DE4419561A1 - Rührvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Rührvorrichtung, insbesondere für flüssiges Rührgut in einem Rührbehälter, mit wenigstens einem Rührorgan, das über eine motorisch antreibbare Welle antreibbar ist.

Üblicherweise ist das wenigstens eine vorgesehene Rührorgan fest mit der motorisch antreibbaren Welle verbunden, welche beispiels­ weise mit Hilfe eines Elektromotors angetrieben wird. Um die Drehzahl des Rührorgans verändern zu können, wird üblicherweise ein mechanisches Getriebe zwischen den Antriebsmotor und die Welle geschaltet, mit welcher das Rührorgan fest verbunden ist. Wenn eine Rührvorrichtung beispielsweise mehrere motorisch antreibbare Rührorgane umfaßt, so sind hierzu gesonderte Antriebsmotore mit entsprechend zugeordneten, mechanischen Getrieben erforderlich. Derartige Rührvorrichtungen sind hin­ sichtlich der Herstellung aufwendig und teuer, und insbesondere sind mechanische Getriebe verschleißanfällig. Zur Schmierung werden für derartige Getriebe Öl oder fetthaltige Substanzen eingesetzt, welche zu einer Kontaminierung des Rührguts führen können. Ferner muß bei einer derartigen Auslegung das Getriebe zuvor auf Grund von Erfahrungswerten auf die entsprechende Viskosität des Rührguts abgestimmt werden, wobei dann eine vorbestimmte Drehzahl fest vorgegeben ist, welche sich nur durch Auswechseln des Getriebes verändern läßt, so daß keine automati­ sche Anpassung beispielsweise an sich ändernde Viskositäten des Rührguts möglich ist.

Aus DE 25 09 285 C2 ist ein Mischorgan zum Bearbeiten und Umrühren von Flüssigkeiten oder Dispersionen bekannt. Hierbei ist die Auslegung derart getroffen, daß das beispielsweise Rührflügel tragende Gehäuse drehbar um die motorisch angetriebene Antriebs­ welle gelagert ist, und der Rotor in dem Gehäuse drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Mittels eines reibungserzeugenden Organs in dem Gehäuse wird bei der Drehbewegung des Rotors das Gehäuse mit Drehzahluntersetzung gegenüber dem Rotor in Drehung versetzt. Durch diesen Reibschlußkontakt ist daher auch diese Auslegung eines Mischorgans verschleiß- und störungsanfällig.

Die Erfindung zielt darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten eine Rührvorrichtung, insbesondere für flüssiges Rührgut in einem Rührbehälter der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, welche auf eine kontaminierungsfreie und verschleißarme sowie sich an sich ändernde Viskositäten des Rührguts anpassende Weise variable Leistungsübertragungsverhält­ nisse bereitstellen kann.

Nach der Erfindung wird hierzu eine Rührvorrichtung, insbesondere für flüssiges Rührgut in einem Rührbehälter, mit wenigstens einem Rührorgan bereitgestellt, das über eine motorisch antreibbare Welle antreibbar ist. Nach der Erfindung zeichnet sich die Rührvorrichtung durch wenigstens eine in das flüssige Rührgut im Rührbehälter vollständig eintauchende, hydrodynamische Leistungs­ übertragungseinrichtung aus, welche wenigstens ein fest mit der motorisch antreibbaren Welle verbundenes Pumpenrad, und ein hiermit über das Rührgut als leistungsübertragende Flüssigkeit gekoppeltes Turbinenrad umfaßt, mit welchem das Rührorgan verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Auslegung der Rührvorrichtung wird somit im Antriebsstrang wenigstens eines in das flüssige Rührgut im Rührbehälter eintauchenden Rührorgans eine hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung eingesetzt, welche keinem mechanischen Verschleiß ausgesetzt ist, und die zugleich mit dem Rührgut als leistungsübertragende Flüssigkeit arbeitet, so daß ein kontaminierungsfreier Betrieb während des verschleißarmen Arbeitens der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung sichergestellt wird. Neben einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht der Einsatz einer derartigen hydrodynamischen Leistungsüber­ tragungseinrichtung ein gefahrloses Durchfahren einer kritischen Drehzahl aufgrund der vorhandenen Eigendämpfung, und insbesondere passen sich die Übertragungsverhältnisse, vorzugsweise die Drehzahluntersetzungsverhältnisse, automatisch an die Viskosität bei sich ändernder Viskosität des Rührguts an. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Auslegung der Rührvorrichtung, daß man eine vorgegebene Drehzahluntersetzung mit Hilfe des Pumpenrads und des Turbinenrads über das Rührgut als leistungsübertragende Flüssig­ keit erreichen kann, welche sich dann aber automatisch an die tatsächlichen Viskositätsverhältnisse des Rührguts in variabler Weise anpassen kann. Hierdurch erhält man sehr gute und individu­ ell veränderbare Rühr- und Mischergebnisse, wobei auch Viskosi­ tätsänderungen während des Arbeitens der Rührvorrichtung durch die automatische Abstimmung der Drehzahluntersetzung berücksich­ tigt werden können. Bei der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung wird die vom Antriebsmotor auf die antreibbare Welle übertragene Energie vom Pumpenrad aufgenommen, welches die leistungsüber­ tragende Flüssigkeit beschleunigt, und somit eine Umwandlung in kinetische Energie vornimmt. Das abtriebseitig angeordnete Turbinenrad wandelt dann die kinetische Energie des Flüssigkeits­ stroms wieder in Antriebsenergie für das hiermit verbundene Rührorgan um.

