DE4433907B4

DE4433907B4 - Rotationsrührwerk

Info

Publication number: DE4433907B4
Application number: DE4433907A
Authority: DE
Inventors: Kenneth E. Maple Grove Lehrke; Gerard L. Champlin Lehmann; Scott C. Minneapolis Losey
Original assignee: Graco Minnesota Inc
Current assignee: Graco Minnesota Inc
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-09-22
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2014-09-23
Also published as: JPH07246324A; SE9403171D0; FR2716633A1; JP3556285B2; CN1108584A; KR100318347B1; CN1045901C; GB2286779B; DE4433907A1; GB9419651D0; SE9403171L; GB2286779A; FR2716633B1; KR950024796A; SE512886C2; US5362148A

Abstract

Rotationsrührwerk mit einem Saugrohr (30) zur Entnahme von Flüssigkeit aus einem Behälter während des Rührens, mit einem Gehäuse (14), das eine Einrichtung (38) zur lösbaren Befestigung des Gehäuses (14) auf einer Öffnung des Behälters aufweist, mit einem Rührwerksrohr (12), dessen unteres Ende sich in den Behälter erstreckt, wobei das Rührwerksrohr (12) Vorsprünge (46) zum Rühren der Flüssigkeit trägt, mit einem am Gehäuse (14) befestigten Antriebsmotor (18) und einer Einrichtung (24) zur drehbaren Koppelung des Antriebsmotors (18) mit dem Rührwerksrohr (12),
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rührwerksrohr (12) mit seinem oberen Ende in mindestens einer im Gehäuse (14) angeordneten Lagerung (16, 17) drehbar gelagert ist, dass das Saugrohr (30) konzentrisch in dem Rührwerksrohr (12) angeordnet ist, dass das obere offene Ende des Saugrohrs (30) fest mit dem Gehäuse (14) verbunden ist und über eine Einrichtung (35) an eine Saugquelle anschließbar ist, und dass sich das untere offene Ende des Saugrohrs...

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Rotationsrührwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 zum Einsetzen in große Behälter, wie z.B. einem großen zylinderförmigen Faß, in Kombination mit einem Ansaugrohr, um Flüssigkeit aus dem Behälter zu entleeren.

Mechanische Rührwerke und Flüssigkeitspumpen zum Rühren und Entleeren von Flüssigkeit aus großen Behältern sind in dieser Art bekannt, da bereits seit langem das Problem existiert, Flüssigkeiten über unbestimmte Zeit in großen Behältern zu lagern und gleichzeitig die Flüssigkeit in einem Zustand für den sofortigen Gebrauch zu halten. Viele Flüssigkeiten enthalten Mixturen aus verschiedenen Komponenten, welche bei ausgedehnter Lagerdauer dazu tendieren können, sich abzusetzen oder sich abzusondern, insbesondere wenn in großen Fässern gelagert wird. Deshalb ist es notwendig, die Flüssigkeit ununterbrochen zu rühren, um eine gleichmäßige Konsistenz bis zum Gebrauch zu erhalten. Die Flüssigkeit kann dann zur Beförderung zum Bestimmungsort durch Pumpen entleert werden, und der Anwender kann sicher sein, dass die Konsistenz der Flüssigkeitskomponenten gleichmäßig ist.

Typische große Behälter haben eine Spundlochöffnung, um Zugang zur beinhalteten Flüssigkeit zu erhalten, ohne den Deckel vollständig entfernen zu müssen. Ein mit einem Gewinde versehener Stöpsel wird gewöhnlicherweise in die Spundlochöffnung eingesetzt, und der Stöpsel kann, um an die Flüssigkeit zu gelangen, entfernt werden, ohne dadurch die Flüssigkeit im Inneren übermäßig der Umgebungsluft auszusetzen. Eines der Probleme bei Beibehaltung des begrenzten Zugangs zum Inneren des Fasses ist, dass sowohl das Rührwerk als auch der Pumpmechanismus durch die Spundlochöffnung einfügbar sein müssen.

