EP3079802B1 - Vorrichtung zum umwälzen einer in einem behälter aufgenommenen flüssigkeit - Google Patents

Vorrichtung zum umwälzen einer in einem behälter aufgenommenen flüssigkeit Download PDF

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EP3079802B1
EP3079802B1 EP14793059.8A EP14793059A EP3079802B1 EP 3079802 B1 EP3079802 B1 EP 3079802B1 EP 14793059 A EP14793059 A EP 14793059A EP 3079802 B1 EP3079802 B1 EP 3079802B1
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EP
European Patent Office
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cut
stirring body
conveyor
out surface
ribs
Prior art date
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EP14793059.8A
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English (en)
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EP3079802A1 (de
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Marcus HÖFKEN
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Invent Umwelt und Verfahrenstechnik AG
Original Assignee
Invent Umwelt und Verfahrenstechnik AG
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Publication date
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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
    • B01F27/117—Stirrers provided with conical-shaped elements, e.g. funnel-shaped
    • B01F27/1171—Stirrers provided with conical-shaped elements, e.g. funnel-shaped having holes in the surface
    • 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
    • B01F27/117—Stirrers provided with conical-shaped elements, e.g. funnel-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/50—Mixing receptacles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/305—Treatment of water, waste water or sewage

Definitions

  • the invention relates to a device for circulating a liquid received in a container, in particular for circulating wastewater received in a basin.
  • Such a device is from the WO 2006/108538 A1 known.
  • the known device it is possible to circulate the wastewater received in the basin with a relatively small amount of electrical energy.
  • the object of the invention is to provide a device with which a liquid received in a container can be circulated with improved efficiency.
  • the geometric center of gravity of the breakthrough surface is in a region between the center line and one of the two transport ribs.
  • breakthrough surface is understood to mean a planar surface which results from projection onto a plane which extends perpendicular to the surface normal extending through the center of gravity onto the breakdown surface.
  • the geometric center of gravity of the breakthrough surface corresponds to the center of mass of a physical body corresponding to the breakdown surface, which consists of homogeneous material and has the same thickness everywhere. It can therefore be determined, for example, purely mechanically by balancing.
  • the geometric center of gravity of the breakthrough surface can also be calculated using generally known mathematical methods.
  • the break-through surface may be approximately described by a polygon, and a mathematical method for computing the centroid of a polygon may be used to calculate the geometric centroid.
  • top of the stirring body is understood to mean the side which is approximately convex or raised.
  • bottom of the stirring body on an approximately concave or recess forming form.
  • the transport ribs each have a curvature, which is directed towards the shaft in the radial direction. Ie. the transport ribs are inclined in the region of a peripheral edge and then bend in the radial direction.
  • the efficiency of the stirring body can be improved.
  • the breakthrough surface extends substantially in the radial direction. It has a first end near the shaft and a second end near the peripheral edge.
  • the breakthrough area may have a greater width at the second end than at the first end. Ie. the breakthrough area elongated in the radial direction advantageously increases towards the peripheral edge.
  • a height of the transport ribs increases from the peripheral edge to approximately to the first end of the adjacent breakthrough surface.
  • the height of the transport ribs then takes about from the first end of the adjacent Breakthrough surface in the direction of the shaft again.
  • a maximum of the height of the transport ribs may also lie between the first and the second end. It is in this case preferably closer to the first end than to the second end. It has been shown that in particular the design of the transport ribs in combination with the adjacent position of the breakthrough surfaces leads to a further increase in efficiency.
  • the breakthrough surface is bounded on its one longitudinal side by a transport rib.
  • the one longitudinal side of the breakthrough surface is advantageously adjacent or adjacent to the seen from the top of the stirring ago her convex curved side of the transport rib limited.
  • the transport rib is inclined towards the aperture surface of the adjacent or adjacent breakthrough.
  • the transport rib can form an angle ⁇ of about 90 ° with the top of the stirring body in the region of the peripheral edge.
