Homogeneizador y equipo de homogeneización con un homogeneizador de este tipo.

Homogeneizador (1) para la homogeneización o dispersión de sustancias fluidas,

con un árbol (12) que lleva unrotor (16), está montado de forma tal que es giratorio y es puesto en rotación mediante un dispositivo deaccionamiento que es en particular gobernable y con un estator (17) que coopera con el rotor (16), estandoformado entre el rotor (16) y el estator (17) al menos un intersticio de cizallamiento, caracterizado por el hechode que el estator (17) es desplazable axialmente con respecto al rotor (16) entre al menos una primera posición,en la cual al menos un segmento axial del estator (17) está dispuesto radialmente junto al rotor (16) formandoasí el intersticio de cizallamiento, y una segunda posición, en la cual el estator (17) está dispuesto en la direcciónaxial junto al rotor (16), con lo cual ya no hay entre el rotor (16) y el estator (17) intersticio de cizallamientoalguno.

Homogeneizador y equipo de homogeneización con un homogeneizador de este tipo

La invención se refiere a un homogeneizador para la homogeneización o dispersión de sustancias fluidas, con un árbol que lleva al menos un rotor, está montado de forma tal que es giratorio y es puesto en rotación mediante un dispositivo de accionamiento que es en particular gobernable y con un estator que coopera con el rotor, estando formado entre el rotor y el estator al menos un intersticio de cizallamiento. La invención se refiere además a un equipo de homogeneización para la homogeneización o dispersión de sustancias fluidas, con un depósito equipado en particular con un agitador y con al menos una conducción de derivación que se deriva desde el depósito y conduce a una entrada de un homogeneizador de la clase anteriormente mencionada.

Tales homogeneizadores encuentran extensa aplicación para la homogeneización o dispersión de sustancias fluidas, tales como sustancias o mezclas de sustancias que van desde las líquidas hasta las más o menos viscosas, tales como p. ej. emulsiones, dispersiones, etc., por ejemplo en la industria química, farmacéutica, cosmética y alimentaria. Los homogeneizadores se usan además frecuentemente junto con un depósito de agitación, pudiendo el homogeneizador estar dispuesto en una conducción que parte del depósito y dado el caso conduce de regreso al mismo, preferiblemente a un nivel situado en la zona del punto más profundo del depósito o debajo del mismo, de forma tal que, además del agitador del depósito, el homogeneizador contribuye a una impecable homogeneización o dispersión del producto. La acción de homogeneización se basa predominantemente en la aplicación de fuerzas de cizallamiento a las sustancias fluidas mediante la rotación del rotor, que coopera con el estator, que se encuentra en reposo con respecto al mismo. El rotor puede presentar una o varias palas de rotor, como p. ej. respectivamente una pala de rotor dispuesta a ambos lados del estator, delimitando dichas palas de rotor respectivamente en cada caso un intersticio de cizallamiento entre sí mismas y el estator. En comparación con los homogeneizadores de otras clases, tales como los homogeneizadores de alta presión o de ultrasonido, los homogeneizadores genéricos de este tipo ofrecen la ventaja de presentar una forma constructiva más económica y más sencilla en comparación con los mismos, así como un funcionamiento en particular con bajo nivel de desgaste.

