DE3942679A1 - Mischvorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung zum Mischen
von Flüssigkeiten und/oder zum Dispergieren von Gasen
oder Feststoffen in Flüssigkeiten, mit einem Mischbe
hälter und einem von einem Linearmotor angetriebenen, in
die zu mischenden Stoffe eintauchenden Rührorgan.
Linearmotore werden auf vielen Gebieten der Technik ver
wendet.
Zum Antrieb von Misch- und Rührvorrichtungen sind sie
jedoch bisher in der Praxis nicht eingesetzt worden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Misch
vorrichtungen und gegebenenfalls die Linearmotoren so zu
gestalten, daß in der Praxis die Mischvorrichtungen durch
die Linearmotoren zufriedenstellend angetrieben werden
können.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der
Linearmotor als Scheibenläufermotor mit insbesondere
Doppelinduktorkamm ausgebildet ist und daß die
Aluminiumscheibe des Motors direkt mit der Welle des
Rührorganes verbunden ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der
Primärteil des Linearmotors in Form eines zylindrischen
Ringes ausgebildet und im Gehäuse des Rührorganes einge
baut sein, während der ringförmige Sekundärteil des
Linearmotores drehfest auf der Welle des Rührorganes
sitzt oder einstückig mit dieser ausgebildet ist.
Es können auch Primärteil und Sekundärteil scheibenförmig
ausgebildet sein, wobei der Primärteil am Gehäuse des
Rührorganes und der Sekundärteil drehfest am freien Ende
der Rührerwelle befestigt ist.
Bei Rührwerken, die eine hermetische Abdichtung nach
außen verlangen und zu diesem Zweck beispielsweise mit
einem Spalttopf versehen sind, ist vorzugsweise der
Primärteil des Linearmotors außerhalb des Spalttopfes am
Gehäuse angebracht und der Sekundärteil innerhalb des
Spalttopfes drehfest mit der Rührwelle verbunden. Nach
einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher
die Mischvorrichtung mit einer Gleitringdichtung ausge
stattet ist, wird der nichtrotierende Gleitring mittels
eines Linearmotores axial gegen den rotierenden Gleitring
angedrückt. Der Primärteil des Linearmotors ist hierbei
am Gehäuse des Rührorganes angebracht, während der aus
Aluminium bestehende Sekundärteil des Linearmotors fest
mit dem nichtrotierenden Gleitring verbunden ist. Nach
einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann der
nichtrotierende Gleitring aus Aluminium bestehen und
selbst den Sekundärteil des Linearmotors bilden.
Der Misch- oder Rührbehälter kann bei einer weiteren Aus
führungsform Teil einer Rohrleitung sein, wobei der eben
falls rohrförmige Primärteil des Linearmotors längs der
Innenwand der Rohrleitung eingebaut und der Sekundärteil
des Linearmotors mit dem Rührorgan verbunden ist. Der
Sekundärteil des Linearmotors kann hierbei rohrförmig
ausgebildet und mit dem oder den Rührblättern bzw. Rühr
schaufeln des Rührorganes verbunden sein, und/oder es
können auf dem Rührblatt oder der Rührschaufel scheiben
förmige Segmente befestigt sein, die den Sekundärteil des
Linearmotors bilden. Durch den Sekundärteil des Motors
kann hierbei das Rührorgan radial und axial geführt bzw.
abgestützt sein.
Auch wenn der Mischbehälter Teil einer Rohrleitung
bildet, kann der Linearmotor als Scheibenläufer mit
Doppelinduktorkammer ausgebildet sein, und die Aluminium
scheibe des Motors kann direkt mit der Rührerwelle dreh
fest verbunden sein, die ihrerseits an beiden Enden z. B.
in sphärischen Gleitlagern gelagert sein kann.
Beidseitig der Aluminiumscheibe ist bei dieser
Ausführungsform eine mit der Scheibe umlaufender Dicht
ring eingebaut, der die Rohrleitung gegen die
Induktorkämme des Linearmotors abdichtet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der
Erfindung ist der Primärteil des Linearmotors rohrförmig
ausgebildet, und sein Sekundärteil wird durch einen in
dem Rohr hin und her bewegbaren Kolben gebildet, der
wenigstens ein Rührblatt im Mischbehälter bewegt, z. B.
verschwenkt oder dreht.
In Weiterbildung dieser Ausführungsform können zwei oder
mehrere Linearmotore im Mischbehälter eingebaut sein,
deren Sekundärteile des Motors bildende Kolben mit einer
als Kurbelwelle ausgebildeten Rührerwelle gekoppelt sind.
Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung ist der
Primärteil des Linearmotors als in die Flüssigkeit des
Mischbehälters z. B. vertikal eintauchendes Rohr
ausgebildet, während der Sekundärteil als ringförmige,
den Primärteil umschließende Nabe ausgebildet ist, die
längs des Primärteils auf und ab bewegbar ist und die
Rührblätter oder Rührflügel trägt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der
Primärteil des rohrförmigen Linearmotors in einem Gehäuse
im Mischbehälter eingebaut, und sein die Rührblätter
tragender Sekundärteil ist als ringförmige Nabe
ausgebildet, die radial außerhalb oder innerhalb des
Primärteils des Motors angeordnet und am Gehäuse drehbar
gelagert und axial abgestützt ist.
Nach noch einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist der Primärteil des Linearmotors als eine in sich
geschlossene Schiene ausgebildet, die im Mischbehälter
ortsfest und in die zu mischende Flüssigkeit eingetaucht
eingebaut ist, während der die Rührblätter oder
Rührflügel tragende Sekundärteil in Form eines längs der
Schiene beweglichen und durch diese geführten Schlittens
oder Läufers ausgebildet ist.
Die in sich geschlossene Schiene kann kreisförmig,
elliptisch, achtförmig oder auch z. B. schraubenlinien
förmig ausgebildet sein.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden
nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
die
Fig. 1 bis 5 schematisch im Schnitt eine Misch- oder
Rührvorrichtung zeigen, die jeweils durch einen
Linearmotor angetrieben ist.
Fig. 6 zeigt eine z. B. in Mischvorrichtungen der in den
Fig. 1 bis 5 gezeigten Art verwendete Gleitringdichtung,
die durch einen Linearmotor betätigt wird.
Fig. 7, 8 und 9 zeigen Mischvorrichtungen, bei denen der
Mischbehälter einen Teil einer Rohrleitung bildet.
Fig. 10, 11 und 12 zeigen Ausführungsformen, bei denen
der Sekundärteil des Linearmotors in Form eines Kolbens
ausgebildet ist, der das jeweilige Rührorgan antreibt.
Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
bei der der Linearmotor als rohrförmiger, in die
Behälterfüllung eintauchender Stab ausgebildet ist, auf
welchem der Sekundärteil des Motors, der die Rührblätter
trägt, auf und ab beweglich ist.
Fig. 14 bis 17 zeigen Ausführungsformen, bei denen der
Primärteil von einem Gehäuse im Mischbehälter getragen
ist, während der Sekundärteil in Form einer Nabe ausge
bildet ist, welche die Rührblätter trägt und die durch
das Gehäuse radial und axial geführt ist.
Fig. 18 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei
welcher der Primärteil des Linearmotors als in sich
geschlossene Schiene ausgebildet ist, längs welcher der
Sekundärteil, der die Rührblätter oder Rührflügel trägt,
bewegbar ist.
Fig. 1 zeigt eine Misch- oder Rührvorrichtung 10 mit
einem Gehäuse 12 und einem mit diesem z. B. durch
Schrauben verbundenen Mischbehälter 14.
An seiner Oberseite ist das Gehäuse 12 durch einen Deckel
24 geschlossen.
Im Gehäuse 12 ist eine im beschriebenen Beispiel
lotrechte Rührerwelle 16 in Lagern 20 drehbar gelagert.
Die Rührerwelle 16 erstreckt sich in den Mischbehälter 14
hinein und trägt an ihrem Ende einen oder mehrere
Rührblätter 18.
Das Gehäuse kann mit flüssigkeit-durchspülten Kühlkammern
22 ausgerüstet sein. Zwischen dem Mischbehälter 14 und
dem Innenraum des Rührergehäuses 12 ist beim dargestell
ten Beispiel eine Gleitringdichtung 26 eingebaut.
Die Rührerwelle 16 wird durch einen Linearmotor 28 ange
trieben, der aus einem Primärteil 30 und einem
Sekundärteil 32 besteht. Der Primärteil 30 ist in Form
eines doppelten Induktorkammes mit eingelegten Wicklungen
ausgebildet, während der Sekundärteil 32 von einer
Aluminiumscheibe gebildet ist, die drehfest mit der
Rührerwelle 16 verbunden ist. Die Aluminiumscheibe 32
ist, wie dargestellt, in Axialrichtung zwischen den
Induktorkämmen 30 angeordnet, sie hat einen Abstand von
jedem der beiden Induktorkämme, und sie wird im Betrieb
durch diese Induktorkämme angetrieben und in Drehung
versetzt, wobei sie die mit ihr fest verbundene
Rührerwelle 16 mitnimmt.
