DE828100C

DE828100C - Mixing impeller with suction in both axial directions

Info

Publication number: DE828100C
Application number: DEP14291A
Authority: DE
Inventors: Werner Herold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-01-14

Description

In beiden Achsrichtungen saugender Mischkreisel Die Erfindung bezieht sich auf einen in beiden Achsrichtungen saugenden Misch- oder Rührkreisel, der dünn-bis dickflüssige Stoffe mit festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen schnell und völlig gleichmäßig vermischt, löst, an und aufrührt sowie sättigt.Mixing impeller with suction in both axial directions The invention relates on a mixing or agitating impeller sucking in both axial directions, the thin to viscous substances with solid, liquid or gaseous substances quickly and completely evenly mixed, dissolves, stirs up and saturates.

Es sind bereits Rührkreisel bekanntgeworden, welche das Arbeitsgut in einer oder beiden Achsrichtungen ansaugen und seitlich zentrifugal auswerfen. Die Hauptwirkung dieser Rührkreisel besteht darin, das Arbeitsgut im Rühr- und Mischbehälter umzuwälzen, um hierdurch sowie durch Richtungsänderungen, wie Prall an den Behälterwandungen oder an Einbauten, einen Rühr- oder Mischeffekt zu erzielen. Die Kreisel sind hier Laufräder nach Art der Kreiselpumpenräder zur Förderung von Flüssigkeiten, deren Rühr- und Mischwirkung entscheidend an die Form, Größe, den Füllinhalt, an Einbauten u. dgl. der Rühr- und Mischbehälter gebunden ist. There are already known impellers, which the work material Suction in one or both axial directions and centrifugally eject from the side. The main effect of these agitators is to keep the material in the agitator and mixing tank to circulate in order to thereby as well as by changes of direction, such as impact on the container walls or on internals to achieve a stirring or mixing effect. The tops are here Impellers on the type of centrifugal pump impellers for pumping liquids, their Stirring and mixing action has a decisive impact on the shape, size, contents and built-in components and the like. The stirring and mixing container is bound.

Es ist auch schon versucht worden, durch zweiseitiges Ansaugen eine bessere Mischwirkung zu erreichen. Hierbei wurde durch verschieden auslaufende Kanal- oder Schaufelwinkel die Ausströmung der einen Laufradseite gegen die Ausströmung der anderen Laufradseite gerichtet. Da jedoch eine Zwischen- oder Nabenscheibe die Kanäle der beiden Laufradseiten voneinander trennt, sind die beiden Richtungsstrahlen erst am Umfang, also nach dem Austritt aus dem Rad, gegeneinander gerichtet, so daß nur geringere Teilmengen der beiden Förderströme in nähere Berührung miteinander kommen, was auch durch Beobachtungen in der Praxis bestätigt wird. Das Mischgut wird zum größten Teil seitlich nach oben und unten weggedrückt und weicht in den freien Behälterraum aus. Demzufolge muß die Hauptmischung auch bei diesen verbesserten Kreiseln durch die Zahl der Umwälzungen im Rühr- und Nlischl)ehälter sowie dessen Formgebung erreicht werden. Hinsichtlich der anwendbaren Schleuderkräfte sind enge Grenzen gezogen, wenn eine Zentrifugierung an Stelle der erstrebten Mischung zwischen Förderkreisel und Behälterwiderstand vermieden werden soll. Attempts have also been made to create a to achieve a better mixing effect. Various drainage channels or blade angle the outflow on one side of the impeller against the outflow directed towards the other side of the impeller. However, since an intermediate or hub washer the Separating channels on the two sides of the impeller are the two directional beams directed against each other only at the circumference, i.e. after exiting the wheel, so that only smaller subsets of the two flow rates come into closer contact with one another come, which is also confirmed by observations in practice. The mix is mostly pushed sideways up and down and gives way to the free Container space. So the main mix must also be at these improved gyroscopes through the number of revolutions in the mixer and bowl as well as its shape can be achieved. With regard to the applicable centrifugal forces narrow limits are drawn when centrifugation is used instead of the desired mixture should be avoided between the conveyor rotor and the container resistance.

