EP4210863A1 - Stirring element device and method for producing a stirring element device - Google Patents

Stirring element device and method for producing a stirring element device

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Publication number
EP4210863A1
EP4210863A1 EP21773726.1A EP21773726A EP4210863A1 EP 4210863 A1 EP4210863 A1 EP 4210863A1 EP 21773726 A EP21773726 A EP 21773726A EP 4210863 A1 EP4210863 A1 EP 4210863A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base body
stirring
stirrer
element device
blade
Prior art date
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Pending
Application number
EP21773726.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Jürgen WEISS
Benjamin MULTNER
Wolfgang Keller
Wolfgang LAST
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
Original Assignee
EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH filed Critical EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
Publication of EP4210863A1 publication Critical patent/EP4210863A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • B01F27/1142—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections of the corkscrew type
    • 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
    • B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • B01F27/1144—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections with a plurality of blades following a helical path on a shaft or a blade support
    • 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
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/808—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with stirrers driven from the bottom of the receptacle

Definitions

  • Impeller device and method of manufacturing an impeller device are Impeller device and method of manufacturing an impeller device
  • the invention relates to a stirring element device according to the preamble of claim 1 and a method for producing a stirring element device according to the preamble of claim 13.
  • spiral stirrers are used in various industries and in various processes, for example for mixing solids.
  • a particularly demanding area of application for spiral stirrers is the production of polymers, for example the gas-phase polymerization of polyethylene or polypropylene, in which a gas phase is stirred in a bed of solids.
  • Processes of this type are typically carried out in large reactors with volumes of 50 m 3 and more, with correspondingly high torques and other mechanical forces acting on the spiral stirrer, which in addition often has to be designed as a self-supporting open structure due to the process. Accordingly, for processes of this type, there are very high demands on the mechanical strength of the helical stirrer, while at the same time the geometry of the helical stirrer is specially adapted to these processes.
  • DE 12 18 265 A1 proposes a spiral stirrer which is formed from a hollow profile with a rectangular or triangular cross section.
  • the disadvantage here is that the helical stirrer is very complicated to shape because of the special requirements placed on its geometry. Since the helical stirrer is designed in one piece, there are also, due to its high weight, especially for use in large reactors, further disadvantages in handling and transport.
  • the object of the invention consists in particular in advantageously further developing a generic device.
  • the object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1 and 13, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.
  • the invention is based on a stirring element device, in particular for stirring fluidized beds and/or mixtures of solids and/or highly viscous suspensions, with at least one spiral stirrer which can be rotated about an axis of rotation and has at least one winding running around the axis of rotation.
  • the spiral stirrer has a base body which, in at least one cross-sectional view, has an outer contour that is oval, in particular circular, at least in sections.
  • a configuration of this type advantageously makes it possible to provide a stirring element device with improved efficiency, with component stresses that are comparable to known stirring element devices and a comparable rigidity.
  • a stirring element device with increased torsional rigidity can advantageously be provided.
  • a particularly reliable and durable stirring element device can advantageously be provided.
  • the configuration of the stirring element device according to the invention also makes it possible to use materials in a particularly efficient manner.
  • a weight saving can also advantageously be achieved, as a result of which handling costs and transport costs can also advantageously be significantly reduced.
  • a production effort and a production time can advantageously be reduced. Due to the aforementioned advantageous properties of the stirring
  • the organ device can advantageously achieve cost savings in the manufacture and/or assembly of the stirring organ device.
  • a “stirring element device” should be understood to mean a functional part, in particular a structural and/or functional component of a stirring element, which has at least the turning stirrer.
  • the stirring element device is intended in particular for stirring mixtures of solids and/or highly viscous suspensions.
  • the stirring element device can be provided for use in a wide variety of industrial processes.
  • the stirring element device is preferably intended for use in processes in plastics production and/or plastics processing, in particular for the production of polypropylene in a gas phase polymerization, in particular in reactors with a volume of 50 m 3 or more.
  • the turning stirrer can be rotated about an axis of rotation and has at least one winding running around the turning axis, the turning axis preferably running parallel to a longest edge of a smallest geometric cylinder which just completely encloses the turning stirrer.
  • the at least one turn of the helical stirrer running around the axis of rotation forms a curve which, with a preferably constant gradient in the direction of the axis of rotation along the inner lateral surface of the smallest geometric cylinder that just completely encloses the helical stirrer, has a complete 360° rotation around the axis of rotation.
  • the helical stirrer preferably has a plurality of windings which follow one another around the axis of rotation.
  • the windings preferably have an at least essentially identical pitch to one another in the direction of the axis of rotation, and the spiral stirrer has the shape of a helix, a screw, a helix or a cylindrical spiral.
  • the windings can be either clockwise or counterclockwise about the axis of rotation.
  • the course of the windings of the turning stirrer in the viewing direction of the axis of rotation is referred to below as the main course of the turning stirrer.
  • the turning stirrer is preferably designed to be self-supporting.
  • the spiral stirrer could have at least one stabilizing element.
  • the stabilizing element could, for example, be arranged at an angle to the main path of the spiral stirrer and, for example, connect at least one turn of the spiral stirrer to at least one further spiral of the spiral stirrer to stabilize the spiral stirrer.
  • the turning stirrer can preferably be divided into several segments. A segment could, for example, comprise half a turn running around the axis of rotation of the turning stirrer, with any smaller or larger segments also being conceivable. In an assembled state, the segments of the turning stirrer can be connected to one another by means of a positive and/or non-positive connection, for example by means of a screw connection.
  • the segments can be connected to one another, for example welded to one another, by means of an integral connection in the assembled state of the helical stirrer.
  • Such a configuration can advantageously improve transport of the stirring element device.
  • the helical stirrer can be expanded by further additional segments, as a result of which flexibility when using the stirring element device can advantageously be improved.
  • “at least essentially” should be understood to mean that a deviation from a specified value deviates by less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the specified value.
  • the base body preferably forms a supporting base structure of the helical stirrer and is intended to absorb the mechanical forces and moments, in particular torques and/or torsional moments, acting on the helical stirrer in an operating state of the stirring element device.
  • the base body can preferably be connected to a drive unit, which can be part of the stirring element device or part of a stirring element having the stirring element device, for example via a drive shaft and is intended to receive a drive torque provided by the drive unit and to set the stirrer in a rotary motion around the axis of rotation.
  • the at least partially oval, in particular circular, outer contour of the base body is preferably oval, preferably circular, over at least one section which extends at least over an angle of 180° in the at least one cross-sectional view.
  • the outer contour is preferably oval over the entire cross-sectional view, particularly preferably circular.
  • the base body preferably extends along the entire main course of the spiral stirrer. In all cross-sectional views along the main path of the spiral stirrer, the base body preferably has an outer contour that is oval in sections, in particular circular.
  • the outer contour of the base body preferably has an at least essentially constant diameter along the entire main course when viewed in cross section.
  • Provided is intended to mean specifically designed and/or equipped.
  • the fact that an object is provided for a specific function should be understood to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
  • the spiral stirrer has a stirring blade which is connected to the base body.
  • the stirring blade which is connected to the base body, can advantageously achieve a special geometry of the helical stirrer, independently of the shape of the base body, which can be particularly flexibly adapted to different individual procedural requirements. Because the stirring blade is connected to the base body, the stirring blade itself no longer assumes a supporting function, in contrast to designs of stirring blades of known helical stirrers from the prior art, which advantageously results in increased flexibility in the geometric design and/or in the selection of Materials for the stirring blade results. In addition, there is an advantageous point out the possibility of transporting the stirring blade and the base body separately and only connecting them to one another on site, as a result of which transport and/or handling during assembly can be simplified.
  • the stirring blade could be connected to the base body in a positive and/or non-positive manner, for example by means of a screw connection or the like. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the stirring blade is materially connected to the base body. In this way, a particularly reliable connection of the stirring blade to the base body can advantageously be achieved with simple technical means.
  • the stirring blade could, for example, be connected to the base body by a soldered connection and/or a welded connection and/or an adhesive connection and/or by vulcanization.
  • the integral connection between the stirring blade and the base body can be formed either directly or indirectly via a further element, which can be connected in each case to the base body and the stirring blade in a materially bonded manner.
  • the spiral stirrer has at least one connecting element which connects the stirring blade to the base body.
  • the connecting element is preferably connected to the stirring blade and the base body in a materially bonded manner.
  • the connecting element preferably has an inner contour which at least partially encloses the outer contour of the base body.
  • the turning stirrer preferably has a plurality of connecting elements which are at least essentially identical to one another and are arranged at a distance from one another, in particular equidistantly, along the main course of the turning stirrer.
  • the stirring blade and the base body could only partially extend along the stirring blade.
  • the base body extends along the entire agitator blade, in particular along the main course.
  • a particularly stable spiral stirrer in particular with a high torsional strength, can advantageously be provided by such a configuration.
  • a particularly uniform power transmission of a drive torque from the base body to the stirring blade can advantageously be made possible, as a result of which a particularly uniform stirring result can advantageously be achieved.
  • the stirring blade has an at least essentially flat surface on a side facing away from the base body.
  • a stirring result can advantageously be improved by such a configuration.
  • the at least essentially flat surface is preferably designed to be macroscopically smooth.
  • the at least substantially flat surface has a gradient, in particular a uniform gradient, in the direction along the main course of the helical stirrer and is free of macroscopic unevenness, in particular free of macroscopic elevations and/or depressions, along a direction perpendicular to the main course.
  • the stirring blade it would be conceivable for the stirring blade to have a coating which is applied to the flat surface and which could be provided, for example, to protect the flat surface from abrasion.
  • the stirring blade When viewed in cross-section, the stirring blade could have a lateral extension which is smaller than a diameter of the outer contour of the base body or which corresponds to the diameter of the outer contour. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that a lateral extension of the stirring blade in the cross-sectional view is greater than a diameter of the outer contour of the base body.
  • a stirring result can advantageously be improved by such a configuration.
  • a “diameter of the outer contour” should be understood to mean a diameter of a minimal circle that just encloses the outer contour.
  • the lateral extent of the agitator blade runs at least essentially perpendicularly to the main course of the spiral stirrer.
  • essentially perpendicular is intended here to define in particular an alignment of a direction relative to a reference direction, with the direction and the reference direction, viewed in particular in a projection plane, enclosing an angle of 90° and the angle has a maximum deviation of, in particular, less than 8 °, advantageously less than 5° and particularly advantageously less than 2°.
  • the lateral extent of the agitator blade is at least substantially constant along the entire main course.
  • the stirring blade viewed in cross-section, has a thickness which corresponds at most to 20% of a diameter of the outer contour of the base body.
  • a material saving can advantageously be achieved.
  • a manufacturing process can advantageously be improved.
  • flexibility in a geometric design of the stirring blade can advantageously be increased if the stirring blade has a small thickness compared to the diameter of the outer contour of the base body.
  • the stirring blade preferably has a thickness which corresponds to a maximum of 15% and particularly preferably a maximum of 10% of the diameter of the outer contour of the base body.
  • the stirring blade is preferably formed from sheet metal with a thin material thickness which at least essentially corresponds to the thickness of the stirring blade when viewed in cross-section.
  • the stirring element device has a cover unit with at least one cover element, which extends at least partially along the entire base body and at least partially, preferably completely, covers it in at least one direction perpendicular to the axis of rotation.
  • a stirring result can advantageously be improved by such a configuration.
  • an outer contour of the spiral stirrer can advantageously be adapted with particularly simple technical means to procedural requirements of specific stirring processes in which the stirring element device is used.
  • the cover element preferably extends along a major part of at least 50%, advantageously at least 70%, particularly advantageously at least 80%, preferably at least 90% of a main extension of the base body and particularly preferably along the entire base body.
  • the cover element preferably covers the base body in further directions in addition to the direction perpendicular to the axis of rotation, specifically in at least one direction which is antiparallel to the direction perpendicular to the axis of rotation and in a direction parallel to the axis of rotation and facing away from the stirring blade.
  • the cover unit preferably has the cover element and at least one further cover element, which extends at least partially along the entire base body and at least partially covers it in at least one direction perpendicular to the axis of rotation.
  • the cover element is preferably arranged on a side of the turning stirrer that faces the axis of rotation.
  • the cover element is materially connected to the stirring blade, for example welded, in particular at least partially along a longest edge of the stirring blade, which faces the axis of rotation and the base body.
  • the further cover element is preferably arranged on a side of the turning stirrer which faces away from the axis of rotation.
  • the further cover element is materially connected to the stirring blade, for example welded, in particular along a longest edge of the stirring blade, which faces away from the axis of rotation and faces the base body.
  • the cover element and/or the further cover element to be formed in one piece with the stirring blade.
  • the further cover element preferably has a smaller extent than the cover element when viewed in cross-section.
  • the covering unit can have an additional covering element.
  • the additional cover element is preferably connected to the cover element and the further cover element in such a way that the base body is completely enclosed perpendicular to the cross-sectional view.
  • the additional cover is in each case along a longest edge integrally connected to the cover and the other cover, for example welded.
  • the cover element, the further cover element and the additional cover element could be designed in one piece, for example made from bent sheet metal.
  • the base body could be formed from a solid material, for example from a bent round rod, which in at least one cross-sectional view has at least one partially oval, in particular circular, outer contour.
  • the base body is designed as a tube.
  • a material saving can advantageously be achieved by such a configuration.
  • a weight reduction can advantageously be achieved with component stresses that are comparable to solid material and component rigidity that is comparable.
  • a further advantageous handling effort and/or transport effort can be significantly reduced.
  • the tube is preferably designed as a bent round tube.