Die Induktorkämme 30 sind, sich axial gegenüberliegend,
fest im Gehäuse 12 eingebaut. Die elektrischen Anschluß
leitungen für den Linearmotor 28 sind jedoch aus Gründen
der Übersichtlichkeit der Zeichnung nicht dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform ähnlich Fig. 1, wobei
hier der Primärteil 30 des Linearmotors mit den Induktor
kämmen und den Wicklungen in Form eines zylindrischen
Rohrstückes ausgebildet und fest im Gehäuse 12 eingebaut
ist. Der Sekundärteil 32 hat die Form eines Ringes oder
einer Büchse aus Aluminium, die drehfest auf der Rührer
welle 16 sitzt radial gegenüber dem Primärteil 30 des
Linearmotors. Zwischen dem Primärteil 30 und dem
Sekundärteil 32 ist eine zylindrische Abdeckbüchse 34
eingebaut.
Die Wirkungsweise des Linearmotors ist bekannt. Wenn der
Primärteil 30, d. h. die Induktorkämme mit den Wicklungen
erregt werden, wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt,
durch welches der Sekundärteil 32 in Drehung versetzt
wird, wodurch die fest mit dem Sekundärteil verbundene
Rührerwelle 16 zur Rotation gebracht wird.
Fig. 3 zeigt eine Variante der Ausführungsform nach Fig.
2, wobei hier der Primärteil 30 und der Sekundärteil 32
des Linearmotors in Achsrichtung der Rührerwelle 16 lang
gestreckt ausgebildet sind, was zur Folge hat, daß der
Sekundärteil 32 und damit die Welle 16 durch den Primär
teil 30 des Linearmotors radial zentral und geführt wird.
An ihrem in der Figur oberen Ende ist die Welle 16 in
einem sphärischen Gleitlager 38 gelagert, und darüber
hinaus ist zwischen dem Linearmotor und der Gleitring
dichtung 26 ein nur schematisch angedeutetes Axiallager
36 zur axialen Abstützung der Welle vorgesehen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist nur der obere
Teil des Gehäuses 12 mit dem Deckel 24 und der obere
Endbereich der Rührerwelle 16 dargestellt.
Der Linearmotor ist scheibenförmig ausgebildet, d. h.
sowohl sein Primärteil 30 als auch sein Sekundärteil 32
haben die Form einer Scheibe, wobei der Primärteil mit
Induktorkämmen und Wicklungen fest mit dem Deckel 24
verbunden ist, während der scheibenförmige Sekundärteil
32 drehfest mit dem oberen Ende der Rührerwelle 16
verbunden ist. Die beiden Teile 30 und 32 des
Linearmotors liegen sich axial gegenüber mit einem vorge
gebenen axialen Abstand zwischen sich.
Zwischen dem Gehäuse 12 und dem Deckel 24 (und ebenso
zwischen dem Gehäuse und dem in dieser Figur nicht darge
stellten Mischbehälter) sind geeignete Dichtungsringe 40
eingelegt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind ebenfalls nur
der obere Teil des Rührergehäuses 12, der Deckel 24 und
der obere Endbereich der Rührerwelle 16 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform ist zwischen dem Gehäuse 12
und dem Deckel 24 eine hermetisch abdichtende Dichtung,
ein sogenannter Spalttopf 42 eingebaut.
Der Primärteil des Linearmotors ist hier in den Deckel 24
außerhalb des Spalttopfes 42 eingebaut, während der
Sekundärteil 32 des Linearmotores drehfest mit dem oberen
Ende 44 der Rührerwelle 16 verbunden ist und innerhalb
des Spalttopfes 42 liegt. Der Spalttopf 44 ist ein
statisches Dichtelement, das eine hermetische Abdichtung
des Innenraumes des Rührwerkes nach außen zur Atmosphäre
bewirkt, was in manchen Anwendungsfällen erwünscht oder
vorgeschrieben ist. Der Spalttopf 42 besteht z. B. aus
einem metallfreien Faserverbundwerkstoff, und er trennt
den Druckbereich des Rührwerkes von der Atmosphäre. Der
Spalttopf kann aber auch aus einem elektrisch leitenden
Werkstoff bestehen, wobei dann zweckmäßigerweise eine
Kühlung verwendet wird, wie sie bei 25 angedeutet ist.
Der Sekundärteil des Linearmotors besteht bei den vorbe
schriebenen Ausführungsformen vorzugsweise aus Aluminium
oder aus einem Verbundwerkstoff.
Fig. 6 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, bei der
eine Gleitringdichtung, wie sie beispielsweise in den
Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, mittels eines Linearmotors
angetrieben bzw. beaufschlagt wird.
