Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung mit einem Mischbehälter zur Aufnahme von Mischgut und einem Mischerdeckel, wobei zwischen Mischbehälter und Mischerdeckel eine erste Dichtung vorgesehen ist.

Häufig sind innerhalb des Mischbehälters Mischwerkzeuge angeordnet, die das Mischgut im Mischbehälter bewegen. Die Dichtungen dienen dazu, ein Entweichen von Mischgut oder Misch gutstäuben aus dem Mischbehälter während des Mischvorgangs zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere bei pharmazeutischen oder giftigen Mischgutbestandteilen ist zudem da rauf zu achten, dass Mischgut keinesfalls in die Umgebung geraten kann.

Gerade bei Anwendungen, die hohe Anforderungen an die hygienische Reinigbarkeit aller mit dem Mischgut in Kontakt tretenden Flächen stellen, muss zudem besonderes Augenmerk auf die einfa che Reinigbarkeit der Dichtung zwischen Mischerdeckel und Mischbehälter gelegt werden.

Aus der DE 3520409A1 ist bereits eine an einem kreisförmigen Behälterdeckel befestigte Dicht vorrichtung bekannt, die aus einer Dichtlippe besteht, welche auf einer Kantenfläche eines zylin derförmigen Mischbehälters mit diesem in Berührung steht. Liegt die Dichtvorrichtung nicht mehr gleichförmig auf dem gesamten Umfang des Mischbehälters an oder wird der Anpressdruck durch Materialalterung oder Dehnung aufgrund von Temperaturwechseln vermindert, so können Teile von Mischgut aus dem Mischbehälter beim Überwinden der Dichtung direkt in die angrenzende Umgebung austreten. Es gibt Mischbehälter, die während des Mischvorgangs um eine Drehachse gedreht werden. Dabei muss der Behälterdeckel nicht zusammen mit dem Mischbehälter gedreht werden. Insbesondere in diesen Fällen werden an die Dichtung besonders hohe Anforderungen gestellt.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mischvorrichtung bereitzustellen, welche die beschriebenen Nachteile zumindest verringert. Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass zwischen Mischbehälter und Mischerdeckel die erste und eine zweite Dichtung vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, dass zwischen der ersten und der zweiten Dichtung ein erster Luftraum gebildet wird. Die Verwendung von zwei Dichtungen, die voneinander beabstandet sind, damit sich der Luftraum bildet, hat die Dichtigkeit insbesondere bei sich drehenden Mischbehältern deutlich erhöht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Mischbehälter zylinderförmig und weist eine Kantenfläche auf, wobei die erste Dichtung mit der Kantenfläche in Berührung steht, wobei vorzugsweise auch die zweite Dichtung mit der Kantenfläche in Berührung steht. Die Kantenfläche kann konvex gekrümmt sein.

In dem zwischen den beiden Dichtlippen und dem Mischerdeckel und dem Mischbehälter ausgebildeten Luftraum kann sich während des Mischvorgangs eine geringe Teilmenge von Mischgut absetzen, welches die erste Dichtung überwunden hat. Auch wenn durch die zweiteilige Ausführung des Dichtsystems nur sehr wenig Mischgut die zweite Dichtung zur Umgebung hin überwindet, sind Produktreste im Luftraum nach Beendigung des Mischvorgangs prinzipiell unerwünscht bzw. müssen vor Start des nächsten Mischvorgangs entfernt werden. Darüber hinaus ist auch bei der zweiteiligen Dichtung nicht vollständig ausgeschlossen, dass minimale Mischgutbestandteile beide Dichtungen überwinden und somit in die Umgebung gelangen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die erste Dichtung den ersten Luftraum gegenüber dem Inneren des Mischbehälters abdichtet, während die zweite Dichtung den ersten Luftraum gegenüber dem Äußeren des Mischbehälters abdichtet und ein erster Fluidkanal mit einer im ersten Luftraum angeordneten ersten Fluidkanalöffnung, über welche Fluid in den ersten Luftraum zugeführt oder Fluid aus dem ersten Luftraum abgesaugt werden kann, vorgesehen ist.

Beispielsweise könnte während des Mischvorgangs ein Spülgas über die Fluidkanalöffnung zugeführt werden. Alternativ könnte auch eine Absaugung erfolgen, um eventuell in den ersten Luftraum geratende Mischgutbestandteile abzusaugen. Des Weiteren ist es möglich, dass über die erste Fluidkanalöffnung Reinigungsflüssigkeit in den Luftraum geführt wird, um die Dichtung zu reinigen.

