DE19709818A1 - Tauchrührwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tauchrührwerk für feststoffhaltige Flüssigkeiten und Schlämme, das im Bereich der Landwirtschaft, bei der Kommunalwirtschaft/Abwasserbehandlung sowie in der In­ dustrie eingesetzt werden kann.

Derartige Tauchrührwerke besitzen ein Gehäuse, das in das zu rührende Medium einführbar ist. In dem Gehäuse ist abgedichtet ein Antriebsmotor, vorzugsweise ein Elektromotor, angeordnet, dessen Antriebswelle aus dem Gehäuse herausragt und mit einer Propellernabe verbunden ist, an der wenigstens zwei Schubpro­ pellerflügel befestigt sind.

Für diese Tauchrührwerke bestehen angesichts des vorgesehenen Anwendungszwecks zum einen besondere Anforderungen hinsichtlich einer Selbstreinigung, einer robusten langlebigen und kompakten Konstruktion sowie eine bedienungs- und wartungsfreundliche Gestaltung. Zum anderen werden ein hoher hydraulischer Wir­ kungsgrad und eine hohe Wirtschaftlichkeit verlangt. Diese Wirtschaftlichkeitsforderung zielt insbesondere darauf ab, bei gleicher Antriebsleistung einen höheren Schub zu erreichen, um damit eine Verringerung des erforderlichen Energieaufwandes zu erzielen. Anders ausgedrückt, besteht die Zielsetzung darin, derartige Tauchrührwerke derart hinsichtlich ihrer Schubpropel­ lergestaltung auszubilden, daß im Vergleich zu derzeit vorhan­ denen Tauchrührwerken die gleiche Umwälzleistung und der glei­ che Schub mit verringerten Antriebsenergiebedarf für den Rühr­ werksmotor erreicht wird.

In einem ersten Schritt in Richtung Energiesparen hat die An­ melderin bereits Flügelprofile konzipiert, die entgegen ihrer Vorwertsdrehrichtung geschweift sind und eine im Querschnitt verstärkte Anströmkante aufweisen. Die Flügel haben eine sichel­ ähnliche Gestalt, wobei das Flügelende schlank gehalten ist und die Anström- und Abströmkante zu einer abgerundeten Endab­ schnittspitze zulaufen.

Als verbesserungsbedürftig ist bei derartigen vorbekannten Schubpropellerflügelprofilen anzusehen, daß es im Bereich der schlanken Flügelenden zu erheblichen Verlusten durch Druckun­ terschiede kommt und dadurch die Flügelenden keinen nennenswer­ ten Beitrag zur gewünschten Schuberzeugung liefern. Die beim Betrieb derartiger Schubpropellerflügelprofile auftretenden Verlustwirbel beeinträchtigen somit erheblich den Wirkungsgrad des Tauchrührwerks.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Tauchrühr­ werke der eingangs genannten Gattung hinsichtlich einer Verbes­ serung des Wirkungsgrades weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Er­ findung vorteilhaft weiterbilden, sind in den nachgeordneten Patentansprüchen benannt.

Aufgrund der Erfindung wird vorteilhaft durch die verbreiterte Gestaltung des Außenschnittes bzw. Flügelendes eine günstige Verlagerung des Flächenschwerpunkts des Flügels nach außen mit der Folge erzeugt, daß ein vergleichsweise geringerer Druckaus­ gleich zwischen der Saug- und Druckseite auftritt, also Druck­ verluste geringer sind und somit ein nennenswerter Beitrag zum Schub geliefert wird.

Die weiterhin vorgesehene erfinderische Maßnahme, an dem brei­ ten Außenschnitt einen zur Saugseite umgebogenen Endabschnitt vorzusehen, trägt ebenfalls strömungstechnisch zur Reduzierung des Druckausgleiches zwischen Druck- und Saugseite und damit zur Schubübertragung über die gesamte Flügellänge l bei, wodurch sich auch das Auftreten von Kavitation verringert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Endabschnitt zur Saugseite um etwa 30° umgebogen, vorzugsweise umgeklappt, wobei weiterhin bevorzugt die Länge des Endab­ schnittes von der Anströmkante bis zur Abströmkante des Profils zunimmt. Damit werden die starken Verlust bewirkenden Randwirbel wirkungsvoll reduziert.

Die durchschnittliche Länge des umgebogenen Endabschnittes be­ trägt etwa 5% der abgewickelten gesamten Flügellänge l.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht je­ des Profil aus GFK und weist eine glatte Oberfläche mit niedri­ gem Reibungskoeffizienten auf.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Tauchrührwerkes mit zwei Schubpropellerflügeln gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels eines Tauchrührwerkes mit drei Schub­ propellerflügeln; und

Fig. 3 Propellernabe und Schubpropellerflügel des Tauchrühr­ werkes gemäß Fig. 2 in einer Explosionsansicht.

