EP0111148A2 - Rührapparat mit schlagempfindlicher Schutzschicht - Google Patents

Rührapparat mit schlagempfindlicher Schutzschicht Download PDF

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EP0111148A2
EP0111148A2 EP83110903A EP83110903A EP0111148A2 EP 0111148 A2 EP0111148 A2 EP 0111148A2 EP 83110903 A EP83110903 A EP 83110903A EP 83110903 A EP83110903 A EP 83110903A EP 0111148 A2 EP0111148 A2 EP 0111148A2
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stirrer
shaft
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elastic
housing
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Definitions

  • the invention relates to a stirrer with a stirrer enclosed by a fixed housing and having a hollow shaft and a drive device for the stirrer, wall parts of the housing and / or the hollow shaft being heatable.
  • D a is the corrosive products to be stirred in particular at elevated temperature, had known agitators of the type mentioned made of high quality stainless steel.
  • agitators of the type mentioned made of high quality stainless steel.
  • it is generally known to protect heated containers from corrosion by means of an enamel layer, but it is known that such a protective layer can only be applied to wall parts of limited thickness and is destroyed due to its low elasticity or sensitivity to impact when the wall part provided with the protective layer is exposed to loads will lead to its elastic deformation.
  • Impact-sensitive protective layers could therefore not be used for stirrers in which substantial stirring forces due to the high viscosity cannot be expected.
  • the present invention has for its object to find a stirrer of the type mentioned for high torques, which is provided with a shock-sensitive protective layer wall parts, so that these wall parts can be made of non-corrosion-resistant steel to reduce the manufacturing costs of the apparatus. This object is achieved on the basis of the characterizing features of claim 1.
  • 1-3 has a stirring container 1 which is arranged horizontally with its longitudinal axis and which surrounds a stirrer shaft 2 arranged coaxially.
  • this stirrer shaft 2 is only supported on one side and thus only passed through a stuffing box 3 on one side of the container 1.
  • the stirred tank 1 is arranged in a fixed position and has a filler neck 4 on its top, via which a vapor can also be drawn off.
  • the emptying nozzle 5 on the underside of the container 1 encloses a conically inserted gas-tight cover 6 which can be pivoted downwards by means of an actuating device 7, as indicated by the curved line 8.
  • the part of the agitator arranged on the right in FIG Lid 10 of the stirred tank and the drive housing 11 connected to it can be moved away from the stirred tank 1 together with the stirring shaft 2 after loosening the screw clamps 12 of a flange connection 13.
  • this part of the apparatus can be arranged to be movable on rails in a manner not shown.
  • the flange connection 13 includes a semi-elastic, relatively thick seal 14, which forms an elastic intermediate member according to the invention between the drive housing 11 and the fixedly arranged container part 15.
  • This seal 14 prevents that in the event of a suddenly occurring frictional connection, the corresponding sudden load peak must be absorbed undamped in the agitator shaft 2 or its agitator arms 16 - 18 and the agitator container 1, because these forces emanating from the agitator shaft 2 must pass from the agitator container 1 to the Drive housing 11 are forwarded, which carries the drive of the agitator shaft 2.
  • elastic intermediate elements are also provided on the force path from the agitator blades to the moving part of the drive, corresponding to one in Fig. -4 shown elastic insert 26 on the agitator blades and metal bellows 27, 28 between a relatively rigid hollow support shaft 29 and a shaft jacket 31 carrying the enamel layer 30th
  • a pipe 33 carrying a heating medium is guided through the hollow support shaft 29 and leads a heating medium into the space 34 between the support shaft 29 and the enamelled shaft jacket 31. The back flow of the heating medium takes place through the space 35, which is circular in cross section, between the heating medium line 33 and the support shaft 29.
  • openings 37 and 38 are provided in the elastic intermediate member 27 and in the support shaft 29 in front of the intermediate member.
  • this is provided outside the area of the flange connection 13 with heating jackets 40, 41, to which supply and discharge lines 42, 43 and 44, 45 are connected.
  • Fig. 2 shows an embodiment for the support between the support shaft 29 and the shaft jacket 31 by an elastic intermediate member designed as a bellows. Due to its corrugated cross-section, this metallic bellows enables a relatively large elastic deformation both in the axial and in the radial direction of the shaft.
