Kontinuierlich befüllbarer Mischer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mischer, der kontinuierlich zu befüllen ist und eingerichtet ist, dass ohne Einlass- oder Auslassventil am Mischer die Verweilzeit innerhalb des Mischers einstellbar ist, sowie ein Verfahren zum kontinuierlichen Mischen.

Der Mischer, der insbesondere zur Verwendung als Mischer zum Einmischen eines Fluids, flüssig oder gasförmig, in einen Feststoff und/oder in eine Flüssigkeit, z.B. zum Einmischen oder Austragen von Gas aus einer Flüssigkeit, zum Einmischen von Flüssigkeit in Feststoff, der optional in Kombination mit einer weiteren Flüssigkeit vorliegt, oder z.B. als Tumbler, auch Massiergerät genannt, für das Einbringen von festen oder flüssigen Zusatzstoffen in feste Lebensmittel, z.B. in rohes Fleisch geeignet ist, ermöglicht ein kontinuierliches Mischen von Inhalts stoffen, die in den Mischer geführt werden, und nach Durchtritt der Inhaltsstoffe durch den Mischer das kontinuierliche Austreten der Mischung. Z.B. ist der Mischer zum Einmischen von Gas, z.B. Luft, in eine Flüssigkeit, die z.B. Nährmedium für die Kultivierung biologischer Zellen ist, geeignet. Weiterhin ist der Mischer als Vorrichtung zur Entgasung von Flüssigkeiten oder härtbaren Massen verwendbar, z.B. von härtbaren Kunststoffmischungen oder von härtbaren Zement- oder Betonmischungen.

Stand der Technik

EP 3 099 178 Bl beschreibt zur Behandlung von rohem Fleisch eine zur Hin- und Herbewegung angetriebene Anordnung aus Arbeitsflächen, von denen eine zum Einfüllen oder Entleeren beweglich sein kann.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen alternativen Mischer und ein damit durchführbares Verfahren zum Mischen von Inhaltsstoffen, optional zum Entgasen von Flüssigkeiten, z.B. von härtbaren Massen, bereitzustellen, bei dem kontinuierlich Inhaltsstoffe zugeführt und nach Durchtritt durch den Mischer austreten können, wobei bevorzugt keine Ventile oder Klappen Öffnungen des Mischers kontrollieren. Bevorzugt soll der Mischer eine Einlassöffnung aufweisen, an der eine Zuleitung angeschlossen ist, und eine Auslassöffnung, an der eine Auslassleitung angeschlossen ist, jeweils ohne Ventil oder Klappe zwischen einer der Öffnungen und einer Leitung.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und insbesondere mittels eines Mischers, der einen Behälter mit einer Einlassöffnung und einer entlang seiner Längsachse gegenüberliegenden Auslassöffnung aufweist, wobei der Behälter einen entlang seiner Längsachse konstanten uerschnitt aufweisen kann, z.B. zylindrisch sein kann, oder sich bevorzugt der Behälter mit zulaufendem uerschnitt von einem endständigen größeren uerschnitt zu einem endständigen kleineren uerschnitt erstreckt und die Einlassöffnung im Bereich des endständigen größeren uerschnitts angeordnet ist, z.B. vom endständigen größeren uerschnitt gebildet wird, und die Auslassöffnung im Bereich des endständigen kleineren uerschnitts angeordnet ist oder von diesem gebildet wird, wobei der Behälter durch einen Antrieb zur Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve etwa senkrecht zu seiner Längsachse oder in einem Winkel um eine mittlere Stellung seiner Längsachse geschwenkt wird, die sich zwischen den endständigen uerschnitten erstreckt, angetrieben ist, wobei sich die Bahnkurve optional in der Ebene des uerschnitts des Behälters erstreckt oder sich die Bahnkurve bei Schwenkung des Behälters entlang einer gebogenen Ebene erstreckt, wobei der Behälter bevorzugt und/oder nicht drehangetrieben ist, insbesondere nicht zur vollständigen Drehung um z.B. seine Längsachse angetrieben ist, z.B. um maximal 90°, maximal 45°, maximal 30°, maximal 20° oder maximal 10° drehbar ist, wobei sich die Längsachse z.B. zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung erstreckt,

- bevorzugt mit einer an der Einlassöffnung angeschlossenen beweglichen ersten Zuführleitung,

- bevorzugt ohne Ventil zwischen Zuführleitung und Einlassöffnung und

- bevorzugt mit einer an der Auslassöffnung angeschlossenen beweglichen Auslassleitung,

- weiter bevorzugt ohne Ventil zwischen Auslassöffnung und Auslassleitung,

- wobei optional der Antrieb von einem ersten Teilantrieb und einem davon entlang der Längsachse des Behälters beabstandeten zweiten Teilantrieb gebildet wird, von denen der erste Teilantrieb den Behälter entlang einer ersten Bahnkurve und der zweite Teilantrieb den Behälter entlang einer von der ersten Bahnkurve unterschiedlichen zweiten Bahnkurve antreibt, oder daraus besteht.