Diesen bekannten Rühr- oder Mischkreiseln gegenüber wird durch die Erfindung innerhalb des Kreisels eine weitgehende Mischung erzielt. Dies wird dadurch erreicht, daß bei in beiden Achsrichtungen ansaugendem Mischkreisel die Ansaugeöffnungen in denselben, für beide gemeinsamen Saugraum und eine ebensolche Radkammer übergehen. Demzufolge prallen die beiden ankommenden Saugströme im Saugraum aufeinander und dringen ineinander, um einen Mischwirbel zu bilden, der durch die Schaufelkanäle weitergeführt wird, wobei infolge dieses Umstandes sowie durch eine wählbare Kanalform und Kanallänge und zusätzliche Maßnamen auch eine zeitliche Beeinflussung des Verlaufs des Mischwirbels möglich ist. Opposite these known stirring or mixing gyroscopes, the Invention achieved an extensive mixture within the gyro. This is because of this achieves that the suction openings with the mixing impeller sucking in in both axial directions merge into the same, for both common suction chamber and a similar wheel chamber. As a result, the two incoming suction flows collide in the suction space and penetrate one another to form a mixing vortex that flows through the vane channels is continued, as a result of this fact and a selectable channel shape and channel length and additional measures also influence the course over time of the mixing vortex is possible.

Durch Schrägstellung der Schaufeln zur Achsrichtung kann der Mischwirbel eine Verstärkung und der Mischweg eine Verlängerung erfahren, indem hierdurch Arbeitskräfte verschiedener Größe auf das Mischgut wirksam werden. Zu dem gleichen Zweck können die Endkanten der Schaufeln am Kreiselumfang eine die Achse schneidende Richtung haben. Beide Maßnahmen lassen sich auch gleichzeitig treffen, so daß sie in Zusammenwirkung die Durchmischung verbessern. By inclining the blades to the axial direction, the mixing vortex can a reinforcement and the mixing path experience an extension, as a result of this workforce different sizes are effective on the mix. For the same purpose you can the end edges of the blades on the circumference of the gyroscope have a direction that intersects the axis to have. Both measures can also be taken at the same time, so that they work together improve the mixing.

Es ist erfindungsgemäß möglich, die Anordnung so zu treffen, daß auf eine lange Arbeitsschaufel kürzere Verteilerschaufeln folgen, wobei die Verteilerschaufeln je nach ihrer Lage Saug- oder Druckschaufeln bilden. Die Saugschaufeln können gegenhuber den Druckschaufeln eine versetzte Lage haben, wobei die inneren Teilschaufeln die Saugschaufeln und die äußeren Teilschaufeln die Druckschaufeln bilden. Die Wirkung hiervon ist, daß je zwei Druckkanäle ineinanderlaufen und daß die Gutströme infolge der unterschiedlichen Umfangskräfte an den verschieden langen und den an verschiedenen Stellen angeordneten Schaufeln aufeinanderstoßen und ineinanderströmen. Neben der hierdurch erzielten fortlaufenden Mischung erstrebt diese Anordnung zusätzlich eine Steigerung des erzeugten Slischwirbels und eine Verhinderung der Rückwandlung in laminare Strömung. It is possible according to the invention to make the arrangement so that a long working blade is followed by shorter distributor blades, with the distributor blades Form suction or pressure blades depending on their location. The suction blades can be opposite the pressure blades have an offset position, the inner sub-blades the Suction blades and the outer sub-blades form the pressure blades. The effect of this is that two pressure channels run into each other and that the material flows as a result of the different circumferential forces on the different lengths and on the different ones Places arranged blades collide and flow into one another. In addition to the This arrangement also strives for a continuous mixture achieved in this way Increase in the generated Slisch vortex and a prevention of the conversion back into laminar flow.

