CH666628A5

CH666628A5 - AGITATOR IN A STORAGE CONTAINER FOR SUSPENDING SOLIDS AND LIQUIDS.

Info

Publication number: CH666628A5
Application number: CH1216/84A
Authority: CH
Inventors: Eduard Arnold
Original assignee: Arnold Ag
Priority date: 1984-03-12
Filing date: 1984-03-12
Publication date: 1988-08-15
Also published as: EP0164303A2; EP0164303A3

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen dargestellt ist, bezieht sich auf ein Rührwerk in einem Lagerbehälter zum Suspendieren von intermittierend anfallenden Feststoffen und Flüssigkeiten, die sich unter der Einwirkung der Schwerkraft entmischen würden. The invention as set out in the claims relates to an agitator in a storage container for suspending intermittently occurring solids and liquids which would separate under the action of gravity.

Das Rühren ist ein Vorgang, bei dem Flüssigkeiten miteinander vermischt bzw. bei dem gasförmige, flüssige oder feste Körper in Flüssigkeiten verteilt (oder ebenfalls gelöst) werden. Das Rühren spielt in der chemischen-, pharmazeutischen-, der Lebensmittelindustrie, der Grundstoff- und Wasseraufbereitung sowie in der Umweltschutz- und Farmtechnik eine wichtige Rolle. Ziel kann die Herstellung eines homogenen Systems, die Beschleunigung der Stoff- oder Wärmeübertragung oder chemische resp. biochemische Reaktion sein. Die Rührprozesse können entweder in Rohrleitungen oder in Behältern, Tanks oder Becken durchgeführt werden. In Behältern jeglicher Art erfolgt die notwendige Energiezufuhr meist durch in der Flüssigkeit rotierende Rührer. Mit diesen Anordnungen sind je nach den Aggregatzuständen der beteiligten Komponenten die verschiedensten Prozesse möglich. Flüssige und feste Komponenten rührt man, um aufzulösen, zu extrahieren, flottieren, kristalisieren, löslich-keitsverdrängen und suspendieren. Es sind eine ganze Anzahl von Rührwerken gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, die als Ankerrührer, Fingerrührer, Band-rührer und Schneckenrührer in den Lehrbüchern der Chemie, des Maschinen- und Apparatebaus oder der Normen bekannt sind (Ankerrührer, DIN Nr. 28143, DIN Nr. 28142/43). Alle diese Rührwerke werden in senkrecht stehenden Behältern so angeordnet, dass ihre Welle in der Behälterachse angeordnet wird. Durch diese Anordnung bedingt, wird der Antrieb bei geschlossenen Behältern am Behälterdach und bei offenen Behältern an einer brückenähnlichen Tragkonstruktion befestigt. Stirring is a process in which liquids are mixed together or in which gaseous, liquid or solid bodies are distributed (or also dissolved) in liquids. Stirring plays an important role in the chemical, pharmaceutical, food industry, raw material and water treatment as well as in environmental protection and farm technology. The goal can be the production of a homogeneous system, the acceleration of mass or heat transfer or chemical resp. be a biochemical reaction. The stirring processes can be carried out either in pipes or in containers, tanks or basins. In containers of all kinds, the necessary energy is usually supplied by stirrers rotating in the liquid. With these arrangements, a wide variety of processes are possible depending on the physical states of the components involved. Liquid and solid components are stirred in order to dissolve, extract, float, crystallize, displace solubility and suspend. There are a number of agitators known according to the preamble of claim 1, which are known as anchor stirrers, finger stirrers, ribbon stirrers and screw stirrers in the textbooks of chemistry, machine and apparatus construction or standards (anchor stirrers, DIN No. 28143, DIN No. 28142/43). All of these agitators are arranged in vertical containers so that their shaft is arranged in the container axis. Due to this arrangement, the drive is attached to the roof of the container when the container is closed and to a bridge-like support structure when the container is open.

