用于食品的混合器的制作方法

本发明涉及一种用于食品的混合器，其包括容器，布置在容器中的定子以及使食品相对于定子旋转的转子。

背景技术：

转子-定子混合器通常用于处理工业中，以进行液-液均化、分散和乳化以及固-液分散、溶解和研磨。存在多种不同的设计，但是它们的工作原理基本相似。定子元件围绕高速转子，从而形成具有高速度梯度(高剪切)和湍流的复杂流动模式。对于某些应用和某些混合步骤，通常需要使用低剪切混合，例如，保持所添加颗粒的完整性。后者可以通过在混合处理中将定子元件从转子出口流移开来实现。先前的解决方案需要频繁维护以符合卫生标准。通常是因为密封元件的磨损而导致需要频繁维护，这可能是由于上述定子元件的重复往复移动而引起的。损坏的或磨损的密封件可能会造成食品溢出容器内指定的混合空间。对于未经下游热处理的冷处理，通常需要在主密封件后方配备清洁系统，以符合卫生标准。这种清洁系统显著增加了混合器系统的复杂性和成本。对于座阀也存在类似的问题，通常通过用柔性膜隔离处理区域和大气区域来解决这些问题。由于定子的长移动(行程)和有限的可用空间，这样的解决方案不易转移到混合器上。而且，在膜破坏的情况下，这样的解决方案仍然存在卫生风险。

技术实现要素：

本发明的目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。特别地，本发明的目的在于提供一种用于食品的改进的混合器，该改进的混合器更不复杂并且需要更少的维护，同时降低了卫生风险。

在本发明的第一方面，这通过用于食品的混合器来实现，该混合器包括容器，布置在容器内的定子，用于相对定子旋转食品的转子，该定子可以通过沿定子引导件的移动而相对于转子移位，该定子引导件包括由延伸到容器中的壁围住的内部腔体，第一可磁化材料布置在该腔体内，该定子包括第二可磁化材料，其中该第一可磁化材料和第二可磁化材料之间的磁场产生力，该力沿着定子引导件移动定子，以使定子相对于转子移位。

因为具有包括由延伸到混合器容器中的壁围住的内部腔体的定子引导件，布置在该腔体内的第一可磁化材料，以及包括第二可磁化材料的定子，这使得定子沿着定子引导件移动而不需要致动元件可移动地通过例如密封开口到容器中。这提供了更少的可移动部分和密封元件，以及更卫生的解决方案。

本发明的其他目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中显现。

附图说明

现在通过示例的方式参考所附示意图描述本发明的实施方案。

图1是用于食品的混合器的横截面侧视图，该混合器包括容器，布置在容器内的定子，和用于相对于定子旋转食品的转子；

图2a是图1中的混合器的横截面侧视图，其中定子沿定子引导件移动；

图2b是图1中的混合器的横截面侧视图，其中定子已经沿定子引导件移动到上部位置；

图3a是用于食品的混合器的横截面侧视图，该混合器包括容器，布置在容器内的定子，和用于相对于定子旋转食品的转子；

图3b是图3a中的混合器的横截面侧视图，其中定子沿定子引导件移动；以及

图4a-c是包括由定子引导件支撑的环形定子的混合器的示意性俯视图。

具体实施方案

现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明的实施方案，在附图中示出了本发明的一些但不是全部实施方案。本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应理解为限于在此阐述的实施方案。

图1以横截面侧视图的形式示意性地示出了用于食品(例如液体食品)的混合器100的细节。混合器100包括容器101和布置在该容器101内的定子102。图1主要示出了容器101的底部和其侧壁的一部分，即，在标示附图标记101处。然而，应该理解的是，容器101可以具有各种形状以围住待混合的食品。混合器100包括用于使食品相对于定子102旋转的转子103。转子的旋转轴115在图1中右侧标示。当转子103相对于定子102和容器101旋转时，定子102由于不相对于容器101旋转因此是固定的。转子103使容器中的食品旋转，从而产生离心力，该离心力迫使食品径向向外流向定子102。可能迫使食品的流动通过定子102的穿孔114，造成具有高速度梯度(高剪切)和湍流的复杂的流动模式。对于某些应用和在某些混合步骤中，可能希望使用低剪切混合，例如保持所添加颗粒的完整性。定子102可以通过沿定子引导件104的移动而相对于转子103移位，如图2a-b中示意性示出的。在图2c中，定子102已经相对于容器101的底壁111移动了距离(l)，而图2b示出了定子102在图2a和图2c所示的端点之间的中间位置。如图2b-c所示，移动定子102以允许实现如上所述的低剪切混合模式。