  • the two axial ends 47, 48 of the bellows 28 are each firmly connected to a support ring 50 or 51, which is welded to the shaft jacket 31 or the support shaft 29.
  • FIG. 4 shows, in a relatively enlarged cross-sectional representation, the arrangement of a stirring blade 23 on a stirring arm 17 of the stirring shaft 2.
  • the stirring arm 17 is coated with an enamel layer 30 while the stirring blade 23 itself consists of a corrosion and wear-resistant material.
  • This stirring blade 23 is screwed to the stirring arm 17 by one or more screws 53, the screw head 54 being located in a countersunk hole which is filled with a corrosion-resistant sealing compound 55.
  • the agitator blade 23 includes the tapered one outer end 56 of the stirrer arm 17, and an elastic insert 26 between this end of the stirrer arm and the stirrer blade 23 prevents damage to the enamel layer 30 and at the same time seals the gap between the stirrer arms 56 and the stirrer blade 23.
  • the housing 58 of the stuffing box 3 is connected to the mixing container via an elastic intermediate member 59, so that loads originating from the stirring shaft 2 and acting in an impacting manner on the stuffing box 3 are dampened or compensated for and cannot lead to an overloading of enamelled regions of the mixing apparatus.
  • a corrosion-resistant sleeve 61 is placed and fastened on the tapered end 60 of the shaft jacket 31, and an elastic seal (not shown) can also be inserted between the two in the region of the front edge of this sleeve.
  • the gland packing 62 lies against the outside of this sleeve 61.
  • a flange 63 presses the stuffing box housing 58 against the elastic intermediate member 59 designed as a sealing washer and thus against an opening edge 64 of the mixing container 1.
  • the agitator shaft 2 was driven by the drive 20 attached to the side of the agitator, starting from an electric motor 66 via a gear 67 and a drive transmission enclosed in a housing 68, which consists, for example, of V-belts.
  • FIG. 5 differs from the embodiment described essentially only in the two-sided mounting of the agitator shaft 2 ', so that it is exposed to lower bending forces.
  • the exemplary embodiment described above shows that, based on the present invention, the agitator shaft can also be supported on one side.
  • the heating medium is supplied to the agitator shaft 2' starting from the heating medium channel 33 '.
  • the heating means occurs - since the annular gap between the H eizatorikanal 33 'and the shaft 29' is blocked by the ring 70 - through the holes 71 into the heating space 34 'between the supporting shaft 29' and the stirring shaft 2 '.

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Abstract

Der Rührbehälter (1) und die Rührwelle (2) des Rührapparates sind beheizt und tragen an den mit dem Produkt in Berührung gelngenden Oberflächen eine Emailleschicht. Um eine Zerstörung dieser Emailleschicht bei starken Belastungen der Rührwelle (2) zu verhindern sind zwischen einer steifen Tragwelle (29) und einem Wellenmantel (31) elastische Zwischenglieder (27, 28) angeordnet, auch die Stopfbüchse (3) wird durch ein weiteres elastisches Zwischenglied (59) am Rührbehälter (1) gehalten. Eine elastische Dichtung (14) zwischen dem feststehenden Teil (15) des Rührbehälters (1) und dem mit dem Antriebsgehäuse (11) fest verbudenen Behälterdeckel (10) gleicht Kräfte aus, die von der Wand des Rührbehälters (1) an das Antriebsgehäuse (11) übertragen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Rührapparat mit einem durch ein feststehendes Gehäuse umschlossenen, eine Hohlwelle aufweisenden Rührer und.einer Antriebseinrichtung für den Rührer, wobei Wandteile des Gehäuses und/oder der Hohlwelle beheizbar sind.
