具有容器的搅拌器系统转让专利

申请号 : CN200980119618.7

文献号 : CN102046277B

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发明人 : J·昂特埃格尔J·霍尔兹鲍尔N·T·法尔斯科格

申请人 : 皇家飞利浦电子股份有限公司

摘要 :

本发明提供一种搅拌器系统(1),该搅拌器系统具有用于保持待搅拌的材料的容器(3)。容器(3)具有第一部位(2),该第一部位具有叶片部件组件(6,8)。组件(6,8)围绕旋转轴(10,12)可旋转地驱动。容器具有第二部位(4),该第二部位具有引导表面(18)。引导表面(18)的包围所述旋转轴的横截面是凸形闭合曲线(20)。横截面曲线(20)的方向是沿着引导表面(18)的周界连续地变化的方向。

权利要求 :

1.一种搅拌器系统(1),具有用于保持待搅拌的材料的容器(3),所述容器(3)具有:-第一部位(2),容纳用于搅拌所述材料的两个叶片部件组件(6,8,60,62),其中所述组件(6,8,60,62)围绕相应旋转轴(10,12)可旋转地驱动,以及-第二部位(4),用于维持和引导经过所述第一部位(2)和沿着所述组件(6,8,60,62)的所述材料的流,其中所述第二部位(4)具有用于引导所述流的引导表面(18),其中可限定在第一点(26)和在第二点(28)与凸形曲线(20)相交的直线(30),其中所述第一点与第二点之间的距离(22)超过所述曲线在与所述直线(30)垂直的方向上的任何尺度(24),其特征在于:

包围所述旋转轴的所述引导表面(18)的横截面(333)是凸形闭合曲线(336),所述凸形闭合曲线(336)具有沿着它的周界连续地变化的方向的切线(334)以便沿着所述周界维持所述流,以及其中所述叶片部件组件(60,62)容纳于在所述第一部位(2)的底侧形成于所述第一部位(2)中的室(64)中,所述室(64)在使用过程中在重力作用之下收集材料搅拌物,其中所述搅拌物被引导到所述叶片部件组件的动作区域中。

2.根据权利要求1所述的搅拌器系统,其中所述两个叶片部件组件(60,62)围绕第一和第二旋转轴(10,12)可旋转地驱动,其中所述直线(30)平行于与所述第一和第二旋转轴(10,12)相交的又一直线(31,52)。

3.根据权利要求1所述的搅拌器系统,其中所述凸形曲线的各点具有与超椭圆曲线的小于1mm的最短距离,所述超椭圆曲线可由满足下式的一组点(x,y)限定:m,n>0;a>b>0。

4.根据权利要求1所述的搅拌器系统,其中所述凸形曲线包括分别由两个或者四个弯曲部位对称地接合的两个或者四个直线段(42,44),其中所述弯曲部分是圆形或者超椭圆形式。

5.根据权利要求3或者4所述的搅拌器系统,其中所述凸形曲线是椭圆。

6.根据权利要求1所述的搅拌器系统,其中两个叶片部件组件(60,62)具有一个或者多个叶片(94,96,98,100),各叶片在从与它的旋转轴(10,12)径向地远离的一端具有叶片梢部(102,104,106,108),其中所述室(64)具有第一和第二壁部(114,116),所述第一和第二壁部(114,116)被布置成与在使用过程中由相应叶片部件组件的梢部(102,104,106,

108)绘出的轨道(110,112)形状一致,以在使用过程中与所述梢部配合。

7.根据权利要求6所述的搅拌器系统,其中所述第一和第二壁部(114,116)接合在一起,由此形成用于在重力影响之下将成份搅拌物朝向所述叶片部件组件(60,62)引导的流引导件(123),其中所述组件被布置于相互共同操作邻近区(118)。

8.根据权利要求7所述的搅拌器系统,其中所述第一和第二壁部以开放数字8的配置被定位于围绕所述组件的布置中。

9.根据权利要求8所述的搅拌器系统,其中镶嵌物(72,74)形成围绕所述组件的所述布置,其中所述镶嵌物具有与所述第一容器部位的内表面匹配的外周边。

10.根据权利要求1所述的搅拌器系统,其中所述容器(3)的所述第一和第二部位由曲率连续变化的表面(368)连接。

说明书 :

具有容器的搅拌器系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种搅拌器系统,该搅拌器系统具有用于保持待搅拌的材料的容器,该容器具有:第一部位,容纳用于搅拌所述材料的两个或者更多叶片部件组件,其中所述组件围绕相应旋转轴可旋转地驱动;以及第二部位,用于维持和引导经过第一部位和沿着所述组件的所述材料的流,其中第二部位具有用于引导流的引导表面。

