CN105073238A - 用于调节搅拌叶片的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包括用于调节搅拌器搅拌叶片容纳件上的搅拌叶片的设备和方法，搅拌叶片能够以搅拌叶片轴相对横向于搅拌器旋转轴布置的虚拟平面以预定的迎角固定在搅拌叶片容纳件的横向于旋转轴布置的容纳孔中。该设备的特征在于，设置有带容纳元件的设备主体，容纳元件用于容纳带有未固定的搅拌叶片的搅拌叶片容纳件，并且针对搅拌叶片在各自的搅拌叶片轴之外朝向容纳元件的每个底面，在设备主体上布置有止挡部，各个搅拌叶片在达到其迎角时可以相对该止挡部止挡。该方法的特征在于，执行下述步骤：a)将搅拌叶片以其搅拌叶片轴的自由端部插装到搅拌叶片容纳件的容纳孔中，b)将搅拌叶片容纳件插装到用于调节搅拌叶片的设备的设备主体的容纳元件上，c)通过将搅拌叶片的底面以其预定的迎角分别相对设备主体的对应的止挡部止挡来将搅拌叶片容纳件定位，d)将搅拌叶片固定在搅拌叶片容纳件中，并且e)将搅拌叶片容纳件从该设备中移除。

Description

用于调节搅拌叶片的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于调节搅拌器搅拌叶片容纳件上的搅拌叶片的设备，搅拌叶片能够以搅拌叶片轴相对横向于搅拌器旋转轴布置的虚拟平面以预定的迎角固定在搅拌叶片容纳件的横向于旋转轴布置的容纳孔中。
此外，本发明涉及一种用于调节待布置在搅拌器搅拌叶片容纳件上的搅拌叶片的方法，搅拌叶片以搅拌叶片轴相对横向于旋转轴布置的虚拟平面以预定的迎角固定在搅拌叶片容纳件的横向于旋转轴布置的容纳孔中。
背景技术
对于具有搅拌器的生物反应器，需要最优地设计且精确地装配搅拌器，其包括布置在搅拌器轴上的搅拌部件。在装配时一个特别的方面是，精确地设定待布置在搅拌叶片容纳件上的搅拌叶片的倾斜角度或迎角。由于在搅拌时，在搅拌器搅拌叶片上存在最高角速度，所以在此也存在最高剪切力。由于偏斜的角，剪切力显著上升，这导致对待培养的有机体的损害。特别是对于能再次使用的生物反应器，在清洁时搅拌部件必须总是再次移除并且重新安装在搅拌器轴上。紧接着对迎角的设定迄今为止都是困难、费时且高成本的过程。
来自于SartoriusStedimBiotechGmbH(德国赛多利斯公司)的数据表“Manualadjustmentof3-bladesegmentimpellertoanangleof30°(手动将三叶片段式叶轮调节至30°角)”公知了一种用于调节搅拌叶片容纳件中的搅拌叶片的方法，其中，首先手动地用螺丝刀将搅拌叶片轻微地拧入叶片容纳件的螺纹孔中。接着，利用角度测量器预先给定搅拌叶片的所期望的迎角，并且该搅拌叶片沿着显示角度的装置取向，使得该搅拌叶片容纳件平行于角度测量器地取向。然后，才将螺纹孔中的搅拌叶片在期望的位置中拧紧。依次针对其他搅拌叶片重复该工序。当所有搅拌叶片以所需的迎角拧入搅拌叶片容纳件中时，在最后一个步骤中，通过将完成装配的带有搅拌叶片的搅拌叶片容纳件置放到平坦的面上来检测搅拌叶片容纳件的底侧是否平行于平坦的面地取向，由此确保了所有搅拌叶片相对搅拌叶片容纳件以期望的迎角取向。
不利的是，该调节相对费时并且因而是高成本的。此外，该调节相对不精确。