再次回到图1，定子引导件104包括内部腔体105，该内部腔体105由延伸到容器101中的壁106围住。壁106的下部可以附接到容器101的底壁111，即固定到底壁111。因此定子引导件104相对于容器101是静止的。定子引导件104包括布置在腔体105内部的第一可磁化材料107，如图1中示意性标示的，或者如以下更详细描述的图3a中所示。沿定子引导件104可移动的定子102包括第二可磁化材料108。第一和第二可磁化材料107，108之间的磁场产生力，该力使定子102沿着定子引导件104移动以使定子102相对于转子103移位。在图2a-b所示的示例中，腔体105中的第一可磁化材料107通过其与定子102的第二可磁化材料108之间的磁场被吸引到定子102的第二可磁化材料108上。第一和第二可磁化材料107，108之间的磁力提供了对定子102的位置的影响，例如通过如图2a的示例在腔体105内改变第一可磁化材料107的位置来进行，或者通过如以下详细描述的图3b的示例改变磁场的强度来进行。应按照通常的含义来理解可磁化的材料，即可被磁场吸引的材料，例如铁磁或顺磁材料，或者其本身可以被磁化以产生磁场的材料，例如永磁体，或者由电流产生的感应磁，例如电磁体。永磁体和电磁体通常也由铁磁材料组成。

通过利用在第一和第二可磁化材料107，108之间的磁力使定子102沿着定子引导件104移动，由于定子引导件104可以固定到容器101，提供了对定子102的位置的便利的控制，且容器101内部可移动的部件最少。具有致动器活塞延伸穿过容器101的底壁111以附接到定子的现有技术解决方案需要密封以与外部环境分开。由于致动器活塞的重复移动，此类密封件可能会磨损，这可能需要频繁维护。因此，具有布置在腔体105内部的第一可磁化材料107以及包括第二可磁化材料108的定子102，提供了沿着定子引导件104移动定子102，而不需要致动元件可移动地通过例如密封开口到容器101中。这提供了减少混合器100的密封元件的数量，以及需要更少维护的更卫生的解决方案。

混合器100可以包括布置在腔体105内的致动器118，其中致动器118可沿着定子引导件104的纵向方向112在腔体105内移动，如图2a-b所示。第一可磁化材料107可以包括固定到致动器118的永磁体107。因此，永磁体107可以沿纵向方向112移动，使得永磁体107和第二可磁化材料108之间的磁场产生力，以沿着定子引导件104移动定子102。可想到的是，第二可磁化材料108包括永磁体108，并且第一可磁化材料107不是永磁体，而是包括可被永磁体108吸引的可磁化材料，例如铁磁材料。因此，在一个示例中，第二可磁化材料108可包括第二永磁体108。在另一个示例中，第一可磁化材料107和第二可磁化材料108都可以包括永磁体107，108，在这种情况下，永磁体107，108布置为使得其各自相对的磁极匹配以使得永磁体107，108彼此相互耦合和吸引。无论如何，具有布置在腔体105内的致动器118，以控制第一可磁化材料107的位置，由于磁场和将第一和第二可磁化材料107，108耦合在一起的相关力，也允许便利地控制第二可磁化材料108的位置。

