DE2210735B2 - Honzontal Ruhrwerk fur einen zylindrischen Behalter großer Lange - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Horizontal-Rührwerk nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.

Um Stoffansammlungen in den Wänden des Rührwerk-Behälters zu vermeiden, soll die Form des vom Rührwerk gestrichenen Bereiches mit der Behälterform auch im Druck-Betrieb so genau wie möglich übereinstimmen. Das Radialspiel zwischen den Rührwerk-Schaufeln und der Innenwand des Behälters wird einmal durch Herstellungs-Toleranzen und zum anderen durch Verformungen bestimmt, die auf vom behandelten Material auf das angetriebene Rührwerk wirkende Kräfte zurückzuführen sind.

Ein technisch einfaches, insbesondere für kleine und mittlere Anlagen geeignetes Rührwerk besitzt eine kräftige, starre Welle, an der Schaufeln durch radiale Tragarme befestigt sind. Zur Verringerung des Gewichtes können die schraubenförmig angeordneten Schaufeln ebenso wie die Welle und die Tragarme hohl sein, so daß mittels eines geeigneten Wärmetauscher-Mediums noch das behandelte Material während des Rührbetriebes gekühlt oder erwärmt werden kann.

Für große Durchsatzmengen sind derartige Rührwerke jedoch nur begrenzt geeignet, da bei großen Behälterlängen erhebliche Probleme der Wellenlagerung sowie der Wellendurchbiegung auftreten. Eine Vergrößerung des Wellendurchmessers ist nur auf Kosten des nutzbaren Rauminhalts, des Betriebsgewichtes und eines erheblich vergrößerten Aufwandes bei der Bearbeitung der Welle möglich.

Es sind bereits auch Rührwerk-Ausführungen für Hochviskosematerialien bekannt (deutsche Offenlegungsschrift 1917 435), bei denen jeweils eine schraubenförmige schmale Schaufel über Antriebskreuze an gesonderten Drehzapfen befestigt sind, wobei vier um jeweils 90° Winkel versetzte Längsstäbe zur Fixierung der einzelnen Schraubengänge dienen. An den Befestigungspunkten zwischen den Schaufeln und den Längsstangen sind ferner Schaberplatten vorgesehen, zwischen deren radialer Außenkante und dem Behältermantel ein schmaler Spalt verbleibt. Jedes Rührwerk besitzt jeweils nur eine Schraubtnlinie-Schaufel zwischen einem Drehzapfenpaar, so daß nur eine relativ geringe Misch- und Förderleistung erreicht wird. Im Betrieb unterliegt ein derartiges Rührwerk Biegebeanspruchungen, die beispielsweise durch das Eigengewicht oder aber durch unterschiedliche Materialeigenschaften, wie wechselnde Zähigkeit, verursacht werden. Schon eine geringe Durchbiegung der Längsstangen führt zu einer Verringerung des Spaltes und damit zur Gefahr von Beschädigungen des Rührwerks bzw. der Behälterinnenwand. Querstreben sind nicht vorgesehen, so daß im inneren zentralen Teil des Behälters bzw. der schmalen Schaufeln eine intensive mechanische Durchmischung des Materials unterbleibt. Es können sich daher »Kerne« aus schlecht oder unvermischten Ausgabegut bilden, in denen wiederum unerwünschte chemische Reaktionen ablaufen werden.

Bei einem weiter bekannten Vertikal-Rührwerk (deutsche Offenlegungsschrift 1 557 009) für kleinere Durchsatzmengen können schon auf Grund der Anordnung und Abmessungen die eingangs erläuterten Probleme der Groß-Rührwerke nicht auftreten. Bei diesem Vertikalmischer sind vier Schaufelblätter mit einer unterschiedlichen Steigung und sich ändernder Amplitude direkt an gesonderten End-Drehzapfen befestigt. Stützstreben zur Erhöhung der Quersteifigkeit sind nicht vorgesehen und auf Grund der kleinen Abmessungen auch nicht notwendig. Diese beschriebenen Geräte sind ausschließlich zum Mischen in diskontinuierlichem Betrieb geeignet und als z. B. Förderer nicht verwendbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rührwerk nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches von möglichst großer Quersteifigkeit bei geringstem Rührwerkgewicht zu schaffen, bei dem der

