DE2908083A1

DE2908083A1 - Agitationsvorrichtung

Info

Publication number: DE2908083A1
Application number: DE19792908083
Authority: DE
Inventors: Max Streicher
Original assignee: Foerdertechnik Streicher GmbH
Current assignee: Foerdertechnik Streicher GmbH
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1980-09-04

Description

Agitationsvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Agitationsvorrichtung für z.3. in einem Becken gelagertes fließfähiges Gut, inshesondere G:ille oder Fließmist in einem Schwemmbecken, mit einem Rührwerk, das eine in die Flüssigkeit eintauchende, drehbar gelagerte Verbindungswelle aufweist, die ein tiefliegendes Rührelement mit einem hochliegenden Antrieb verbindet, und mit einer Beläftungsvorrichtung, die ein im Bereich des Rührelementes angebrachtes, mit einer hochliegenden Druckgasquelle verbindbares Einleitorgan aufweist.
Agitationsvorrichtungen dieser Art sind in verschiedener Ausführung bekannt. Meist sind Rührwerk und Belüftungsvorrichtung getrennt ausgebildet, etwa dergestalt, daß das Eirleitorgan fest an; Boden eines Beckens im Einwirkungsbereich des Rilhrelementes angebracht ist. Das ist aufwendig, schwer zu warten und ermöglicht oft nur eine ungenügende Gleichfbrrnigkeit der Luftverteilung in der Flüssigkeit. Anstelle von Luft kann auch ein anderes Gasgemisch oder Gas, beispielsweise Sauerstoff, eingesetzt werden.
ach einen anderen, nicht veröffentlichten Vorschlag wird das Druckgas durch ein die Verbindungswelle umgebendes Lagerrohr nach unten geführt und dann axial entlang der Verbindungswelle eingeblasen. Auch dabei wird keine hinreichend gleichmäßige Verteilung erzielt, und ein Zusammenwirken mit der am Rührelement ausgeprägten Rotationsströmung ist nur möglich, wenn das Lagerrohr bis dicht zum Rotationselement verlängert ist.
Die Erfindung verfolgt die Aufgabe, eine Agitationsvorr. der eingangs genannten Gattung so zu gestalten, daß bei moglichst geringem Herstellungsaufwand eine optimale Verteilung des Druckgnses in der RUhrströmung gewthrleistet wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Verbindungswelle rohrförmfg als Druckgaszuleitung zu dem Finleitorgan ausgebildet, das kurz vor ihrem das Rihrelement tragenden abgeschlossenen Ende an einem aus ihrer Lagerung frei vorragenden Teil angebracht ist.
Die rohrfbrmge Ausbildung der Verbindungswelle zum Durchleiten des gasförmigen Agitationsmittels erfordert so großen Durchmesser und bringt@damit so große I3iegesteifSkeit da8yallein deshalb hostenspatend ist, die Verbindungswelle um einen bestimmten Abstand freitr&gend aus der Lagerung herauszuführen. Dieser überstehende Teil kann nun ohne wesentlichen Aufwand als Einleitorgan ausgebildet werden. Das Aggregat wird dadurch verkürzt und weniger sperrig. Zudem wird der Verteilungseffekt des Agitationsmittels wesentlich verbessert. Da das Rührelement, wie dies zudem meist üblich ist, nach unten fördert, so reißt der zentrisch zur Verbindungswelle rotierende parallel zu dieser nach unten strömende Rühr wirbel das radial austretende gasförmige Agitationsmittel mit und läßt es dann annähernd gleichmßig zur Seite hin entweichen. Durch den radialen Austritt in den Achsialwirbel wird zunächst eine Feinzerteilung des Druckgases erzielt, das daraufhin in den unmittelbaren Einwirkungsbereich des Rührelementes gelangt, so daß es sich in den ganzen Raum eines Flüssigkeitsbekkens z.B. für Gülle o.dgl. hinein besser verteilen kann. Es muß nur.daSür gesorgt werden, daß das Gas in einer durch seinen Druck beeinflußten Weise entweichen kann.
