液體加工混合器的制造方法
【專利摘要】提供一種用于混合液體產(chǎn)品流的混合裝置。所述混合裝置包括定子(220)，其形成中空套筒，和轉(zhuǎn)子(210)，其具有有兩個相對側(cè)(242,244)的圓形位移板(240)，其中至少一個側(cè)(242,244)具有至少兩個腔室(214)，所述腔室由沿與所述定子(220)的縱軸平行的方向延伸的多個葉片(252)形成，其中所述轉(zhuǎn)子(210)被布置在所述定子(220)內(nèi)，以相對于所述定子(220)旋轉(zhuǎn)被置于所述腔室(214)內(nèi)的液體產(chǎn)品。所述位移板(240)相對所述定子(220)的縱軸(Z)是傾斜的，從而所述至少兩個腔室(214)具有不同的容積，以及所述定子(220)的側(cè)壁(222)具有至少一個出口區(qū)域(260)，所述至少一個出口區(qū)域(260)包括至少一個通孔，以允許液體產(chǎn)品離開所述定子(220)。
【專利說明】
液體加工混合器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于在用于將液體產(chǎn)品流與例如液態(tài)、氣態(tài)和/或固態(tài)的添加劑混合的混合裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于混合衛(wèi)生物品(例如液體食物或化妝品)的混合裝置，以及涉及一種用于將這樣的衛(wèi)生物品與不同添加劑相混合的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在液體加工行業(yè)，例如食品加工，普遍使用混合器以提供液體與固體和/或氣體內(nèi)容物的有效混合。在這個技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，通常將可用的混合器分類成:i)分批混合器，或ii)直列式混合器。典型地，分批混合器通過在罐內(nèi)循環(huán)待混合的介質(zhì)而操作，并且對于高粘度流體，分批混合器通常是一個優(yōu)先選擇。直列式混合器通常以不同方式操作，流體在罐外循環(huán)以連續(xù)不斷地混合液體。與分批混合器相比，直列式混合器通常對低粘度流體和大批量生產(chǎn)來說是首選。
[0003]當(dāng)液體粘度增加時，目前的直列式混合器、尤其是目前的直列式高剪切混合器的栗送能力顯著降低。粘度超過100cP時，它們的栗送能力通常完全喪失，尤其是如果它們的栗性能是基于離心原理的話。如今，這限制了直列式混合器對于相對低粘度流體的混合應(yīng)用的使用。
[0004]在液體處理應(yīng)用中，重要的是降低液體處理設(shè)備的制造成本。然而，在直列式混合器中將添加劑混入液體的加工伴隨一系列需要處理的考慮的產(chǎn)生。一個要求是提供真空以吸入添加劑到液體中。還需要提供允許含有未溶解氣體和粉末的液體的抽吸的混合器。還有一個要求是與高粘度液體有關(guān)，因?yàn)檫@樣的液體通常必須由復(fù)雜和昂貴的容積栗處理。除此之外，液體加工混合器也應(yīng)該能夠提供高剪切混合。
[0005]鑒于此，需要一種改進(jìn)的液體加工混合器，能夠處理范圍廣泛的液體產(chǎn)品。這樣的混合器應(yīng)具有簡單的機(jī)械設(shè)計(jì)并且它應(yīng)要求一個減少的物理空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的一個目的是克服或減輕上述問題。
[0007]基本想法是提供具有單個混合裝置的直列式混合器，其在入口側(cè)創(chuàng)建吸入壓力，并且在出口側(cè)創(chuàng)建壓力。因此，單個混合裝置提供具有自感式正位移栗的高剪切混合器。
[0008]根據(jù)第一方面，提供一種用于混合液體食品流的混合裝置。所述混合裝置包括定子，其形成中空套筒，和轉(zhuǎn)子，其具有有兩個相對側(cè)的圓形位移板。至少一個側(cè)具有至少兩個腔室，所述腔室由沿與所述定子的縱軸平行的方向延伸的多個葉片形成，其中所述轉(zhuǎn)子被布置在所述定子內(nèi)，以相對于所述定子旋轉(zhuǎn)被置于所述腔室內(nèi)的液體產(chǎn)品。所述位移板相對所述定子的縱軸是傾斜的，從而所述至少兩個腔室具有不同的容積，以及所述定子的側(cè)壁具有至少一個出口區(qū)域，所述至少一個出口區(qū)域包括至少一個通孔，以允許液體產(chǎn)品離開所述定子。