背景技术

[0002] 现有技术的厨房用混合器中的一个明显不足是往往有所谓的桥接即如下效应:当食物添加到混合器的容器时并且当混合器的搅动器叶片旋转时,很有可能的是与旋转叶片近邻的容器内的制品变得液化而又防止待传送到旋转叶片的未加工材料变得分解或者融合。如同分解制品的液化分区在旋转叶片与未加工制品之间形成桥一样。 [0003] 专利公开US-A 4,256,407公开了一种布置成克服桥接效应的混合器。US-A4,256,407的混合器包括具有两个瓣的容器。容器配有盖并且与具有马达的基部以操作方式连通。通过将两个部分圆柱体沿着其弧形接合来制作容器。瓣形成半独立搅动分区,各搅动分区中具有可旋转搅拌器叶片。当叶片旋转时,在瓣内建立半独立搅动分区,从而建立从顶至底的材料流。
[0004] 然而,当加工难以处理的食物制品如肉类和高粘度的制品时仍然可能引起桥接效应。

发明内容

[0005] 本发明的一个目的在于提供一种开篇段落中所述种类的搅拌器系统,该搅拌器系统进一步提高通过搅拌过程而获得的制品的均匀性。该目的通过如独立权利要求中限定的搅拌器系统来实现。
[0006] 根据本发明,实现这一目的是因为引导表面的包围所述旋转轴的横截面是凸形闭合曲线,该曲线具有沿着它的周界连续地变化的方向的切线以便沿着所述周界维持流。 [0007] 当制品由叶片部件搅动时,使围绕各叶片部件的制品变成可以由涡流表征的流动图案。涡流是流体或者液化制品在中心线或者中心曲线周围的自旋流(常常是湍流)。待搅拌的流体或者液化制品或者材料在中心线或者中心曲线周围迅速旋动的运动称为涡流运动。流体的旋转速度和速率在也称为涡流中心的中心曲线处最大,并且随着与涡流中心的距离而逐渐地减小。
[0008] 叶片部件的旋转轴确定涡流中心的取向并且因此确定由各旋转叶片部件引起的涡流的取向。涡流中的颗粒围绕涡流中心旋转。为了减少或者避免桥接,如果来自一个涡流的颗粒可以传送到另一涡流并且反之亦然则很有利。由于引导表面的横截面包围旋转轴,所以横截面也包围由各旋转叶片部件引起的相应涡流的涡流中心。引导表面的横截面是凸形闭合曲线。因此,落在由引导表面的横截面形成的闭合曲线内的每一对点可以由直线段连接,而接合这一对点的直线段上的每一点也定位于闭合曲线内。如果考虑凸形曲线内的如下一对点,这一对点具有第一涡流中的第一点和与第一涡流相邻的第二涡流中的第二点,则第一点和第二点可以由第一端位于第一涡流中而第二端位于第二涡流中的直线段连接。在第一点与第二点之间位于直线段上的所有点都在第一涡流中或者在第二涡流中。由于曲线为凸形,所以直线可能不穿过引导表面。因此,无论第一点和第二点在凸形曲线内的位置如何,总是有可能经由直线(即经由最短距离)将第一涡流中的颗粒传送到相邻第二涡流中,而不受引导表面阻碍。凸形曲线是如下特征,该特征产生对制品从第一涡流到第二涡流的交换的最小阻力并且反之亦然。对交换的阻力最小有助于防止桥接效应,或者如果产生任何桥接效应则进一步减少为 了克服桥接效应而需要的时间。即使第一涡流和第二涡流互不相邻,仍然有可能经由始发于第一涡流中而结束于第二涡流中的直线在所述第一涡流与第二涡流之间交换材料,而无需穿过横截面为凸形闭合曲线的引导表面。 [0009] 在增加与涡流中心的距离(即朝向第二部分的引导表面)时,制品的速度减小,并且在远离涡流中心处,按照与涡流中心附近的速度相比而言相对低的速度沿着所述引导表面运送或者引导制品。因此,沿着引导表面运送的制品具有相对低的冲量。引导表面具有曲率。该曲率确定沿着引导表面流动的制品的速度方向的变化。发现存在搅拌物沿着引导表面的速度与引导表面的曲率之间的关系;也就是说,曲率大,即曲率半径小的引导表面可能造成搅拌物在急剧弯曲的区域中的堆积。尤其是在突然地或者不连续地变化的曲率的情况下,搅拌物堆积的倾向明显地增加。在这样的情况下,搅拌物的冲量不足以克服由引导表面的突然过渡所施加的大加速度,并且不连续的曲率将中断引导表面附近的涡流。这一效应尤其存在于高粘度的搅拌物的情况下。因此,应当避免对涡流的中断——通过应用特殊成形的引导分段以将缓慢流动的搅拌物重定向回到涡流中心中可能实现该中断——因为可能由于这样的涡流中断而在粘性搅拌物中出现桥接。
[0010] 流向的骤然改变造成制品的停滞和涡流的中断。如果引导表面的横截面具有沿着它的周界连续地变化的方向的切线,则可以避免这些效应。在引导表面具有沿着横截面的周界连续地变化的方向的情况下,可以维持材料的有效混合流。
[0011] 在一个优选实施例中,第一部分容纳两个叶片部件组件,其中可限定在第一点和在第二点与凸形曲线相交的直线,其中第一点与第二点之间的距离超过曲线在与第一直线垂直的方向上的任何尺度。