  • Da die zu rührenden Produkte insbesondere bei erhöhter Temperatur korrosiv wirken, mussten bekannte Rührapparate der genannten Art aus hochwertigem korrosionsfestem Stahl hergestellt werden. Zum Korrosionsschutz ist es zwar allgemein bekannt beheizte Behälter durch eine Emailleschicht gegen Korrosion zu schützen, jedoch lässt sich bekanntlich eine solche Schutzschicht nur auf Wandteile begrenzter Dicke aufbringen und wird aufgrund ihrer geringen Elastizität bzw. Schlagempfindlichkeit zerstört, wenn das mit der Schutzschicht versehene Wandteil Belastungen ausgesetzt wird, die zu seiner elastischen Verformung führen. Schlagempfindliche Schutzschichten konnten deshalb für Rührapparate in denen wesentliche, durch die hohe Viskosität bedingte, Rührkräfte zu erwarten sind nicht verwendet werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rührapparat der eingangs genannten Art für hohe Drehmomente zu finden, der mit eine schlagempfindliche Schutzschicht aufweisenden Wandteilen versehen ist, so dass diese Wandteile zur Verringerung der Herstellungskosten des Apparates aus nicht korrosionsfestem Stahl hergestellt werden können. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt aufgrund der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
  • Durch die erfindungsgemässen Merkmale wird erreicht, dass örtlich auf ein Wandteil einwirkende Kräfte nicht zu einer entsprechenden örtlichen Materialbelastung und damit zur Zerstörung der Schutzschicht führen, durch Einbau elastischer Zwischenglieder derart, die die Kräfte gleichmässig auf angrenzende Apparateteile verteilen. Weitere Vorteile der Erfindung und Beispiele für ihre Ausgestaltung sind der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigt:
    • Fig. l eine teilweise axialgeschnittene Seitenansicht eines Rührapparates,
    • Fig. 2 einen vergrösserten axialen Teilschnitt durch die Rührerwellen mit einem Ausführungsbeispiel eines elastischen Zwischengliedes zwischen einem Wellenmantel und einer inneren Tragwelle,
    • Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1
    • Fig. 4 einen vergrösserten 900-Teilschnitt mit einem Rührarm und
    • Fig. 5 einen Rührapparat mit zweifach gelagerter Rührerwelle.
  • Der Rührapparat nach den Fig. 1 - 3 hat einen mit seiner Längsachse horizontal angeordneten Rührbehälter 1, der eine gleichachsig angeordnete Rührerwelle 2 umschliesst. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist diese Rührerwelle 2 nur einseitig gelagert und somit nur auf einer Seite des Behälters 1 durch eine Stopfbüchse 3 hindurchgeführt. Der Rührbehälter 1 ist feststehend angeordnet und hat an seiner Oberseite einen Füllstutzen 4, über den auch ein Brüdenabzug erfolgen kann. Der Entleerstutzen 5 an der Unterseite des Behälters 1 umschliesst einen konisch eingesetzten gasdichten Deckel 6, der mittels einer Betätigungsvorrichtung 7 nach unten wegschwenkbar ist, wie durch die Bogenlinie 8 angedeutet ist.
  • Der in Fig. 1 rechts angeordnete Teil des Rührapparates mit dem Deckel 10 des Rührbehälters und dem mit ihm verbundenen Antriebsgehäuse ll lässt sich nach Lösen der Schraubklammern 12 einer Flanschverbindung 13 zusammen mit der Rührwelle 2 vom Rührbehälter 1 wegbewegen. Hierfür kann dieser Apparateteil auf nicht dargestellte Weise auf Schienen fahrbar angeordnet sein. Die Flanschverbindung 13 schliesst eine halbelastische verhältnismässig dicke Dichtung 14 ein, die ein erfindungsgemässes elastisches Zwischenglied zwischen dem Antriebsgehäuse 11 und dem feststehend angeordneten Behälterteil 15 bildet. Diese Dichtung 14 verhindert, dass bei plötzlich auftretendem Kraftschluss sich in der Rührwelle 2 bzw. ihren Rührarmen 16 - 18 und dem Rührbehälter 1 die entsprechende schlagartige Belastungsspitze ungedämpft aufgenommen werden muss, denn diese von der Rührwelle 2 ausgehenden Kräfte müssen von dem Rührbehälter 1 an das Antriebsgehäuse 11 weitergeleitet werden, das den Antrieb der Rührwelle 2 trägt.
  • Da bei Belastungsspitzen während des Rührens von klumpigem und/ oder hochviskosem Produkt auch an der Rührwelle 2 ausgehend von Rührschaufeln 22 - 24 schlagartige Belastungen auftreten, sind auch auf dem Kraftwege von den Rührschaufeln bis zum bewegten Teil des Antriebes 20 elastische Zwischenglieder vorgesehen, entsprechend einer in Fig. -4 dargestellten elastischen Einlage 26 an den Rührschaufeln und metallischen Federbälgen 27, 28 zwischen einer verhältnismässig starren hohlen Tragwelle 29 und einem die Emailleschicht 30 tragenden Wellenmantel 31.