Zur weiteren Erhöhung der Mischwirkung lassen sich an den Schaufeln Stau- und Prallflächen vorsehen, die recht- oder schiefwinklige Lage zu den Schaufeln und zum Mischstrom haben können. Vor und hinter diesen Stau- und Prallflächen werden durch Stoß-, Querschnitts- und damit verursachter Geschwindigkeitsänderung zusätzliche Kleinwirbel sowie Ablenkungen der Kanalströme und eine Vermischung mit den folgenden, also Mischeffekte in Vielzahl, erreicht. To further increase the mixing effect, the blades Provide storage and impact surfaces, the right or oblique position to the blades and can have mixed flow. In front of and behind these damming and baffle areas additional changes in impact, cross-section and the resulting changes in speed Small eddies as well as deflections of the channel currents and a mixing with the following, So mixed effects in large numbers, achieved.

Bei Unterteilung sämtlicher Schaufeln in äußere niid innere Schaufeln ist es möglich, zwischen dem inneren Schaufelkranz und dem äußeren Schaufelkranz einen Ringspalt oder Ringkanal zu belassen. When all blades are subdivided into outer and inner blades it is possible between the inner blade ring and the outer blade ring to leave an annular gap or channel.

Dies hat zur Folge, daß das aus den inneren Schaufelkanälen ausströmende -\lischgut zum Teil seinen Weg in den Ringspalt nimmt in welchem es mit dem den letzteren querenden und durchströmenden Gut in stets wechselnde Berührung gelangt.This has the consequence that that which flows out of the inner vane channels - \ lischgut partly takes its way into the annular gap in which it takes with the the latter traversing and flowing goods comes into constantly changing contact.

Sind außerdem die Schaufeln des inneren Kranzes gegenüber den Schaufeln des äußeren Kranzes versetzt, so verteilt sich gleichzeitig das aus einem inneren Kanal ausströmende Gut zum Teil auf zwei oder mehrere Kanäle und steigert die durch den Ringspalt erstrebte Wirkung. Je nach dem Kreiseldurchmesser lassen sich ein oder mehrere Ringspalte bei entsprechender Schaufelzerlegung vorsehen. Diese Maßnahmen vergrößern die Länge des Wirbelweges und die .\nzahl der Berührungswechsel der Mischteilchen untereinander.Also, are the blades of the inner ring opposite the blades If the outer ring is offset, the inner one is distributed at the same time Canal outflowing good partly on two or more canals and increases the through the annular gap aimed for effect. Depending on the diameter of the gyroscope, one can or provide several annular gaps with appropriate blade dismantling. These measures increase the length of the vortex path and the number of contact changes of the mixed particles among themselves.

Es kann auch zweckmäßig sein, zwischen benachbarten Schaufeln nach der Eintrittsseite des Kranzes zu verkürzte Schaufeln anzuordnen. so daß bereits im Innenkanal eine wirbelnde Aufteilung des wirhelnden Gutstromes erfolgen kann. It can also be useful to move between adjacent blades to arrange shortened blades on the inlet side of the ring. so that already a swirling division of the swirling material flow can take place in the inner channel.

