DE2061881A1

DE2061881A1 - Two stage agitator - with axial paddles top smaller bottom larger diameter

Info

Publication number: DE2061881A1
Application number: DE19702061881
Authority: DE
Inventors: Helmut 5160 Düren Weisweiler
Original assignee: Eberhard Hoesch and Soehne GmbH and Co
Current assignee: Eberhard Hoesch and Soehne GmbH and Co
Priority date: 1970-12-16
Filing date: 1970-12-16
Publication date: 1972-06-22

Abstract

Stirrer, with essentially radial liquid streams, consisting of axial paddles fixed at the bottom of a vertical stirrer shaft and containing at least one two stage unit. Stages are separated by a solid flat circular plate. The top stage is smaller in diameter than the bottomone. The different velocities of liquid streams issued from the two stage unit result in additional turbulence and in intimate mixing at the interface of the streams.

Description

Bezeichnung: R ü h r e r Die Erfindung betriff-t einen Rührer mit im wesentlichen radial alem Strömungsbild, der aus im Abstand um eine Rührerwelle angeordneten, im wesentlichen radialen Scherleisten bes-teht.Designation: stirrer The invention relates to a stirrer essentially radial alem flow pattern, which is from at a distance around a stirrer shaft arranged, essentially radial shear bars.

Derartige Rührer sind bekannt und werden in der Fachsprache als reiselrührer bezeichnet, die mit hoher Umlaufgeschwindigkeit arbeiten, wobei zentral angesaugte Flüssigkeit vom Rührer radial mit großer Geschwindigkeit in die ihn umgebende Flüssigkeit ausgetragen wird. Dadurch treten wegen der beträchtlichen Geschwindigkeitsunterschiede zwischen ausströmender und zu.Such stirrers are known and are referred to in technical jargon as reiselrührer denotes that work at high rotational speed, with centrally sucked in Liquid from the stirrer radially at high speed into the liquid surrounding it is carried out. This occurs because of the considerable speed differences between outflowing and to.

durchdringender Flüssigkeit erhebliche Scherkräfte auf, die noch unterstützt werden durch die von den Scherleisten des Rührers ausgeübten Scherkräfte.penetrating liquid on considerable shear forces, which is still supported are caused by the shear forces exerted by the shear bars of the stirrer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rührer dieser Art zu schaffen, bei dem durch die Erzeugung zusätzlicher Scherspannungen und Wirbel der Mischungsausgleich beschleunigt wird und der Rührer gemäß der Erfindung im Vergleich zu den herkömmlichen Rührern dieser Art einen günstigeren Leistungsfaktor hat, d.h. beispeilsweise bei gleicher Rührleistung eine geringere Leistungsaufnahme hat.The invention is based on the object of providing a stirrer of this type to create by generating additional shear stresses and eddies the mixture equalization is accelerated and the stirrer according to the invention in comparison has a more favorable power factor than conventional stirrers of this type, i. e. For example, it has a lower power consumption with the same stirring power.

Diese Aufgabe wird beim Rührer der eingangs beschriebenen ArL geiiiäfs der Erfindung dadurch gelöst, daß der lltthrer zur Bildung eines Stufenrühres aus wenigstens zwei auf einer gemeinsamen Rührerwelte in axialer Richtung unmittelbar aneinandergere hben Kreisel- oder Walzen-Tei trihrern mit verschiedenen Außendurchmessern besteht.In the case of the stirrer, this task is the same as the ArL described at the outset the invention achieved in that the lltthrer to form a step stirrer at least two directly on a common stirrer shaft in the axial direction lifted rotary or roller dividers with different outside diameters consists.