Bevorzugt ist der erste Teilantrieb näher als der zweite Teilantrieb an der Einlassöffnung angebracht und die erste Bahnkurve weist einen längeren Weg und/oder eine höhere Frequenz der Hin- und Herbewegung auf als die zweite Bahnkurve. So kann die erste Bahnkurve einen längeren Weg, auch als Weglänge bezeichnet, als die zweite Bahnkurve aufweisen, bei gleicher oder höherer Frequenz der Hin- und Herbewegung entlang der Bahnkurve als die zweite Bahnkurve, oder die erste Bahnkurve kann denselben oder einen kleineren Weg, auch als Weglänge bezeichnet, als die zweite Bahnkurve aufweisen, bei höherer Frequenz der Hin- und Herbewegung entlang der Bahnkurve als die zweite Bahnkurve. Generell ist die erste Bahnkurve eingerichtet, den Behälter im Bereich der Anordnung des ersten Teilantriebs stärker relativ gegenüber den Inhaltsstoffen im Behälter zu beschleunigen, als die zweite Bahnkurve eingerichtet ist, den Behälter im Bereich der Anordnung des zweiten Teilantriebs relativ gegenüber den Inhalts stoffen im Behälter zu beschleunigen.

Bei einem Antrieb, der einen ersten Teilantrieb und einen zweiten Teilantrieb aufweist, können die erste Bahnkurve und die zweite Bahnkurve jeweils durch Hin- und Herbewegung entlang zweier in einem Winkel zueinander und senkrecht zur Längsachse des Behälters angeordneter Längsachsen erzeugt werden, die optional jeweils in einer gemeinsamen, zur Längsachse senkrecht angeordneten Ebene oder in entlang der Längsachse beabstandeten Ebenen angeordnet sind. Die Bewegungen des Behälters entlang der ersten und der zweiten Bahnkurve überlagern sich, z.B. zu einer Hin- und Herbewegung um die Längsachse des Behälters, und führen zu einer Förderung der Inhaltsstoffe des Behälters in Richtung auf den endständigen Querschnitt, der dem ersten Teilantrieb naheliegt.

Optional weist der Behälter eine im Bereich der Einlassöffnung angeschlossene zweite Zuführleitung für ein Fluid, flüssig oder gasförmig, auf. Die zweite Zuführleitung kann im Bereich der Einlassöffnung, insbesondere der Querschnittsöffnung, angeschlossen sein. Weiter optional weist der Behälter eine nur fluiddurchlässige, insbesondere nur gasdurchlässige Innenwand auf, die von der Behälterwand beabstandet ist, wobei die zweite Zuführleitung im Zwischenraum zwischen Behälterwand und Innenwand mündet. Eine solche Innenwand ist für Feststoffe, optional für Flüssigkeiten, undurchlässig. Die Innenwand kann eine poröse Keramik- oder poröse Kunststoffwand, eine semipermeable Kunststoffmembran oder ein Blech mit kleinen Bohrungen, z.B. per Laserbestrahlung erzeugt, sein, die z.B. einen Querschnitt von 50 bis 500 pm oder bis 200pm aufweisen.

Bevorzugt bildet der endständige größere Querschnitt des Behälters die Auslassöffnung, alternativ bildet kleinere Querschnitt des Behälters die Auslassöffnung.

Der zulaufende Querschnitt des Behälters kann zumindest viereckig, fünfeckig oder zumindest sechseckig sein, bevorzugt rund. Der Querschnitt kann entlang der Längsachse konstant sein oder er kann z.B. vom endständigen größeren Querschnitt zum gegenüberliegenden endständigen kleineren Querschnitt zulaufen, so dass z.B. der endständige kleinere Querschnitt 90% bis 10%, z.B. 80% bis 20% oder bis 30%, bevorzugt bis 40% oder bis 50% der Größe des endständigen größeren Querschnitts beträgt. Optional kann sich die Form des Querschnitts des Behälters entlang seiner Längsachse ändern, z.B. von einem Abschnitt mit sechseckigem Querschnitt zu einem angrenzenden zylindrischen Abschnitt, und weiter optional einem daran angrenzenden Abschnitt mit dreieckigem Querschnitt. Generell kann die Innenfläche des Behälters eine Struktur mit Erhebungen und/oder Ausnehmungen aufweisen, die sich z.B. um 0,2 bis 10 mm oder bis 5 mm oder bis 2 mm von der Behälterwand erstrecken. Der Mischer ist durch seine Einrichtung zur Hin- und Herbewegung mittels eines Antriebs entlang der Bahnkurve etwa senkrecht zu seiner Längsachse oder in einem Winkel um eine mittlere Stellung seiner Längsachse geschwenkt, die sich zwischen den endständigen Querschnitten erstreckt, geeignet, Inhaltsstoffe zu für eine Verweilzeit zu halten, da die Inhaltsstoffe während der Hin- und Herbewegung von der Behälterwand in Richtung zur Einlassöffnung bewegt werden. Denn der vom Bereich der Einlassöffnung zulaufende Querschnitt wird durch eine Behälterwand gebildet, die in einem Winkel kleiner als 180° der Einlassöffnung zugeneigt ist, so dass Inhaltsstoffe durch Aufprallen während der Hin- und Herbewegung auch in Richtung auf die Einlassöffnung beschleunigt werden. Weiterhin kann, auch bei einem Behälter mit einem entlang der gesamten Längsachse konstanten oder nicht zulaufenden Querschnitt, der von der Behälterwand oder einer darin mit Abstand angebrachten Innenwand aufgespannt wird, die Förderung von Inhalts stoffen entlang der Längsachse zusätzlich oder alternativ durch die Bewegung des Behälters entlang einer Bahnkurve, bei der der Behälter um eine mittlere Stellung seiner Längsachse geschwenkt wird, angetrieben werden. Der Behälter kann bei der Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve generell um einen Winkel von z.B. 2 bis 90°, z.B. 5 bis 45° oder bis 30° oder bis 10° um eine mittlere Stellung seiner Längsachse geschwenkt werden, insbesondere bei zwei entlang der Längsachse beabstandet angeordneten Teilantrieben oder kardanischer Lagerung des Behälters mit einem davon beabstandetem Antrieb. Die kardanische Lagerung kann von einem Lager, das ein Kardanlager oder ein Kugelgelenk ist, gebildet werden. Bevorzugt hält das kardanische Lager den Behälter ortsfest. Optional hält das kardanische Lager den Behälter so, dass er um maximal 30°, bevorzugt maximal 20° oder maximal 10° um seine Längsachse drehbar ist oder drehfest im kardanischen Lager gehalten ist.

