AT526247B1

AT526247B1 - Vorrichtung zum Mischen zweier Substanzen

Info

Publication number: AT526247B1
Application number: ATA50920/2022A
Authority: AT
Original assignee: Martin Neubauer
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2024-01-15
Also published as: AT526247A4; WO2024112983A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Mischen zweier Substanzen mit einem Behälter (1), der durch eine Trennwand (2) in zwei Kammern (3, 4) für je eine der beiden Substanzen unterteilt ist, und mit einem quer zur Trennwand (2) verstellbaren Trennwerkzeug (12) zum Durchbrechen der Trennwand (2) beschrieben. Um vorteilhafte Lösungsbedingungen sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass eine der beiden Kammern (3, 4) eine Pumpe (6) mit einer Welle aufnimmt, die quer zur Trennwand (2) verläuft und eine Spindel (16) eines Spindeltriebs (15) zum Verstellen des Trennwerkzeugs (12) bildet oder antreibt.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen zweier Substanzen mit einem Behälter, der durch eine Trennwand in zwei Kammern für je eine der beiden Substanzen unterteilt ist, und mit einem quer zur Trennwand verstellbaren Trennwerkzeug zum Durchbrechen der Trennwand.

[0002] Für unterschiedliche Anwendungen, beispielsweise für Kältemischungen mit zwei endotherm miteinander reagierenden Substanzen, besteht die Forderung, im Bedarfsfall die beiden Substanzen innig zu mischen, um die gewünschte Reaktion rasch und vollständig sicherstellen zu können. Zu diesem Zweck werden die beiden zu mischenden Substanzen getrennt voneinander in Kammern eines Behälters gelagert, der eine durchbrechbare Trennwand zwischen den Kammern aufweist. Das Durchbrechen der Trennwand ist jedoch noch nicht für eine rasche und vollständige Mischung der Substanzen hinreichend. Es wurden daher Rühreinrichtungen vorgeschlagen, die für eine innige Vermischung der Substanzen sorgen sollen.

[0003] Um die Mischwirkung unmittelbar nach dem Durchbrechen der Trennwand sicherzustellen, ist es bekannt (DE 26 28 695 A1, EP 0 225 294 A2), das Trennwerkzeug zum Durchbrechen der Trennwand mit Rührflügeln zu versehen. Nachteilig ist allerdings, dass die Rührflügel auf der von Hand betätigbaren Werkzeugwelle eine nur unzulängliche Förderwirkung insbesondere hinsichtlich der axialen Strömungskomponente entfalten und dass daher von einer ungleichmäßigen der beiden miteinander reagierenden Substanzen, beispielsweise einer Flüssigkeit und eines Granulats, ausgegangen werden muss.

[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einer Vorrichtung zum Mischen zweier miteinander reagierender, in voneinander getrennten Kammern gelagerter Substanzen so auszugestalten, dass mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine innige Mischung zwischen den beiden Substanzen als Voraussetzung für eine rasche und vollständige Reaktion zwischen diesen Substanzen gewährleistet werden kann.

[0005] Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass eine der beiden Kammern eine Pumpe mit einer Welle aufnimmt, die quer zur Trennwand verläuft und eine Spindel eines Spindeltriebs zum Verstellen des Trennwerkzeugs bildet oder antreibt.

[0006] Da durch diese Maßnahmen mit dem Öffnen der Trennwand durch das Trennwerkzeug die Pumpe eine Substanz aus ihrer Kammer in die Kammer der anderen Substanz pumpt, wobei die angesaugte Substanz mit einem entsprechenden Strömungsimpuls in die andere Substanz ausgestoßen wird, ergibt sich eine rasche und innige Vermischung der beiden Substanzen unter Strömungsbedingungen, die die Reaktionen zwischen den beiden Substanzen unterstützen, Sodass eine vollständige Reaktion in kurzer Zeit mit dem Vorteil gewährleistet werden kann, dass die durch das Mischen der beiden Substanzen in einem vorgegebenen zeitlichen und quantitativen Ausmaß angestrebte Wirkung mit einem minimalen Einsatz an den miteinander reagierenden Substanzen erreicht werden kann.

[0007] Besonders vorteilhafte Strömungsbedingungen können dadurch erzielt werden, dass der Spindeltrieb von einem Ansaugstutzen der Pumpe umschlossen wird, weil in diesem Fall die vorzugsweise flüssige Substanz durch die im Bereich des Ansaugstutzens durchbrochene Trennwand durch den Ansaugstutzen unmittelbar angesaugt werden kann.

[0008] Einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn das Trennwerkzeug eine im Ansaugstutzen axial verschiebbar, aber drehfest geführte Halterung mit einem Muttergewinde aufweist, in das die Spindel mit Ihrem Spindelgewinde eingreift, wenn also der Ansaugstutzen als Teil des Spindeltriebs zur Verschiebeführung der Halterung genützt wird.

