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Für den Einbau in Tanks, Behälter und dergleichen dienender Mischer
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Vorliegende Erfindung betrifft einen zum Einbau in Behalter oder Tanks
für Emulsionen, Suspensionen und dergleichen Mischungen zwischen verschiedenen Stoffen
und/oder Stoffen mit verschiedenen Aggregatzustanden dienender Mischer. Vornehmlich
werden derartige Mischer, die einen innerhalb des Tanks oder Behälters sitzenden
Rotor mit zugeharigem Stator für die Führung des Flüssigkeitstroms und einen außerhalb
des Tanks angebrachten, mit dem Rotor gekoppelten Motor oder eine entsprechende
Antriebsvorrichtung umfassen, von unten in die Tanks (auch "whirl pools" genannt)
eingebaut.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mischer
derart auszubilden, daß sie für zwei Funktionen, nämlich sowohl zum Durchmischen
des tehdlterinhalts oder Mischmediums als auch nach Entleerung zur Reinigung des
Behälters verwendet werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch einfache
bauliche Maßnahmen gelöst, die mit den Ansprüchen naher gekennzeichnet sind.
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Eine Ausfuhrungsform eines solchen fortentwickelten Mischers wird
ndher anhand der Figuren beschrieben. Figur 1 zeigt den Mischer in Ansicht bzw.
im Schnitt längs der Drehachse mit der Darstellung der Funktion beim Durchmischen
des Behälterinhalts, Figur 2 zeigt die Funktionsweise für die wichtigen Teile des
Mischers nach Reversierung der Drehrichtung in der Reinigungsphase.
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Ein Mischer, wie er gemaß der Erfindung weiterentwickelt werden soll,
umfaßt als wesentliche Teile einen hohlzylindrischen Verbindungsschaft 14, eine
Rotorwelle 8 als Verlängerung der Motorwelle, einen am Ende der Welle 8 sitzenden
Rotor 2 mit radial sich erstreckenden, schräg zur Wellenachse gestellten Treibflügeln
11, einen motorseitig hinter dem Rotor sitzenden Stator 3 mit einem Statorrohr 3a
und einer ringförmigen Leitfläche 4 für die FUhrung des durchzumischenden Mediums
und die notwendigen Flanschverbindungen 7a, 7b, 7c zwischen dem Motor 9, dem Verbindungsschaft
14 und der Wandung 10 des Tanks oder Behälters. Im allgemeinen werden derartige
Mischer von unten in den Behälter oder Tank eingebaut, und zwar derart, daß sich
der Rotor und der Stator innerhalb des Tanks befinden, während der Motor und der
Verbindungsschaft sowie die noch erforderlichen Anschlüsse außerhalb des Tanks liegen
Zwischen dem Statorrohr 3a und der äußeren Leitflache 4 des Stators 3 ist ein kylinder-ringförmiger
Zwischenraum 15 belassen, welcher einen Strömungskanal für den zu durchmischenden
Behälterinhalt bildet.
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Zur Lösung der gegebenen Aufgabe ist erfindingsgemaß vor dem Rotor
2 am Ende der Rotorwelle 8 noch eine Prallplatte 1 senkrecht zur Wellenachse angebracht.
Diese Prallplatte hat einen gegenüber der radialen Erstreckung der Treibtlügel 11
des Rotors 2 kleineren Radius, und zwar vorzugsweise, indem deren Durchmesser bzw.
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Radien zueinander in einem Verhältnis zwischen 1:2 und 4:5 stehen.
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Des weiteren sind Maßnahmen vorgesehen, um eine Reversierbarkeit der
Drehrichtung des Rotors zv erhalten. Dazu kann entweder der Motor selbst etwa mittels
eines Schalters 17 umschaltbar oder zwischen dem Motor und der Rotorwelle ein Getriebe
mit zwei Einstellmöglichkeiten zwischengefügt sein, das je nach der Einstellung
die beiden möglichen Drehrichtungen bewirkt.
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Schließlich ist neuerungsgemäß arn Verbindungsschaft 14 ein Rohranschlußstutzen
6 angebracht, um daran eine Rohrleitung für eine Reinigungsflüssigkeit 19 anschließen
zu können, die durch den Kanal 12 während der Reinigungsphase in den Behälter geleitet
werden soll.
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Durch diese einfachen Maßnahmen sind überraschend zwei Funktionen
des Mischers möglich, nämlich zum einen das Durchmischen des Behälterinhalts 3,
zum anderen die Reinigung des Behälters nach dessen Entleerung.
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Es ist dazu vorteilhaft, wenn auch die axiale Lage des Stators, indem
z.B. das Statorrohr 3a motorseitig an einer Muffe 16 befestigt ist,
des Verbindungsschafts 14 oder einer rohrförmigen Verlöngerung desselben verschiebbar
und an einer gewünschten Stelle festklemmbar ist.
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Dadurch ist die Dicke des zwischen Rotor und Stator bestehenden Spaltes
18, in den der Kanal 12 mündet, ebenfalls einstellbar, was für die Steuerung des
Reinigungsvorgangs zweckmäßig sein kann.