  • the angle ⁇ advantageously decreases in the direction of the breakthrough surface to a value in the range of 60 to 87 °, so that the transport rib is inclined towards the breakthrough surface. This surprisingly causes a further increase in efficiency.
  • a ratio between a lateral surface of the stirring body and a total breakthrough area of all apertures is in the range from 10: 1 to 10: 2.
  • the term "lateral surface of the stirring body” is understood to mean the surface of the upper side of the stirring body, the surfaces formed by the transporting ribs being omitted.
  • the focal points of the breakdown surfaces are spaced approximately at the same angle.
  • a symmetry of the stirring body is advantageously defined by an n-fold axis of rotation, where n is an integer value of 6 to 12. Ie. the stirring body according to the invention advantageously has six to twelve of the openings.
  • the stirring body is formed of identical segments, which are connected to each other along from the peripheral edge to a centrally arranged connector extending joining zones. This considerably simplifies the production of the stirring body.
  • each segment such that the transport rib is arranged in the region of a joining zone and the opening is partially bounded by the transport rib.
  • the openings in the region of a radially inner half of the stirring body are arranged. Ie. the aperture extends with its second end at most up to half of the radius of the stirring body.
  • Fig. 1 shows a plan view of a designated here generally by the reference numeral 1 agitator according to the prior art.
  • the stirring body has a substantially hyperboloidal shape (not visible here).
  • a central connection piece 2 serves for connection to a shaft (not shown here).
  • Each of the transport ribs T1 to T8 has a ridgeline K1 to K8 in each case.
  • Two adjacent ridgelines, for example K1 and K2 define therebetween a center line M1, M2.
  • the center line M1, M2 results from points of equal minimum distance to each of the ridge lines K1 and K2 of the adjacent transport ribs T1 and T2.
  • an opening D1 to D8 is provided in each case.
  • a breakdown area of the opening D1 to D8 has in each case a geometric center of gravity S1 to S8.
  • the geometric center of gravity S1 to S8 in the prior art agitator 1 lies on the corresponding center line, of which only the center lines M1 and M2 are shown here by way of example.
  • the Fig. 2 to 6 show a stirring body according to the invention 1.
  • the openings D1 to D8 are each arranged adjacent to the transport ribs T1 to T8.
  • the geometrical centers of gravity, of which only the centers of gravity S1 and S8 are shown here by way of example, are the openings D1 to D8 in the agitator 1 according to the invention in a region between the center lines M1, M8 and the ridge lines K1, K8 of the adjacent transport ribs T1, T8.
  • the centers of gravity S1, S8 are located approximately in the middle between the respective center lines M1, M8 and the adjacent transport ribs T1, T8.
  • the geometric center of gravity S1, S8 can lie in particular in the central region of a straight path W, which connects the center lines M1, M8 with the adjacent transport rib T1, T8 (see Fig. 2 ).
  • Under the "middle Range "of the route W is understood as an area extending from the end of a first third to the beginning of a third third of the route W, ie, the area comprises the second third of the distance W.
  • the focal points S1, S8 at least 1 cm, preferably at least 2 cm, in the circumferential direction next to the center line on the route W.
  • Each aperture D1 to D8 has a first end E1 in the vicinity of the connector 2 and a shaft attached thereto and a second end E2 in the vicinity of the peripheral edge UR (see Fig. 4 ).
  • the aperture D1 to D8 has an elongated shape in the radial direction. An area of the aperture area increases toward the peripheral edge UR.
  • the breakthrough surface is bounded on its one longitudinal side by a transport rib T1 to T8. In a plan view of the upper side O, the one longitudinal side of the breakthrough surface is advantageously delimited by the convexly curved side of the transport rib T1 to T8.
  • Each transport rib T1 to T8 has a minimum height H1 in the area of the peripheral edge UR and a maximum height H2 in the area of the opening D1 to D8.
  • a ratio H1 / H2 is in the range 1/5 to 1/100, preferably in the range 1/5 to 1/20.