Daher ist der Mischer eingerichtet, die Verweilzeit durch die Hin- und Herbewegung entlang der Bahnkurve, insbesondere deren Frequenz und Bahnlänge, sowie durch den Massestrom der Inhaltsstoffe, die durch die Einlassöffnung zugeführt werden, zu steuern. Bevorzugt ist an der ersten Zuführleitung eine gesteuerte Dosiereinrichtung, z.B. zumindest eine Pumpe, Dosierschnecke und/oder Dosierventil angeschlossen, um Inhaltsstoffe kontinuierlich in die erste Zuführleitung zu dosieren. Eine optionale zweite Zuführleitung, die z.B. mit einer Quelle für Druckgas verbunden ist, die eine Druckgasflasche oder ein Verdichter sein kann, ist z.B. am Behälter im Bereich der Einlassöffnung angeschlossen. Bei Anordnung einer Innenwand im Behälter kann eine zweite Zuführleitung, die im Zwischenraum zwischen Behälterwand und Innenwand mündet, im Bereich zwischen Einlassöffnung und Auslassöffnung angeschlossen sein.

An der zweiten Zuführleitung, die zwischen Behälterwand und gasdurchlässiger Innenwand mündet, kann optional eine Unterdruckquelle, z.B. die Säugöffnung einer Vakuumpumpe, angeschlossen sein, so dass der Mischer als Vorrichtung zur Entgasung von Massen verwendbar ist. Dabei werden bei Hin- und Herbewegung des Behälters entlang der Bahnkurve die darin enthaltenen Inhaltsstoffe entlang der Innenwand bewegt und enthaltenes Gas wird aus den Inhaltsstoffen freigesetzt und kann durch die Innenwand in die zweite Zuführleitung absaugt werden, die dabei als Saugleitung verwendet wird.

Der Mischer hat den Vorteil, dass innerhalb des Behälters keine relativ zueinander beweglichen Elemente angeordnet sind und dass kein Ventil an der Einlassöffnung und bevorzugt kein Ventil an der Auslassöffnung oder an der Auslassleitung angeordnet ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Mischer, auch in der Verwendung zur Entgasung von Massen, einen kontinuierlichen Durchsatz von Inhalts stoffen erlaubt, die durch eine Zuführleitung zugeführt und durch eine Auslassleitung austreten.

Optional weist die Auslassleitung einen größeren Querschnitt auf als die Auslassöffnung, so dass die Auslassleitung der austretenden Mischung einen geringeren Widerstand bietet als die Auslassöffnung. Weiter optional weist die Auslassleitung einen größeren Querschnitt auf als die Einlassöffnung, so dass die Auslassleitung der austretenden Mischung einen geringeren Widerstand bietet als die Einlassöffnung.

Die Zuleitung und die Auslassleitung können unabhängig voneinander durch jeweils einen elastischen Schlauch gebildet sein. Ein elastischer Schlauch hat den Vorteil, die Hin- und Herbewegung des Behälters gegenüber dem dem Behälter gegenüberliegenden Ende des Schlauchs auszugleichen bzw. der Bewegung zu folgen, insbesondere wenn der Schlauch im Abstand vom Behälter festgelegt ist, z.B. an einem Gestell, in dem der Behälter zur Hin- und Herbewegung angetrieben ist.

Bevorzugt ist die Dosiereinrichtung eingestellt, die Inhaltsstoffe kontinuierlich mit einem Massestrom zu dosieren, bei der sich eine mittlere Verweilzeit der Inhaltsstoffe innerhalb des Behälters während der Hin- und Herbewegung entlang der Bahnkurve von 30 s bis 10 min, bevorzugt bis 5 min oder bis 4 min oder bis 3 min oder bis 2 min oder bis 1 min einstellt.

