DE3914694A1 - Ruehrvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rührvorrichtung zum Mischen, Trocknen, Granulieren oder ähnlichem und betrifft insbesondere eine Rührvorrichtung mit einer im Inneren eines eine Rührkammer bildenden Gehäuses angeordneten Antriebswelle und mehreren an der Welle axial verteilten Rührern.

Bei einer üblichen Rührvorrichtung der oben beschriebenen Art ist der gesamte Umfang der inneren Gehäusefläche, die der äußeren Kante der Rührer gegenüberliegt, glatt und flach ausgebildet.

Beim Rühren/Mischen von z.B. Polyester und wasserlöslichem Polymerpulver mit einer derartigen glatten und flachen Innenfläche ist es jedoch häufig der Fall, daß das verarbeitete Material an dem Rührer anhaftet. Das anhaftende Material sammelt sich allmählich an und härtet am Rührer aus und kommt dann in einen gleitenden, d.h. Reibkontakt mit der Innenfläche des Gehäuses, wenn sich der Rührer dreht. Wenn der Rührer sich dann mit dem daran anhaftenden viskosen Material weiterdreht, tritt eine konstante gegenseitige Bewegung zwischen dem anhaftenden Material und dem Rührer auf. Dies führt dann zu folgenden Schwierigkeiten:

• (a) Da die wiederholte gleitende Berührung die Innenfläche verschleißt, wird das Gehäuse schnell zerstört. Weiter vermischt sich das verschlissene Oberflächenmaterial mit dem zu verarbeitenden Material, wodurch seine Qualität verschlechtert wird.
• (b) Der Rührer wird durch die gegenseitige Bewegung mit dem daran anhaftenden Material schnell zerstört.
• (c) Der Rührer wird infolge des konstant einwirkenden Biegemoments verformt.
• (d) Es tritt ein entscheidender Energieverlust bei der Rotation der Rührer auf.
• (e) Die Reibung bewirkt beträchtliche Vibrationen und Geräusche.

Wenn weiter das Rühren mit einer üblichen Vorrichtung bei einem Vermischen einer wässrigen Flüssigkeit, die Wasser oder ein einer granulatförmigen Substanz zugeführtes Additiv enthält, durchgeführt wird, treten die gleichen Probleme wie oben beschrieben auf.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bestehenden Probleme durch eine einfache Verbesserung zu beheben und eine Rührvorrichtung zu schaffen, die eine bessere Lebensdauer und Leistung aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst, d.h. durch eine Rührvorrichtung mit mehreren an der Innenfläche des Gehäuses angeordneten Vorsprüngen, wobei mindestens einer sich in der Arbeitsbahn der vorderen Kante jedes Rührers und benachbart zur gegenüberliegenden Kante befindet, wobei die axial benachbart zur Antriebswelle angeordneten Vorsprünge radial von der Antriebswelle beabstandet sind.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß, wenn das zu verarbeitende Material leicht an dem Rührer anhaftet und aushärtet und das anhaftende Material sich bis zu einem gewissen Ausmaß angesammelt hat, das Material gegen die der äußeren Rührerkante benachbart gegenüberliegenden Vorsprünge schlägt, wodurch übermäßiges Material wirksam durch das Anstoßen von dem Rührer entfernt wird.

Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Gehäuses durch Reibung des anhaftenden Materials verhindert, wodurch die Lebensdauer des Gehäuses verlängert wird und die Qualität des zu verarbeitenden Material verbessert wird, da kein Gehäusematerial mitvermischt wird.

Da weiter übermäßiges Material von dem Rührer wirksam entfernt wird, ist es möglich, eine Reibbeschädigung des Rührers selber infolge der gegenseitigen Bewegung in bezug auf das Material zu verhindern.

Da das Anschlagen, d.h. der Materialentfernungsstoß auf den Rührer aufgrund der begrenzten Menge des daran haftenden Materials gering ist und dieser Stoß nur momentan auftritt, wird der Rührer kaum durch diesen Stoß verformt.

Da eine konstante Reibung und eine Gleitberührung zwischen der Gehäusefläche und dem anhaftenden Material verhindert wird, wird der Energieverlust bei der Drehung des Rührers und das Entstehen von Vibrationen und Geräuschen in vorteilhafter Weise vermieden.

Da mehrere Vorsprünge unabhängig voneinander vorgesehen sind, können, wenn eine Reibbeschädigung oder Verformung eines oder mehrerer Vorsprünge auftritt, dieser oder diese Vorsprünge leicht erneuert werden, ohne daß es erforderlich ist, alle Vorsprünge zu erneuern.

Da jeweils ein Vorsprung in jeder Arbeitsbahn der Rührer bzw. der vorderen Kante derselben vorgesehen ist, wobei jeder Vorsprung nur eine geringe Breite aufweist, die im wesentlichen der Breite der Bahn entspricht, und weiter ein Paar Vorsprünge axial benachbart zur Antriebswelle mit radialem Abstand dazwischen vorgesehen sind, ist es möglich, nachteiliges Anhaften oder Verklumpen des zu verarbeitenden Materials zwischen den Vorsprüngen und der inneren Gehäusefläche zu vermeiden, wodurch das Rührverfahren wirksam ohne Behinderung durch die Vorsprünge durchgeführt wird.