Im Prinzip genügt es, die Rohrwandung der Verbindungswelle im Bereich des Einleitorgans mit gleichm.wßg verteilten Durchbrechungen zu versehen, welchen jedoch zweckmäßigerweise esonderte Einleitmittel zugeordnet werden. Diese Einleitmittel innen nach Art von Lippenventilen als Einwegventile derart ausgebildet sein, daß sie nur bei Innendruck öffnen. Sie lassen sich jeder einzelnen Durckbrechung gesondert zuordnen, werden jedoch vorzugsweise als eine nur unter Innendruck gasdurchlässige Rohrhülle ausgebildet. Das unter Druck stehende Gas kann dann an zahlreichen, wechselnden Düsenstellen des Hüllenumfanges stoßartig ausströmen und wird dem Flüssigkeitsstrom feinverteilt zugemischt.
Die Rohrhülle kann beispielsweise durch ein Paket Ringscheiben aus gummiartigelastischem Werkstoff gebildet sein, die zwischen Endanschlägen unter begrenztem Axialdruck gehalten sind. Dabei können die Ringscheiben gleichen Außendurchmesser, jedoch wechselnde Innendurchmesser haben, die etwas größer sind als der Außendurchmesser der Verbindungswelle. Auf diese Weise können sich die Ringscheiben relativ zueinander etwas einstellen, ohne daß der zylindrische Abdichteffekt nach auSen verlorengeht oder innenseitig die Strömungsverbindung unterbrochen wird.
An den Enden läßt sich das Ringscheibenpaket durch je eine im Querschnitt winkelförmige Dichtungsmanschette begrenzen, die sich an einem Druckring aus weitgehend starrem Werkstoff abstützt.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Oberflache der Verbindungswelle im Bereich der Einleitmittel und wenigstens zum Ende hin glattflchig zylindrisch auszubilden und die Verbindung mit dem Rührelement durch reibungsschlüssige Spannmittel zu bilden.
Zum Einleiten des Druckgases wird zweckmßigerweise Im Bereich des oberen Endes der Verbindungswelle zwischen dieser, einen sie umgebenden Lagerrohr und zwei Ringdichtungen ein Rintx,raum abgeteilt, der durch radiale öffnungen einerseits mit dem Innenraum der Verbindungswelle und andererseits mit der Druckgasquelle in Verbindung steht.
Die Zeichnung gibt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wieder. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Agitationsvorrichtung zum Umrühren und aelften von Gülle bzw. Flüssigmist in einer Güllegrube, die Fig. 2a und 2b vergrößerte Teilschnitte durch die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung Bei der dargestellten Agitationsvorrichtung ist mit 1 ein als Rührflügel ausgebildetes Rührelement bezeichnet, das fest auf einer rohrförmi.gen Verbindungswelle 11 sitzt. Diese ist drehbar in einem rohrförmigen Lagerarm 3 gehalten, der fest oder lösbar in einem Lagerbock 4 sitzt. Mit 2 ist ein Hüllrohr bezeichnet, welches das untere Ende des Lagerarmes u'reift, diesen gegenüber an seinem oberen rinde drehbar und gegenüber der Verbindungswelle an seinem unteren Ende verspannend abgedichtet int.
Der Lagerbock 4 weist eine Grundplatte 5 auf, die eine Öffnung 6 in der Decke 7 eines Schwemmbeckens für Rille S o.dgl. ilberdeckt. tr kann beiden Endes mit dem Lagerarm 3 verschweißt oder auf andere Weise fest oder lösbar verbunden sein. Die Verbindungswelle 11 tragt an ihrem oberen Ende einen eingeschweißten Antriebszapfen 12, ist durch das untere Ende des Hüllrohres 2 hindurchgeführt und bildet dort an dem bis zum Wihrelement Tiberstehenden Teil ein Belüftungsorgan 13.