[0009] Damit der Pumpenbetrieb nicht durch den Stellweg des Trennwerkzeugs begrenzt wird, ist dafür Sorge zu tragen, dass sich die Welle der Pumpe auch in der axialen Endlage des Trennwerkzeugs nach einem Durchbrechen der Trennwand weiterdrehen kann. Zu diesem Zweck kann die Spindel einen gewindelosen Endabschnitt aufweisen, der die Halterung mit dem Mutterge-

winde in der für den Durchbruch der Trennwand vorgesehenen Endlage des Trennwerkzeugs aufnimmt. In dieser Endlage des Trennwerkzeugs kann sich somit die Spindel gegenüber der drehfest in der Verschiebeführung des Ansaugstutzens gehaltenen Halterung frei drehen, weil sich das Spindelgewinde nicht mehr im Eingriff mit dem Muttergewinde der Halterung befindet.

[0010] Es ist aber auch möglich, dass die mit einem durchgehenden Spindelgewinde versehene Spindel die axiale Verschiebeführung der Halterung im Ansaugstutzen axial um einen Endabschnitt überragt, der die Halterung mit dem Muttergewinde in einer für den Durchbruch der Trennwand vorgesehenen Endlage des Trennwerkzeugs aufnimmt, sodass in der Endlage des Trennwerkzeugs die von der Verschiebeführung des Ansaugstutzens freigegebene Halterung von der Spindel mitgedreht wird und einen zusätzlichen Rührwirkung aus die Saugströmung durch den Ansaugstutzen ausübt.

[0011] Um eine besonders wirksame Durchmischung der beiden miteinander reagierenden Substanzen erzielen zu können, empfiehlt es sich, die Trennwand neben einer vom Ansaugstutzen umschlossenen, mit einer vom Trennwerkzeug durchbrechbaren Abdeckung verschlossenen Ansaugöffnung mit wenigstens einer weiteren Durchtrittsöffnung zu versehen, die entweder gemeinsam mit der Ansaugöffnung durch die Abdeckung oder durch ein Rückschlagventil verschlossen ist. Durch wenigstens eine zusätzliche Durchtrittsöffnung in der Trennwand kann nämlich in vorteilhafter Weise zwischen den beiden Kammern eine Umlaufströmung erreicht werden, die nicht nur die Substanz aus der einen Kammer ansaugt und in die andere Kammer ausstößt, sondern auch die Substanz aus der an die Pumpendruckseite angeschlossenen Kammer durch die wenigstens eine zusätzliche Durchtrittsöffnung in die über die Saugseite mit der Pumpe verbundene Kammer einträgt. Außerdem können bei einer solchen Ausgestaltung die Aufnahmevolumen der beiden Kammern auf das Volumen der jeweiligen Substanz beschränkt werden, weil die auf der Druckseite der Pumpe vorgesehene Kammer nicht auch das Volumen der Substanz aus der anderen Kammer aufnehmen muss, was gedrängte Baugrößen erlaubt.

[0012] Die zusätzlichen Durchtrittsöffnungen in der Trennwand müssen wie die Ansaugöffnung öÖffenbar verschlossen sein. Zu diesem Zweck können die zusätzlichen Durchtrittsöffnungen durch eine vom Trennwerkzeug durchbrechbare Abdeckung verschlossen sein. Als solche Abdeckungen kommen insbesondere Glas oder eine vorgespannte Membran in Frage. Es ist aber auch möglich, die zusätzlichen Durchtrittsöffnungen mit einem Rückschlagventil, beispielsweise mit einer Rückschlagklappe, zu versehen. Steigt der Druck in der Granulatkammer durch die angesaugte Flüssigkeit an, so öffnet das Rückschlagventil und gibt den Strömungsweg für eine Umlaufströmung zwischen den Kammern frei.

[0013] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

[0014] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mischen zweier Substanzen in einem schematischen Schnitt durch den die beiden Kammern bildenden Behälter und die

[0015] Fig. 2 und 3 die Vorrichtung ausschnittsweise im Bereich des Ansaugstutzens der Pumpe in unterschiedlichen Stellungen des Trennwerkzeugs in einem Längsschnitt in einem größeren Maßstab.

[0016] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Mischen zweier Substanzen, beispielsweise eines Granulats und einer Flüssigkeit zum Lösen dieses Granulats, weist einen Behälter 1 auf, der durch eine Trennwand 2 in zwei Kammern 3 und 4 zur Aufnahme je einer der beiden Substanzen unterteilt. An der Trennwand 2 schließt auf einer Seite der Ansaugstutzen 5 einer Pumpe 6 an, deren Welle mithilfe eines Elektromotors 7 angetrieben wird.

[0017] Der Ansaugstutzen 5 umschließt eine Ansaugöffnung 8 in der Trennwand 2, die mit einer flüssigkeitsdichten Abdeckung 9 verschlossen ist. Die Trennwand 2 weist neben der Ansaugöffnung 8 wenigstens eine weiter Durchtrittsöffnung 10 auf, die durch die Abdeckung 9 gemeinsam mit der Ansaugöffnung 8 dicht abgedeckt wird. Im Ausführungsbeispiel wird diese Abdeckung 9 durch eine vorgespannte Membran gebildet, die umfangsseitig mittels eines Rahmens 11 an der Trennwand 2 festgeklemmt ist. Anstelle der vorgespannten Membran könnte auch eine Glasab-

deckung od. dgl. als Abdeckung 9 zum Einsatz kommen. Entscheidend ist, dass diese Abdeckung 9 durch ein Trennwerkzeug 12 durchbrochen werden kann und die Strömungsöffnungen 8, 10 zwischen den beiden Kammern 3, 4 freigibt.