In der Figur ist nur schematisch die Rührerwelle 16 mit
einer auf ihr sitzenden Büchse 52 angedeutet sowie
Gleitringe 46 und 48, die zusammen die Gleitringdichtung
26 nach den Fig. 1 bis 3 bilden. Mit 50 ist ein Stützring
bezeichnet und mit 54 mehrere O-Ring-Dichtungen.
Der Gleitring 46 ist im Gehäuse 12 bzw. in einem Teil des
Gehäuses eingebaut in der Weise, daß er nicht rotieren
kann, jedoch axial verschiebbar ist. Der Gleitring 48 ist
mit der Rührerwelle 16 verbunden und dreht sich mit
dieser. Durch den Linearmotor wird nun der drehfeste, im
Gehäuse eingebaute Gleitring 46 axial gegen den
rotierenden Gleitring 48 angedrückt. Der Primärteil 30
des Linearmotors ist hierbei ebenfalls fest im Gehäuse 12
eingebaut, und der Sekundärteil 32 des Motors ist mit dem
Gleitring 46 verbunden. Es kann aber auch vorgesehen
werden, den nichtrotierenden Gleitring 46 z. B. aus
Aluminium oder einem geeigneten Verbundmaterial zu
gestalten, derart, daß der Gleitring selbst den Sekundär
teil des Linearmotors bildet. Auch können beide
Gleitringe aus Leichtmetall, insbesondere Aluminium,
ausgebildet sein.
Sowohl der Primärteil 30 als auch der Sekundärteil 32 des
Linearmotors sind rohrförmig ausgebildet mit einem vorge
gebenen radialen Abstand zwischen sich, wobei der Primär
teil 30 den Sekundärteil 32 umgibt. Im Betrieb wird dann
durch den Primärteil 30 eine axiale Kraft auf den
Sekundärteil 32 ausgeübt, der dann seinerseits den axial
verschiebbaren, aber nicht rotierenden Gleitring 46 gegen
den rotierenden Gleitring 48 andrückt und hierdurch die
gewünschte Dichtwirkung herbeiführt.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 7, 8 und 9 ist
der Mischbehälter 14 Teil einer Rohrleitung 60. Der
Primärteil 30 des Motors ist, wie Fig. 7 zeigt,
rohrförmig ausgebildet, und er erstreckt sich axial
zwischen zwei Flanschen oder Stirnwänden 62, die den
eigentlichen Mischerteil oder Mischbehälter axial
begrenzen. Die Rührerwelle 16 ist an ihren beiden Enden
in sphärischen Lagern 38 gelagert, die in den Stirnwänden
62 ausgebildet sind, die jedoch mit geeigneten Durchfluß
öffnungen versehen sind für den Durchfluß der Flüssigkeit
durch die Rohrleitung 60 und den Mischbehälter 14.
Der Sekundärteil 32 ist beispielsweise in Form eines
axial sich durch die Mischkammer erstreckenden Rohres
ausgebildet, das den z. B. schraubenlinienförmig ausge
bildeten Rührflügel 18 umhüllt. Alternativ hierzu oder
auch zusätzlich können auf dem Rührflügel 18
scheibenförmige Segmente 33 befestigt sein, die dann
entweder allein oder zusammen mit dem vorgenannten Rohr
den Sekundärteil des Linearmotors bilden. Die
scheibenförmigen Segmente 33 erstrecken sich
vorzugsweise quer zur Längsachse der Rührerwelle 16.
Fig. 8 zeigt eine Variante von Fig. 7, wobei hier die
Mischkammer 14 ebenfalls Teil einer Rohrleitung ist und
Primärteil 30 und Sekundärteil 32 des Linearmotors
rohrförmig ausgebildet sind, wobei der Primärteil an der
Innenwand der Mischkammer 14 eingebaut und der
Sekundärteil 32 mit dem Rührorgan und dieses umhüllend
verbunden ist. Das Rührorgan ist hier als Pumpe
dargestellt mit einer Nabe 17 und Rührblättern bzw.
Pumpenflügeln 18.
Der Sekundärteil 32 wird im Betrieb durch den Primärteil
30 des Motors zentriert, wodurch auch das Rührorgan
zentriert und geführt wird. In axialer Richtung kann der
Sekundärteil 32 durch geeignete Schultern am
Mischbehälter 14 bzw. an der Stirnwand 32 abgestützt und
geführt werden.
Fig. 9 zeigt eine Variante, bei der wie bei Fig. 1 ein
Linearmotor in Form eines Scheibenläufers verwendet wird,
mit einem Doppelinduktorkamm 30 und einer Aluminium
scheibe 32 als Sekundärteil. Die Aluminiumscheibe 32 ist
fest mit der Rührerwelle 16 verbunden, auf der die
Rührblätter oder Rührflügel 18 sitzen. Die Welle 16 ist
in der dargestellten Ausführungsform an ihren beiden
Enden in sphärischen Lagern 38 gelagert, die in den
Stirnwänden 62 der Mischkammer 14 ausgebildet sind. Die
beiden Stirnwände 62 haben geeignete Durchflußöffnungen
für die durchströmende Flüssigkeit, die in der Misch
kammer 14 gemischt wird.