Die Dichtvorrichtung kann beispielsweise aus zwei koaxial zueinander angeordneten Dichtlippen bestehen, welche am Mischerdeckel befestigt sind und mit mindestens einer Kontaktfläche des Mischbehälters in Berührung stehen. Die Kontaktfläche könnte eine Kantenfläche des Mischbehälters sein. Dann sind die beiden Dichtlippen in radialer Richtung voneinander beabstandet. Alternativ könnten die koaxial zueinander angeordneten Dichtlippen auch am Mischbehälter befestigt sein und mit mindestens einer Kontaktfläche am Mischerdeckel in Berührung stehen. Schließlich wäre es auch möglich, dass eine Dichtung am Mischbehälter und eine Dichtung am Mischerdeckel befestigt ist und mit jeweiligen Kontaktflächen des anderen Teils in Berührung stehen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die zweite Dichtung elastisch ausgebildet, wobei die erste und die zweite Dichtung derart angeordnet sind, dass die erste Dichtung elastisch in Richtung des Inneren des Mischbehälters ausgelenkt ist, während die zweite Dichtung elastisch in Richtung des Äußeren des Mischbehälters ausgelenkt ist. Ist der Mischbehälter rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse, wie z.B. zylinderförmig mit einerZylinderachse ausgebildet, so bedeutet dies, dass die erste Dichtung elastisch in Richtung der Rotationsachse des Mischbehälters ausgelenkt ist, während die zweite Dichtung elastisch in Richtung weg von der Rotationsachse des Mischbehälters ausgelenkt ist.

Durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, dass beide Dichtungen eine Kraft in Richtung des ersten Luftraums ausüben. Insbesondere dann, wenn der erste Luftraum über die erste Fluidkanalöffnung abgesaugt wird, wird dies dazu führen, dass die Dichtungen noch stärker in Richtung des Luftraums bewegt werden, was die Dichtigkeit erhöht.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Dichtung elastisch ausgebildet sind, wobei die erste und die zweite Dichtung derart angeordnet sind, dass sowohl die erste Dichtung als auch die zweite Dichtung in Richtung des Inneren des Mischbehälters ausgelenkt sind. Ist der Mischbehälter rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse, wie z. B. zylinderförmig zu einer Zylinderachse ausgebildet, kann die erste und die zweite Dichtung derart angeordnet sein, dass sowohl die erste Dichtung als auch die zweite Dichtung in Richtung der Rotationsachse des Mischbehälters ausgelenkt sind.

Um die Dichtigkeit noch weiter zu erhöhen und gleichzeitig den Reibungswiderstand auf der Kontaktfläche zu vermindern, können am äußeren Ende der Dichtung nach Innen, d.h. in Richtung des ersten Luftraumes, gerichtete wulstförmige Erhöhungen angeordnet sein, die zu einer linienförmigen Berührung der Kontaktflächen führen. Die Dichtung ist entweder am Mischerdeckel oder am Mischbehälter befestigt. Das äußere Ende der Dichtung ist das Ende der Dichtung, das von dem Element (Mischerdeckel oder Mischbehälter), an welchem es befestigt ist, abgewendet ist.

In einerweiteren bevorzugten Ausführung ist eine dritte Dichtung vorgesehen, die in der geschlossenen Position derart zwischen Mischerdeckel und Mischbehälter angeordnet ist, dass zwischen der ersten Dichtung und der dritten Dichtung sowie gegebenenfalls dem Mischbehälter und/oder dem Mischerdeckel ein zweiter Luftraum gebildet wird. Die dritte Dichtung kann mit einer korrespondieren Kontaktfläche in Kontakt stehen. Grundsätzlich kann zwischen der dritten Dichtung und der korrespondierenden Kontaktfläche ein kleiner Abstand verbleiben.

Auch diese Maßnahme führt zu einer weiteren Verbesserung der Dichtung.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und die dritte Dichtung sowie der Mischerdeckel und der Mischbehälter derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die dritte Dichtung den Mischbehälter an einer Position berührt oder zu dem Mischbehälter den geringsten Abstand an einer Position hat, die geodätisch tiefer liegt als die Position, an der die erste Dichtung den Mischbehälter berührt.