由DE102006053339A1公知了一种用于发酵装置的搅拌装置，其中，搅拌叶片可以通过可拆卸的插接部与固定在搅拌杆或者说旋转轴上的搅拌叶片容纳件相连。搅拌叶片的朝向搅拌叶片容纳件的端部具有插接销栓，插接螺栓能够以可拆卸的方式借助固定螺栓固定在搅拌叶片容纳件的插接销栓容纳件中。搅拌叶片相对旋转轴的迎角可以通过拆卸、转动插接销栓和重新将插接销栓固定在插接销栓容纳件中而改变，其中，在搅拌叶片纵轴线和垂直于搅拌杆轴线的水平面之间围成的角度分别恒定保持在5°至15°。在插接销栓端部上可以例如设置有四个卡止元件，它们嵌接到插接销栓容纳件中的四个对应的端侧的卡止容纳件中。在该实施方式中，实现了搅拌叶片相对于搅拌器套筒的四个不同的迎角。作为替代，该插接销栓可以具有多边形结构，并且嵌接在带有对应的多边形容纳通道的插接销栓容纳件中。在该实施方式中，可以实现和多边形结构所具有的拐角一样多的不同的迎角。
在该公知的设备中不利的是，特别是制造搅拌叶片容纳件是相对高成本的。
由DE2702795C2公知了一种用于将可调整角度的搅拌桨紧固在紧固在轴上的保持臂上的紧固装置，其带有至少一个螺栓螺母连接部，并且带有至少一个在搅拌桨中的螺栓孔，其中，该螺栓孔轴线位于垂直于保持臂轴线的平面中。该保持臂具有至少一个在垂直于保持臂轴线的平面中延展的长孔和多个平行于其轴线的锁定槽，搅拌桨的锁定件嵌接到锁定槽中。搅拌桨的迎角通过松开螺栓螺母连接部而变化，接着将锁定件从锁定槽中取出，并且对搅拌桨的调节通过搅拌桨在保持臂的倒圆的止挡面上的扭转而变化，其中，螺栓的螺纹销栓在长孔内部滑动。
在该公知的设备中不利的是，特别是制造搅拌叶片容纳件是相对高成本的。
另外由DE19711019A1公知了一种搅拌器，为了实施聚合反应，该搅拌器的搅拌叶片能以在其迎角方面可变的方式变化。在此，经由两个位于罩体中的臂，在驱动空心轴上装配有两个搅拌叶片，搅拌叶片的倾角可以相对彼此变化并且可以相对于搅拌杆通过能锁定的控制轴变化，该控制轴位于驱动空心轴内部。该控制轴通过齿轮变速箱与两个臂相连。
在此缺点是，该搅拌器整体相对复杂且相对高成本地构造。
发明内容
因此本发明的任务在于，在高精确度的情况下简化对搅拌器搅拌叶片容纳件上的搅拌叶片的调节，并且通过改进公知的设备和方法而低成本地构造。
在设备方面的任务结合权利要求1的前序部分通过如下方式来解决，即，设置带有容纳元件的设备主体，容纳元件用于容纳带有未固定的搅拌叶片的搅拌叶片容纳件，并且针对搅拌叶片在各自的搅拌叶片轴之外朝向容纳元件的每个底面，在设备主体上布置有止挡部，各个搅拌叶片在达到其迎角时可以相对该止挡部止挡。
通过用于调节搅拌叶片的设备，其设备主体不是搅拌器或者搅拌叶片容纳件(例如搅拌器套筒)的一体式的构件，该设备可以“移动地”用于调节不同的搅拌叶片容纳件上的搅拌叶片。该设备主体可以用于调节已经公知的且已证实为低成本的搅拌器，也就是说，用于调节在搅拌器搅拌叶片容纳件上的搅拌叶片。通过独立的能反复使用的设备主体，不仅提升了调节精确度还实现了费用降低。
根据本发明的一个有利实施方式，设备主体的容纳元件构造为容纳销，待调节的搅拌叶片容纳件可以简单地插装到容纳销上。
根据本发明的另一有利实施方式，配属于搅拌叶片的止挡部构造为止挡面，其相对横向于容纳销的纵轴线布置的虚拟平面相应于预定的迎角地倾斜，并且搅拌叶片的底面至少在部分区域中能够以贴靠到该止挡面上的方式止挡。也就是说，只要该止挡面相应于预定的迎角地倾斜，那么搅拌叶片的以贴靠的方式止挡的底面就具有相同的预定的迎角。这实现了“自动的”调节而无需复杂的测量过程以及与之相关的测量精确度。
根据本发明的另一优选实施方式，该止挡面构造为空置的面。
