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Rührvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Rührvorrichtung in der
Form eines doppeiflutigen Schleuderrades mit einer Mehrzahl von Kanälen, die von
auf zwei gegenüberliegenden, axialen Einlaßöffnungen zu in einem mittleren Umfangsbereich
befindlichen Auslaßöffnungen verlaufen, wobei die Auslaßöffnungen der von einer
Stirnseite kommenden Kanäle in Umfangsrichtung abwechselnd neben den Auslaßöffnungen
der von der anderen Stirnseite kommenden Kanäle liegen.
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Eine solche Rührvorrichtung ist zum Eintauchen in fließfähiges Gut
zum Zweck der Durchmischung desselben bestimmt, und sie soll mit einem Minimum an
Energie- und Zeitaufwand ein gegebenes Volumen durchmischen und zudem, wenn sie
an dem das Mischgut enthaltenden Gefäß nicht fest montiert werden zum Eintauchen
von Hand bestimmt ist, so beschaffen sein, daß sie bei Berührung der Gefäßwandungen
diese nicht beschädigt.
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Es ist ein Rührkreisel bekannt, der eine Mehrzahl von Kanälen aufweist,
die von Einlaßöffnungen auf gegenüberliegenden Stirnseiten zu Auslaßöffnungen auf
einem mittleren Umfangsbereich verlaufen, wobei die Auslaßöffnungen der von verschiedenen
Stirnseiten kommenden Kanäle abwechselnd nebeneinander liegen. Die Kanäle sollen
sich hierbei so durchdringen, daß die von oben nach unten verlaufenden Mischgutströme
zwischen den von unten nach oben verlaufenden Mischgutströmen hindurchgeleitet werden,
ohne daß die Ströme sich gegenseitig stören. Es soll dadurch ein schneller und ununterbrochener
Austausch des Mischgutes von oben nach unten und umgekehrt erreicht werden. Da sich
die beiden Ströme bei dem bekannten Rührkreisel gegenseitig nicht stören sollen,
findet keine Mischung statt, wenn der Mischer in der Grenzfläche zwischen zwei zu
mischenden Medien liegt, sondern nach einer bestimmten Zeit befindet sich das untere
Medium unvermischt oben und das obere unten. Dieser bekannte Rührkreisel ist ferner
von verhältnismäßig kompliziertem Aufbau, da er eine Mittelscheibe sowie auf beiden
Seiten derselben versetzt angeordnete Schaufeln und Abdeckringe und Abdeckbleche-
nufweist, durch welche Teile Kanäle gebildet werden.
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Da die verschiedenen Teile einzeln aus Blech geschnitten, geformt
und miteinander verschweißt werden müssen, : ist die Ausbildung des Rührkreisels
umständlich und entsprechend teuer. Ferner ist dieser Rührkreisel auf einer senkrechten
Welle angeordnet und kann nicht als frei bewegliches Rührorgan benutzt werden, weil
zufolge der einzelnen freien Schaufelenden eine große Gefahr der Beschädigung
sowohl
des Rührkreisels wie auch des Gefäßes, das das zu mischende Gut enthält, besteht.
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Weiterhin ist ein in beiden Achsrichtungen saugender Mischkreisel
bekannt, bei dem in einem Behälter zwei Medien chargenweise vermischt werden.
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Dadurch ist der Durchsatz durch die Rührvorrichtung bis zur Erreichung
einer homogenen Mischung ein Vielfaches des Chargenvolumens, wobei die Mischung
bei jedem Durchgang inniger wird. Bereits nach einem ersten Durchgang der Charge
wird aber eine Grobmischung von solchem Grade erreicht sein, daß dann sowohl bei
der oberen wie auch bei der unteren Ansaugöffnung Mischung angesaugt wird.
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Wie an sich bekannt, bildet sich in gekrümmten Kanälen eine sogenannte
Flechtströmung aus, die eine ausgezeichnete Mischwirkung ergibt. Bei Rühruorrichtungen
mit gekrümmten Kanälen tritt stets eine solche Mischwirkung auf; für den bekannten
Mischkreisel ist sie jedoch nicht bezeichnend. Der Einbau von zusätzlichen Elementen,
wie kürze Schaufeln, Prallflächen usw. in die Kanäle, dürfte keine echte Verbesserung
bringen. Selbstverständlich kann dadurch die Durchwirbelung gefördert werden, jedoch
nur auf Kosten des Energieaufwandes; d. h., der Wirkungsgrad des Gerätes wird nicht
steigen, wohl aber die Herstellungskosten.
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Schließlich ist noch ein Kreiselmischer bekannt, bei dem der Austritt
des Mischgutes in einer radialen Richtung erfolgt. Jedoch auch hierbei laufen die
Strömungen von beiden Hälften des Schleuderrades am
Austritt nebeneinander
her, ohne einander zu durchdringen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rührvorrichtung so auszubilden,
daß sie einfacher in ihrem Aufbau ist und daß eine bessere Durchmischung mit ihr
erzielt wird.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schleuderrad
aus zwei gleichen, die Eintrittsöffnungen enthaltenden, seitlichen Kugelzonenkörpern
und einem die Austrittsöffnungen enthaltenden mittleren Kugelzonenkörper zusammengesetzt
ist, welche drei Kugelzonenkörper die geschlossenen, gekrümmten Kanäle enthalten
und durch Befestigungsglieder starr miteinander verbunden sind.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Rührvorrichtung gemäß der Erfindung
besteht darin, daß die Austrittsöffnungen in dem mittleren Kugelzonenkörper sphärische
Dreiecksform haben.
