EP0847799B1 - Rührorgan - Google Patents

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EP0847799B1
EP0847799B1 EP97121866A EP97121866A EP0847799B1 EP 0847799 B1 EP0847799 B1 EP 0847799B1 EP 97121866 A EP97121866 A EP 97121866A EP 97121866 A EP97121866 A EP 97121866A EP 0847799 B1 EP0847799 B1 EP 0847799B1
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stirring
stirring element
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support disc
hub
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Peter Dipl.-Ing. Forschner
Rainer Dr.-Ing. Krebs
Hans-Jürgen Dipl.-Ing. Weiss
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EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
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EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
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Definitions

  • the invention relates to an agitator, in particular a Fumigation stirrer for stirring liquids, which a gas, for example air, is supplied according to Preamble of claim 1.
  • a gas for example air
  • a stirrer of the type mentioned above is known from US-A-5,198,156 or US-A-4,779,990.
  • one of the The gas supplied to the stirring liquid is as small as possible Bubbles dispersed to a large surface for the Mass transfer between the gas and the liquid too create.
  • Such a gassing stirrer usually includes one Disc stirrers with stirring blades and an annular one Gas distributor, circular along its apex Holes are formed that keep the gas rotating Feed disc stirrer, the shear effect of which Gas is further dispersed.
  • the stirrer By the rotational movement the stirrer is created on the back of the Stirring blades a negative pressure, which is there to form Gas cushion leads.
  • These gas cushions give the stirring blades a more aerodynamic contour, which is in a sharp drop in performance at a given speed expresses.
  • the invention is based on the object Stirring device to create these disadvantages mentioned above at least essentially eliminated.
  • a stirring element is provided for this purpose, which has the features of claim 1.
  • FIG. 1 shows a top view of a stirring element 10 with a hub 12 for fastening the stirring element 10 to a not shown Agitator shaft.
  • the Agitator 10 has a central axis 32. This rotates during operation Stirring element 10 in the direction of arrow P around the stirrer axis central axis 32.
  • the level of rotation or stirring level 30 lies transversely to the stirring axis 32.
  • the support disk 14 is conical, the fictitious cone tip expediently in the Stirring axis 32 lies.
  • the support disk 14 can also in other ways, for example graded, conical or curved, as long as below it the cavity 36 is formed.
  • FIG. 2 shows, there is a supply pipe 28 for the gas supply in the Cavity 36 introduced, the mouth 38 conveniently below the fictitious cone tip and concentric to the stirring axis 32 lies.
  • the support plate 14 is on its outer Circumferential edge 40 with, in particular, triangular prongs 26 provided that apart from the attachment points of the stirring blades 16 along the entire circumference of the support disk 14 run.
  • the prongs 26 are expediently in the surface of the cone shell 34 (or form part of this), they but can also up or down relative to the cone shell 34 be turned.
  • prongs 26 forming a ring of peaks are uniform Gas leakage and improve the dispersion of the over the Feed pipe 28 in the cavity 36 introduced gas, or with in other words, they help break up the gas bubbles.
  • Figure 3 shows a plan view of the blank, that is given sheet metal blank of a stirring blade 16 before this in his Operating form is bent.
  • the blank 42 is approximately trapezoidal in shape and has on its outside (related to the later working position) one Width B1 of, for example, 40mm and one on the inside Width B2 of, for example, 50mm.
  • the radial length L1 of the Blank 42 is, for example, 37 to 38mm. (Of course the invention is not based on this only as an example mentioned dimensions.)
  • the blank 42 becomes wedge-shaped along its center line 44 bent such that the two legs 18 and 20 of the wedge enclose an angle ⁇ , as shown in FIG. 4.
  • the wedge angle ⁇ expediently lies approximately in the range from 45 ° to 75 °, and he is preferably about 60 °.
  • End sections 22 and 24 of the two legs 18 and 20 are longitudinal of the bending lines 46 and 48 and based on that in FIG. 3 shown position of the blank 42 upwards by an angle ⁇ ( Figure 4) bent.