Der Erfindung lieg-t also die Erkenntnis zugrun(le, daß man die Scherleistung eines Rührers der hier behandelten Art dadurch steigern kann, daß man in dem den Rührer verlassenden FLüsslgkeitsstrom zusätzliche Geschwindlgkeitsgefälle erzeugt. Diese können beispielsweise dadurch erzwungen werden, daß zwei herkömmliche Kreiselrührer oder Walzenrührer verschiedenen äußeren Durchmessers axial aneinandergereiht werden, wobei die Berührungsebene beider Teilrührer durch eine Trennscheibe überdeckt wird. Entsprechend dem Durchmesserverhältnis der beiden Teilrührer unterscheiden sich dann die Ausströmgeschwindigkeiten der beiden Flüssigkeitsströme und erzeugen demzufolge in deren Berührungsfläche zusätzliche Scherspannungen und Wirbel, die den Mischungsausgleich beschleunigen. Infolge des geringeren Flüssigkeitsumsatzes bei einem Stufenrührer gemäß der Erfindung im Vergleich zu einem herkömmlichen Kreiselruhrer (dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser des größeren Teilrührers und dessen Höhe gleich der des Stufenrührers ist) ist daher beim S-tufenrührer gemäß der Erfindung bei gleichbleibender Rührleistung dessen Antriebsleistung geringer. So beträgt bei einem Stufenrührer mit einem Durchmesserverhältnis der Teilrührer von 1 : 1/2 beispielsweise der Flüssigkeitsdurchsatz zwei Drittel des Flüssigkeitsdurchsatzes beim herkömmlichen Kreiselrührer mit einem Durchmesser, der gleich dem Durchmesser des größeren Teilrührers beim Stufenrührer gemäl3 der Erfindung ist, seine Leistungsaufnahme ist jedoch nur halb so groß.The invention is based on the knowledge that one can reduce the shear power a stirrer of the type discussed here can be increased in that one in the Liquid flow leaving the stirrer generates additional speed gradient. This can be enforced, for example, by using two conventional rotary stirrers or roller stirrers with different outer diameters are axially aligned, whereby the contact plane of the two partial stirrers is covered by a separating disk. The two partial stirrers differ according to the diameter ratio then the outflow velocities of the two liquid streams and thus generate in their contact area additional shear stresses and eddies, which balance the mixture accelerate. As a result of the lower liquid turnover with a step stirrer according to the invention in comparison to a conventional rotary stirrer (whose diameter equal to the diameter of the larger part stirrer and its height equal to that of the step stirrer is) is therefore the step stirrer according to the invention with constant stirring power its drive power is lower. In the case of a step stirrer with a diameter ratio the partial stirrer of 1: 1/2, for example, the liquid throughput two thirds the liquid throughput with a conventional rotary stirrer with a diameter that is equal to the diameter of the larger part of the stirrer in the step stirrer according to the invention, but its power consumption is only half as great.

Es wurde bereits erwähnt, daß beim Rührer gemäß der Erfindung vorzugsweise zwischen den aneinandergereihten Teilrührern eine Trennscheibe angeordnet ist.It has already been mentioned that the stirrer according to the invention is preferred a separating disk is arranged between the lined-up partial stirrers.

Die Trennscheibe ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine undurchbrochene Scheibe.According to one embodiment of the invention, the cutting disc is a unopened disc.

Wenn der Rührer gemäß der Erfindung mehr als zwei Teilrührer aufweist, dann ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Trennscheibe eine Ringscheibe ist, um den achsparallelen Flüssigkeitszustrom zu den innenliegenden Teilrührern zu ermöglichen.If the stirrer according to the invention has more than two partial stirrers, then it is provided according to the invention that the cutting disk is an annular disk, to enable the axially parallel flow of liquid to the internal partial stirrers.

Das hier bevorzugt am Beispiel des Kreiselrührers dargestellte Prinzip der vorliegenden Erfindung ist des mit gleichem oder entsprechendem Vorteil auch beim Walzenrührer anwendbar, d.h.The principle shown here preferably using the rotary stirrer as an example of the present invention is also one with the same or corresponding advantage applicable to the roller stirrer, i.e.

