DE4420570A1

DE4420570A1 - Stirrer with corrosion rate measurement and warning

Info

Publication number: DE4420570A1
Application number: DE4420570A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr Otte; Hannelore Becker; Hans Heinrich Maibaum
Original assignee: EISEN- und HUETTENWERKE THALE AG 06502 THALE DE; THALE EISEN HUETTENWERK
Current assignee: Ehw Thale Email 06502 Thale De GmbH
Priority date: 1994-04-02
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1995-10-05

Abstract

The shaft (2) and stirring blade assembly (3), both of metal and individually coated (S) to protect against aggressive fluids, are force or interference-fitted together. The coatings, of vitreous enamel or plastic, are interrupted in two facing, preferably ring-shaped regions (22,35), one on the shaft (2), the other on the blade assembly (3,33). The shaft and blade assembly make electrical and mechanical connection, directly or via other contacting materials. Also claimed are (i) the vessel including stirrer, fluid, anticorrosion monitoring and alarm circuitry, and (ii) a procedure to mount and demount the mixing blade assembly on the shaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rührer mit Welle und Rührflügeleinrichtung, die miteinan der lösbar kraftschlüssig verbindbar sind.The invention relates to a stirrer with shaft and impeller device, which miteinan which are releasably connectable.

Zur Vermeidung großer Montageöffnungen in Chemieapparaten, besonders Rühr werksapparaten, werden Einbauteile, z. B. Rührer großer zwei- und/oder dreidimensio naler Ausdehnung bei bekannten Chemieapparaten geteilt ausgeführt und nach ge trennter Einführung durch kleine Öffnungen durch Montage im Behälter zu nahezu be liebigen Formen und Größen zusammengesetzt. Wegen der meist aggressiven, zu rührenden Produktmedien werden Behälter und Rührer vorzugsweise emailliert. Bei bekannten Konstruktionen dieser Art (US-Patentschriften 34 94 708; 34 39 940) werden stab- und nabenförmige Teile an kreisringförmigen axial gerichteten emaillierten Endflächen feinstbearbeitet und diese mittels im Innern dieser feinstbear beiteten Flächen wirkenden Spannelemente wie Schrauben, Zuganker verspannt und ohne zusätzliche Dichtungen zusammengesetzt.To avoid large assembly openings in chemical devices, especially stirring factory apparatus, built-in parts, e.g. B. stirrer large two and / or three dimensions nale expansion in known chemical apparatus performed divided and according to ge separate insertion through small openings by mounting in the container to almost be lovely shapes and sizes. Because of the mostly aggressive, too stirring product media, containers and stirrers are preferably enamelled. At known constructions of this type (US Pat. Nos. 34 94 708; 34 39 940) rod and hub-shaped parts on circular annular axially directed enamelled end surfaces are finely machined and these are finely machined inside tensioned elements such as screws, tie rods and tensioned surfaces assembled without additional seals.

Wegen der begrenzten Spannkräfte sind die vorhandenen Haftreibungskräfte zu ge ring, um ausreichende Antriebsmomente zu übertragen, so daß zusätzliche form schlüssige Übertragungselemente wie Paßfedern oder -keile vorgesehen werden, die jedoch infolge elastischer Verformungen und unvermeidlicher Fertigungstoleranzen Relativbewegungen mit Emailverschleiß der Preßflächen zulassen.Due to the limited clamping forces, the existing static friction forces are too high ring to transmit sufficient driving torque, so that additional form conclusive transmission elements such as keys or keys are provided however, due to elastic deformations and inevitable manufacturing tolerances Allow relative movements with enamel wear on the press surfaces.

Weiterhin bekannt geworden sind Lösungen nach den US-Patentschriften 42 21 488, 552 992, 28 52 238 und dem DE 88 04 492 U1 sowie der EP 03 93 516 A1 und ande ren mehr, wo die Welleneinheit eine oder mehrere Nabeneinheiten trägt, wobei die Nabeneinheit, die vollständig von einer nichtleitenden, nichtmetallischen Schicht über zogen ist, und die Welleneinheit kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden und durch nichtleitende Schichten voneinander isoliert sind.Solutions according to US Pat. Nos. 42 21 488 have also become known. 552 992, 28 52 238 and DE 88 04 492 U1 and EP 03 93 516 A1 and others ren more where the shaft unit carries one or more hub units, the Hub unit completely covered by a non-conductive, non-metallic layer is pulled, and the shaft unit is positively and / or positively connected and are isolated from each other by non-conductive layers.

Es ist auch bekannt (DE 30 07 718 C2), Welle und Rührflügeleinrichtung über ihre ge samte Oberfläche zu emaillieren und ihre Verbindung durch Aufschrumpfen durchzu führen, wobei die Verbindung als dichtungsfreier Paßsitz ausgeführt wird. Zum Auf schrumpfen wird der als Hohlwelle ausgebildeten Welle flüssiger Stickstoff zugeführt.It is also known (DE 30 07 718 C2), shaft and impeller device on their ge to enamel the entire surface and to join them by shrink-fitting lead, the connection is carried out as a seal-free fit. To on shrinkage is supplied to the wave formed as a hollow shaft liquid nitrogen.