Vorzugsweise ist zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad als Reaktionsglied ein Leitrad angeordnet. Dieses Leitrad ist mit Schaufeln besetzt, und in Abhängigkeit von der Stellung der Schaufeln erfolgt dann die Drehzahluntersetzung. Vorzugsweise ist das Leitrad zur Änderung der Drehzahluntersetzungsverhältnisse austauschbar. Bei einer derartigen Auslegung einer Rührvor­ richtung mit einer hydrodynamischen Leistungsübertragungsein­ richtung, welche ein freilaufend gelagertes Leitrad als Reak­ tionsglied hat, ist auf eine einfache Weise eine Änderung der Drehzahluntersetzungsverhältnisse dadurch beispielsweise möglich, daß man das Leitrad gegen ein solches austauscht, welches eine anderweitig gestaltete Anordnung und Stellung der Schaufeln hat.

Vorzugsweise ist die hydrodynamische Leistungsübertragungsein­ richtung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart ausgelegt, daß auch das Turbinenrad mit dem Rührorgan austauschbar ist. Hierdurch wird eine nahezu universelle Anpassungsmöglichkeit an die jeweils gewünschten Rühraufgaben der Rührvorrichtung erzielt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Rührvorrichtung sind das Pumpenrad, das Turbinenrad und das gegebenenfalls vorgesehene Leitrad zentrisch um die motorisch antreibbare Welle angeordnet. Hierdurch erhält man eine platzsparende und mit äußerst günstigem Wirkungsgrad arbeitende, hydrodynamische Leistungsübertragungs­ einrichtung bei der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung.

Vorzugsweise sind das Pumpenrad, das Turbinenrad und das gegebenenfalls vorgesehene Leitrad zwischen zwei axial be­ abstandeten und drehfest mit der antreibbaren Welle verbundenen, plattenförmigen Gehäuseteilen derart angeordnet, daß im wesentli­ chen nur das Rührorgan radial über den Außenumfang der Gehäuse­ teile vorsteht. Hierdurch wird erreicht, daß die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung bei der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung einen möglichst geringen Eigenströmungswiderstand hat, um den Wirkungsgrad bei der erfindungsgemäßen Rührvor­ richtung so weit wie möglich zu optimieren, und auch eine gedrängte Bauweise einer bei der Erfindung vorgesehenen hydrody­ namischen Leistungsübertragungseinrichtung bereitzustellen.

Um den mechanischen Eigenwiderstand des Turbinenrads und des gegebenenfalls vorgesehenen Leitrads so weit wie möglich herabzusetzen, ist zwischen den Laufflächen des Turbinenrads und des gegebenenfalls vorgesehenen Leitrads und dem benachbarten plattenförmigen Gehäuseteil eine Scheibe mit guten Gleiteigen­ schaften angeordnet, welche vorzugsweise aus Polytetrafluorethy­ len (PTFE) hergestellt ist.

