EP0664155B1 - Stirrer - Google Patents
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- EP0664155B1 EP0664155B1 EP95100723A EP95100723A EP0664155B1 EP 0664155 B1 EP0664155 B1 EP 0664155B1 EP 95100723 A EP95100723 A EP 95100723A EP 95100723 A EP95100723 A EP 95100723A EP 0664155 B1 EP0664155 B1 EP 0664155B1
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- stirring element
- element according
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/113—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller
Definitions
- the invention relates to a stirrer for stirring in particular low and medium viscosity liquids, with one attachment on an agitator shaft and an inner main blade and one with this connected outer side sheet.
- the main sheet of the Ruhrorgans is on the inside (at the end facing away from the side sheet) attached to an agitator shaft and the side sheet is attached outside.
- Ruhr organs with stirring blades are known, their blade width is constant or tapers towards the tip of the leaf.
- a mixing element is known, the impeller of each a single leaf, which one is pointed outwards has tapered leaf shape.
- Propeller stirrers are also known Stirring blades with symmetrical, hanging or trailing Leaf shapes.
- the disadvantage here is the high cost of materials and also difficult to manufacture.
- the axial speeds are also distributed more or less evenly in the discharge area.
- Other well-known agitators, according to the point of view Wing theory are made, a short circuit flow do not avoid and are therefore limited in their efficiency.
- EP-A-0 542 713 describes a method and an apparatus for Mixing of fluids is known.
- a mixer is used, which has a first partial flow mainly in the longitudinal extent of the container as moving Column or a so-called central flow around the container axis around and creates a second partial flow that is opposite is directed, surrounding the columnar central flow and a so-called edge flow forms.
- the shape the mixing organs set such that their force effects on the fluid to form a columnar central flow and contribute to an annular edge flow.
- a Shovel shape selected with the blade area facing away from the agitator shaft in axial section an angle to that of the agitator shaft facing sheet area forms, and that of the agitator shaft facing leaf area at an angle to the plane of rotation of the Agitator is employed.
- the two leaf areas are from a uniform basic body with constant axial Width formed, for example, by appropriate folds.
- mixing element described, which a Shovel or a blade, the tip of which in one to Container axis is mainly inclined to the parallel plane To give fluid a radial-peripheral flow direction.
- the the mixing element facing the container bottom thus gives the fluid a preferred radially directed flow component in the mixing container.
- the invention is based on the object Mitigation of the difficulties outlined above Stirring device to provide a high hydraulic Efficiency.
- this is a Ruhrorgan according to the claim 1 specified.
- the angle ⁇ 0 is preferably in the range from approximately -25 ° to approximately + 25 ° and the angle of attack ⁇ 0 is preferably in the range from approximately 15 ° to approximately 29 °.
- the main blade is advantageously bent along a radial line or a line running at an acute angle ⁇ to it by an angle ⁇ 1 relative to the first section of the main blade, which is set at the angle of attack ⁇ 0 .
- the bent section of the main sheet can expediently be followed by further sections, each of which is bent relative to the previous section by an angle ⁇ 2 or ⁇ 3 .
- angles ⁇ 1 , ⁇ 2 and ⁇ 3 are preferably in the range from approximately 7 ° to approximately 19 °.
- the main blade is at least partially curved in the tangential section, it being possible for further curved sections of different curvature to adjoin a flat section set at the angle of incidence ⁇ 0 to the plane of rotation.
- the ratio of the radii of these bulges to the outside diameter the stirrer is preferably in the range of about 0.15 to about 0.8.
- the side sheet in the axial section simply or repeatedly kinked or arched.
- the bulge can have multiple sections Include different radii, the ratio of these Radii to the outside diameter of the stirrer preferably in Range is from about 0.1 to about 0.8.
- the line connecting the main sheet and the side sheet can expediently form an angle of approximately 70 ° to approximately 95 ° form the radial centerline of the main blade, while the tangential centerline of the side sheet preferably about one Angles from 60 ° to 110 ° to the radial center line of the main blade can form.
- the outer edge or outer contour is advantageous of the side sheet adapted to the circulating line of the stirring element or runs along this orbit.
- FIG. 1 has, for example, a hub 12 as Attachment to a stirrer shaft, not shown, and a radial seen inner main sheet 14 and an outer side sheet 16.
- Das Main blade 14 can be welded directly to the hub 12 or without an additional fastener, for example in the form of a spar connected to the hub 18.
- the side leaf 16 is firmly connected to the main sheet 14, e.g. by welding, or both blades 14, 16 are formed in one piece, e.g. cast or formed from a flat piece of sheet metal.
- the thickness of the two stirring blades 14, 16 can be of the same design or that outer sheet 16 can be made with reduced sheet thickness.
- the two stirring blades 14, 16 have a common front edge 20, which in the illustrated embodiment is parallel to one radial line R runs through the center of the as Attachment serving hub 12 goes.
- a connecting line 22 between the main sheet 14 and the side sheet 16 extends at an angle ⁇ 1 to this radial line R.
- the essentially tangential center line M of the side sheet 16 forms an angle ⁇ 2 to the radial line R.
- the angle ⁇ 1 is in the range from approximately 70 ° to approximately 95 °, while the angle ⁇ 2 is in the range from approximately 60 ° to approximately 110 °.
- the ratio of the tangential length l n of the side blade 16 to the outer diameter d 2 of the stirring element 10 is in the range from about 0.15 to about 0.4.
- the ratio of the diameter d 6 of the connecting line 22 between the main and side sheets 14 and 16 to the outer diameter d 2 of the stirring element 10 is in the range from about 0.25 to about 0.45.
- the main blade 14 tapers radially from inside out, its corners pointed or can be rounded.
- the side sheet 16 is on the front and rounded rear corner, and particularly its outer edge or outer contour 60 is on the circumferential line of the stirring element 10 adapted or follows this orbit.
- 2a, 2b and 2c show different shapes of the main sheet 14 in a tangential section A-A of FIG. 1 or 3.