通过空置的止挡面，该设备(也就是说该设备主体)的制造和操作是特别简单的。带有未固定的搅拌叶片的搅拌叶片容纳件仅须插装到容纳销上，其中，该搅拌叶片的底面以贴靠到止挡面上的方式止挡。
在固定搅拌叶片之后，带有已固定的搅拌叶片的搅拌叶片容纳件可以简单地取出。为了调节具有其他迎角的搅拌叶片，可以简单地使用相应的其他设备。
但可以实现的是，该设备除了具有构造为空置面的止挡面外，还具有以预定的第二迎角倾斜的止挡面。于是，该设备可以用于调节两个不同的迎角。
根据本发明的另一优选的实施方式，止挡面构造为用于部分地容纳搅拌叶片的凹部的面。当设备应当适用于调节两个或者更多个迎角时，这种将止挡面构造为凹部的面的构造方案是特别适宜的。相应地，第一凹部的第一止挡面用于调节第一迎角，而第二凹部的第二止挡面用于调节第二迎角。特别是也可以实现将用于调节第一迎角的第一止挡面构造为空置的止挡面，而将用于调节第二迎角的第二止挡面构造为凹部的止挡面。
在方法方面的任务结合权利要求7的前序部分通过如下方式来解决，即，执行下述步骤：
a)将搅拌叶片以其搅拌叶片轴的自由端部插装到其搅拌叶片容纳件的容纳孔中，
b)将搅拌叶片容纳件插装到用于调节搅拌叶片的设备的设备主体的容纳元件上，
c)通过将搅拌叶片的底面以其预定的迎角分别相对设备主体的对应的止挡部止挡来将搅拌叶片容纳件定位，
d)将搅拌叶片固定在搅拌叶片容纳件中，并且
e)将搅拌叶片容纳件从该设备中移除。
将搅拌叶片以公知的方式以其搅拌叶片轴的自由端部插装到搅拌叶片容纳件的容纳孔中。在后续步骤中，将搅拌叶片容纳件简单地插装到用于调节搅拌叶片的设备的设备主体的容纳元件上，其中，在进一步的后续步骤中，搅拌叶片通过其底侧相对设备主体的对应的止挡部的止挡实际上自动地调节到其预定的迎角。接着，搅拌叶片容纳件的搅拌叶片以公知的方式通过固定其搅拌叶片轴来紧固，并且将带有固定在其中的搅拌叶片的搅拌叶片容纳件简单地从设备中移除。
根据本发明的一个优选实施方式，在步骤c)中，将搅拌叶片的底侧通过面式地相对构造为空置的止挡面的止挡部止挡来定位。由此，利用步骤c)可以简单地通过从该设备中取出而将搅拌叶片容纳件移除。
根据本发明的另一优选实施方式，在步骤c)中，将搅拌叶片的朝向设备主体的端部插装到所述设备主体的对应的凹部中，并且搅拌叶片通过其底侧面式地相对由凹部形成的止挡面止挡来定位。
只要搅拌叶片的端部插装到对应的凹部中，那么在步骤e)中就可以通过螺旋式的转动运动从设备中移除搅拌叶片容纳件。
附图说明
本发明的其他细节由下文的详细描述和附图得出，在附图中示例性地说明了本发明的优选实施方式。其中：
图1示出用于调节搅拌器的具有插装的搅拌叶片容纳件的搅拌叶片的设备的侧视图，该搅拌器带有在预定的迎角中止挡的搅拌叶片；
图2示出图1的搅拌叶片容纳件的侧视图；
图3示出用于调节搅拌叶片的设备的立体图，搅拌叶片带有空置的止挡面；
图4示出图2的搅拌叶片容纳件的俯视图；
图5示出用于调节搅拌叶片的另一设备的侧视图，搅拌叶片带有以第一迎角倾斜的空置的止挡面以及其止挡面以第二迎角倾斜的凹部；
图6示出图5的设备的侧视图，GIA设备带有插装的搅拌叶片容纳件和搅拌叶片，该搅拌叶片以第一迎角倾斜；
图7示出图5的用于调节搅拌叶片的设备的侧视图，该设备带有插装的搅拌叶片容纳件和搅拌叶片，搅拌叶片以第二迎角发生倾斜并且嵌接到设备的凹部中；
图8示出用于调节搅拌叶片的另一设备的侧视图，搅拌叶片带有其止挡面以第一迎角倾斜的凹部以及其止挡面以第二迎角倾斜的凹部；
图9示出图8的用于调节搅拌叶片的设备的侧视图，该设备带有插装的搅拌叶片容纳件和搅拌叶片，该搅拌叶片以第一迎角倾斜；