Bei dem neuen Mischkreisel besteht das Wesen der Erfindung darin, daß der erzeugte Mischstrom eine Umwandlung in eine Vielzahl kleiner Mischbereiche innerhalb des Mischkreisels erfährt, was durch die im einzelnen gekennzeichneten Maßnahmen erreicht wird, die die Umsetzung der erzeugten vielzähligen Schleuderkraftkomponenten unmittelbar an und hinter ihreii Entstehungsorten in Mischeffekte durch Umlenkung, Geschwindigkeitsänderungen, Verzögerung. Ablösung, Stoß, Aufteilung, Wirhel und Turbulenz bewirken. Die beiden ankommenden Hauptströme werden bereits im Saugraum miteinander verwirbelt und dann in viele Teilströme aufgeteilt. Diese werden nacheinander mehrfach durch Querkräfte durchschnitten und gegenseitig überlagert. indem Teilchen aus Bereichen hoher Geschwindigkeit in solche niedriger Geschwindigkeit dringen, wodurch letztere wieer beschleunigt, dann durch Sotß und Umlenkung weiter verwirbelt und vermischt werden. Versuche in der Praxis zeigen eiiie über Erwarten hohe, von Behältergröfle und Form ganz unabhängige Mischwirkung, die sich noch weit über den eigentlichen Kreiselbereich hinaus fortsetzt durch Bildung weiter laufender NI ischwi rlel (Rarmannsche Wirbelstraße). Es ist hier das Strömungsgesetz innerhalb des Mischkreisels l) raktisch durchgeführt, wonach die dynamische Geschwindigkeitshöhe aus den Gesch\\;indigkeitsulIterschietlen in Kraftänderungen, und zwar in Nlischkräfte umgesetzt wird. With the new mixing top, the essence of the invention is that the mixed flow generated is converted into a multitude of small mixing areas within the mixing gyro learns what is identified by the Measures is achieved that the implementation of the generated numerous centrifugal force components immediately at and behind their ii places of origin in mixed effects through deflection, Speed changes, deceleration. Detachment, shock, division, Wirhel and Cause turbulence. The two incoming main streams are already in the suction chamber swirled with each other and then divided into many partial flows. These will be one after the other cut through several times by transverse forces and superimposed on each other. adding particles move from areas of high speed to such low speed, whereby the latter is accelerated again, then further swirled by suction and deflection and get mixed up. Tests in practice show a higher than expected, of Container size and shape completely independent mixing effect, which still extends far beyond the the actual gyro area continues through the formation of ongoing NI ischwi rlel (Rarmannsche Eddy Street). Here it is the law of flow within the mixing gyro l) carried out in practice, according to which the dynamic speed level from the business speed limits is converted into force changes, namely into Nlischkraft.

Der erfindungsgemäße Alischlkreisel arbeitet daher bei jeder Umfangsgechwindigkeit auf Mischwirkung, ohne daß die Gefahr von Zentrifugierungen bestehen. Er kann daher im Gegensatz zu den bekannten Schleuderkreiseln ill weitem Drehzahlhereich angewandt werdeii.The Alischl gyro according to the invention therefore works at any circumferential speed for mixing action without the risk of centrifugation. He can therefore In contrast to the well-known centrifugal gyroscopes, a wide speed range is used will be.

Ein besonderer Vorteil liegt auch darin, daß der Kraftaufwand je Einheit der Mischmenge und Mischzeit niedriger ist als bei den bekannten Systemeii v(l li(ihe Kräfte zum Abschleuderll des Arbeitsgutes und Aufschleudern auf Behälterwandungen und eingebaute Widerstände erforderlich sind. Es wird also bei gleichem Kraftaufwand ein größerer Mischeffekt und eine kürzere Mischzeit )hier Rücksicht auf Behältergröße und -form erzielt. A particular advantage is that the effort required depends Unit of mixing amount and mixing time is lower than with the known Systemeii v (l li (ihe forces for throwing off the work item and throwing it onto container walls and built-in resistors are required. So it is with the same effort a greater mixing effect and a shorter mixing time) here taking into account the size of the container and shape achieved.

I)ie Zeichnung veranschaulicht schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zu vorbekannten Mischkreiselausführungeil mit in beiden Achsrichtungen erfolgendem Ansaugen. I) The drawing schematically illustrates various exemplary embodiments of the invention in comparison to previously known mixing gyro design part with in both Axial directions taking place suction.