Gemäß einer weiteren, zweckmäßigen Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung können beispielsweise an der motorisch antreibbaren Welle wenigstens zwei gesonderte, hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtungen mit unter­ schiedlichen Übertragungsverhältnissen hintereinander angeordnet sein. Hierdurch wird ermöglicht, daß man über einen weiteren motorischen Antrieb, wie einen Elektromotor, beispielsweise zwei oder mehrere Rührorgane mit unterschiedlichen Übertragungs­ verhältnissen bzw. unterschiedlichen Drehzahluntersetzungs­ verhältnissen betreiben kann, so daß man eine koaxial ausgelegte Rührvorrichtung erhält, welche auch für komplizierte Behandlungs­ aufgaben des Rührguts geeignet ist. Im Gegensatz zu den bisher üblichen mechanischen Auslegungen mit mechanischen Getrieben benötigt man daher bei einer derartigen Auslegung nicht für jedes Rührorgan einen gesonderten Antriebsmotor, so daß sich bei einer derartigen Auslegung ein wesentlich vereinfachter Aufbau einer Rührvorrichtung ergibt.

Gemäß einer weiteren, zweckmäßigen Ausgestaltungsform nach der Erfindung kann die Auslegung bei dem Einsatz von mehreren Rührorganen bei der Rührvorrichtung beispielsweise derart getroffen sein, daß ein weiteres Rührorgan direkt mit der motorisch antreibbaren gemeinsamen Welle antriebsverbunden ist. Bei einer derartigen Auslegung der Rührvorrichtung sind somit ein schnellaufendes Rührorgan, welches direkt mit der motorisch antreibbaren Welle verbunden ist, und in Kombination hiermit beispielsweise ein mit einem Drehzahluntersetzungsverhältnis über die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung angetriebenes Rührorgan vorhanden. Auch bei einer derartigen Auslegung kommt man mit einem gemeinsamen Antriebsmotor für die motorisch antreibbare Welle, beispielsweise einem Elektromotor, aus. Selbstverständlich sind auch Auslegungen von Rührvor­ richtungen möglich, welche in Kombination mehr als zwei Rühr­ organe aufweisen. Die Arbeitsverhältnisse der Rührorgane können dann entsprechend dem jeweils gewünschten Anwendungszweck gewählt und auf einfache Weise auf die Eigenschaften des Rührguts und/oder der Behandlungsaufgabe angepaßt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Rührvorrichtung mit einer Kombination von mehreren, mit unterschiedlichen Drehzahlen arbeitenden Rührorganen ist mit dem Turbinenrad der hydrodynami­ schen Leistungsübertragungseinrichtung ein langsamlaufender Rührer verbunden, bei dein es sich vorzugsweise um einen wandnah arbeitenden Rührer, wie einen Rahmenrührer oder Wendelrührer, handelt. Koaxial zu diesem langsamlaufenden Rührer und in einem Abstand von diesem ist dann vorzugsweise wenigstens ein schnel­ laufendes, von der motorisch antreibbaren Welle direkt antreib­ bares Rührorgan angeordnet.

Gemäß einer alternativen Auslegungsform der Rührvorrichtung ist die motorisch antreibbare Welle als Hohlwelle ausgebildet. Über den Innenraum dieser Hohlwelle läßt sich eine zusätzliche Rührgutkomponente zuführen, welche über die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung in das Rührgut im Rührbehälter eingebracht werden kann. Alternativ kann über den Innenraum bei einer derartigen Ausgestaltung der motorisch antreibbaren Welle als Hohlwelle ein Fluid, vorzugsweise ein Gas, zugeführt werden, welches beispielsweise zur Begasung des Rührguts im Rührbehälter eingesetzt wird.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Rührvorrichtung mit einer Hohlwelle als motorisch antreibbare Welle wird daher die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung zusätzlich zum Einführen einer Rührgutkomponente oder zum Einführen von Gas, beispielweise zur Begasung des Rührguts, genutzt, so daß der hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung bei der erfindungsgemäßen Rührvorrichtung noch eine zusätzliche weitere Funktion zugewiesen wird.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Auslegung der Rührvor­ richtung ist es, daß man als eine Getriebeeinrichtung bzw. eine Drehzahluntersetzungseinrichtung nicht eine mechanische Ein­ richtung, sondern eine hydrodynamische Leistungsübertragungsein­ richtung einsetzt, bei welcher das Rührgut selbst als leistungs­ übertragende Flüssigkeit, oder gegebenenfalls bei der Auslegung mit einer Hohlwelle, zum Zuführen von einer weiteren Rührgutkom­ ponente und/oder eines Gases genutzt werden kann. Die bei der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung auftretenden Strömungsverluste werden bei der erfindungsgemäßen Auslegung der Rührvorrichtung teilweise zur Unterstützung des Mischvorgangs genutzt, da durch die durch die hydrodynamische Leistungsüber­ tragungseinrichtung(en) erzeugten Strömungsverhältnisse auch eine Agitation des Rührguts bewirkt wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Grundausfüh­ rungsform einer Rührvorrichtung in Teilschnittdar­ stellung,