Die letztgenannten Lösungen haben den Nachteil, daß die Beschichtung in der Ferti gung nur mit speziellen Hochfrequenzprüfgeräten kontrolliert werden kann, im Betrieb weder die Intaktheit der Naben-Flügeleinheit noch die Dichtheit der Verbindungsstelle überprüft werden kann und statische Aufladungen von der Naben-Flügeleinheit nur auf sehr hohem Potentialniveau mit der Gefahr eines explosionsauslösenden oder email zerstörenden Spannungsüberschlages abgeleitet werden können.The latter solutions have the disadvantage that the coating in the ferti can only be checked with special high-frequency test equipment during operation neither the integrity of the hub-wing unit nor the tightness of the connection point can be checked and static charges from the hub-wing unit only on very high potential level with the risk of an explosion or email destructive voltage flashover can be derived.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen Rührer zu schaffen, der auch bei aggressiven Produktmedien verwendbar ist.The invention has for its object to provide a new stirrer, which also can be used with aggressive product media.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Wei terbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved by the invention characterized in claim 1. Wei Further developments of the invention are defined in the subclaims.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Dichtigkeit der Schutzschicht, insbesondere der Emailleschicht, ständig im Betrieb überwacht werden. Außerdem werden die Preß kräfte im Dichtspalt zwischen den teilweise emaillierten Flächen ohne Gefahr der Be schädigung durch Reibverschleiß erheblich gesteigert und die Dichtwirkung trotz ver kürzter Dichtspalte wesentlich verbessert. Schließlich ist es möglich, hohe Kräfte und Momente zwischen den verpreßten Flächen zu übertragen und Deformationen des Dichtspaltes durch Kraft- und Temperatureinflüsse weitgehend zu vermeiden, Schwan kungen der Flächenpressungen zwischen den emaillierten Dichtflächen werden verrin gert und eventuelle gefährliche statische Aufladungen sicher verhindert.It is achieved by the invention that the tightness of the protective layer, in particular the enamel layer, are constantly monitored during operation. In addition, the press forces in the sealing gap between the partially enamelled surfaces without danger of loading Damage due to fretting increased significantly and the sealing effect despite ver shorter sealing gaps significantly improved. Finally, it is possible to use high forces and Transfer moments between the pressed surfaces and deformations of the Swan to largely avoid sealing gap due to force and temperature influences Reductions in surface pressure between the enamelled sealing surfaces are reduced device and any dangerous static charges are safely prevented.

Im Prinzip wird dies bei einem Rührer mit Welle und Rührflügeleinrichtung, die beide aus metallischem Grundmaterial gefertigt sind und beide miteinander lösbar kraft schlüssig verbindbar sind, dadurch erreicht, daß Welle und Rührflügeleinrichtung je weils mit einer Schicht aus einem das Grundmaterial gegen aggressive Flüssigkeiten isolierenden Material überzogen sind, daß die Schicht an einander zugewandten Stel len von Welle und Rührflügeleinheit unterbrochen ist, und daß die metallischen Grundmaterialien von Welle und Rührflügeleinrichtung im Bereich der Unterbre chungsstellen der Schicht direkt oder über Kontaktmaterialien zur Bildung eines elektri schen Stromkreises verbindbar sind. Das vorteilhafte Dichtungs- und Kraftverhalten wird insbesondere dadurch erreicht, daß ein konisch und/oder balliger emaillierter Hohlzapfen in einer konischen emaillierten Nabe mittels mechanischer oder hydrauli scher selbstspannender Vorrichtung und thermisch-kryogener Fügespielerzeugung so eingepreßt wird, daß im Bereich der größten Balligkeit oder anderweitig günstigem geometrischen Ort der Hohlzapfen mit der Nabe in einem metallisch leitenden und vor schädlichem Medieneinfluß durch emaillierte durch hohen Druck verpreßte Dichtflä chen geschützten Kontakt steht und die metallischen Kontaktflächen von Nabe und Hohlzapfen gegebenenfalls eine spezielle geeignete Werkstoffausbildung erhalten. In principle, this is the case with a stirrer with shaft and impeller device, both are made of metallic base material and both releasably force are conclusively connectable, achieved in that each shaft and impeller device because with a layer of a the basic material against aggressive liquids insulating material are coated that the layer on facing Stel len of the shaft and impeller unit is interrupted, and that the metallic Basic materials for the shaft and agitator device in the area of the underbody Chungsstellen the layer directly or via contact materials to form an electri circuit are connectable. The advantageous sealing and force behavior is achieved in particular in that a conical and / or spherical enamelled Hollow pin in a conical enamelled hub using mechanical or hydraulic shear self-tensioning device and thermal-cryogenic joining game generation is pressed in that in the area of greatest crowning or otherwise cheap geometric location of the hollow pin with the hub in a metallic conductive and in front harmful media influence due to enamelled sealing surface pressed by high pressure Chen protected contact is and the metallic contact surfaces of the hub and If necessary, hollow spigots receive a special suitable material design.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden mehrere Ausführungsbei spiele anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Diese zeigen in:In order to explain the invention in more detail, several examples are given below games described with reference to the drawings. These show in:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Behälters mit Medium und Rührer gemäß der Erfindung. Fig. 1 is a schematic diagram of a container with medium and stirrer according to the invention.

Fig. 2 eine Welle für einen Rührer gemäß der Erfindung. Fig. 2 shows a shaft for a stirrer according to the invention.

Fig. 3 eine Rührflügeleinrichtung für eine Welle nach Fig. 2. Fig. 3 is an impellor for a shaft according to FIG. 2.

Fig. 4 eine Detailansicht einer gegenüber Fig. 2 und Fig. 3 abgewandelten Konstruktion von Welle und Rührer. FIG. 4 shows a detailed view of a construction of shaft and stirrer which is modified compared to FIG. 2 and FIG. 3.

Fig. 5 eine Weiterbildung der Anordnung nach Fig. 4. Fig. 5 is a development of the arrangement according to Fig. 4.

Fig. 6 eine Detailansicht der Kontaktfläche. Fig. 6 is a detailed view of the contact area.

Fig. 7 einen Rührer mit zwei Flügeln. Fig. 7 a stirrer with two blades.

Fig. 8/9 zwei Hilfseinrichtungen zum Montieren bzw. Demontieren der Rührflügeleinrichtung 3 auf der Welle 2. Fig. 8/9 two auxiliary means for mounting or dismounting of the impellor 3 on the shaft 2.

In Fig. 1 ist ein wenigstens an seiner Innenseite mit einer Schutzschicht S bedeckter, insbesondere emaillierter Behälter D, z. B. eines Rührwerksapparates, dargestellt, wie er in der chemischen Industrie benutzt wird. Der Behälter D ist an seiner Oberseite mit einem Rührerstutzen R und einem Mannloch M versehen. In dem z. B. als Druckgefäß ausgebildeten Behälter D ist ein Rührer 1 mit einer Welle 2 und einer Rührflügeleinrich tung 3 angeordnet. Die Rührflügeleinrichtung 3 weist ein oder mehre Rührflügel 31, 32 und eine Nabe 33 auf. Die Nabe 33 ist über das freie Ende der Welle 2 geschoben. Die Stirnseite 21 der Welle 2 ist gerade noch sichtbar. Der Rührerstutzen R ist so eng, daß praktisch nur die Welle 2 durch den Stutzen in den Behälter geschoben werden kann. Die Montage der Rührflügeleinrichtung 3 erfolgt durch das Mannloch M. Für den Antrieb der Welle 2 sind ein Motor 4 und ein Getriebe 5 vorgesehen. Die Welle 2 ist im Stutzen R drehbar dicht gelagert. Im Bereich des Stutzens R ist ein Schleifkontakt 6 vorgesehen, der mit der Welle 2 elektrischen Kontakt hat und über eine Leitung 7, eine Spannungsquelle 8 (Gleich- oder Wechselstrom), ein Meßinstrument 9, eine Elektrode 10 sowie die Behälterflüssigkeit 11 ein Stromkreis bildet. Dieser Stromkreis ist ge schlossen, wenn zwischen der Behälterflüssigkeit 11 und der Welle 2 infolge beschä digter Schutzschicht S elektrischer Kontakt geschlossen ist. Der Kontakt kann auch über die Flügel 31, 32 und/oder die Nabe 33 hergestellt sein.In Fig. 1 is at least on its inside covered with a protective layer S, in particular enameled container D, z. B. an agitator, shown how it is used in the chemical industry. The container D is provided on its top with a stirrer neck R and a manhole M. In the z. B. formed as a pressure vessel D, a stirrer 1 with a shaft 2 and a Rührflügeleinrich device 3 is arranged. The impeller device 3 has one or more impeller blades 31 , 32 and a hub 33 . The hub 33 is pushed over the free end of the shaft 2 . The end face 21 of the shaft 2 is just visible. The stirrer neck R is so narrow that practically only the shaft 2 can be pushed through the neck into the container. The impeller device 3 is installed through the manhole M. A motor 4 and a gear 5 are provided for driving the shaft 2 . The shaft 2 is rotatably sealed in the port R. In the area of the connecting piece R, a sliding contact 6 is provided which has electrical contact with the shaft 2 and forms a circuit via a line 7 , a voltage source 8 (direct or alternating current), a measuring instrument 9 , an electrode 10 and the container liquid 11 . This circuit is closed ge when electrical contact is closed between the container liquid 11 and the shaft 2 due to the protective layer S damaged. The contact can also be made via the vanes 31 , 32 and / or the hub 33 .

Fig. 2 zeigt die hohlzylindrisch ausgebildete Welle 2 mit ihrer Stirnseite 21 und einem ringförmigen Kontakt 22 sowie mit einer Einschnürung 23, die als Hilfsmittel für die Montage oder Demontage der Rührflügeleinrichtung 3 dient. Fig. 2 shows the hollow cylindrical shaft 2 with its end face 21 and an annular contact 22 and with a constriction 23 , which serves as an aid for the assembly or disassembly of the impeller device 3 .

Der der Stirnseite 21 der Welle 2 zugewandte, die Nabe 22 aufnehmende Bereich 24 hat eine feinstbearbeitete emaillierte Oberfläche 25, die die ringförmige Kontaktfläche 22, insbesondere in Form einer Aufschweißung aus hochkorrosionsbeständigem Werkstoff hat. Der Werkstoff enthält bevorzugt hohen Nickelanteil. Die ebenfalls email lierte Nabe 33 mit den Flügelblättern 31, 32 hat in ihrer ebenfalls feinstbearbeiteten Innenbohrung 34 mindestens eine bevorzugt ringförmige Aufschweißung 35 aus hoch korrosionsbeständigem Werkstoff. Mittels eines Hochspannungsprüfgerätes kann die emaillierte Nabe 33 mit den Flügelblättern 31, 32 in üblicher Weise auf Emailfehler ge prüft werden, wobei der Massepol an der Aufschweißung 35 in der Nabe 5 anliegt.The area 24 facing the end face 21 of the shaft 2 and receiving the hub 22 has a finely machined enamelled surface 25 which has the annular contact surface 22 , in particular in the form of a weld made of highly corrosion-resistant material. The material preferably contains a high proportion of nickel. The also enameled hub 33 with the blades 31 , 32 has in its also finely machined inner bore 34 at least one preferably annular weld 35 made of highly corrosion-resistant material. By means of a high-voltage tester, the enamelled hub 33 with the wing blades 31 , 32 can be checked in the usual way for enamel defects, the ground pole resting on the weld 35 in the hub 5 .

Nach dem Einpressen oder -schrumpfen des emaillierten Hohlzapfens 2, 21 in die emaillierte Nabe 33 liegen die feinstbearbeiteten Emailschichten 24, 34 unter einer bestimmten Pressung in den Dichtflächen und der Aufschweißung 22, 35 von Hohlzapfen 21 und Nabe 33 unter Pressung elektrisch leitend aneinander. Sind die Pressung, die Überdeckungslänge und die Oberflächengüte in den emaillierten Dicht flächen intakt, so fließt in dem Meßgerät 9 bei Anlegen einer Gleichspannungsquelle 8 an den Trägerwerkstoff der Welle 2 und einer Elektrode 10 im Elektrolyten kein Strom. Bei einem durchlässigen Dichtspalt zwischen Hohlzapfen 21 und Nabe 33 infolge Fer tigungsungenauigkeit oder zu geringer Pressung einer bis zu einer der Aufschweißun gen 22 und 35 reichenden Oberflächenbeschädigung der Emailschicht in der Dichtflä che oder einer bis auf den Trägerwerkstoff reichenden Abplatzung der Emailschicht auf einer der in den Elektrolyten eintauchenden Emailschichten fließt am Meßgerät 9 ein meßbarer Strom, so daß ein Emaildefekt an Welle 2, Nabe 33 oder Flügelblatt 31, 32, Montagefehler oder eine mechanische bzw. korrosive Beschädigung der Emailschicht in der Dichtfläche erkannt werden kann. Ebenso kann die intakte Verbindung mit einem herkömmlichen Hochspannungsprüfgerät, dessen Meßpol am Trägerwerkstoff der Welle 2 anliegt, überprüft werden.After pressing or shrinking the enamelled hollow pin 2 , 21 into the enamelled hub 33 , the finely machined enamel layers 24 , 34 are under a certain pressure in the sealing surfaces and the welding 22 , 35 of the hollow pin 21 and the hub 33 are electrically conductive to one another under pressure. Are the pressure, the overlap length and the surface quality in the enamelled sealing surfaces intact, then no current flows in the measuring device 9 when a DC voltage source 8 is applied to the carrier material of the shaft 2 and an electrode 10 in the electrolyte. In the case of a permeable sealing gap between the hollow pin 21 and the hub 33 as a result of production inaccuracy or too little pressure, surface damage to the enamel layer in the sealing surface extending to one of the weldings 22 and 35 or a spalling of the enamel layer extending to the carrier material on one of the in the Enamel layers immersed in electrolyte flow a measurable current at the measuring device 9 , so that an enamel defect on shaft 2 , hub 33 or wing blade 31 , 32 , assembly errors or mechanical or corrosive damage to the enamel layer in the sealing surface can be detected. Likewise, the intact connection can be checked with a conventional high-voltage test device, the measuring pole of which rests on the carrier material of shaft 2 .

Die Welle 2 ist zwar auf ihrer ganzen Länge emailliert, ist aber nur im Bereich 24 feinstbearbeitet.The shaft 2 is enamelled over its entire length, but is only finely machined in the area 24 .

Fig. 3 zeigt die Nabe 33 mit Schutzschicht 34 und Kontaktfläche 35, die etwa in der Mitte angeordnet ist, um die Sicherheit der Dichtung zu erhöhen. Fig. 3 shows the hub 33 with protective layer 34 and contact surface 35 , which is arranged approximately in the middle to increase the security of the seal.

In Fig. 4 ist der Hohlzapfen der Welle 2, das ist der der Stirnseite 21 benachbarte Bereich, in konischer Form dargestellt. Der konisch metallisch-emaillierte Hohlzapfen 21 ist mit einer Emailschicht bedeckt. Auf dem Konus ist eine ringförmige oder anders geformte elektrisch und thermisch leitfähige vorzugsweise metallische Oberfläche 22 vorgesehen. An der Stelle dieser Oberfläche 22 ist keine Emailschicht angeordnet.In Fig. 4 the hollow pin of the shaft 2 , that is the area adjacent to the end face 21 , is shown in a conical shape. The conical metallic-enamelled hollow pin 21 is covered with an enamel layer. An annular or otherwise shaped electrically and thermally conductive, preferably metallic surface 22 is provided on the cone. No enamel layer is arranged at the location of this surface 22 .

Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung der in Fig. 4 dargestellten Form der Welle 2. Die dort gezeigte Welligkeit der Wandung erlaubt z. B. das Ansetzen von Werkzeugen für die Montage oder Demontage. FIG. 5 shows a development of the shape of the shaft 2 shown in FIG. 4. The ripple of the wall shown there allows z. B. attaching tools for assembly or disassembly.

Fig. 6 ist eine Aufschweißung von Materialien für die Kontakte 22, 35 dargestellt, die eine Verbesserung der Kontakteigenschaften, aber auch der Gleiteigenschaften be zweckt. Fig. 6 is shown a welding of materials for the contacts 22 , 35 , which aims to improve the contact properties, but also the sliding properties.

Im Hinblick auf die schlechten Kontakt-, Gleit- und Verschleißeigenschaften, die Paarungen aus emaillierfähigen metallischen Grundmaterialien haben, kann es nämlich zweckmäßig sein, die metallischen Oberflächen 22, 35 aus geeigneteren Werkstoffen zu gestalten. Bewährt hat sich eine zumeist mehrlagige und teilweise von der Email schicht S bedeckte Auftragsschweißung aus geeigneten legierten Werkstoffen, bei spielsweise mit Nickel eine die porösen Emailränder 17 teilweise durchdringende und verdichtende auf das emaillierte Grundmaterial galvanisch oder durch Plasma- bzw. Flammspritzen aufgebrachte Metallschicht mit anschließender mechanischer und/oder thermisch-diffusiver Verdichtung sowie mit dem emaillierten Grundmaterial von Hohlzapfen 2 und Nabe 33 sowie untereinander leitend verbundenen, die Emailschicht S durchstoßenden und in diese eingebettete Materialien.In view of the poor contact, sliding and wear properties that pairings of metallic base materials that can be enamelled have, it may be expedient to design the metallic surfaces 22 , 35 from more suitable materials. A mostly multilayer build-up weld made of suitable alloy materials and partially covered by the enamel layer S has proven itself, for example with nickel, a metal layer that partially penetrates and compresses the porous enamel edges 17 galvanically or by means of plasma or flame spraying and then mechanically applied to the enamelled base material and / or thermal-diffusive compression and with the enamelled base material of the hollow pin 2 and the hub 33 and conductively connected to each other, penetrating the enamel layer S and embedded therein.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung mit zwei Rührflügeleinrichtungen 3a, mit zwei übereinan der auf einer Welle 2 angeordneten Naben 33a und 33b. Für diese Naben und die jeweils zugeordneten Bereich 24a, 24b sind unterschiedliche Durchmesser vorgese hen, um die obere Nabe 33a über den unteren Bereich 24b hinwegführen zu können. Fig. 7 shows an arrangement with two agitator 3 a, with two superimposed on the shaft 2 arranged hubs 33 a and 33 b. Different diameters are provided for these hubs and the respectively assigned area 24 a, 24 b in order to be able to guide the upper hub 33 a over the lower area 24 b.

Mittels einer in Fig. 7 nicht sichtbaren hydraulischen oder mechanischen Spannvor richtung 5 werden der metallisch-emaillierte Hohlzapfen 2 und die metallisch-emaillierte Nabe 33 mit konischer Innenfläche, in deren mittleren Bereich eine ringflächenförmige oder anders geformte elektrisch und thermisch leitende, vorzugsweise metallische Oberfläche 22, 35 angeordnet ist, axial miteinander verspannt, so daß die metallischen Oberflächen von Hohlzapfen 2 und Nabe 33 unter Flächenpressung in Kontakt stehen. Die konisch-ballige Oberfläche des Hohlzapfens 2 und die konische Innenfläche der Nabe 33 sind mechanisch feinstbearbeitet. By means of a hydraulic or mechanical Spannvor device 5 , which is not visible in FIG. 7, the metallic-enamelled hollow pin 2 and the metallic-enamelled hub 33 with a conical inner surface, in the central region of which an annular surface-shaped or otherwise shaped electrically and thermally conductive, preferably metallic surface 22 is used , 35 is arranged axially clamped to one another, so that the metallic surfaces of the hollow pin 2 and the hub 33 are in contact under surface pressure. The conical-spherical surface of the hollow pin 2 and the conical inner surface of the hub 33 are precision machined.

Nach dem Einleiten eines Heizmittels durch die Zuführungsleitung 12a, 12b oder an dersartige Wärmeerzeugung im Hohlzapfen 2 strömt Wärme über die metallischen Oberflächen 22, 35 in die gegebenenfalls von außen wärmeisolierte Nabe 33, so daß deren Wandtemperatur ansteigt. Nach gewisser Zeit wird die Wärmezufuhr im Hohlzapfen 2 beendet und schlagartig ein Kältemittel, z. B. tiefkalt verflüssigtes Gas, in den Hohlzapfen 2 eingeführt. Dabei kühlt sich die Wandung des Hohlzapfens 2 sehr schnell nahezu auf die Temperatur des Kühlmittels ab, während die Nabe 33 wegen ihrer wesentlich größeren Wanddicke noch über eine gewisse Zeit die höhere Tempe ratur durch die vorherige Beheizung beibehält. Unter der Wirkung der Abkühlung kon trahiert der Hohlzapfen 2, so daß die Reibungskraft zwischen den aufeinandergepreß ten metallischen Oberflächen 22, 35 von Hohlzapfen 2 und Nabe 33 unter die Anzugs kraft der hydraulischen oder mechanischen Spannvorrichtung fällt, und der Hohlzapfen 2 um ein sehr genau vorherbestimmbares Maß in die Nabe 33 gleitet, wobei beim Gleiten lediglich die gegen Reibverschleiß weitgehend beständigen und schmierbaren metallischen Oberflächen 22, 35 bei sehr niedriger Gleitreibung in Kontakt sind, so daß die gegen Reibverschleiß sehr empfindlichen feinstbearbeiteten Emailschichten S, die nicht reibmindernd schmierbar sind, praktisch nicht beschädigt werden können. Das Gleiten des Hohlzapfens 2 in die Nabe 33 erfolgt dabei selbsttätig durch die infolge der elastischen Verformung in der mechanischen Spannvorrichtung oder im elastischen Druckpolster einer hydraulischen Spannvorrichtung gespeicherten potentiellen Energie.After a heating medium has been introduced through the supply line 12 a, 12 b or at such heat generation in the hollow pin 2 , heat flows over the metallic surfaces 22 , 35 into the hub 33 , which may be heat-insulated from the outside, so that its wall temperature rises. After a certain time, the heat supply in the hollow pin 2 is stopped and suddenly a refrigerant, e.g. B. cryogenic liquefied gas, introduced into the hollow pin 2 . The wall of the hollow pin 2 cools very quickly almost to the temperature of the coolant, while the hub 33 maintains the higher temperature due to the previous heating because of its much larger wall thickness for a certain time. Under the effect of cooling, the hollow pin 2 contracts so that the frictional force between the metal surfaces 22 , 35 of hollow pin 2 and hub 33 , which are pressed against one another, falls under the tightening force of the hydraulic or mechanical clamping device, and the hollow pin 2 by a very precisely predeterminable one Dimension slides into the hub 33 , with only the metallic surfaces 22 , 35 which are largely resistant to rubbing wear and which can be lubricated contacted with very low sliding friction, so that the finely machined enamel layers S, which are very sensitive to rubbing wear and which cannot be lubricated to reduce friction, are practically not can be damaged. The hollow pin 2 slides automatically into the hub 33 by the potential energy stored in the mechanical tensioning device or in the elastic pressure cushion of a hydraulic tensioning device as a result of the elastic deformation.

Es wurde gefunden, daß die Erwärmung der Nabe 33 durch die metallischen Oberflä chen 22, 35 hinreichend schnell und ihre Abkühlträgheit ausreichend groß ist, wenn die metallischen Oberflächen 22, 35 von Hohlzapfen 2 und Nabe 33 jeweils 5 bis 10% der gesamten in Preßkontakt befindlichen Oberfläche von Hohlzapfen 2 oder Nabe 33 be trägt.It has been found that the heating of the hub 33 by the metallic surfaces 22 , 35 is sufficiently rapid and its cooling inertia is sufficiently large if the metallic surfaces 22 , 35 of the hollow pin 2 and the hub 33 are each 5 to 10% of the total in press contact Surface of hollow pin 2 or hub 33 be wearing.

Beim Temperaturausgleich von Hohlzapfen 2 und Nabe 33 schließt sich der Dichtspalt von den metallischen Oberflächen 22, 35 von Hohlzapfen 2 und Nabe 33 nach beiden Seiten bis zu den Rändern der verpreßten außen emaillierten Oberflächen. Dabei wird das die inerten Emailflächen nicht benetzende Schmiermittel nach außen gedrückt, und die Emailflächen geraten gleitfrei unter sehr hohe Pressungen. Wegen der defor mierten Balligkeit des Hohlzapfens 2 sind die Preßdrücke im mittleren Bereich des Dichtspaltes, wo keine Abplatzgefahr für das Email besteht, am höchsten und nehmen zu den konvexen Rändern von Hohlzapfen 2 und Nabe 6 hin bis unter kritische Werte ab. In the temperature compensation of a hollow pin 2 and the hub 33 closes the sealing gap from the metallic surfaces 22, 35 of the hollow pin 2 and the hub 33 on both sides to the edges of the pressed outside enameled surfaces. The lubricant not wetting the inert enamel surfaces is pressed outwards, and the enamel surfaces come under very high pressures without sliding. Because of the deformed crown of the hollow pin 2 , the pressing pressures are highest in the central area of the sealing gap, where there is no risk of the enamel chipping, and decrease towards the convex edges of the hollow pin 2 and hub 6 to below critical values.

Beim Lösen der Verbindung vollzieht sich dieser Vorgang in gleicher emailschonender Weise. Mit dem beschriebenen Verfahren konnten kurzzeitige Temperaturunterschiede zwischen den Wandungen von Hohlzapfen 2 und Nabe 33 von über 270°C nach gewiesen werden, wodurch elastisch Dehnungsunterschiede von ca. 3‰ erzeugt wer den können, die für den Zapfen 2 bereits die Verwendung von höherfestem emaillier fähigem Material oder einen außen vorgedehnten Hohlzapfen 2 aus Zweischichtmate rial erforderlich macht, wie in der DE 43 25 801 A1 beschrieben.When the connection is disconnected, this process takes place in the same email-friendly manner. With the described method, short-term temperature differences between the walls of hollow pin 2 and hub 33 of over 270 ° C could be detected, whereby elastic expansion differences of approx. 3 ‰ can be generated, which already enables the use of higher-strength enamelling for the pin 2 Material or an externally pre-stretched hollow pin 2 made of two-layer material rial required, as described in DE 43 25 801 A1.

Durch die im mittleren Bereich des Dichtspaltes herrschenden extrem hohen Flächen pressungen sind bei unbeschädigten feinstbearbeiteten Emailflächen die metallischen Oberflächen 22, 35 gas- und diffusionsdicht vor dem Zutritt korrosiven Mediums ge schützt.Due to the extremely high surface pressures prevailing in the central area of the sealing gap, the metallic surfaces 22 , 35 are protected against the entry of corrosive medium in a gas-tight and diffusion-tight manner on undamaged, finely machined enamel surfaces.

Es wurde gefunden, daß die Zuführung des Kühlmittels als tiefkalt verflüssigtes Gas sowohl unter Schwerkrafteinfluß als tropfbare Flüssigkeit erfolgen kann als auch durch aus einem Druckraum durch Drosselung in Dampfform überführtes Flüssiggas, das dem Hohlzapfen 2 mit hoher Geschwindigkeit und hohem Kühleffekt zugeführt wird. Dadurch ist der Hohlzapfen 2 in jeder beliebigen Stellung und Lage, z. B. über Kopf oder in horizontaler Lage, wirkungsvoll von innen zu kühlen. Falls durch Fehler bei der Montage die feinstbearbeiteten emaillierten Oberflächen von Hohlzapfen 2 und/oder Nabe 33 zerkratzt oder anderweitig beschädigt bzw. durch Verschmutzungseintrag in den Dichtspalt in ihrer Dichtwirkung beeinträchtigt wurden, so kann dies durch Unter tauchen oder Benetzen mit Elektrolytlösung und Prüfung eines durch eine Niederspan nungsquelle gespeisten Stromflusses zwischen dem metallischen Grundmaterial der Hohlwelle 1 und einer in die Elektrolytlösung eintauchenden Elektrode mittels eines Meßgerätes eine bis in den Bereich der metallischen Oberflächen 4 von Hohlzapfen 2 oder Nabe 33 reichende Dichtflächenbeschädigung leicht nachgewiesen werden. Über den gleichen Stromweg ist elektrolytisch wie beschrieben oder mittels konventioneller Hochspannungsprüfung eine Emailbeschädigung am Flügel 31, 32 oder der Nabe 33 feststellbar. Auf der Nabe 33 oder dem Flügel 31, 32 sich bildende statische elektri sche Aufladungen werden praktisch potentialfrei über die leitfähig verbundenen metal lischen Oberflächen 22, 35 von Hohlzapfen 2 und Nabe 33 durch das Grundmaterial der Hohlwelle 1 abgeleitet. It has been found that the supply of the coolant as cryogenic liquefied gas can take place both under the influence of gravity as a drippable liquid and by means of liquid gas converted from a pressure chamber by throttling in vapor form, which gas is supplied to the hollow pin 2 at high speed and with a high cooling effect. As a result, the hollow pin 2 is in any position and position, for. B. overhead or in a horizontal position to cool effectively from the inside. If the finely machined enamelled surfaces of hollow spigot 2 and / or hub 33 are scratched or otherwise damaged due to assembly errors, or their sealing effect has been impaired by the entry of dirt into the sealing gap, this can be done by submerging or wetting them with an electrolyte solution and testing one by one Low-voltage power source-fed current flow between the metallic base material of the hollow shaft 1 and an electrode immersed in the electrolytic solution by means of a measuring device, a sealing surface damage reaching into the area of the metallic surfaces 4 of the hollow pin 2 or hub 33 can easily be detected. The same current path can be used to determine electrolytic damage to the wing 31 , 32 or the hub 33 electrolytically as described or by means of conventional high-voltage testing. On the hub 33 or the wing 31 , 32 forming static electrical charges are practically potential-free via the conductively connected metallic surfaces 22 , 35 derived from the hollow pin 2 and the hub 33 through the base material of the hollow shaft 1 .