Generell ist der Mischer eingerichtet, den Behälter entlang einer Bahnkurve anzutreiben, die durch Überlagerung der Hin- und Herbewegung zumindest zweier sich überlagernder linearer Achsen gebildet wird, die in einem Winkel aufeinander stehen, wobei die Hin- und Herbewegung entlang der linearen Achsen bei unterschiedlichen Frequenzen und/oder mit Phasenversatz erfolgt. Die linearen Achsen, entlang derer die sich überlagernden Hin- und Herbewegungen bei unterschiedlicher Frequenz und/oder mit Phasenversatz verlaufen, bilden die Bahnkurve entlang derer die Hin- und Herbewegung des Behälters erfolgt, zu der der Mischer eingerichtet ist. In Ausführungsformen, in denen der Antrieb von einem ersten Teilantrieb und einem davon entlang der Längsachse des Behälters beabstandeten zweiten Teilantrieb gebildet wird, wird der Behälter im Bereich des ersten Teilantriebs entlang einer ersten Bahnkurve angetrieben und im Bereich des zweiten Teilantriebs entlang einer zweiten Bahnkurve, so dass sich die Bewegung des Behälters durch Überlagerung der Bewegungen entlang der ersten und der zweiten Bahnkurve ergibt. Generell kann jede von erster und zweiter Bahnkurve eine der beschriebenen Bahnkurven sein.

Durch die Bewegung des Behälters entlang der Bahnkurve ist der Mischer eingerichtet, feste und/oder flüssige Inhaltsstoffe relativ zum Behälter zu beschleunigen, so dass im Behälter enthaltene Inhaltsstoffe durch die Beschleunigung gegen die Behälterwand in Richtung auf den größeren Querschnitt oder in Richtung auf den endständigen Querschnitt, der nahe zum ersten Teilantrieb angeordnet ist, beschleunigt und mit der Behälterwand, optional mit einer darin angeordneten Innenwand, in Kontakt gebracht und z.B. miteinander vermischt werden.

Dadurch, dass die Bahnkurve durch die unterschiedlichen Frequenzen und/oder den Phasenversatz der sich überlagernden Bewegungen entlang der linearen Achsen einstellbar oder vorbestimmt sein können, ist der Mischer zur Hin- und Herbewegung des Behälters entlang der Bahnkurve und zur Beschleunigung der Inhaltsstoffe in Richtung auf den größeren Querschnitt bzw. in Richtung auf den endständigen Querschnitt, der nahe zum ersten Teilantrieb angeordnet ist, eingerichtet, so dass dadurch und durch den Massestrom, der durch die Einlassöffnung dosiert wird, insbesondere gesteuert durch die Dosiereinrichtung, die Verweilzeit der Inhaltsstoffe im Behälter einstellbar ist. In der Ausführungsform, in der der Behälter durch einen ersten Teilantrieb entlang einer ersten Bahnkurve und durch einen zweiten Teilantrieb entlang einer zweiten Bahnkurve angetrieben wird, kann der Behälter einen entlang seiner Längsachse konstanten Querschnitt aufweisen, z.B. zylindrisch sein, da der Unterschied der Hin- und Herbewegungen der ersten von der zweiten Bahnkurve in Weglänge und/oder Frequenz die Inhaltsstoffe entlang des Behälters antreibt bzw. fördert.

Generell bevorzugt ist der Behälter nicht drehangetrieben und weiter bevorzugt nicht oder nicht vollständig drehbar, z.B. um maximal 30° oder um maximal 20° oder 10° um seine Längsachse drehbar geführt. Generell bevorzugt ist der Behälter ausschließlich zu einer Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve oder entlang einer ersten Bahnkurve und einer zweiten Bahnkurve angetrieben. Z.B. ist der Behälter dadurch nicht vollständig drehbar, dass er schwenkbar an einem Antrieb angelenkt ist und/oder drehfest in einem kardanischen Lager schwenkbar gelagert ist. Dadurch, dass der Behälter zur Bewegung, insbesondere zur Hin- und Herbewegung, entlang einer Bahnkurve angetrieben ist und nicht drehangetrieben ist und/oder nicht vollständig drehbar ist, z.B. nur durch den Antrieb zur Bewegung entlang der Bahnkurve verschwenkt wird, bewirkt die Bewegung des Behälters eine intensive Scherung des Behälterinhalts bzw. der Inhaltsstoffe entlang der Behälterwand. Bevorzugt wird der Behälter bei der Bewegung entlang einer Bahnkurve versetzt und/oder verschwenkt bzw. gekippt und nicht zur vollständigen Rotation oder bevorzugt maximal zur Drehung um 30° oder maximal 10° um seine Längsachse angetrieben.

Optional ist der Mischer eingerichtet, den Behälter mit einstellbarer oder vorbestimmter Beschleunigung und Geschwindigkeit entlang der Bahnkurve, die eine von einen ersten Teilantrieb angetriebene erste Bahnkurve und eine davon entlang der Längsachse des Behälters beabstandete, durch einen zweiten Teilantrieb angetriebene zweite Bahnkurve sein kann, zu bewegen. Dadurch, dass der Mischer für eine einstellbare oder vorbestimmte Bahnkurve und/oder eine einstellbare oder vorbestimmte Beschleunigung und/oder eine einstellbare oder vorbestimmte Geschwindigkeit entlang der Bahnkurve der Hin- und Herbewegung des Behälters eingerichtet ist, werden die Inhaltsstoffe mit einstellbarer oder vorbestimmter Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit relativ entlang der Behälterwand oder entlang einer darin mit Abstand angeordneten Innenwand angetrieben und der Mischer erlaubt eine vorbestimmte oder kontinuierliche Anpassung des Verfahrens an zu behandelnde Inhaltsstoffe, z.B. zu mischende Inhaltsstoffe oder zu entgasende Massen. Generell kann eine Bahnkurve von zumindest zwei überlagerten Einzel Schwingungen gebildet sein, bevorzugt gleicht jede Bahnkurve der durch Überlagerung von Hin- und Herbewegungen entlang zumindest zweier linearer Bewegungsachsen bei jeweils unterschiedlichen Frequenzen und/oder durch Phasenversatz erzeugbaren Bahnkurve. Eine Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve, die der Hin- und Herbewegung entlang aufeinanderstehender linearer Bewegungsachsen gleicht, die sich überlagern, weisen unterschiedliche Frequenzen auf und/oder haben einen Phasenversatz zueinander. Generell ist daher eine Bahnkurve keine Kreisbahn.