Auf beiden Seiten der Aluminiumscheibe 32 ist, dem
Durchmesser der Rohrleitung bzw. Mischkammer 14 angepaßt,
ein Dichtring 64 befestigt, und beide Dichtringe 64
laufen mit der Aluminiumscheibe 32 um und dichten den
Mischbehälter 14, d. h. die Rohrleitung gegen den Innen
raum des Gehäuses 12 ab, in welchem die Induktorkämme des
Primärteiles 32 des Motors fest eingebaut sind.
Die Fig. 10, 11 und 12 zeigen Ausführungsformen, bei
denen der Primärteil 30 des Linearmotores rohrförmig aus
gebildet ist, während sein Sekundärteil 32 im Innern
dieses Rohres angeordnet und als hin und her beweglicher
Kolben ausgebildet ist. Der Linearmotor wird hierbei
durch Wechselstrom erregt.
In Fig. 10 ist der zu einem Rohr gewölbte Primärteil 30
des Linearmotores fest mittels einer Halterung oder eines
Fußes 68 im Mischbehälter 14 eingebaut. Der im Innern des
Primärteiles 30 angeordnete und den Sekundärteil 32
bildende Kolben hat an beiden Stirnseiten eine Kolben
stange 70, die aus dem Primärteil 30 herausfahrbar und
wieder zurückziehbar ist. Jede der beiden Kolbenstangen
ist über eine Lasche 72 gelenkig mit dem freien Ende
eines Rührblattes 18 verbunden, dessen anderes Ende
jeweils an einem Gelenk 74 schwenkbar angelenkt ist,
wobei die beiden Gelenke 74 ihrerseits am oberen Ende des
Fußes 68 ausgebildet sind. Im Betrieb führt der
Sekundärteil 32, d. h. der Kolben eine hin- und
hergehende Bewegung aus, wodurch abwechselnd die platten
förmigen Rührblätter 18 infolge der gelenkigen
Verbindungen auf und ab geschwenkt werden, wobei die
Gelenke 74 die Drehpunkte für diese Schwenkbewegungen
sind.
Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der den Sekundär
teil 32 des Linearmotors bildende Kolben über die Kolben
stange 70 und die Lasche 72 die Rührblätter 18 dreht oder
hin und her schwenkt, wobei bei dieser Ausführungsform
das oder die Rührblätter 18 auf einer Rührerwelle 16 mit
lotrechter Achse sitzen, die an einem Träger 76 gehalten
und drehbar gelagert ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 können z. B. zwei
Linearmotoren 30, 32 über Kreuz angeordnet sein, so daß
eine Mehrzahl von plattenförmigen Rührblättern 18 gleich
zeitig gehoben bzw. gesenkt werden können. Auch bei der
Ausführungsform nach Fig. 11 kann die gesamte
Konstruktion z. B. zweimal im Mischbehälter 14 eingebaut
sein.
Die Ausführungsform nach Fig. 12 stellt eine Weiter
bildung des Linearmotors mit kolbenförmigem Sekundärteil
dar.
Im Mischbehälter 14 sind drei Linearmotore eingebaut mit
rohrförmigem Primärteil 30 und kolbenförmigem
Sekundärteil 32. Am Boden des Mischbehälters 14 und im
Bereich seines oberen Endes (z. B. in dem sich an den
Mischbehälter 14 anschließenden, nicht gezeigten Gehäuse)
ist jeweils eine Halterung oder ein Lager 76 für die
Rührerwelle 16 eingebaut, welche die Rührblätter oder
Rührflügel 18 trägt. Ein Teil der Rührerwelle 16, im
dargestellten Beispiel der unterhalb dem Rührorgan 18
liegende Teil, ist in Form einer Kurbelwelle 78
ausgebildet, und die Kolbenstangen 70 (oder
Pleuelstangen) der durch die Primärteile 30 angetriebenen
Kolben (welche die Sekundärteile 32 der Linearmotore
bilden) sind mittels Pleuel-Lagern 80 gelenkig mit der
Kurbelwelle 78 verbunden. Wie dargestellt arbeiten zwei
Linearmotore 30 von der linken Seite und ein Linearmotor
30 von der rechten Seite auf die Kurbelwelle 78, dies ist
aber nur als Beispiel anzusehen, es können auch mehr oder
weniger als drei Linearmotore für den Antrieb der
Kurbelwelle 78 verwendet werden, auch können die Winkel
zwischen den Linearmotoren im Schnitt quer zur Achse des
Mischbehälters 14 beliebig geeignet gewählt werden.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 10, 11 und 12
sind die Linearmotore in die Behälterfüllung 66
eingetaucht angeordnet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 13 ist der Primärteil
30 des Linearmotors in Form eines Stabes ausgebildet, der
den Induktorkamm mit der Wicklung in sich trägt. Dieser
Stab taucht beispielsweise vertikal von oben (oder auch
von unten durch den Boden des Mischbehälters hindurch) in
die Behälterfüllung 66 ein. Der Sekundärteil 32 ist in
Form einer Nabe 82 ausgebildet, die den Stab, d. h. den
Primärteil 30 ringförmig umschließt und die Rührblätter
18 trägt. Diese Rührblätter können plattenförmig
ausgebildet sein oder jede andere zum Rühren oder Mischen
geeignete Gestalt haben. Im Betrieb wird die Nabe 82
längs des stabförmigen Primärteils 30 auf und ab bewegt
und dabei durch den Stab geführt, wodurch die
Behälterfüllung durchgemischt wird.