Insbesondere bei grösseren Behältern ist es von wirtschaftlichem Vorteil, die offene Bauart zu wählen. Grössere Behälter niedriger Bauart werden als Becken bezeichnet. Bewährte Rührwerkkonstruktionen werden kaum angewendet, da ihre Aufhängung wie auch die Aufnahme der Drehmomente zu kostspieligen Konstruktionen führt. Die neuen Umweltschutzvorschriften verlangen von den Zucht- und Mastbetrieben der konzentrierten Tierhaltung, dass die Fäkalien der Tiere in aerobem Zustand längere Zeit im Betrieb selbst gelagert werden können. In the case of larger containers in particular, it is economically advantageous to choose the open design. Larger containers of a lower design are called pools. Proven agitator designs are rarely used, since their suspension and the absorption of the torques lead to costly designs. The new environmental protection regulations require breeding and fattening companies in concentrated animal husbandry that the faeces of the animals in aerobic condition can be stored in the company itself for a longer period of time.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Rührwerk in einem Lagerbehälter zu schaffen, zum Suspendieren von intermittierend anfallenden Feststoffen und Flüssigkeiten, die sich unter der Einwirkung der Schwerkraft entmischen würden, indem zum Erzeugen eines Potentialwirbels des Behälterinhaltes ein oder mehrere Paddelrührer vorhanden sind, dessen bzw. deren Rotationsachse^) exzentrisch zu der Behälterbodenmitte gelagert ist bzw. sind, und die zum ruhenden Flüssigkeitsspiegel in einem spitzen Winkel stehen, und dessen oder deren Paddel bei der Rotation jeweils die Mantelfläche eines fiktiven Kegels bilden. Dabei berührt die parallel zum Boden stehende Mantellinie des Kegels annähernd den Behälterboden, wobei der Antrieb günstigerweise am Rand der Behälterwand abgestützt bzw. angeordnet wird. The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in the claims, achieves the object of creating an agitator in a storage container for suspending intermittently occurring solids and liquids which would separate under the action of gravity, by generating a potential vortex of the container contents or several paddle stirrers are present, the axis of rotation of which is or are mounted eccentrically to the center of the container bottom, and which are at an acute angle to the stationary liquid level, and the paddles of which form the outer surface of a fictitious cone during rotation. The surface line of the cone, which is parallel to the bottom, approximately touches the bottom of the container, the drive being advantageously supported or arranged on the edge of the container wall.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass keine Extratragkonstruktionen für die Lagerung des Rührwerkes notwendig sind, um ein Rührwerk zu installieren, das ein ausgesprochener Langsamläufer ist und daher mit hohem Wirkungsgrad arbeitet. Das vorgeschlagene Paddelrührwerk erzeugt die höchsten Scher- und Transportkräfte im Sohlenbereich des Beckens, bestreicht aber durch seine Paddel die gesamte Tiefe des Füllstandes. Schliesslich lässt sich das Paddelrührwerk so bauen, dass seine Paddel sich selbsttätig bei Stillstand falten. Diese Ausführungsart der Erfindung hat den Vorteil, dass der Rührbetrieb intermittierend geführt werden kann, d.h. nach jedem Betriebsintervall folgt eine Betriebspause, die zum Entmischen der Komponenten und somit zu Ablagerungen der Feststoffe führt. Somit lässt sich die Erkenntnis ausnützen, dass es zum Anspringen des Fäulnisprozesses die Bindung des gelösten Sauerstoffes braucht. Dieser Vorgang lässt während vielen Stunden Ablagerungen zu, sofern nach dieser Ruhezeit die Sedimente erneut hochgewirbelt und in die Flüssigkeit verteilt werden. Die gefalteten Paddel begünstigen die Startbedingungen, indem die Paddel selbst in gefaltetem Zustand eine kleinere Schwungmasse darstellen und, dass das Festsitzen eines Paddels in den Sedimenten durch den gefalteten Zustand verhindert wird. Schliesslich ist ein weiterer Vorteil die ausserordentliche Einfachheit und Robustheit des Rührwerkes, die die Investitionen mässigt und somit einen echten Beitrag für den Umweltschutz im Landwirtschaftssektor darstellt. Es versteht sich, dass diese Vorteile in verschiedenen Industriezweigen, wie eingangs erwähnt, genutzt werden können. The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that no additional supporting structures are required for the storage of the agitator in order to install an agitator which is an extremely slow-running machine and therefore works with high efficiency. The proposed paddle agitator generates the highest shear and transport forces in the bottom area of the pool, but covers the entire depth of the fill level with its paddles. Finally, the paddle agitator can be built in such a way that its paddles fold themselves automatically when they stand still. This embodiment of the invention has the advantage that the stirring operation can be carried out intermittently, i.e. after each operating interval there is a break in operation, which leads to segregation of the components and thus deposits of the solids. In this way, the knowledge can be exploited that binding the dissolved oxygen is necessary to start the putrefaction process. This process allows sedimentation for many hours, provided that after this rest period the sediments are whirled up again and distributed into the liquid. The folded paddles favor the starting conditions in that the paddles represent a smaller flywheel even when folded and that the paddle prevents the paddles from getting stuck in the sediments due to the folded state. Finally, another advantage is the extraordinary simplicity and robustness of the agitator, which moderates the investments and thus makes a real contribution to environmental protection in the agricultural sector. It goes without saying that these advantages can be used in various branches of industry, as mentioned at the beginning.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer, lediglich zwei Ausführungswege darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing which shows only two possible embodiments. It shows

Fig. 1 im Schnitt eines Beckens die einfachste Bauform des Paddelrührers mit vier festen Paddeln, 1 in section of a basin, the simplest design of the paddle stirrer with four fixed paddles,

Fig. 2 den Grundriss des in Fig. 1 dargestellten Paddelrührers, 2 shows the floor plan of the paddle stirrer shown in FIG. 1,

Fig. 3 die geöffneten Paddel der faltbaren Ausführung, 3 shows the open paddles of the foldable design,