[0018] Das Trennwerkzeug 12 umfasst gemäß den Fig. 2 und 3 z. B. auf einer Halterung 13 angeordnete Stechdorne 14, die mittels eines Spindeltriebs 15 quer zur Abdeckung 9 in diese eingestochen werden können, um gemäß dem Ausführungsbeispiel die unter Vorspannung stehende Membran zu zerstören und die Ansaugöffnung 8 sowie die zusätzlichen Durchtrittsöffnungen 10 zwischen den beiden Kammern 3, 4 freizugeben. Die Spindel 16 des Spindeltriebs 15 wird durch eine Verlängerung der Welle der Kreiselpbumpe 6 gebildet und weist ein Spindelgewinde 17 auf, das in ein Muttergewinde 18 der Halterung 13 eingreift. Da die Halterung 13 mit Führungsstegen 19 in eine durch axiale Nuten gebildete Verschiebeführung 20 auf der Innenseite des Ansaugstutzens 5 verschiebbar eingreift, wird die durch die Führungsstege 19 drehfest gegenüber dem Ansaugstutzen 5 gehaltene Halterung 13 bei einer Drehung der Spindel 16 entlang der Spindel 16 gegen die Abdeckung 9 vorgeschoben, um die Abdeckung 9 beim Einstechen der Stechdorne 14 zu zerstören.

[0019] Um die Pumpe 6 auch nach einer Zerstörung der Abdeckung 9 betreiben zu können, endet das Spindelgewinde 17 in einem Abstand vor dem Spindelende, sodass die Spindel einen gewindelosen Endabschnitt aufweist, der zumindest der Länge des Muttergewindes 18 der Halterung 13 entspricht. Die in der Verschiebeführung 20 drehfest gegenüber dem Ansaugstutzen 5 geführte Halterung 13 wird daher bei einem Pumpenantrieb mithilfe des Spindelgewindes 17 entlang der Spindel 16 auf diesen gewindefreien Endabschnitt 21 mit der Wirkung verlagert, dass sich die Spindel 16 gegenüber der drehfest gehaltenen Halterung 13 frei drehen kann.

[0020] Zum Mischen der Substanzen in den beiden Kammern 3, 4 braucht lediglich die Pumpe 6 eingeschaltet zu werden, um die Abdeckung 9 zu zerstören und die Strömungsverbindung zwischen den beiden Kammern 3, 4 einerseits durch die Ansaugöffnung 8 und anderseits durch die zusätzlichen Durchtrittsöffnungen 10 in der Trennwand 2 freizugeben. Da zugleich die Pumpe 6 die vorzugsweise flüssige Substanz aus der Kammer 3 im Kreislauf durch die beiden Kammern 3, 4 pumpt, können vorteilhafte Voraussetzungen für ein rasches und vollständiges Mischen der miteinander reagierenden Substanzen aus den beiden Kammern 3, 4 erzielt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Mischen zweier Substanzen mit einem Behälter (1), der durch eine Trennwand (2) in zwei Kammern (3, 4) für je eine der beiden Substanzen unterteilt ist, und mit einem quer zur Trennwand (2) verstellbaren Trennwerkzeug (12) zum Durchbrechen der Trennwand (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Kammern (3, 4) eine Pumpe (6) mit einer Welle aufnimmt, die quer zur Trennwand (2) verläuft und eine Spindel (16) eines Spindeltriebs (15) zum Verstellen des Trennwerkzeugs (12) bildet oder antreibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (15) von einem Ansaugstutzen (5) der Pumpe (6) umschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennwerkzeug (12) eine im Ansaugstutzen (5) axial verschiebbar, aber drehfest geführte Halterung (13) mit einem Muttergewinde (18) aufweist, in das die Spindel (16) mit ihrem Spindelgewinde (17) eingreift.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (16) einen gewindelosen Endabschnitt (21) aufweist, der die Halterung (13) mit dem Muttergewinde (18) in einer für den Durchbruch der Trennwand (2) vorgesehenen Endlage des Trennwerkzeugs (12) aufnimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem durchgehenden Spindelgewinde (17) versehene Spindel (16) die axiale Verschiebeführung (20) der Halterung (13) im Ansaugstutzen (5) axial um einen Endabschnitt überragt, der die Halterung (13) mit dem Muttergewinde (18) in einer für den Durchbruch der Trennwand (2) vorgesehenen Endlage des Trennwerkzeugs (12) aufnimmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (2) neben einer vom Ansaugstutzen (5) umschlossenen, durch eine vom Trennwerkzeug (12) durchbrechbare Abdeckung (9) verschlossene Ansaugöffnung (8) wenigstens eine weitere Durchtrittsöffnung (10) aufweist, die entweder gemeinsam mit der Ansaugöffnung (8) durch die Abdeckung (9) oder durch ein Rückschlagventil verschlossen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen