DEP0014291DA

DEP0014291DA - Mixing impeller with suction in both axial directions

Info

Publication number: DEP0014291DA
Authority: DE
Inventors: Werner Herold
Original assignee: Herold, Werner, Düsseldorf
Publication date: 1951-03-01

Description

DÜSSELDORF
POSTSCHECK-KONTO: KOLNNT! 115911DÜSSELDORF
POST CHECK ACCOUNT: KOLNNT! 115911

P 14 291 IVb/12e DP 14 291 IVb / 12e D.

Werner Herold in Düsseldoxf-Grafenberg.Werner Herold in Düsseldoxf-Grafenberg.

In beiden Achsrichtungen saugender Mischkreisel«Mixing impeller sucking in both axial directions «

Die Erfindung bezieht sich auf einen in
beiden Achsrichtungen saugenden Misch- oder Rührkreisei* der dünne bis dicke Flüssigkeiten mit festen* flüssigen und gasförmigen Stoffen schnell und völlig gleiohmässig vermischt* löst* an- und aufrührt sowie sättigt«The invention relates to an in
Mixing or stirring circles sucking in both axial directions * which mixes thin to thick liquids with solid * liquid and gaseous substances quickly and completely uniformly * dissolves * stirs and saturates «

Es sind bereits Rührkreisel bekannt geworden* welche das Arbeitsgut in einer oder beiden Achsrichtungen ansaugen und seitlich zentrifugal auswerfen»
Die Hauptwirkung dieser Rührkreisel besteht darin* das Arbeitsgut in Rühr- und Mischbehälter umzuwälzen* um
hierdurch sowie durch Riehtungsänderungen* wie Prall an den Behälterviandungen oder an Einbauten* einen Rühroder Mischeffekt zu erzielen,, Die Kreisel sind hier
Laufräder nach Art der Kreiselpumpenräder zur Förderung von Flüssigkeiten* deren Rühr- und Mischwirkung entscheidend an die Form_f Grosse_s den Füllinhalt_? an Einbauten Uadgl« der Rühr- und Mischbehälter gebunden ist»Agitators have already become known * which suck in the material in one or both axial directions and eject it centrifugally to the side »
The main effect of these agitators is * to circulate the material in the agitator and mixing container *
This, as well as changes in direction * such as impact on the container walls or on fixtures *, to achieve a stirring or mixing effect. The gyros are here
Wheels on the type of centrifugal pump impellers * crucial to the shape _f to pump liquids which stirring and mixing action Grosse _s the filling _content? "the stirring and mixing tank is tied to the Uadgl internals"

Es ist auch schon versucht worden* denIt has already been tried

Kreisel selbst zur Erzielung einer besseren Mischwirkung auszunutzen* indem der Kreisel bei zweiseitigem Ansaugen an der Mischung teilnehmen sollte» Hierbei wurde durch verschieden auslaufende Kanal- oder Schaufelwinkel die Ausströmung der einen Laufradseite gegen die Ausströmung der anderen Laufradseite gerichtete Da jedoch infolge
einer Zwischen- oder Nabenscheibe die Kanäle der beiden Laufradseiten voneinander getrennt sind und daher unabhängig voneinander schleudern, sind die beiden Richtungs-To use the gyroscope itself to achieve a better mixing effect * by taking part in the mixing with bilateral suction
an intermediate or hub disk, the channels of the two impeller sides are separated from each other and therefore spin independently of each other, the two directional

strahlen erst am Umfang^ also nach dem Austritt aus dem Bad, gegeneinander gerichtet* so dass nur geringere Teilmengen der beiden Förder ströme in nähere Berührung miteinander fcommen_s was auch durch Beobachtungen in der Fraxis 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 Bühr- und Mischbehälter sowie dessen Formgebung erreicht werden« Hinsichtlich der anwendbaren Schleuderkräfte sind enge Grenzen gezogen_? wenn eine Zentrifugierung anstelle der erstrebten Mischung zwischen Förderkreisel und Behälterwiderstand vermieden werden solleradiate only at the periphery ^ So after emerging from the bath, directed against each other * so that only small subsets of the two funding streams into closer contact fcommen each other _s which is also confirmed by observations in the Fraxis * The mix is largely sideways and up and pushed away at the bottom and evades into the free container space. As a result, the main mixture must also be achieved with these improved gyroscopes through the number of revolutions in the mixing and mixing container and its shape _. if centrifugation is to be avoided instead of the desired mixture between the conveyor impeller and the container resistance