- the main sheet 16 consists of three sections 24, 26 and 28, according to FIG. 2b, from four sections 24, 26, 28 and 30.
- the first section 24 is set at an angle ⁇ 0 to the plane of rotation of the stirring element 10 of approximately 15 ° to approximately 29 °.
- Section 24 is followed by at least one further section 26, possibly further sections 28, 30.
- the section 26 is bent relative to the section 24 by an angle ⁇ 1 downward (away from the plane of rotation) along a line which runs parallel or at an acute angle ( ⁇ in FIG. 3) to the radial line R.
- Section 26 can be followed by a further section 28, which is bent relative to section 26 by an angle ⁇ 2 downward (away from the plane of rotation) along a line which is parallel (FIG. 1) or at an acute angle ( ⁇ in Fig. 3) to the radial R.
- section 28 is followed by a further corresponding section 30, which is bent downward at an angle ⁇ 3 relative to section 28.
- angles ⁇ 1 , ⁇ 2 and ⁇ 3 are in the range from approximately 7 ° to approximately 19 °.
- the main sheet 14 thus comprises several sections 24 to 30, the increasingly stronger relative to the rotating plane of the agitator (Fig. 1) or are kinked at an acute angle ( ⁇ in FIG. 3), the kink lines being parallel to the radial line R.
- the main sheet 14 can Section A-A but also be arched with a uniform curvature or with curved sections with different radii or for example in the form of Combinations of curved and kinked sections.
- FIG. 2c shows an embodiment in which the first section 24 is flat and, as in FIGS. 2a and 2b, is set at the angle of rotation ⁇ 0 with respect to the plane of rotation of the stirring element 10.
- section 24 is adjoined by sections 32, 34, 36 which are curved one after the other with radii R1, R2 and R3, the individual sections tangentially into one another or with an angle ⁇ 1 in the range of approximately 7 ° pass to about 19 ° (Fig. 2a and 2b).
- the variants of the main sheet shown in FIGS. 2a to 2c can also in the embodiment variants according to FIGS. 3 to 6 be provided.
- the ratio of the radii R1, R2 and R3 to the outer diameter d 2 of the stirring element 10 is in the range from about 0.15 to about 0.8.
- FIG. 3 and 3a show an embodiment in which the lines 38, along which the main sheet 14 is kinked or arched, run at an acute angle ⁇ to the radial line R.
- the Lines 38 advantageously run parallel to each other and the innermost line 38, which is closest to radial line R, preferably starts from the corner point 62 at which the trailing edge of the main sheet 14 and the side sheet 16 bump into each other.
- the angle ⁇ can range, for example, from about 5 ° to about 30 °, preferably from about 10 ° to about 23 °.
- Fig. 3a shows a section of an arched leaf shape through the Main sheet 14 along line A-A of FIG. 3.
- the main blade 14 can consist of a flat section 24, which is set at an angle ⁇ 0 to the plane of rotation of the stirring element 10.
- the section 24 can then, for example, be followed by further flat sections 26, 28, 30 at the angles ⁇ 1 , ⁇ 2 and ⁇ 3 or further curved sections with the radii R1, R2, R3 in accordance with the embodiment according to FIG. 2c.
- 4a, 4b and 4c show an axial section along the Line B-B of FIG. 3 or FIG. 1
- the side sheet 16 is preferably bent upwards at an angle ⁇ 0 to the main sheet 14 (based on the stirred tank, not shown).
- the side sheet 16 can, however, also be bent downwards by the angle ⁇ 0 in the direction of the bottom of the stirred tank relative to the main sheet 14, as shown at 52.
- the angle ⁇ 0 is preferably in the range from approximately -25 ° to + 25 °.
- the side sheet 16 comprises three sections 40, 42 and 44 (with other sections can be provided).
- Sections 40, 42 and 44 are flat in themselves and the inner section 40 forms with the main blade 14 the angle ⁇ 0 already mentioned.
- Section 40 is adjoined by section 42, which is bent relative to section 40 by an angle ⁇ 1 .
- the section 44 adjoining the section 42 to the outside is bent relative to the section 42 by an angle ⁇ 2 .
- the fold lines between the sections 40 and 42 and between the sections 42 and 44 preferably run parallel to the center line M of the side sheet 16, which in turn, as already stated, includes the angle ⁇ 2 with the radial line R (FIG. 1).
- the widths of the individual sections 40, 42 and 44 as well as the widths of the sections 24, 26, 28 and 30 can be designed differently.
- the kink angles ⁇ 1 , ⁇ 2 etc. between the individual sections 40, 42 and 44 are in the range from 0 to approximately 15 °.
- the sections 40, 42 and 44 are increasingly bent upwards, based on the stirred tank, not shown. However, as shown at 54, they can also be bent downwards towards the bottom of the stirred tank.
- FIG. 4c shows an embodiment in which the side sheet 16 is arched in axial section.
- the curvature can be even, but here is preferably the side sheet 16 of several sections with different curvature, i.e. different radii, with the main blade 14 connects first curved section 46 with a radius R1 which is followed by a second curved section 48 with the radius R2, and this in turn is followed by a third section 50 with the Radius R3. (Other sections may vary connect.)
- the ratio of the radii R1, R2 and R3 to the outer diameter d 2 of the stirring element 10 is preferably in the range from about 0.1 to about 0.8.
- embodiments can also be provided for combinations of kinked and arched sections available.
- the variants shown in Figures 4a to 4c of the side sheet 16 can also in the embodiments shown further including Fig. 1 and in connection with 2a to 2c are provided.
- Fig. 5 shows a variant of the stirring element according to Fig. 1, in which a slot 58 between the main sheet 14 and the side sheet 16 trained, i.e. the two stirring blades are only one Part of the tangential width of the main sheet 14 with each other connected.
- Fig. 6 also shows a variant of the stirring element 10, at which the main blade 14 only on the spar 18 (but not directly on the hub 12) and the edges of the main blade 14 rounded and the transition between the main sheet 14 and the side sheet 16 is rounded.