[0009]所述混合裝置可進(jìn)一步包括電動馬達(dá)，其中所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸被連接到所述混合裝置的所述轉(zhuǎn)子。
[0010]所述多個葉片形成葉片組件，使得每個葉片從所述位移板的中心部分徑向向外延伸，從而所述葉片組件的外邊緣設(shè)置為鄰近所述定子的內(nèi)表面以形成所述腔室。
[0011]所述至少一個出口區(qū)域可設(shè)置在對應(yīng)于所述腔室具有減少的容積的位置的周向位置。
[0012]所述位移板的所述相對側(cè)中的每一個可具有至少兩個由多個葉片形成的腔室。
[0013]單個葉片組件可形成在所述位移板的兩側(cè)的腔室。
[0014]所述混合裝置還包括入口，以允許液體產(chǎn)品進(jìn)入所述腔室中的至少一個，和出口，以允許液體產(chǎn)品離開所述混合裝置，其中所述入口被設(shè)置在對應(yīng)于所述腔室具有增加的容積的位置的周向位置。
[0015]根據(jù)一個實(shí)施方式，所述混合裝置還包括附加的入口，以允許液體產(chǎn)品進(jìn)入在所述位移板的相反側(cè)上的所述腔室中的至少一個。
[0016]所述混合裝置還可包括第一入口，以允許液體產(chǎn)品進(jìn)入所述腔室中的至少一個，第二入口，以允許液體產(chǎn)品離開所述至少一個腔室進(jìn)入位于所述位移板的相反側(cè)上的所述腔室中的至少一個，以及出口，以允許液體產(chǎn)品離開所述混合裝置。
[0017]根據(jù)第二方面，提供一種液體加工混合器。所述液體加工混合器包括液體產(chǎn)品流、至少一個添加劑入口，以允許添加劑含量被引入所述液體產(chǎn)品流，以及根據(jù)第一方面的混合裝置，用于將所述添加劑含量混合入所述液體產(chǎn)品流。
[0018]所述液體加工混合器還可包括子壓力區(qū)域，其被提供在所述混合裝置的上游，并且所述液體加工混合器還可包括至少一個添加劑入口，其被連接到所述子壓力區(qū)域以引入所述添加劑到所述混合裝置的上游。
[0019]所述液體加工混合器還可包括節(jié)流閥，其被提供在所述混合裝置的上游，以在所述節(jié)流閥和所述混合裝置之間創(chuàng)建所述子壓力區(qū)域。
[0020]所述液體加工混合器還可包括壓力傳感器以監(jiān)測所述子壓力區(qū)域的壓力。
[0021 ]所述添加劑入口中的至少一個可被連接到粉末料斗。
[0022]所述添加劑入口中的每一個可借由對應(yīng)的閥被控制。
[0023]待混合的液體可優(yōu)選是衛(wèi)生液體產(chǎn)品，例如食品、化學(xué)品、藥品和/或化妝品。
[0024]根據(jù)第三方面，提供一種用于混合液體產(chǎn)品流的方法。所述方法包括以下步驟:將液體產(chǎn)品引入轉(zhuǎn)子的至少一個腔室，該轉(zhuǎn)子被允許在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動，并且所述腔室由沿與所述定子的縱軸方向平行的方向延伸的至少兩個葉片形成，其中位移板的法線方向相對于所述定子的縱軸傾斜;旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)子，使得至少一個腔室的容積減少，和通過允許所述液體產(chǎn)品通過提供在所述定子的側(cè)壁中的至少一個孔離開所述腔室而將所述液體產(chǎn)品排出。
[0025]所述方法還可包括以下步驟:將液體產(chǎn)品引入所述轉(zhuǎn)子的至少另一個腔室，該腔室由從所述位移板的相對側(cè)沿法線方向延伸的至少兩個葉片形成，和通過允許所述液體產(chǎn)品通過提供在所述定子的相對的側(cè)壁中的至少一個孔離開所述腔室而將所述液體產(chǎn)品排出。
【附圖說明】
[0026]以上，以及本發(fā)明附加的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，可以通過以下的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的說明性且非限制性的詳細(xì)描述，參照所附的附圖，更好地理解，其中:
[0027]圖1是根據(jù)一個實(shí)施方式的液體加工混合器的示意圖；