Fig. 2 eine schematische Einzelteildarstellung einer Aus­ führungsform einer hydrodynamischen Leistungsüber­ tragungseinrichtung,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungs­ variante einer hydrodynamischen Leistungsübertragungs­ einrichtung,

Fig. 4 eine Auslegungsform einer Rührvorrichtung, welche in Form eines Koaxialrührwerks mit mehreren, mit unter­ schiedlichen Drehzahlen umlaufenden Rührorganen ausgelegt ist, und

Fig. 5 eine weitere Ausgestaltungsform einer Rührvorrichtung nach der Erfindung, bei welcher die motorisch antreib­ bare Welle als Hohlwelle ausgelegt ist.

In Fig. 1 ist als ein Beispiel eine Ausführungsform einer Rührvorrichtung dargestellt, welche insgesamt mit 1 bezeichnet ist. In einem Rührbehälter 2 befindet sich ein flüssiges Rührgut, wobei der Flüssigkeitsspiegel des flüssigen Rührguts in strich­ punktierter Linie eingetragen und mit 3 bezeichnet ist. Mit Hilfe eines beispielsweise als Elektromotor dargestellten Antriebs­ motors 4 wird eine Welle 5 bzw. eine Rührwelle motorisch angetrieben, welche mit einer insgesamt mit 6 bezeichneten hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung zusammen­ arbeitet. Die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung 6 umfaßt wenigstens ein fest mit der Welle 5 verbundenes Pumpenrad 7 und ein über das Rührgut als leistungsübertragende Flüssigkeit gekoppeltes Turbinenrad 8. Die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung 6 ist vollständig in das flüssige Rührgut im Rührbehälter 2 eingetaucht. Mit dem Turbinen­ rad 8 ist ein Rührorgan 10 verbunden, welches beispielsweise zwei Rührflügel 11, wie dargestellt, aufweist.

In Fig. 2 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform einer hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 gezeigt. Die dort gezeigte hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung 6 umfaßt zusätzlich noch ein als Reaktionsglied wirkendes Leitrad 9. Zentrisch um die gemeinsame, motorisch angetriebene Welle 5 sind das Pumpenrad 7, das Turbinenrad 8 und das Leitrad 9 ange­ ordnet. Das Pumpenrad 7, dessen Rotorblätter mit 12 bezeichnet sind, und das einen Leitring 13 hat, ist fest mit der Welle 5 beispielsweise über eine Schraubverbindung 14, wie einen Gewindestift, verbunden. Fest mit einer die Welle 5 umgebenden Nabe 15 verbunden ist ein oberes, plattenförmiges Gehäuseteil 16, beispielsweise in Form einer Deckscheibe, vorgesehen. Axial in einem Abstand hierzu ist ein unteres Gehäuseteil 17, welches in Form einer scheibenförmigen Grundplatte ausgebildet ist, angeord­ net und über eine Gewindeverbindung 18 fest mit der Welle 5 verbunden. Zum Pumpenrad 7 radial beabstandet unter Freilassung eines Spalts 19 dieses umgebend, ist das Turbinenrad 8 angeord­ net, welches einen Laufring 20 hat, der dem unteren Gehäuseteil 17 zugewandt ist. Als Reaktionsglied ist das Leitrad 9 freilau­ fend um die Welle 5 und axial beabstandet von dem Leitring 13 des Pumpenrads 7 jedoch in koaxialer Anordnung hierzu vorgesehen. Das Leitrad 9 hat einen Laufring 21, welcher dem unteren Gehäuseteil 17 zugewandt liegt. Zwischen den von den Laufringen 20 und 21 gebildeten Laufflächen des Turbinenrads 8 und des Leitrads 9 und dem unteren Gehäuseteil 17 ist eine Scheibe 22 mit guten Gleiteigenschaften angeordnet, welche vorzugsweise aus Polytetra­ fluorethylen (PTFE) hergestellt ist. Ferner ist das obere Gehäuseteil 16 in einem Abstand zu den jeweils zugeordneten Kanten des Pumpenrads 7 und des Turbinenrads 8 derart angeordnet, daß zwischen denselben ein Zwischenraum gebildet wird.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 kurz erläutert.

Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt ist, die hydrodynamische Leistungs­ übertragungseinrichtung 6 in das flüssige Rührgut im Rührbehälter 2 eingetaucht ist, kann dieses Rührgut als leistungsübertragende Flüssigkeit in der hydrodynamischen Leistungsübertragungsein­ richtung 6 wirken und strömt in dem von den Zwischenräumen zwischen dem oberen Gehäuseteil 16 und dem Pumpenrad 7 und dem Turbinenrad 8 gebildeten Zwischenraum sowie dem Spalt 19 und dem Zwischenraum zwischen dem Pumpenrad 7 und dem Leitrad 9. Mit Hilfe des Antriebsmotors 4 wird die Welle 5 und hierdurch das mit dieser fest verbundene Pumpenrad 7 in Drehung versetzt. Durch die Drehbewegung des Pumpenrads 7 wird das Rührgut als leistungsüber­ tragende Flüssigkeit bewegt und beschleunigt, so daß dieser eine kinetische Energie erteilt wird. Das Turbinenrad 8 wandelt dann die kinetische Energie der leistungsübertragenden Flüssigkeit bzw. des Rührguts in eine mechanische Energie um, so daß das Turbinenrad 8 eine Drehbewegung mit einer Drehzahluntersetzung gegenüber der Drehzahl der Welle 5 ausführt, und das mit dem Turbinenrad 8 verbundene Rührorgan 10 mit entsprechender Drehzahluntersetzung gegenüber der Welle 5 drehangetrieben wird. Die bei der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 auftretenden Strömungsverluste werden wenigstens teilweise zur Mischung des Rührguts während der Zirkulation in den Strömungs­ kanälen der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 genutzt. Das als Reaktionsglied dienende Leitrad 9 ist, wie an sich üblich, mit nicht näher dargestellten Schaufeln besetzt, wobei in Abhängigkeit von der Stellung der Schaufeln des Leitrads 9 eine variable Drehzahluntersetzung erfolgt. Wenn man daher das Leitrad 9 durch mit einer unterschiedlichen Schaufelbestückung und unterschiedlichen Stellung der Schaufeln versehenes Leitrad auswechselt, läßt sich somit die Drehzahluntersetzung der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 variieren. Auch kann das Turbinenrad 8 mit dem dort angebrachten Rührorgan 10 gegebenenfalls einfach ausgewechselt werden, um sowohl die Drehzahluntersetzung als auch beispielsweise die Ausführungsform des Rührorgans 10 zu verändern. Wenn man beispielsweise die Schraubverbindung 18 löst, und das untere Gehäuseteil 17 abnimmt, sind das Leitrad 9 und das Turbinenrad 8 zugänglich und sie können einfach und schnell ausgewechselt werden. Hierdurch läßt sich die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung 6 an sich von Anwendungsfall zu Anwendungsfall ändernde Gegebenheiten auf einfache Weise anpassen, indem das Leitrad 9 und/oder das Turbinenrad 8 mit dem dort angebrachten Rührorgan 10 auf eine für den Anwendungsfall geeignete Weise gewählt, und in geeigneter Weise eingesetzt. Das als Reaktionsglied dienende Leitrad 9 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Freilauf gestaltet. Wenn sich während des Behandlungsvorganges die Viskosität des flüssigen Rührguts im Rührbehälter 2 ändert, erfolgt auch eine automatische Drehzahlanpassung.