Spall zwischen radialem Schaufelende und Behälterinnenwand auch bei großen Abmessungen weitestueliend konstant gehalten und eine gleichmäßige mechanische Rührwirkung im gesamten Innenraum des Behälters erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Durch die gegenseitige Abstützung der einzelnen Schaufeln in Querebenen mittels Querstäbe und in Längsebenen mittels Längsstäben wird <*ine äußerst feste Führung der Schaufeln erreicht, da die auftretenden Biegebeanspruchungen in reine Druckkräfte umgesetzt und diese durch die Verstrebungen gleichmäßig verteilt werden. Heben der Verbesserung der Steifigkeit bieten die Längs- und Querstreben noch einen betriebstechnischen Vorteil, da sie bei einer Drehung des Rührwerks am Mischvorgang beteiligt sind und von ihnen auch die im zentralen Teil des Behälters befindlichen Materialien behandelt werden.

Das erfindungsgemäße Rührwerk bildet ein dreidimensionales Fachwerk, bei welchem von der Rührwerksachse relativ weit entfernten, gegenseitig durch Querstützen verbundenen Rührschaufeln trotz geringeren Werkstoffaufvvandes eine bessere Starrheit des Ganzen ergeben. Darüber hinaus wird durch das Fehlen einer zentralen Welle der Behälterinnenraum zur Reinigung und Instandhaltung besser erreichbar, so daß Behälter normaler Größe von dem Bedienungsmann in voller Größe betreten werden können.

Schließlich vereinfacht sich die Herstellung eines Rührwerkes gemäß der Erfindung erheblich, da z. B. keine übergroßen Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung einer durchgehenden Welle mehr notwendig sind. Die Drehzapfen ebenso wie die Schaufeln, Stützstreben und Tragstücke können einzeln auf entsprechenden Werkzeugmaschinen geringerer Größe bearbeitet werden. Das Rührwerk ist somit von den Grenzen der Bearbeitungsmöglichkeit weitgehend unabhängig.

Zum sicheren und gleichmäßigen Einleiten der vom Material auf die Schaufeln und Querstützen ausgeübten Kräfte in die Drehzapfen und zur besseren Lagerung der Drehzapfen sind neben der festen Verbindung der Schaufelenden mit den Drehzapfen radiale Arme und Versteifungsstangen an den Endteilen der Schaufeln vorgeseher., die mit dem in das Behälterinnere ragende Ende der Drehzapfen verbunden sind.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung besitzen die Schaufeln ein Dreiecksprofil mit nach innen weisender Firstkante, wodurch eine verbesserte Eigen-Quersteifigkeit der Schaufeln erzielt und durch ihre Halterung in entsprechend ausgebildeten Profilkerben der Tragstücke eine einfache Montage des Fachwerkes erreicht wird.

Die Schaufeln, Quer-, Längsstäbe und die Tragstücke können hohl und von einem Wärmetauschermedium durchströmt sein, um das Material während des Rührvorganges abzukühlen oder zu erwärmen.

Um eine gleichmäßige Verteilung des Wärmetauschermittels zu erreichen, können in die jeweils einen Verbindungsstangen-Knotenpunkt bildenden Tragstücke eine gleiche, gerade Anzahl von Austriusöffnungen aufweisen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Horizontal-Rührwerks a.i Hund der Zeic .nung im einzelnen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Endteil des erfindungsgemäßen

ίο Rührwerkes und seine Verbindung mit einem der Drehzapfen in Seitenansicht,

F i g. 2 eine End-Ansicht des Rührwerkes nach Fig. 1.

Dieses Rührwerk soll in einem Behälter 1 von im allgemeinen zylindrischer Form verwendet werden, dessen Innenmantel strichpunktiert angedeutet ist. An den in bekannter Weise halbkugelförmigen Behälterenden befinden sich Lager für Drehzapfen 2 des Rührwerkes. Dirse nicht im einzelnen dargestellten Lager können <m beliebiger herkömmlicher Bauart, z. B. bei einem nit Innendruck arbeitenden Behälter leckdicht gebaut sein.