Fig. 4 den Rührer im Stillstand beim gefalteten Paddel. Fig. 4 the stirrer at a standstill when the paddle is folded.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Paddelrührwerk zum Suspendieren von intermittierend anfallenden Feststoffen und Flüssigkeiten, die sich unter der Einwirkung der Schwerkraft ent5 1 and 2 is a paddle stirrer for suspending intermittently occurring solids and liquids which develop under the influence of gravity

10 10th

15 15

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25 25th

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3 3rd

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mischen würden, dargestellt, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Lagerbock 1 mit integriertem Lager, aus einem Rührwerkschaft 2, der vorzugsweise aus einem rechteckigen Hohlstahl besteht, aus einem Antriebsaggregat 3, das aus einem Antriebsmotor und Untersetzungsgetrieben besteht, sowie aus Naben 4, in denen die Speichen 5 befestigt sind, und an deren Enden die Paddel sitzen. Die runde Bek-kenwand 9 bildet mit dem Boden 8 das Becken, dessen Zentrum 7 gekennzeichnet ist. In Fig. 1 sind schliesslich die Wasserspiegel 10,11,12 dargestellt, entsprechend einem niedrigen, mittleren und vollen Füllstand des Betriebes. would mix, shown, which in its basic structure consists of a bearing block 1 with an integrated bearing, an agitator shaft 2, which preferably consists of a rectangular hollow steel, a drive unit 3, which consists of a drive motor and reduction gears, and hubs 4, in to which the spokes 5 are attached, and at the ends of which the paddles sit. The round pool wall 9 forms with the floor 8 the pool, the center 7 of which is marked. 1 finally shows the water levels 10, 11, 12, corresponding to a low, medium and full level of operation.

In den Fig. 3 und 4 ist die faltbare Ausführung des Rührwerkes analog Fig. 1 dargestellt, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau aus dem Lagerbock 1, dem Rührwerkschaft 2 und dem Antrieb 3 sowie den mit Gelenken versehenen Naben 25, 26, die die Paddel 6', 6", 6"' sowie die Speichen 5 durch die Gelenke 31', 31", 31"' aufnehmen. An den Naben 25,26 sind Teleskoprohre 32', 32" angemacht, die die Druckfeder 34 beherbergen. Dabei ist die Druckfeder 34 als Folge der Rotation des Rührers 36 resp. durch die auf die Paddel 6', 6", 6'" wirkenden Zentrifugalkräfte im geöffneten Zustand. In Fig. 4 ist das faltbare Paddelrührwerk im Ruhezustand und daher gefaltet. Die Druckfeder 34 ist in annähernd entspanntem Zustand. Der Inhalt des vollgefüllten Beckens hat sich entmischt, indem sich vom Flüssigkeitsspiegel gegen den Beckenboden Schichten verschiedener Dichte einstellen. In der Zeichnung sind drei Schichten verschiedener Dichte angedeutet, wobei auf die Ablagerungen 40 eine Schicht der schwereren Schwebestoffe 42 folgt mit der Schicht der geringsten Dichte 43. 3 and 4, the foldable version of the agitator is shown analogous to FIG. 1, which in its basic structure of the bearing block 1, the agitator shaft 2 and the drive 3 and the hubs 25, 26 provided with joints, which the paddles 6th ', 6 ", 6"' and the spokes 5 through the joints 31 ', 31 ", 31"'. Telescopic tubes 32 ', 32 ", which house the compression spring 34, are attached to the hubs 25, 26. The compression spring 34 is the result of the rotation of the stirrer 36 or of those acting on the paddles 6', 6", 6 '" 4, the foldable paddle agitator is in the idle state and therefore folded. The compression spring 34 is approximately relaxed Three layers of different densities are indicated in the drawing, with the deposits 40 being followed by a layer of the heavier suspended substances 42 with the lowest density layer 43.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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1. agitator in a storage container (8, 9) for suspending intermittently occurring solids and liquids that would separate under the influence of gravity, characterized in that one or more paddle stirrers (36) are provided to generate a potential vortex of the container contents, whose axis of rotation (s) is or are eccentric to the center of the container bottom (7), and which are at an acute angle to the stationary liquid level (10, 11, 12), and its paddle (6) during rotation each form the outer surface of a fictitious cone, the surface line of which is parallel to the container bottom (8) and approximately touches it.

2. Agitator according to claim 1, wherein the angle of the paddles (6) to the agitator shaft (2) can be changed when the paddle stirrer (36) is at a standstill and rotated.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Agitator according to claims 1 and 2, in which the angle of the paddle to the agitator axis is automatically reduced by a return spring at standstill and is increased when the agitator rotates by the centrifugal force acting on the paddle.

4. Agitator according to claim 1, in which the drive of the stirrer is arranged outside the container.

5. Agitator according to claim 1, in which the drive is arranged on the edge of the container wall.

6. Agitator according to one of the claims 1 to 5, in which the paddles have a rectangular or semicircularly arched, channel-like cross section.