- a broken line is alternatively a square one in FIG. 6 Design variant of an outer contour of a stirrer with Main sheet and side sheet shown as an example. Same or Similar variants can also be used for the others Embodiments of the stirring elements shown as well as combinations partially rounded and partially angular.
- the stirrer according to the invention can have multiple blades, in particular be double-winged.
- the ratio of the outside diameter of the agitator to the inside diameter of the agitator at about 0.2 to about 0.7. Funding is preferably given in axial direction, with the agitator according to the invention Short-circuit currents are largely suppressed, which is the pressure side results in a broadened axial profile, and by a expresses significantly increased efficiency.
- the agitator will preferred for low-viscosity and medium-viscosity single or multi-phase liquids used in round or rectangular Containers that have a diameter of about 0.5 m to about 20 m and more can have. If necessary, can also on a stirrer shaft several stirring elements can be arranged one above the other.
- the rotary movement of the stirrer according to the invention can in the agitated liquid is a highly concentrated axial jet are preferably generated in the direction of the container bottom, which means that the contents of the container are thoroughly mixed is guaranteed.
- the stirring element according to the invention can be made of any metallic Materials or plastic exist. It can be surface treated be, e.g. sandblasted, polished, clothed, coated, rubberized or enamelled. It can be with or without baffles can be used in the stirred tank and it can be centric, eccentric or be installed at an angle in the stirred tank.
- the invention provides a stirring element for stirring e.g. low-viscosity and medium-viscosity liquids.
- the Stirrer comprises an inner main blade and an outer side blade, which are both connected.
- the main sheet is preferably bent down with respect to the agitator plane or arched while the side sheet preferably in relation to the level of the agitator is kinked or curved.
Description
Die Erfindung betrifft ein Rührorgan zum Rühren von insbesondere niedrig- und mittelviskosen Flüssigkeiten, mit einer Befestigung an einer Rührwelle sowie einem inneren Hauptblatt und einem mit diesem verbundenen äußeren Seitenblatt. Das Hauptblatt des Ruhrorgans ist innen (am vom Seitenblatt abgewandten Ende) an einer Rührwelle befestigt und außen ist das Seitenblatt angebracht.The invention relates to a stirrer for stirring in particular low and medium viscosity liquids, with one attachment on an agitator shaft and an inner main blade and one with this connected outer side sheet. The main sheet of the Ruhrorgans is on the inside (at the end facing away from the side sheet) attached to an agitator shaft and the side sheet is attached outside.
Es sind Ruhrorgane mit Rührblättern bekannt, deren Blattbreite konstant ist oder sich zur Blattspitze hin verjüngt. Aus EP-A-0 577 456 ist ein Mischorgan bekannt, dessen Rührflügel jeweils aus einem einzigen Blatt besteht, welches eine nach außen spitz zulaufende Blattform hat. Bekannt sind ferner Propellerrührer mit Rührblättern mit symmetrischen, hängenden oder nachlaufenden Blattformen.Ruhr organs with stirring blades are known, their blade width is constant or tapers towards the tip of the leaf. From EP-A-0 577 456 a mixing element is known, the impeller of each a single leaf, which one is pointed outwards has tapered leaf shape. Propeller stirrers are also known Stirring blades with symmetrical, hanging or trailing Leaf shapes.
Nachteilig hierbei sind der hohe Materialaufwand und auch die schwierige Herstellbarkeit. Auch verteilen sich die Axialgeschwindigkeiten in der Ausströmfläche mehr oder weniger gleichmäßig. Andere bekannte Rührorgane, die nach Gesichtspunkten der Tragflügeltheorie gefertigt sind, können eine Kurzschlußströmung nicht vermeiden und sind daher in ihrem Wirkungsgrad beschränkt.The disadvantage here is the high cost of materials and also difficult to manufacture. The axial speeds are also distributed more or less evenly in the discharge area. Other well-known agitators, according to the point of view Wing theory are made, a short circuit flow do not avoid and are therefore limited in their efficiency.
Aus EP-A-0 542 713 sind ein Verfahren und ein Apparatur zur Vermischung von Fluiden bekannt. Nach dem Verfahren zur Vermischung von Fluiden in einem zylindrischen Mischbehälter wird ein Mischwerk eingesetzt, welches eine erste Teilströmung hauptsächlich in der Längserstreckung des Behälters als bewegte Säule oder eine sogenannte Zentralströmung um die Behälterachse herum und eine zweite Teilströmung erzeugt, die entgegengesetzt gerichtet ist, die säulenförmige Zentralströmung umgibt und eine sogenannte Randströmung bildet. Bei der Vorrichtung wird die Form der Mischorgane derart festgelegt, daß deren Kraftwirkungen auf das Fluid zur Entstehung einer säulenförmigen Zentralströmung und einer ringförmigen Randströmung beitragen. Hierzu wird eine Schaufelform gewählt, bei der der Rührwelle abgewandte Blattbereich im axialen Schnitt einen Winkel zu dem der Rührwelle zugewandten Blattbereich bildet, und bei der der zur Rührwelle zugewandte Blattbereich in einem Winkel zur Drehebene des Rührorgans angestellt ist. Die beiden Blattbereiche werden von einem einheitlichen Grundkörper mit gleichbleibender axialer Breite beispielsweise durch entsprechende Abkantungen ausgebildet. Ferner wird dort ein in der Nähe des Bodens des Mischbehälters angeordnetes Mischorgan beschrieben, welches eine Schaufel oder ein Blatt hat, deren/dessen Spitze in einer zur Behälterachse hauptsächlich parallelen Ebene geneigt ist, um dem Fluid eine radial-peripherale Strömungsrichtung zu verleihen. Das dem Behälterboden zugewandte Mischorgan erteilt somit dem Fluid im Mischbehälter eine bevorzugte radial gerichtete Strömungskomponente.EP-A-0 542 713 describes a method and an apparatus for Mixing of fluids is known. According to the mixing procedure of fluids in a cylindrical mixing container a mixer is used, which has a first partial flow mainly in the longitudinal extent of the container as moving Column or a so-called central flow around the container axis around and creates a second partial flow that is opposite is directed, surrounding the columnar central flow and a so-called edge flow forms. In the device, the shape the mixing organs set such that their force effects on the fluid to form a columnar central flow and contribute to an annular edge flow. For this, a Shovel shape selected, with the blade area facing away from the agitator shaft in axial section an angle to that of the agitator shaft facing sheet area forms, and that of the agitator shaft facing leaf area at an angle to the plane of rotation of the Agitator is employed. The two leaf areas are from a uniform basic body with constant axial Width formed, for example, by appropriate folds. There will also be a near the bottom of the mixing tank arranged mixing element described, which a Shovel or a blade, the tip of which in one to Container axis is mainly inclined to the parallel plane To give fluid a radial-peripheral flow direction. The the mixing element facing the container bottom thus gives the fluid a preferred radially directed flow component in the mixing container.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Abschwächung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten ein Rührorgan bereitzustellen, das einen hohen hydraulischen Wirkungsgrad hat.In contrast, the invention is based on the object Mitigation of the difficulties outlined above Stirring device to provide a high hydraulic Efficiency.