In Fig. 1 ist ein Tauchrührwerk 10 dargestellt, das ein Gehäu­ se 11 besitzt, das mittels einer Führungseinrichtung 12 an ei­ ner nicht dargestellten Schiene verschiebbar ist, um beispiels­ weise in ein zu rührendes Medium einzutauchen, das feststoff­ haltige Flüssigkeiten und/oder Schlämme aufweist.

In dem Gehäuse 11 ist abgedichtet in nicht dargestellter Weise ein Elektromotor angeordnet, an dessen Welle eine zylinderab­ schnittsförmigen Propellernabe 13 befestigt ist, die vorzugs­ weise aus Gußeisen besteht. An der Propellernabe 13 sind bei dem dargestellen Ausführungsbeispiel zwei Schubpropellerflügel 14 und 15 befestigt. Die Befestigung erfolgt beispielsweise so wie in Fig. 3 angedeutet ist, indem in der Nabe 13 Aufnahmen 16 eingeformt sind, in die stutzenförmige Anformungen 17 der Flügelprofile passend einsetzbar und mittels Schrauben 18 befe­ stigbar sind, die in Gewindelöcher eines Gewinderings 19 ein­ greifen, der in den Ansätzen 17 der Flügel gebildet ist.

Mit dem Pfeil A ist die Schubrichtung angedeutet, während B die vorgesehene Drehrichtung der Propellernabe 13 und damit auch der Flügel 14 und 15 angibt.

Das in Fig. 2 und 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Tauch­ rührwerk 10' unterscheidet sich von dem von Fig. 1 nur darin, daß insgesamt 3 Schubpropellerflügel 14, 15 und 20 vorgesehen sind, deren Profilgestaltung jeweils identisch ist und sich in ihrer räumlichen Ausbildung besonders gut aus den Fig. 2 und 3 entnehmen läßt.

Jeder Flügel 14, 15, 20 besteht aus GFK und besitzt eine glatte Oberfläche mit einem niedrigem Reibungskoeffizienten. Mit 22 ist die in Schubrichtung orientierte wulstförmige Anström- bzw. Anströmkante und mit 23 die Abströmkante bezeichnet. Das Profil jedes Flügels 14, 15 und 20 ist entgegen seiner Vorwärtsdreh­ richtung geschweift und zur Schubseite A gekrümmt. Die Blatt­ breite jedes Flügels ist zu seinem Außenschnitt 25 (vgl. Fig. 2 und 3) so gestaltet, daß im Vergleich zu sichelförmigen Flügeln ein deutlich breiterer Außenabschnitt 26 vorliegt, der nicht spitz zuläuft. Die Flächenbreite dieses Abschnittes beträgt etwa 1/3 bis 1/2 der größten Flächenbreite des Flügelprofils.

An den Außenabschnitt 26 schließt sich ein zur Saugseite, also entgegengesetzt zur Schubseite A, umgebogener Endabschnitt 27 an. Der Endabschnitt 27 ist zur Saugseite um etwa 30° umge­ klappt und nimmt in Umklapprichtung von der Anströmkante 22 zur Abströmkante 23 des Profils in seiner Länge zu, wobei die durchschnittliche Länge des Endabschnittes 27 etwa 5% der abge­ wickelten gesamten Flügellänge l beträgt.

Der Gesamtdurchmesser der Schubpropellerflügelanordnung beträgt bei den dargestellten Ausführungsbeispielen etwa 230 cm.

Claims (8)

1. Tauchrührwerk (10, 10') für feststoffhaltige Flüssigkei­ ten und Schlämme, mit einem in das zu rührende Medium einführbaren Gehäuse (11), in dem ein Antriebsmotor mit einer aus dem Gehäuse (11) herausragenden Antriebswelle abgedichtet angeordnet ist, auf der eine Propellernabe (13) mit wenigstens zwei Schubpropellerflügel (14, 15, 20) befestigt ist, wobei jeder Flügel (14, 15, 20) ein entgegen seiner Vorwärtsdrehrichtung (B) geschweiftes Profil mit einer im Querschnitt verstärkten Anströmkante (22) aufweist, das zur Schubseite (A) gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil jedes Schubpropellerflügels (14, 15, 20) einen breiten Außenschnitt (26) aufweist, der in einen zur Saugseite umgebogenen, breiten Endabschnitt (27) mün­ det.

2. Tauchrührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (27) zur Saugseite um etwa 30° umge­ bogen ist.

3. Tauchrührwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (27) zur Saugseite umgeklappt ist.

4. Tauchrührwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (1) des Endabschnittes (27) von der An­ strömkante (22) zur Abströmkante (23) des Profils zunimmt.

5. Tauchrührwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Länge (1) des Endabschnittes (27) etwa 5% der abgewickelten gesamten Flügellänge be­ trägt.

6. Tauchrührwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil jedes Schubpropellerflügels (14, 15, 20) aus GFK besteht.

7. Tauchrührwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil jedes Schubpropellerflügels (14, 15, 20) eine glatte Oberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizien­ ten aufweist.

8. Tauchrührwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbreite des Außenabschnittes (26) etwa 1/3 bis 1/2 der größten Flächenbreite des Profils entspricht.