[0012] 优选地,该系统具有不多于两个叶片部件组件以减少制造成本和材料清单。各叶片部件组件具有动作区域。在这样的动作区域内, 混合物小规模流动,该规模易受与叶片部件组件的旋转叶片的直接接触和由这些旋转叶片进行的分解所影响。当存在两个叶片部件组件时,可以在搅拌过程中辨别两个相应动作区域。在两个工作区域外部,容器具有保持混合物的区域,该混合物不可由叶片部件组件直接处理。在这一外部区域中,在混合物中的块或者颗粒与组件的旋转叶片之间没有可能直接接触。如果有可能易于大规模交换混合物,即在外部区域与第一叶片部件组件的动作区域之间、在外部区域与第二叶片部件组件的动作区域之间和在相应两个叶片部件组件的两个动作区域之间,则以有效方式获得均匀搅拌物。所述两个动作区域在涡流的基部。经过这些动作区域的横截面示出了由围绕叶片部件组件的各旋转轴的两个实质上圆形流动图案组成的搅拌物的流动图案。如果在环形容器中出现这些流动图案,则混合物将遵循如下流动图案,该流动图案形成阻力最小的图案。在接近旋转轴处,流动图案接近圆形,而在与旋转轴进一步远离处,圆形流动图案合并成伸长或者椭圆形状。如果凸形曲线接近地封包保形(conformal)椭圆或者伸长形状的合并圆形流动图案,则改进大规模混合并且进一步减轻桥接效应。因此,凸形曲线具有如下明确取向,该取向被伸长成以如下方式包围由叶片部件组件产生的合并圆形流动图案,该方式根据无干扰和无约束的搅拌物的阻力最小的流动图案来形成引导装置。为了实现这一点,曲线优选为椭圆形状,即可以限定与曲线的长度方向平行的直线,该直线在第一点和在第二点与曲线相交,其中第一点与第二点之间的距离超过曲线在与长度方向垂直的方向上的任何尺度。
[0013] 在本发明的一个有利实施例中,两个叶片部件组件围绕第一和第二旋转轴可旋转地驱动,其中直线平行于与第一和第二旋转轴相交的又一直线。
[0014] 与第一和第二旋转轴相交的又一直线限定伸长的凸形曲线的长度方向。由于直线平行于经过旋转轴的又一直线,所以这一对叶片部件组件具有相对于直线的偏移。这引入叶片部件组件的定位不 对称。这样的不对称造成混合物不仅在与叶片部件组件的旋转轴垂直的平面中而且在与叶片部件组件的旋转轴平行的方向上流过容器。这样的平行传送实现了混合物从容器的顶部流向在容器底部的叶片部件组件并且反之亦然。叠加到围绕旋转轴的圆形流动图案以从容器的底部传送到顶部造成搅拌物利用扭转、螺旋或者回转运动来移动,这有助于有效搅拌过程。
[0015] 在本发明的一个有利实施例中,凸形曲线的各点具有与超椭圆曲线的小于1mm的最短距离,该超椭圆曲线可由满足下式的一组点(x,y)限定:
[0016] m,n>0;a>b>0
[0017] 可以在与叶片部件组件的旋转轴远离的区域中通过上述限定的数学形式的超椭圆曲线来接近地近似由两个叶片部件组件搅动的无干扰和无约束的搅拌物的流动线图案。因此,容器的引导表面带来对搅拌物跨容器的流动的最小阻力。
[0018] 在一个有利实施例中,凸形曲线是椭圆。
[0019] 椭圆限定如下点的轨迹,就这些点而言从各点到焦点这两个固定点的距离之和相等。各叶片部件的动作区域逐渐地移动到外部区域。在动作区域与外部区域之间没有清晰边界。在旋转轴的伸展处或者在涡流中心处,材料高速流动,而在与涡流中心远离处,流动材料可能受涡流流动图案的更少直接影响。如果引导表面被成形为使得在由第一叶片部件组件造成的第一涡流的动作之下沿着引导表面行进的材料增加它与第一涡流的中心的距离而同时成比例地减少它与由第二叶片部件组件造成的第二涡流的中心的距离,则建立有效搅拌过程。凸形曲线的椭圆形状保证从一个叶片部件组件的动作区域到另一叶片部件组件的动作区域的这种成比例过渡。
[0020] 在本发明的一个实施例中,叶片部件组件容纳于在容器的第一部位的底侧形成于第一部位中的室中,该室在使用过程中在重力作用之下收集材料搅拌物,其中所述搅拌物被引导到叶片部件组件的动作区域中。
[0021] 受重力作用,搅拌物在容纳于第一部位的底部处的室的方向上流动。室以如下方式容纳叶片部件组件,该方式使得搅拌物在重力作用之下被收集和引导到叶片部件组件的动作区域中。因此,可加工少量搅拌物。如果容器具有大的平坦底面,则搅拌物将在这样的表面之上展开。如果仅少量搅拌物存在于这样的平坦底部容器中,则搅拌物将保留于叶片部件组件的所及范围以外。因此,在这样的平坦底部容器中,无法加工少量搅拌物。可构思底部容器的更多如下形状,这些形状并不适合于收集和引导到叶片部件组件如球形形状的动作区域中。在平坦或者球形形状的情况下,搅拌物可以流向叶片部件组件的动作区域以外的壁部。优选地,室在竖直平面中具有如下形状的横截面,该形状适合于收集少量混合物,例如楔形或者锥形形状。室优选地具有接近地环绕由叶片部件组件的旋转叶片的梢部绘出的轨道的壁。室壁应当优选地如此接近梢部的轨道以至于尤其是在粘性混合物中将收集室内的搅拌物的所有组成物保持于叶片部件组件的动作区域内。