Para poder ajustar la acción de homogeneización, o más concretamente las fuerzas de cizallamiento que se aplican a las sustancias fluidas, el número de revoluciones del rotor puede ser gobernable con respecto al estator estacionario, aumentando la acción de cizallamiento al aumentar el número de revoluciones del rotor. Al mismo tiempo la acción de impulsión del homogeneizador aumenta al aumentar el número de revoluciones de su rotor, de tal manera que la acción de impulsión está en acoplamiento directo con la acción de cizallamiento del homogeneizador. Esto viene por regla general condicionado por el hecho de que debido al movimiento relativo entre rotor y estator se produce en el intersticio de cizallamiento que queda formado entre el rotor y el estator una presión negativa que es dependiente del número de revoluciones y aspira el producto a procesar y lo impulsa a través del intersticio radialmente hacia el exterior. Con ello es tan sólo condicionalmente posible un procesamiento de sustancias sensibles a las fuerzas de cizallamiento, puesto que una presión negativa que sea suficiente para la impulsión del producto a través del intersticio de cizallamiento que queda formado entre el rotor y el estator no puede ser alcanzada más que a partir de un determinado número de revoluciones, que a su vez supone una determinada cuantía mínima de las fuerzas de cizallamiento que actúan en el producto. Lo mismo es de aplicación para la dispersión de partículas de sustancias sólidas que sean sensibles a la acción mecánica y que deban ser incorporadas de manera dispersa p. ej. a un medio líquido o viscoso y que de esta manera corran el riesgo de ser trituradas en el intersticio de cizallamiento.

La EP 1 395 354 B1 y la DE 296 08 712 U1 describen un homogeneizador en el cual el intersticio de cizallamiento formado entre el rotor y el estator es variable mediante un desplazamiento axial del rotor. Si para un alto número de revoluciones del rotor y para una alta acción de impulsión y de cizallamiento condicionada por el mismo debe evitarse esta última acción, de esta manera puede agrandarse el intersticio formado entre el rotor y el estator. De todos modos, incluso con la máxima anchura de intersticio del sistema de rotor/estator las sustancias a procesar siguen viéndose sometidas a una no insignificante acción de cizallamiento, y las partículas de sustancias sólidas sensibles a la acción mecánica no pueden ser dispersadas de esta manera.

Además es conocida la técnica de prever en lugar de un estator o adicionalmente a un estator otro rotor accionado por separado, con lo cual la acción de cizallamiento del homogeneizador puede ser ajustada mediante un ajuste individual del número de revoluciones de ambos rotores con rotación en sentidos contrarios o en el mismo sentido. De todos modos, tales homogeneizadores exigen una relativamente alta complejidad desde el punto de vista constructivo con dos dispositivos de accionamiento independientes incluyendo los correspondientes apoyos y juntas, lo cual va acompañado de un relativamente alto nivel de costes. En particular, también en este caso no es posible un procesamiento de sustancias muy sensibles al cizallamiento y/o de partículas de sustancias sólidas sensibles a la acción mecánica, máxime cuando, como ya se ha mencionado, la acción de impulsión también depende aquí directamente de la acción de cizallamiento. La DE 200 02 920 U1, la EP 1 825 907 A1 y la EP 1 125 625 A1 describen un homogeneizador de este tipo que además del rotor comprende a otro elemento accionado individualmente en rotación, que puede estar formado por otro rotor o por un dispositivo de impulsión. Otros equipos conocidos por el

estado de la técnica han sido dados a conocer en los documentos DE 20/2006 008 820 U, EP-A-0620039, DE 1024923 y EP 2004315.

La invención persigue la finalidad de perfeccionar de manera sencilla y económica un homogeneizador de la clase mencionada al comienzo con vistas a que su acción de cizallamiento pueda ser limitada para ser así reducida al mínimo sin que se vea interrumpida la acción de impulsión, para así abrir para dicho homogeneizador también un campo de aplicación para el procesamiento tanto de sustancias muy sensibles al cizallamiento como de partículas de sustancias sólidas sensibles a la acción mecánica.

Según la invención, en un homogeneizador de la clase mencionada al comienzo, así como en un equipo de homogeneización de la clase mencionada al comienzo equipado con un homogeneizador de este tipo, esta finalidad es alcanzada gracias al hecho de que el estator es desplazable axialmente con respecto al rotor entre al menos una primera posición, en la cual al menos un segmento axial del estator queda dispuesto radialmente junto al rotor formando así el intersticio de cizallamiento, y una segunda posición, en la cual el estator queda dispuesto en dirección axial junto al rotor, de forma tal que ya no hay entre rotor y estator un intersticio de cizallamiento.