  • the maximum height H2 is advantageously at the first end E1 of the opening D1 to D8. It can also lie between the first and the second end E2 of the opening D1 to D8.
  • a normal of the maximum height lies on the breakthrough surface D1 to D8 at a distance of at most 15 cm from the first end E1.
  • the maximum height H2 decreases from the openings D1 to D8 in the direction of the connecting piece 2 again.
  • the transport ribs T1 to T8 extend at least in the region of the peripheral edge UR substantially perpendicular to the top O, ie they form with the top O an angle ⁇ of about 90 °.
  • the angle ⁇ decreases with increasing distance to the peripheral edge UR, so that the transport rib T1 to T8 inclines towards the adjacent opening D1 to D8.
  • the angle ⁇ is expediently less than 90 °. He lies there in a range of 60 to 87 °. Overall, the angle ⁇ can thus be in a range of 60 to 90 °.
  • the partial overlap of the openings D1 to D8 by the obliquely inclined transport ribs T1 to T8 is in particular from the Fig. 3 and 4 seen. - In Fig. 4 is designated by the reference numeral U one of the top O of the stirring body 1 opposite underside.
  • the stirring body 1 is constructed symmetrically in the present embodiment. He has here an eight-fold axis of rotation. It is of course also possible for the stirring body 1 to have an n-fold axis of rotation, where n is, for example, an integer value of 6 to 12.
  • the stirring body 1 may advantageously be made of a plurality of identical segments Sg1 to Sg8 (see Figs. 2 to 4 ).
  • the segments Sg1 to Sg8 are along joining zones F1 to F8 (see FIG Fig. 3 ) connected with each other.
  • a course of the joining zones F1 to F8 substantially corresponds to the curved course of the transport ribs T1 to T8.
  • Fig. 7 shows by way of example a perspective view of a first segment Sg1.
  • the first segment Sg1 has at its one long edge a first joint section Fa1 and at its other long edge a second joint section Fa2.
  • the first joining section Fa1 is provided with a first joining profile P1, which here is designed in the manner of a step. From the first joining profile P1 extends at the angle ⁇ , the first transport rib T1.
  • the first segment Sg1 generally has a second joining profile P2 (not shown in detail here), which corresponds to the first joining profile P1.
  • the second joining profile P2 corresponds to the cross section of a flat plate.
  • first segment Sg1 can be connected to each other with identical other segments Sg2 to Sg8, preferably by means not shown here screw connections.
  • threaded bushes can be provided in the region of the second joining profile P2. It is also possible to glue the segments Sg1 to Sg8 together in addition to the mentioned screw connections.
  • the stirring body 1 has a hyperboloid-like shape, it may also be that the stirring body 1 is formed, for example, in the manner of a truncated cone.
  • the device according to the invention can be operated with a significantly improved efficiency.
  • the reason for this is essentially the arrangement of the openings D1 to D8, such that their geometric center of gravity S1 to S8 is located in the vicinity of an adjacent transport rib T1 to T8.
  • the inclination of the transport ribs T1 to T8 towards the adjacent breakthrough surfaces contributes to a further increase in efficiency.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Sewage (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwälzen einer in einem Behälter aufgenommenen Flüssigkeit, insbesondere zum Umwälzen von in einem Becken aufgenommenem Abwasser.
  • Eine solche Vorrichtung ist aus der WO 2006/108538 A1 bekannt. Mit der bekannten Vorrichtung ist es möglich, das im Becken aufgenommene Abwasser mit einem relativ geringen Einsatz an elektrischer Energie umzuwälzen. Gleichwohl besteht das Bedürfnis, die Effizienz einer solchen Vorrichtung weiterhin zu verbessern, so dass mehr Energie eingespart werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine in einem Behälter aufgenommene Flüssigkeit mit verbesserter Effizienz umgewälzt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 11.
