DE4030028C1 - Stirrer with adjustable blade angles - has stirring mechanism at lower end and transfer members to change blade angle - Google Patents

Description

Ein großer Teil der Antriebsenergie von Rührern wird für konstante Strömungen verbraucht, die zur Mischung nichts oder nur wenig beitragen.

Bisher vorgeschlagene Rührerbauarten, die nicht konstante Strömungen erzeugen, erscheinen technisch zu aufwendig und zu wenig effektiv. Bei der hier vorgeschlagenen Bauweise wird durch die Änderung des Anstellwinkels von z. B. den Blättern eines Schrägblattrührers oder den Flügeln eines Propellerrührers - im Prinzip ist jede Fläche eines Rührers, ob eben oder gekrümmt, die eine Strömungsgeschwindigkeit in der Rührflüssigkeit erzeugt, für eine Änderung des Anstellwinkels geeignet - ein nicht konstantes Strömungsbild erzeugt, das eine schnellere und bessere Durchmischung bedingt und damit Energie einspart. Zusätzlich zum Verstellen des Anstellwinkels wird in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen der Drehsinn umgeschaltet, so daß durch das Kreisen der Flüssigkeit ein zusätzlicher Mischeffekt erzielt wird.

Der Steuermechanismus wird zweckmäßigerweise oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordnet. Die Steuerbewegung wird durch Steuerstäbe (g) auf die verstellbaren Flächenelemente des Rührers übertragen. Dabei kann der Angriffspunkt an dem Flächenelement auch, anders wie Fig. 1 zeigt, zur Rührerwellenachse hin verschoben werden, wodurch der Steuerweg, die Zentrifugalkraft auf die Steuerstäbe und die Umfangsgeschwindigkeit der Steuerstäbe verringert werden, die notwendige Kraft für die Steuerung dagegen ansteigt. In Fig. 1 ist die einfachste Steuermöglichkeit gezeigt.

Die Rührerwelle (a) ist mit einem Gewinde versehen, auf dem eine drehfeste Steuermutter (b) auf- und abläuft, abhängig vom Drehsinn der Welle. Über ein mit der Steuermutter verbundenes Wälzlager (i) wird eine sich drehende Scheibe (f), die mit dem Wälzlager verbunden ist, auf- und abbewegt. An der Scheibe sind die Steuerstäbe (g) verankert. Beim Erreichen der maximalen negativen und positiven Anstellwinkel wird durch einen Schalter (d) der Drehsinn umgeschaltet.

Diese Steuerung ist nur für kleine Rührer vorgesehen, wie sie im Labor und Technikum verwendet werden. Will man beim Durchmesser und der Steigung der Steuergewindespindel unabhängig sein, so kann ein Antriebsmotor mit durchgehender Welle zur Anwendung kommen, wobei oberhalb des Motors eine beliebige Gewindestange mit der Motorwelle - eventuell sogar über ein Getriebe - gekuppelt wird. Die Steuerbewegung muß dann um den Motor herum auf die Scheibe (f) übertragen werden.

Bei großen Rührern wird die Drehsinnumschaltung bei maximalem Anstellwinkel eine zu hohe Leistung erfordern. Auch das Anfahren von Rührern in Suspensionen, in denen das Rührwerkzeug "im Schlamm steckt", erfordert eine zu hohe Anfahrleistung. Zweckmäßigerweise wird also die Drehsinnumschaltung bzw. das Anfahren bei einem Anstellwinkel von 0° erfolgen, das heißt die Flächenelemente des Rührers üben den geringstmöglichen Drehwiderstand aus.

In diesen Fällen kann für die Steuerung parallel zur Rührerachse eine sich nicht drehende Gewindespindel, die mit der sich drehenden Scheibe (f) verbunden ist, installiert werden. Die auf der Gewindespindel angeordnete Steuermutter (b) ist als Zahnrad ausgebildet und wird durch einen Steuerantrieb z. B. einen Schrittmotor gedreht, wodurch je nach Drehsinn der Steuermutter die Gewindespindel und damit die Scheibe (f) auf- und abgeschoben werden, daß heißt die als Zahnrad ausgebildete Steuermutter (b) dreht sich in horizontaler Lage fixiert. Es kann aber auch bei horizontal fixierter Gewindespindel die Steuermutter sich auf- und abbewegen. Der Steuermotor kann beliebig programmiert werden. Zweckmäßigerweise steuert er bei der Drehsinnumschaltung und beim Ausschalten des Rührerantriebs den Anstellwinkel auf 0°. Natürlich braucht für die Steuerung nicht unbedingt eine Gewindespindel und eine als Zahnrad ausgebildete Steuermutter verwendet zu werden. Die Steuerbewegung läßt sich auch konventionell z. B. durch die Zahnstange mit Steuerritzel oder einen hydraulisch bzw. pneumatisch angetriebenen Steuerkolben verwirklichen. Nach den bisherigen Untersuchungen erscheinen jedoch die oben beschriebenen Steuerungen mit Hilfe einer Gewindespindel als die elegantere und billigere Lösung.

Claims (6)

1. Rührwerk mit gesteuertem Anstellwinkel der Rührflügel des Rührers, insbesondere zum Vermischen einer Suspension, mit einer Rührwelle, an deren unterem Bereich ein Rührer mit Rührflügeln angeordnet ist, mit an den Rührflügeln angreifenden Übertragungsgliedern zur Änderung des Anstellwinkels der Rührflügel und mit einer auf die Übertragungsglieder wirkenden Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß an den Rührflügeln (f) Stäbe (g) befestigt sind, daß die Stäbe mit einer Halterung (f) verbunden sind, die koaxial zur Rührwelle angeordnet ist, die axial auf der Rührwelle (a) hin- und herbewegbar ist und die mit der Welle drehfest verbunden ist, daß die Halterung mit einem koaxial angeordneten Lager (i) verbunden ist und daß das Lager mit einer Einrichtung (b, c, d) zur axialen Hin- und Herbewegung verbunden ist.

2. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwelle in ihrem oberen Bereich ein Gewinde mit einer sich nicht drehenden Mutter (b) aufweist, die sich je nach dem Drehsinn der Rührwelle hin- und herbewegt und die mit dem Lager verbunden ist, und daß eine Einrichtung (c, d) zur Umschaltung der Drehrichtung der Rührwelle (a) vorgesehen ist.

3. Rührwerk nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührwelle (a) durch den Antriebsmotor (e) hindurchgeführt ist und daß sich das Gewinde und die sich nicht drehende Mutter (b) auf dem aus dem Antriebsmotor ragenden Wellenstück angeordnet sind, wobei die Verbindung der Mutter mit dem Lager um den Motor herum erfolgt.

4. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Rührwelle eine sich nicht drehende und axial hin- und herbewegbare Gewindespindel angeordnet ist, daß auf der Gewindespindel eine von einem steuerbaren Motor angetriebene und horizontal fixierte Mutter angeordnet ist, und daß die Gewindespindel mit dem Lager verbunden ist.

5. Rührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur axialen Hin- und Herbewegung eine Zahnstange mit einem steuerbar angetriebenen Ritzel oder ein hydraulischer oder ein pneumatischer Steuerkolben verwendet wird.

6. Rührwerk nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung als Scheibe (f) ausgebildet ist.