Diesen bekannten Rühr- oder Mischkreiseln gegenüber wird durch die Erfindung innerhalb des Kreisels eine weitgehende Mischung erzielte Dies ist dadurch erreicht* dass bei in beiden Achsrichtungen ansaugendem Mischkreisel die Ansaugeöffnungen in den gleichen* für beide gemeinsamen Saugraum und eine ebensolche Badkammer übergeh©n_e Demzufolge prallen die beiden ankommenden Saugströme im Saugraum aufeinander und dringen ineinander, um einen Mischwirbel zu bilden^ der durch die Schaufelkanäle «a& sa@ä$g4§efee Ma@^aab®ea weitergeführt wird* wobei infolge dieses Umstandes₈ so durch eine wählbare Kanalform und !anallänge und zusätzliche Massnahmen* auch eine zeitliche Beeinflussung des Verlaufs des Mischwirbels möglich ist«These known stirring or mixing rotors over a broad mixture is achieved by the invention, within the circuit This is achieved by * that when in both axial directions ansaugendem mixing gyro the Ansaugeöffnungen in the same * for both common suction chamber and a similar bath chamber übergeh bounce © n _e Thus, the two incoming suction flows in the suction space and penetrate one another to form a mixed vortex ^ which is continued through the blade channels «a & sa @ ä $ g4§efee Ma @ ^ aab®ea * whereby as a result of this circumstance ₈ so by a selectable channel shape and ! length and additional measures * it is also possible to influence the timing of the mixing vortex «

Durch Schrägstellung der Schaufeln zur Achsrichtung kann der Mischwirbel eine Verstärkung und der Mischweg eine Verlängerung erfahren* indem hierdurch Arbeitskräfte verschiedener Grosse 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 reinforce and the Experience an extension of the mixing path * by allowing workers of different sizes to work on the material to be mixed »For the same purpose, the end edges of the blades on the circumference of the gyroscope can have an axis that intersects the axis Have direction. Both measures can also be taken at the same time, so that they work together to ensure thorough mixing improve"

Es ist erfindungsgemäss möglich_s die Anordnung so zu treffen* dass auf eine geschlossene Arbeits-It is possible according to the invention _s to make the arrangement so that * a closed working

schaufel offene Verteilerschaufeln folgen* wobei die Yerteilerschaufeln je nach ihrer Lage Saug- oder Druckschaufeln bilden» Die saugschaufeln können gegenüber den Druckschaufeln eine versetzte Lage haben ₉ wobei die inneren Teilschaufeln die Saugschaufeln und die äusseren Teilschaufeln die Druckse häufe In bilden* Die Wirkung hiervon ist? dass je zwei Druckkanäle ineinander laufen und dass die Gutströme infolge der unterschiedlichen ümfangskräfte an den verschieden langen und den an verschiedenen Stellen der Radialen angeordneten Schaufeln aufeinander stossen und ineinander strömen» Neben der hierdurch erzielten fortlaufenden lischung erstrebt diese Anordnung zusätzlich eine Steigerung des erzeugten Mischwirbels auf Mischturbulenz und eine Verhinderung der Rüekwandlung in laminare Strömung.» Zur weiteren Erhöhung der MischwirkungShovel-open distributor blades follow * whereby the divider blades, depending on their position, form suction or pressure blades »The suction blades can have an offset position in relation to the pressure blades ₉ whereby the inner part blades form the suction blades and the outer part blades form the pressure heaps In * The effect of this? that two pressure channels run into one another and that the product flows, due to the different circumferential forces at the blades of different lengths and at different points on the radial lines, collide and flow into one another and a prevention of the conversion into laminar flow. " To further increase the mixing effect

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-_f Querschnitts- und &©^verursachter Geschwindigkeitsänderung zusätzliche Kleinwirbel* (infahr- und Stoppwirbel) sowie Ablenkungen der Kanalströme und eine Vermischung mit dem folgenden* also Mischeffekte in Vielzäal_? erreichte Bei Unterteilung sämtlicher Schaufeln in äussere und innere Schaufeln ist es möglich^ zwischen dem inneren Schaufelkranz und dem äusseren Schaufelkranz einen Ringspalt oder Ringkanal z&be lassen» Dies hat zur Folge, dass das aus den inneren Schaufelkanälen ausströmende Mischgut zum !Teil seinen Weg in den Ringspalt mimmt* in welchem es mit den letzteren querenden und durchströmenden Gut in stets wechselnde Berührung gelangte Sind ausserdem die Schaufeln des inneren Kransses 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 Rin^spalt erstrebte Wirkung« Je nach dem Kreiseldurehmesser lassen sich ein- oder mehrere Ringspalte bei entsprechender Schaufelzerlegungcan be provided on the blades baffles and baffles * the right or oblique position to the blades and to the mixed flow can be. Before and behind these jams and baffled by additional shock _f cross-sectional and & © ^ induced velocity change small vortices are * (infahr- and stop vertebrae) and distractions of the channel currents and mixing with the following * So mixing effects in _Vielzäal? When all the blades are subdivided into outer and inner blades, it is possible ^ to leave an annular gap or annular channel between the inner blade ring and the outer blade ring in which it came into constantly changing contact with the latter crossing and flowing through the goods.If the shovels of the inner rim are also offset from the shovels of the outer rim, then the material flowing out of an inner channel is partly distributed over two or more channels at the same time and increases the effect sought by the ring gap. Depending on the diameter of the gyroscope, one or more ring gaps can be created with the appropriate shovel section

vorsehen«, Diese Massnahmen vergrössern die Länge des Wirbelneges und die -Anzahl der Berühr ungsweehsel der Misohteilchen untereinander«Provide «, These measures increase the length of the vertebrae and the number of contacts of the misoh particles among themselves "

Es kann auch zweckmässig sein* zwischen "benachbarten Schaufeln nach der Eintrittsseite des Kranzes zu verkürzte Schaufeln anzuordnen_s so dass bereits im Innenkanal eine wirbelnde Aufteilung des wirbelnden Gut ströme s erfolgen kann«It may also be practical to arrange * between "adjacent blades to the inlet side of the rim to shorter blades _s so that even in the inner channel streams a swirling division of the swirling Well done s can"