  • the invention also relates to a stirred reactor with a stirred tank and with a stirring element device according to one of the configurations described above.
  • the stirred reactor preferably has at least one drive unit and at least one transmission element, for example a drive shaft, which connects the stirring element device, in particular the base body of the spiral stirrer, to the drive unit.
  • the drive unit of the stirred reactor can, without being limited thereto, comprise, for example, an electric motor for generating a drive torque, a clutch and/or gear element for transmitting the drive torque and/or other elements.
  • the helical stirrer be arranged in the stirred tank in such a way that a wall distance from an inner wall of the stirred tank is optimized.
  • a stirring result can advantageously be improved by such a configuration.
  • mechanical forces during operation can lead to temporary deformation of the spiral stirrer, so that its diameter, comparable to compressing a metallic spring, increases and the distance to the wall is reduced.
  • the reduction in the distance from the wall caused by the temporary deformation of the spiral stirrer is in turn heavily dependent on the mechanical properties of the spiral stirrer, for example a torsional rigidity and/or the weight of the spiral stirrer.
  • the distance from the wall of the spiral stirrer must be selected in such a way that a uniform stirring process is made possible over the entire cross section of the mixing container.
  • the distance from the wall must be small enough to prevent the formation of dead zones, in which media to be stirred are not stirred or not sufficiently stirred, in the vicinity of the inner wall of the stirred tank.
  • the distance to the wall especially for stirring fluidized beds and/or mixtures of solids, must not be too small, otherwise blockages can occur in a gap between the spiral stirrer and the inner wall due to individual particles to be stirred.
  • an optimal wall distance must also be optimized as a function of a particle size and/or a particle size distribution of the media to be stirred.
  • the distance from the wall of the turning stirrer is preferably optimized in such a way that contact with the inner wall is prevented even if it is deformed in an operating state.
  • the distance from the wall of the helical stirrer is preferably optimized in such a way that the formation of dead zones in the vicinity of the inner wall is prevented.
  • the distance from the wall of the helical stirrer is preferably optimized in such a way that a gap between the helical stirrer and the inner wall is prevented from becoming blocked by particles to be stirred.
  • the invention is also based on a method for producing a stirring element device with at least one spiral stirrer.
  • a base body of the spiral stirrer consists of a tube with an outer surface that is oval, in particular circular, at least in contour is produced.
  • a particularly efficient method for producing a stirring element device can advantageously be provided.
  • the use of material can advantageously be reduced compared to conventional methods, as a result of which material efficiency can advantageously be increased.
  • a particularly high level of strength can advantageously be achieved with a particularly low use of material at the same time.
  • a helical stirrer can advantageously be produced with a particularly low specific weight, as a result of which transport can advantageously be improved.
  • a helical stirrer can advantageously be produced which, due to its low specific weight, is suitable for particularly efficient operation, since other elements for the operation of the helical stirrer, such as a drive motor and/or bearing and/or a foundation or the like, are appropriate can be made smaller. Furthermore, a production effort and/or a production time can advantageously be reduced. In addition, a cost saving can advantageously be achieved.
  • a stirring blade of the helical stirrer be connected to the base body in the method.
  • a configuration of this type can advantageously provide a method with improved flexibility with regard to a geometric configuration of the stirring blade. Since the stirring blade is connected to the base body and thus does not assume any supporting function, the stirring blade can advantageously be shaped independently of the base body.
  • the stirring blade is preferably connected to the base body in a materially bonded manner, for example by means of a welding process.
  • the stirring element device according to the invention and the method for producing the stirring element device should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the stirring element device according to the invention can be used to fulfill a function described herein may have a number of individual elements, components and units that differs from a number mentioned herein.
  • FIG. 2 shows the stirring element device with a spiral stirrer, comprising a base body and a stirring blade, in a schematic side view
  • FIG. 3 shows a schematic partial view of the base body and the stirring blade in a cross-sectional view
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a stirring element device in a schematic cross-sectional view.
  • FIG. 1 shows a stirred reactor 40 in a schematic representation.
  • the stirred reactor 40 comprises a stirred vessel 56.
  • the stirred reactor 40 comprises a stirring element device 10.
  • FIG. The stirred reactor 40 comprises a drive unit 44.
  • the stirring element device 10 is connected to the drive unit 44 of the stirred reactor 40 via a drive shaft 42 of the stirred reactor 40.
  • the stirring element device 10 is provided for stirring fluidized beds and/or mixtures of solids and/or highly viscous suspensions.
  • the stirring element device 10 has a spiral stirrer 12 .
  • the turning stirrer 12 can be rotated about an axis of rotation 14 .
  • the turning stirrer 12 has at least one winding 16 running around the axis of rotation 14 . Starting from the drive shaft 42 of the stirring element 40, the winding 16 has a substantially constant pitch along a main extension direction 62 of the turning stirrer 12 and winds in a complete revolution of 360° around the axis of rotation 14.
  • the turning stirrer 12 has several turns around the axis of rotation 14 running in the main direction of extent 62 successive turns, specifically the turn 16, a further turn 58 and a further turn 60.
  • the other windings 58, 60 have an essentially identical pitch to the winding 16 and wind around the axis of rotation 14 in a complete revolution of 360°.
  • the turning stirrer 12 has a base body 18 .
  • the base body 18 of the turning stirrer 12 is connected to the drive shaft 42 of the stirring element 40 at a connection point 64 .
  • the spiral stirrer 12 is designed to be self-supporting.
  • a drive torque provided by drive unit 44 is transmitted from drive shaft 42 to base body 18 of turning stirrer 12, causing it to rotate in a direction of rotation 66 about axis of rotation 14.
  • the helical stirrer 12 of the stirring element device 10 is arranged in the stirred tank 56 of the stirred reactor 40 in such a way that a wall distance 76 from an inner wall 80 of the stirred tank 56 is optimized.
  • the distance from the wall 76 is 75 mm in the present exemplary embodiment.
  • the wall distance 76 of the helical stirrer 12 from the inner wall 80 of the agitation vessel 56 is optimized in such a way that, when the agitation reactor 40 is in an operating state, thorough mixing is enabled over the entire cross section of the agitation vessel 56 and, on the other hand, the helical stirrer 12 is blocked by particles of the media to be stirred (not shown ) between the turning stirrer 12 and the inner wall is prevented.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the stirring element device 10.
  • the base body 18 of the spiral stirrer 12 has at least one partially oval, in particular circular, outer contour 20.
  • the outer contour 20 of the base body 18 is circular.
  • the base body 18 has an outer contour 20 that is oval in sections, in particular circular, in all cross-sectional views along a main path 26 of the spiral stirrer 12 (cf. FIG. 4).
  • the base body 18 is designed as a tube 36 .
  • the tube 36 is designed as a curved round tube.
  • the turning stirrer 12 has a stirring blade 22 .
  • the stirring blade 22 is connected to the base body 18 .