图10示出图8的用于调节搅拌叶片的设备的侧视图，该设备带有插装的搅拌叶片容纳件和搅拌叶片，该搅拌叶片以第二迎角倾斜并且嵌接到第二凹部中。
具体实施方式
用于调节搅拌叶片2的设备1主要由带有容纳元件4和止挡部5的设备主体3构成。用于容纳搅拌叶片2的搅拌叶片容纳件6以公知的方式由环形元件7构成，为了紧固在仅作为对称轴线示出的搅拌器旋转轴9上，环形元件带有中央开口8。横向于旋转轴9，该环形元件7具有用于容纳与搅拌叶片2连接的搅拌叶片轴11的自由端部的径向孔10。通过固定螺栓12，搅拌叶片2可以以其搅拌叶片轴11固定在元件7的径向容纳孔10中。
相对横向于搅拌器旋转轴9布置的虚拟平面13，以预定的第一迎角14或第二迎角15对搅拌叶片2进行调节。
根据实施例，设备主体3分别具有容纳销16作为容纳元件4，带有中央开口8的搅拌叶片容纳件6的环形的元件7可以插装在容纳销上。容纳销16具有纵轴线17，该纵轴线17在已插装好搅拌叶片容纳件6时与搅拌叶片容纳件的旋转轴9重合。
相应于图1、3和5至7的实施例，设备主体3、3’具有止挡部5，其构造为空置的止挡面18、18’。空置的止挡面18、18’相对横向于纵轴线17布置的虚拟平面19以相应于预定的第一迎角14的方式倾斜，从而在搅拌叶片容纳件6利用未固定的、也就是说利用以未经螺栓固定的方式松动地插装到径向容纳孔10中的搅拌叶片2插装到容纳元件4上之后，该搅拌叶片2以其底面20以贴靠在止挡面18、18’的区域中的方式止挡，并且因而以迎角14倾斜。只要搅拌叶片2以期望的迎角14定位，那么就通过手动拧紧将搅拌叶片以预先给定的迎角14固定在径向容纳孔10中。
相应于图5至7的实施例地，附加于第一止挡面18’地设置有第二止挡面21作为凹部22的部分，凹部22相对于虚拟平面19以预定的第二迎角15倾斜。
相应于图8至10的实施例，该设备主体3”除了凹部22还具有带有第一止挡面24的凹部23，凹部23相对于虚拟平面19以预定的第一迎角14倾斜。
在这些实施例中，第一迎角14为30°，而第二迎角15为45°。
当然，在特别的说明中讨论的并且在附图中示出的实施方式仅表现了本发明的解释性的实施例。在本申请公开内容的启示下，本领域技术人员获知了广泛的变化可能性。特别是止挡部5不一定要构造为面式的。它们例如还可以构造为调节螺栓。例如也可以设置多于两个的凹部22、23。还可以使用不同的搅拌叶片容纳件6，因此除了两个或者三个搅拌叶片2，搅拌叶片容纳件也可以具有四个或五个以及更多个搅拌叶片2。
附图标记列表
1设备
2搅拌叶片
3、3’、3”设备主体
4容纳元件
5止挡部
6搅拌叶片容纳件
76的环形元件
87的中央开口
9旋转轴
107的径向容纳孔
11搅拌叶片轴
12固定螺栓
13虚拟平面
14第一迎角
15第二迎角
164的容纳销
1716的纵轴线
185的(空置的)止挡面
193、3’、3”的虚拟平面
202的底面
2122的第二止挡面
22凹部
23凹部
2423的第一止挡面

Claims (11)

1.一种用于调节搅拌器的搅拌叶片容纳件(6)上的搅拌叶片(2)的设备(1)，所述搅拌叶片能以搅拌叶片轴(11)相对横向于搅拌器的旋转轴布置的虚拟平面(13)以预定的迎角(14、15)固定在所述搅拌叶片容纳件(6)的横向于旋转轴(9)布置的容纳孔(10)中，
其特征在于，
设置有带容纳元件(4)的设备主体(3、3’、3”)，所述容纳元件用于容纳带有未固定的搅拌叶片(2)的搅拌叶片容纳件(6)，并且