Nach der Erfindung wird hierzu ein Ruhrorgan nach dem Patentanspruch 1 angegeben.According to the invention, this is a Ruhrorgan according to the claim 1 specified.
Bei dem erfindungsgemäßen Ruhrorgan erfolgt die Förderung bevorzugt in axialer Richtung, und es werden Kurzschlußströmungen weitgehend unterdrückt, wodurch man ein druckseitig verbreitetes Axialprofil erhält. Hierdurch erhält man einen deutlich höheren hydraulischen Wirkungsgrad dank einer stark gebündelten Axialströmung. Funding is provided for the Ruhr organ according to the invention preferably in the axial direction, and there are short-circuit currents largely suppressed, which means that a widespread pressure Receives axial profile. This gives you a much higher one hydraulic efficiency thanks to a highly concentrated axial flow.
Der Winkel δ0 liegt hierbei vorzugsweise im Bereich von etwa -25° bis etwa +25° und der Anstellwinkel γ0 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 15° bis etwa 29°.The angle δ 0 is preferably in the range from approximately -25 ° to approximately + 25 ° and the angle of attack γ 0 is preferably in the range from approximately 15 ° to approximately 29 °.
Vorteilhafterweise ist das Hauptblatt längs einer radialen Linie oder einer zu dieser in einem spitzen Winkel ε verlaufenden Linie um einen Winkel γ1 relativ zu dem ersten Abschnitt des Hauptblattes abgeknickt, der unter dem Anstellwinkel γ0 angestellt ist.The main blade is advantageously bent along a radial line or a line running at an acute angle ε to it by an angle γ 1 relative to the first section of the main blade, which is set at the angle of attack γ 0 .
An den abgeknickten Abschnitt des Hauptblattes können sich zweckmäßigerweise weitere Abschnitte anschließen, die jeweils relativ zum vorhergehenden Abschnitt um einen Winkel γ2 bzw. γ3 abgeknickt sind.The bent section of the main sheet can expediently be followed by further sections, each of which is bent relative to the previous section by an angle γ 2 or γ 3 .
Die Winkel γ1, γ2 und γ3 liegen vorzugsweise im Bereich von etwa 7° bis etwa 19°.The angles γ 1 , γ 2 and γ 3 are preferably in the range from approximately 7 ° to approximately 19 °.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Hauptblatt im tangentialen Schnitt wenigstens teilweise gewölbt ausgebildet, wobei sich an einen im Anstellwinkel γ0 zur Drehebene angestellten ebenen Abschnitt weitere gewölbte Abschnitte unterschiedlicher Wölbung anschließen können.According to a further embodiment, the main blade is at least partially curved in the tangential section, it being possible for further curved sections of different curvature to adjoin a flat section set at the angle of incidence γ 0 to the plane of rotation.
Das Verhältnis der Radien dieser Wölbungen zum Außendurchmesser des Rührorganes liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,15 bis etwa 0,8.The ratio of the radii of these bulges to the outside diameter the stirrer is preferably in the range of about 0.15 to about 0.8.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Seitenblatt im axialen Schnitt einfach oder mehrfach abgeknickt oder gewölbt ausgebildet. Die Wölbung kann mehrere Abschnitte mit Unterschiedlichen Radien umfassen, wobei das Verhältnis dieser Radien zum Außendurchmesser des Rührorganes vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 0,8 liegt. According to a further embodiment of the invention, the side sheet in the axial section simply or repeatedly kinked or arched. The bulge can have multiple sections Include different radii, the ratio of these Radii to the outside diameter of the stirrer preferably in Range is from about 0.1 to about 0.8.
Die Verbindungslinie zwischen dem Hauptblatt und dem Seitenblatt kann zweckmäßigerweise einen Winkel von etwa 70° bis etwa 95° zur radialen Mittellinie des Hauptblattes bilden, während die tangentiale Mittellinie des Seitenblattes vorzugsweise etwa einen Winkel von 60° bis 110° zur radialen Mittellinie des Hauptblattes bilden kann.The line connecting the main sheet and the side sheet can expediently form an angle of approximately 70 ° to approximately 95 ° form the radial centerline of the main blade, while the tangential centerline of the side sheet preferably about one Angles from 60 ° to 110 ° to the radial center line of the main blade can form.
Vorteilhafterweise ist schließlich die Außenkante oder Außenkontur des Seitenblattes an die Umlauflinie des Rührorganes angepaßt bzw. verläuft längs dieser Umlauflinie.Finally, the outer edge or outer contour is advantageous of the side sheet adapted to the circulating line of the stirring element or runs along this orbit.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben, in der
- Fig. 1
- in schematischer Draufsicht ein Rührorgan nach der Erfindung zeigt.
- Fig. 2a, 2b und 2c
- zeigen im Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 1 unterschiedliche Formen des Hauptblattes.