Die Balligkeit, die bei einigen alternativen Ausführungsformen der Erfindung bevorzugt ist, des konisch-balligen Hohlzapfens 2 kann in maschinenbauüblicher Weise durch Konturschleifen oder ähnliches auf Spezialmaschinen durchzuführendes Verfahren erzeugt werden. Dies kann jedoch auch auf konventioneller Maschinentechnik mit ein facher Geradlinienbearbeitung erfolgen. Wird der Hohlzapfen 2 bei der Feinstbearbei tung von innen z. B. mittels Warmluft leicht erwärmt und von außen durch das Schleif kühlmittel mit niedrigerer Temperatur benetzt, so ergibt sich in der Wandung des Hohlzapfens 2 ein berechenbarer Temperaturgradient, der eine thermische Verfor mung der Wandung bewirkt. Bei geradliniger Konturbearbeitung ergibt sich nach dem Temperaturausgleich zwischen innen und außen eine Balligkeit nahezu konstanter Krümmung und berechenbarer Höhe.The crowning, which is preferred in some alternative embodiments of the invention, of the conical-spherical hollow pin 2 can be produced in a mechanical engineering manner by contour grinding or the like method to be carried out on special machines. However, this can also be done on conventional machine technology with simple straight-line machining. If the hollow pin 2 in the finest processing from inside z. B. slightly warmed by warm air and wetted from the outside by the grinding coolant at a lower temperature, so there is a predictable temperature gradient in the wall of the hollow pin 2 , which causes a thermal deformation of the wall. In the case of rectilinear contour machining, a crowning of almost constant curvature and predictable height results after the temperature compensation between inside and outside.

Die Kontaktflächen 22, 35 können auch durch Aufschweißen von Partikeln in Korn- oder Faserform aus metallischem oder gleichwertigen leitfähigem Material erreicht werden.The contact surfaces 22 , 35 can also be achieved by welding particles in grain or fiber form made of metallic or equivalent conductive material.

Fig. 8 und 9 zeigen Montageeinrichtungen bzw. Demontageeinrichtungen für die Na be 33. FIGS. 8 and 9 show mounting means and disassembly means for the Na be the 33rd

Claims

1. stirrer with shaft ( 2 ) and impeller device ( 3 ), both of which are made of metallic base material and both are releasably non-positively connectable, characterized in that shaft ( 2 ) and impeller unit ( 3 ) each with a layer (S) a coated the base material against aggressive liquids material that the layer (S) at mutually facing points ( 22 , 35 ) of the shaft ( 2 ) and impeller unit ( 3 , 33 ) is interrupted, and that the metallic Grundma materials of the shaft ( 2 ) and impeller device ( 3 ) in the area of the interruption points ( 22 , 35 ) of the layer (S) can be connected directly or via contact materials to form an electrical circuit.

2. stirrer according to claim 1, characterized, that the layer is an enamel layer.

3. stirrer according to claim 1, characterized, that the layer is a plastic layer.

4. stirrer according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the interruption points ( 22 , 35 ) of the layer (S) are annular.

5. Stirrer according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the interruption points ( 22 , 35 ) by the layer (S) are limited areas.

6. Stirrer according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the interruption points ( 22 , 35 ) of the layer (S) are covered particles which perforate the layer.

7. Stirrer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the base material in the region of the interruption points ( 22 , 35 ) is provided with a weld overlay.

8. stirrer according to claim 7, characterized, that the build-up weld consists of one or more layers.

9. stirrer according to claim 7 or 8, characterized, that the build-up weld has layers that are conductive, highly corrosion-resistant included material.

10. Stirrer according to one of claims 1 to 9, characterized in that the shaft ( 2 ) in the region adjacent to its end face ( 21 ) is formed from a cylinder.

11. Stirrer according to one of claims 1 to 9, characterized in that the shaft ( 2 ) is conical in the region adjacent to its end face ( 21 ).

12. Stirrer according to one of claims 1 to 11, characterized in that the shaft ( 2 ) in the area adjacent to its end face ( 21 ) has spherical areas.

13. Stirrer according to one of claims 1 to 12, characterized in that the shaft ( 2 ) on its end face ( 21 ) facing away from the connection area has a spherical or wavy surface.

14. Stirrer according to one of claims 1 to 13, characterized in that the shaft ( 2 ) is a hollow shaft.

15. Stirrer according to one of claims 1 to 14, characterized in that the shaft ( 2 ) above the level of the liquid to be stirred by the stirrer has means for sliding contacting of a circuit.

16. Container (D) with liquid and stirrer according to one of claims 1 to 15, characterized in that the circuit has a voltage source ( 8 ), a line ( 7 ), sliding contacts ( 6 ) of the shaft ( 2 ) above the liquid level, contact surfaces ( 22 , 35 ) between the hub ( 33 ) and shaft ( 2 ) and an electrode ( 10 ) projecting into the liquid ( 11 ), which is connected to the voltage source ( 8 ) directly or via a measuring device ( 9 ).

17. A container according to claim 16, characterized in that the measuring device ( 9 ) is an optically and / or acoustically indicating device.

18. A method for assembling or disassembling an impeller device on or from a shaft for stirrers according to one of claims 1 to 15, characterized in that a threaded rod with padded abutments in particular on the hub ( 33 ) and the undulating surface of the shaft ( 2 ) is supported and is pushed or pushed onto the shaft by adjusting the threaded rod or its threaded parts.

19. A method for assembling or disassembling an impeller device according to claim 18, characterized in that heat is first brought to the connecting region ( 24 ) through the shaft ( 2 ) and / or a line ( 12 ) until through the wall of the shaft ( 2 ) the hub ( 33 ) is heated, then cold is brought to the connection point ( 24 ), so that the shaft ( 2 ) cools faster than the hub ( 33 ) and because of its smaller wall thickness relative to the thicker wall of the hub ( 33 ) so the diameter of the opposite parts ge ( 33 , 2 ) change in opposite directions.