  • Nach Maßgabe der Erfindung wird vorgeschlagen, dass sich der geometrische Schwerpunkt der Durchbruchsfläche in einem Bereich zwischen der Mittellinie und einer der beiden Transportrippen befindet. - Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verlagerung der Durchbruchsfläche bezüglich der Mittellinie in die Nähe einer der beiden Transportrippen die Effizienz der Vorrichtung erheblich gesteigert werden kann.
  • Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff "Durchbruchsfläche" eine ebene Fläche verstanden, welche sich durch Projektion auf eine Ebene ergibt, welche senkrecht zur durch den Schwerpunkt verlaufenden Flächennormalen auf die Durchbruchsfläche verläuft.
  • Der geometrische Schwerpunkt der Durchbruchsfläche entspricht dem Massenmittelpunkt eines zur Durchbruchsfläche korrespondierenden physikalischen Körpers, der aus homogenem Material besteht und überall die gleiche Dicke hat. Er lässt sich deshalb beispielsweise rein mechanisch durch Balancieren bestimmen. Der geometrische Schwerpunkt der Durchbruchsfläche kann aber auch mit allgemein bekannten mathematischen Verfahren berechnet werden. Beispielsweise kann die Durchbruchsfläche näherungsweise durch ein Polygon beschrieben werden und zur Berechnung des geometrischen Schwerpunkts ein mathematisches Verfahren zur Berechnung des Schwerpunkts eines Polygons verwendet werden. Daneben ist es auch möglich, den geometrischen Schwerpunkt der Durchbruchsfläche durch Integration zu bestimmen.
  • Unter dem Begriff "Oberseite des Rührkörpers" wird diejenige Seite verstanden, welche etwa konvex oder erhaben geformt ist. Demgegenüber weist eine "Unterseite des Rührkörpers" eine etwa konkave oder eine Vertiefung bildende Form auf.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Transportrippen jeweils eine Krümmung auf, welche zur Welle hin in Radialrichtung gerichtet ist. D. h. die Transportrippen verlaufen im Bereich eines Umfangsrands schräg und biegen dann in Radialrichtung um. Damit kann die Effizienz des Rührkörpers verbessert werden.
  • Die Durchbruchsfläche erstreckt sich im Wesentlichen in Radialrichtung. Sie weist ein erstes Ende in der Nähe der Welle und ein zweites Ende in der Nähe des Umfangsrands auf. Die Durchbruchsfläche kann beim zweiten Ende eine größere Breite als beim ersten Ende aufweisen. D. h. die in Radialrichtung langgestreckte Durchbruchsfläche vergrößert sich vorteilhafterweise zum Umfangsrand hin.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung nimmt eine Höhe der Transportrippen vom Umfangsrand bis etwa zum ersten Ende der benachbarten Durchbruchsfläche hin zu. Die Höhe der Transportrippen nimmt sodann etwa vom ersten Ende der benachbarten Durchbruchsfläche in Richtung der Welle wieder ab. Ein Maximum der Höhe der Transportrippen kann auch zwischen dem ersten und dem zweiten Ende liegen. Es liegt in diesem Fall vorzugsweise näher am ersten Ende als am zweiten Ende. - Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die Ausgestaltung der Transportrippen in Kombination mit der benachbarten Lage der Durchbruchsflächen zu einer weiteren Effizienzsteigerung führt.
  • Vorteilhafterweise wird die Durchbruchsfläche an ihrer einen Längsseite durch eine Transportrippe begrenzt. Die eine Längsseite der Durchbruchsfläche ist vorteilhafterweise benachbart oder angrenzend an die von der Oberseite des Rührkörpers her gesehene konvex gekrümmte Seite der Transportrippe begrenzt.
  • Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Transportrippe zur Durchbruchsfläche des benachbarten oder daran angrenzenden Durchbruchs hin geneigt. Die Transportrippe kann mit der Oberseite des Rührkörpers im Bereich des Umfangsrands einen Winkel α von etwa 90° bilden. Der Winkel α nimmt vorteilhafterweise in Richtung der Durchbruchsfläche auf einen Wert im Bereich von 60 bis 87° ab, so dass die Transportrippe zur Durchbruchsfläche hin geneigt ist. Das bewirkt überraschenderweise eine weitere Steigerung der Effizienz.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt ein Verhältnis zwischen einer Mantelfläche des Rührkörpers und einer Gesamtdurchbruchsfläche sämtlicher Durchbrüche im Bereich von 10:1 bis 10:2. Unter dem Begriff "Mantelfläche des Rührkörpers" wird die Fläche der Oberseite des Rührkörpers verstanden, wobei die durch die Transportrippen gebildeten Flächen weggelassen sind.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schwerpunkte der Durchbruchsflächen etwa im selben Winkel voneinander beabstandet. Eine Symmetrie des Rührkörpers ist vorteilhafterweise durch eine n-zählige Drehachse definiert, wobei n ein ganzzahliger Wert von 6 bis 12 ist. D. h. der erfindungsgemäße Rührkörper weist vorteilhafterweise sechs bis zwölf der Durchbrüche auf.
  • Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Rührkörper aus baugleichen Segmenten gebildet, welche entlang von sich vom Umfangsrand bis zu einem zentral angeordneten Anschlussstück erstreckenden Fügezonen miteinander verbunden sind. Das vereinfacht die Herstellung des Rührkörpers erheblich.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, jedes Segment so auszugestalten, dass die Transportrippe im Bereich einer Fügezone angeordnet ist und der Durchbruch abschnittsweise durch die Transportrippe begrenzt wird.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Durchbrüche im Bereich einer radial innen liegenden Hälfte des Rührkörpers angeordnet. D. h. der Durchbruch erstreckt sich mit seinem zweiten Ende höchstens bis zur Hälfte des Radius des Rührkörpers.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf einen Rührkörper nach dem Stand der Technik,
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rührkörpers,
    Fig. 3
    eine Draufsicht gemäß Fig. 2,
    Fig. 4
    eine Unteransicht gemäß Fig. 2,
    Fig. 5
    eine perspektivische Unteransicht gemäß Fig. 2,
    Fig. 6
    eine Seitenansicht gemäß Fig. 2 und
    Fig. 7
    eine perspektivische Ansicht eines Segments.
  • Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen hier allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneten Rührkörper nach dem Stand der Technik. Der Rührkörper weist eine im Wesentlichen hyperboloidartige Form (hier nicht erkennbar) auf. Ein zentrales Anschlussstück 2 dient einer Verbindung mit einer (hier nicht gezeigten) Welle. An einer Oberseite O des Rührkörpers 1 sind mehrere vom Umfangsrand UR in Richtung der Welle bzw. in Richtung des Anschlussstücks 2 verlaufende Transportrippen T1 bis T8 vorgesehen. Jede der Transportrippen T1 bis T8 weist jeweils eine Kammlinie K1 bis K8 auf. Zwei benachbarte Kammlinien, beispielsweise K1 und K2, definieren dazwischen eine Mittellinie M1, M2. Die Mittellinie M1, M2 ergibt sich durch Punkte gleichen Minimalabstands zu jeder der Kammlinien K1 und K2 der benachbarten Transportrippen T1 und T2.
  • Zwischen jeweils zwei Transportrippen T1 bis T8 ist jeweils ein Durchbruch D1 bis D8 vorgesehen. Eine Durchbruchsfläche des Durchbruchs D1 bis D8 weist jeweils einen geometrischen Schwerpunkt S1 bis S8 auf. Der geometrische Schwerpunkt S1 bis S8 liegt bei dem Rührkörper 1 nach dem Stand der Technik jeweils auf der dazu korrespondierenden Mittellinie, von denen hier beispielhaft lediglich die Mittellinien M1 und M2 gezeigt sind.