针对所述搅拌叶片(2)在各自的搅拌叶片轴(11)之外朝向所述容纳元件(4)的每个底面(20)，在所述设备主体(3、3’、3”)上布置有止挡部(5)，各个搅拌叶片在达到其迎角(14、15)时能相对所述止挡部止挡。
2.根据权利要求1所述的设备，
其特征在于，
所述容纳元件(4)构造为容纳销(16)，所述搅拌叶片容纳件(6)能插装到所述容纳销上。
3.根据权利要求1或2所述的设备，
其特征在于，
配属于所述搅拌叶片(2)的止挡部(5)构造为止挡面(18、18’、21、24)，所述止挡面相对横向于所述容纳销(16)的纵轴线(17)布置的虚拟平面(19)相应于所述预定的迎角(14、15)地倾斜，并且所述搅拌叶片(2)的底面(20)至少在部分区域中能以贴靠到所述止挡面(18、18’、21、24)上的方式止挡。
4.根据权利要求3所述的设备，
其特征在于，
所述止挡面(18、18’)构造为空置的面。
5.根据权利要求3或4所述的设备，
其特征在于，
所述止挡面(21、24)构造为用于部分地容纳所述搅拌叶片的凹部(22、23)的面。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的设备，
其特征在于，
第一止挡面(18、18’、24)设置用于调节第一迎角(14)，而第二止挡面(21)设置用于调节第二迎角(15)。
7.一种用于调节待布置在搅拌器的搅拌叶片容纳件(6)上的搅拌叶片(2)的方法，所述搅拌叶片以搅拌叶片轴(11)相对横向于旋转轴(9)布置的虚拟平面(13)以预定的迎角(14、15)固定在所述搅拌叶片容纳件(6)的横向于旋转轴(9)布置的容纳孔(10)中，
其特征在于，
执行下述步骤：
a)将所述搅拌叶片(2)以其搅拌叶片轴(11)的自由端部插装到所述搅拌叶片容纳件(6)的容纳孔(10)中，
b)将所述搅拌叶片容纳件(6)插装到用于调节所述搅拌叶片(2)的设备(1)的设备主体(3、3’、3”)的容纳元件(4)上，
c)通过将所述搅拌叶片(2)的底面(20)以其预定的迎角(14、15)分别相对所述设备主体(3、3’、3”)的对应的止挡部(5)止挡来将所述搅拌叶片容纳件(6)定位，
d)将所述搅拌叶片(2)固定在所述搅拌叶片容纳件(6)中，而且
e)将所述搅拌叶片容纳件(6)从所述设备(1)中移除。
8.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，
在所述步骤c)中，将所述搅拌叶片(2)的底面(20)通过面式地相对构造为空置的止挡面(18、18’)的止挡部(5)止挡来定位。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
在所述步骤e)中，通过从所述设备(1)中取出而将所述搅拌叶片容纳件(6)移除。
10.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，
在所述步骤c)中，将所述搅拌叶片的朝向所述设备主体(3’、3”)的端部插装到所述设备主体(3’、3”)的对应的凹部(22、23)中，并且将所述搅拌叶片(2)通过其底面(20)面式地相对由所述凹部(22、23)形成的止挡面(21、24)止挡来定位。
11.根据权利要求10所述的方法，
其特征在于，
在所述步骤e)中，通过螺旋式的转动运动从所述设备(1)中移除所述搅拌叶片容纳件(6)。
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