Eine am unteren Ende des Stabes 30 angebrachte Halte
platte 84 verhindert, daß die Nabe 82 bei abgeschaltetem
Motor von dem stabförmigen Primärteil 30 heruntergleiten
kann.
Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform, bei der an einem z. B.
stabförmigen Träger 86 ein Gehäuse 88 aufgehängt ist,
das den Primärteil des Linearmotors mit Induktorkamm und
Wicklungen trägt. Der Träger 86 kann von oben, von unten
oder von einer Seite in den hier nicht dargestellten
Mischbehälter eingebracht sein. Der Sekundärteil 32 ist
hier ebenfalls als kreisringförmige Nabe 82 ausgebildet,
welche die Rührblätter 18 oder Mischerflügel trägt und die
zylindrische Querwand 90 des Gehäuses 88 außen
umschließt. Die Seitenwände 92 des Gehäuses können, wie
Fig. 14 im Detail zeigt, etwas nach außen gezogen sein,
und in den äußeren Flanschbereichen der Seitenwände 92
können ebenfalls Induktorkämme 30 eingelegt sein, so daß
der Sekundärteil 32, d. h. die Nabe 82, sowohl radial als
auch axial durch den Primärteil 30 zentriert und geführt
ist.
Fig. 15 zeigt eine Variante von Fig. 14. Hier ist
ebenfalls ein Gehäuse 88 im Mischbehälter 14 eingebaut,
der Primärteil 30 des Linearmotors ist hier aber als
äußerer Ring ausgebildet, während der Sekundärteil 32 in
Form eines Ringes 96 ausgebildet und radial innerhalb des
Gehäuses 88 angeordnet ist. Der Ring 96 ist ebenfalls
fest mit dem Rührflügel 18 verbunden. Wird der
Linearmotor eingeschaltet, so wird der Sekundärteil 32
durch den Primärteil 30 in Drehung versetzt, wodurch auch
der Rührflügel 18 rotiert und die Behälterfüllung
durchmischt.
Die Fig. 16 und 17 zeigen Modifikationen der Ausführungs
formen nach den Fig. 14 und 15.
Die Primärteile 30 der Linearmotore sind hier mit Hilfe
jeweils eines Fußes 68 an der Wand des Mischbehälters 14
befestigt. Bei Fig. 16 hat der Primärteil 30 die Form
eines nach außen zur Wand hin offenen U, und der
Sekundärteil 32, der ebenfalls U-Form hat, umschließt den
Primärteil 30 in einem vorgegebenen Abstand. Mit dem
Sekundärteil 32 ist ein Rührorgan, z. B. ein oder mehrere
Rührflügel 18 fest verbunden. Infolge der im Querschnitt
U-förmigen Gestalt von Primärteil 30 und Sekundärteil 32
des Linearmotors wird der Sekundärteil 32 im Betrieb
sowohl radial wie auch axial durch den Primärteil 30
zentriert und geführt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 17 hat der Primärteil
30 des Linearmotores mit dem Induktorkamm und der
eingelegten Wicklung im Querschnitt die Form eines nach
innen offenen U. Der Primärteil 32 ist dieser U-Form
angepaßt und greift zwischen die beiden Schenkel des U
ein derart, daß der Umfangs-Randbereich des ringförmigen
Sekundärteils 32 von dem U-förmigen Primärteil 30
umschlossen wird, wie in Fig. 17 dargestellt ist.
Hierdurch wird in gleicher Weise wie bei Fig. 16 der
Sekundärteil 32 im Betrieb durch den Primärteil 30 radial
und axial zentriert und geführt.