  • Die Fig. 2 bis 6 zeigen einen erfindungsgemäßen Rührkörper 1. Wie insbesondere aus den Fig. 2, 3 und 6 hervorgeht, sind hier die Durchbrüche D1 bis D8 jeweils angrenzend an die Transportrippen T1 bis T8 angeordnet. Die geometrischen Schwerpunkte, von denen hier beispielhaft lediglich die Schwerpunkte S1 und S8 gezeigt sind, der Durchbrüche D1 bis D8 liegen beim erfindungsgemäßen Rührkörper 1 in einem Bereich zwischen den Mittellinien M1, M8 und den Kammlinien K1, K8 der benachbarten Transportrippen T1, T8.
  • Vorteilhafterweise befinden sich die Schwerpunkte S1, S8 etwa mittig zwischen den jeweiligen Mittellinien M1, M8 und der benachbarten Transportrippen T1, T8. Die geometrischen Schwerpunkte S1, S8 können insbesondere im mittleren Bereich einer geraden Wegstrecke W liegen, welche die Mittellinien M1, M8 mit der benachbarten Transportrippe T1, T8 verbindet (siehe Fig. 2). Unter dem "mittleren Bereich" der Wegstrecke W wird ein Bereich verstanden, der sich vom Ende eines ersten Drittels bis zum Anfang eines dritten Drittels der Wegstrecke W erstreckt, d. h. der Bereich umfasst also das zweite Drittel der Wegstrecke W. In der praktischen Ausgestaltung liegen die Schwerpunkte S1, S8 zumindest 1 cm, vorzugsweise zumindest 2 cm, in Umfangsrichtung neben der Mittellinie auf der Wegstrecke W.
  • Jeder Durchbruch D1 bis D8 weist ein erstes Ende E1 in der Nähe des Anschlussstücks 2 bzw. einer daran angebrachten Welle und ein zweites Ende E2 in der Nähe des Umfangsrands UR auf (siehe Fig. 4). Der Durchbruch D1 bis D8 weist in Radialrichtung eine langgestreckte Form auf. Ein Flächeninhalt der Durchbruchsfläche nimmt zum Umfangsrand UR hin zu. Die Durchbruchsfläche wird an ihrer einen Längsseite durch eine Transportrippe T1 bis T8 begrenzt. In Draufsicht auf die Oberseite O wird die eine Längsseite der Durchbruchsfläche vorteilhafterweise durch die konvex gekrümmte Seite der Transportrippe T1 bis T8 begrenzt.
  • Jede Transportrippe T1 bis T8 weist im Bereich des Umfangsrands UR eine minimale Höhe H1 und im Bereich des Durchbruchs D1 bis D8 eine maximale Höhe H2 auf. Ein Verhältnis H1 /H2 liegt im Bereich 1/5 bis 1/100, vorzugsweise im Bereich 1/5 bis 1/20. Die maximale Höhe H2 liegt vorteilhafterweise beim ersten Ende E1 des Durchbruchs D1 bis D8. Sie kann auch zwischen dem ersten und dem zweiten Ende E2 des Durchbruchs D1 bis D8 liegen. Zweckmäßigerweise liegt eine Normale der maximalen Höhe auf die Durchbruchsfläche D1 bis D8 in einem Abstand von höchstens 15 cm vom ersten Ende E1. Die maximale Höhe H2 nimmt von den Durchbrüchen D1 bis D8 in Richtung des Anschlussstücks 2 wieder ab.
  • Die Transportrippen T1 bis T8 erstrecken sich zumindest im Bereich des Umfangsrands UR im Wesentlichen senkrecht von der Oberseite O, d. h. sie bilden mit der Oberseite O einen Winkel α von etwa 90°. Der Winkel α nimmt mit zunehmendem Abstand zum Umfangsrand UR ab, so dass die Transportrippe T1 bis T8 sich in Richtung zum benachbarten Durchbruch D1 bis D8 hin neigt. Im Bereich des Durchbruchs D1 bis D8 beträgt der Winkel α zweckmäßigerweise weniger als 90°. Er liegt dort in einem Bereich von 60 bis 87°. Insgesamt kann der Winkel α also in einem Bereich von 60 bis 90° liegen. Die teilweise Überdeckung der Durchbrüche D1 bis D8 durch die schräg geneigten Transportrippen T1 bis T8 ist insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich. - In Fig. 4 ist mit dem Bezugszeichen U eine der Oberseite O des Rührkörpers 1 gegenüberliegende Unterseite bezeichnet.