[0022] 在一个有利实施例中,叶片部件组件具有一个或者多个叶片,各叶片在从它的旋转轴径向地远离的一端具有叶片梢部,其中室具有第一和第二壁部,该第一和第二壁部被布置成与在使用过程中由相应叶片部件组件的梢部绘出的轨道形状一致以在使用过程中与所述梢部配合。
[0023] 室的保形壁(conforming wall)部可以用来将叶片组件周围的混合物中的组成物塞入、拧入或者挤入到保形壁部与梢部之间形成的空间中。该空间应当与搅拌物中的颗粒的所需尺寸相比而言相对地窄。为此,壁部应当接近地封包由叶片组件的梢部绘出的路径或者轨道。因此,保形壁部可以被设计成保证材料到组件叶片的良好通道传输,这有助于搅拌物成份的细颗粒结构。颗粒结构的细度除了其他因素之外还取决于壁部与梢部的轨道之间的间隙的宽度。
[0024] 当在第一组件周围部分地提供这样的保形壁部时,混合物中的组成物由第一组件的叶片沿着相应第一壁部传送,该第一壁部与由 第一组件的梢部绘出的路径的一部分形状一致并且接近地封包该部分。第一保形壁部防止由第一组件传送的组成物离开第一组件的动作区域。在由第一组件传送之后,这些组成物传送到第二叶片部件组件的动作区中。因此,与第一叶片部件组件关联的第一保形壁部不应完全地封包第一叶片部件组件,以实现组成物沿着从第一叶片部件组件的动作区域到第二叶片部件组件的动作区域中的直接路径到第二叶片部件组件的动作区域中的无障碍后续通行。类似地,第二壁部应当与由第二叶片部件组件的梢部绘出的轨道形状一致,而又仍然保留用以与第一叶片部件组件的动作区域交换材料的足够机会。第一和第二壁部应当将搅拌物组成物的路径封包至这样的闭合度以至于可以有效地实现梢部与壁部之间的所述配合——塞入、拧入或者挤入组成物——而不会留下所谓的盲区。在盲区中,部分混合物或者成份可能堆积、粘住壁并且保留于此而未被传送。
[0025] 在根据本发明的一个实施例中,第一和第二壁部接合在一起以便形成用于在重力影响之下将成份搅拌物朝着叶片部件组件引导的流引导件,其中组件被布置于相互共同操作邻近区。
[0026] 为了获得最佳切割结果,待搅拌的材料应当优选地被通道传输和推入梢部与壁部之间形成的小间隙中,所述壁部接近梢部。为了保证沿着容器的所有表面并且具体地沿着室的所有表面的最佳材料流通,所述壁部应当在梢部的轨道周围尽可能光滑和圆化。然而,如上文所述,壁部可以不完全地封包第一叶片部件组件或者第二叶片部件组件,因为组成物在两个叶片部件组件的动作区域之间的无障碍通行应当保持可能。第一和第二壁部具有与由梢部绘出的圆形路径形状一致的第一和第二横截面。第一组件布置于第二组件的共同操作邻近区,即第一组件的动作区域具有与第二组件的动作区域的重叠。该重叠是其中两个组件可能影响混合物的区域。这一邻近区伸展直至第一组件无法安全和自由延伸而不进入第二组件的一部分中的点。例如可以通过将第一和第二组件的叶片放置于相对于它们的旋转轴呈不同角度或者通过将第一和第二组件的叶片放置于不 同高度来避免第一和第二组件的叶片之间的此类冲突。通过这样的布置,第一和第二组件的梢部在平行和无冲突的平面中绘出轨道。取而代之,可以选择叶片部件组件之间的距离,使得梢部之间没有可能冲突。第一和第二组件的叶片在可以沿着它们的旋转轴突出的范围内移动。这样的轴向突出为圆形形状。
[0027] 在其中组件的动作区域形成重叠的布置中,区域重叠的分区对应于相互共同操作邻近分区,即两个组件可以操作搅拌物。相互共同操作邻近分区的存在对于有效搅拌过程是有利的。当例如通过应用组件之间短的梢部距离或者长距离来分离轴向突出时,应当仔细建立共同操作邻近分区。
[0028] 在各叶片部件组件周围的圆形分区现在由两个如下分区构成,在一个分区中叶片部件组件与室的保形壁部配合,而在另一分区中叶片部件组件与另一叶片部件组件为相互共同操作邻近。
[0029] 因此,朝向室向下导引的成份流进入室壁与组件之一之间的间隙中或者由流引导件引导到共同操作邻近的重叠区域中。因此可以避免盲区。
[0030] 在本发明的一个有利实施例中,室离心地容纳于容器的底部中。 [0031] 在由组件加工之后,搅拌物的一部分离开室并且从组件引导开。离心容纳在搅拌物的流动图案中引入不对称。这一不对称可以有利地用来减轻离开室的搅拌物的流中的方向突变。

