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Rührvorrichtung
Die bekannten1 Rührvorrichtungen ergeben keine befriedigenden
Ergebnisse, wenn es sich darum handelt, völlig homogene Mischungen auch dann zu
erhalten, wenn in dem Mischgut feste Bestandteile, z. 13. Ilarzteilchen, Farbknötchen
u. dgl., enthalten sind. Schwierigkeiten bereitete bisher auch die l Herstellung
von Emulsionen aus Wasser und Fetten, die für die pharmazeutische Industrie von
großer Bedeutung sind.
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Man hat schon vorgeschlagen, zu diesem Zweck Rührkreisel anzuwenden,
die aus einer an einer Kreisehvelle eingeschraubten Mittelscheibe bestehen, auf
welcher kranzförmig oben und unten Schaufeln im Drehsinne entgegen der Drehrichtung
gekrümmt fest angebracht sind und welche oben und unten durch je eine Ringfläche
so abgedeckt werden, daß sie nach den Seiten strahlenförmig verlaufende Kanäle bilden.
Die Kreisel können aber auch so ausgelildet sein, daß die Kanäle ohne Durchdringung
sich kreuzen und von oben nach unten bzw. von unten nach oben verlaufen.
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Durch Drehung dieser Kreisel entsteht in den Kanälen eine Schleuderwirkung,
durch die das Rührgut von oben bzw. von unten angesaugt und seitlich ausgeschleudert
wird. Es konnte jedoch festgestellt werden, daß die Kreisel in dieser Weise nur
arbeiten, solange die Drehzahl des Kreisels größer ist als die durch den drehenden
Kreisel verursachte Drehzahl des Mischgutes. Denn bei gleicher Drehzahl des Kreisels
und des Mischgutes tritt das Mischgut nicht mehr in die Kanäle ein, so daß das Mischgut
lediglich durch die zwischen dem Kreisel und dem Mischgut bestehende Reibung in
einer drehenden Bewegung gehalten wird. Das Mischgut gleitet von dem Kreisel ab,
so daß das gewünschte Zerschlagen des Mischgutes durch die Kanalwände, wodurch eine
gute Mischung gewährleistet wird in Fortfall kommt.
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Diese Nachteile werden durch die Rührvorrichtung vorliegender Erfindung
überwunden, deren sie vom Stande der Technik unterscheidende Besonderheit darin
zu sehen ist, daß sie im wesentlichen aus zwei konzentrisch angeordneten und übereinanderliegenden
Scheiben besteht. Die obere ringförmige Scheibe ist feststehend, da auf ihrem Umfang
Stangen angeordnet sind, die in einer Muffe enden, die auf ein Wellenlager aufgeschraubt
ist. Die untere volle Scheibe ist auf eine Welle aufgeschraubt, die in dem genannten
Wellenlager geführt ist. Auf den zueinander zugekehrten Flächen der Scheiben sind
Elemente vorgesehen, die geeignet sind, das axial durch die Mitte der ringförmigen
Scheibe angesaugte Mischgut auf seinem zwischen den Scheiben radial von innen nach
außen gerichteten Weg zu verarbeiten, wodurch das Mischgut völlig zerschlagen, zerrieben
oder emulgiert wird.
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BeispielsweiseAusführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigen Fig. I einen Längsschnitt durch die Achse einer Rührvorrichtung
mit Scheiben, die mit Stiften bzw.
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Nocken o. dgl. als Misch- und Emulgierelementen versehen sind; Fig.
2 einen Schnitt nach A-B der Fig. I; Fig. 3 einen Schnitt nach C-D nach Fig. I;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Achse des unteren Teiles einer Rührvorrichtung
mit einer Scheibe, die mit Schaufeln versehen ist; Fig. 5 einen Schnitt nach E-F
der Fig. 4; Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Achse des unteren Teiles einer Rührvorrichtung
mit einer Scheibe, die doppelseitig mit Stiften 0. dgl. versehen ist; Fig. 7 einen
Längschnitt durch die Achse des unteren Teiles einer Rührvorrichtung mit einer Scheibe,
die doppelseitig mit Schaufeln versehen ist.
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Die in der Zeichnung dargestellten Rührvorrichtungen bestehen im
wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich einem sich drehenden und einem feststehenden
Teil.