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An Hand der Zeichnung werden nachfolgend der Aufbau und die Wirkungsweise
eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein Schleuderrad mit der Drehachse in der Zeichenebene,
teilweise geschnitten; F i g. 2 ist ein Aufriß des Mittelteiles, F i g. 3 ein Grundriß
desselben; F i g. 4 ist ein Aufriß mit teilweisem Schnitt eines Seitenteiles; Fig.
5 ist ein Grundriß desselben; F i g. 6 zeigt schematisch den Strömungsverlauf in
der Ebene der Drehachse bei einem als Rührvorrichtung wirkenden doppelflutigen Schleuderrad
von bekannter Bauart, und F i g. 7 zeigt den Strömungsverlauf in der gleichen Ebene
bei einer Rührvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Das in F i g. 1 dargestellte Schleuderrad weist einen Mittelteil
1 und zwei gleiche Seitenteile 2 auf. Diese drei Teile sind durch einen Bolzen 3
starr miteinander verbunden, welcher ein Außengewinde 4 und ein Innengewinde 5 aufweist.
Auf das Außengewinde 4 ist eine Mutter 6 aufgeschraubt, durch welche die Teile 1,
2 auf dem Bolzen 3 starr miteinander verbunden werden. Der Bolzen 3 ist mittels
des Innengewindes 5 auf eine Antriebswelle 7 aufgeschraubt, welche beispielsweise
mit der Welle eines Motors oder mit dem Handstück einer angetriebenen, biegsamen
Welle gekuppelt sein kann.
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Die beiden Seitenteile 2 weisen radiale Zwischenwände 8 auf, welche
an der Trennebene Kanten 9 bilden, und im Mittelteil 1 sind entsprechende Zwischenwände
an den Trennebenen durch Grate 10 begrenzt. Die Teile 1,2 sind derart aneinander
befestigt, daß die Kanten 9 gegen die Grate 10 anliegen und dadurch im Innern des
Schleuderrades Kanäle 11 abgegrenzt sind, durch welche das zu mischende Gut in Richtung
der Pfeile 12 radial eintritt und in Richtung der Pfeile 13 austritt, wobei es,
wie ersichtlich, um weniger als einen rechten Winkel aus seiner Einströmrichtung
abgelenkt wird. Die Eintrittsöffnungen der Kanäle 11 liegen in einer kreisrunden
Öffnung 14 einer Kugelzonenschale 15 der Seitenteile 2. Die Austrittsöffnungen 16
der Kanäle 11 befinden sich im Umfangsbereich des Mittelteiles 1 und haben die Form
von sphärischen Dreiecken. Wie ersichtlich,
liegen hierbei die Auslaßöffnungen 16
der Kanäle 11 von einer Stirnseite abwechselnd neben den Auslaßöffnungen 16 der
Kanäle 11 von der anderen Stirnseite.
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Die günstigere Wirkung des beschriebenen Schleuderrades nach F i
g. 1 bis 5 gegenüber den bekannten doppelflutigen Schleuderrädern geht aus den F
i g. 6 und 7 hervor. Fig. 6 zeigt stark vereinfacht einen Schnitt längs der Achse
eines normalen doppelflutigen Schleuderrades mit den Stromlinien 17. Wie ersichtlich,
laufen hierbei die Strömungen von beiden Hälften des Schleuderrades am Austritt
nebeneinander her, ohne einander zu durchdringen. Fig.7 zeigt in gleicher Darstellung
eine Rührvorrichtung gemäß Erfindung. Dadurch, daß hier die durch die Stromlinien
18 dargestellten Ströme der einzelnen Kanäle weniger als 900 von der axialen Eintrittsrichtung
abgelenkt werden und daß abwechslungsweise je ein Strom von der einen und anderen
Hälfte des Schleuderrades in der gleichen mittleren Zone austritt, durchdringen
sich die Ströme in dem schraffierten Gebiet 19 und vermischen sich hier intensiv.
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Dieser Vorgang wird noch dadurch verstärkt, daß die austretenden Flüssigkeitsteilchen
eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente aufweisen und somit nicht nur die dargestellte
ebene Kreisbahn 18 beschreiben, sondern eine räumliche Bahn in der Art einer Schraubenlinie
mit rings um die Rührvorrichtung zum Kreis geschlossener Achse, welche in Fig. 7
als strichpunktierte LinieA-B abgebildet ist.
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Wie aus F i g. 1 klar ersichtlich ist, weist die dargestellte Rührvorrichtung
keine vorstehenden Teile auf, welche die Gefäßwandungen beschädigen könnten.