Dieses Problem ist in der US 5 193 908 A vom 16. März 1993 gelöst worden, indem man ein Rührwerk mit einem verlängerten drehbaren Rohr versehen hat, an dessen Außenseite eine schraublinienförmige Rührschnecke befestigt ist. Das Innere des Rohres ist hohl, und das untere Ende ist offen, um die Flüssigkeit aus dem Behälter aufnehmen zu können. Das obere Ende des Rohres ist geschlossen und für die Verbindung mit einem Drehantrieb geeignet ausgebildet. In der Seitenwandung des Rohres sind in der Nähe des oberen Endes eine Anzahl von Öffnungen vorgesehen. Diese Öffnungen stehen in Strömungsverbindung mit einem Außenanschluss am Gehäuse der Vorrichtung, wobei eine geeignete Pumpvorrichtung mit dem Außenanschluss verbunden sein kann, um eine Saugkraft zum Entleeren der Flüssigkeit durch das hohle Rohr aus dem Behälter zu liefern. Das Gehäuse ist durch eine Schraubverbindung fest mit der Spundlochöffnung verbunden, und ein Hilfslufteinlass ist vorgesehen, um den Druckausgleich im Inneren des Behälters zu ermöglichen, während die Flüssigkeit herausgesaugt wird. Ein Problem dieser Konstruktion ist, dass der Antriebsmotor das ganze Rohr dreht; und deshalb muss zwischen dem rotierenden Rohr und dem Inneren des Gehäuses eine dynamische Abdichtung der Flüssigkeit vorgesehen sein, um den Zutritt von Luft in den Flüssigkeitskanal im Gehäuse zu vermeiden. Wenn Luft in den Flüssigkeitskanal eindringt, wird sie in den Flüssigkeitsvolumenstrom eingelagert und zum Punkt der Anwendung mitbefördert. Falls die Auftragsvorrichtung eine Sprühpistole oder eine ähnliche Vorrichtung ist, wird die eingelagerte Luft unter beachtlichem "Spucken" aus der Auftragsvorrichtung ausgestoßen und zerstört dadurch den gleichmäßigen Fluss der Anwendung. Dieser Ausstoß kann ebenso das gleichmäßige Aufbringen der Flüssigkeit auf einen Gegenstand zerstören, wenn mit der Sprühpistole eine feine, gleichmäßige Oberfläche auf einen Gegenstand aufgebracht werden soll.

Aus der US 51 93 908 A ist somit ein Rotationsrührwerk mit einem Saugrohr bekannt, das bei verschlossenen Behältern wie beispielsweise Fässern mit einer einzigen Entleerungsöffnung Verwendung findet. Das Rührwerk ist mit einem Gehäuse ausgestattet, das in die Fassöffnung einschraubbar ist. Es weist einen rotierenden hohlen Schaft mit einem daran befestigten Schneckenrührer oder einem anderen Rührelement, das durch die Fassöffnung eingesetzt werden kann, auf. Das zu befördernde Material wird durch den rotierenden hohlen Schaft angesaugt und über einen Ausgang im Gehäuse abgeleitet. In dem Gehäuse ist ein Rückschlagventil angeordnet, welches mit dem Inneren des Behälters in Strömungsverbindung steht und einen Druckausgleich in dem Behälter ermöglicht und welches mit einer Inertgas-Quelle verbunden sein kann, um eine Verschmutzung oder andere Beschädigung des Materials in dem Fass zu verhindern, welche durch die Umgebungsatmosphäre erzeugt werden könnte.

Aus der DE 41 18 709 A1 ist eine Rührvorrichtung zum Rühren von wasserhaltigen sedimentierenden Suspensionen bekannt. Diese Rührvorrichtung besteht aus einem Behälter mit trichterförmigem Boden, wobei im Zentrum des Trichters eine zylindrische Vertiefung angeordnet ist. Die Behälterabdeckung fixiert einen Schaft eines Rührwerks axial derart, dass das Rohr zentrisch gehalten wird und mit dem unteren Ende in die zylindrische Ausnehmung eintaucht.

