DE6606318U - Vorrichtung zum dispergieren von gasen und/oder fluessigkeiten und/oder feststoffen in fluessigkeiten - Google Patents

Description

Richard-Wagner-Straße Ί6¹³* November 1967 Telefon 24444ο

Erich Karl Todtenhaupt Schopfheim /Baden Karlstraße 8

Patent- und Gebrauchsmusterhilfs-Anmeldung: Deutschland - Aus Scheidungsanmeldung zu T 27 724 ΠΙ/12 e (A 10 149) -

Kennwort: Impuls -Gegenstrom II A 10 463

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Vorrichtung zum Diapergiereu von Gasen und/oder Flüssigkeiten und /oder Feststoffen in Fluß sigkeiten

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dispergieren von Gasen und/oder Flüssigkeiten und/oder Feststoffen in Flüssigkeit entstehend aus einem Behälter mit ein era darin um eine vorzugsweise lotrechte Achse umlaufend angetriebenen Rührer, auf dessen Welle in mehreren vorzugsweise senkrecht zur Achse liegenden Drehebenen Kührbl&tter angeordnet sind.

sind bereits Vorrichtungen zum Dispergieren von Stoffen der vorgenannten Art bekannt geworden, bei denen als Rührer sogenannte Propeller-, Anker-, Blatt-, Scheibenrührer oder dgl. Verwendung finden. Allen derartigen Rührern haftet mehr oder weniger der Nachteil an, dafl sie schon bei geringen Dichteunterschieden der zu dispergieraaden. Stoffe keine für eine gleichmäßige Verteilung der Stoffe im Behälter ausreichende Vertikalströmung erzeugen. Selbst bei großem

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Leistungeaufwand wird je nach verwendeter Rührerart lediglich der ge- F sarnte Behälterinhalt mehr oder weniger in Rotation versetzt, ohne dall & dabei hinreichend große Vertikalstrümungön hervorgerufen werden, Außer| döi.i ist die Wirksamkeit der einzelnen Rührer stark vom Fülletand dee Beh&ltere, d. h» vom herrschenden Druck des zu dis per gier enden Gutes in der Drehebene des Rühr er s abhängig.

Ee hat daher nicht an Versuchen gefehlt« durch Vorrichtungen der verschiedensten Ausführungsformen gleichmäßige Dispersionen von Gaeen. und/oder Flüssigkeiten und/oder Feststoffen in Flüssigkeiten herzustellen. Dabei sind Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen die einzelnen Rührorgano in mohrei'en Ebenen (Drehebenen) übereinander auf der Antriebswelle angeordnet sind sowie Vorrichtungen, bei denen zusätzlich feststehende strömungsienkönde .einbauten vorgesehen sind. Insbesondere ist eine Vorrichtung bekannt geworden, bei welcher auf der Rührerwelle In mehreren senkrecht zur Achse liegenden iSbenen Rührblätter angeordnet) sind, die von Ebene zu lübane entgegengesetzte Gängigkoit aufweisen.

Mittels derartiger Vorrichtungen konnte zwar im Wirkungsbereich der einzelnen Rührorgane eine mehr oder minder gleichmäßige Verteilung der zu dispergierenden Stoffe erzielt werden; es ist jedoch nicht möglich j auf diese Weise die für »ine gleichmäßige Verteilung der Stoffe im gesamten Behtlterinhalt erforderlichen Strömungekomponenten zu erzeugen. Außerdem stellt bei den bekannt gewordenen Vorrichtungen die vom Antrieb des Rühr er s aufgenommene Leistung einen beachtlichen Faktor der aus Gründen der Wirtschaftlichkeit gering zu haltenden Betriebskosten des Dispergierprozesiaes dar.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sum Dispergieren zu schaffen, die unabhängig vom BehSlterfülistand durch geeignete Strömung«Verhältnisse das Herstellen gleichmäßiger Dispersionen im gesamten Behälterinhalt erlaubt und deren spezifische

Eührerleistung, d. h. die vom Rührerantrieb aufgenommene Leistung

3 pro m der her zustellenden Dispersion, wesentlich niedriger liegt

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als bei bekannten Dia per giervcrrichtungen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

st) jedes Rührblatt ist bezüglich seiner Längsachse in mindestens zwei Rührblattabschnitte quergeteilt;

b) die Röhrblattabschiütte sind von Abschnitt zu zuschnitt mit wechselnder Gängigkeit zur Drehebene angestellt;

c) die jeweils in einer Drehebene auf gleichem Radius liegenden Rührfolattabschnitte besitzen gleiche Göngigkeit»

Als besonders vorteilhaft hat sieh dabei eine Ausführungsform erwiesen« bei der die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte in allen Sbatien (Drehebenen) gleiche Gängigkeit besitze sowie eine weiter* Aueführungsform« bei der die auf gleichem Radius liegenden Rührblatt« abschnitte von Ebene zu Ebene wechselnde Gängigkeit besitzen. Bei diesen beiden Ausführungsformen befinden sich bevorzugt j⁵a jeder Ebene zwei um 180 gegeneinander versetzt angeordnete« ein Rührblattpaar bildende Rührblätter« wobei jedes Rühr blatt aus zwei Rührblattabschnitten besteht. Die Rührblalitpaare sind dabei von Ebene su Ebene um ;i0° gegeneinander versetzt angeordnet.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Rührers wird erreicht« daß die Wirkzone einer Rührerstufe« d. h. die Wirkzone der in einer Drehebene angeordneten Rührblätter« in diejenige der darunter oder darüber liegenden Rührerstufe eingreift. Sowohl die in die Flüssigkeit eingebrachten Stoffe als auch die Flüssigkeit selbst erfahren in jeder Rührerstufe eine axiale.« radiale und tangenüale (periphere) Beschleunigung sowie eine mehrfache Umlenkung. Hervorgerufen durch die verschieden gerichteten Strömungskomponenten in der Wirkzone einer Rührerstufe, entstehen insbesondere am äußeren Umfang Jeder Stufe Wirbelfelder« welche in die Wirbelfelder der darurter oder darüber liegenden Stufe eiirgreifeir« wodurcti eine weitere teilweise gegenläufige

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Umlenkung der zu diepergierenden Stoße erfolgt. Die dabei in jeder Rührerstufe erzeugten axialen Strömungskomponenten sind genttgend groß um die spezifisch schwereren Bestandteile des cu disperser enden Gutes bis an dessen Oberflache und die spezifisch leichteren Bestandteile bis zum Behälterboden zu fördern,

Di© yorgenftnniea_sYQn e£«er Rührerstufe ia die anders Übergrstfsaden impuleartigen Strömungekomponentea bewirken eine gleichmäßig© Verteilung der zu dispergierenden Stoffe im gesamten BehMlterlnhailt. Gegenüber bisher bekannten Vorrichtungen zum Dispergieren werden auf diese Weise nicht nur erheblich bessere Mischergebnissö erzielt, sondern auch die vom Rührer-Antrieb aufgenommene Leistung ist um ein Mehrfaches niedriger« was for einen wirtschaftlichen Betrieb, insbesondere bei großen Behälter- und RührdimeaeioKsa, von ausschlug» gebender Bedeutung ist.

In der nun folgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand eine« .Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert:

Im einzelnen zeigen:

!Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eiae Vorrichtung zum Dispergieren mit einem aus fünf Stufen bestehenden Rührer;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung gemäft Fig· I entlang der Linie ΙΙ-Π;

Fig. 3 einen Horizontalschmtt durch die Vorrichtung gemäß Fig· I entlang der Linie ΙΙ1-1Π;

Fig. 3 a eine Variante der Fig. 3;

Fig. 4 ein Rührorgan« bei welchem die Längeachee^der Rührblfitter in einem Abstand parallel zur Radialen der Rfihrerwelie Verlaufes:

Fig. 5 ein Rührorgan, bei welchem die Längsachsen der RShrblätter

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unter einem Winkel zur Radialen der Rührerwelle geneigt ver- f

laufen. |

Zunächst wird eine Aueführungsform der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 bis 3 beschrieben. Xn einem Behälter 1 befindet sich ein um eine lotrechte Achse umlaufender Rührer 5, der durch einen Motor 2 angetrieben wird. Auf der Rührerwelle 3 sind in fünf übereinander liegenden horizontalen Ebenen 10 bie 14 die einzelnen Rührorgane angeordnet. Der Rührer 5 besteht also aus fünf Stufen, im vorliegenden Fall befinden sich alle Rühr er stufen unterhalb der Oberfläche 4 4.e& sa dispergierenden Gutes,

Jedes Rührorgan einer Stufe besteht aus zwei um 180 versetzt angeordnete ein Rührblaitpaar biidenue Rührblätter 15. Jedes Rührblatt 5 iet bezüglich feiner Längsachse ia. awrei Rührblattabschnitte 6 und 7 quergeteilt, die von Abschnitt 6 zu Abschnitt 7 mit wechselnder Gängig» keit zur jeweiligen Ebene 10 bis 14 angestellt sind. Das in der Ebene 10 liegende Rührorgan, dessen Draufsicht in Fig. 2 dargestellt ist« entspricht demjenigen -ier £bene 12 und 14_O Das in Ebene 13 liegende Rührorgan, dessen Draufsicht in Fig. 3 dargestellt ist, entspricht auch

dem in Ebene 11 liegenden. Die einzelnen Rührorgane sind von Ebene

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zu Ebene um 90 gegeneinander versetzt angeordnet»

In Fig. 1 bis 3 weisen alle auf gleichem Radius Hegenjden Rührblattabschnitte gleiche Gängigkeit auf» d. h. alle achsnahen Rührblattabschnitte 6 besitzen unter sich dieselbe Gängigkeit, während alle achsfernen Rührblattabschnitte 7 unter sich ebenfalls dieselbe jedoch zu den Abschnitten 6 entgegengesetzte Gängigkeit besitzen.

Der Anstellwinkel aller Rührblattabschnitte ist der JEinfachhoit halber gleich groß gezeichnet. In Praxis wird sich jedoch im allgemeinen der Anstellwinkel der achsnahen Eührbia«abschnitte von demjenigen dor achsfernen Rührblattabschnitte unterscheiden« .Ebenso wurde die Form der Rührblattabschnitte in der Zeichnung lediglich schematisch in Recht-

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eckform dargestellt. Die Rührblattabschnitte können sich beispielsweise nach außen verjüngen« d» h. trapezförmig ausgebildet sein, jedoch auch jede andere geeignete Form aufweisen. Sowohl der An» steilwinkel als auch die Form der Rührblattab schnitte wird sich immer nach hydrodynamischen Gesichtspunkten im speziellen Anwendungs-

fall richten müssen. j

In einer Ebene können sich auch mehr als zwei £~n denselben !

Winkelbetrag gegeneinander versetzte Rührblitter 15 befinden. Ebenso j

kann das einzelne Eührbl&tt ja mehr als swsi Abschnitte wechselnder I

GIngigkeit unterteilt sein« Der gegenseitige Winkelabstand der Rühr- j

blatter in einer Ebene und von Ebene zu Bbene ist unter dem Gesichts- 1

puokt zu wählen, daß die auf die Welle 3 wirkenden Kräfte möglichst aus- | geglichen sind.