Der Lagerzapfen 12 tragt eine aufgekeilte Riemenscheibe 47 zum Antrieb der Verbindungswelle durch den Antriebsmotor 34 über Riemenritzel 46 und Keilriemen 45. Ferner sitzt auf dem Wellenzapfen 12 zur Lagerung der Verbindungswelle 11 im Lagerrohr 3 ein Doppelkugellager 16 zwischen zwei Ringdichtungen 241 und 242.
Unter der letzteren ist mit axialem Abstand ein dritter Dichtungsring 243 angebracht. Der dadurch innerhalb des Lagerarme 5 3 gebildete Ringraum 71 kann über einen außen angebrachten Rohrstutzen 22 mit einer Quelle für Druckluft oder ein anderes gasförmiges Agitationsmittel verbunden werden. Mit dem Innenraum der Verbindungswelle 11 ist der Ringraum 71 durch mehrere Öffnungen 23 im aufgebohrten unteren Ende des Wellenzapfens 12 verbunden.
Dicht unter der Grundplatte 5 ist eine aus einem geeigneten Lagermetall oder Lagerkunststoff bestehende Lagerhülse 72 mit tels Spannring 73 und Schrauben 74 über zwei auf beiden Seiten einer Abstandsbuchse 75 angesetzte Dichtungsringe 76 aus gìmmiartigem Werkstoff derart festgespannt, daß begrenzte radiale -und Schwenk-Einstellbarkeit möglich ist, ohne den Kraftschluß oder die Abdichtung zu beeinträchtigen.
Das obere Ende des Hüllrohres 2 ragt in die Lagerhülse 72 vor und bildet mit dieser das als Gleitlager ausgebildete obere Drehlager 77. Nach unten ist die Gleitlagerfläche durch zwei hintereinandergeschaltete Dichtungsringe 29 abgeschlossen, die Spritzflüssigkeit und Dämpfe abhalten. Durch einen Schmiernippel 78 kann das Lager gescamierit werden. Das untere Ende des Hllrohres 2 trägt innen mittels Stift oder Schraube 79 festgelegt eine Laerbuchse 80, die wiederum aus nichtkorrodierendem Lagermetall oder Lagerkunststoff besteht. Die Abdichtung zlvischen den tweiden lösbar verbundenen Teilen 2,3 besorgen dabei in die Lagerbuchse eingelassene Dichtungsringe 81. Mittels Spannring 82, Schrauben 83, Abstandsbuchse 84 und Dichtungsringe 85 ist die Lagerbuchse 80 in ähnlicher Weise auf der Verbindungswelle 11 festgespannt wie die lagerhülse 72 auf dem Lagerarm. Sie umgreift das untere Ende des Lagerarmes 3 und bildet mit diesem ein Drehlager 86.
Das Hüllrohr 2, das als lösbares zylindrisches Rohrelement ausgebildet ist, ist somit an seinem unteren Ende über jeweils zwei hintereinandergeschaltete statische Dichtungen 81,85 an der Verbindungswelle festgespannt und umschließt dadurch das tiefliegende Drehlager 86. Das obere Drehlager 77 kann dagegen stete mit lotrechtem Abstand über dem Flüssigkeitsspiegel 27 angeordnet werden und ist lediglich gegen Spritzflüssigkeit zu schwitzen, was die glockenförmige Lagerhitlse 72 mit ihren beiden Dichtungen 29 ohne weiteres übernehmenkann. Antriebsmomente oder bemerkenswerte Kräfte braucht das Hüllrohr 2 nicht zu übertragen, dies besorgt ausschließlich die an beiden Enden des Lagerarmes 3 abgestützte Verbindungswelle ii.
