DE1557223B2 - Vorrichtung zum Dispergieren von Gasen und/oder Fluessigkeiten und/oder Feststoffen in Fluessigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zum Dispergieren von Gasen und/oder Fluessigkeiten und/oder Feststoffen in Fluessigkeiten

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DE1557223B2
DE1557223B2 DE19651557223 DE1557223A DE1557223B2 DE 1557223 B2 DE1557223 B2 DE 1557223B2 DE 19651557223 DE19651557223 DE 19651557223 DE 1557223 A DE1557223 A DE 1557223A DE 1557223 B2 DE1557223 B2 DE 1557223B2
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Todtenhaupt Erich Karl
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/07Stirrers characterised by their mounting on the shaft
    • B01F27/072Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis
    • B01F27/0724Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis directly mounted on the rotating axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/19Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis
    • B01F27/191Stirrers with two or more mixing elements mounted in sequence on the same axis with similar elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/91Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with propellers

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dispergieren von Gasen und/oder Flüssigkeiten und/oder Feststoffen in Flüssigkeiten, bestehend aus einem Behälter mit einem darin um eine im ällgemeinen lotrechte Achse umlaufend angetriebenen Rührer, auf dessen Welle in mehreren senkrecht zur Achse übereinanderliegenden Ebenen Rührblätter angeordnet sind, von denen jedes bezüglich seiner Längsachse in mindestens zwei Rührblattabschnitte quergeteilt ist, die von Abschnitt zu Abschnitt mit wechselnder Gängfgkei zur Drehebene angestellt sind.
  • Es ist ein Rührer bekannt, dessen Rührblätter in einer -Drehebene dieselbe Gängigkeit aufweisen während sie von EbeÜe'an:Ebane wechselt. Ein wei terer bekannter Rührer ist mit von außen nach innen verlaufenden drehbaren Rührblättern und von innen nach außen laufende, zwischen den drehbarenRührblättern angeordneten feststehenden Rührblättern versehen. Sämtliche rotierenden Rührblätter haben dieselbe Gängigkeit, während sämtliche feststehenden Rührblätter ebenfalls dieselbe, aber umgekehrte Gängigkeit besitzen.
  • Selbst bei großem Leistungsaufwand wird bei diesen vorbekannten Rührern der Behälterinhalt mehr oder weniger in Rotation versetzt, ohne daß die für eine gleichmäßige Verteilung der zu mischenden Stoffe erforderliche Vertikalströmung erreicht wird.
  • Bei einem bekannten Rührer mit waagerechter Welle zum Mischen pulverförmiger Stoffe wird das Mischgut durch die Zentrifugalkraft der Rührarme nach außen geschleudert und bildet an der Innenwand-der Mischtrommel einen Ring. Zwischen den Rührarmen sind senkrecht zur Rührerwelle in Abständen ortsfeste Scheiben angeordnet, die die Ausbildung von sich über die gesamte Länge der Trommel erstreckenden Axialströmungen verhindern.
  • Bei einem weiteren bekannten Rührer mit waagerechter Welle sind radiale Arme vorgesehen, an denen einzelne Rührblätter befestigt sind, die abwechselnd rechts- und linksgängig angestellt sind. Die auf gleichem Radius sowohl innerhalb einer Drehebene wie auch in den daran angrenzenden Ebenen sitzenden Rührblätter haben wechselnde Gängigkeit, so daß das Mischgut bei diesem Rührer schubweise abwechselnd in die eine und dann in die andere Axialrichtung gefördert wird, weshalb sich auch hier keine über die Länge der Mischtrommel durchgehende Axialströmung ausbilden kann Schließlich wurde ein Rührer vorgeschlagen, auf dessen Welle in mehreren senkrecht zur Achse übereinanderliegenden Ebenen Rührblätter angeordnet sind, die von Ebene zu Ebene und innerhalb einer Ebene abwechselnd, rechts-und und linksgängig angestellt sind.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Dispergieren von Gasen und/ oder Flüssigkeiten und/oder Feststoffen in Flüssigkeit zu schaffen, die unabhängig vom Behälterfüllstand die Herstellung gleichmäßiger Dispersionen im gesamten Behälterinhalt ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in jeder Ebene zwei Rührblätter um 1800 gegeneinander versetzt angeordnet sind, deren auf gleichem Radius liegende Rührblattabschnitte in einer Ebene gleiche Gängigkeit aufweisen.
  • Die Wirkzonen der in einer Ebene arbeitenden Rührblätter bzw. Rührblattabschnitte greifen in die Wirkzonen der Rührblätter bzw. Rührblattabschnitte der benachbarten Ebenen ein. wobei die in die Flüssigkeit eingebrachten Stoffe wie auch die Flüssigkeit selbst in jeder Drehebene vorwiegend axiale, infolge der Drehung der Rührblätter jedoch auch radiale und tangentiale Beschleunigungen erfahren. An den äußeren Blattabschnitten treten durch die hier höheren Reynolds-Zahlen turbulente Strömungen auf, die die Zerkleinerung und die Erneuerung der Grenzschichten der Rührgutbestandteile zur Folge haben, Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erwendung haben die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte in sämtlichen Ebenen gleiche Gängigkeit.