Neben den vorbeschriebenen vorteilhaften Wirkungsweisen der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 erhält man gegenüber einer mechanischen Getriebeeinrichtung den Vorteil einer Verschleißarmut, eines hohen Wirkungsgrades, eines gefahrlosen Durchfahrens der kritischen Drehzahl durch Eigendämp­ fung und einen schmiermittelfreien Betrieb, wodurch sich Kontaminierungen des im Rührbehälter 2 befindlichen Rührguts vermeiden lassen.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante einer dort insgesamt mit 6′ bezeichneten hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung gezeigt. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind dort mit dem gleichen Bezugszeichen, aber zur Unterscheidung zusätzlich mit "′" versehen. Als wesentlicher Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 weist die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung 6′ nach Fig. 3 eine abweichende Gestalt von Pumpenrad 7′, Turbinenrad 8′ und Leitrad 9′ auf, welche derart gestaltet sind, daß man zwischen den zugewandten Flächen von Pumpenrad 7′, Turbinen 8′ und Leitrad 9′ einen Ringkanal 23 erhält. Zusätzlich ist in der Fig. 3 mit einer strichpunktierten Linie eine weitere Ausgestaltungsform angedeutet, bei welcher die antreibbare Welle als Hohlwelle 25 ausgebildet ist. Der von der Hohlwelle 25 gebildete Innenraum ist über Durchgänge 26 in Strömungsverbindung mit dem Kanalsystem der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6′. Auf diese in strichpunktierter Linie dargestellte Ausführungsvariante wird nachstehend näher unter Bezugnahme auf Fig. 5 eingegangen.

Bei den voranstehend beschriebenen hydrodynamischen Leistungs­ übertragungseinrichtungen 6, 6′ ist es wesentlich, daß zwischen dem Pumpenrad 7, 7′, dem Turbinenrad 8, 8′ und dem gegebenenfalls vorgesehenen Leitrad 9, 9′ keine mechanischen Verbindungen vorhanden sind, so daß man eine verschleißarm arbeitende Drehzahluntersetzungseinrichtung erhält, bei welcher keine Gefahr hinsichtlich eines Ausfall durch mechanischen Verschleiß besteht. Ferner ist die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung 6, 6′ insgesamt gesehen kompakt ausgelegt, nimmt wenig Raum in Anspruch und hat eine gedrängte Bauweise. Ferner sind die funktionswesentlichen Einzelteile, wie Pumpenrad 7, 7′, Turbinen­ rad 8, 8′ und Leitrad 9, 9′ konstruktiv weitgehend vereinfacht, so daß sich die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung 6, 6′ auf kostengünstige Weise herstellen und darstellen läßt.

In Fig. 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer insgesamt mit 1′ bezeichnete Rührvorrichtung gezeigt. Gleiche oder ähnliche Teile dieser Rührvorrichtung 1′ wie bei der vor­ anstehend an Hand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese Rührvorrichtung 1′ ist als ein Koaxialrührwerk ausgelegt, welches einen mit der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 oder 6′ wirkverbundenen, langsamlaufenden Rührer 30 und beispielsweise zwei, in axialem Abstand hierzu angeordnete schnellaufende Rührorgane 31 umfaßt. Der langsamlaufende Rührer 30 ist vorzugs­ weise ein wandnah arbeitender Rührer, und ist bei dem Beispiel nach Fig. 4 als Rahmenrührer 30a ausgebildet. Dieser Rahmenrüh­ rer 30a kann gegebenenfalls durch einen nicht näher dargestellten Wendelrührer ersetzt werden, bei dem es sich ebenfalls um einen wandnah arbeitenden Rührer handelt. Die schnellaufenden Rühr­ organe 31 sind direkt mit der mittels des Antriebsmotors 4 angetriebenen Welle 5 verbunden ohne jegliche Drehzahlunter­ setzung. Natürlich sind weitere Kombinationen von schnellaufenden und langsamlaufenden Rührern möglich, deren Anzahl und Anordnung von der in Fig. 4 abweichen können.