  • the spiral stirrer 12 has at least one connecting element 24 which connects the stirring blade 22 to the base body 18 .
  • the helical stirrer 12 has a plurality of connecting elements, namely the connecting element 24 and a plurality of further connecting elements 68.
  • the connecting element 24 and the further connecting elements 68 are of essentially identical design and are arranged at a distance from one another.
  • the stirring blade 22 is materially connected to the base body 18 .
  • the stirring blade 22 is indirectly cohesive, namely via the connecting element ment 24 and via the other connecting elements 68, connected to the base body 18.
  • Figure 3 shows a schematic partial view of the spiral stirrer 12 in a cross-sectional view of the base body 18 and shows a partial area of the base body 18 and the stirring blade 22 as well as the connecting element 24.
  • the connecting element 24 has an arcuate inner contour 46 which at least partially encloses the outer contour 20 of the base body 18 .
  • the connecting element 24 is connected in the region of the inner contour 46 to the outer contour 20 of the base body 18 in a materially bonded manner, namely by welding.
  • the stirring blade 22 is connected to the connecting element 24 on an underside 48 in a materially bonded manner, namely by welding.
  • the connecting element 24 thus connects the stirring blade 22 directly to the base body 18 in a materially bonded manner.
  • the agitator blade 22 has a lateral extension 30 .
  • the lateral extension 30 of the stirring blade 22 is larger than a diameter 32 of the outer contour 20 of the base body 18 in the cross-sectional view.
  • the agitator blade 22 has a thickness 34 perpendicular to the side extent 30 .
  • the thickness 34 of the stirring blade 22 corresponds to a maximum of 20% of the diameter 32 of the outer contour 20 of the base body 18 .
  • FIG. 4 shows the helical stirrer 12 of the stirring element device 10 in a schematic perspective view.
  • the base body 18 extends along the entire agitator blade 22, specifically along the main path 26 of the helical agitator 12.
  • the stirring blade 22 has a flat surface 28 on a side 38 facing away from the base body 18 .
  • Figure 5 shows a schematic diagram for representing a method for producing the stirring element device 10.
  • the base body 18 of the spiral stirrer 12 is produced from a tube 36 with an outer contour 20 which is at least partially oval, in particular circular (cf. Figure 2).
  • the base body 18 is formed from the tube 36 by a suitable forming process.
  • the connecting element 24 and the further connecting elements 68 are each connected to the base body 18, for example by a welding process.
  • the stirring blade 22 is preferably formed from sheet metal with a thin material thickness and is then connected to the base body 18 by connecting the connecting element 24 and the further connecting elements 68 to the underside 48 of the stirring blade 22, for example by a welding process will.
  • FIG. 1 Another exemplary embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, whereby with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numbers, the drawings and/or the description of the other exemplary embodiments, in particular Figures 1 to 5, can be referred.
  • a dash is placed after the reference numbers of the exemplary embodiment in FIG.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a stirring element device 10′.
  • the stirring element device 10' has a spiral stirrer 12'.
  • the turning stirrer can be rotated about an axis of rotation (not shown).
  • the turning stirrer 12' has a base body 18'.
  • the base body 18' When viewed in cross-section, the base body 18' has an outer contour that is oval, in particular circular, at least in sections 20' on.
  • the base body 18' is made from a solid profile.
  • the base body 18' of the stirring element device 10' could also be made of a tube, analogously to the previous exemplary embodiment.
  • the turning stirrer 12' has a stirring blade 22'.
  • the stirring blade 22' is designed essentially identically to the stirring blade 22 of the stirring element device 10 of the previous exemplary embodiment, which is why reference is made to the description of FIGS. 1 to 5 in this respect.
  • the turning stirrer 12' has a cover unit 78'.
  • the cover unit 78' has at least one cover element 70', which extends along the entire base body 18'.
  • the cover unit 78' has the cover element 70' and a further cover element 72'.
  • the cover element 70' is materially connected to the stirring blade 22', for example welded.
  • the cover element 70' is arranged at least substantially perpendicularly to a side extension 30' of the stirring blade 22'.
  • the first cover element 70' is arranged on a side of the rotary stirrer 12' that faces the axis of rotation (not shown).
  • the further cover element 72' is materially connected to the stirring blade 22', for example welded.
  • the further cover element 72' is arranged at least substantially perpendicularly to the side extension 30' of the stirring blade 22'.
  • the further cover element 72' extends along the entire stirring blade 22'.
  • the second cover element 72' is arranged on a side of the rotary stirrer 12' that faces away from the axis of rotation (not shown).
  • the further cover element 72' has a smaller extension than the cover element 70' in a direction perpendicular to the stirring blade 22'.
  • the cover unit 78' of the stirring element device 10' has an additional cover element 74'.
  • the additional cover element 74' can be connected in each case with a material connection, for example welded, to the cover element 70' and to the further cover element 72'.
  • the additional cover element 74' is provided to optimize the flow.
  • the additional cover element 74' is provided in an operating state of the stirring element device 10' in particular to generate an optimized gas flow in the direction of the further cover element 72'.
  • the base body 18' In a mounted state of the additional cover element 74', the base body 18' is enclosed in all directions perpendicular to the cross-sectional view by the stirring blade 22', the cover element 70', the further cover element 72' and the further cover element 74'.
  • the additional cover element 74′ can also be cohesively connected, for example welded, to the cover element 70′ and the further cover element 72′.

Abstract

The invention relates to a stirring element device (10; 10'), more particularly for stirring fluidized beds and/or solid mixtures and/or high-viscosity suspensions, comprising at least one spiral stirrer (12; 12'), which can be rotated about an axis of rotation (14) and has at least one coil (16) running around the axis of rotation (14). According to the invention, the spiral stirrer (12; 12') has a main body (18; 18'), which has, in at least one cross-sectional view, an at least partly oval, more particularly circular, outer contour (20; 20').

Description

Rührorganvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Rührorganvorrichtung Impeller device and method of manufacturing an impeller device
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Rührorganvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Rührorganvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13. The invention relates to a stirring element device according to the preamble of claim 1 and a method for producing a stirring element device according to the preamble of claim 13.