- Fig. 3
- zeigt in Draufsicht eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rührorganes.
- Fig. 3a
- zeigt einen Schnitt des Hauptblattes längs der Linie A-A von Fig. 3.
- Fig. 4a, 4b und 4c
- zeigen im axialen Schnitt längs der Linie B-B von Fig. 3 unterschiedliche Ausführungsformen des Seitenblattes.
- Fig. 5 und 6
- zeigen Varianten des erfindungsgemäßen Rührorganes nach Fig. 1.
- Fig. 1
- shows a schematic plan view of an agitator according to the invention.
- 2a, 2b and 2c
- show in section along the line AA of Fig. 1 different shapes of the main sheet.
- Fig. 3
- shows a plan view of a further embodiment of the stirring element according to the invention.
- Fig. 3a
- shows a section of the main sheet along the line AA of Fig. 3rd
- 4a, 4b and 4c
- show in axial section along the line BB of Fig. 3 different embodiments of the side sheet.
- 5 and 6
- show variants of the stirring element according to the invention according to FIG. 1.
Das Rührorgan 10 nach Fig. 1 hat beispielsweise eine Nabe 12 als
Befestigung an einer nicht gezeigten Rührwelle sowie ein radial
gesehen inneres Hauptblatt 14 und ein äußeres Seitenblatt 16. Das
Hauptblatt 14 kann direkt an der Nabe 12 angeschweißt sein mit
oder ohne einem zusätzlichen Befestigungselement beispielsweise
in Form eines mit der Nabe verbundenen Holmes 18. Das Seitenblatt
16 ist mit dem Hauptblatt 14 fest verbunden, z.B. durch Schweißen,
oder beide Blätter 14, 16 sind einteilig ausgebildet, z.B.
gegossen oder aus einem ebenen Blechstück geformt. Die Dicke der
beiden Rührblätter 14, 16 kann gleich ausgebildet sein oder das
äußere Blatt 16 kann mit reduzierter Blattdicke ausgeführt sein.1 has, for example, a
Die beiden Rührblätter 14, 16 haben eine gemeinsame Vorderkante
20, die in der dargestellten Ausführungsform parallel zu einer
radialen Linie R verläuft, die durch den Mittelpunkt der als
Befestigung beispielsweise dienenden Nabe 12 geht.The two stirring
Eine Verbindungslinie 22 zwischen Hauptblatt 14 und Seitenblatt
16 verläuft in einem Winkel β1 zu dieser radialen Linie R. Die im
wesentlichen tangential verlaufende Mittellinie M des Seitenblattes
16 bildet einen Winkel β2 zur radialen Linie R.A connecting
Der Winkel β1 liegt im Bereich von etwa 70° bis etwa 95°, während der Winkel β2 im Bereich von etwa 60° bis etwa 110° liegt.The angle β 1 is in the range from approximately 70 ° to approximately 95 °, while the angle β 2 is in the range from approximately 60 ° to approximately 110 °.
Das Verhältnis der tangentialen Länge ln des Seitenblattes 16 zum
Außendurchmesser d2 des Rührorganes 10 liegt im Bereich von etwa
0,15 bis etwa 0,4.The ratio of the tangential length l n of the
Das Verhältnis des Durchmessers d6 der Verbindungslinie 22
zwischen dem Haupt- und Seitenblatt 14 und 16 zum Außendurchmesser
d2 des Rührorganes 10 liegt im Bereich von etwa 0,25 bis etwa
0,45.The ratio of the diameter d 6 of the connecting
Wie Fig. 1 zeigt, verjüngt sich das Hauptblatt 14 radial von
innen nach außen, wobei seine Ecken spitz ausgebildet oder
abgerundet sein können. Das Seitenblatt 16 ist an der vorderen
und hinteren Ecke abgerundet, und insbesondere seine Außenkante
oder Außenkontur 60 ist an die Umlauflinie des Rührorganes 10
angepaßt bzw. folgt dieser Umlauflinie. 1, the
Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigen verschiedene Formen des Hauptblattes
14 in einem tangentialen Schnitt A-A von Fig. 1 oder Fig. 3.2a, 2b and 2c show different shapes of the
Gemäß Fig. 2a besteht das Hauptblatt 16 aus drei Abschnitten 24,
26 und 28, gemäß Fig. 2b aus vier Abschnitten 24, 26, 28 und 30.2a, the
Der erste Abschnitt 24 ist zur Drehebene des Rührorganes 10 in
einem Winkel γ0 von etwa 15° bis etwa 29° angestellt. An den
Abschnitt 24 schließt sich mindestens ein weiterer Abschnitt 26
gegebenenfalls weiter Abschnitte 28, 30 an. Der Abschnitt 26 ist
relativ zum Abschnitt 24 um einen Winkel γ1 nach unten (von der
Drehebene weg) abgeknickt längs einer Linie, die parallel oder
unter einem spitzen Winkel (ε in Fig. 3) zur radialen Linie R
verläuft. An den Abschnitt 26 kann sich ein weiterer Abschnitt
28 anschließen, der relativ zum Abschnitt 26 um einen Winkel γ2
nach unten (weg von der Drehebene) abgeknickt ist längs einer
Linie, die parallel (Fig. 1) oder unter einem spitzen Winkel
(ε in Fig. 3) zur Radialen R verläuft. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 2b schließt sich an den Abschnitt 28 noch ein weiterer
entsprechender Abschnitt 30 an, der in einem Winkel γ3 relativ
zum Abschnitt 28 nach unten abgeknickt ist.The
Die Winkel γ1, γ2 und γ3 liegen im Bereich von etwa 7° bis etwa 19°.The angles γ 1 , γ 2 and γ 3 are in the range from approximately 7 ° to approximately 19 °.