  • Bei Unterteilung jedes Rührblattes in z. B. zwei Rührblattabschnitte erzeugen bei dieser Ausführungsform die achsnahen Abschnitte aller Rührblätter eine vorwiegend gleichgerichtete Axialströmung und die achsfernen Abschnitte der Rührblätter eine dazu vorwiegend entgegengesetzte Axialströmung, d. h., in einem lotrechten Bekälter. m. it lotrechter Rührerwelle bildet sichlz-.-'B : in Wellennähe eine nach unten und in Wandnähe des Behälters eine nach oben gerichtete Strömung aus. Die axialen Strömungskomponenten der einzelnen Rührerstufen führen in dauerndem Kreisläuf durch die ganze Behälterfüllung zu einer gleichmäßigen Verteilung der schwereren und leichteren zu dispergierenden Bestandteile.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung erinöglicht eine erheblich bessere und gleichmäßigere Durchmischung in kürzerer Zeit als die bekannten Vorrichtungen. Außerdem ist aller Energieverbrauch bis u 7u einem Mehrfachen geringer als derjenige der bisher verwendeten Rührer.
  • Die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte können denselben Anstellwinkel ! aufweisen. Ferner können die Rührblätter mit ihrer Längsachse im Abstand parallel zur Radialen der Rührerwelle laufend angeordnet sein.
  • Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutern. Es zeigt F i g. 1 schematisch eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt längs der LinieIII-, von Fig. 1 und F i g. 4 in Draufsicht ein Rührorgan, bei dem die Längsachsen der Rührblätter im Abstand parallel zur Radialen der Rührerwelle verlaufen.
  • Nach F i g 1 befindet sich in einem Behälter 1 ein um eine im allgemeinen lotrechte Achse umlaufender Rührer 5, der durch einen Motor 2 angetrieben wird.
  • Die einzelnen Rührorgane sind auf einer Rührerwelle 3 in fünf übereinanderliegenden horizontalen Ebenen 10 bis 14 angeordnet. Der Rührer 5 umfaßt somit fünf Stufen. Bei der dargestellten Ausführungsform beiinden sich sämtliche Rührerstufen unterkalb der Oberfläche 4 des zu dispergierenden Gutes.
  • Jedes Rührorgan einer Stufe besteht aus zwei um 1800 versetzt angeordneten, ein Rührblattpaar bildenden Rührbläftern 15. Jedes RührblattlS ist beglich seiner Längsachse in zwei Rührblattabschnitte 6 und 7 quergeteilt, die von Abschnitt 6 zu Abschnitt 7 mit wechselnder Gängigkeit zur jeweiligen Ebene 10 bis 14 angestellt sind.
  • Fig.2 zeigt das in der Ebene 10 und Fig.3 das in der Ebene 13 liegende Rührorgan in Draufsicht.
  • Die einzelnen Rührorgane können von Ebene zu Ebene um 90C gegeneinander versetzt angeordnet sein. Sie können jedoch auch in gleicher Kreisteilung, d. h. in gleicher Flucht übereinander oder hierzu verschoben angeordnet sein.
  • Die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte 6 bzw. 7 haben innerhalb einer Ebene jeweils dieselbe Gängigkeit. Sie können ferner in sämtlichen Ebenen dieselbe Gängigkeit besitzen, d. h., sämtliche axialen Rührblattabschnitte 6 haben unter sich dieselbe Gängigkeit, während sämtliche achsfernen Rührblattabschnitte 7 unter sich ebenfalls dieselbe, jedoch zu derjenigen der Abschnitte 6 entgegengesetzte Gängigkeit aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform wechselt die Gängigkeit der Rührblattabschnitte 6 bzw. 7 von Ebene zu Ebene.
  • Der Anstellwinkel aller Rührblattabschnitte kann gleich groß sein. Es kann sich jedoch auch der Anstellwinkel der achsnahen Rührblattabschnitte 6 von denjenigen der achsfernen Rührblattabschnitte 7 unterscheiden.
  • Die Form der Rührblattabschnitte ist in der Zeichnung der Einfachheit halber schematisch in Rechteckform dargestellt. Die Rührblattabschnitte können sich jedoch in der Praxis beispielsweise nach außen verjüngen, d. h., sie können trapezförmig ausgebildet sein, sie können jedoch auch jede andere geeignete Form aufweisen, wobei die Anstellwinkel wie auch die Form unter Berücksichtigung der strömungsmechanischen Gesichtspunkte des speziellen Anwendungsfalles festgelegt werden.
  • Die einzelnen Rührblätter können ferner in mehr als zwei Abschnitte wechselnder Gängigkeit geteilt sein.
  • In manchen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, die Rührblätter 15 bzw. die Rührblattabschnitte 6 und 7 in den einzelnen Ebenen in einem waagerechten Abstand a parallel zur Radialen der Rührerwelle 3 anzuordnen, wie F i g. 4 zeigt.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Dispergieren von Gasen und/oder Flüssigkeiten und/oder Feststoffen in Flüssigkeiten, bestehend aus einem Behälter mit einem darin um eine im allgemeinen lotrechte Achse umlaufend angetriebenen Rührer, auf dessen Welle in mehreren senkrecht zur Achse übereinanderliegenden Ebenen Rührblätter angeordnet sind, von denen jedes bezüglich seiner Längsachse in mindestens zwei Rührblattabschnitte quergeteilt ist, die von Abschnitt zu Abschnitt mit wechselnder Gängigkeit zur Drehebene angestellt sind, dadurcl1 gekennzeichnet, daß in jeder Ebene (10 bis 14) zwei Rührblätter (15) um 1800 gegeneinander versetzt angeordnet sind, deren auf gleichem Radius liegende Rührblattabschnitte (6, 7) in einer Ebene gleiche Gängigkeit aufweisen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte (6, 7) gleichen Anstellwinkel aufweisen.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte (6, 7) in allen Ebenen (10 bis 14) gleiche Gängigkeit aufweisen.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührblätter (15) mit ihrer Längsachse im Abstand a parallel zur Radialen der Rührenvelle (3) verlaufend angeordnet sind.
DE19651557223 1965-04-21 1965-04-21 Vorrichtung zum Dispergieren von Gasen und/oder Fluessigkeiten und/oder Feststoffen in Fluessigkeiten Pending DE1557223B2 (de)

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