenvolumen des Mischabschnitts Luft zugeführt werden zum zusätzlichen Verwirbeln der Flüssigkeit, des Pulvers und/oder der Mischung aus beidem im Innenvolumen des Mischabschnitts. Alternativ dazu oder in Kombination damit ist es aber auch möglich, dass z. B. ein/das Mischrad so vorgesehen ist bzw. angeordnet ist, dass es partiell über dem Flüssigkeitspegel liegt und dadurch beim Rotieren Luft unter die Flüssigkeitsoberfläche befördert (Schneebesenprinzip).Each of the above-described advantageous mixers of the present invention may additionally comprise one or more air channel (s) leading into the internal volume of the mixing section (which may be particularly designed as an air nozzle (s)). Air can be supplied to the inner volume of the mixing section via the air duct (s) for additional swirling of the liquid, the powder and / or the mixture of both in the internal volume of the mixing section. Alternatively, or in combination with it but it is also possible that z. B. a / the mixing wheel is provided or arranged so that it is partially above the liquid level and thereby conveyed air when rotating under the liquid surface (whisk principle).
Erfindungsgemäß ist es jedoch ebenso möglich, die beschriebene Luftkanalanordnung mit einem Mischer zu koppeln, der einen Elektromotor, ein im Inneren des Mischabschnitts angeordnetes, zum Vermischen des Pulvers mit der Flüssigkeit ausgebildetes Mischrad und eine den Elektromotor mit dem Mischrad koppelnde, über eine abgedichtete Durchführung von außerhalb des Mischabschnitts in das Innere desselben geführte Welle umfasst. Die Luftkanalanordnung optimiert in diesem Fall die Vermischung des Nahrungsmittelpulvers mit der Flüssigkeit im Inneren des Mischabschnitts durch diesen Mischer.According to the invention, however, it is also possible to couple the air duct arrangement described with a mixer which comprises an electric motor, a mixing wheel arranged in the interior of the mixing section for mixing the powder with the liquid and a coupling of the electric motor with the mixing wheel outside the mixing section into the interior of the same guided wave comprises. The air channel arrangement in this case optimizes the mixing of the food powder with the liquid inside the mixing section through this mixer.
Zur Luftzufuhr über den/die Luftkanal/kanäle kann eine motorbetriebene Luftpumpe oder auch eine Druckluftquelle eingesetzt werden.For the air supply via the air duct (s), a motorized air pump or a compressed air source can be used.
Das Zudosieren des Pulvers kann in den Einlaufabschnitt, in den Mischabschnitt oder auch in beide dieser Abschnitte erfolgen, wozu eine Zudosiereinheit beispielsweise in Form einer abschüssigen Rutsche oder eines abschüssigen Rohrs eingesetzt werden kann. Dabei kann das Pulver auch aktiv über die Zudosiereinheit eingeblasen werden.The metered addition of the powder can be done in the inlet section, in the mixing section or in both of these sections, to which a metering unit, for example in the form of a sloping chute or a downhill pipe can be used. The powder can also be actively injected via the metering unit.
Bevorzugt führen zumindest Bauteile der vorbeschriebenen Mischer regelmäßige Bewegungen mit vordefinierter Frequenz, bevorzugt Dreh-, Schwenk-, Rotier-, Schwing-, Pendel- oder Oszillationsbewegungen oder auch Kombinationen der genannten Bewegungen durch. Die Frequenz der Bewegungen liegt vorzugweise im Bereich zwischen 10 Hz und 100 KHz, die Amplituden der Bewegungen im Bereich einiger Millimeter bis einiger Zentimeter, ja nach konkreter Ausführungsform.Preferably, at least components of the above-described mixers carry out regular movements with a predefined frequency, preferably rotational, pivoting, rotating, oscillating, pendulum or oscillatory movements or combinations of said movements. The frequency of the movements is preferably in the range between 10 Hz and 100 kHz, the amplitudes of the movements in the range of a few millimeters to a few centimeters, yes, according to concrete embodiment.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand einer Reihe von Ausführungsbeispielen beschrieben.Hereinafter, the present invention will be described with reference to a number of embodiments.
Dabei zeigen:Showing:
Das erste Kunststoffgehäuseteil
Unterhalb des Einlaufabschnitts
Unterhalb desjenigen Wandabschnitts des Teils
Das zweite Gehäuseteil
In den zwei waagrecht gegenüberliegenden Wandabschnitten der Ausbuchtung
Auf der Achse
Neben der zweiten Magnetanordnung
Die Antriebsachse
Die Drehzahl des Mischrads
Da das Innenvolumen
Aufgrund der vollständigen Trennung des Mischers
Am oberen Ende
Der erfindungsgemäße Mischer
Der erfindungsgemäße Mischer umfasst im gezeigten Beispiel einen oberhalb der drei Abschnitte
Vom Elektromotor
Zur weiteren Verbesserung der Vermischung von Pulver P und Flüssigkeit F sind zusätzlich mehrere durch die Wandung des einstückigen Kunststoffteils
Die Elemente
Ebenso ist es denkbar, den in
Wie
Eine ebene, rechteckförmige Metallplatte
Zwischen der unteren Seite
An der oben liegenden Längsseite
Antriebsachse
Die in den
Die Querschnittsverengung muss dabei jedoch nicht, wie in den
Die den Mischer
In der flexiblen Wandung
Werden unterschiedliche Spulensegmente der Spule
Im mittleren Figurenabschnitt ist die zweite Kammer
Der zweiten Kammer
Eine Drehung des Turbinenrades
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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