Entsprechend werden mit der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung, auch wenn das zu verarbeitende Material leicht anhaftet und an den Rührern aushärtet, Reibbeschädigungen des Gehäuses und der Rührer infolge des angesammelten anhaftenden Materials an den Rührern oder dem Gehäuse wirksam vermieden. Die Rührvorrichtung kann dabei leicht und billig gewartet werden. Mit der Vorrichtung wird weiter eine Verminderung der Vibration und der Geräuscherzeugung erreicht. Entsprechend kann die erfindungsgemäße Rührvorrichtung über lange Zeit ohne Schwierigkeiten betrieben werden, wobei weiter eine nachteilige Vermischung mit Fremdmaterial bei dem zu verarbeitenden Material verhindert wird. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Rührvorrichtung geschaffen, die in jeder Hinsicht, d.h. der Lebensdauer, der Wartung und der Leistung besser als die bekannten Vorrichtungen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht der Rührvorrichtung; und

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Rührvorrichtung.

In der Mitte eines Gehäuses 2 mit einer zylindrischen Innenfläche, die eine Rührkammer 1 bildet, ist horizontal eine Welle 4 angeordnet, die betriebsmäßig mit einem Antrieb 3 verbunden ist. Am linken Ende des Gehäuses 2 ist eine Einlaßöffnung 5 zum Einführen eines zu verarbeitenden Materials und an der rechten Seite eine Auslaßöffnung 6 zur Ausgabe des verarbeiteten Materials angeordnet. An der Welle 4 sind mehrere Rührer 7 befestigt. Die genannten Bauteile bilden eine kontinuierlich arbeitende Rührvorrichtung.

Die einzelnen Rührer 7 sind axial und radial verteilt an der Welle 4 angeordnet, wobei ein Paar Rührer 7 an der gleichen axialen Stelle der Welle einander gegenüberliegend angeordnet sind. Ein axial benachbartes Paar Rührer 7 ist um 90° versetzt angeordnet. Die Rührflächen der Rührer 7 sind so ausgerichtet, daß bei ihrer Drehung das zu verarbeitende Material in Richtung der Auslaßöffnung 6 gefördert wird.

An den Umfangsabschnitten der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses 2 sind längs der Arbeitsbahnen der vorderen Kanten der Rührer 7 mehrere ersetzbare Vorsprünge 8 vorgesehen, wobei ein Vorsprung 8 an jeder Arbeitsbahn angeordnet ist und jeder Vorsprung 8 eine Breite entsprechend der Bahn aufweist. Ein Paar Vorsprünge 8 ist axial zur Antriebswelle benachbart mit einem radialen Spalt dazwischen angeordnet.

Mit der obigen Anordnung kann beim Betrieb, wenn an der vorderen Kante des Rührers 7 Material anhaftet, dieses wirksam durch Auftreffen auf den Vorsprung 8 entfernt werden. Da ebenfalls sich das Material durch den Spalt zwischen dem axial benachbarten Paar Vorsprünge 8 bewegt, tritt kein Verklumpen des Materials an dem Abschnitt ein, wodurch die gesamte Rührvorrichtung das Material wirksam verrührt.

Während einer Drehung der Welle 4 kommen die Rührer 7 und die Vorsprünge 8 aufeinanderfolgend mehrmals in eine gegenüberliegende Lage, wobei die Rührer 7 und die Vorsprünge 8 so angeordnet sind, daß die Drehwinkel der Welle 4 zwischen aufeinanderfolgenden gegenüberliegenden Stellungen gleich sind. Hinsichtlich dieser stellungsmäßigen Anordnung zwischen den Rührern 7 und den Vorsprüngen 8, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist festzustellen, daß bei einer Drehung der Welle 4, bei der ein Rührer 7 a in eine gegenüberliegende Stellung zu einem Vorsprung 8 a gelangt, sich der gegenüberliegende Rührer 7 b nicht gegenüber dem Vorsprung 8 b befindet, d.h. die Anordnung verhindert eine gleichzeitige gegenüberliegende Stellung zwischen dem gegenüberliegenden Paar Rührer und den Vorsprüngen. Hierdurch wird der auf die Welle 4 während einer Drehung einwirkende Stoß vermindert. Weiter sind, wie in Fig. 1 dargestellt, die Vorsprünge 8 an axialen Stellen in bezug auf die Welle 4 versetzt zueinander so angeordnet, daß die gegenüberliegende Stellung zwischen dem Rührer und dem Vorsprung wirksam zum Entfernen des Materials beiträgt, wobei eine gleichförmige Verteilung für die entsprechenden Rotationsphasen der Welle 4 während ihrer Drehung vorgesehen ist. D.h., wenn sich die Welle 4 einmal dreht, tritt ein mehrfaches Entfernen des Materials auf. Entsprechend wird der Stoß beim Entfernen wirksam vermindert, wobei diese Stöße gleichförmig für die entsprechenden Drehphasen bei einer Drehung der Welle 4 verteilt sind. Entsprechend ist es möglich, das Drehmoment der Welle 4 zu stabilisieren und ebenfalls die Vibration und erzeugte Geräusche zu vermindern.