  • Der Rührkörper 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel symmetrisch aufgebaut. Er weist hier eine achtzählige Drehachse auf. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass der Rührkörper 1 eine n-zählige Drehachse aufweist, wobei n beispielsweise ein ganzzahliger Wert von 6 bis 12 ist.
  • Der Rührkörper 1 kann vorteilhafterweise aus mehreren baugleichen Segmenten Sg1 bis Sg8 hergestellt sein (siehe Figs. 2 bis 4). In diesem Fall sind die Segmente Sg1 bis Sg8 entlang von Fügezonen F1 bis F8 (siehe Fig. 3) miteinander verbunden. Ein Verlauf der Fügezonen F1 bis F8 entspricht im Wesentlichen dem gekrümmten Verlauf der Transportrippen T1 bis T8.
  • Fig. 7 zeigt beispielhaft eine perspektivische Ansicht eines ersten Segments Sg1. Das erste Segment Sg1 weist an seiner einen langen Kante einen ersten Fügeabschnitt Fa1 und an seiner anderen langen Kante einen zweiten Fügeabschnitt Fa2 auf. Der erste Fügeabschnitt Fa1 ist mit einem ersten Fügeprofil P1 versehen, welches hier nach Art einer Stufe ausgebildet ist. Vom ersten Fügeprofil P1 erstreckt sich unter dem Winkel α die erste Transportrippe T1.
  • Das erste Segment Sg1 weist im Bereich des zweiten Fügeabschnitts Fa2 allgemein ein zweites Fügeprofil P2 (hier nicht im Einzelnen gezeigt) auf, welches zum ersten Fügeprofil P1 korrespondiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht das zweite Fügeprofil P2 dem Querschnitt einer ebenen Platte. - Die miteinander verbundenen Fügeprofile P1, P2 benachbarter Segmente Sg1 bis Sg8 bilden die Fügezonen F1 bis F8.
  • Das in Fig. 7 gezeigte erste Segment Sg1 kann mit baugleichen weiteren Segmenten Sg2 bis Sg8, vorzugsweise mittels hier nicht näher gezeigter Schraubverbindungen, miteinander verbunden werden. Dazu können beispielsweise im Bereich des zweiten Fügeprofils P2 Gewindebuchsen vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die Segmente Sg1 bis Sg8 zusätzlich zu den angesprochenen Schraubverbindungen miteinander zu verkleben.