Der Unterschied der Frequenzen kann z.B. zumindest 0,01 Hz und/oder 0,01 % bis 900% betragen. Der Phasenversatz der Hin- und Herbewegungen entlang der linearen Achsen kann z.B. von 0,01° bis 180°, bevorzugt 1 bis 179° von 360°, die einer vollständigen Hin- und Herbewegung entspricht, betragen. Dabei sind 0,01 bis 180° einer vollständigen Hin- und Herbewegung von 360° gleich 0,0028 % bis 50% einer vollständigen Hin- und Herbewegung, 1 bis 179° von 360° sind gleich 0,28% bis 49,7% einer vollständigen Hin- und Herbewegung.

Dabei stehen die linearen Bewegungsachsen z.B. senkrecht oder in einem anderen Winkel, z.B. 5° bis 85° zueinander, insbesondere in der Ebene des Querschnitts des Behälters und/oder senkrecht zu einer Mittelachse des Behälters. Optional enthält die Bahnkurve zumindest einen gradlinigen Abschnitt, dessen Ende z.B. ein Scheitelpunkt der Bahnkurve ist, an dem Inhaltsstoffe bzw. Masse von der Behälterwand bzw. gegen die Behälterwand beschleunigt werden.

Zur Einstellung unterschiedlicher Frequenzen und/oder eines Phasenversatzes der überlagerten Hin- und Herbewegungen entlang zumindest zweier linearer Bewegungsachsen können diese Hin- und Herbewegungen durch ein Getriebe oder eine Kulissenführung miteinander gekoppelt sein und von einem Motor angetrieben sein. Dabei kann ein von einem Motor angetriebenes Getriebe, das die Hin- und Herbewegung entlang der Bahnkurve einstellt, ein festes Übersetzungsverhältnis zwischen den sich überlagernden Bewegungen entlang jeder Achse aufweisen, oder ein einstellbares Übersetzungsverhältnis, z.B. ein kontinuierlich oder stufenweise schaltbares Getriebe sein. Optional kann das Getriebe schlupfbehaftet sein, z.B. einen Riemenantrieb aufweisen oder ein Reibradgetriebe sein. Die Abtriebsdrehzahl des Getriebes, das die Hin- und Herbewegung des Behälters entlang einer Bahnkurve antreibt, beträgt bevorzugt zumindest 1 Hz, bevorzugter zumindest 5 Hz, z.B. bis 50 Hz, bis 40 Hz, bis 30 Hz, bis 20 Hz oder bis 10 Hz. Dabei ist die Abtriebsdrehzahl des Getriebes gleich der Frequenz der Hin- und Herbewegung.

Alternativ kann die Hin- und Herbewegung entlang jeder der linearen Bewegungsachsen von einem separaten Motor angetrieben sein, wobei für die Zwecke der Erfindung die niedrigere Abtriebsdrehzahl die Frequenz der Hin- und Herbewegung ist und die Frequenz der Abfolge der Bahnsegmente bildet. In jeder Ausführungsform kann die Drehzahl jedes Antriebsmotors gesteuert sein, fest eingestellt oder über die Dauer des Verfahrens veränderlich.

Optional ist der Mischer eingerichtet, die Bahnkurve der Hin- und Herbewegung und/oder die Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung während des Verfahrens zu ändern, z.B. in einer ersten Phase die Hin- und Herbewegung entlang einer anfänglichen Bahnkurve und mit einer ersten Beschleunigung und Geschwindigkeit einzustellen und die Hin- und Herbewegung in einer anschließenden zweiten Phase entlang einer geänderten Bahnkurve und/oder geänderten Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit einzustellen.

Weiter optional ist die Hin- und Herbewegung in einer ersten Phase eine lineare Hin- und Herbewegung und in einer zweiten Phase eine Hin- und Herbewegung entlang ineinander übergehender Bahnkurven. Dabei kann jede Bahnkurve z.B. durch ein Getriebe bestimmt sein, das die Bewegung des Behälters antreibt.

Der Mischer erlaubt durch die Einstellung der Bahnkurve und Beschleunigung der Hin- und Herbewegung des Behälters eine vorbestimmte oder dynamisch veränderbare und gerichtete Beschleunigung der Inhaltsstoffe relativ zum Behälter. Feststoffe und flüssige Inhalts Stoffe, die an der Behälterwand oder an einer Innenwand vorliegen, werden gegen die Behälterwand bzw. Innenwand beschleunigt, von dieser in Richtung auf den größeren Querschnitt beschleunigt und z.B. gemischt.