附图说明

[0032] 将参照以下附图进一步阐明和描述本发明的搅拌器系统的这些和其他方面,附图中:
[0033] 图1是搅拌器系统的容器的侧视图。
[0034] 图2是图1的系统的截面图。
[0035] 图3是对应于图1的系统的容器的截面图。
[0036] 图4a是根据本发明的搅拌器系统的侧视图。
[0037] 图4b是图4a的系统的截面图。
[0038] 图5是超椭圆曲线的图形。
[0039] 图6是闭合超椭圆曲线的图形。
[0040] 图7是闭合超椭圆曲线的图形。
[0041] 图8a至图8d是搅拌器系统的不同视图。
[0042] 图9是镶嵌物的顶视图。
[0043] 图10是镶嵌物的顶视图。
[0044] 图11是搅拌器系统的截面图。
[0045] 图12a是搅拌器的截面图。
[0046] 图12b是图12a的搅拌器的侧视图。
[0047] 图13a是搅拌器的截面图。
[0048] 图13b是图13a的搅拌器的侧视图。
[0049] 图14是搅拌器系统的顶视图。
[0050] 图15是搅拌器系统的等距视图。
[0051] 图16是图15的搅拌器系统的顶视图。

具体实施方式

[0052] 在图1和图2中分别在侧视图和顶视图中描绘了搅拌器系统1的容器3。容器3具有第一部位(图1中的左托架2)。第一部位2容纳三个叶片部件组件300、302和304。叶片部件组件300、302和304分别围绕旋转轴306、308和310可旋转地驱动。第一部位2具有三个圆柱形的壁部312、314和316。各壁部312、314和316容纳叶片部件组件300、
302或者304。容器3具有装配于第一容器部位2的顶部上的第二部位4(图1中的左托架
4)。在使用过程中,容器3填充有待搅拌的材料。材料由第一容器部位中的叶片部件组件
300、302和304加工。在搅拌过程中,将出现材料在第一部位2与第二部位4之间的交换。
各叶片部件组件300、302和304的旋转在第一部位2和第二部位4中的搅拌物中造成流动图案。这一流动图案由三个虚线三角形356、358和360表示。流动图案类似于涡流 的流动图案。各涡流具有涡流中心,该涡流中心形成旋转轴306、308和310的延续。根据本发明的一个方面,容器3的第一部位2和第二部位4由曲率连续变化的表面368连接。表面
368由虚线表示。这样的表面使得对部位2与4之间材料交换的阻力最小。在根据本发明的所有实施例中以对材料交换的阻力的最小化为目标。
[0053] 在图2中描绘了容器3在图1中表示为II-II’的水平线处的顶视截面图。第二容器部位4具有三个弯曲壁部318、320和322。壁部318、320和322在肋338、340和342处接合在一起。因此形成用于将材料保持于容器3的第二部位4内的闭合容器部位。在壁部318、320和322的内部沿着引导表面324引导搅拌的材料。引导表面324的横截面由曲线333表示。在图2中,曲线333与壁部318、320和322重合。曲线333如下文将说明的那样不是凸形。
[0054] 第二部位4内的材料或者搅拌物中处于位置344处的颗粒受引导表面324(在图2中与曲线333重合)阻碍沿着直线362去往位置346。这同样适用于沿着线364在位置
352与354之间和沿着线366在位置348与350之间的轨线。如上文说明的那样,引导表面
324(和曲线333)的这一阻碍对于有效搅拌过程和对于搅拌物的均匀性而言是一个弊端。
根据本发明,引导表面324应当被布置成实现在任一对点之间、例如在点344与346、352与
354以及348与350之间沿着直线的自由通行。如果根据本发明应用壁部例如326、328和
330(由圆点线表示),则在任一对两点之间沿着直线的此类不受约束和自由的通行是可能的。此类壁部326、328和330的应用获得可以由凸形曲线336(图3中表示为实曲线336)表征的引导表面332。
[0055] 在图3中,引导表面332的横截面333由闭合曲线336表示。根据本发明,曲线336为凸形。点335处的箭头334代表通过引导表面332对搅拌物进行引导的方向。箭头
334具有与点335处的曲线336相切的线的方向。在沿着图3的引导表面332被引导之时,搅拌物连续地变化它的运动方向,因为切线在经过曲线336的所有后续点,即沿着曲线336的周界行进之时连续地变化它的方向。
[0056] 在图4a中描绘了具有容器3的搅拌器系统1。容器具有第一容器部位2和第二容器部位4。第一容器部位2容纳两个叶片部件组件6和8。叶片部件组件6和8分别围绕旋转轴10和12可旋转地驱动。第二部位4具有楔形形状。这一楔形形状允许材料在容器3的底部处的叶片部件组件6与8和容器的顶部之间自由地流动。容器3的第二部位4在