  • Die Unterteilung der Rührwelle 2 in eine auch die Biegekräfte aufnehmende verhältnismässig steife innere Hohlwelle 29 und einen in Abstand zu diesem angeordneten Wellenmantel 31, ermöglicht es den in dem Rührbehälter 1 angeordneten Teil der Rührwelle 2 mit der Emailleschicht 30 zu versehen, da auf diese Weise der Wellenmantel entsprechend verhältnismässig dünnwandig ausgeführt sein kann. Ohne die genannten elastischen Zwischenglieder 27, 28 könnten an dem Wellenmantel 31 durch Rührkräfte Deformationen auftreten, die zu einem Bruch der Emailleschicht führen. Durch die hohle Tragwelle 29 ist eine ein Heizmedium führende Rohrleitung 33 geführt, die ein Heizmedium in den Raum 34 zwischen der Tragwelle 29 und dem emaillierten Wellenmantel 31 führt. Die Rückströmung des Heizmediums erfolgt durch den im Querschnitt kreisringförmigen Raum 35 zwischen der Heizmittelleitung 33 und der Tragwelle 29. Um diese Strömungsführung zu ermöglichen sind in dem elastischen Zwischenglied 27 und in der Tragwelle 29 vor dem Zwischenglied 28 Oeffnungen 37 bzw. 38 vorgesehen.
  • Für die Beheizung des Rührbehälters 1 ist dieser ausserhalb des Bereichs der Flanschverbindung 13 mit Heizmänteln 40, 41 versehen, an die Zu- und Ableitungen 42, 43 bzw. 44, 45 angeschlossen sind.
  • Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Abstützung zwischen der Tragwelle 29 und dem Wellenmantel 31 durch ein als Federbalg ausgeführtes elastisches Zwischenglied. Dieser metallische Federbalg ermöglicht durch seine im Querschnitt gewellte Form eine verhältnismässig grosse elastische Deformation sowohl in axialer als auch in radialer Richtung der Welle. Die beiden axialen Enden 47, 48 des Federbalges 28 sind jeweils fest mit einem Stützring 50 bzw. 51 verbunden, der an dem Wellenmantel 31 bzw. der Tragwelle 29 angeschweisst ist.
  • Die Fig. 4 zeigt in relativ vergrösserter Querschnittsdarstellung die Anordnung einer Rührschaufel 23 an einem Rührarm 17 der Rührwelle 2. Der Rührarm 17 ist mit einer Emailleschicht 30 überzogen während die Rührschaufel 23 selbst aus einem korrosions- und verschleissfesten Material besteht. Diese Rührschaufe 23 ist durch eine oder mehrere Schrauben 53 am Rührarm 17 angeschraubt, wobei der Schraubenkopf 54 sich in einem Senkloch befindet, das durch eine korrosionsfeste Dichtmasse 55 ausgefüllt ist. Die Rührschaufel 23 umfasst das sich verjüngende äussere Ende 56 des Rührarmes l7,und eine elastische Einlage 26 zwischen diesem Rührarmende und der Rührschaufel 23 verhindert eine Beschädigung der Emailleschicht 30 und dichtet gleichzeitig den Spalt zwischen Rührarmen 56 und Rührschaufel 23 ab. Weiterhin ist das Gehäuse 58 der Stopfbüchse 3 über ein elastisches Zwischenglied 59 mit dem Rührbehälter verbunden, so dass von der Rührwelle 2 ausgehende, stossartig auf die Stopfbüchse 3 wirkende Belastungen gedämpft bzw. ausgeglichen werden und nicht zu einer Ueberlastung emaillierter Bereiche des Rührapparates führen können. Auf dem verjüngten Ende 60 des Wellenmantels 31 ist eine korrosionsfeste Hülse 61 aufgesetzt und befestigt, wobei im Bereich der Vorderkante dieser Hülse zwischen beiden ebenfalls eine nicht dargestellte elastische Dichtung eingelegt sein kann. Die Stopfbüchsenpackung 62 liegt an der Aussenseite dieser Hülse 61 an. Ein Flansch 63 presst das Stopfbüchsgehäuse 58 gegen das als dichtender Unterlegring ausgeführte elastische Zwischenglied 59 und damit gegen einen Oeffnungsrand 64 des Rührbehälters 1.