auch einen Walzenrührer kann man als Stufenrührer, bestehend aus mehreren Teilrührern mit verschiedenem Außendurchmesser ausbilden, um einen günstigern Leistungsfaktor des Rührers zu erzielen.A roller stirrer can also be used as a step stirrer consisting of several Train partial stirrers with different outside diameters to achieve a more favorable power factor to achieve the stirrer.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines der Erläuterung und nicht etwa der Abgrenzung des Erfindungsgedankens dienenden Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 in einem schematischen Vertikalschnitt die Anwendung eines Rührers gemäß der Erfindung in einem Behälter, Fig. 2 in etwas vergrößerter, mehr detaillierter Darstellung den eigentlichen Rührer, Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen senkrechten Radialschnitt durch einen Rührer gemäß Fig. 2 und Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3, wobei in den Figuren 3 und 4 jeweils nur die Hälfte des Rührers dargestellt ist.Further objects, features and advantages of the invention result from the following description one of the explanatory and not the delimitation of the inventive concept serving embodiment, with reference to the enclosed Drawings reference is made. In the drawings shows: Fig. 1 shows in a schematic vertical section the use of a stirrer according to the invention in a container, Fig. 2 in a somewhat enlarged, more detailed illustration the actual stirrer, FIG. 3 in an enlarged representation a vertical radial section by a stirrer according to FIG. 2 and FIG. 4 shows a plan view of FIG. 3, wherein in Figures 3 and 4 each show only half of the stirrer.

In Fig. 1 ist ein Behälter 10 dargestellt, der zylindrische Gestalt mit ausgerundetem Boden hat und auf der Innenseite der Seitenwand mit Rippen 12 versehen ist. Diese spezielle Gestalt des Behälters ist für die vorliegende Erfindung ohne Belang.In Fig. 1, a container 10 is shown which is cylindrical in shape with a rounded bottom and on the inside of the side wall with ribs 12 is provided. This particular shape of the container is for the present invention irrelevant.

Der Rührer gemäß der Erfindung kann in Behältern der verschiedensten Art angewendet werden.The stirrer according to the invention can be used in a wide variety of containers Kind be applied.

Der Rührer ist in Fig. 1 allgemein mit 14 bezeichnet und dient zum Rühren oder Mischen des im Behälter 10 enthaltenen Rührgutes 15. Der Rührer 14 weist eine irgendwie angetriebene Rührerwelle 16 auf, die zentral im Behälter 10 angeordnet ist und auf deren unterem Ende zwei Teilrührer 1U, 20 verschiedenen AulSendurchmessers befestigt sind.The stirrer is generally designated 14 in Fig. 1 and is used for Stirring or mixing the material to be stirred 15 contained in the container 10. The stirrer 14 has a somehow driven stirrer shaft 16, which is arranged centrally in the container 10 is and on the lower end two partial stirrers 1U, 20 different outer diameter are attached.

Die konstruktiven Einzelheiten der Teilrührer 18, 20 sollen nun anhand der Figuren 2 bis 4 erläutert werden. Der untere Teilrührer 20 gleicht konstruktiv im wesentlichen einem herkömmlichen Kreiselrührer und weist eine innere Nabe 26 auf, mit der der Teilrührer 20 auf der Rührerwelle 16 auf irgendeine Weise befestigt ist, beispielsweise mittels eines durch eine radiale Gewindebohrung 43 eingeschraubten Gewindestiftes. Von der Außenseite der Nabe 26 ragen beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier Armbleche 28 radial nach außen und tragen einen oberen Ring 30 sowie einen unteren Ring 32. An diesen Ringen 30, 32 sind radial angeordnee, nach innen ragende Scherleisten 34 befestigt, Auf der Oberseite der Armbleche 28 ist eine Trennscheibe 36 befestigt.The structural details of the partial stirrer 18, 20 should now be based on FIGS. 2 to 4 are explained. The lower part stirrer 20 is structurally the same essentially a conventional impeller and has an inner hub 26 on, with which the partial stirrer 20 is attached to the stirrer shaft 16 in some way is, for example, screwed in through a radial threaded bore 43 Grub screw. From the outside of the hub 26 protrude in the illustrated embodiment four arm plates 28 radially outward and carry a top ring 30 as well a lower ring 32. On these rings 30, 32 are arranged radially, inwardly protruding Shear bars 34 attached, on the top of the arm plates 28 is a separating disk 36 attached.