Die Fähigkeit zur Übertragung des Drehmomentes und zum Durchleiten des gasförmigen Agitationsmittels führen zwangsläufig zu größerem Rohrdurchmesser und entsprechend großer Biegesteifigkeit der Verbindungswelle. Diese kann daher ohne die Gefahr einer Überlastung wenigstens um das Zehnfache ihres Durchmessers über die unteren Enden des Lagerarmes und des hüllrohres - entsprechend Abstand a - frei vorragen. Dieser Abschnitt der Verbindungswelle wird hier zum Unterbringen des Belüftungsorgans 13 verwendet.
In diesem Bereich d.h. unterhalb des Willröhres 2 ist, wie am besten aus Fig. 2 b zu erkennen, die ganze Außenfläche 8t der Verbindungswelle glatt zylindrisch ausgeführt. Ihr unteres Ende ist durch einen aufgeschweißten Deckel 88 gasdicht Verschiossen. Das Rährelement 1 ist mittels Keilbuchsen 896 Druckring ga und Schrauben 91 abnehmbar aufgespannt.
Der frei vorraende untere Teil der Verbindungswelle 11 kann somit unmittelbar als Einleitorgan fair das Agitationsmittel verwendet werden. Zu diesem Zweck ist er mit gleichmäßig verteilten Durchbrechungen 111 versehen, welchen gegebenenfalls geeignete Lippenventile oder anders ausgebildete Rückschlagventilelemente zugeordnet werden können, Hier wird jedoch als Einleitmittel ein Paket Ringscheiben 92 verwendet, die gleichen Außendurchmesser (98). j jedoch untesschiedlichen Innendurchmesser 94 haben. Diese Innendurchmesser 94 sind sämtlich etwas größer als der Außendurchmesser 87 der Verb in dungswelle 11. Zwischen dieser und dem hülsenförmigen Einleitmit teil wird daher ein enger Ringkanal mit sich etwas verändernder. Querschnitt gebildet, der jedoch aut ganzer Länge eine' durchgehende Strömungsverbindung bildet. Das Ringscheib'enp"ake.t kann daher, wenn es in axialer Richtung zusammengedrückt wird; unter Innendruck gesetzt werden, bis das gasförmige Agitationsmittel nach außen entweicht. Dieser "Einleitdruck" ist abhängig von der zwischen den Ringscheiben wirkenden Axialkraft.
An beiden Enden des Ringscheibenpaketes ist eine in Querschnitt winkelförmige Deckmanschette 95 aus weichem, gummiartigem Werkstoff wie die Ringscheiben angebracht und wird von einem im Querschnitt ebenfalls winkelförmigen Stützring 96 umfaßt. Der untere Stützring 96 liegt am Rohrelement 1 bzw. dessen Aufspannung an, der obere wird durch eine Rohrschelle 97 gehalten. Durch Verschieben dieser Rohrschelle auf der Verbindungswelle 11 lSt sich somit der zwischen den Ringscheiben 92 wirkende Anlagedruck und dadurch der Innendruck verSndern, bei welchem die Rinleitung beginnt.
Oer Betriebsdruck liegt in der Regel um etwa 30 bis 50 % iiber dem Einleitdruck, um ein Einleiten des Agitationsmittels auch bei einer Verkrustung oder anderen Ve.rnderung der Durchlass -wege zu gewährleisten.
Das ganze Ringscheibenpaket wirkt dabei nach Art einer großen Anzahl Lippenventile , von welchen einige bei anliegendem Betriebsdruck ständig geöffnet bleiben und andere sich abwechselnd öffnen und schließen. Jedenfalls treten aus dem Ringscheibenpaket eine große Anzahl kontinuierlicher und diskontinuierlicher Radialstrahlen des Agitationsmittels aus.