Die Idee, die hinter dieser Maßnahme steht, ist, das Mischgut, das eventuell die dritte Dichtung überwindet, gegen die Schwerkraft nach oben transportiert werden müsste, um zur ersten Dichtung zu gelangen. Die erfindungsgemäße Anordnung der ersten und der dritten Dichtung reduziert somit den die erste Dichtung erreichenden Mischgutanteil.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter Fluidkanal mit einer zweiten Fluidkanalöffnung im ersten oder zweiten Luftraum vorgesehen, über welche ein Fluid in den ersten bzw. zweiten Luftraum zugeführt werden kann oder aus dem ersten bzw. zweiten Luftraum abgesaugt werden kann.

Falls die zweite Fluidkanalöffnung wie die erste Fluidkanalöffnung im ersten Luftraum angeordnet ist, kann dadurch im ersten Luftraum eine Fluidströmung erzeugt werden, so dass sich möglicherweise im Luftraum befindende Partikel abgesaugt werden. Die Anordnung beider Fluidkanalöffnungen im gleichen Luftraum verhindert somit ein unkontrolliertes Ansaugen von Luft aus dem Mischraum durch die näher zur Mischbehälterachse angeordneten Dichtungen.

So kann dies beispielsweise derart verwirklicht werden, dass die erste Fluidkanalöffnung näher an der Oberkante der Mischbehälterwand angeordnet ist als die zweite Fluidkanalöffnung. Beispielsweise kann dies dadurch erfolgen, dass sich die erste Fluidkanalöffnung über ein Röhrchen bis in den Luftraum hinein erstreckt.

Ist die zweite Fluidkanalöffnung im zweiten Luftraum angeordnet, kann eine Gasströmung zwischen erstem und zweitem Luftraum ausgebildet werden, um Partikel sowohl aus dem ersten als auch dem zweiten Luftraum abzusaugen. Zudem kann eine Reinigungsflüssigkeit verwendet werden, um die Lufträume und die diese begrenzenden Dichtungen zu reinigen. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Gasströmung von dem ersten Luftraum in den zweiten Luftraum. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine Fluidstrommaschine vorgese hen, mit welcher über den ersten Fluidkanal Fluid in den Luftraum zugeführt und über den zweiten Fluidkanal aus dem Luftraum abgesaugt wird.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn ein Mischerständer vorgesehen ist und der Mischbehälter um eine Drehachse drehbar gegenüber dem Mischerständer gelagert ist und die Mischvorrichtung ei nen Antrieb aufweist, mit welcher der Mischbehälter um die Drehachse gedreht werden kann, wo bei der Mischerdeckel an dem Mischerständer befestigt ist, wobei vorzugsweise zumindest die erste und die zweite Dichtung und am besten auch die dritte Dichtung am Mischerdeckel befestigt sind und in der geschlossenen Position den Mischbehälter berühren.

Bei dieser Ausführungsform kann der Mischbehälter um seine Drehachse gedreht werden, wäh rend der Mischerdeckel nicht gedreht wird. Insbesondere dann, wenn der Mischbehälter relativ zur Dichtung gedreht wird, werden besonders hohe Anforderungen an die Abdichtung gestellt. Zudem sind Anwendungsfälle denkbar, in welchen innerhalb des Mischbehälters ein Vakuum erzeugt wird, um beispielsweise das Mischgut zu entgasen.

Um die Dichtigkeit zu erhöhen, ist es von Vorteil, wenn die Dichtungen an Gegenlaufflächen des Mischerbehälters oder des Mischerdeckels, vorzugsweise des Mischerbehälters, anliegen, die ge genüber der Horizontalen geneigt sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Mischerdeckel zwischen einer offenen Position, in welcher der Mischerdeckel eine Einlassöffnung freigibt, und einer geschlossenen Position, in wel cher der Mischerdeckel die Einlassöffnung verschließt, hin und her bewegt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der zuge hörigen Figuren. Es zeigen:

Figur 1 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Mischvorrich tung,

Figur 2 eine erste Detailschnittansicht,

Figur 3 eine zweite Detailschnittansicht einer Ausführungsvariante der Figur 2 und

Figur 4 eine dritte Detailschnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante der Figur 2.