  • Der Antrieb der Rührwelle 2 erfolgte durch den seitlich am Rührapparat angesetzten Antrieb 20, ausgehend von einem Elektromotor 66 über ein Getriebe 67 und eine in einem Gehäuse 68 eingeschlossene Antriebsübertragung, die beispielsweise aus Keilriemen besteht.
  • Das Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 unterscheidet sich vom beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur durch die beidseitige Lagerung der Rührwelle 2', so dass diese geringeren Biegekräften ausgesetzt wird. Das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt jedoch, dass aufgrund der vorliegenden Erfindung die Rührwelle auch einseitig gelagert sein kann. Die Stopfbüchskonstruktionen 3', 3" sind entsprechend der beschriebenen Stopfbüchskonstruktion 3 ausgeführt.Die Zufuhr des Heizmittels zu der Rührwelle 2' erfolgt ausgehend von dem Heizmittelkanal 33'.
  • Das Heizmittel tritt - da der ringförmige Spalt zwischen dem Heizmittelkanal 33' und der Welle 29' durch den Ring 70 versperrt ist - durch die Bohrungen 71 in den Heizraum 34' zwischen der Tragwelle 29' und Rührwelle 2' ein. Die Rück- strömung des Heizmittels aus dem Raum 34' erfolgt über Radialbohrungen 72 in der Tragwelle 29'. Weitere Teile des Rühr- apparates nach Fig. 5, die Teilen des zuvor beschriebenen Rührapparates entsprechen, sind durch apostrophierte Bezugsziffern bezeichnet.

Claims (10)

1. Rührapparat mit einem durch ein feststehendes Gehäuse (l, 1') umschlossenen, eine Hohlwelle aufweisenden Rührer (2, 2') und einer Antriebseinrichtung (20, 20') für den Rührer, wobei Wandteile des Gehäuses und/oder der Hohlwelle beheizbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem zu rührenden Produkt in Berührung gelangenden Wandteile des Gehäuses und des Rührers mit einer schlagempfindlichen Schutzschicht (30) versehen sind und die Kraftübertragung zwischen solchen Wandteilen und angrenzenden Apparateteilen (10, 11; 3; 29) über mindestens ein elastisches Zwischenglied (14, 26, 27, 28, 59) erfolgt.
2. Rührapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) der Antriebseinrichtung (20) fest mit einem Teil (10) des Rührbehälters verbunden ist, wobei dieser Behälterteil (10) mit dem übrigen Behälterteil (15) über eine halbelastische Dichtung (14) einer Flanschverbindung (13) verbunden ist.
3. Rührapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (58) der die Rührerwelle (2, 2') abdichtenden Stopfbüchseinrichtung (3, 3', 3") über eine halbelastische Dichtung (59,59', 59") mit dem Rührbehälter (1, 1') verbunden ist.
4. Rührapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührerwelle ein in dem Rührbehälter eingeschlossenes freies Ende aufweist (Fig. 1).
5. Rührapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwelle (2) eine innere Tragwelle (29) und in Abstand zu ihr einen Wellenmantel (31) aufweist, der die schlagempfindliche Schutzschicht (30) trägt.
6. Rührapparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenmantel (31) über distanzhalterbildende elastische Zwischenglieder (27, 28) mit der inneren Tragwelle (29) verbunden ist.
7. Rührapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Zwischenglieder (27, 28) metallische Federbälge (27, 28) (Fig. 2) sind.
8. Rührapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennezeichnet, dass der durch die Stopfbüchseinrichtung (3, 3', 3") geführte Teil der Rührwelle (2, 2') von einer korrosionsfesten Hülse (61) umschlossen ist.
9. Rührapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass.die'Rührschaufeln (22-24) lösbar an Rührarmen (16 - 18) des Rührers befestigt sind und aus einem korrosionsfesten Material bestehen, wobei zwischen den Rührarmen und den Rührschaufeln eine elastische Einlage (26) vorgesehen ist.
10. Rührapparat nach Anspruch 9, dadurch gekennezeichnet, dass die Rührschaufeln (22 - 24) ein sich verjüngendes freies Ende (56) der Rührarme formschlüssig umfassen, wobei die elastische Einlage (26) an dieser Umfassungsfläche vorgesehen ist.
EP83110903A 1982-11-26 1983-11-02 Rührapparat mit schlagempfindlicher Schutzschicht Withdrawn EP0111148A3 (de)

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