La configuración según la invención hace que de manera constructivamente sencilla sea posible que, manteniéndose la capacidad de impulsión a través del homogeneizador producida por medio de la rotación del rotor, la acción de cizallamiento pueda ser reducida hasta un más bajo nivel que no tiene parangón en comparación con el estado de la técnica, o incluso hasta llegar a ser de prácticamente cero, al hacerse que el producto fluido pase por junto al estator separado del rotor, o sea al “dársele un rodeo” al sistema de rotor/estator. Para ello, el estator es desplazado siendo así llevado a su segunda posición, en la cual el mismo queda dispuesto axialmente junto al rotor y en consecuencia ya no existe el intersticio de cizallamiento formado en dirección radial entre el estator y el rotor. Las sustancias fluidas son entonces impulsadas a través del homogeneizador únicamente por medio de las fuerzas centrífugas producidas por el rotor, dado el caso con el apoyo de un dispositivo de impulsión (véase lo que se expone más adelante a este respecto) , con lo cual no son aplicadas fuerzas de cizallamiento o en todo caso son aplicadas unas... [Seguir leyendo]

1. Homogeneizador (1) para la homogeneización o dispersión de sustancias fluidas, con un árbol (12) que lleva un rotor (16) , está montado de forma tal que es giratorio y es puesto en rotación mediante un dispositivo de 5 accionamiento que es en particular gobernable y con un estator (17) que coopera con el rotor (16) , estando formado entre el rotor (16) y el estator (17) al menos un intersticio de cizallamiento, caracterizado por el hechode que el estator (17) es desplazable axialmente con respecto al rotor (16) entre al menos una primera posición, en la cual al menos un segmento axial del estator (17) está dispuesto radialmente junto al rotor (16) formando así el intersticio de cizallamiento, y una segunda posición, en la cual el estator (17) está dispuesto en la dirección

axial junto al rotor (16) , con lo cual ya no hay entre el rotor (16) y el estator (17) intersticio de cizallamiento alguno.

2. Homogeneizador según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el estator (17) en la segunda posición está dispuesto a una distancia axial del rotor (16) , en donde en particular en la segunda posición el

estator (17) queda aplicado a tope contra un tope dispuesto en el lado del estator (17) que está de espaldas al rotor (16) .

3. Homogeneizador según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el estator (17) en al menos

una primera posición queda dispuesto en esencia a todo lo largo de su extensión axial radialmente junto al rotor 20 (16) .

4. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que -el estator (17) es desplazable exclusivamente entre una primera posición y la segunda posición con respecto al rotor (16) ; o de que

-el estator (17) es además desplazable con respecto al rotor (16) entre varias primeras posiciones, en las cuales el estator (17) está dispuesto radialmente junto al rotor (16) en cada caso al menos con un segmento axial.

5. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el rotor (16) está

dispuesto de forma tal que es axialmente estacionario y el estator (17) es desplazable en dirección axial. 30

6. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que antes del sistema de rotor/estator formado por el rotor (16) y por el estator (17) está instalado un dispositivo de impulsión (25) .

7. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que el sistema de

rotor/estator (16, 17) y dado el caso el dispositivo de impulsión (25) están alojados en una caja (2) en la cual está montado en cojinetes el árbol (12) que lleva el rotor (16) , en donde la caja (2) en particular -presenta al menos una entrada (4) que está dispuesta corriente arriba con respecto al sistema de rotor/estator (16, 17) y es susceptible de ser conectada en particular a una conducción de derivación de un depósito que está en particular equipado con un agitador; y/o

-presenta al menos una salida (5) que está dispuesta corriente abajo con respecto al sistema de rotor/estator (16, 17) y es susceptible de ser conectada en particular a una conducción de retorno de un depósito que está en particular equipado con un agitador.