.dine Variante zu der oben beschriebenen AusfÜhrungsforin gemäß der Fig. 1 bis 3 wird durch die Fig. 1, 2 und 3a dargestellt. Das in der iäbene 13 bzw. 11 liegende Rührorgan gemäß Fig. 3 wurde hierbei durch ein gemäß Fig. 3a ausgebildetes Rührorgan ersetzt. Dieses Rührorgan besteht wiederum aus zwei um IBO versetzt angeordnete ein Rührblattpaar bildende Rühr blätter 16 . Jedes Rührblatt 16 ist bezüglich seiner Längsachse in /.wei Rührblattabschnitto 8 und 9 quergeteilt, die von Abschnitt 8 zu Abschnitt 9 mit wechselnder Gängigkeit zur Drehebene 13 bzw. 11 angestellt sind, Der RÜhrhlattabscnnitt 3 besitzt also entgegengesetzte Gängigkeit 2s*-m Rührblattabschnitt 6 unJ ebenso der Abschnitt 9 zum Abschnitt 7. Bei dieser zweiten Auoführungsform weisen also die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte 6 und 8 bzw. 7 und 9 von Ebene zu Bbene entgegengesetzte Gängigkeit Auf.

In gewissen An wendungef allen 1st es vorteilhaft, die Rührblätter 15 bzw. 16 - wie in Fig. 4 oder 5 dargestellt - anzuordnen. Xn Fig. 4 veriiüu die Längsachse der Rühr blätter in einem bestimmten waagrechten Abstand a parallel zur Radialen der Rührerweile 3. In Fig. 6 verläuft die Längsachse der Rührblätter 15 bzw. 16 unter einem bestimmten Winkel w zur Radialen der Rühr er well ο 3 geneigt.

Claims (7)

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   ANSPRÜCHE

   1} Vorrichtung zum Dispergieren von Gasen und/oder Flüssigkeiten und /

   oder Feststoffen in Flüssigkeiten,bestehend aus einem Behälter mit einem darin um eine vorzugsweise lotrechte Achse umlaufend angetriebenen Rührer, auf dessen Welle in mehreren vorzugsweise senkrecht zur Achse liegenden Drehebenen Rünrblätter angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale;

   a) jedes Rührblatt (IS bzw· 16) ist bezüglich seiner Längsachse in

   b) die Hührblattabschnitte sind von Abschnitt (bzw. 8) zu Abschnitt (7 bzw. 9} mit wechselnder Gängigkeit zur Drehebene (10 bis 14) angestellt;

   c} die jeweils in einer Orehebene (10 bis 14) auf gleichem Radius liegen-

   I den Rühr«3altabschnitte (G, 8 bzw. 7, 9) besitzen gleiche Gängigkeit. ^:
2. 2) Vorrichtung nach An&pruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte (6 bzw. 7) in allen iäbenen (10 bis

   14) gleiche Gängigkeit besitzen (Fig. 1 bis 3).
3. 3) Vorrichtung laacfo Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte (6, 8 bzw. 7, 9) von Ebene zu Eheae wechselnde Gängigkeit besitzen (Fig, 1,2, 3a).
4. 4) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,, da 13 die auf gleichem Radius liegenden Rührblattabschnitte gleichen Anstellwinkel aufweisen.
5. 5) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprühe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,, dall sich in jeder Ebene (10 bis 14) zwei um 180 gegeneinander verisetzt angeordnete ein Rührblattpaar bildende Eührbiätter (15 b:ss. 16), die&u^OT^wei£üh^b^tföbschnitten(6, 7 bzw» 8,9) be-

   A JO 488 -*-

   13. U₀ISS? stehen^ befinden,.
6. 6) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet« d&ß die blati sind

   blattpaare von Shme zu Ebene um 90 gegeneinander
7. 7) Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6« dadurch ge-

   kennzeichnete daß die Längsachse der RtihrblHfer (16 bzw« IB) in eisern waagrechte« Abstand a parallel zur Radialen der RfihrerweUe (8) verläuft {Fig. 4).

   S) Vorrichtung nach mf&de&tens einem der Ansprache 1 bis 6, dadurch

   gekennzeichnet« dafl die Längsachse der Rührblitter (15 bzw« 16) unter einem Winkel w zur Radialen der Kührerwell« (3) geneigt v«rlitft (Fig. 5).