Bei dem neuen Mischkreisel besteht das Wesen der Erfindung darin_f 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 nach ihren Entstehungsorten in Mischeffekte durch Umlenkung^ Geschwindigkeit sander ungen_? Verzögerung^ Ablösung^ Stoss* Aufteilung«, Wirbel ^Turbulenz bewirken,, Die beiden ankommenden Hauftströme werden bereits im Saugraum miteinander verwirbelt und dann in viele Teilströme aufgeteilt,, Diese werden nacheinander mehrfach durch Querkräfte durchschnitten und gegenseitig über lagert_f indem Teilchen aus Bereichen hoher Geschwindigkeit in solche niedriger Geschwindigkeit dringen,, wodurch letztere wieder beschleunigt* dann durch Stoss und Umlenkung weiter verwirbelt und vermischt werden* Versuche in der Praxis zeigen eine über Erwarten hohe* von Behältergrösse und Form ganz unabhängige Mischwirkung₈ die sich noch weit über den eigentlichen Kreiselbereieh hinaus fortsetzt durch Bildung weiter laufender Mischwirbel (Karmannsche Wirbelstrasse)» Es ist hier das Strömungsgesetz innerhalb des Mischkreisels praktisch durchgeführt wcu&aeh die dynamische Geschwindigkeitshöhe aus den Geschwindigkeitsunterschieden in Kraftänderungen und zwar in Mischkräfte umgesetzt wird. Der erfindungsgemasse Mischkreisel arbeitet daher bei jeder Umfangsgeschwindigkeit auf Mischwirkungj ohne dass die Gefahr von Zentrifugierungen besteht» Er kann dahef> im Gegensatz zu den bekannten Sc hie ud er kr ei se In in weitem Drehzahlbereich angewandt werden«,In the new mixing gyro is the essence of the invention is _for that the mixed stream produced a conversion into a plurality of small mixing zones undergoes within the mixing gyro * which is achieved by the features characterized in the individual measures * the implementation of the numerous centrifugal force components generated directly on and according to their origin locations in mixing effects by deflection ^ speed changes _? Delay ^ replacement ^ kick * division, "vortex ^ turbulence cause ,, The two incoming Hauftströme are entangled with each other already in the suction chamber and then divided into many sub-streams ,, These are repeatedly intersected successively by transverse forces and mutually superimposed _f by particles from high areas Speed penetrate into such a low speed, whereby the latter accelerates again * then further swirled and mixed by impact and deflection * Experiments in practice show an above-expected high * mixing effect, _{which is completely independent of container size and shape, 8} which extends far beyond the actual gyro range also continues through the formation of continuous mixing vortices (Karmann's vortex street) »The law of flow within the mixing gyro is practically carried out here wcu & aeh the dynamic speed level from the speed differences is converted into force changes, namely into mixing forces. The mixing impeller according to the invention therefore works with a mixing effect at any circumferential speed without the risk of centrifugation.

Ein besonderer Vorteil liegt auch darin_s dass der Kraftaufwand je Einheit der Mischlänge und lisehzeit niedriger ist als bei den bekannten Systemen^ wo hohe Kräfte zum Abschleudern des Arbeitsgutes und Auf schleudern auf Behälterwandungen und eingebaute Widerstände erforderlich sind» Es wlxa also bei gleichem Kraftaufwand ein grösserer Misoheffekt und eine kürzere Mischzeit ohne Bücksicht auf Behältergrösse.und -form erzielt«A particular advantage also lies in the fact _s that the force per unit of mixed length and lisehzeit lower than in the known systems ^ where high forces hurl the spinning off of work good and on are required on container walls and built-in resistors "So it wlxa with the same effort, a greater Miso effect and a shorter mixing time regardless of container size and shape achieved «

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zu vorbekannten Mischkreiselausführungen mit in beiden Achsrichtungen erfolgendem Ansaugen«The drawing schematically illustrates various exemplary embodiments of the invention in FIG Compared to previously known mixer rotor designs with suction taking place in both axial directions «

Fig« 1 lässt eine der vorbekannten Mischkreise lausführ ungen im Querschnitt erkennen»Fig «1 shows one of the known mixing circuit designs in cross section»

pig» 2 zeigt einen Querschnitt des neuen MischkreiselSepig »2 shows a cross-section of the new mixing gyroSe

Fig« 3 gibt eine Aufrissansicht des neuen Mischkreisels mit zur Achse schräg gestellten Schaufeln wieder«,3 gives an elevation view of the new mixing impeller with the blades inclined to the axis again",

Fig« 4 und 5 sind Querschnitte von Misch» kreiseln₈ deren Schaufel end kanten am Kreiselumfang eine die Achse schneidende Sichtung haben*4 and 5 are cross-sections of mixing gyroscopes ₈ whose blade end edges on the circumference of the gyro have a sight that intersects the axis *

Fig« 6 bis Fig» 8 verdeutlichen im Grundriss die Ausrüstung des Mischkreisels mit zerlegten und unzer legten Schaufeln in miteinander abwechselnder Anordnung* Fig. 6 to Fig. 8 illustrate the layout of the mixing gyro with dismantled and unzipped put blades in an alternating arrangement *