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Zum sich drehenden Teil der erfindungsgemäßen Rührvorichtung gehört
die mit I bezeichnete Scheibenwelle, die in den beiden Lagerstümpfen 2 und 3 gelagert
ist. Zwischen diesen Lagern ist das dem Antrieb dienende Keilriemenrad 4 angeordnet.
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Das untere Ende der Scheibenwelle besitzt ein Linksgewinde 5, auf
welches eine volle Scheibe 6 aufgeschraubt ist, die mit mehreren Reihen 7', 7",
7"' konzentrisch angeordneter, nach oben gerichteter Stifte bzw. Nocken 7 versehen
ist.
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Der feststehende Teil der Rührvorrichtung besteht hauptsächlich aus
mehreren kreisförmig angeordneten Stangen 8, die in ihrem oberen Ende mit einer
Muffe g und an ihrem unteren Ende mit einer ringförmigen Scheibe 10 verbunden sind,
die in der Mitte eine kreisrunde Offnung hat. Die Muffe g hat einen Gewindeansatz
II, der auf ein Linksgewinde I2 des Lagerstumpfes 3 aufgeschraubt ist. In ein Linksgewinde
I3 der Scheibe Io ist eine Scheibe eingeschraubt, die in gleicher Weise wie die
auf die Scheibenwelle I aufgeschraubte Scheibe 6 mehrere Reihen I5', 15", 5" konzentrisch
angeordneter, jedoch nach unten gerichteter Stifte bzw. Nocken I5 hat. Der äußere
Kranz 15", der Stifte bzw. Nocken liegt an der Außenkante der Scheibe 14. ÄVie aus
der Zeichnung ersichtlich, sind die nach oben bzw. unten gerichteten Kränze 7',
7", 7"' hz". 15', In/', 15 ZU-einander versetzt, so daß sie zahnartig ineinander
eingreifen, was aus Fig. 2 ersichtlich ist.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist gemäß den Fig.
4 und 5 auf die Scheibenwelle 1 eine volle Scheibe 16, die mit Schaufeln 17 versehen
ist, und auf die ringförmige Scheibe 10 eine Scheibe 18 aufgeschraubt, um die Lücke
zwischen der Scheibe lo und der Schaufelscheibe 16-17 möglichst weitgehend zu schließeii.
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Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung liegt darin,
daß beliebige Töpfe oder Gefäße, in welche die Rührvorrichtung bis kurz vor dem
Boden hineingelassen wird, zur Verwendung kommen können. Da die Rührvorrichtuug
in jeder Höhenlage arbeitet, können auch elektrisch geheizte sowie eisgekühlte Behälter
Verwendung finden.
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Beim Rührvorgang der in Fig. 4 und 5 dargestellten Rührvorrichtung
wird durch die Schaufelscheibe 16-17 eine Schleuderwirkung erzeugt, die das Mischgut
durch die Öffnung der ringförmigen Scheiben 10-18 axial einsaugt und radial zwischen
der Scheibe I8 und der Schauielscheibe 16-17 herausschleudert, wie es in der Zeichnung
mit Pfeilen angedeutet ist. Auf diesem Wege tritt eine Zerschlagung des Mischgutes
ein. I)a die Scheiben 10-18 stillstehen und durch die Stangen 8 eine Brechung des
Mischgutes bewirkt wird, erfährt dieses auf dem Weg von der Öffnung der Scheiben
Io-I8 bis zum Verlassen der Schaufelscheibe I6-17, beispielsweise bei einem Durchmesser
von 120 mm und einer Drehzahl von I000 Umdrehungen je Minute, eine Geschwindigkeitserhöhung
von einem kleinen Einströmwert bis zur Größe der am Umfang der Schaufelscheibe I6-I7
vorhandenen etwa 6 bis 8 m/sec erreichenden Umfangsgeschwindigkeit der letzteren.
Eine Ioo O/oige Mischung wird dadurch gewährleistet.