Auf diese Trennscheibe 36 ist der obere Teilrührer 18 aufgebaut, der aus einem unteren, auf der Trennscheibe 36 befestigten unteren Ring 38 besteht, an dem wiederum radial nach innen ragende ScherLeisten 42 befestigt sind, um deren obere Enden herum ein oberer ft[ng 40 angeordnet und mit den Scherleisten 42 verbunden ist. Bertrt dargestellten Ausführungsbeispiel ist die gesamte Konstruktion eine Schweißkonstruktion, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt sein soll.The upper part stirrer 18 is built on this separating disk 36, the consists of a lower, lower ring 38 fastened on the cutting disk 36, are in turn attached to the radially inwardly projecting shear strips 42 to their upper ends arranged around an upper bracket 40 and connected to the shear bars 42 is. Bertrt illustrated embodiment, the entire construction is one Welded construction, without the invention being limited thereto.

Der obere Teilrührer 18 hat beim dargestellben Ausführungsbeispiel einen Außendurchmesser, der halb so groß ist wie der Außendurchmesser des unteren Teilrührers 20. Die in den Zeichnungen dargestellten Maßverhäl-tnisse sind jedoch nicht bindend.The upper part of the stirrer 18 has in the illustrated embodiment an outer diameter that is half the outer diameter of the lower one Partial stirrer 20. The dimensions shown in the drawings are, however not binding.

Sie können vielmehr in Anpassung an die jeweilige Aufgabe auch anders gewählt werden.Rather, they can be done differently, depending on the task at hand to get voted.

Die Strömungsverhältnisse beim Stufenrührer gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind in Fig. 2 angedeutet. Man erkennt, daß das Rührgut 15 in axialer Richtung (Pfeile 21) von oben dem oberen Teilrührer 18 und (Pfeile 22) von unten dem Teilrührer 20 zuströmt, um den Rührer in radialer Richtung (Pfeile 23 bzw. 24) zu verlassen, wobei die Geschwindigkeit der Radialströmungen 23 bzw. 24 entsprechend dem Unterschied der Außendurchmesserdder beiden Teilrührer 18, 20 verschieden ist, so daß in der Berührungsfläche zwischen den beiden radialen Flüssigkeitsströmen 23, 24 zusätzliche Scherspannungen und Wirbel entstehen, die den Mischungsausgleich beschleunigen.The flow conditions in the step stirrer according to the one shown Exemplary embodiments are indicated in FIG. 2. It can be seen that the material to be stirred 15 in axial direction (arrows 21) from above the upper part stirrer 18 and (arrows 22) from flows below the partial stirrer 20 in order to move the stirrer in the radial direction (arrows 23 or 24), with the speed of the radial flows 23 and 24 corresponding to the difference in the outer diameter of the two partial stirrers 18, 20 is so that in the contact surface between the two radial liquid flows 23, 24 additional shear stresses and eddies arise which balance the mixture accelerate.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Rührer gemäß der Erfindung aus zwei Teilrührern 18, 20. Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung auch mehr als zwei Teilrührer zu einem Stufenrührer hintereinander angeordnet werden. Dann sind die Trennscheiben als Ringe ausgebildet, um den Zulauf zu den innenliegenden Teilrührern zu ermöglichen.In the illustrated embodiment, the stirrer according to FIG Invention of two partial stirrers 18, 20. Of course, within the scope of the invention even more than two partial stirrers can be arranged one behind the other to form a step stirrer. Then the cutting disks are designed as rings to the inlet to the internal To enable partial stirrers.

Man kann aber durch die innenliegenden Teilrührer als Rühr- oder Schaufelwalzen ausbilden, bei denen der Flüssigkeitszustrom nicht in axialer, sondern in radialer Richtung, d.h. also von der Außenseite erfolgt.But you can use the internal partial stirrer as stirring or paddle rollers form in which the flow of liquid is not axial, but radial Direction, i.e. from the outside.

Claims

ANS PRULHE

Stirrer with an essentially radial flow pattern, consisting of im Spaced, essentially radial shear bars arranged around a stirrer shaft, characterized in that the stirrer to form a step stirrer (14) at least two directly on a common stirrer shaft (16) in the axial direction lined up rotary or roller partial stirrers (18, 20) with different Outside diameters.

2. Stirrer according to claim 1, characterized in that between the lined up Part stirrers (18, 20) a separating disk (36) is arranged.

3. Stirrer according to claim 2, characterized in that the cutting disc (36) is an uninterrupted disk.

4. Stirrer according to claim 2, with more than two partial stirrers, characterized characterized in that the cutting disk is an annular disk.

L e r s e i t e