Aus dem Stand der Technik ist der Einsatz von Wendeirührern bereits bekannt. Wendeirührer kommen in verschiedenen Industrien und in verschiedenen Verfahren, beispielsweise zum Mischen von Feststoffen zum Einsatz. Ein besonders anspruchsvolles Einsatzgebiet von Wendeirührern ist dabei die Herstellung von Polymeren, beispielsweise die Gasphasenpolymerisation von Polyethylen oder Polypropylen, wobei eine Gasphase in einer Feststoffschüttung gerührt wird. Derartige Verfahren werden typischerweise in großen Reaktoren mit Volumina von 50 m3 und mehr durchgeführt, wobei entsprechend große Drehmomente und weitere mechanische Kräfte auf den Wendeirührer einwirken, welcher zudem verfahrensbedingt oftmals in einer offenen Bauweise freitragend ausgeführt sein muss. Dementsprechend ergeben sich für derartige Verfahren sehr hohe Anforderungen an eine mechanische Festigkeit des Wendeirührers bei einer gleichzeitig speziell an diese Verfahren angepassten Geometrie des Wendeirührers. The use of spiral stirrers is already known from the prior art. Spiral stirrers are used in various industries and in various processes, for example for mixing solids. A particularly demanding area of application for spiral stirrers is the production of polymers, for example the gas-phase polymerization of polyethylene or polypropylene, in which a gas phase is stirred in a bed of solids. Processes of this type are typically carried out in large reactors with volumes of 50 m 3 and more, with correspondingly high torques and other mechanical forces acting on the spiral stirrer, which in addition often has to be designed as a self-supporting open structure due to the process. Accordingly, for processes of this type, there are very high demands on the mechanical strength of the helical stirrer, while at the same time the geometry of the helical stirrer is specially adapted to these processes.
In der DE 12 18 265 A1 wird hierzu ein Wendeirührer vorgeschlagen, welcher aus einem Hohlprofil mit einem rechteckigen oder dreieckigen Querschnitt ausgebildet ist. Nachteilig ist hierbei ein sehr hoher Aufwand bei der Formgebung des Wendel- rührers bedingt durch die speziellen Anforderungen an seine Geometrie. Da der Wendeirührer einstückig ausgebildet ist, ergeben sich zudem, bedingt durch sein hohes Gewicht, insbesondere zum Einsatz in großen Reaktoren, weitere Nachteile bei der Handhabung und dem Transport. For this purpose, DE 12 18 265 A1 proposes a spiral stirrer which is formed from a hollow profile with a rectangular or triangular cross section. The disadvantage here is that the helical stirrer is very complicated to shape because of the special requirements placed on its geometry. Since the helical stirrer is designed in one piece, there are also, due to its high weight, especially for use in large reactors, further disadvantages in handling and transport.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft weiterzuentwickeln. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention consists in particular in advantageously further developing a generic device. The object is achieved according to the invention by the features of patent claims 1 and 13, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention
Die Erfindung geht aus von einer Rührorganvorrichtung, insbesondere zum Rühren von Wirbelschichten und/oder Feststoffmischungen und/oder hochviskosen Suspensionen, mit zumindest einem Wendeirührer, welcher um eine Drehachse drehbar ist und zumindest eine um die Drehachse verlaufende Windung aufweist. The invention is based on a stirring element device, in particular for stirring fluidized beds and/or mixtures of solids and/or highly viscous suspensions, with at least one spiral stirrer which can be rotated about an axis of rotation and has at least one winding running around the axis of rotation.
Es wird vorgeschlagen, dass der Wendeirührer einen Grundkörper aufweist, welcher in zumindest einer Querschnittsbetrachtung eine zumindest abschnittsweise ovale, insbesondere kreisförmige, Außenkontur aufweist. It is proposed that the spiral stirrer has a base body which, in at least one cross-sectional view, has an outer contour that is oval, in particular circular, at least in sections.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Rührorganvorrichtung mit verbesserter Effizienz, bei gegenüber bekannten Rührorganvorrichtungen vergleichbaren Bauteilspannungen und einer vergleichbaren Steifigkeit, bereitgestellt werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine Rührorganvorrichtung mit einer erhöhten Torsionssteifigkeit bereitgestellt werden. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders zuverlässige und langlebige Rührorganvorrichtung bereitgestellt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rührorganvorrichtung kann zudem ein besonders effizienter Materialeinsatz ermöglicht werden. Neben einem verringerten Materialaufwand bei der Herstellung der Rührorganvorrichtung kann zudem vorteilhaft eine Gewichtsersparnis erzielt werden, wodurch weiter vorteilhaft ein Handhabungsaufwand und Transportaufwand deutlich reduziert werden können. Ferner können vorteilhaft ein Fertigungsaufwand und eine Fertigungszeit reduziert werden. Durch die vorgenannten vorteilhaften Eigenschaften der Rühr- Organvorrichtung können zudem vorteilhaft Kostenersparnisse bei der Herstellung und/oder der Montage der Rührorganvorrichtung erzielt werden. A configuration of this type advantageously makes it possible to provide a stirring element device with improved efficiency, with component stresses that are comparable to known stirring element devices and a comparable rigidity. In particular, a stirring element device with increased torsional rigidity can advantageously be provided. As a result, a particularly reliable and durable stirring element device can advantageously be provided. The configuration of the stirring element device according to the invention also makes it possible to use materials in a particularly efficient manner. In addition to reduced material costs in the production of the stirring element device, a weight saving can also advantageously be achieved, as a result of which handling costs and transport costs can also advantageously be significantly reduced. Furthermore, a production effort and a production time can advantageously be reduced. Due to the aforementioned advantageous properties of the stirring In addition, the organ device can advantageously achieve cost savings in the manufacture and/or assembly of the stirring organ device.
Unter einer „Rührorganvorrichtung“ soll ein funktionstüchtiger Bestandteil, insbesondere eine Konstruktions- und/oder Funktionskomponente eines Rührorgans verstanden werden, welcher zumindest den Wendeirührer aufweist. Die Rührorganvorrichtung ist insbesondere zu einem Rühren von Feststoffmischungen und/oder hochviskosen Suspensionen vorgesehen. Die Rührorganvorrichtung kann zu einem Einsatz in verschiedensten industriellen Prozessen vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Rührorganvorrichtung zu einem Einsatz bei Prozessen in der Kunststoffherstellung und/oder Kunststoffverarbeitung, insbesondere zu der Herstellung von Polypropylen in einer Gasphasenpolymerisation, insbesondere in Reaktoren mit einem Volumen von 50°m3 oder mehr, vorgesehen. A “stirring element device” should be understood to mean a functional part, in particular a structural and/or functional component of a stirring element, which has at least the turning stirrer. The stirring element device is intended in particular for stirring mixtures of solids and/or highly viscous suspensions. The stirring element device can be provided for use in a wide variety of industrial processes. The stirring element device is preferably intended for use in processes in plastics production and/or plastics processing, in particular for the production of polypropylene in a gas phase polymerization, in particular in reactors with a volume of 50 m 3 or more.