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Zum Durchmischen, dessen Funktionsweise mit Figur 1 dargestellt wird,
ist der Motor 9 bzw. das Getriebe so zu schalten, daß bei der gezeigten Ausbildung
des Rotors dieser von oben gesehen sich im Uhrzeigersinn dreht (Rechtslauf). Durch
die Wirkung der Treibflügel 11 ergibt sich dann ein Strdmungsverlauf für das Medium
13 von oben nach unten.
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Es wird von den Treibflügein 11 angesaugt und in den Gleitkanal 15
des Stators getrieben und aus ihm nach unten ausgestoßen, über den Behälterboden
verteilt und durch die allgemeine, dem Medium aufgezwungene Bewegung wieder nach
oben gelenkt. Dadurch wird ein intensives Durchmischen des Mediums, gleich ob es
sich um Suspensionen oder Emulsionen oder andere Mischungen handelt, ohne Lufteinsog
und ohne Ablagerungen bewirkt. Der sich dabei ausbildende Strörnungszustand ist
in Figur 1 durch Pfeile angedeutet. Dadurch, daß der Durchmesser der Prallplatte
1 kleiner ist als die radiale Erstreckung der Treibflügel, können diese ihre Saugfunktion
ausüben, ohne daß die Prallplatte ein wesentliches Hindernis bildet, Für das nach
der Erfindung mit dem gleichen Mischer rnögliche Reinigen nach Entleeren des behälters
10 (s. Fig. 2) wird die Drehrichtung des Motors und damit des Rotors umgeschaltet,
so daß sich dieser von oben gesehen entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn (Linkslauf)
dreht.
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Durch den P'ohrnnschluß 6 am Statorrohr bzw. am Verbindungsschaft
14 wird unter Hochdruck eine Reinigungsflüssigkeit in den Kanal 12 zwischen Statorrohr
3a und Welle 8 eingespeist, der rotorseitig offen ist, in den Spalts 18 mündet und
auf der anderen Seite über dem Verbindungsschaft 14 Verbindung mit dem Anschlußstutzen
6 hat. Das aus dem ringförmigen Kanal 12 unter Druck austretende und auf die Prallplatte
1 treffende Reinigungsmedium wird nun durch den roti erenden Rotor 2 91eichm iBig
nach allen Seiten versprüht, wie die Pfeile in Figur 2 andeuten, so daß in diesem
Arbeitsgang durch die Besprühung der Behälter bzw. die Behä 1 terwandu ng gereinigt
wird Der Austrittswi nkei der Reinigungsflüssigkeit kann durch axiales Verstellen
des Stators 3 und die damit verbundene änderung der Breite des Spaltes 18 geeignet
eingestellt werden.
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Für die doppelte Verwendbarkeit des Mischers ist auch die rad iale
Erstreckung bzw.
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der Durchmesser der Prallplatte 1 wichtig. Während sie den axialsymmetrischen
Strömungskanal 12 für die Reinigungsflüssigkeit möglichst überdecken muß, damit
sie als Prallplatte für den durchgepressten Strom der Reinigungsflüssigkeit wirken
kann, soll sie natürlich den ringförmigen Strömungskanal 15 des Stators für das
zu durchmischende Medium wenigstens teilweise freigeben, damit eine Durchmischungssfrömung
in ihm sich ausbilden kann.
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Dieser Unterschied der Funktion in den zwei Arbeitsphasen kann verstärkt
werden, indem die Prallplatte 1 - anstatt mit dem Rotor 2 fast verbunden zu sein
- in axialer Richtung von ihm lösbar ist und für die Mischphase bis zu einem gewissen
Abstand vor ihm verstellbar ist. Diese Position (Prallplatte 15 ist in Figur 1 gestrichelt
angedeutet. Dann gibt sie in der Mischphase den Strömungskanal 15 im Stator 3 besser
frei und reduziert ihren Strarflurgswiderstand. Für die Reinigungsphase hingegen
muß sie wieder dicht an den Rotor 2 angezogen werden. Dazu wird die Prallplatte
nicht am Rotor oder an der Rotorwelle 8, sondern an einer zentrisch innerhalb dieser
Welle und ihr gegenüber in gewissen Grenzen axial verstellbar angeordneten Achse
21 befestigt, die zweckmäßig auch durch den Motor 9 zentrisch hindurchgeführt ist,
an dessen dem Tank 10 abgewandter Seite die Verstellvorrichtung 20 - wie in Figur
1 gestrichelt angedeutet - für diese Prollplattenachse angebracht ist.
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Durch wenige, überraschend einfache bauliche Maßnahmen wird somit
ein wesentlicher Fortschritt erzielt. Man benötigt kein zusätzliches Reinigungsgerät
für die Tanks oder "whirl pools", und der umstöndliche Ein- und Ausbau des Mischers
und des Reinigungsgeräts entfällt. Der Mischer kann praktisch dauernd eingebaut
bleiben, es sei denn, daß er gelegentlich für Inspektionszwecke ausgebaut werden
muß. Der Erfindung kommt somit eine wichtige, unbestreitbare praktische Bedeutung
zu.