In einer Ausführungsform, in der der Behälter in einer ersten Phase zu einer linearen Hin- und Herbewegung gesteuert angetrieben sein kann, ist der Mischer eingerichtet, Inhaltsstoffe mit einem steuerbaren Beschleunigungsmaximum senkrecht gegen die Behälterwand zu bewegen, das signifikant größer als die Erdbeschleunigung und daher im Wesentlichen unabhängig von der Erdbeschleunigung ist, z.B. mit einem Beschleunigungsmaximum von zumindest 15 m/s ² , bevorzugt 25 m/s ² , bevorzugt zumindest 50 m/s ² oder zumindest 100 m/s ² oder zumindest 200 m/s ² oder zumindest 350 m/s ² z.B. jeweils bis 500 m/s ² .

Generell kann der Mischer eingerichtet sein, den Behälter mit einem Beschleunigungsmaximum von zumindest 20 m/s ² oder mit zumindest 200 m/s ² , z.B. zumindest 300 m/s ² , bevorzugt bis zu 1000 m/s ² entlang der Bahnkurve, z.B. in einem Scheitelpunkt der Bahnkurve, zu beschleunigen.

Der Behälter ist bevorzugt zu einer Hin- und Herbewegung mit einem Beschleunigungsmaximum von zumindest 0,5 m/s ² oder zumindest 1 m/s ² oder zumindest 2 m/s ² zumindest 3,5 m/s ² , bevorzugt zumindest 60 m/s ² , bevorzugter zumindest 100 m/s ² , zumindest 150 m/s ² , zumindest 160 m/s ² , zumindest 200 m/s ² , z.B. jeweils bis zu 300 m/s ² oder 450 m/s ² , bis zu 260 m/s ² oder bis zu 250 m/s ² entlang jeder von zwei Achsen angetrieben. Generell bevorzugt ist der Behälter in Kombination mit dem Beschleunigungsmaximum zu einer mittleren Geschwindigkeit von zumindest 0,5 m/s, bevorzugt zumindest 2 m/s, bevorzugter zumindest 3,5 m/s, z.B. bis 10 m/s oder bis 20m/s oder bis 6 m/s, z.B. 3 bis 4 m/s, jeweils entlang einer der Achsen, bevorzugt entlang jeder Achse angetrieben. Dabei ist der Weg der Bewegung entlang zumindest einer Achse, bevorzugt entlang jeder Achse z.B. 0,1 cm bis 50 cm, z.B. 5 bis 30 cm oder bis 15 cm.

Der Behälter kann z.B. zu einer Hin- und Herbewegung angetrieben sein, die sich entlang jeder Achse über einen Weg von zumindest 1 mm oder zumindest 2,5 mm, zumindest 1 cm, bevorzugter zumindest 2 cm oder zumindest 5 cm, zumindest 10 cm oder zumindest 15 cm, z.B. jeweils bis 100 cm, bis 50 cm, bis 30 cm oder bis 20 cm erstreckt. Weiter bevorzugt ist die Hin- und Herbewegung des Behälters harmonisch. Die Hin- und Herbewegung des Behälters kann in einer ersten Phase linear sein. Generell ist die Bahnkurve nicht-linear und kann z.B. sinusförmig, dreiecksförmig oder bogenförmig sein, optional entlang einer sogenannten Lissajous-Figur oder Hypozykloiden verlaufen, die bevorzugt in der Ebene liegt, bzw. zweidimensional, optional dreidimensional ist. Bevorzugt ist die Hin- und Herbewegung in einer ersten Phase linear und in einer zweiten Phase entlang zumindest zweier ineinander übergehender, nicht-linearer Bahnsegmente, die jeweils zumindest einen Scheitelpunkt enthalten, zu einer Bahnkurve ausgebildet. Generell fördert eine nicht-lineare Bahnkurve, z.B. eine Bewegung entlang einer Bahnkurve, deren Bahnsegmente zumindest jeweils einen Scheitelpunkt aufweisen, eine hohe Beschleunigung der Inhaltsstoffe gegen die Behälterwand.

Bevorzugt umfasst die Hin- und Herbewegung die Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve, die zumindest zwei, bevorzugt zumindest drei, bevorzugter zumindest vier Bahnsegmente umfasst, die jeweils zumindest einen Scheitelpunkt aufweisen. Jede der Bewegungsachsen, entlang derer sich die Bewegungen zu einer Bahnkurve überlagern, für sich kann generell linear oder bogenförmig verlaufen, so dass die nicht-lineare Bewegung des Behälters entlang einer Abfolge von Bahnsegmenten aus der Überlagerung der Bewegungen entlang zweier Bewegungsachsen erzeugt wird. Die Scheitelpunkte und zwischenliegenden Abschnitte eines Bahnsegments werden durch den Frequenzunterschied und/oder die Phasenlage der überlagerten Hin- und Herbewegungen entlang zumindest zweier Achsen bestimmt. Generell kann der Mischer eingerichtet sein, den Frequenzunterschied und/oder die Phasenlage während der Hin- und Herbewegung zu verändern.