In Figur 1 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung gezeigt. Die Misch vorrichtung weist einen Mischbehälter 1 auf, der im Wesentlichen hohlzylinderförmig ist. Im Inneren des Mischbehälters 1 wird ein Hohlraum 2 zur Aufnahme von Mischgut ausgebildet. Der Mischbe hälter 1 ist nach oben offen. Er wird in der in Figur 1 gezeigten Position von einem Mischerdeckel 12 verschlossen. In dem Mischerdeckel 12 ist eine Mischerwelle 13 mit entsprechenden Misch werkzeugen 14 angeordnet. Der Mischbehälter 1 kann um eine Drehachse, die nicht auf der Achse der Mischerwelle 13 liegt, gedreht werden. Dies hat zur Folge, dass der Mischerdeckel 12 sich nicht zusammen mit dem Mischbehälter 1 dreht. Um dennoch in der geschlossenen Position das Innere 2 des Mischbehälters 1 gegenüber der Umgebung abzudichten, ist ein Dichtelement 7, das im Folgenden noch ausführlich beschrieben wird, zwischen dem Mischerdeckel 12 und der Ober kante des Mischbehälters 1 angeordnet.

Die Figuren 2 und 3 zeigen zwei Teilschnittansichten des oberen Randes des Mischbehälters 1 . Man erkennt, dass der obere Rand des Mischbehälters 1 einen sich nach oben erstreckenden umlaufenden Wulst 3 aufweist, der zwei Flankenflächen aufweist, die sich einerseits nach außen und andererseits nach innen erstrecken. An dem Mischerdeckel 12 ist ein Dichtelement 7 ange ordnet, welches zwei, eine V-Form bildende Dichtlippen 5, 6 aufweist, die als erste Dichtung 5 und zweite Dichtung 6 fungieren. Die erste Dichtung 5 liegt an der nach innen weisenden Flankenfläche des Wulstes 3 auf, während die zweite Dichtung 6 an der nach außen weisenden Flankenfläche des Wulstes 3 anliegt. Durch die Ausbildung als Dichtlippe sind die beiden Dichtungen elastisch bewegbar. In der gezeigten Position werden sie von dem Wulst 3 auf der Oberkante des Mischbe hälters 1 bereits auseinandergedrückt, so dass beide Dichtungen, d.h. die erste Dichtung 5 und die zweite Dichtung 6, eine Kraft auf den Wulst 3 ausüben. In der gezeigten Ausführungsform ist eine dritte Dichtung 4 vorgesehen, die ebenfalls am Behälterdeckel 12 befestigt ist.

Die dritte Dichtung 4 fungiert hier als Vordichtung und dient zur Zurückhaltung von großen Mengen von Mischgut, die mit hoher Dynamik in den Dichtungsbereich geschleudert werden. Dies kann insbesondere bei einer hohen Drehgeschwindigkeit der Mischerwelle 13 erfolgen. Die dritte Dich tung 4 ist bei der gezeigten Ausführungsform aus Kunststoff und läuft auf einer korrespondierenden Kontaktfläche am Ende der nach Innen weisenden Flankenfläche des Wulstes 3. Alternativ kann die Dichtung 4 am unteren Ende eine von der Mischbehälterachse weg nach außen stehende Ver dickung besitzen, die auf der Innenseite der glatten Mischbehälterwand anliegt. Der Abstand zwi schen der Kontaktfläche am Wulst 3 und der Vordichtung liegt typischerweise zwischen 0, 1 mm und höchstens 3 mm. Idealerweise gleitet die Vordichtung auf der Kontaktfläche. Um ein Einlaufen der Dichtungen in den Kontaktflächen zu vermeiden, sind die Kontaktflächen vorzugweise mit einer besonders harten und verschleißbeständigen Oberfläche durch Härtung oder Beschichtung oder entsprechende Materialwahl geschützt. Zu erkennen ist, dass die Position an welcher die dritte Dichtung den Mischbehälter berührt (Figur 3) oder die Position des Mischbehälters, die der dritten Dichtung am nächsten liegt (Figur 2) geodätisch tiefer liegt als die Position an welcher die erste Dichtung den Mischbehälter berührt. Die Dichtvorrichtung 7 mit den beiden Dichtlippen, welche die erste Dichtung 5 und die zweite Dichtung 6 bilden, liegt in der geschlossenen Position des Mischerdeckels 12 auf dem umlaufenden Wulst 3 mit geneigten Flankenflächen auf und sorgt für eine Dichtwirkung vom ersten Luftraum 10 in beide Richtungen, d.h. sowohl in Richtung des Behälteräußeren als auch in Richtung des Behälterinneren bzw. in Richtung des zweiten Luftraums 1 1 , der von der dritten Dichtung 3, der ersten Dichtung 5 sowie dem Mischbehälter 1 und dem Mischerdeckel 12 gebildet wird. Zur Befestigung der Dichtungen am Mischerdeckel 12 ist ein Haltering 8 vorgesehen, der mit dem Mischerdeckel 12 verschraubt ist. Dieser Haltering 8 dient zu einer form- oder kraftschlüssigen Verbindung der Dichtungen mit dem Mischerdeckel 12. Alternativ kann zur direkten Befestigung der Dichtvorrichtung im Mischerdeckel die Dichtvorrichtung 7 mit dem Haltering 8 und ggfs der Dichtung 4 mit Hilfe eines Halterahmens 18 in eine Baugruppe zusammengeführt werden, wobei diese Baugruppe leicht lösbar, z.B. mittels eines Bajonettverschlusses, mit dem Mischerdeckel 12 verbunden ist und als eine Einheit, z.B. zur Reinigung oder zum Austausch entnommen werden kann.