在如图3a-b中示意性地示出的另一个示例中，混合器100包括布置在第一可磁化材料107的至少一部分周围的电线圈119。电线圈116可以耦合至电源(未示出)，以使得电流流过电线圈116。通过电线圈116的电流在第一和第二可磁化材料107，108之间引起磁场(m)，从而产生使定子102沿定子引导件104移动的力，如图3b所示。即，第一可磁化材料107和缠绕在第一可磁化材料107周围的电线圈116形成电磁体，该电磁体可产生磁场(m)，该磁场(m)排斥附接在定子102上的第二可磁化材料108。所产生的磁场(m)的强度可以变化，例如通过改变通过电线圈119的电流，从而改变了作用在第二可磁化材料108和附接到第二可磁化材料108上的定子102上的力，由此改变了定子102沿着定子引导件104的移位和位置。可以改变通过电线圈119的电流的方向，从而可以转换磁场(m)的极性。即，在一个示例中，如图3b所示，对于电流的第一方向，定子102可以被磁场(m)排斥，并且被移位，并且通过转换电流的相反的方向，定子102反而被吸引和推动到底壁111。图3b示出了定子102被移动到与图2a中定子102的位置相对应的位置。磁场(m)也可以排斥第二可磁化材料108并将定子102推动到与图2b所示的位置相对应的顶部位置。在定子引导件104中具有如上所述的电磁体，提供了有效且便利的对定子102相对于转子103的位置的控制，并具有如上所述的优点，即更少的维护并且以便利的方式符合卫生要求。如关于图1的示例所描述的，围住腔体105的壁106附接到容器101的底壁111，其中第一可磁化材料107布置在腔体105内。因此，具有直接附接到底壁111的静止的定子引导件104，使得不需要朝向外部大气密封定子引导件104。随时间推移而可能磨损的密封元件的数量因此可以减少。

第二可磁化材料108可以包括第二永磁体108。因此，可以布置第二永磁体108的磁极，使得当磁场(m)开启时，磁场(m)排斥第二永磁体108。

图3a-b示出了第一可磁化材料107沿着定子引导件104的腔体105延伸一段距离进入容器101。可以想到的是，可以根据在提供上述有利效果时混合器100的应用和整体规模，改变第一可磁化材料107延伸进入容器101的距离。在一些示例中，可以想到的是，可以产生足够强的磁场(m)，以沿着定子引导件104推动定子102，即使其中电磁体和第一可磁化材料107可能完全置于容器101外部。然而如图3a-b所示将第一可磁化材料107延伸一段距离进入容器可以在一些示例中提供更强的磁场(m)以及定子102的便利定位。

如图3a示意性所示，第一可磁化材料107可以延伸穿过容器101的底壁111并进入相对于容器101的内部122布置在底壁111的相对侧121的外壳120中。电线圈119可以缠绕在外壳120内部的第一可磁化材料107周围。这提供了电线圈119与周围环境的屏蔽。隔离材料112可以被布置在外壳120中以用于进一步屏蔽。

定子引导件104可包括布置在定子引导件104的顶部110处的止动件109，以限制定子102沿着定子引导件104的在容器101的底壁111和顶部110之间的长度(l)的移动。图2b示出了限制定子102沿着定子引导件104的移动的止动件109。止动件109可以包括直径增大的凸缘，该凸缘的直径大于定子102的开口的直径，该定子102的开口围绕定子引导件104放置，以沿定子引导件104滑动。因此可以获得对于定子102最大移位的稳健和有效控制。

定子引导件104的壁106可以与容器101的底壁111一体地固定，例如通过焊接，粘合剂或其他固定元件。可以想到的是，定子引导件104通过例如螺钉或螺栓可拆卸地固定到底壁111。定子导引件104与容器101的底壁111之间的固定连接提供了如上所述的优点，例如，避免了容器101的底部的密封元件，或者避免了布置成密封可移动的致动器活塞的密封元件，该可移动的致动器活塞造成磨损增加。

定子引导件104可沿纵向方向112延伸，如图1所示。尽管在所示示例中，定子引导件104垂直于容器101的底壁111延伸，但是应当理解，在一些应用和示例中，定子引导件104的纵向方向112可以与容器101形成不同的角度，而提供如上所述的有利益处。定子引导件104可沿着纵向方向112具有变化的外直径d1，d2。在一个示例中，d2小于d1。因此，定子102的开口的内部直径之间的空间在定子引导件104的上部d2处(图2b)大于在下部d1处(图1)。这提供便利地移除任何可能积聚在定子102和定子引导件104之间的食品，这是因为在上部d2处前述空间的增加提供了便利冲走这种积聚的食品，即通过增加的空间，食品的流动更容易循环。由此可以甚至进一步减少维护需求。