2度与4度之间的开度角保证搅拌材料在容器的顶部与底部之间的高效交换。根据本发明应当避免缺口32和34(由虚线表示),因为它们形成凹形而不是凸形横截面。下文将讨论根据本发明应当避免的这些缺口(图4b)。
[0057] 图4b示出了沿着V-V’获得的第二容器部位4的截面图。与如图1至图3中所示布置相反,其中叶片部件组件各自容纳于单独圆柱体中,图4b的实施例的第一部位2在两个部分圆柱体14和16的联合布置中容置叶片部件组件10和12。在叶片部件组件10的动作区域内存在的搅拌材料可以经由开口15交换至叶片部件组件12的动作区域。第二部位4具有引导表面18。引导表面在水平线V-V’处的横截面由在图4b的表示图中与引导表面
18重合的实线曲线20表示。根据本发明,曲线20为凸形。直线30在第一点26和在第二点28与曲线20相交。第一点26与第二点28之间的距离由箭头22表示。曲线20在与线
30垂直的方向上的尺度由箭头24表示。曲线20为伸长形状,尺度22超过曲线20在与直线30垂直的方向上的任何尺度24。
[0058] 图4b示出了由曲线20的圆形部分的虚线延续形成的缺口32和34。根据本发明,应当避免这样的缺口32和34,因为它们有碍于材料在搅拌过程中形成的两个涡流之间的无障碍通行。缺口32和34阻止在由叶片部件组件6和8的旋转所形成的涡流之间的流动。缺口与曲线20的凸形形状要求有冲突。取代了缺口32和34,通过直线段36和38根据本发明建立凸形形状。
[0059] 在图5中描绘了超椭圆曲线的凸形。超椭圆曲线可以在笛卡尔坐标系中限定为满足下式的一组点(x,y):
[0060] m,n>0;a>b>0
[0061] 对于n、m>=1,曲线的形状为凸形。参数a和b是椭圆形状的所谓半径。n=m=2的情况产生普通椭圆;在2以上增加n和m产生越来越类似于矩形的超椭圆;在2以下减少n和m产生次椭圆。次椭圆在x和y方向上具有拐角并且随着n和m值减少而近似交叉形式。n=m=1的情况产生斜率为-b/a而y截距为b的线。与m值不同的n值将在曲线的拐角节中造成不同曲率。可以应用这样的不同n和m值以补偿尺度a和b。也可以应用不同n和m值以对引导表面的横截面进行成形以优化在第二容器部位的不同高度沿着所述引导表面的流动图案。如上文限定的超椭圆曲线构成凸形曲线。这样的曲线可以部分地或者整体地布置为形成凸形曲线。例如有可能由成段超椭圆曲线和直线段构建凸形闭合曲线。将根据图7和图8说明这样的例子。
[0062] 在图6中表示了三个超椭圆曲线36、38和40。各曲线具有沿着长度轴32的长度尺度2a和沿着宽度轴34的宽度2b。长度轴32和宽度轴34是三个超椭圆曲线36、38和40的对称轴。在图7中描绘了包含相同超椭圆形式的部位的伸长形状。直线段42和44连接由线32和34封闭的超椭圆段。在图7中,连接直线段42和44的部位为超椭圆形式。这些部位44也可以是圆形形式。虽然图7的实施例中的线段42是直的,但是应用弯曲部位42a是有利的。这样的弯曲部位有助于两个涡流的更好接合并且就产生噪声而言具有有利效果。叶片部件组件按照数量级为每分钟10000转的高角速度来旋转。容器3的壁对段42中的弯曲现象相对地敏感,因为这些段代表容器在一个方向上的平直度。提供至少一些曲率是有利的,因为如果这一容器结构构建为壳结构而不是板结构,则容器硬度明显地增加。
为了保持曲线的凸状,部位42a应当凸出。这对于由旋转叶片部件组件引起的涡流的更好接合也是有利的(未示出)。将在图15和图16的实施例中进一步描述适用于所有实施例的这些技术效果。
[0063] 在图8a至图8d中示意地描绘了本发明的搅拌器系统的一个实 施例,其中进一步优化材料流通。图8a示出了侧视图,水平定向箭头58和弯曲箭头59示意地表示围绕叶片部件组件60和62的材料流。容器3具有根据箭头59向上平滑地导引该流的斜坡56。叶片部件组件60和62容纳于室64中。室64在第一部位2的底侧形成于第一部位2中并且在使用过程中在重力作用之下收集材料搅拌物。叶片部件组件60和62围绕旋转轴10和12可驱动。在图8a的视图中旋转轴10和12重合。旋转轴10和12定位于相对于容器3的中心平面50有一偏移54处。借助偏移54,流从与箭头58对应的水平方向到与箭头59对应的竖直方向的更渐进的重定向是可能的。在图8b中也表示了容器3的中心线30与室
64的中心线52之间的离心或者偏移54的程度。中心线30定位于容器3的中心平面50中。