Der Wendeirührer ist um eine Drehachse drehbar und weist zumindest eine um die Drehachse verlaufende Windung auf, wobei die Drehachse vorzugsweise parallel zu einer längsten Kante eines kleinsten geometrischen Zylinders verläuft, welcher den Wendeirührer gerade noch vollständig umschließt. In Blickrichtung senkrecht auf die Drehachse bildet die zumindest eine um die Drehachse verlaufende Windung des Wendeirührers eine Kurve, die sich mit einer, vorzugsweise konstanten, Steigung in Richtung der Drehachse entlang der inneren Mantelfläche des kleinsten den Wendeirührer gerade noch vollständig umschließenden geometrischen Zylinders mit einer vollständigen Umdrehung von 360° um die Drehachse windet. Vorzugsweise weist der Wendeirührer mehrere aufeinanderfolgende um die Drehachse verlaufende Windungen auf. Vorzugsweise weisen die Windungen zueinander eine jeweils zumindest im Wesentlichen identische Steigung in Richtung der Drehachse auf und der Wendeirührer weist die Form einer Helix, einer Schaube, einer Schraubenlinie oder einer zylindrischen Spirale auf. Die Windungen können entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinns um die Drehachse verlaufen. Der Verlauf der Windungen des Wendeirührers in Blickrichtung der Drehachse wird im Folgenden als Hauptverlauf des Wendeirührers bezeichnet. Vorzugsweise ist der Wendeirührer freitragend ausgebildet. Alternativ zu einem freitragend ausgebildeten Wendeirührer wäre denkbar, dass der Wendel- rührer zumindest ein Stabilisierungselement aufweist. Das Stabilisierungselement könnte beispielsweise winkelig zu dem Hauptverlauf des Wendeirührers angeordnet sein und zu einer Stabilisierung des Wendeirührers beispielsweise zumindest eine Windung des Wendeirührers mit zumindest einer weiteren Windung des Wendeirührers verbinden. Vorzugsweise ist der Wendeirührer in mehrere Segmente unterteilbar. Ein Segment könnte beispielsweise eine halbe um die Drehachse des Wendeirührers verlaufende Windung umfassen, wobei auch beliebig kleinere oder größere Segmente denkbar sind. Die Segmente des Wendeirührers können in einem montierten Zustand mittels einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung, miteinander verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich können die Segmente in dem montierten Zustand des Wendeirührers mittels einer stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt, sein. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Transport der Rührorganvorrichtung verbessert werden. Zudem ist denkbar, dass der Wendeirührer durch weitere zusätzliche Segmente erweiterbar ist, wodurch vorteilhaft eine Flexibilität bei einem Einsatz der Rührorganvorrichtung verbessert werden kann. The turning stirrer can be rotated about an axis of rotation and has at least one winding running around the turning axis, the turning axis preferably running parallel to a longest edge of a smallest geometric cylinder which just completely encloses the turning stirrer. Viewed perpendicularly to the axis of rotation, the at least one turn of the helical stirrer running around the axis of rotation forms a curve which, with a preferably constant gradient in the direction of the axis of rotation along the inner lateral surface of the smallest geometric cylinder that just completely encloses the helical stirrer, has a complete 360° rotation around the axis of rotation. The helical stirrer preferably has a plurality of windings which follow one another around the axis of rotation. The windings preferably have an at least essentially identical pitch to one another in the direction of the axis of rotation, and the spiral stirrer has the shape of a helix, a screw, a helix or a cylindrical spiral. The windings can be either clockwise or counterclockwise about the axis of rotation. The course of the windings of the turning stirrer in the viewing direction of the axis of rotation is referred to below as the main course of the turning stirrer. The turning stirrer is preferably designed to be self-supporting. alternative to a cantilevered spiral stirrer, it would be conceivable for the spiral stirrer to have at least one stabilizing element. The stabilizing element could, for example, be arranged at an angle to the main path of the spiral stirrer and, for example, connect at least one turn of the spiral stirrer to at least one further spiral of the spiral stirrer to stabilize the spiral stirrer. The turning stirrer can preferably be divided into several segments. A segment could, for example, comprise half a turn running around the axis of rotation of the turning stirrer, with any smaller or larger segments also being conceivable. In an assembled state, the segments of the turning stirrer can be connected to one another by means of a positive and/or non-positive connection, for example by means of a screw connection. As an alternative or in addition, the segments can be connected to one another, for example welded to one another, by means of an integral connection in the assembled state of the helical stirrer. Such a configuration can advantageously improve transport of the stirring element device. In addition, it is conceivable that the helical stirrer can be expanded by further additional segments, as a result of which flexibility when using the stirring element device can advantageously be improved.
Unter „zumindest im Wesentlichen“ soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert weniger als 25 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % des vorgegebenen Werts abweicht. In this context, “at least essentially” should be understood to mean that a deviation from a specified value deviates by less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the specified value.
Vorzugsweise bildet der Grundkörper eine tragende Basisstruktur des Wendelrüh- rers aus und ist dazu vorgesehen, die in einem Betriebszustand der Rührorganvorrichtung auf den Wendeirührer einwirkenden mechanischen Kräfte und Momente, insbesondere Dreh- und/oder Torsionsmomente, aufzunehmen. Vorzugsweise ist der Grundkörper mit einer Antriebseinheit, welche Teil der Rührorganvorrichtung oder Teil eines die Rührorganvorrichtung aufweisenden Rührorgans sein kann, beispielsweise über eine Antriebswelle verbindbar und dazu vorgesehen, ein von der Antriebseinheit bereitgestelltes Antriebsmoment aufzunehmen und damit den Wendeirührer in eine Drehbewegung um die Drehachse zu versetzen. Vorzugsweise ist die zumindest abschnittsweise ovale, insbesondere kreisförmige, Außenkontur des Grundkörpers in der zumindest einen Querschnittsbetrachtung über zumindest einen Abschnitt, welcher sich zumindest über einen Winkel von 180° erstreckt, oval, vorzugsweise kreisförmig. Vorzugsweise ist die Außenkontur über die gesamte Querschnittsbetrachtung oval, besonders bevorzugt kreisförmig. Vorzugsweise erstreckt sich der Grundkörper entlang des gesamten Hauptverlaufs des Wendeirührers. Vorzugsweise weist der Grundkörper in sämtlichen Querschnittsbetrachtungen entlang des Hauptverlaufs des Wendeirührers eine abschnittsweise ovale, insbesondere kreisförmige, Außenkontur auf. Vorzugsweise weist die Außenkontur des Grundkörpers in der Querschnittsbetrachtung entlang des gesamten Hauptverlaufs einen zumindest im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf. The base body preferably forms a supporting base structure of the helical stirrer and is intended to absorb the mechanical forces and moments, in particular torques and/or torsional moments, acting on the helical stirrer in an operating state of the stirring element device. The base body can preferably be connected to a drive unit, which can be part of the stirring element device or part of a stirring element having the stirring element device, for example via a drive shaft and is intended to receive a drive torque provided by the drive unit and to set the stirrer in a rotary motion around the axis of rotation. The at least partially oval, in particular circular, outer contour of the base body is preferably oval, preferably circular, over at least one section which extends at least over an angle of 180° in the at least one cross-sectional view. The outer contour is preferably oval over the entire cross-sectional view, particularly preferably circular. The base body preferably extends along the entire main course of the spiral stirrer. In all cross-sectional views along the main path of the spiral stirrer, the base body preferably has an outer contour that is oval in sections, in particular circular. The outer contour of the base body preferably has an at least essentially constant diameter along the entire main course when viewed in cross section.