Fig« 9 bis Fig_e 14 stellen Grundrisse von Mischkreiseln mit zerlegten Schaufeln in versehiedenen Ausführungsformen dar»Figure "9 to Fig 14 _e layouts set of mixing rotors with blades in the disassembled versehiedenen embodiments are"

Bei den bekannten_f in beiden Aohsrichtungen ansaugenden Mischkreiseln (vgl« Fig« 1) _s ist der Mischkreisel durch die Nabenscheibe 1 in zwei voneinander unabhängige Kammern mit je einem Saugraum für sich unterteilt* Aus den Kammern strömt das Gut in voneinander unabhängigen Strömen aus_s von denen der grösste Teil in Sichtung der Pfeile 3 und 2 nach oben und unten abgelenkt wird_? während nox der kleinere Teil die Sichtung der Pfeile 4 nimmt und aufeinander trifft,, Die durch dieIn the known _f in both Aohsrichtungen aspirating mixing rotors (see "Figure" 1) _s is the mixing centrifugal divided by the hub disc 1 into two independent chambers, each with a suction chamber itself * The chambers the material flows into independent streams from _s by most of which is diverted upwards and downwards by sighting arrows 3 and 2 _? while the smaller part nox the sighting of the arrows 4 increases and meets each other ,, represented by the

doppelseitige Ansaugung unmittelbar von dem Kreisel herrührende Mischwirkung ist daher nur gering*double-sided suction, the mixing effect resulting directly from the gyro is therefore only slight *

Demgegenüber gehen bei dem neuen Misehkreisel naoh Fig* 2 beide AnsaugeÖffnungen in den gleichen Saugraum 5 und in die gleiche Radkammer 6 über* so dass das Mischgut die angedeuteten Wege 7 und 8 nimmt* die sich mehrfach unter gegenseitiger Verwirbelung queren, Die Schaufeln können hierbei die in Fig* 3 gezeigte Lage haben« in welcher «die. Schaufeln schräg zur Achsrichtung stehen und in\a^^¥ersehiedenen Höhen äeg" längs der Schaufeln vom Gut zurückgelegte Weg verschieden lang ist_f so dass unterschiedliche Verzögerungen und Beschleunigungen der Gutteilchen längs der Schaufeln eintreten und die das Gut vermischende Verwirbelung gesteigert wird. In der gleichen Richtung wirkend ist es* wenn gemäss Pig«, 4 und 5 die Endkanten 9 der Schaufeln am Kr ei sei umfang eine die Achse 10 schneidende Eichtung haben,,In contrast, with the new mixing gyro, both suction openings go into the same suction chamber 5 and into the same wheel chamber 6 * so that the mix takes the indicated paths 7 and 8 * which cross each other several times with mutual turbulence in the situation shown in Fig. 3 have "in which" the. The blades are inclined to the axial direction and at \ a ^^ ¥ different heights äeg " the distance covered by the material along the blades is of different lengths _f so that different decelerations and accelerations of the material particles occur along the blades and the turbulence that mixes the material is increased Acting in the same direction, it is * if, according to Pig ", 4 and 5, the end edges 9 of the blades on the rotor have a circumferential direction that intersects the axis 10"

lach Pig» 6 bis 8 wechseln schaufeln 11 geschlossener Fläche mit Schaufeln geöffneter Fläche ab_s wobei die Anordnung so ist* dass die Schaufeln mit geöffneter Fläche sich als in Innenschaufeln 12 und Aussenschaufeln 13 zerlegte Schaufeln darstellen von denen die Aussenschaufein gegenüber den Innenschaufeln versetzt sind und beide gegenseitig in die von ihnen gebildeten Kanäle eingreifen. Die Innenschaufeln bilden Saugschaufein während die AussensehäufeIn sich als DrucksehäufeIn bezeichnen lassen,, In Fig» 7 und 8 sind die sich zugewandten Enden der Innen- und Aus sen se häuf ein mit Stauoder Prallflächen 14 versehen«lach Pig »6 to 8 change shovels 11 closed area with blades open area _s where the arrangement is such * that the blades with the open area appear as blades divided into inner blades 12 and outer blades 13, of which the outer blades are offset from the inner blades and both mutually intervene in the channels they have formed. The inner scoops form suction scoops while the outer heaps can be referred to as pressure scoops. "In FIGS. 7 and 8, the facing ends of the inner and outer scoops are often provided with damming or impact surfaces 14"