  • Obwohl in den Figuren der Rührkörper 1 eine hyperboloidartige Form aufweist, kann es auch sein, dass der Rührkörper 1 beispielsweise nach Art eines Kegelstumpfs ausgebildet ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich mit einer deutlich verbesserten Effizienz betreiben. Ursächlich dafür ist im Wesentlichen die Anordnung der Durchbrüche D1 bis D8, derart, dass sich deren geometrische Schwerpunkte S1 bis S8 in der Nähe einer benachbarten Transportrippe T1 bis T8 befindet. Auch die Kombination eines Durchbruchs D1 bis D8 mit einer Transportrippe T1 bis T8, deren Höhe vom Umfangsrand UR bis zum Durchbruch D1 bis D8 stetig zunimmt, bewirkt eine zusätzliche Steigerung der Effizienz. Schließlich trägt die Neigung der Transportrippen T1 bis T8 hin zu den benachbarten Durchbruchsflächen zu einer weiteren Effizienzsteigerung bei.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Rührkörper
    2
    Anschlussstück
    U
    Unterseite
    O
    Oberseite
    D1 bis D8
    Durchbruch
    E1
    erstes Ende
    E2
    zweites Ende
    F1 bis F8
    Fügezone
    Fa1
    erste Fügeabschnitt
    Fa2
    zweiter Fügeabschnitt
    H1
    minimale Höhe
    H2
    maximale Höhe
    K1 bis K8
    Kammlinie
    M1, M2, M8
    Mittellinie
    P1
    erstes Fügeprofil
    P2
    zweites Fügeprofil
    S1 bis S8
    Schwerpunkt
    Sg1 bis Sg8
    Segment
    T1 bis T8
    Transportrippe
    UR
    Umfangsrand
    W
    Wegstrecke
    α
    Winkel

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Umwälzen einer in einem Behälter aufgenommenen Flüssigkeit, insbesondere zum Umwälzen von in einem Becken aufgenommenem Abwasser, mit einem an einer vertikalen Welle angebrachten hyperboloid- oder kegelstumpfartig ausgebildeten Rührkörper (1),
    wobei an einer Oberseite (O) des Rührkörpers (1) mehrere vom Umfangsrand (UR) in Richtung der Welle verlaufende Transportrippen (T1 ... T8) vorgesehen sind,
    wobei eine Mittellinie (M1 ... M8) zwischen zwei benachbarten Transportrippen (T1 ... T8) durch Punkte gleichen Minimalabstands zu jeder Kammlinie (K1 ... K8) der beiden benachbarten Transportrippen (T1 ... T8) definiert ist,
    wobei zwischen den beiden Transportrippen (T1 ... T8) ein Durchbruch (D1 ... D8) im Rührköper (1) vorgesehen ist, und
    wobei eine durch den Rand des Durchbruchs (D1 ... D8) begrenzte Durchbruchsfläche einen geometrischen Schwerpunkt (S1 ... S8) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich der geometrische Schwerpunkt (S1 ... S8) der Durchbruchsfläche in einem Bereich zwischen der Mittellinie (M1 ... M8) und der Kammlinie (K1 ... K8) einer der beiden Transportrippen (T1 ... T8) befindet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Transportrippen (T1 ... T8) jeweils eine Krümmung aufweisen, welche zur Welle hin in Radialrichtung gerichtet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Durchbruchsfläche sich im Wesentlichen in Radialrichtung erstrecket und ein erstes Ende (E1) in der Nähe der Welle und ein zweites Ende (E2) in der Nähe des Umfangsrands (UR) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Höhe (H1, H2) der Transportrippe (T1 ... T8) vom Umfangsrand (UR) bis etwa zum ersten Ende (E1) der benachbarten Durchbruchsfläche hin zunimmt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Höhe (H1, H2) der Transportrippen (T1 ... T8) etwa vom ersten Ende (E1) der benachbarten Durchbruchsfläche in Richtung der Welle abnimmt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Durchbruchsfläche an ihrer einen Längsseite durch eine Transportrippe (T1 ... T8) begrenzt wird.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transportrippe (T1 ... T8) zur Durchbruchsfläche des benachbarten oder daran angrenzenden Durchbruchs (D1 ... D8) hin mit einem Winkel α geneigt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis zwischen einer Mantelfläche der Rührkörpers (1) und einer Gesamtdurchbruchsfläche sämtlicher Durchbrüche (D1 ... D8) im Bereich von 10:1 bis 10:2 liegt.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die geometrischen Schwerpunkte (S1 ... S8) der Durchbruchsflächen etwa im selben Winkel voneinander beabstandet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Symmetrie des Rührkörpers (1) durch eine n-zählige Drehachse definiert ist, wobei n ein ganzzahliger Wert von 6 bis 12 ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rührkörper (1) aus baugleichen Segmenten (Sg1 ... Sg8) gebildet ist, welche entlang von sich vom Umfangsrand (UR) bis zu einem zentral angeordneten Anschlussstück (2) erstreckenden Fügezonen (F1 ... F8) miteinander verbunden sind.
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