Ferner ist es in Abweichung von der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform möglich, beispielsweise eine zweite oder weitere hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung(en) (nicht gezeigt) koaxial im Abstand zu der dargestellten hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 oder 6′ vorzusehen, welche beispielsweise unterschiedliche Drehzahluntersetzungsverhältnisse bereitstellen. Auch sind natürlich noch beliebige weitere Kombinationen von ein oder mehreren langsamlaufenden Rühren und/oder schnellaufenden Rührorganen möglich. Allen diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß wenigstens zwei, mit unterschiedlichen Drehzahlen arbeitende Rührer oder Rührorgane vorgesehen sind, welche über eine gemeinsame zentrale und durch einen einzigen Antriebsmotor 4 antreibbare Welle 5 antreibbar sind.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer insgesamt mit 1′′ bezeichneten Rührvorrichtung gezeigt. Gleiche oder ähnliche Teile dieser Rührvorrichtung 1′′ sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Als wesentlicher Unterschied gegenüber den voranstehend beschriebenen Auslegungsformen ist jedoch, wie beispielsweise in strichpunktierter Linie in Fig. 3 verdeutlicht ist, die motorisch antreibbare Welle als Hohlwelle 25 ausgestal­ tet. Über den von der Hohlwelle 25 gebildeten Innenraum kann, wie mit Pfeilen in Fig. 5 beispielsweise dargestellt, eine zusätzli­ che Rührgutkomponente zugeführt werden, welche über die hydrody­ namische Leistungsübertragungseinrichtung 6 oder 6′ in das Rührgut im Rührbehälter 12 eingetragen und eingemischt werden kann. Alternativ kann über diesen von der Hohlwelle 25 gebildeten Innenraum ein Fluid oder ein Gas, beispielsweise Luft, in das Rührgut im Rührbehälter 2 eingebracht werden, so daß beispiels­ weise das Rührgut im Rührbehälter 2 begast werden kann. Bei einer Zuleitung einer Flüssigkeit über den Hohlraum der Hohlwelle 25 wird diese zusätzliche Rührgutkomponente als leistungsüber­ tragende Flüssigkeit in der hydrodynamischen Leistungsüber­ tragungseinrichtung 6 oder 6′ gegebenenfalls alleine oder auch in Kombination mit dem Rührgut im Rührbehälter 2 genutzt. Bei besonderen Anwendungsfällen ist es auch möglich, die hydrodynami­ sche Leistungsübertragungseinrichtung 6 oder 6′ gegenüber der Umgebung, das heißt gegenüber dem Rührgut im Rührbehälter 2, abzudichten, so daß dann mit einer gewünschten Flüssigkeit als leistungsübertragende Flüssigkeit in der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung 6 oder 6′ unter dichtem Abschluß gegenüber dem Rührgut im Rührbehälter 2 gearbeitet werden kann.

Wie die voranstehenden bevorzugten Ausführungsformen der Rührvorrichtungen 1, 1′ und 1′′ gezeigt haben, sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten für die hydrodynami­ sche Leistungsübertragungseinrichtung 6, 6′ in Kombination mit weiteren direkt angetriebenen Rührorganen 31 und gegebenenfalls auch die Einleitung einer zusätzlichen Rührgutkomponente und/oder eine Begasung in Verbindung mit der hydrodynamischen Leistungs­ übertragungseinrichtung 6, 6′ möglich, so daß die Rührvor­ richtungen 1, 1′, 1′′ auf universelle und individuelle Weise an die jeweils gestellte Behandlungsaufgabe abgestimmt und angepaßt werden können. Es sind daher zahlreiche Abänderungen und Modifikationen gegenüber den dargestellten bevorzugten Aus­ führungsformen möglich, die der Fachmann bedarfsabhängig wählen kann, ohne den Schutzgedanken nach der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1 Rührvorrichtung (Fig. 1)
1′ Rührvorrichtung (Fig. 4)
1′′ Rührvorrichtung (Fig. 5)
2 Rührbehälter
3 Flüssigkeitsspiegel
4 Antriebsmotor
5 Welle (Rührwelle)
6, 6′ hydrodynamische Leistungsübertragungs­ einrichtung
7, 7′ Pumpenrad
8, 8′ Turbinenrad
9, 9′ Leitrad
10 Rührorgan
11 Rührflügel
12 Rotorblatt von Pumpenrad 7
13 Leitring von Pumpenrad 7
14 Schraubenverbindung (Gewindestift)
15 Nabe
16 Oberes Gehäuseteil (Deckscheibe)
17 Unteres Gehäuseteil (Grundplatte)
18 Gewindeverbindung
19 Spalt
20 Laufring von Turbinenrad 8
21 Laufring von Leitrad 9
22 Scheibe mit guten Gleiteigenschaften
23 Ringkanal
25 Hohlwelle
26 Durchgänge
30 langsamlaufender Rührer
30a Rahmenrührer
31 schnellaufendes Rührorgan

Claims (15)

1. Rührvorrichtung, insbesondere für flüssiges Rührgut in einem Rührbehälter (2), mit wenigstens einem Rührorgan (10; 30; 31), das über eine motorisch antreibbare Welle antreibbar ist, gekennzeichnet durch wenigstens eine in das flüssige Rührgut im Rührbehälter (2) vollständig eintauchende, hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung (6; 6′), welche wenigstens ein fest mit der motorisch antreibbaren Welle (5; 25) verbundenes Pumpenrad (7; 7′) und ein hiermit über das Rührgut als leistungsübertragende Flüssigkeit gekoppeltes Turbinenrad (8; 8′) umfaßt, mit welchem das Rührorgan (10; 30) verbunden ist.

2. Rührvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpenrad (7; 7′) und dem Turbinenrad (8; 8′) als Reaktionsglied ein Leitrad (9; 9′) angeordnet ist.

3. Rührvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad freilaufend gelagert ist.

4. Rührvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Leitrad (9; 9′) mit Schaufeln besetzt ist, und daß in Abhängigkeit von deren Stellung eine variable Drehzahluntersetzung erfolgt.

5. Rührvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (9; 9′) zur Änderung der Drehzahluntersetzungsverhältnisse austauschbar ist.

6. Rührvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinenrad (8; 8′) mit dem Rührorgan (10; 30) austauschbar ist.

7. Rührvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (7; 7′) das Turbinenrad (8; 8′) und gegebenenfalls das Leitrad (9; 9′) zentrisch um die motorisch antreibbare Welle (5; 25) angeordnet sind.

8. Rührvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (7; 7′), das Turbinenrad (8; 8′) und gegebenenfalls das Leitrad (9; 9′) zwischen zwei axial beabstandeten und drehfest mit der antreibbaren Welle (5; 25) verbundenen, plattenförmigen Gehäuseteilen (16, 17) derart angeordnet sind, daß im wesentlichen nur das Rührorgan (10; 30) radial über den Außenumfang der Gehäuseteile (16, 17) vorsteht.

9. Rührvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Laufflächen des Turbinenrads (8; 8′) und des gegebenenfalls vorgesehenen Leitrads (9; 9′) und dem benachbarten, plattenförmigen Gehäuseteil (17) eine Scheibe (22) mit guten Gleiteigen­ schaften angeordnet ist.

10. Rührvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (22) mit guten Gleiteigenschaften aus Polytetra­ fluorethylen (PTFE) oder einem anderen Polymer mit ge­ eigneten Gleiteigenschaften hergestellt ist.

11. Rührvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der motorisch antreibbaren Welle (5; 25) wenigstens zwei gesonderte, hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtungen (6; 6′) mit unterschied­ lichen Untersetzungsverhältnissen angeordnet sind.

12. Rührvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die motorisch antreibbare Welle (5; 25) wenigstens ein weiteres Rührorgan (31) direkt antreibbar ist.

13. Rührvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Turbinenrad (8; 8′) der hydrodynamischen Leistungsübertragungseinrichtung (6; 6′) ein langsamlaufen­ der Rührer (30), vorzugsweise ein wandnah arbeitender Rührer, wie ein Rahmenrührer (30a) oder Wendelrührer, als Rührorgan verbunden ist, und daß koaxial hierzu wenigstens ein schnellaufendes, von der motorisch antreibbaren Welle (5; 25) direkt antreibbares Rührorgan (32) angeordnet ist.

14. Rührvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die motorisch antreibbare Welle als Hohlwelle (25) ausgebildet ist, über deren Innenraum eine zusätzliche Rührgutkomponente zuführbar und durch die hydrodynamische Leistungsübertragungseinrichtung (6; 6′) in das Rührgut im Rührbehälter (2) eintragbar ist.

15. Rührvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die motorisch antreibbare Welle als Hohlwelle (25) ausgebildet ist, über deren Innenraum ein Fluid, vorzugsweise ein Gas, zur Begasung des Rührguts im Rührbehälter (2) zuführbar ist.