8. Homogeneizador según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que la salida (5) de la caja (2) está

45 dispuesta radialmente con respecto al árbol (12) que lleva el rotor (16) y en la zona axial del sistema de rotor/estator (16, 17) .

9. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de impulsión (25) presenta al menos un elemento de impulsión (26) que es susceptible de ser puesto en rotación

50 coaxialmente con el árbol (12) del rotor (16) , en donde el dispositivo de impulsión (25) está dispuesto en particular en una parte de la carcasa (2) que se estrecha interiormente, vista en la dirección de impulsión.

10. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que presenta además

un dispositivo de mezcla (15) , en donde el dispositivo de mezcla (15) presenta en particular al menos una o bien 55 varias paletas de mezcla (14) que es (son) susceptible (s) de ser puesta (s) en rotación coaxialmente con el árbol

(12) del rotor (16) .

11. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado por el hecho de que -el rotor (16) y el dispositivo de impulsión (25) y/o el dispositivo de mezcla (15) son susceptibles de ser puestos

60 juntamente en rotación, en particular mediante un mismo dispositivo de accionamiento, en donde el rotor (16) y/o dado el caso el dispositivo de mezcla (15) es/son susceptible (s) de ser desacoplado (s) del dispositivo de accionamiento; o de que -por un lado el rotor (16) y por otro lado el dispositivo de impulsión (25) y dado el caso el dispositivo de mezcla

(15) son accionados independientemente entre sí.

12. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que el rotor (16) y el estator (17) poseen en esencia la forma de una superficie cilíndrica con aberturas o rendijas radiales (21, 22, 23) practicadas en la misma y dispuestas de forma tal que quedan repartidas en la dirección circunferencial, en

donde las aberturas radiales (21, 22) del rotor (16) poseen en particular una forma y/o un tamaño distintos de los de las aberturas (23) del estator (17) .

13. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que para el desplazamiento del estator (17) con respecto al rotor (16) está previsto un dispositivo de accionamiento

regulador (30) que es accionable en particular con el rotor (16) en rotación, en donde el dispositivo de accionamiento regulador (30) está fijado a una tapa (33) que cierra frontalmente la caja (2) del homogeneizador (1) .

14. Homogeneizador según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que la tapa (33) con el dispositivo

de accionamiento regulador (30) es susceptible de ser retirada de la caja (2) del homogeneizador (1) y es intercambiable con una tapa (40) que está provista de una abertura frontal de entrada (41) para la aportación de un adicional componente de la sustancia, en donde el dispositivo de accionamiento regulador (30) es susceptible de ser retirado en particular juntamente con el estator (17) dispuesto de forma tal que es desplazable axialmente en el mismo.

15. Homogeneizador según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que en la tapa (40) que está provista de una abertura frontal de entrada (41) está dispuesto fijamente un estator (17b) del cual en la posición de montaje de la tapa (40) al menos un segmento axial queda dispuesto radialmente junto al rotor (16) , formando así el intersticio de cizallamiento.

16. Homogeneizador según una de las reivindicaciones 7 a 15, caracterizado por el hecho de que la caja (2) presenta al menos una segunda entrada (4a, 41) para la aportación de un adicional componente de la sustancia, en donde la segunda entrada (4a, 4a) es susceptible de ser cerrada en particular mediante un órgano de cierre.

17. Equipo de homogeneización para la homogeneización o dispersión de sustancias fluidas, con un depósito que está en particular equipado con un agitador y con al menos una conducción de derivación que se deriva desde el depósito y conduce a una entrada (4) de un homogeneizador (1) , caracterizado por un homogeneizador (1) según una de las reivindicaciones 1 a 16.

18. Equipo de homogeneización según la reivindicación 17, caracterizado por el hecho de que al menos una salida (5) del homogeneizador (1) desemboca en el depósito a través de una conducción de retorno.