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Der Rührvorgang ist bei der in den Fig. I und 2 dargestellten Rührvorrichtung
im wesentlichen derselbe. Das Mischgut wird durch die Öffnung der Scheiben I0-I4
angesaugt und von der Mitte radial zwischen den Stift- bzw. Nockenreihen 7 und 15
hindurch an die Wand des Rührgefäßes 19 geschleudert. Da nur die auf der Scheibe
6 angeordneten Stift- bzw. Nockenkränze 7 sich bewegen, die hierzu versetzten Stiftkränze
bzw. Nockenkränze 15 auf der Scheibe 14 stillstehen, wird das Mischgut auf dem Wege
durch die Stift- bzw. Nockenreihen stets geschlagen, zerrieben und zerdrückt. Berücksichtigt
man, daß der Abstand der zueinander versetzten Stift- bzw. Nockenkränze sehr klein
ist, z. B. nur I mm und weniger, leuchtet es ein, daß alle im Mischgut enthaltenen
Teilchen unbedingt völlig zerschlagen und homogen als feinste zerriebene Teilchen
im Mischgut verteilt werden.
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Um eine noch schnellere Mischung zu erzielen,
halten
nach den Fig. 6 und 7 die Scheiben 6 bzw. I6 auf ihrer unteren Seite die gleiche
Anordnung von Stiften oder Nocken 15 bzw. Schaufeln 17 wie auf ihrer oleren Seite.
Um diese doppelseitig mit Stiften oder Nocken bzw. Schaufeln versehenen Scheiben
6 bzw. i6 sind auf Linksgewinde 13 der feststehenden Scheibe IO Töpfe 20 bzw. 21
geschraubt. Der Boden der Töpfe 20 und 21 hat die gleiche ringförmige Öffnung wie
die Scheiben Io-IA bzw. 1S, und auf dem Boden des Topfes 20 sind ferner die gleichen
Elemente, d. h. Stifte oder Nocken 7', 7" in derselben Anordnung wie auf der Scheibe
14 vorgesehen. Die Wandung des Topfes 20 wird von der äußersten Stiftreihe 7"' gebildet,
so daß seitliche Öffnungen 22 entstehen, die auch im Topf 21 vorgesehen sind. Wie
in den Fig. 6 und 7 1 mit Pfeilen angedeutet, wird infolge Ansaugens des Mischgutes
vom Boden ein Absetzen des Mischgutes auf dem Boden verhindert und die nach unten
bzw. oben gerichteten Strömungen des Mischgutes durchkreuzen sich.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung gegenüber
den bekannten Rührmaschinen liegt neben der Verwendung beliebiger Töpfe, der schnellen
Wirkungsweise sowie der bisher nicht erzielten feinsten Verteilung des Mischgutes
darin, daß die Rührvorrichtung sehr schnell zu reinigen ist, und je nach Art des
Mischgutes die Rührelemente schnell ausgewechselt werden können.
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Nach Beendigung des Mischvorganges wird das Rührwerk aus dem Rührgefäß
herausgehoben, und die Rührelemente können durch Rechtsdrehung der Gewindeteile
leicht abgenommen und einzeln gereinigt und gespült werden. Bei bekannten Rührmaschinen
dagegen müssen zur Reinigung die in das Rührgefäß eingebauten Teile auseinandergenommen
werden, wobei aber doch noch sehr viele tote Ecken und Winkel bleiben, die für eine
Reinigung schwer zugänglich sind und ein Verderben der folgenden Mischung nach sich
ziehen würde. Solche Maschinen werden daher auch nur in der Regel für ein und dasselbe
Mischgut verwandt, was die Verwendung von mehreren Maschinen solcher Art notwendigerweise
zur Folge hat.
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PATE h'TANSPRCHE: I. Rührvorrichtung bestehend aus zwei konzentrisch
angeordneten, übereinanderliegenden Scheiben, von denen die obere ringförmige Scheibe
(Io) feststehend ist und auf ihrem Umfang Stangen angeordnet sind, die in einer
auf ein Wellenlager (3) aufgeschraubten Muffe (g) enden, während die untere volle
auf die im Wellenlager (3) geführte Welle (I) aufgeschraubte Scheibe (6) sich dreht,
wobei auf den einander zugekehrten Flächen der Scheiben (lo und 6) zum Zerschlagen,
Zerreiben oder Emulgieren des Mischgutes Elemente vorgesehen sind.