Fig. 1 läßt eine der vorbekannten Mischkreiselausführungen im Querschnitt erkennen; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des neuen Mischkreisels; Fig. 3 gibt eine Aufrißansicht des neuen Mischkreisels mit zur Achse schräg gestellten Schaufeln wieder Fig. 4 und 5 sind Querschnitte von Mischkreiseln, deren Schaufelendkanten am Kreiselumfang eine die Achse schneidende Richtung haben; Fig. 6 bis 8 verdeutlichen im Grundriß die Ausrüstung des Mischkreisels mit zerlegten und unzerlegten Schaufeln in miteinander abwechselnder Anordnung; Fig. 9 bis I4 stellen Grundrisse von Mischkreiseln mit zerlegten Schaufeln in verschiedenen Ausführungsformen dar. Fig. 1 leaves one of the previously known mixer impeller designs in cross section recognize; Fig. 2 shows a cross section of the new mixing gyro; Fig. 3 gives a Front view of the new mixing gyro with the blades inclined to the axis again FIGS. 4 and 5 are cross-sections of mixing gyroscopes, their blade end edges have a direction that intersects the axis on the circumference of the gyroscope; FIGS. 6 to 8 illustrate in the plan the equipment of the mixing top with dismantled and undismantled blades in an alternating arrangement; 9 to I4 show floor plans of mixing gyroscopes with disassembled blades in different embodiments.

Bei den bekannten, in beiden Achsrichtungen ansaugenden Mischkreiseln (vgl. Fig. 1) ist der . Nf ischkreisel durch die Nabenscheibe I in zwei voneinander unabhängige Kammern mit je einem Saugraum für sich unterteilt. Aus den Kammern strömt clas Gut in voneinander unabhängigen Strömen aus, von denen der größte Teil in Richtung der Pfeile 3 und 2 nach oben und unten abgelenkt wird, während nur der kleinere Teil die Richtung der Pfeile 4 nimmt und aufeinander trifft. Die durch die doppelseitige Ansaugung unmittelbar von dem Kreisel lierrührende Mischwirkung ist daher nur gering. With the known mixing gyroscopes that suck in in both axial directions (see. Fig. 1) is the. Nf ischkreisel through the hub disk I in two of each other divided into independent chambers each with a suction space. Flows from the chambers clas good in independent streams, the greater part of which towards of arrows 3 and 2 is deflected up and down, while only the smaller one Part takes the direction of arrows 4 and meets. The by the double-sided Suction directly from the gyroscope lierrührende mixing effect is therefore only slight.

1)emgegenüber gehen bei dem neuen Mischkreisel nach Fig. 2 beide Ansaugeöffnungen in denselben Saugraum 5 und in dieselbe Radkammer 6 über, so daß das Mischgut die angedeuteten Wege 7 und 8 nimmt, die sich mehrfach unter gegenseitiger Verwirlielung queren. Die Schaufeln können hierbei die in Fig. 3 gezeigte Lage haben, in welcher die Schaufeln schräg zur Achsrichtung stehen und in welcher der in verschiedenen Höhen längs der Schaufeln vom Gut zurückgelegte Weg verschieden lang ist, so daß unterschiedliche Verzögerungen untl Beschleunigungen der Gutteilchen längs der Schaufeln eintreten und die das Gut vermischende Verwirbelung gesteigert wird. In der gleichen Richtung wirkend ist es, wenn gemäß Fig. 4 und 5 die Endkanten 9 der Schaufeln am Kreiselumfang eine die Achse 10 schneidende Richtung haben. 1) on the other hand, both go with the new mixing gyro according to FIG. 2 Suction openings in the same suction chamber 5 and in the same wheel chamber 6, so that the mixed material takes the indicated paths 7 and 8, which are mutually several times Cross the vortex. The blades can have the position shown in Fig. 3, in which the blades are inclined to the axial direction and in which the in different Heights along the shovels of the path covered by the property is of different length, so that different delays and accelerations of the good particles along the blades occur and the turbulence mixing the material is increased. In the same It acts in the direction when, according to FIGS. 4 and 5, the end edges 9 of the blades on The circumference of the gyroscope has a direction intersecting the axis 10.