Generell bevorzugt ist die Behälterwand die umfänglich geschlossene Wand des Behälters, die sich um eine Längsachse und zwischen jeweils endständigen gegenüberliegenden Querschnitten bzw. daran angebrachten Deckeln erstreckt. Der Behälter hat einen optional kreisförmigen Querschnitt, der sich um eine Längsachse erstreckt und von der Behälterwand aufgespannt wird. Generell bevorzugt werden die endständigen Querschnitte des Behälters von jeweils einem Deckel überdeckt, von denen der größere eine Einlassöffnung und der kleinere eine Auslassöffnung aufweist.

Generell ist bevorzugt, dass zumindest ein Bahnsegment einen Scheitelpunkt aufweist, in dem sich die Richtung des Bahnsegments um zumindest 90°, bevorzugter um zumindest 120°, noch bevorzugter um zumindest 180° oder zumindest 210° ändert, z.B. innerhalb von maximal 24,5%, maximal 24%, maximal 23%, maximal 22%, maximal 21%, maximal 20%, maximal 15% oder maximal 10%, bevorzugter maximal 5% oder maximal 3%, maximal 2% oder maximal 1% der Länge eines Bahnsegments. Denn ein Scheitelpunkt des Bahnsegments führt zu einer starken Relativbeschleunigung der Inhaltsstoffe gegen die Behälterwand.

Optional kann der Behälter, insbesondere wenn er eine Innenwand mit Durchbrüchen enthält, Festkörper enthalten, die frei beweglich sind, z.B. mineralische Festkörper, z.B. Korund. Im Verfahren bewirken solche frei beweglichen Festkörper bei der Hin- und Herbewegung eine Entfernung von Ablagerungen auf der Innenwand bzw. Behälterwand, insbesondere in Verfahren zur Filtration, z.B. bei der Wasser- oder Abwasserbehandlung.

Der Mischer kann als Vorrichtung zum Aufbereiten von rezyklierbarem Material verwendet werden, insbesondere zum Trennen von Flüssigkeiten, die durch Durchbrüche der Innenwand abgezogen werden, von Feststoffen, die durch die Auslassöffnung austreten.

Die Erfindung wird nun genauer beispielhaft anhand der Figuren beschrieben, die schematisch in

- Fig. 1 eine Ausführungsform,

- Fig. 2 eine weitere Ausführungsform,

- Fig. 3 eine weitere Ausführungsform,

- Fig. 4 eine noch weitere Ausführungsform,

Fig. 5 eine Ausführungsform mit zylindrischem Behälter,

Fig. 6 eine Ausführungsform mit Längsschnitt durch einen zylindrischen Behälter, Fig. 7 einen Mischer mit Führung des Behälters in einem Kardanlager und mit einem Antrieb und

- Fig. 8 eine Ausführungsform mit fest angeschlossener Zuführleitung und fest angeschlossener Auslassleitung zeigen.

In den Figuren zeigen gleiche Bezugszeichen funktionsgleiche Elemente.

Die Fig. 1 zeigt die Hin- und Herbewegung A des Behälters 1 entlang einer Bahnkurve in einer Ebene, die parallel zum Querschnitt des Behälters 1 angeordnet ist. Die Hin- und Herbewegung A führt durch die Belastung der Behälterwand 2 relativ gegen Inhaltsstoffe B zur anteiligen Beschleunigung der Inhaltsstoffe B auch in Richtung vom kleineren endständigen Querschnitt 3 zum entlang der Längsachse 4 gegenüberliegenden größeren Querschnitt 5. Der größere endständige Querschnitt 5 bildet eine Einlassöffnung 6, bzw. eine Einlassöffnung 6 ist angrenzend an oder im Bereich des größeren endständigen Querschnitts 5 angeordnet. In der hier gezeigten Ausführungsform läuft der Behälter 1 von einem größeren Querschnitt 4 zum kleineren Querschnitt 3 zu. Eine Zuführleitung 9, die zu mischende Inhaltsstoffe von einer Dosiereinrichtung zuführt, ist an der Einlassöffnung 6 angeschlossen Die Fig. 2 zeigt einen Antrieb, der eine Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve mittels eines ersten Hebels 10, der durch einen ersten Exzenterantrieb 11 zur Hin- und Herbewegung angetrieben ist, und mittels eines zweiten Hebels 12, der etwa senkrecht zum ersten Hebel 10 angeordnet ist und mittels eines zweiten Exzenterantriebs 13 zur Hin- und Herbewegung angetrieben ist, wobei erster und zweiter Hebel 10, 12 senkrecht zur Längsachse 4 des Behälters 1 angeordnet sind.

Die Fig. 3 zeigt einen Behälter 1, der stärker vom größeren Querschnitt 5 zum kleineren Querschnitt 3 zuläuft, als der Behälter 1 von Fig. 2. Der endständige kleinere Querschnitt 3 bildet die Auslassöffnung 15.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, in der der Behälter 1 einen über seine Längsachse 4 konstanten Querschnitt aufweisen kann, z.B. zylindrisch sein kann, oder wie hier dargestellt ist, einen von einem endständigen größeren Querschnitt 5 zum kleineren Querschnitt 3 zulaufen kann. Der Antrieb weist einen ersten Teilantrieb mit einem von einem ersten Exzenterantrieb 11a angetriebenen ersten Hebel 10a auf und einem in derselben Ebene senkrecht zur Längsachse 4 des Behälters 1 von einem zweiten Exzenterantrieb 13a angetriebenen zweiten Hebel 12a. In einem Abstand entlang der Längsachse 4 ist ein zweiter Teilantrieb am Behälter angelenkt, der einen weiteren, von einen weiteren ersten Exzenter 11b angetriebenen ersten Hebel 10b aufweist, und einen weiteren, von einem weiteren zweiten Exzenter 13b angetriebenen zweiten Hebel 12b.