Unter „vorgesehen“ soll speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. “Provided” is intended to mean specifically designed and/or equipped. The fact that an object is provided for a specific function should be understood to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Wendeirührer ein Rührblatt aufweist, welches mit dem Grundkörper verbunden ist. Durch das Rührblatt, welches mit dem Grundkörper verbunden ist, kann vorteilhaft, unabhängig von der Form des Grundkörpers, eine spezielle Geometrie des Wendeirührers erreicht werden, welche besonders flexibel an unterschiedliche individuelle verfahrenstechnische Erfordernisse angepasst werden kann. Indem das Rührblatt mit dem Grundkörper verbunden ist, übernimmt das Rührblatt, im Gegensatz zu Ausgestaltungen von Rührblättern bekannter Wendeirührer aus dem Stand der Technik, selbst keine tragende Funktion mehr, wodurch sich vorteilhaft eine gesteigerte Flexibilität bei der geometrischen Ausgestaltung und/oder bei der Auswahl von Materialien für das Rührblatt ergibt. Zudem ergibt sich vorteilhaft, insbesondere bei Rührorganvorrichtungen, welche zu einem Einsatz in großvolumigen Reaktoren vorgesehen sind und folglich eine entsprechende Größe und ein entsprechendes Gewicht auf- weisen, die Möglichkeit, das Rührblatt und den Grundkörper separat zu transportieren und erst vor Ort miteinander zu verbinden, wodurch ein Transport und/oder eine Handhabung bei einer Montage vereinfacht werden können. In addition, it is proposed that the spiral stirrer has a stirring blade which is connected to the base body. The stirring blade, which is connected to the base body, can advantageously achieve a special geometry of the helical stirrer, independently of the shape of the base body, which can be particularly flexibly adapted to different individual procedural requirements. Because the stirring blade is connected to the base body, the stirring blade itself no longer assumes a supporting function, in contrast to designs of stirring blades of known helical stirrers from the prior art, which advantageously results in increased flexibility in the geometric design and/or in the selection of Materials for the stirring blade results. In addition, there is an advantageous point out the possibility of transporting the stirring blade and the base body separately and only connecting them to one another on site, as a result of which transport and/or handling during assembly can be simplified.
Das Rührblatt könnte form- und/oder kraftschlüssig, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung oder dergleichen, mit dem Grundkörper verbunden sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass das Rührblatt stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden ist. Hierdurch kann vorteilhaft mit einfachen technischen Mitteln eine besonders zuverlässige Verbindung des Rührblatts mit dem Grundkörper erreicht werden. Das Rührblatt könnte beispielsweise durch eine Lötverbindung und/oder eine Schweißverbindung und/oder eine Klebverbindung und/oder durch Vulkanisieren stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden sein. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Rührblatt und dem Grundkörper kann dabei entweder unmittelbar oder mittelbar über ein weiteres Element, welches jeweils stoffschlüssig mit dem Grundkörper und dem Rührblatt verbindbar ist, ausgebildet sein. The stirring blade could be connected to the base body in a positive and/or non-positive manner, for example by means of a screw connection or the like. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the stirring blade is materially connected to the base body. In this way, a particularly reliable connection of the stirring blade to the base body can advantageously be achieved with simple technical means. The stirring blade could, for example, be connected to the base body by a soldered connection and/or a welded connection and/or an adhesive connection and/or by vulcanization. The integral connection between the stirring blade and the base body can be formed either directly or indirectly via a further element, which can be connected in each case to the base body and the stirring blade in a materially bonded manner.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Wendeirührer zumindest ein Verbindungselement aufweist, welches das Rührblatt mit dem Grundkörper verbindet. Hierdurch kann vorteilhaft eine Verbindung zwischen dem Rührblatt und dem Grundkörper weiter verbessert werden. Vorzugsweise ist das Verbindungselement jeweils stoffschlüssig mit dem Rührblatt und dem Grundkörper verbunden. Vorzugsweise weist das Verbindungselement eine Innenkontur auf, welche die Außenkontur des Grundkörpers zumindest teilweise umschließt. Vorzugsweise weist der Wendeirührer eine Mehrzahl von Verbindungselementen auf, welche zueinander zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet und zueinander entlang des Hauptverlaufs des Wendeirührers, insbesondere äquidistant, beabstandet angeordnet sind. Hierdurch können vorteilhaft eine besonders zuverlässige Verbindung zwischen dem Rührblatt und dem Grundkörper sowie eine besonders gleichmäßige Kraftübertragung von dem Grundkörper auf das Rührblatt erreicht werden. Der Grundkörper könnte sich nur teilweise entlang des Rührblatts erstrecken. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass sich der Grundkörper entlang des gesamten Rührblatts erstreckt, und zwar insbesondere entlang des Hauptverlaufs. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein besonders stabiler Wendeirührer, insbesondere mit einer hohen Torsionsfestigkeit, bereitgestellt werden. Zudem kann vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Kraftübertragung eines Antriebsmoments von dem Grundkörper auf das Rührblatt ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft ein besonders gleichmäßiges Rührergebnis erreicht werden kann. Furthermore, it is proposed that the spiral stirrer has at least one connecting element which connects the stirring blade to the base body. As a result, a connection between the stirring blade and the base body can advantageously be further improved. The connecting element is preferably connected to the stirring blade and the base body in a materially bonded manner. The connecting element preferably has an inner contour which at least partially encloses the outer contour of the base body. The turning stirrer preferably has a plurality of connecting elements which are at least essentially identical to one another and are arranged at a distance from one another, in particular equidistantly, along the main course of the turning stirrer. In this way, a particularly reliable connection between the stirring blade and the base body and a particularly uniform transmission of force from the base body to the stirring blade can advantageously be achieved. The body could only partially extend along the stirring blade. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the base body extends along the entire agitator blade, in particular along the main course. A particularly stable spiral stirrer, in particular with a high torsional strength, can advantageously be provided by such a configuration. In addition, a particularly uniform power transmission of a drive torque from the base body to the stirring blade can advantageously be made possible, as a result of which a particularly uniform stirring result can advantageously be achieved.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Rührblatt auf einer dem Grundkörper abgewandten Seite eine zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Rührergebnis verbessert werden. Die zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche ist vorzugsweise makroskopisch glatt ausgebildet. Vorzugsweise weist die zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche in Richtung entlang des Hauptverlaufs des Wendeirührers eine, insbesondere gleichmäßige, Steigung auf und ist entlang einer Richtung senkrecht zu dem Hauptverlauf frei von makroskopischen Unebenheiten, insbesondere frei von makroskopischen Erhebungen und/oder Vertiefungen, ausgebildet. Es wäre denkbar, dass das Rührblatt eine Beschichtung aufweist, welche auf der ebenen Oberfläche aufgebracht ist und welche beispielsweise zu einem Schutz vor Abrasion der ebenen Oberfläche vorgesehen sein könnte. In addition, it is proposed that the stirring blade has an at least essentially flat surface on a side facing away from the base body. A stirring result can advantageously be improved by such a configuration. The at least essentially flat surface is preferably designed to be macroscopically smooth. Preferably, the at least substantially flat surface has a gradient, in particular a uniform gradient, in the direction along the main course of the helical stirrer and is free of macroscopic unevenness, in particular free of macroscopic elevations and/or depressions, along a direction perpendicular to the main course. It would be conceivable for the stirring blade to have a coating which is applied to the flat surface and which could be provided, for example, to protect the flat surface from abrasion.