Das Hauptblatt 14 umfaßt damit mehrere Abschnitte 24 bis 30, die
zunehmend stärker relativ zur Drehebene des Rührorgans (Fig. 1)
oder unter einem spitzen Winkel (ε in Fig. 3) abgeknickt sind,
wobei die Knicklinien parallel zu der radialen Linie R verlaufen.The
Die einzelnen Abschnitte 24, 26, 28 und 30 sind in sich eben
ausgebildet.The
Nach einer anderen Ausführungsform kann das Hauptblatt 14 im
Schnitt A-A aber auch gewölbt ausgebildet sein mit einer
gleichmäßigen Wölbung oder mit gewölbten Abschnitten mit
unterschiedlichen Radien oder auch beispielsweise in Form von
Kombinationen aus gewälbten und abgeknickten Abschnitten.According to another embodiment, the
Fig. 2c zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der erste
Abschnitt 24 eben ausgebildet ist und wie bei den Fig. 2a und 2b
zur Drehebene des Rührorganes 10 im Anstellwinkel γ0 angestellt
ist. An den Abschnitt 24 schließen sich bei der Ausführungsform
nach Fig. 2c nacheinander gewölbte Abschnitte 32, 34, 36 an
entsprechend mit den Radien R1, R2 und R3, wobei die einzelnen
Abschnitte tangential ineinander oder mit einem Winkel γ1 im
Bereich von etwa 7° bis etwa 19° (Fig. 2a und 2b) übergehen.2c shows an embodiment in which the
Die in den Figuren 2a bis 2c gezeigten Varianten des Hauptblatts können auch bei den Ausführungsvarianten nach den Fig. 3 bis 6 vorgesehen sein.The variants of the main sheet shown in FIGS. 2a to 2c can also in the embodiment variants according to FIGS. 3 to 6 be provided.
Das Verhältnis der Radien R1, R2 und R3 zum Außendurchmesser d2
des Rührorganes 10 liegt im Bereich von etwa 0,15 bis etwa 0,8.The ratio of the radii R1, R2 and R3 to the outer diameter d 2 of the stirring
Die Fig. 3 und 3a zeigen eine Ausführungsform, bei der die Linien
38, längs welcher das Hauptblatt 14 geknickt oder gewölbt ist,
in einem spitzen Winkel ε zur radialen Linie R verlaufen. Die
Linien 38 verlaufen unter sich zweckmäßigerweise parallel und die
innerste Linie 38, die der radialen Linie R am nächsten liegt,
geht vorzugsweise von dem Eckpunkt 62 aus, an welchem die
nachlaufende Kante des Hauptblatts 14 und das Seitenblatt 16
aneinanderstoßen.3 and 3a show an embodiment in which the
Der Winkel ε kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 5° bis etwa 30°, vorzugsweise von etwa 10° bis etwa 23° liegen.The angle ε can range, for example, from about 5 ° to about 30 °, preferably from about 10 ° to about 23 °.
Fig. 3a zeigt einen Schnitt einer gewölbten Blattform durch das
Hauptblatt 14 längs der Linie A-A von Fig. 3.Fig. 3a shows a section of an arched leaf shape through the
Wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2a, 2b und 2c kann
das Hauptblatt 14 aus einem ebenen Abschnitt 24 bestehen, der
unter dem Winkel γ0 zur Drehebene des Rührorganes 10 angestellt
ist. An den Abschnitt 24 können sich dann beispielsweise weitere
ebene Abschnitte 26, 28, 30 unter den Winkel γ1, γ2 und γ3 oder
weitere gewölbte Abschnitte mit den Radien R1, R2, R3 entsprechend
der Ausführungsform nach Fig. 2c anschließen.As in the embodiments according to FIGS. 2a, 2b and 2c, the
Die Fig. 4a, 4b und 4c zeigen einen axialen Schnitt längs der Linie B-B von Fig. 3 oder Fig. 14a, 4b and 4c show an axial section along the Line B-B of FIG. 3 or FIG. 1
Wie aus Fig. 4a hervorgeht, ist das Seitenblatt 16 in einem
Winkel δ0 zum Hauptblatt 14 vorzugsweise nach oben (bezogen auf
den nicht dargestellten Rührbehälter) abgeknickt. Das Seitenblatt
16 kann aber auch um den Winkel δ0 nach unten in Richtung zum
Boden des Rührbehälters relativ zum Hauptblatt 14 abgeknickt
sein, wie bei 52 gezeigt ist.As can be seen from FIG. 4a, the
Der Winkel δ0 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa -25° bis +25°.The angle δ 0 is preferably in the range from approximately -25 ° to + 25 °.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4b umfaßt das Seitenblatt 16
drei Abschnitte 40, 42 und 44 (wobei noch weitere Abschnitte
vorgesehen sein können).In the embodiment according to FIG. 4b, the
Die Abschnitte 40, 42 und 44 sind in sich eben ausgebildet und
der innere Abschnitt 40 bildet mit dem Hauptblatt 14 den bereits
genannten Winkel δ0. An den Abschnitt 40 schließt sich der
Abschnitt 42 an, der relativ zum Abschnitt 40 um einen Winkel δ1
abgeknickt ist. Der sich an den Abschnitt 42 nach außen anschließende
Abschnitt 44 ist relativ zum Abschnitt 42 um einen Winkel
δ2 abgeknickt.
Die Knicklinien zwischen den Abschnitten 40 und 42 sowie zwischen
den Abschnitten 42 und 44 verlaufen vorzugsweise parallel zur
Mittellinie M des Seitenblattes 16, die ihrerseits, wie bereits
ausgeführt, mit der radialen Linie R (Fig. 1) den Winkel β2
einschließt. Die Breiten der einzelnen Abschnitte 40, 42 und 44
wie auch die Breiten der Abschnitte 24, 26, 28 und 30 können
unterschiedlich ausgebildet sein. Die Knickwinkel δ1, δ2 etc.