Generell sind die ersten Hebel 10a, 10b in einem Abstand entlang der Längsachse 4 angeordnet, und die zweiten Hebel 12a, 12b in dem gleichen oder einem unterschiedlichen Abstand entlang der Längsachse 4 angeordnet. Die Hebel 10a, 10b des ersten Teilantriebs und die Hebel 12a, 12b des zweiten Teilantriebs können generell zueinander parallel oder entlang des Umfangs des Behälters 1 versetzt angebracht sein.

Die Steuerung 14 ist eingerichtet, den ersten Teilantrieb 10a, 11a, 12a, 13a und zweiten Teilantrieb 10b, 11b, 12b, 13b mit jeweils unterschiedlicher Frequenz anzutreiben. Alternativ oder zusätzlich können der erste Teilantrieb 10a, 11a, 12a, 13a und zweite Teilantrieb 10b, 11b, 12b, 13b eingerichtet sein, den Behälter 1 entlang einer Bahnkurve unterschiedlicher Weglänge anzutreiben, z.B. durch unterschiedlich lange erste Hebel 10a, 10b und/oder unterschiedlich lange zweite Hebel 12a, 12b und/oder durch unterschiedlich weit ausschwenkende erste Exzenterantriebe 11a, 11b und/oder unterschiedlich weit ausschwenkende zweite Exzenterantriebe 13a, 13b.

Die Fig. 4 zeigt eine Innenwand 7 im Behälter 1, die Durchbrechungen 8 aufweist, durch die die Behälterwand 2 sichtbar ist, und eine zweite Zuführleitung 20, die im Zwischenraum zwischen der Behälterwand 2 des Behälters 1 und der Innenwand 7 mündet. An der zweiten Zuführleitung 20 kann eine Quelle 21a für Druckgas oder eine Unterdruckquelle 21b, z.B. eine Säugpumpe, angeschlossen sein.

Die Fig. 5 zeigt einen Mischer Behälter 1, der über seine gesamte Längsachse einen konstanten zylindrischen Querschnitt aufweist und der von einem ersten Teilantrieb mit einem ersten Hebel 10a, einem ersten Exzenterantrieb 11a, einem zweiten Hebel 12a und einem zweiten Exzenterantrieb 13a und einem davon beabstandeten zweiten Teilantrieb mit einem ersten Hebel 10b, einem ersten Exzenterantrieb 11b, einem zweiten Hebel 12b und einem zweiten Exzenterantrieb 13b zur Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve angetrieben ist. Der Behälter 1 weist eine Innenwand 7 mit Durchbrechungen 8 auf und einem Zwischenraum zwischen Behälterwand 2 und Innenwand 7 angeschlossenen zweiten Zuführleitung 9.

Die Fig. 6 zeigt den zylindrischen Behälter 1 von Fig. 5 im Längsschnitt mit der Innenwand 7, die Durchbrechungen 8 aufweist, hier punktförmig dargestellt.

Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, in der der Behälter 1 in einem Lager 17, das z.B. ein Kardanlager oder Kugelgelenk ist, kardanisch gelagert ist und in einem Abstand entlang seiner Längsachse einen Antrieb mit einem ersten Hebel 10, einem ersten Exzenterantrieb 11, einem zweiten Hebel 12 und einem zweiten Exzenterantrieb 13 aufweist, der den Behälter entlang einer Bahnkurve in einem Winkel um eine mittlere Stellung schwenken kann.

Die Fig. 8 zeigt einen Behälter 1, dessen einander gegenüberliegende Querschnittsöffnungen 3, 5 zwischen einer Zuführleitung 9 und einer Auslassleitung 18 angeschlossen sind und der Behälter 1 mit einem Antrieb mit einem ersten Hebel 10, einem ersten Exzenterantrieb 11, sowie einem zweiten Hebel 12 und einem zweiten Exzenterantrieb 13 zur Hin- und Herbewegung entlang einer Bahnkurve verbunden ist. Die Zuführleitung 9 und die Auslassleitung 18 können jeweils durch eine elastische Schlauchleitung gebildet werden. Bezugszeichen:

A Hin- und Herbewegung

B Inhaltsstoffe

1 Behälter

2 Behälterwand

3 endständiger (kleinerer) Querschnitt

4 Längsachse

5 endständiger (größerer) Querschnitt

6 Einlassöffnung

7 Innenwand

8 Durchbrechung

9 Zuführleitung

10, 10a, 10b erster Hebel

11, 11a, 11b erster Exzenterantrieb

12, 12a, 12b zweiter Hebel

13, 13a, 13b zweiter Exzenterantrieb

14 Steuerung

15 Dosiereinrichtung

16 Auslassöffnung

17 Lager, Kardanlager, Kugelgelenk

18 Auslassleitung

20 zweite Zuführleitung

21a Quelle für Druckgas

21b Unterdruckquelle