[0028]圖2是在液體加工混合器中使用的一個混合裝置的定子的透視圖；
[0029]圖3是在液體加工混合器中使用的混合裝置的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖；
[0030]圖4是在根據(jù)一個實(shí)施方式的液體加工混合器中使用的混合裝置的透視圖；
[0031 ]圖5和6是根據(jù)一個實(shí)施方式的混合裝置的定子和轉(zhuǎn)子的透視圖；和
[0032]圖7是根據(jù)一個實(shí)施方式的方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]結(jié)合圖1開始，液體加工系統(tǒng)的一部分被示出。示出的部分可以被包括在一個更大的加工系統(tǒng)中，該加工系統(tǒng)包括各種液體加工部件，如加熱器、均化器、分離器、過濾器等，以便能夠完全地，或部分地，加工衛(wèi)生液體產(chǎn)品。與本發(fā)明一起使用的液體加工系統(tǒng)的一個例子是液體食品加工系統(tǒng)，能夠處理各種液體食品，如牛奶、果汁、不起泡飲料、冰淇淋、酸奶等。然而，與本發(fā)明一起使用的液體加工系統(tǒng)還可以包括用于處理和加工化學(xué)液體、藥劑和/或美容液的系統(tǒng)。
[0034]示出的部分形成能夠混合液體產(chǎn)品流和添加劑的液體加工混合器100?；旌掀?00具有入口 102，其接收來自間歇罐的待混合液體，或任何上游加工設(shè)備，如標(biāo)記“A”所示。待混合液體被從入口 102通過合適的管道(如管或管路104)運(yùn)輸至將在下面進(jìn)一步描述的混合裝置200。
[0035]混合裝置200在一些實(shí)施方式中可以被配置成在間歇罐(未示出)上方循環(huán)液體。在這樣的實(shí)施方式中，混合裝置200優(yōu)選地位于靠近間歇罐處，用于消除對入口栗或出口增壓栗的需要。此外，液體加工混合器100可包括出口 106，用于將液體加工混合器100與間歇罐的入口連接，如“B”所示。在其他實(shí)施方式中，出口 106可被提供用于連接液體加工混合器100與其它下游加工設(shè)備，如存儲裝置、運(yùn)輸裝置、熱處理裝置、灌裝機(jī)或類似裝置。
[0036]節(jié)流閥120優(yōu)選地用于創(chuàng)建混合裝置200上游的子壓力區(qū)或真空區(qū)130，即，在所述節(jié)流閥120和混合裝置200之間。實(shí)際的真空水平可通過壓力傳感器122(如與真空區(qū)130流體連接的壓力計(jì))來指示。優(yōu)選地，節(jié)流閥120是電子控制或手動控制的閥座或隔膜閥。
[0037]真空區(qū)130包括至少一個添加劑入口132、134，以允許附加化合物融入待混合的液體中。附加化合物可以例如涉及表現(xiàn)特定香味或其它成分的固體粉末，以及其他液體，如油等。
[0038]配料入口 132、134被優(yōu)選地布置在真空區(qū)130中，S卩，節(jié)流閥120和混合裝置200之間。
[0039]粉末配料優(yōu)選向上游引入比液體配料多一點(diǎn)的時間，因?yàn)榉勰┑囊恍﹤鞑ズ皖A(yù)濕對散布和溶解是有益的，而液體配料最好在混合階段200之前立即被引入，尤其是在熱-冷乳化加工中。在具體的實(shí)施方式中，粉末入口 132可被連接到粉末料斗140、大袋站等，或安裝有用于手動脫裝袋的料斗。
[0040]每個添加劑入口132、134優(yōu)選被布置為與各自的入口閥133、135流體連接。添加劑入口閥133、135的開口可以被設(shè)置為控制定量給料速率，并且可以由操作者迅速地關(guān)閉，例如，在出現(xiàn)粉末鼠洞的情況下。[0041 ]在另一個實(shí)施方式中，具有添加劑入口 134b，其與混合裝置200的入口連接。這在圖1中示出，其中具有相應(yīng)的控制閥135b，以允許其他配料通過入口 134b加入。添加劑入口134b可替代先前描述的入口 134，或者它可以作為一個附加的入口被提供。優(yōu)選地，可選的入口 134b被用于將其他液體(如油)加入到待加工的主液體中。
[0042]—個或多個粉末添加劑入口閥133的位置與液體產(chǎn)品流在一直線上產(chǎn)生反沖洗，即當(dāng)液體進(jìn)入干燥階段，幾乎不可能和顯著地減少粉末閥有關(guān)的生產(chǎn)停止的風(fēng)險(xiǎn)。