Die Rührvorrichtung weist einen drehenden und einen feststehenden Basisteil auf, wobei beide Teile in die zu rührende Suspension eintauchen. Im einzelnen besteht das Basisteil aus einem senkrecht nach unten ragenden, feststehenden Rohr mit Öffnungen am freien Ende, auf welchem oberhalb der Öffnungen eine das Rohr nach oben topfförmig umfassende Lagerbuchse befestigt ist. Das bewegliche Rührelement ist mehrteilig und besteht zum einen aus Rührstäben, die fest auf einem rotierenden Rohr aufgesetzt sind, sowie aus einem Schneidkäfig, der am unteren Ende des drehbaren Rohres, welches das innere feststehende Rohr konzentrisch umgibt, angeordnet ist. Der Schneidkäfig ist dabei auf der Lagerbuchse angeordnet. Die Öffnungen sind seitlich am unteren freien Ende des feststehenden Rohres vorgesehen. Das untere Ende des feststehenden Rohres ist von einem zylindrischen Teil des Schneidkäfigs umgeben. Während des Saugvorgangs saugt somit die Vorrichtung das sich in der zylindrischen Vertiefung des Bodentrichters befindende Material durch die seitlichen Öffnungen im unteren Teil des Schneidkäfigs und im feststehenden Rohr ab. Während des Betriebs rotieren der Schneidkäfig wie auch die Rührstäbe um das feststehende Saugrohr.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rotationsrührwerk für den Einsatz in Behälter zu schaffen und ein Saugrohr innerhalb des Rührwerks zur Verfügung zu stellen, um die Flüssigkeit aus dem Behälter zu entnehmen, wobei eine dynamische Flüssigkeitsabdichtung zur Verhinderung einer Leckage nicht erforderlich sein soll.

Diese Aufgabe wird durch ein Rotationsrührwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die vorliegende Erfindung umfasst ein langgestrecktes Rohr mit einer schraublinienförmigen Rührschnecke um ihre Außenfläche, wobei der obere Bereich des Rohres in einem Gehäuse eingeschlossen ist und entlang seiner Längsachse von Lagern gelagert ist. Das Rohr ist zur Rotation mit einem Antriebsmotor verbunden. Ein befestigtes Saugrohr ist konzentrisch innerhalb des Rührwerksrohres positioniert und ist für die Verbindung mit einer geeigneten Saugpumpe angepasst. Ein Luftventil ist mit einem Durchgang im Inneren des Gehäuses verbunden und sorgt für den Druckausgleich, wenn das Gehäuse in der oberen Abdeckung eines Fasses oder eines Behälters befestigt ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden genauen Beschreibung hervor, welche Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen.

1 zeigt eine Schnittansicht des oberen Teils des Rotationsrührwerks mit einem konzentrischen Saugrohr; und
2 zeigt einen Teil des Rotationsrührwerks mit einem konzentrischen Saugrohr sowie einen Teilschnitt des unteren Bereichs.
1 zeigt das Rotationsrührwerk und die Saugvorrichtung 10 im Aufriss und im Teilschnitt. Ein Rührwerksrohr 12 ist axial in einem Gehäuse 14 ausgerichtet und ist für die Rotationsbewegung axial mit Hilfe der Lager 16, 17 gelagert. Das Gehäuse 14 trägt ebenso den Antriebsmotor 18 an einer bezogen auf das Rührwerksrohr 12 axial versetzten Position. Eine Motorantriebswelle 20 ist mit der Antriebsriemenscheibe 22 verbunden, wobei diese über einen endlosen Treibriemen 24 mit der Riemenscheibe 26 des Rührwerksrohres verbunden ist. Die Riemenscheibe 26 ist an der Außenseite des Rührwerksrohres 12 befestigt und kann sich mit dieser drehen.
Ein Saugrohr 30 ist an seinem oberen Ende in dem Gehäuse 14 befestigt und ist konzentrisch innerhalb des Rührwerksrohres ausgerichtet. Das Saugrohr 30 erstreckt sich axial sowohl über das obere Ende des Rührwerksrohres 12 als auch über das untere Ende des Rührwerksrohres hinaus. Es ist an beiden seiner Enden offen und steht in Fließverbindung zum Durchgang 32 in einem Rohrverbindungsstück 31, wobei ein Rohrkrümmer 34 am Rohrverbindungsstück 31 befestigt ist. Das Ende des Rohrkrümmers 34 ist angepasst, um einen Anschluss 35 zu einer geeigneten Saugpumpvorrichtung anzubringen. Ein O-Ring 33 ist um das Saugrohr herumgelegt und eingeklemmt zwischen dem Rohrverbindungsstück 31 und dem Anschlussstück 29, welches am Gehäuse 14 befestigt ist.
Ein Rückschlagventil 40 ist am Gehäuse 14 befestigt, wobei ein Luftdurchgang 41 durch die äußere Wand des Gehäuses 14 führt, um eine Fließverbindung mit dem Rückschlagventil 40 herzustellen. Die andere Seite des Rückschlagventils 40 ist zur Atmosphäre hin geöffnet. Der Durchgang 41 mündet in eine konzentrische Kammer 42, welche zwischen der Außenseite des Rührwerksrohres 12 und der Innenseite des Gehäuses 14 gebildet wird. Die Kammer 42 ist nach unten, am Ausgang 43 um das Rührwerksrohr 12 herum geöffnet.
Ein drehbares Dichtungsstück 38 ist konzentrisch um das Gehäuse 14 angeordnet, um die Vorrichtung 10 in der mit einem Gewinde versehenen Spundlochöffnung eines großen Fasses zu befestigen. Der untere Teil 39 des Dichtungsstücks 38 hat ein Außengewinde, dessen Größe an das zugehörige Innengewinde in der Fasshülle angepasst ist
2 zeigt einen Aufriss und einen Teilschnitt des unteren Teils des Rührwerksrohres und der Saugrohrkonstruktion. Eine schraublinienförmige Schnecke 46 ist um die Außenseite des Rührwerksrohres 12 herum befestigt. Natürlich können ebenso andere Formen von Rührerkonstruktionen an der Außenseite des Rührwerksrohres 12 befestigt sein; z.B. Blätter, Flügel oder andere Vorsprünge, welche dazu geeignet sind, unter Drehung des Rührwerksrohres 12 die Flüssigkeit zu rühren. Das untere Ende des Saugrohres 30 erstreckt sich nach unten bis unter das Ende des Rührwerksrohres 12, wobei ein elastisches Lager/Dichtungselement 50 am unteren Ende des Saugrohres 30 befestigt ist. Die Größe des Lager/Dichtungselements 50 ist so gewählt, dass es eng anliegend über die untere Außenseite des Rührwerksrohres 12 passt, und dadurch für eine Abdichtung der Flüssigkeit zwischen der äußeren Oberfläche des Saugrohres 30 und der inneren Oberfläche des Rührwerksrohres 12 sorgt, und ebenso eine Lageroberfläche liefert, um die Rotation des Rührwerksrohres 12, bezogen auf das Ende des Saugrohres 30, zu führen. Da das Lager/Dichtungselement 50 nicht mit einem Druckunterschied beaufschlagt wird, ist es gegenüber Leckkräften unempfindlich; es dient in erster Linie nur zur Erhaltung der konzentrischen Ausrichtung des Saugrohres 30, bezogen auf das Rührwerksrohr 12, während sich das Rührwerksrohr dreht. Falls eine kleine Menge der durchgesickerten Flüssigkeit das Lager/Dichtungselement 50 passiert, wird da durch die Leistung nicht nachteilig beeinflusst, und deshalb muss nur periodisch gereinigt werden.
Bei Betrieb ist der Anschluss 35 mit einer geeigneten Saugpumpvorrichtung verbunden, und der Motor 18 ist mit einer geeigneten Energiequelle verbunden. In jedem Fall kann die jeweilige Saugpumpvorrichtung und die Energiequelle durch Druckluft angetrieben werden, oder es kann alternativ eine elektromechanische Antriebsquelle verwendet werden. Die Vorrichtung 10 ist dann in die Spundlochöffnung eines großen Behälters oder eines großen Fasses eingeführt, und das Dichtungsstück 38 ist im Deckel des Behälters oder der Hülle des Fasses befestigt, um den Behälter oder das Fass abzudichten. Der Motor und die Pumpe können dann aktiviert werden, um die Rotation des Rührwerksrohres 12 sowie der schraubenförmigen Schnecke 46 herbeizuführen, während gleichzeitig durch das untere Ende des Saugrohres 30 Flüssigkeit abgezogen wird. Während die Flüssigkeit aus dem Fass gezogen wird, wird der Luftdruck innerhalb des Fasses durch einen Luftstrom durch das Rückschlagventil 40 ins Fassinnere über den Raum 42 zwischen dem Gehäuse 14 und dem Rührwerksrohr 12 ausgeglichen. Der Flüssigkeitskanal durch das Saugrohr 30, den Durchgang 32, den Rohrkrümmer 34 und den Anschluss 35 ist kompless abgeschlossen und isoliert gegen die Möglichkeit von Lufteintritt. Da keine dynamischen Dichtungen zwischen der Flüssigkeitsleitung und dem rotierenden Rührwerk erforderlich sind, kann es keine nachfolgende Schädigung der Dichtungselemente geben, welche ansonsten zu Luftundichtigkeiten führen könnten. Die Rotationsbewegung des Rührwerksrohres 12 um das dazu konzentrische Saugrohr 30 ist lediglich durch die Lager 16, 17, welche im Gehäuse 14 eingebaut sind, gelagert und ist am unteren Ende der Vorrichtung durch das Lager/Dichtungselement 50 geführt.

Claims

Rotationsrührwerk mit einem Saugrohr (30) zur Entnahme von Flüssigkeit aus einem Behälter während des Rührens, mit einem Gehäuse (14), das eine Einrichtung (38) zur lösbaren Befestigung des Gehäuses (14) auf einer Öffnung des Behälters aufweist, mit einem Rührwerksrohr (12), dessen unteres Ende sich in den Behälter erstreckt, wobei das Rührwerksrohr (12) Vorsprünge (46) zum Rühren der Flüssigkeit trägt, mit einem am Gehäuse (14) befestigten Antriebsmotor (18) und einer Einrichtung (24) zur drehbaren Koppelung des Antriebsmotors (18) mit dem Rührwerksrohr (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerksrohr (12) mit seinem oberen Ende in mindestens einer im Gehäuse (14) angeordneten Lagerung (16, 17) drehbar gelagert ist, dass das Saugrohr (30) konzentrisch in dem Rührwerksrohr (12) angeordnet ist, dass das obere offene Ende des Saugrohrs (30) fest mit dem Gehäuse (14) verbunden ist und über eine Einrichtung (35) an eine Saugquelle anschließbar ist, und dass sich das untere offene Ende des Saugrohrs (30) weiter in den Behälter erstreckt als das untere Ende des Rührwerksrohrs (12).
Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Lager- und Dichtungselement (50), welches auf die jeweiligen unteren Enden des Saugrohres (30) und des Rührwerksrohres (12) aufgeschoben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Lager- und Dichtungselement (50) an dem Saugrohr (30) befestigt ist und sich über das untere Ende des Rührwerksrohres (12) hinaus erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Lager- und Dichtungselement (50) elastisches Material aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich das Gehäuse mit Abstand zu dem Rührwerksrohr nach unten erstreckt und das untere Ende (43) des Gehäuses unterhalb der Einrichtung zur Befestigung am Behälter endet.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Gehäuse außerdem an einer Position oberhalb der Einrichtung zur Befestigung an dem Behälter eine Öffnung (41) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein mit der Öffnung (41) verbundenes Rückschlagventil (40) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Vorsprünge (46) zum Rühren der Flüssigkeit eine schraubenförmige Schnecke aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die genannte Lagerung mindestens zwei Lager (16, 17) aufweist, welche an voneinander entfernten Positionen im Gehäuse (14) und konzentrisch um das Rühnnrerksrohr (12) ausgerichtet sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Einrichtung (38) ein mit einem Gewinde versehenes Dichtungselement (39) aufweist, welches zur Herstellung einer festen Schraubverbindung in einer Öffnung des Behälters geeignet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei Vorsprünge (46) zum Rühren der Flüssigkeit im unteren Bereich des Rührwerksrohres (12) befestigt sind und eine Riemenscheibe (26) an dem Rührwerksrohr (12) in der Nähe von dessen oberem Ende befestigt ist, und der Antriebsmotor (18) mit der Riemenscheibe (26) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter als ein Fass mit einer Spundlochöffnung ausgebildet ist, dass ein Verbindungsstück (32) und die Einrichtung (35) zwischen dem oberen Ende des Saugrohres (30) und der Saugquelle angeordnet sind, und dass das Gehäuse (14) ein Element (39) mit Außengewinde aufweist, das zur Verschraubung mit der Spundlochöffnung geeignet ist.