zwischen den einzelnen Abschnitten 40, 42 und 44 liegen im
Bereich von 0 bis etwa 15°. Die Abschnitte 40, 42 und 44 sind
zunehmend nach oben abgeknickt, bezogen auf den nicht gezeigten
Rührbehälter. Sie können aber auch, wie bei 54 gezeigt, entsprechend
nach unten in Richtung zum Boden des Rührbehälters
abgeknickt sein.The fold lines between the
Fig. 4c zeigt eine Ausführungsform, bei der das Seitenblatt 16
im axialen Schnitt gewölbt ausgebildet ist. Die Wölbung kann
gleichmäßig sein, vorzugsweise besteht hier aber das Seitenblatt
16 aus mehreren Abschnitten mit unterschiedlicher Wölbung, d.h.
unterschiedlichen Radien, wobei sich an das Hauptblatt 14 ein
erster gewölbter Abschnitt 46 mit einem Radius R1 anschließt, auf
den ein zweiter gewölbter Abschnitt 48 mit dem Radius R2 folgt,
und auf diesen wiederum folgt ein dritter Abschnitt 50 mit dem
Radius R3. (Weitere Abschnitte können sich gegebenenfalls
anschließen.)4c shows an embodiment in which the
Der Übergang zwischen dem Hauptblatt 14 und dem ersten gewölbten
Abschnitt 46 sowie der Übergang zwischen den einzelnen gewölbten
Abschnitten 46, 48, 50 erfolgt tangential und so, daß das
Seitenblatt 16 sich kontinuierlich nach oben wölbt, bezogen auf
den nicht gezeigten Rührbehälter. Aber auch bei der Ausführungsform
nach Fig. 4c kann vorgesehen sein, daß sich die
einzelnen gewölbten Abschnitte des Seitenblattes 16 nach unten
in Richtung zum Boden des Rührbehälters hin wölben, wie bei 56
gezeigt ist.The transition between the
Das Verhältnis der Radien R1, R2 und R3 zum Außendurchmesser d2
des Rührorganes 10 liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1 bis
etwa 0,8.The ratio of the radii R1, R2 and R3 to the outer diameter d 2 of the stirring
Beispielsweise können auch Ausführungsformen vorgesehen sein, bei
denen Kombinationen aus abgeknickten und gewölbten Abschnitten
vorhanden sind. Die in den Figuren 4a bis 4c gezeigten Varianten
des Seitenblatts 16 können auch bei den weiter gezeigten Ausführungsbeispielen
einschließlich Fig. 1 sowie in Verbindung mit
Fig. 2a bis 2c vorgesehen werden. For example, embodiments can also be provided for
combinations of kinked and arched sections
available. The variants shown in Figures 4a to 4c
of the
Fig. 5 zeigt eine Variante des Rührorganes nach Fig. 1, bei der
zwischen dem Hauptblatt 14 und dem Seitenblatt 16 ein Schlitz 58
ausgebildet ist, d.h. die beiden Rührblätter sind nur über einen
Teil der tangentialen Breite des Hauptblattes 14 miteinander
verbunden.Fig. 5 shows a variant of the stirring element according to Fig. 1, in which
a
Fig. 6 zeigt ebenfalls eine Variante des Rührorganes 10, bei
welchem das Hauptblatt 14 nur am Holm 18 (jedoch nicht direkt an
der Nabe 12) befestigt ist und weiterhin die Kanten des Hauptblattes
14 abgerundet und der Übergang zwischen dem Hauptblatt
14 und dem Seitenblatt 16 ausgerundet ist.Fig. 6 also shows a variant of the stirring
In gebrochener Linie ist in Fig. 6 alternativ eine eckige Ausführungsvariante einer Außenkontur eines Rührorgans mit Hauptblatt und Seitenblatt als Beispiel gezeigt. Gleiche oder ähnliche Varianten können entsprechend auch bei den anderen Ausführungsformen der gezeigten Rührorgane sowie auch Kombinationen aus teilweise abgerundet und teilweise eckig vorgesehen sein.A broken line is alternatively a square one in FIG. 6 Design variant of an outer contour of a stirrer with Main sheet and side sheet shown as an example. Same or Similar variants can also be used for the others Embodiments of the stirring elements shown as well as combinations partially rounded and partially angular.
Das erfindungsgemäße Rührorgan kann mehrflügelig, insbesondere zweiflügelig ausgebildet sein. Das Verhältnis des Außendurchmessers des Rührorganes zum Innendurchmesser des Rührbehälters liegt bei etwa 0,2 bis etwa 0,7. Die Förderung erfolgt vorzugsweise in axialer Richtung, wobei durch das erfindungsgemäße Rührorgan Kurzschlußströmungen weitgehend unterdrückt werden, was druckseitig ein verbreitertes Axialprofil ergibt, und sich durch einen deutlich erhöhten Wirkungsgrad ausdrückt. Das Rührorgan wird bevorzugt für niedrigviskose und mittelviskose ein- oder mehrphasige Flüssigkeiten eingesetzt in runden oder rechteckigen Behältern, die Durchmesser von etwa 0,5 m bis etwa 20 m und mehr haben können. Im Bedarfsfall können auf einer Rührerwelle auch mehrere Rührorgane übereinander angeordnet werden.The stirrer according to the invention can have multiple blades, in particular be double-winged. The ratio of the outside diameter of the agitator to the inside diameter of the agitator at about 0.2 to about 0.7. Funding is preferably given in axial direction, with the agitator according to the invention Short-circuit currents are largely suppressed, which is the pressure side results in a broadened axial profile, and by a expresses significantly increased efficiency. The agitator will preferred for low-viscosity and medium-viscosity single or multi-phase liquids used in round or rectangular Containers that have a diameter of about 0.5 m to about 20 m and more can have. If necessary, can also on a stirrer shaft several stirring elements can be arranged one above the other.
Durch die Drehbewegung des erfindungsgemäßen Rührorganes kann in der gerührten Flüssigkeit ein stark gebündelter Axialstrahl vorzugsweise in Richtung des Behälterbodens erzeugt werden, wodurch eine intensive Durchmischung des Behälterinhaltes gewährleistet ist.The rotary movement of the stirrer according to the invention can in the agitated liquid is a highly concentrated axial jet are preferably generated in the direction of the container bottom, which means that the contents of the container are thoroughly mixed is guaranteed.
Das Rührorgan nach der Erfindung kann aus beliebigen metallischen Werkstoffen oder Kunststoff bestehen. Es kann oberflächenbehandelt sein, z.B. sandgestrahlt, poliert, bekleidet, beschichtet, gummiert oder emailliert. Es kann mit oder ohne Stromstörer im Rührbehälter verwendet werden, und es kann zentrisch, exzentrisch oder schräg in den Rührbehälter eingebaut sein.The stirring element according to the invention can be made of any metallic Materials or plastic exist. It can be surface treated be, e.g. sandblasted, polished, clothed, coated, rubberized or enamelled. It can be with or without baffles can be used in the stirred tank and it can be centric, eccentric or be installed at an angle in the stirred tank.
Zusammenfassend gibt die Erfindung ein Rührorgan zum Rühren von z.B. niedrigviskosen und mittelviskosen Flüssigkeiten an. Das Rührorgan umfaßt ein inneres Hauptblatt und ein äußeres Seitenblatt, die beide miteinander verbunden sind. Das Hauptblatt ist vorzugsweise in Bezug auf die Rührorganebene nach unten abgeknickt oder gewölbt ausgebildet, während das Seitenblatt vorzugsweise in Bezug auf die Rührorganebene nach oben hin abgeknickt oder gewölbt ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung des Rührorgans wird ein hoher hydraulischer Wirkungsgrad erreicht und somit eine sehr gute Durchmischung des Rührgutes bei geringsten Energieeinträgen ermöglicht.In summary, the invention provides a stirring element for stirring e.g. low-viscosity and medium-viscosity liquids. The Stirrer comprises an inner main blade and an outer side blade, which are both connected. The main sheet is preferably bent down with respect to the agitator plane or arched while the side sheet preferably in relation to the level of the agitator is kinked or curved. Through this training of the agitator is achieved a high hydraulic efficiency and thus a very good mixing of the mix lowest energy inputs possible.
Claims (19)
- Stirring element for stirring in particular low viscosity and medium viscosity liquids, having a mounting on a stirrer shaft (12) as well as an inner main blade (14) and an external side blade (16) connected to the latter, which also has the following features:a) the side blade (16) forms an angle (δ0) with the main blade (14) in axial section,b) the main blade (14) is set at an angle (γ0) to the plane of rotation of the stirring element (10), andc) for preferred axial conveying, the tangential length (1n) of the side blade (16) is greater than the width of the main blade (14) at the transition point from the main to the side blade,d) the ratio of the tangential length (ln) of the side blade (16) to the external diameter (d2) of the stirring element (10) lies in the range from about 0.15 to about 0.4, ande) the main blade (14) and the side blade (16) form a common leading edge (20).
- Stirring element according to claim 1, characterised in that the setting angle (γ0) lies in the range from about 15° to about 29°.
- Stirring element according to claim 1 or 2, characterised in that the angle (δ0) lies in the range from about -25° to about +25°.
- Stirring element according to one of claims 1 to 3, characterised in that the main blade (14) is bent along a line (38), which runs parallel or at an acute angle (ε) to a radial line (R) of the main blade (14), by an angle (γ1) relative to a first section (24) of the main blade (14), which forms the setting angle (γ0) with the plane of rotation of the stirring element.
- Stirring element according to claim 4, characterised in that further sections (28, 30) follow the bent section (26) of the main blade (14) and are bent in each case relative to the preceding section by the angle (γ2 or γ3) along the parallel bending lines (38) at a distance from one another.
- Stirring element according to claim 4 or 5, characterised in that the angles (γ1, γ2 and γ3) lie in the range from about 7° to about 19°.
- Stirring element according to one of claims 1 to 6, characterised in that the main blade (14) is designed to be at least partially arched in tangential section.
- Stirring element according to one of the preceding claims, characterised in that at least one, preferably several arched sections (32, 34, 36) having radii (R1, R2 and R3) follow a flat section (24) set at the setting angle (γ0) to the plane of rotation.
- Stirring element according to claim 8, characterised in that the ratio of the radii (R1, R2 and R3) to the external diameter (d2) of the stirring element (10) lies in the range from about 0.15 to about 0.8.
- Stirring element according to claim 1, characterised in that at least one, preferably several further sections (42, 44) follow a first section (40) of the side blade (16) which forms the angle (δ0) with the main blade (14), which sections (42, 44) are bent in each case relative to the preceding section by angles (δ1 or δ2) along parallel lines spaced apart in the radial direction which run preferably parallel to the central line (M) of the side blade (16) which forms an angle (β2) with a radial line (R) of the main blade (14).
- Stirring element according to claim 10, characterised in that the angles (δ1 and δ2) lie in the range from about 0 to about 15°.
- Stirring element according to claim 10 or 11, characterised in that the angle (β2) lies in the range from about 60° to about 110°.
- Stirring element according to one of the preceding claims, characterised in that the side blade (16) is designed to be at least partially arched in axial section.
- Stirring element according to claim 13, characterised in that the side blade (16) is formed from several sections (46, 48, 50) of different curvature having radii (R1, R2 and R3).
- Stirring element according to claim 14, characterised in that the ratio of the radii (R1, R2 and R3) to the external diameter (d2) of the stirring element lies in the range from about 0.1 to 0.8.
- Stirring element according to one of the preceding claims, characterised in that the connecting line (22) between main blade (14) and side blade (16) runs at an angle (β1) in the range of about 70° to about 95° with a radial line (R) of the main blade (14).
- Stirring element according to one of the preceding claims, characterised in that the external edge (60) of the side blade (16) is matched to the peripheral line of the stirring element (10).
- Stirring element according to one of the preceding claims, characterised in that the ratio of diameter (d6) of the main blade (14) to the external diameter (d2) of the stirring element (10) lies in the range from about 0.25 to about 0.45.
- Stirring element according to one of the preceding claims, characterised in that the ratio of external diameter (d2) of the stirring element (10) to the internal diameter of the stirring container lies in the range from about 0.02 to 0.7.
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