[0043]事實(shí)上，概念驗(yàn)證測試已經(jīng)證實(shí)，即使粉末引進(jìn)閥門缺損及部分打開，該粉末界面保持干燥。
[0044]仍參照圖1，子壓力區(qū)130可通過與混合裝置200流體連接的除氧容器(未示出)來提供。
[0045]本發(fā)明公開的液體加工混合器100的實(shí)施方式還可優(yōu)選地配備有就地清洗(CIP)系統(tǒng)，能夠在不拆卸混合器100的情況下清洗部件。
[0046]在另一個實(shí)施方式中，混合器100可以被配置為在混合裝置200的上方循環(huán)液體產(chǎn)品。在這個實(shí)施方式中，混合器100包括入口 A、混合裝置200，和出口 B。一個閥(未示出)可被提供在出口 B，以使混合的液體產(chǎn)品中的一些部分返回到入口 A。在另一個實(shí)施方式中，所有混合的液體產(chǎn)品被反饋給入口 A，使得液體產(chǎn)品再次由混合裝置200混合。
[0047]混合裝置200提供液體混合的機(jī)械處理?；旌涎b置200的一般解釋將參照圖2-6進(jìn)行說明。
[0048]結(jié)合圖2和3開始，混合裝置200通過在定子220內(nèi)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子210來進(jìn)行操作。定子220借由圓周側(cè)壁222形成中空套筒。側(cè)壁222具有曲線形狀，使得定子220的直徑沿著它的縱軸Z變化。如圖2中所見，定子220具有上端224和下端226。上端224的內(nèi)徑等于下端226的內(nèi)徑。從上端224開始，內(nèi)徑朝向定子220的中心連續(xù)地增加，從而定子220的最大內(nèi)徑是布置在距離上端224和下端226相等距離的中心位置225。
[0049]轉(zhuǎn)子210在圖3中進(jìn)一步示出。轉(zhuǎn)子210由電動馬達(dá)230驅(qū)動，從而轉(zhuǎn)子210可以在定子220內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0050]轉(zhuǎn)子210被配置成圍繞定子220的縱軸Z旋轉(zhuǎn)，并且包括位移板240，位移板240相對縱軸Z傾斜，使得位移板240的法線方向Z ’相對于縱軸Z成角度。該位移板240在定子220內(nèi)沿徑向延伸，使得該位移板240(其具有圓形形狀)將定子220內(nèi)的空間分成上部隔板227和下部隔板228。優(yōu)選地，位移板240的尺寸被選擇為使得位移板240在定子220的側(cè)壁222的內(nèi)表面留下一個小的間隙。該小間隙的尺寸設(shè)置為沒有液體產(chǎn)品可以逸出，還在位移板240和側(cè)壁222的內(nèi)表面之間提供低摩擦。上部隔板227的容積等于下部隔板228的容積，從而這些容積在轉(zhuǎn)子210和位移板240的整個轉(zhuǎn)動中是恒定的。
[0051 ]在一個實(shí)施方式中，電動馬達(dá)230被布置為驅(qū)動轉(zhuǎn)子210，以繞縱軸Z旋轉(zhuǎn)，使得位移板240以及葉片組件250旋轉(zhuǎn)。在其他實(shí)施方式中，兩個不同的電動馬達(dá)將被布置成分別驅(qū)動位移板240和葉片組件250。因此，由于位移板240和葉片組件250的旋轉(zhuǎn)是由兩個單獨(dú)的驅(qū)動裝置提供的，在位移板240和葉片組件250之間沒有扭矩轉(zhuǎn)移。在另一個實(shí)施方式中，一個電動馬達(dá)被設(shè)置成給位移板240提供第一旋轉(zhuǎn)，和給葉片組件250提供第二旋轉(zhuǎn)。對于這一點(diǎn)，電動馬達(dá)可被連接到一個傳動裝置，借由其第一和第二旋轉(zhuǎn)是同步的。
[0052]轉(zhuǎn)子210還包括葉片組件250，其具有多個葉片252。每個葉片252從轉(zhuǎn)子210的中心轂212徑向向外延伸并終止于鄰近定子220的側(cè)壁222的內(nèi)表面處。因此，在葉片組件250的徑向端和側(cè)壁222的內(nèi)表面之間形成一個小的間隙。該小的間隙保證了葉片組件250和側(cè)壁222的內(nèi)表面之間的非常低的摩擦，并且其尺寸設(shè)置成防止液體泄漏。葉片252由一個相等的角距隔開。如圖2和3所示，八個葉片252以彼此45°的距離設(shè)置。葉片252在定子220的上端224和下端226之間延伸，并貫穿位移板240上的槽(未示出)。