Nach Fig. G bis 8 wechseln lange Schaufeln 11 mit kürzeren Schaufelii ab, wobei die Anordnung so ist, daß die kurzen Schaufeln sich als in itinenscliaufeln 12 und Außenschaufeln 13 zerlegte Schaufeln darstellen, von denen die Außenschaufeln gegenüber den Innenschaufeln versetzt usind und beide gegenseitig in die von ihnen gebildeten Kanäle eingreifen. Die Innenschaufeln bilden Saugschaufeln, während die Außenschaufeln sich als Druckschaufeln bezeichnen lassen. In Fig. 7 und 8 sind die sich zugewandten Enden der Innen- und Außenschaufeln mit Stau- oder Prallflächen 14 versehen. According to FIGS. G to 8, long blades 11 alternate with shorter blades the arrangement being such that the short blades cleave to inside 12 and outer blades 13 represent disassembled blades, of which the outer blades offset from the inner blades and both mutually into those of them Intervene formed channels. The inner blades form suction blades, while the Outer blades can be referred to as pressure blades. In Figs. 7 and 8 are the facing ends of the inner and outer blades with damming or impact surfaces 14 provided.

Solche Stau- oder Prallflächen 14 befinden sich auch bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 9 bis 14, in denen sämtliche Schaufeln in innere und äußere Schaufeln I2 und I3 zerlegt sind, die in den verschiedensten Weisen mit Stau- oder Prallflächen I4 versehen sind. Such baffles or baffles 14 are also found in the exemplary embodiments 9-14, in which all blades are divided into inner and outer blades I2 and I3 are broken down in various ways with baffles or baffles I4 are provided.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 9, I3 und I4 ist zwischen den äußeren und inneren Schaufeln ein Ringspalt oder Ringkanal 15 belassen, wobei Fig. I3 und I4 die zusätzliche Anordnung von noch kürzeren Schaufeln I6 zwischen den inneren Schaufeln 12 erkennen lassen. Die Verkürzung der Schaufeln I6 ist auf der Eintrittsseite vorgenommen. In the embodiments according to FIG. 9, I3 and I4 is between the outer and inner blades leave an annular gap or annular channel 15, wherein Fig. I3 and I4 the additional arrangement of even shorter blades I6 between the inner blades 12 can be seen. The shortening of the blades I6 is on made on the entry side.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 zeigt Innen- und Außenschaufeln, deren sich zugewandte Schaufelenden auf derselben Kreislinie liegen, während in Fig. 10 und 12 die Schaufeln des Außenkranzes in die durch die Schaufeln des Innenkranzes gebildeten Kanäle eingreifen und umgekehrt. The embodiment according to FIG. 11 shows inner and outer blades, whose blade ends facing each other lie on the same circular line, while in 10 and 12 the blades of the outer ring into those by the blades of the inner ring Intervene formed channels and vice versa.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Mixing impeller sucking in both axial directions, characterized in that the suction openings in the same, common to both Pass over the suction chamber and a wheel chamber of the same type.

2. Mixing gyro according to claim I, characterized in that the The blades are inclined to the axial direction.

3. Mixing gyro according to claim I or 2, characterized in that the end edges of the blades on the circumference of the gyroscope have a direction that intersects the axis to have.

4. Mixing gyro according to one of claims I to 3, characterized in that that the blades all or some in on the side of the inner rim and in on the side of the outer rim lying shorter blades are dismantled.

5. mixing gyro according to claim 4, characterized in that the on the side of the inner rim and those lying on the side of the outer rim Blades are offset from one another.

6. mixing gyro according to claim 4 or 5, characterized in that when laying all blades in outer and inner blades between the inner one Blade ring and the outer blade ring leave an annular gap or annular channel is.

7. mixing gyro according to claim 5, characterized in that the The blades of the outer ring into those formed by the blades of the inner ring Channels intervene and vice versa.

8. Mixing gyro according to one of claims I to 7, characterized in that that baffle and baffle surfaces are provided on the blades.

9. mixing gyro according to claim 5 or 6, characterized in that to be shortened between adjacent blades on the inlet side of the ring Blades are arranged.

10. Mixing gyro according to claim 6, characterized in that several Annular gaps or annular channels are provided with appropriate blade dismantling.