Die Rührelemente des Rührwerkes bestehen im wesentlichen aus drei schraubenlinienförmigen Schaufeln 3, 4 und 5. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel bestehen die Schaufeln aus Dreiecksprofil-Stangen von solcher Form, daß ihre Firstkante stets zur Behälterachse gerichtet ist. An seinem inneren Ende trägt der Drehzapfen 2 drei radiale Arme 7, 8 und 9, deren jeder an seinem Außenende mit einem Tragstück 10, 11, 12 versehen ist, das eine Kerbe vom Profil der die Schaufeln bildenden Dreiecksprofil-Stangen aufweist. Jedes der Tragstücke 10, 11, 12 ist ferner durch eine Versteifungsstange 13 mit dem Drehzapfen 2 verbunden.

Jede Schaufel, z. B. die Schaufel 3, ist bei 14 am Drehzapfen 2 befestigt, von dort in einer Kurve, die sehr nahe am Innenprofil des Behälterendes verläuft, zum Tragstück 10 geführt und in dieses eingefügt und geht von dort weiter in Form einer Schraubenlinie mit einem Außendurchmesser, der nur um ein geringes, nämlich um das nötige Spiel, kleiner als der Innendurchmesser des Behälters ist. In mehreren zur Drehachse des Rührwerkes queren Ebenen, die z. B.

voneinander gleichen Abstand haben, ist jede schraubenlinienförmige Schaufel 3, 4, 5 mit einem Tragstück 15,16,17 verbunden, und zwar darin eingefugt. Jedes dieser Tragstücke ist mit den beiden anderen Tragstücken derselben Querebene durch eine erste Reihe Stangen 18 verbunden, die miteinander ein gleichseitiges Dreieck bilden. Jedes Tragstück 15, 16, 17 ist ferner durch eine Stange mit einem Tragstück der vorhergehenden Querebene, das zu einer anderen Schaufel gehört, und mit einem Tragstück der nachfolgenden Querebene, das zur dritten Schaufel gehört, verbunden. Ebenso ist das zur Schaufel 4 gehörige Tragstück 16 mit dem zur Schaufel 3 gehörenden Tragstück 10 und mit dem der Schaufel 5 zugehörigen Tragstück 22 verbunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnu.ieen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Horizontalrührwerk; für einen zylindrischen Behälter großer Länge, das in zwei gesonderten Drehzapfen an jedem Ende des Behälters gelagert und mit mehreren schraubenlinienförmigen schmalen Schaufeln versehen ist, oie winkelversetzt an den Drehzapfen befestigt und in geringem Abstand von der Behälterwand angeordnet sowie durch Verstrebungen abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (3,4,5) in mehreren über die Länge des Rührwerks verteilten Querebenen durch Q'.ierstäbe (18) und durch schräg zur RührwerksacLse angeordnete Längsstäbe (19) gegeneinander abgestützt sind und daß jeweils zwei Querstäbe (18) und mindestens ein vorderer und ein rückwärtiger Längsstab (19) in je einem an den Schaufeln (3, 4, S) befestigten Tragstück (10 bis 12, 15 bis 17, 20 ois 22) eingreifen.

2. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise unmittelbar mit den Drehzapfen (2) verbundenen Schaufeln (3,4,5) über in Tragstücken (10, 11, 12) angreifenden radialen Armen (7,8,9) und Versteifungsstangen (13) mit dem in das Behälterinnere ragende Ende des Drehzapfens verbunden sind.

3. Rührwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (3,4, S) ein Dreiecksprofil aufweisen, dessen Firstkante stets zur Behälterachse gerichtet ist.

4. Rührwerk nach /.nspruchS, dadurch gekennzeichnet, daß die als Druckknoten wirkenden Tragstücke (10; 15; 20) Profilkerben zur Aufnahme der Schaufeln (3, 4, 5) und Blindbohrungen zur Aufnahme der Stabenden aufweisen.

5. Rührwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Schrauben linienförmige Schaufeln hohl und an einem Gas-Flüscigkeits-Kreislauf angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer- und Längsstäbe (18, 19) hohl und ihre Hohlräume mit denen der Schaufeln (3, 4, 5) verbunden sind.

6. Rührwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes die Stützstäbe (18, 19) miteinander und mit den Schaufeln (3,4,5) verbindendes Tragstück eine gerade gleiche Anzahl von Ausgangsöffnungen aufweist.