Das rotierende Ringscheibenpaket ist umgeben von einer im gleisehen Sinne rotierenden Schraubenströmun , die durch Ausbiftdung des Rotorelementes und Drehrchtung so gestaltet ist, daß sie einerseits an der Umfangsfläche 98 des Ringscheibenpaketes eine andere Umfangsgeschwindigkeit hat als dieses und zudem parallel zur Rotorachse 38 in Richtung der Pfeile 99 nach unten gerichtet ist.Die radial austretenden Gasstrahlen oder Gasblasen werden also vornehmlich in Axialrichtung, zum Teil aber auch in Umfangsrichtung abgelenkt. Dadurch werden auch gröbere Gasblasen schon beim Einleitvorgang unmittelbar unterteilt. Die kleineren Bläschen werden zudem beim Auftreffen auf den Moden des Beckens nochmals einer lTnterte iungsheanspruchung ausgesetzt und dann zur Seite hin verteilt, so daß eine recht zleichmäßize Gasagitation in der gesamten Flüssigkeit erzielt wird.
Von der speziellen Ausbildung des Ringscheibenpaketes einmal abgesehen, besteht hier der zusötzliche Aufwand in den Durchbrechungen 111. Dieser Auftirand ist aber wesentlich kleiner als die Kosteneinsparung der Gesamtkonstruktion und gewährleistet zudem eine bessere Verteilung des Agitationsmittels.
L e e r s e i t e

Claims

A n s p r ü c h e Agitationsvorrichtung für z.B. in einem Becken gelagertes fließfähiges Gut, insbesondere Gülle oder Fließmist in einem Schwem.mbecken, mit einem Rührwerk, das eine in die Fljssigkeit eintauchende, drehbar gelagerte Verbindungswelle aufweist, die ein tiefliegendes Rührelement mit einem hochliegenden Antrieb verbindet, urd mit einer Belüftungsvorrichtung, die ein im Bereich des Rührelementes angebrachtes, mit einer hochliegenden Druckgasquelle verbindbares Einleitorgan aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungswelle ( rohrförmig als Druckgaszuleitung zu dem Einleitorgan (13) ausgebildet ist, das kurz vor ihrem das Rflhrelement (.) tragenden abgeschlossenen Ende an einem aus ihrer Lagerung (3) frei vorragenden Teil angebracht ist.
2. Agitationsvorrichtung nach Anspfuch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrwandung der Verbindungswelle in Bereich des Einleitorgans mit gleichmäßig verteilten Durchbrechungen (111) versehen ist, welchen gesonderte Einleitmittel (92) zugeordnet sind.
3. Agitationsvorr2chtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitmittel eine nur unter Innendruck gasdurchlässige Rohrhülle (92-,9&,96) aufweisen (Fi. 2b).
4. Agitationsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrhülle durch ein Paket Ringscheiben (92)aus gummiartig elastischem Werkstoff gebildet ist, die zwischen Endanschlägen (89,9?) unter begrenztem Axialdruck gehalten sind.
5. Agitationsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzechnet, daß die Ringscheiben (92) gleichen Außendurchmesser (98), jedoch wechselnde Innendurchmesser haben, die etwas größer sind als der Außendurchmesser der Verbindungswelle (11).
6. Agitationsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringscheibenpaket an beiden Enden durch je eine im Querschnitt winkelförmige Dichtungsmanschette (95) begrenzt ist, die sich an einem Druckring (96) aus weitgehend starrem Werkstoff abstützt.
7. Agitationsvorrichtung nach einem der Anspruche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflache (87) der Verb5ndungswelle (11) im Bereich der Einleitmittel und wenigstens zum Ende hin glatt flächig zylindrisch ausgebildet ist und die Verbindung mit dem Rührelement (1) durch reibungsschlfissige Spannmittel (89) gebildet ist.
8. Agitationsvorrichtung nach einem der Anspruche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des oberen Endes der Verbindungswelle (11) zwischen dieser, einem sie umgebenden Lagerrohr (3) und zwei Ringdichtungen (282,243) ein Ringraum (71) abgeteilt ist, der durch radiale ffnungen einerseits mit den Innenraum der Verbindungswelle (11) und andererseits (22) mit der Druckgasquelle in Verbindung ist.