定子引导件104可以沿着纵向方向112具有变化的横截面形状。因此，顶部110处的横截面形状可以与更靠近容器101的底壁111的横截面形状不同。在一个示例中，横截面在后一位置(例如，图1中定子102所布置之处)可以是大致圆形的，同时在顶部110(例如，图2b中定子102所布置之处)横截面可能包括至少部分的平坦表面。如在具有变化的直径d1，d2的示例中，横截面的变化形状提供了便利冲走定子102和定子引导件104之间的任何积聚的食品。即，在所提及的示例中，具有具有部分平坦表面的横截面，或者定子引导件104的任何凹室或凹入部分，使得定子引导件104和定子102之间的空间增加，定子102可以在定子引导件104周围具有基本圆形的开口。在一些示例中该变化的横截面可以与变化的直径d1，d2相结合，如上所述。可以想到的是，定子引导件104的外横截面与定子102中的开口123的内横截面可以呈现不同的形状，例如圆形或矩形或此类形状的组合的任何变型。定子102的开口123也可以围绕定子引导件104具有不同的角度延伸，如以下关于图4b-c更详细地描述的。

定子102因此可以沿着定子引导件104的引导表面113移动，如图4c所示。第二可磁化材料108可以布置为至少部分地符合引导表面113的形状。即，第二可磁化材料108可遵循引导表面113的形状，例如，以如图4c所示至少部分地围绕引导表面113的圆形来布置，或者如图4b所示通过完全围绕引导表面113来布置。这提供了定子102的紧凑的横截面以及在第一和第二可磁化材料107，108之间的磁场的有效耦合。定子102可以包括腔体，在该腔体中第二可磁化材料108相对于定子102布置在固定位置。

如图4c所示，第二可磁化材料108可以以c形或u形围绕引导表面113布置。在一些应用中，这提供进一步便利地维护定子102和定子引导件104，因为引导表面113的至少一部分可以永久地暴露于周围的流体，这可以进一步防止食品在定子102和定子引导件104之间的任何积聚。这还提供便利地从定子引导件104组装和拆卸定子102。

如图4b所示，第二可磁化材料108可以以环形形状围绕引导表面113布置。在一些应用中，这使得定子102相对于定子引导件104的位置的稳定性进一步增加。

如图2b的截面图和图4a的俯视图示意性所示，定子102可包括布置在转子103周围的环形穿孔壁114。如上所述，定子102可以通过磁场产生的力在下部位置(p1)和上部位置(p2)之间移动。因此，如图2b所示，环形穿孔壁114和容器101的底壁111之间沿着转子101的旋转轴115的距离(l)在上部位置(p2)比在下部位置(p1)大。这提供了对在高剪切混合模式(其中流体可被迫通过定子的穿孔114(图1))和低剪切混合模式(其中如图2b所示，将定子102提升到上部位置(p2))之间的混合模式的有效控制。因此，距离l＝p2–p1可以基本上对应于转子103在容器101的底壁111上方的高度。

环形穿孔壁114可沿着围绕转子103布置的至少三个定子引导件104移动，如图4a示意性所示。这提供了对定子102和附接到定子102的环形穿孔壁114的沿着定子引导件104的稳定且可靠的引导。尽管图4a中的示例示出了与图4b中的示例相对应的第二可磁化材料108的构造，但是应当理解，在另一个示例中，当具有如图4a的俯视图所示的三个定子引导件104时，第二可磁化材料108可以如图4c所示以c形或u形布置。在如图4c所示具有c形或u形的情况下，具有至少三个定子引导件104仍然提供对定子102的有效且稳定的引导。

第二可磁化材料108可以固定到可沿着定子引导件104移动的支撑件116，如图2b中所示。如上所述，定子102可以包括围绕转子103布置的环形穿孔壁114。该环形穿孔壁114可以固定至支撑件116的底部117。在这种情况下，穿孔壁114布置在第二可磁化材料108和容器101的底壁111之间，如例如图1，2a-b所示。然而，可以想到的是，穿孔壁114可以相对于第二可磁化材料108布置在其他位置。在一个示例中，环形穿孔壁114可以附接到支撑件116的上部，使得第二可磁化材料108布置在环形穿孔壁114和底壁111之间。后一种布置在转子103放置在容器101中离底壁111较远的位置时可能是有利的。无论如何，环形穿孔壁114可以如上所述地布置为相对于转子103可移位，从重叠位置沿着旋转轴115到如图2b所示的偏移位置。

混合器100可以包括布置在容器101内部的另一磁体，用于收集任何金属颗粒。这可以提供进一步增强卫生安全措施。

从以上的描述中，尽管已经描述和示出了本发明的多种实施方案，但本发明不限于此，而是还可以在所附权利要求所界定的主题范围内以其他方式实施。