[0053]兩個相鄰葉片252將與位移板240和定子220的側(cè)壁222—起形成腔室214。特別是如圖2所示，八個腔室214將形成在位移板240的上側(cè)242上，并且八個相應(yīng)的腔室214將形成在位移板240的下側(cè)244上。
[0054]因?yàn)槲灰瓢?40是傾斜的，因此腔室214的容積將變化。如在圖3中清楚地所示，在圖中左側(cè)在位移板240的上側(cè)242形成小容積腔室。在圖中的右側(cè)，即離小容積室180°的距離，一個大容積腔室形成在位移板240的上側(cè)242。大容積腔室的體積將隨著轉(zhuǎn)子210旋轉(zhuǎn)而不斷減小，從而在圖中的左側(cè)獲得最小的容積。因此，小容積腔室的容積將隨著轉(zhuǎn)子210旋轉(zhuǎn)而不斷增加，從而圖中的右側(cè)得到最大的容積。在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)期間，腔室的容積將因此按照周期性模式變化，其中，一個旋轉(zhuǎn)將代表一個循環(huán)。
[0055]相同結(jié)構(gòu)的腔室214形成在位移板240的下側(cè)244，盡管該腔室的容積相比位移板240的上側(cè)242的腔室是180°相移的。
[0056]由此位移板240被允許相對于葉片252沿縱軸Z的方向滑動，使得腔室214的容積可以在旋轉(zhuǎn)時改變。
[0057]從上文可見，通過填充大容積腔室214的容積進(jìn)入定子220內(nèi)的空間的液體產(chǎn)品將在轉(zhuǎn)子210的旋轉(zhuǎn)期間隨著腔室214的容積減少而被壓縮。為了讓液體產(chǎn)品從定子220內(nèi)的空間逸出，設(shè)置有至少一個通孔的區(qū)域260被設(shè)置在定子220的側(cè)壁222上。該區(qū)域260被布置在一個角度位置，對應(yīng)于產(chǎn)生小容積腔室214的位置。對于形成在位移板240的上側(cè)242的腔室214，出口區(qū)域260被提供在定子的上端224和位移板240之間。
[0058]如可在圖2和3中看到的，提供另一個出口區(qū)域260，用于讓液體產(chǎn)品離開用位移板240的下側(cè)244形成的腔室。該退出區(qū)域260被布置彼此在180°的距離，其中每個出口區(qū)域260與位移板240的特定的旋轉(zhuǎn)位置對準(zhǔn)，使得具有最小容積的腔室214與該出口區(qū)域260連接。
[0059]每個出口區(qū)域260優(yōu)選地包括多個通孔。通孔是小的，例如具有在1-5毫米范圍內(nèi)的直徑，并且它們分布在具有不同長度的不同的行。如圖2所示，通孔分布在四行，其中，行的長度朝向定子220的上端和下端減小。然而，由通孔在各自的出口區(qū)域260形成的開口可能被分布在不同的圖案。
[0060]出口區(qū)域260可以根據(jù)用戶的喜好來設(shè)計(jì)。如果出口區(qū)域260由一個或幾個大的通孔形成，則栗送能力將會非常高，雖然混合性能會降低。通過減少通孔的大小，混合性能會增加，雖然栗送能力會降低。因此，可以用大量不同的方法構(gòu)造混合裝置200，以在栗送能力和混合能力之間提供一個適當(dāng)?shù)年P(guān)系。
[0061]混合裝置200在圖4-6中進(jìn)一步示出。定子220被容納在外殼270內(nèi)。外殼270包括圍繞定子220的外部支撐結(jié)構(gòu)272，以及兩個相對的蓋274、276，用于關(guān)閉所述外部支撐結(jié)構(gòu)272的開口端并因此也關(guān)閉所述腔室。如圖4中所示，上蓋274具有被構(gòu)造成連接到流體線(未示出)的入口 278。因此，入口 278在上蓋274形成開口，從而液體產(chǎn)品可以流入由轉(zhuǎn)子210形成的腔室214。入口 278定位成其面向體積增加的腔室214，即，定位在從相關(guān)聯(lián)的出口區(qū)域260大約180°的定位角。
[0062]外部支撐結(jié)構(gòu)272包括出口 280，其用于允許流體離開混合裝置200。因此，該出口280被構(gòu)造成連接到流體線(未示出)。
[0063]如圖5中進(jìn)一步所示，被迫從出口區(qū)域260移出的液體產(chǎn)品將填充形成在定子220和外部支撐結(jié)構(gòu)272之間的空間。隨著該空間被混合的液體產(chǎn)品充滿，所述液體產(chǎn)品將被允許在增加的壓力下逸出混合裝置200，該壓力增加是由混合裝置200提供的。
[0064]混合裝置200可以以串行模式或并行模式操作。以串行方式操作，所述外部支撐結(jié)構(gòu)272被分成兩個對稱的隔室，其中第一隔室與與所述位移板240的上側(cè)相關(guān)聯(lián)的所述出口區(qū)域260流體連通。第二隔室，其被從第一隔室阻隔開，與與所述位移板240的下側(cè)相關(guān)的所述出口區(qū)域260流體連通。每個隔室具有用于排出混合液體的出口。此外，入口設(shè)置在上蓋以及下蓋。由于根據(jù)本實(shí)施方式的混合裝置具有兩個入口和兩個出口，所述混合裝置可以被操作使得與所述隔室中的一個相關(guān)聯(lián)的出口連接到與所述另一個隔室相關(guān)聯(lián)的入口。在這種情況下，混合裝置的混合性能由于液體將會在兩個相繼的步驟中混合這樣的事實(shí)而增加，盡管混合裝置的容積能力將減少。
[0065]在另一個實(shí)施方式中，未混合的液體將進(jìn)入形成在位移板的上側(cè)以及位移板的下側(cè)的腔室，以提供并行混合。因此，未混合的液體被同時供給到在上蓋和下蓋的入口。外部支撐結(jié)構(gòu)272也可以容納僅僅一個隔室，使得離開所述定子的混合液體將通過一個單一出口排出。在另一個實(shí)施方式中，并行混合也可以當(dāng)外部支撐結(jié)構(gòu)272形成兩個單獨(dú)的隔室時實(shí)現(xiàn)，每個隔室具有相關(guān)聯(lián)的出口。在這種情況下，混合液體將通過相應(yīng)的出口排出，從而混合液體可以在混合裝置200的下游的公共液體導(dǎo)管中重組。
[0066]混合裝置200優(yōu)選能夠栗送/循環(huán)粘性低和高粘性的產(chǎn)品，例如在1-lOOOOOcP范圍內(nèi)。由于混合裝置200的結(jié)構(gòu)，混合裝置200能夠在入口側(cè)(S卩，混合裝置200的上游)提供子壓力，以及能夠在出口側(cè)(即，混合裝置200的下游)提供增加的壓力。
[0067]混合裝置200還能夠創(chuàng)造高水平的剪切和擾動，從而分散、乳化和/或溶解合并的液體和粉末成分。根據(jù)上述說明，混合裝置200根據(jù)轉(zhuǎn)子/定子混合器原理工作。當(dāng)在腔室214的外端的液體產(chǎn)品比在腔室214的內(nèi)徑處的液體產(chǎn)品流動的速度快時，腔室214中的液體產(chǎn)品的不同的速度將創(chuàng)造剪切。另外，當(dāng)液體產(chǎn)品被迫通過通孔退出時，由這些通孔在出口區(qū)域260形成的小間隙將形成高剪切區(qū)域。
[0068]所提出的混合裝置200消除了對單獨(dú)真空栗的需要。這充分消除了，在混合裝置200的上游使用除氧容器情況下，由氣泡和泡沫增長所引起的氣泡在整個真空系統(tǒng)中泛濫的風(fēng)險(xiǎn)。自然，這樣的產(chǎn)品損失是不期望的并會導(dǎo)致衛(wèi)生和清潔問題。除了這一點(diǎn)，如果該產(chǎn)品是有毒的或因?yàn)槠渌驘o法逸出容器/系統(tǒng)，不能使用連接到真空栗的除氧容器。
[0069]鑒于上述情況，混合裝置的速度可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整，并且不被渦旋和泡沫約束條件限制。在本發(fā)明的混合裝置200中引入的唯一的空氣是嵌在配料中的空氣。由真空抽空的嵌入的空氣的部分將相應(yīng)地在除氧容器中累積。
[0070]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，將說明用于混合液體產(chǎn)品的方法300。在步驟302開始，液體產(chǎn)品被引入到轉(zhuǎn)子的一個或多個腔室，該轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)上述說明，每個室在沿與定子的縱軸平行的方向延伸的至少兩個葉片之間形成。一個腔室進(jìn)一步由定子的內(nèi)壁、位移板和蓋子分隔。位移板是傾斜的，使得位移板的法線方向相對定子的縱軸傾斜，由此腔室的容積將在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)生變化。
[0071 ]在下一步驟304，轉(zhuǎn)子被旋轉(zhuǎn)，從而容納液體產(chǎn)品的腔室的容積減小，由此液體產(chǎn)品被壓縮。
[0072]執(zhí)行旋轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)子最終被布置在一個位置，在該位置容納液體產(chǎn)品的腔室的容積最小。
[0073]在步驟306，液體產(chǎn)品通過定子的出口區(qū)域被排出，其中出口區(qū)域提供液體產(chǎn)物的混合效果。在此，在步驟308，混合液體產(chǎn)品被允許通過被布置在容納定子和轉(zhuǎn)子的外殼中的出口從混合裝置流出。
[0074]在串行模式操作中，步驟306可以跟在步驟312之后。在步驟312，混合液體產(chǎn)品被引入布置在位移板的相對側(cè)的至少一個腔室中。步驟312因此類似于步驟302，并且之后是步驟314以及步驟316，在步驟314，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使得容納液體產(chǎn)品的腔室的容積減少，在步驟316，液體產(chǎn)品通過定子的出口區(qū)域排出。步驟314對應(yīng)于步驟304，而步驟316對應(yīng)步驟306。步驟316之后可以是步驟318，在步驟318，混合的液體產(chǎn)品被允許從混合裝置流出。
[0075]雖然上面的描述主要參照液體食品加工系統(tǒng)而成，但是應(yīng)當(dāng)容易理解的是，混合器的總的原則適用于各種不同的液體加工系統(tǒng)。
[0076]此外，本發(fā)明主要參照幾個實(shí)施方式。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，除了上面公開之外的其它實(shí)施方式在本發(fā)明的范圍之內(nèi)同樣可行，如所附權(quán)利要求所限定的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于混合液體食品流的混合裝置，包括: 定子(220)，其形成中空套筒，和 轉(zhuǎn)子(210)，其具有有兩個相對側(cè)(242，244)的圓形位移板(240)，其中至少一個側(cè)(242，244)具有至少兩個腔室(214)，所述腔室由沿與所述定子(220)的縱軸平行的方向延伸的多個葉片(252)形成，其中所述轉(zhuǎn)子(210)被布置在所述定子(220)內(nèi)，以相對于所述定子(220)旋轉(zhuǎn)被置于所述腔室(214)內(nèi)的液體產(chǎn)品，其中 所述位移板(240)相對所述定子(220)的縱軸(Z)是傾斜的，從而所述至少兩個腔室(214)具有不同的容積，以及 所述定子(220)的側(cè)壁(222)具有至少一個出口區(qū)域(260)，所述至少一個出口區(qū)域(260)包括至少一個通孔，以允許液體產(chǎn)品離開所述定子(220)。2.如權(quán)利要求1所述的混合裝置，進(jìn)一步包括電動馬達(dá)(230)，其中所述馬達(dá)(230)的旋轉(zhuǎn)軸被連接到所述混合裝置(200)的所述轉(zhuǎn)子(210)。3.如權(quán)利要求1或2所述的混合裝置，其中所述多個葉片(252)形成葉片組件(250)，使得每個葉片(252)從所述位移板(240)的中心部分(212)徑向向外延伸，從而所述葉片組件(250)的外邊緣設(shè)置為鄰近所述定子(220)的內(nèi)表面以形成所述腔室214。4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中所述至少一個出口區(qū)域(260)設(shè)置在對應(yīng)于所述腔室(214)具有減少的容積的位置的周向位置。5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合裝置，其中所述位移板(240)的所述相對側(cè)(242,244)中的每一個具有至少兩個由多個葉片(252)形成的腔室(214)。6.如權(quán)利要求3和5所述的混合裝置，其中單個葉片組件(250)形成在所述位移板(240)的兩側(cè)的腔室(214)。7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的混合裝置，還包括入口(278)，以允許液體產(chǎn)品進(jìn)入所述腔室(214)中的至少一個，和出口(280)，以允許液體產(chǎn)品離開所述混合裝置(200)，其中所述入口(278)被設(shè)置在對應(yīng)于所述腔室(214)具有增加的容積的位置的周向位置。8.如權(quán)利要求5和7所述的混合裝置，進(jìn)一步包括附加的入口(278)，以允許液體產(chǎn)品進(jìn)入在所述位移板(240)的相反側(cè)上的所述腔室(214)中的至少一個。9.如權(quán)利要求5所述的混合裝置，進(jìn)一步包括第一入口(278)，以允許液體產(chǎn)品進(jìn)入所述腔室(214)中的至少一個，第二入口(278)，以允許液體產(chǎn)品離開所述至少一個腔室(214)進(jìn)入位于所述位移板(240)的相反側(cè)上的所述腔室中的至少一個，以及出口(280)，以允許液體產(chǎn)品離開所述混合裝置(200)。10.一種液體加工混合器，包括液體產(chǎn)品流、至少一個添加劑入口(132，134，134b)，以允許添加劑含量被引入所述液體產(chǎn)品流，以及根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任何一項(xiàng)的混合裝置(200)，用于將所述添加劑含量混合入所述液體產(chǎn)品流。11.如權(quán)利要求10所述的液體加工混合器，進(jìn)一步包括子壓力區(qū)域(130)，其被提供在所述混合裝置(200)的上游，并且其中所述液體加工混合器(100)進(jìn)一步包括至少一個添加劑入口(132，134，134b)，其被連接到所述子壓力區(qū)域(130)以引入所述添加劑到所述混合裝置(200)的上游。12.如權(quán)利要求11所述的液體加工混合器，進(jìn)一步包括節(jié)流閥(120)，其被提供在所述混合裝置(200)的上游，以在所述節(jié)流閥(120)和所述混合裝置(200)之間創(chuàng)建所述子壓力區(qū)域(130)。13.如權(quán)利要求11或12所述的液體加工混合器，進(jìn)一步包括壓力傳感器(122)以監(jiān)測所述子壓力區(qū)域(130)的壓力。14.如權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的液體加工混合器，其中所述添加劑入口( 13 2，134)中的至少一個被連接到粉末料斗(140)。15.如權(quán)利要求11-14中任一項(xiàng)所述的液體加工混合器，其中所述添加劑入口( 13 2，134)中的每一個借由對應(yīng)的閥(133，135)被控制。16.如權(quán)利要求15所述的液體加工系統(tǒng)，其中待混合的所述液體是衛(wèi)生液體產(chǎn)品，例如食品、化學(xué)品、藥品和/或化妝品。17.—種用于混合液體產(chǎn)品流的方法，包括以下步驟: 將液體產(chǎn)品引入轉(zhuǎn)子的至少一個腔室，該轉(zhuǎn)子被允許在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動，并且所述腔室由沿與所述定子的縱軸方向平行的方向延伸的至少兩個葉片形成，其中位移板的法線方向相對于所述定子的縱軸傾斜； 旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)子，使得至少一個腔室的容積減少，和 通過允許所述液體產(chǎn)品通過提供在所述定子的側(cè)壁中的至少一個孔離開所述腔室而將所述液體產(chǎn)品排出。18.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟: 將液體產(chǎn)品引入所述轉(zhuǎn)子的至少另一個腔室，該腔室由從所述位移板的相對側(cè)沿法線方向延伸的至少兩個葉片形成，和 通過允許所述液體產(chǎn)品通過提供在所述定子的相對的側(cè)壁中的至少一個孔離開所述腔室而將所述液體產(chǎn)品排出。
【文檔編號】F04D29/22GK105828923SQ201480069627
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月16日
【發(fā)明人】弗雷德里克·拉森
【申請人】利樂拉瓦爾集團(tuán)及財(cái)務(wù)有限公司