室64的中心线52与旋转轴10和12相交。在图8b的顶视图中,中心线52与又一直线31重合。因此,又一直线31与旋转轴10和12二者相交。偏移54实现流沿着斜坡节56的更渐进和平滑的重定向。借助偏移,可以保持斜坡56的曲率适度。适度曲率对于可以以无干扰方式流动的流是有利的。室64具有形式为开放数字8的壁66。在图8c中描绘了搅拌器系统的正视图。箭头59示出了流如何由于叶片部件组件60和62的旋转而向上导引。叶片部件组件60和62的旋转方向分别由箭头68和70表示。在图8d中示出了叶片部件组件60和62的顶视图。
[0064] 一种围绕叶片部件组件建立封包的便利方式是通过使用如图9和图10中所示一个或者多个镶嵌物。在图9和图11中,镶嵌物由阴影图案表示。图9示出了具有开口66的镶嵌物72。开口66具有开放数字8的形状。在外侧上,镶嵌物72与容器3的第一部位2的壁76的内表面75形状一致。在图10中,相对于壁76的中心线78离心地布置镶嵌物
74的开口66。偏移54具有与上文根据图8所示相似的功能。镶嵌物相对于刀具位置的高度80是至关重要的参数(见图11和图12)。
[0065] 在图11中描绘了截面图,该截面图示出了经过容器3的底部 的横截面(阴影区)。叶片部件组件60围绕旋转轴10可驱动。叶片部件组件60具有相对于旋转轴10呈倾斜的叶片。叶片部件组件60具有布置于水平面中的中心部位88。叶片部件组件60的叶片相对于中心部位88倾斜。旋转轴10布置于相对于容器3的中心线82有一偏移54处。偏移54为如下附加空间腾出位置,该附加空间用以定位用于对搅拌物流动重定向的重定向斜坡56。两条实线84和86界定竖直范围80。线84表示镶嵌物74的顶面的优选最高水平线。线86表示镶嵌物74的顶面的优选最低水平线。优选最高和最低水平线取决于中心部位88的水平线。如图11中可见,竖直范围80包围中心叶片部位88。线84应当优选地超过叶片部件组件的中心部位88的顶面不多于5mm,而线86应当优选地定位于在叶片部件组件的中心部位88的顶面以下不多于5mm的水平线处。因此,范围80构成相对于叶片部件组件60的中心部位88对镶嵌物74的顶表面进行容纳的范围。镶嵌物74定位于其中的范围80在很大程度上确定叶片部件组件60的叶片在搅拌物的传送和切割方面的适当功能。镶嵌物74应当优选地与斜坡56的最低部平滑地关联以免搅拌物在从镶嵌物的顶面到斜坡56的过渡处的堆积。
[0066] 图12a示出了搅拌器系统的容器3的截面图。图12b示出了图12a的系统的顶视图。各叶片部件组件具有布置于垂直取向上的四个叶片(图12b)。叶片相对于水平面呈倾斜(图12a)。在图12a中描绘了一个叶片部件组件的叶片的侧面轮廓。最低梢部400处于由线86表示的竖直水平线。最高梢部402处于由线84表示的竖直水平线。在线86与84之间表示了范围80。镶嵌物74的顶面应当至少在范围80内,即在线86与84之间。如果镶嵌物的顶面在范围80以外,则搅拌过程的有效性迅速地降低。然而,如果镶嵌物74的顶面的水平线如根据图11所述来定位,即定位于紧接在叶片部件组件的中心部位88周围的范围中,则获得最好的搅拌结果。
[0067] 图13a示出了与图12a相似的搅拌器系统的容器3的截面图。图13b示出了与图12b相似的图13a的系统的顶视图。图12和图13 的实施例具有容器3的不同形式。在图
12a中,容器3的竖直壁经由半径为R的弯曲节在最低梢部400的水平线处连接到水平部位。在图12的实施例中,镶嵌物的最高水平线应当在半径为R的水平线处接近地连接到弯曲部分以避免材料的堆积。在图13的实施例中,竖直壁被斜切表示为Z的一段距离。斜切节也减轻搅拌物堆积的倾向。
[0068] 在图14中描绘了两个叶片部件组件60和62的顶视图。两个叶片部件组件60和62均有一个或者多个叶片94、96、98、100。各叶片94、96、98、100在从它的旋转轴10和12径向地远离的一端具有叶片梢部102、104、106、108。叶片部件组件布置于室64中。室具有壁65。室64具有两个部分重叠圆的形式,这获得形状为开放数字8的室64。当叶片梢部
102、104、106、108围绕它们的旋转轴10和12旋转时,它们绘出由虚线圆110和112表示的圆形轨道。室64具有布置成保形并且接近地围绕轨道110的第一壁部114。第二壁部116被布置成保形并且接近地围绕轨道112。壁部114和116在它们将搅拌物保持于梢部102、