  • the angle ⁇ between the respective end section 22, 24 and its associated leg 18, 20 is expediently in Range from about 120 ° to 160 ° and is preferably about 140 °.
  • the end sections 22, 24 are essentially triangular formed, and their width increases in the radial direction from the The outside of the stirring blade is towards the inside of the stirring blade.
  • On the inside of the stirring blade 50 in this example is the width B3 End section 22, 24 about 12.5 mm, but this dimension only is an example to which the invention is not limited.
  • the Length L2 of the end sections 22, 24, measured from the inside of the stirring blade 50 off, can expediently about two thirds to amount to three quarters of the radial length L1 of the stirring blade 16, while the width B3 of the end portions 22, 24 on the inside of the stirring blade 50 about 20% to 30%, preferably about 25%, the total width B2 of the stirring blade blank 42 can be.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Rührorgan, insbesondere ein Begasungs-Rührorgan zum Rühren von Flüssigkeiten, denen ein Gas, zum Beispiel Luft, zugeführt wird, gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein Rührorgan der vorstehend genannten Art ist aus US-A-5,198,156 oder US-A-4,779,990 bekannt.
Aus DE-A-23 00 205 und DE-A-35 19 520 ist es bekannt, Teile des Rührers kegelförmig auszubilden, um das eingebrachte Gas darunter zu sammeln und neu zu dispergieren. In EP-A-0 441 505 ist die Schrägstellung von keilförmigen Rührorganen beschrieben, um die Strömung entsprechend zu beeinflussen.
Mittels eines Begasungs-Rührorganges wird ein der zu rührenden Flüssigkeit zugeführtes Gas in möglichst kleine Blasen dispergiert, um eine große Oberfläche für den Stoffübergang zwischen dem Gas und der Flüssigkeit zu schaffen.
Gewöhnlich umfaßt ein solches Begasungs-Rührorgan einen Scheibenrührer mit Rührblättern und einen ringförmigen Gasverteiler, längs dessen Scheitellinie kreisförmige Löcher ausgebildet sind, die das Gas dem rotierenden Scheibenrührer zuführen, durch dessen Scherwirkung das Gas weiter dispergiert wird. Durch die Rotationsbewegung des Rührorganes entsteht aber auf der Rückseite der Rührblätter ein Unterdruck, der dort zur Bildung von Gaspolstern führt. Diese Gaspolster geben den Rührblättern eine strömungsgünstigere Kontur, die sich in einem starken Leistungsabfall bei gegebener Drehzahl äußert.
Da für den Stoffübergang aber zwei Parameter, nämlich die Gasmenge und der Leistungseintrag durch das Rührvorgang bestimmend sind, muß, um die Einstellung des gewünschten Stoffüberganges beherrschen zu können, durch eine Drehzahlsteigerung das Defizit der Leistungsreduzierung ausgeglichen werden. Dies bedingt einen erheblichen regelungstechnischen und apparativen Aufwand.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Rührorgan zu schaffen, das diese vorgenannten Nachteile jedenfalls im wesentlichen beseitigt.
Nach der Erfindung wird hierzu ein Rührorgan bereitgestellt, welches die Merkmale dess Anspruches 1 aufweist.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1
eine schematische Draufsicht auf das neuerungsgemäße Rührorgan.
Fig. 2
schematisch einen Längsschnitt durch die Mittelachse des Rührorganes nach Figur 1,
Fig. 3
eine Draufsicht auf ein Rührblatt des Rührorganes im noch ebenen, ungebogenen Zustand, und
Fig. 4
schematisch eine Ansicht des fertig bearbeiteten Rührblattes in Richtung des Pfeiles A in Figur 1.
Figur 1 zeigt in Draufsicht ein Rührorgan 10 mit einer Nabe 12 zur Befestigung des Rührorganes 10 an einer nicht dargestellten Rührwelle.
Mit der Nabe 12 fest verbunden ist eine Tragscheibe 14, an deren äußerem Umfangsrand mehrere, im wesentlichen radial nach außen sich erstreckende Rührblätter 16 fest angebracht sind. Das Rührorgan 10 hat eine Mittelachse 32. Im Betrieb dreht sich das Rührorgan 10 in Richtung des Pfeiles P um diese die Rührachse bildende Mittelachse 32.
Die Drehebene oder Rührebene 30 liegt quer zur Rührachse 32.
Wie Figur 2 zeigt, ist die Tragscheibe 14 kegelförmig ausgebildet, wobei die fiktive Kegelspitze zweckmäßigerweise in der Rührachse 32 liegt. Der Kegelmantel 34 erstreckt sich von der Nabe 12 weg nach unten und er bildet mit der Rührebene 30 einen Winkel δ von zum Beispiel 17°. In diesem Fall beträgt der Kegelöffnungswinkel γ = 146°. Zweckmäßigerweise kann aber der Kegelöffnungswinkel γ im Bereich von etwa 140° bis 150° liegen.
Unterhalb der kegeligen Tragscheibe 14 und unterhalb der Nabe 12 wird somit ein Hohlraum 36 gebildet.
Die Tragscheibe 14 kann auch in anderer Weise, zum Beispiel abgestuft, konisch oder gewölbt ausgebildet sein, so lange nur unter ihr der Hohlraum 36 gebildet wird.
Wie Figur 2 zeigt, ist ein Zufuhrrohr 28 für die Gaszufuhr in den Hohlraum 36 eingeführt, dessen Mündung 38 zweckmäßigerweise unterhalb der fiktiven Kegelspitze und konzentrisch zur Rührachse 32 liegt.
Wie Figur 1 zeigt, ist die Tragscheibe 14 an ihrem äußeren Umfangsrand 40 mit insbesondere dreieckförmigen Zacken 26 versehen, die abgesehen von den Befestigungsstellen der Rührblätter 16 längs des gesamten Umfanges der Tragscheibe 14 verlaufen. Die Zacken 26 liegen zweckmäßigerweise in der Fläche des Kegelmantels 34 (bzw. bilden einen Teil von diesem), sie können aber auch relativ zum Kegelmantel 34 nach oben oder unten abgebogen sein.
Diese einen Zackenkranz bildenden Zacken 26 vergleichmäßigen den Gasaustritt und verbessern die Dispergierung des über das Zufuhrrohr 28 in den Hohlraum 36 eingeführten Gases, oder mit anderen Worten, sie unterstützen die Zerteilung der Gasblasen.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den Zuschnitt, das heißt den gegebenen Blech-Rohling eines Rührblattes 16, ehe dieses in seine Betriebs-Form gebogen wird.
Der Rohling 42 ist etwa trapezförmig gestaltet und er hat an seiner Außenseite (bezogen auf die spätere Arbeitsposition) eine Breite B1 von zum Beispiel 40mm und an seiner Innenseite eine Breite B2 von zum Beispiel 50mm. Die radiale Länge L1 des Rohlings 42 liegt beispielsweise bei 37 bis 38mm. (Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese nur als Beispiel genannten Maße beschränkt.)
Längs seiner Mittellinie 44 wird der Rohling 42 keilförmig abgebogen derart, daß die beiden Schenkel 18 und 20 des Keiles einen Winkel α umschließen, wie Figur 4 zeigt. Der Keilwinkel α liegt zweckmäßigerweise etwa im Bereich von 45° bis 75°, und er beträgt vorzugsweise etwa 60°.
Die in radialer Richtung A (Figuren 1 und 3) gesehen inneren Endabschnitte 22 und 24 der beiden Schenkel 18 und 20 sind längs der Biegelinien 46 bzw. 48 und bezogen auf die in Figur 3 dargestellte Lage des Rohlings 42 nach oben um einen Winkel β (Figur 4) abgebogen.
Der Winkel β zwischen dem jeweiligen Endabschnitt 22, 24 und seinem zugehörigen Schenkel 18, 20 liegt zweckmäßigerweise im Bereich von etwa 120° bis 160° und er beträgt vorzugsweise etwa 140°.
Bezogen auf die Drehrichtung P des Rührorganes 10 (Figuren 1 und 4) sind die Endabschnitte 22, 24 relativ zu den Schenkeln 18, 20 nach außen abgewinkelt, wie Figur 4 zeigt.
Die Endabschnitte 22, 24 sind im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet, und ihre Breite nimmt in radialer Richtung von der Rührblattaußenseite zur Rührblattinnenseite zu. An der Rührblattinnenseite 50 beträgt in diesem Beispiel die Breite B3 der Endabschnitt 22, 24 etwa 12,5mm, wobei auch diese Maßangabe nur ein Beispiel ist, auf das die Erfindung nicht beschränkt ist. Die Länge L2 der Endabschnitte 22, 24, gemessen von der Rührblattinnenseite 50 aus, kann zweckmäßigerweise etwa zwei Drittel bis drei Viertel der radialen Länge L1 des Rührblattes 16 betragen, während die Breite B3 der Endabschnitte 22, 24 an der Rührblattinnenseite 50 etwa 20 % bis 30 %, vorzugsweise etwa 25 %, der Gesamtbreite B2 des Rührblatt-Rohrlings 42 betragen kann.
Mit dem erefindungsgemäßen Rührorgan wird ein niedriger Ausgangsleistungsbeiwert erreicht. Die Gaszufuhr wird vereinfacht und es werden Verstopfungen vermieden. Ferner ermöglicht die kegelförmige Ausbildung der Tragscheibe und ihr Zackenkranz an ihrem Außenrand eine gleichmäßige Verteilung und gute Dispergierung der Gasblasen.

Claims (11)

  1. Rührorgan, insbesondere Begasungs-Rührorgan zum Rühren von Flüssigkeiten, denen ein Gas, zum Beispiel Luft, zugeführt wird, mit einer Nabe (12) zur Befestigung an einer Rührwelle, einer mit der Nabe (12) verbundenen Tragscheibe (14), an deren Umfangsrand eine Mehrzahl von Rührblättern (16) angebracht ist, die jeweils in Bewegungsrichtung keilförmig abgewinkelt ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die radial inneren Endabschnitte (22, 24) der beiden Schenkel (18, 20) des Rührblattes (16) relativ zu den Schenkeln (18, 20) nach außen abgewinkelt sind.
  2. Rührorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (β) zwischen dem jeweiligen Schenkel (18) bzw. (20) und seinem abgewinkelten Endabschnitt (22 bzw. 24) etwa 120° bis 160°, vorzugsweise etwa 140° beträgt.
  3. Rührorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (22, 24) dreieckförmig ausgebildet sind und ihre Breite radial von außen nach innen zunimmt.
  4. Rührorgan nach einem der Ansprüche 1 bs 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (22, 24) dreieckförmig ausgebildet sind und ihre Breite radial von außen nach innen zunimmt.
  5. Rührorgan nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel (α) des Rührblattes (16) etwa 45° bis 75°, vorzugsweise etwa 60° beträgt.
  6. Rührorgan nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (14) für die Rührblätter (16) von der Nabe (12) weg nach unten abgewinkelt oder abgebogen ist derart, daß unter ihr ein Hohlraum (36) gebildet ist.
  7. Rührorgan nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (14) gewölbt, abgestuft, konisch oder insbesondere kegelförmig ausgebildet ist.
  8. Rührorgan nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelöffnungswinkel (γ) der Tragscheibe (14) etwa 140° bis 150°, insbesondere etwa 146° beträgt.
  9. Rührorgan nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (14) an ihrem Außenrand (40) mit insbesondere dreieckförmigen Zacken (26) versehen ist.
  10. Rührorgan nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zacken (26) in der Kegelmantelfläche (34) liegen oder relativ zu dieser abgewinkelt sind.
  11. Rührorgan nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mittels eines Zufuhrrohres (28) in den Hohlraum (36) unter der kegeligen Tragscheibe (14) einführbar ist.
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