Solche Stau- oder Prallflächen 14 finden sich auch bei den Ausführungsbeispielen nach Pig« 9 bis 14» in denen sämtliche Schaufeln in innere und äussere Schaufeln 12 und 13 zerlegt sind? die in den verschiedensten leisen mit stau- oder Prallflächen 14 versehen sind»Such damming or baffle surfaces 14 can also be found in the embodiments according to Pig «9 to 14» in which all blades are divided into inner and outer blades 12 and 13? which in the most diverse are quietly provided with baffle or baffle surfaces 14 »

Bei den Ausführungsbeispielen nach Pig„ 9* 13 und 14 ist zwischen den äusseren und inneren Schaufeln ein Ringspalt oder Ringkanal 15 belassen* wobei Pig» 13 und 14 die zusätzliche Anordnung von noch kürzerenIn the embodiments according to Pig “9 * 13 and 14 is between the outer and inner blades leave an annular gap or annular channel 15 * where Pig »13 and 14 are the additional arrangement of even shorter ones

Schaufeln 16 zwischen den inneren Schaufeln 12 erkennen lassen* Die Verkürzung der Schaufeln 16 ist auf der Eintrittsseite vorgenommen*Allow blades 16 to be seen between the inner blades 12 * The shortening of the blades 16 is on the Entry side made *

Das Ausführungsbeispiel nach Pig_e 11The embodiment according to Pig _e 11

zeigt Innen- und Aussenschaufeln* deren sich zugewandt© Schaufelenden auf der gleichen Kreislinie liegen,, während in Fig« IO und Pig« 12 die Schaufeln des Aussenkranzes in die durch die Schaufeln des Innenkranzes gebildeten Kanäle eingreifen und umgekehrt«shows inner and outer blades * whose blade ends facing each other are on the same circular line, while in Fig. 10 and Fig. 12 the blades of the outer ring into those formed by the blades of the inner ring Channels intervene and vice versa «

Claims

Patent claims ♦

Ie) Sucking in both axial directions Miao hkreiselj characterized ^ that the suction openings pass into the same * for both common suction space and a baffle chamber of the same kind,

2 “) mixing gyro according to claim I ₁ characterized! that the blades are inclined to the axial direction "

3 ') mixing gyro according to claim 1 or claims 1 and 2 characterized in ₉ _{g of} the end edges of the blades on the rotor circumference have an axis intersecting Bichtung *

4 *) mixing gyro according to one of claims 1 to 3? characterized * that all or some of the blades are divided into shorter blades on the side of the inner ring and into shorter blades on the side of the outer ring _e

5 «) Mixing top according to claim 4 _9, characterized in that the blades on the side of the inner rim and the blades on the side of the outer rim are offset from one another,

6 _e ) mixing gyro according to claim 4 or

Claim 4 and 5ι characterized ^ that when relocating all blades in outer and inner blades an annular gap or Bing channel is left between the inner blade ring and the outer blade ring *

7β) mixing top according to claim 5 * characterized * that the blades of the Aassenkranzes engage in the channels formed by the blades of the inner ring and vice versa *

8 ») mixing centrifugal _P according to one of claims 1 to 7j are thereby that provided at the blades congestion and baffles"

9e) Mixing gyro according to one of Claims 5 and 6 , characterized in that, between adjacent blades on the inlet side of the ring 2u, shortened blades are arranged *

10 ») Mixing gyro naoh claim 6 _9, characterized in that several bing gaps or bing channels are provided with appropriate blade dismantling _e