Die Rührer 7 sind vorzugsweise weiter so zueinander angeordnet, daß der Zwischenraum zwischen den Betriebsbahnen der vorderen zueinander in axialer Richtung der Welle 4 benachbarten Kanten so klein wie möglich ist. Da das Material durch die sich drehenden Rührer 7 konstant gerührt wird, wird bei dieser Anordnung, wenn sich das Material durch die Rührkammer bewegt, eine gute Rührwirkung erreicht, unabhängig von der Kapazität der Rührkammer. Der obengenannte Zwischenraum zwischen benachbarten Betriebsbahnen der Rührkanten kann als praktisch nicht vorhanden angesehen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Welle 4 mit einer geringen Neigung oder vertikal oder horizontal angeordnet sein. Es ist ebenfalls möglich, mehrere Wellen 4 in einer parallelen Anordnung vorzusehen.

Die Form, der Aufbau und die Anzahl und Stellungen der Rührer 7 können entsprechend verändert werden. Beispielsweise ist es möglich, einen oder mehr als drei Rührer an einer axialen Stellung der Welle 4 vorzusehen.

Die Form, der Aufbau und die Anzahl und die Stellung der Vorsprünge 8 können ebenfalls entsprechend verändert werden. Beispielsweise ist es möglich, mehrere Vorsprünge 8 an einer Arbeitsbahn der vorderen Kante der Rührer 7 vorzusehen, wobei die Vorsprünge 8 umfangsmäßig versetzt sind. Der Vorsprung 8 kann ebenfalls kreisförmig, rechtwinklig oder dreieckig sein oder einen ähnlichen Querschnitt aufweisen. Der Vorsprung 8 kann weiter ähnlich einer Messerkante ausgebildet sein.

Um den Vorgang des Materialentfernens gleichförmig zu verteilen, kann ein Paar axial benachbarter Rührer 7 mit der gleichen Umfangsphase angeordnet sein, während ein axial benachbartes Paar Vorsprünge 8 umfangsmäßig versetzt ist. Die gleiche Wirkung erhält man ebenfalls durch eine umgekehrte Anordnung, d.h. durch Anordnen eines Paares axial benachbarter Vorsprünge mit der gleichen Umfangsphase und eines Paares Rührer in einer umfangsmäßig versetzten Weise. Ebenfalls sind Kombinationen dieser Anordnungen denkbar.

Die Rührvorrichtung ist ebenfalls für ein absatzweises Arbeiten statt des kontinuierlichen Arbeitens geeignet. Weiter kann eine innere Auskleidung des Gehäuses 2 vorgesehen sein, um einen Verschleiß infolge von Reibung oder ein anhaftendes Material zu verhindern. D.h., der genaue Aufbau dieser Rührvorrichtung kann entsprechend den Anforderungen in geeigneter Weise abgeändert werden.

Die Rührvorrichtung kann zum Verrühren der verschiedensten Materialien für die verschiedensten Zwecke verwendet werden. Wenn die Vorrichtung beispielsweise zum Trocknen verwendet wird, kann das Gehäuse 2 mit einer Mantelheizung versehen werden, um ein Hochtemperaturfluid in das Gehäuse 2 einzuführen.

Claims (4)

1. Rührvorrichtung mit einem eine Rührkammer (1) bildenden Gehäuse (2); einer in dem Gehäuse (2) angeordneten Welle (4); und mehreren axial an der Welle (4) verteilt angeordneten Rührern (7), dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorsprünge (8) an der Innenwand des Gehäuses (2) angeordnet sind, wobei die Vorsprünge (8) benachbart so angeordnet sind, daß mindestens ein Vorsprung sich in jeder Arbeitsbahn einer vorderen Kante des Rührers (7) befindet, wobei ein Zwischenraum zwischen einem benachbarten Paar von Vorsprüngen (8) vorgesehen ist.

2. Rührvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in axialer Richtung der Welle (4) benachbartes Paar Rührer (7) in Drehrichtung versetzt angeordnet ist.

3. Rührvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührer (7) so angeordnet sind, daß ein Zwischenraum zwischen einem benachbarten Paar Arbeitsbahnen der vorderen Kanten der Rührer (7) in axialer Richtung der Welle (4) so klein wie möglich ist.

4. Rührvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Drehung der Welle (4) die Rührer (7) und die Vorsprünge (8) aufeinanderfolgend mehrfach in eine gegenüberliegende Stellung gelangen, wobei die Rührer (7) und die Vorsprünge (8) so angeordnet sind, daß die Drehwinkel der Welle (4) zwischen aufeinanderfolgenden gegenüberliegenden Stellungen gleich sind.