104、106、108沿着梢部轨道110和112的大部分周界的动作区域内时与梢部配合。叶片部件组件的旋转方向由箭头120和122表示。第一和第二壁部114和116结合在一起由此形成用于在重力影响之下将成份搅拌物朝向叶片部件组件60和62引导的流引导件123。在流引导件123附近将搅拌物朝向叶片部件组件60和62引导。流引导件123附近的流向由箭尾124表示。在叶片部件组件60与62之间存在如下区域,在该区域中材料从组件60传送到组件62并且反之亦然,即存在组件之间的馈给效应。如果组件相互充分邻近,则可以有利地利用这一馈给效应。如果组件被布置于相互充分邻近区,则两个组件的动作区域重叠。重叠区域或者相互共同操作邻近区域由双线椭圆118表示。箭头126表明在室的与流引导件123相对的一侧处的流向。优选地,斜坡56在这里被定位成实现如上所述流的平滑重定向。
[0069] 在图15中描绘了根据本发明的搅拌器系统1。搅拌器系统1 具有用于保持待搅拌的材料的容器3。容器3具有容纳第一叶片部件组件6和第二叶片部件组件8的第一部位2。第一叶片部件组件6围绕第一旋转轴10可旋转地驱动,而第二叶片部件组件8围绕第二旋转轴12可旋转地驱动。容器3具有与第一部位2流体连通的第二部位4。因此,搅拌的材料可以从第一部位2流向第二部位4并且反之亦然。第二部位4具有用于引导待搅拌的材料的流的引导表面18。第一参考点11定位于第二部分4中和第一旋转轴10上。第二参考点13定位于第二部分4内和第二旋转轴12上。第一平面1000包括第一参考点11和第二旋转轴12。第二平面2000垂直于第一平面1000并且包括第一和第二参考点11和13。第二平面2000横截引导表面18。第二平面2000与引导表面18的横截面333在引导表面18上形成和限定封闭引导曲线336。与引导曲线336相交的参考轴1100包括第一参考点11和第二参考点13。第一分割线1200包括第一参考点11并且与引导曲线336相交。
第一分割线1200垂直于参考轴1100。第二分割线1300包括第二参考点13并且与引导曲线336相交。第二分割线1300垂直于参考轴1100。引导曲线336是凸形形状并且至少具有在第一分割线1200与第二分割线1300之间的弯曲部位1400(在图15中未示出、但是在图16中示出)。
[0070] 在图16中在顶视图中示出了如根据图15的实施例所述的第二平面。也描绘了参考轴1100、第一分割线1200和第二分割线1300。参考轴1100和第一分割线1200在第一参考点11相交。参考轴1100和第二分割线1300在第二参考点13相交。在第一分割线1200与第二分割线1300之间凸曲线336具有弯曲部位1400。弯曲部位1400就减少噪声而言是有利的。弯曲部位就搅拌材料在由旋转叶片部件组件引起的两个涡流之间的恰当交换而言也是有利的。
[0071] 因此,根据本发明的搅拌器系统的一个有利实施例具有用于保持待搅拌的材料的容器,该容器具有:第一部位,容纳第一叶片部件组件和第二叶片部件组件,该第一和第二叶片部件组件分别围绕第一和第二旋转轴可旋转地驱动;以及第二部位,与第一部位流体 连通,其中第二部位具有用于引导流的引导表面,其中第一参考点定位于第二部位内和第一旋转轴上,其中第二参考点定位于第二部位内和第二旋转轴上,其中第一平面包括第一参考点和第二旋转轴,其中与第一平面垂直的第二平面包括第一和第二参考点,其中引导表面与第二平面的横截面在引导表面上限定闭合引导曲线,其中引导曲线的参考轴包括第一和第二参考点,其中第一分割线包括第一参考点并且与引导曲线相交,其中第一分割线垂直于参考轴,其中第二分割线包括第二参考点并且与引导曲线相交,其中第二分割线垂直于参考轴,其中引导曲线是凸形形状并且至少具有在第一与第二分割线之间的弯曲部位。
[0072] 尽管已经在附图和前文描述中具体地图示和描述了本发明,但是将认为这样的图示和描述为示例或者举例而不是限制;本发明不限于公开的实施例。
[0073] 例如,有可能在如下实施例中实现本发明,在该实施例中第一部位的周边与如上文所示数学关系略有不同或者叶片部件组件各自具有多于两个叶片。本领域技术人员在实现要求保护的本发明时根据对附图、公开内容和所附权利要求的研读可以理解和实现对公开的实施例的此类其他变化。
[0074] 在权利要求中,字眼“包括”并不排除其他单元或者步骤,而不定冠词“一个/一种”并不排除多个/多种。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施这唯一事实并不表明无法有利地利用这些措施的组合。权利要求中的任何参考标号不应理解为限制范围。