In Fig. 18 ist eine Ausführungsform des Linearmotors dar
gestellt, bei welcher der Primärteil, der den Induktor
kamm und die Wicklungen trägt, in Form einer in sich
geschlossenen Schiene 98 ausgebildet ist, die im
Mischbehälter 14 mittels einer Halterung oder eines Fußes
68 fest installiert ist. Die Schiene kann kreisförmig,
elliptisch, achtförmig oder schraubenlinienförmig
ausgebildet sein, aber sie ist in jedem Fall in sich
geschlossen. Auf der Schiene 98 sitzt ein den
Sekundärteil des Motors bildender Schlitten oder Läufer
100, der die Rührflügel 18 trägt.
Im Betrieb wird dieser den Sekundärteil des Linearmotors
bildende Schlitten 100 durch den Primärteil angetrieben
und längs der Schiene 98 (die den Primärteil 30 bildet)
in einer geschlossenen Bahn bewegt, wodurch die Behälter
füllung 66 gemischt wird.
Auch hier können die Rührflügel 18 eine beliebig
geeignete, dem jeweiligen gewünschten Mischeffekt
angepaßte Gestalt haben.
Claims (26)
1. Mischvorrichtung zum Mischen von Flüssigkeiten
und/oder zum Dispergieren von Gasen oder Feststoffen
in Flüssigkeiten, mit einem Mischbehälter und einem
von einem Linearmotor angetriebenen, in die zu
mischenden Stoffe eintauchenden Rührorgan, dadurch
gekennzeichnet, daß der Linearmotor (30, 32) als
Scheibenläufermotor ausgebildet ist, mit einem
Linearteil (30) in Form eines Doppelinduktorkammes
und einem Sekundärteil (32) in Form einer
Aluminiumscheibe, die direkt mit der Welle (16) des
Rührorganes (18) verbunden ist (Fig. 1).
2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärteil (30) des
Linearmotors in Form eines zylindrischen Ringes
ausgebildet und im Gehäuse (12) des Rührorganes (18)
eingebaut ist und daß der ringförmige Sekundärteil
(32) des Linearmotors drehfest auf der Rührerwelle
(16) des Rührorganes (18) sitzt (Fig. 2).
3. Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Primärteil (30) und Sekundärteil
(32) des Linearmotors in Axialrichtung der
Rührerwelle (16) langgestreckt ausgebildet sind,
wodurch die Rührerwelle (16) zentrisch gehalten und
geführt ist (Fig. 3).
4. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß Primärteil (30) und Sekundärteil
(32) des Linearmotors scheibenförmig ausgebildet
sind, daß der Primärteil (30) gehäusefest angebaut
und der Sekundärteil (32) drehfest am freien Ende
der Rührerwelle (16) befestigt ist (Fig. 4).
5. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse
des Rührorganes mit einem Spalttopf zur hermetischen
Abdichtung nach außen versehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärteil (30) des
Linearmotors außerhalb des Spalttopfes (42) am
Gehäuse (12) angebracht ist und der Sekundärteil
(32) innerhalb des Spalttopfes (42) drehfest mit der
Rührerwelle (16) verbunden ist (Fig. 5).
6. Mischvorrichtung nach Anspruch 1 mit einer
Gleitringdichtung, bei der ein nichtrotierender
Gleitring axial gegen einen rotierenden Gleitring
andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
nichtrotierende Gleitring (46) mittels des
Linearmotores (30, 32) gegen den rotierenden
Gleitring (48) axial angedrückt wird (Fig. 6).
7. Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärteil (30) des
Linearmotors am Gehäuse (12) des Rührorganes
angebracht ist, während der Sekundärteil (32) des
Linearmotores fest mit dem nichtrotierenden
Gleitring (46) verbunden ist.
8. Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens der nichtrotierende
Gleitring (46) aus Aluminium besteht und selbst den
Sekundärteil (32) des Linearmotors bildet.
9. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der
Mischbehälter einen Teil einer Rohrleitung bildet,
dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige
Primärteil (30) des Linearmotors längs des
Innenumfangs der Rohrleitung eingebaut ist und der
Sekundärteil (32) direkt mit dem Rührorgan (18)
verbunden ist (Fig. 7).
10. Mischvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß auf dem Rührorgan (18)
scheibenförmige Segmente (33) befestigt sind, die
den Sekundärteil (32) des Linearmotors bilden.
11. Mischvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sekundärteil (32) rohrförmig
ausgebildet und mit dem Rührorgan (18) dieses
umhüllend verbunden ist.
12. Mischvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rührorgan (18) durch den
rohrförmigen Sekundärteil (32) des Linearmotors
radial und axial im Primärteil (30) geführt ist
(Fig. 8).
13. Mischvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Linearmotor als
Scheibenläufer mit Doppelinduktorkamm ausgebildet
ist und die Aluminiumscheibe des Motors direkt mit
der Rührerwelle (16) drehfest verbunden ist (Fig. 9).
14. Mischvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rührerwelle (16) an beiden
Enden in sphärischen Lagern (38) gelagert ist.
15. Mischvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß beidseitig auf der
Aluminiumscheibe (32) je ein mit dieser umlaufender
Dichtring (64) sitzt, welcher den einen Teil einer
Rohrleitung (60) bildenden Mischbehälter (14) gegen
das Gehäuse (12), in welchem der Linearmotor
eingebaut ist, abdichtet.
16. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärteil (30) des
Linearmotors rohrförmig ausgebildet ist, daß in dem
Rohr ein den Sekundärteil (32) bildender hin und her
bewegbarer Kolben eingebaut ist, durch den
wenigstens ein Rührorgan (18) im Mischbehälter (14)
verschwenkt oder gedreht werden kann (Fig. 10).
17. Mischvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die z. B. plattenförmigen
Rührorgane (18) an ihrem einen Ende mit der
jeweiligen Kolbenstange (70) des Kolbens gelenkig
verbunden sind, während sie mit ihrem anderen Ende
schwenkbar an einer ortsfesten Halterung (74) im
Mischbehälter (14) angelenkt sind.
18. Mischvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Rührorgane (18) tragende
Rührerwelle (16) an einem Träger (6) drehbar
gehalten und gelagert ist, der seinerseits ortsfest
im Mischbehälter (14) eingebaut ist (Fig. 11).
19. Mischvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rührerwelle in Form einer
Kurbelwelle (78) ausgebildet ist und der Kolben
wenigstens eines Linearmotors (30, 32) mit der
Kurbelwelle (78) gekoppelt ist, wodurch die
Rührerwelle und damit die auf ihr sitzenden
Rührorgane (18) in Drehung versetzt werden können
(Fig. 12).
20. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärteil (30) des
Linearmotors als ein in den Mischbehälter (14) z. B.
vertikal eintauchender Stab ausgebildet ist, daß
ferner der Sekundärteil (32) des Linearmotors als
ringförmige, den Primärteil umschließende Nabe (82)
ausgebildet ist, die längs des Primärteiles (30)
auf- und abbewegbar ist und die Rührorgane (18)
trägt (Fig. 13).
21. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärteil (30) des
rohrförmigen Linearmotors in einem Gehäuse (88) im
Mischbehälter eingebaut ist und daß der die
Rührblätter tragende Sekundärteil (32) als
ringförmige Nabe (82) ausgebildet ist, welche das
Gehäuse (88) umschließt und auf diesem drehbar
gelagert und axial geführt ist (Fig. 14).
22. Mischvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (88) mit
Seitenwänden (92) versehen ist, die radial über den
zylindrischen Körper (90) überstehen und daß in
diesen überstehenden Flanschen (94) der Seitenwände
(92) Induktorkämme des Primärteiles (30) des
Linearmotors eingebaut sind, wodurch die den
Sekundärteil (32) des Linearmotors bildende Nabe
(82) stabilisiert und axial gehalten ist.
23. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß im Mischbehälter (14) ein
ringförmiges Gehäuse (88) eingebaut ist, das an
seiner Außenseite vom Primärteil (30) des
rohrförmigen Linearmotors umschlossen ist, während
der Sekundärteil (32) des Motors als innerhalb des
Gehäuses (88) angeordneter Ring ausgebildet ist, der
die Rührorgane (18) trägt (Fig. 15).
24. Mischvorrichtung nach Anspruch 21, 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (30) des
Linearmotors im Querschnitt etwa U-förmig
ausgebildet ist und daß der die Rührorgane tragende
Sekundärteil (32) des Linearmotors den U-förmigen
Primärteil (30) im Abstand umschließt oder zwischen
die Schenkel des U eintaucht.
25. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Primärteil (30) des
Linearmotors als eine in sich geschlossene Schiene
(98) ausgebildet ist, die im Mischbehälter (14)
ortsfest eingebaut ist, und daß der die Rührorgane
(18) tragende Sekundärteil (32) in Form eines längs
der Schiene (98) beweglichen und diese umgebenden
Schlittens (100) ausgebildet ist (Fig. 18).
26. Mischvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die in sich geschlossene Schiene
(98) z. B. kreisförmig, elliptisch, oval, achtförmig
oder schraubenlinienförmig ausgebildet ist.
Priority Applications (3)
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