Wie insbesondere in Figur 3 zu erkennen ist, ist eine erste Fluidkanalöffnung 15 vorgesehen, über welche ein Fluid in die erste Luftkammer 10 eingebracht werden kann. Beispielsweise könnte eine zweite Fluidkanalöffnung ebenfalls eine Verbindung zu dem ersten Luftraum 10 darstellen, so dass in den Luftraum 10 ein Spülgas eingeleitet und abgesaugt werden kann, um eventuell in den Luftraum 10 gelangende Mischgutbestandteile zu entfernen. Um die Dichtwirkung der ersten und zweiten Dichtung zu vergrößern, ist es möglich, die Fluidzufuhr und die Fluidableitung derart einzustellen, dass in dem ersten Luftraum 10 sich ein leichter Unterdrück aufbaut, der die erste Dichtung 5 und die zweite Dichtung 6 an den Wulst 3 presst. Ein geeigneter Unterdrück liegt im Bereich zwischen 0,1 und 100 mbar und besonders bevorzugt zwischen 2 und 30 mbar. Alternativ könnte eine weitere Fluidkanalöffnung im Bereich zwischen der ersten Dichtung 5 und der dritten Dichtung 4 positioniert sein. In diesem Fall kann je nach Bedarf eine Spülluft zwischen erstem Luftraum 10 und zweitem Luftraum 1 1 bewegt werden.

Figur 4 zeigt eine Variante der Dichtung aus Figur 2. Die ringförmige Dichtung 7 besitzt einen mittleren Durchmesser D und besteht aus den Dichtlippen 5 und 6 die jeweils eine Einschnürung in einem Abstand L zum äußeren Ende der Dichtung besitzen, so dass beim Kontakt der Dichtlippen mit dem Wulst 3 die Dichtlippe bevorzugt um diese Einschnürung nach außen ausgelenkt wird. Die Dichtlippen 5 und 6 werden um die Auslenkung s nach außen bewegt, so dass sie mit einer definierten Kraft über eine Breite B auf dem Wulst 3 aufliegen. Die Dichtlippen 5 und 6 sind hier, vergleichbar wie die Dichtung 4 in Figur 3, mit einer in Richtung der Kontaktfläche hervorstehenden Erhebung am äußeren Ende versehen, um einen möglichst linienförmigen Kontakt zwischen Dichtung und Kontaktfläche zu erhalten. Im unbelasteten Zustand besitzt die Dichtung am äußeren Ende der Dichtlippen 5 und 6 einen lichten Abstand von B - 2s, während sie im belasteten Zustand einen lichten Abstand von B zwischen den Kontaktpunkten an der Kontaktfläche aufweist. Eine besonders hohe Dichtwirkung wird erzielt, wenn die Geometrieparameter der Dichtung in folgendem bevorzugten Wertebereich liegen.

L/D = 0,01 - 0,05

s/L = 0,05 -0,5

B/D = 0,01— 0,1

Insbesondere dann, wenn bei einem verschwenkbaren Mischerdeckel der Deckel in seine geschlossene Position gebracht wird, kann auch eine Spülflüssigkeit zwischen die Dichtungen gebracht werden, um die Dichtungen zu reinigen.

Die Fluidzu- und -abführung kann auch intervallweise erfolgen und muss nicht ununterbrochen während des gesamten Misch- oder Reinigungsvorgangs durchgeführt werden.

Bezuqszeichenliste

1 Misch behälter

2 Hohlraum

3 Wulst

4 dritte Dichtung

5 erste Dichtung

6 zweite Dichtung

7 Dichtelement

8 Haltering

10 erster Luftraum

1 1 zweiter Luftraum

12 Mischerdeckel

13 Mischerwelle

14 Mischwerkzeuge

15, 16, 17 Fluidkanalöffnung

18 Halterahmen