Das Rührblatt könnte in der Querschnittsbetrachtung eine Seitenerstreckung aufweisen, welche kleiner ist als ein Durchmesser der Außenkontur des Grundkörpers oder welche dem Durchmesser der Außenkontur entspricht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass eine Seitenerstreckung des Rührblatts in der Querschnittsbetrachtung größer ist als ein Durchmesser der Außenkontur des Grundkörpers. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Rührergebnis verbessert werden. Unter einem „Durchmesser der Außenkontur“ soll dabei ein Durchmesser eines minimalen Kreises verstanden werden, welcher die Außenkontur gerade noch umschließt. Die Seitenerstreckung des Rühr- blatts verläuft zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dem Hauptverlauf des Wendeirührers. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Projektionsebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Vorzugsweise ist die Seitenerstreckung des Rührblatts entlang des gesamten Hauptverlaufs zumindest im Wesentlichen konstant. When viewed in cross-section, the stirring blade could have a lateral extension which is smaller than a diameter of the outer contour of the base body or which corresponds to the diameter of the outer contour. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that a lateral extension of the stirring blade in the cross-sectional view is greater than a diameter of the outer contour of the base body. A stirring result can advantageously be improved by such a configuration. A “diameter of the outer contour” should be understood to mean a diameter of a minimal circle that just encloses the outer contour. The lateral extent of the agitator blade runs at least essentially perpendicularly to the main course of the spiral stirrer. The expression “essentially perpendicular” is intended here to define in particular an alignment of a direction relative to a reference direction, with the direction and the reference direction, viewed in particular in a projection plane, enclosing an angle of 90° and the angle has a maximum deviation of, in particular, less than 8 °, advantageously less than 5° and particularly advantageously less than 2°. Preferably, the lateral extent of the agitator blade is at least substantially constant along the entire main course.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Rührblatt in der Querschnittsbetrachtung eine Dicke aufweist, welche maximal 20 % eines Durchmessers der Außenkontur des Grundkörpers entspricht. Hierdurch kann vorteilhaft eine Materialersparnis erzielt werden. Zudem kann vorteilhaft ein Herstellungsprozess verbessert werden. Ferner kann vorteilhaft eine Flexibilität bei einer geometrischen Ausgestaltung des Rührblatts erhöht werden, wenn das Rührblatt gegenüber dem Durchmesser der Außenkontur des Grundkörpers eine geringe Dicke aufweist. Vorzugsweise weist das Rührblatt in der Querschnittsbetrachtung eine Dicke auf, welche maximal 15 % und besonders bevorzugt maximal 10 % des Durchmessers der Außenkontur des Grundkörpers entspricht. Vorzugsweise ist das Rührblatt aus einem Blech mit einer dünnen Materialstärke ausgebildet, welche der Dicke des Rührblatts in der Querschnittsbetrachtung zumindest im Wesentlichen entspricht.It is also proposed that the stirring blade, viewed in cross-section, has a thickness which corresponds at most to 20% of a diameter of the outer contour of the base body. In this way, a material saving can advantageously be achieved. In addition, a manufacturing process can advantageously be improved. Furthermore, flexibility in a geometric design of the stirring blade can advantageously be increased if the stirring blade has a small thickness compared to the diameter of the outer contour of the base body. When viewed in cross-section, the stirring blade preferably has a thickness which corresponds to a maximum of 15% and particularly preferably a maximum of 10% of the diameter of the outer contour of the base body. The stirring blade is preferably formed from sheet metal with a thin material thickness which at least essentially corresponds to the thickness of the stirring blade when viewed in cross-section.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Rührorganvorrichtung eine Abdeckeinheit mit zumindest einem Abdeckelement aufweist, welches sich zumindest teilweise entlang des gesamten Grundkörpers erstreckt und diesen zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, in zumindest einer Richtung senkrecht zu der Drehachse abdeckt. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Rührergebnis verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Außenkontur des Wendeirührers mit besonders einfachen technischen Mitteln an verfahrenstechnische Erfordernisse bestimmter Rührprozesse, in welchen die Rührorganvorrichtung zum Einsatz kommt, angepasst werden. Vorzugsweise erstreckt sich das Abdeckelement ent- lang eines Großteils von zumindest 50 %, vorteilhaft von zumindest 70 %, besonders vorteilhaft von zumindest 80 %, vorzugsweise von zumindest 90 % einer Haupterstreckung des Grundkörpers und besonders bevorzugt entlang des gesamten Grundkörpers. Vorzugsweise deckt das Abdeckelement den Grundkörper zusätzlich zu der Richtung senkrecht zur Drehachse in weiteren Richtungen ab und zwar in zumindest einer Richtung, welche antiparallel zu der Richtung senkrecht zur Drehachse ist, und in einer zu der Drehachse parallelen und dem Rührblatt abgewandten Richtung. Vorzugsweise weist die Abdeckeinheit das Abdeckelement und zumindest ein weiteres Abdeckelement, welches sich zumindest teilweise entlang des gesamten Grundkörpers erstreckt und diesen zumindest teilweise in zumindest einer Richtung senkrecht zu der Drehachse abdeckt, auf. Vorzugsweise ist das Abdeckelement auf einer der Drehachse zugwandten Seite des Wendeirührers angeordnet. Vorzugsweise ist das Abdeckelement stoffschlüssig mit dem Rührblatt verbunden, beispielsweise verschweißt, und zwar insbesondere zumindest teilweise entlang einer längsten Kante des Rührblatts, welche der Drehachse und dem Grundkörper zugewandt ist. Vorzugsweise ist das weitere Abdeckelement auf einer der Drehachse abgewandten Seite des Wendeirührers angeordnet. Vorzugsweise ist das weitere Abdeckelement stoffschlüssig mit dem Rührblatt verbunden, beispielsweise verschweißt, und zwar insbesondere entlang einer längsten Kante des Rührblatts, welche der Drehachse abgewandt und dem Grundkörper zugewandt ist. Alternativ wäre denkbar, dass das Abdeckelement und/oder das weitere Abdeckelement einstückig mit dem Rührblatt ausgebildet sind. Vorzugsweise weist das weitere Abdeckelement in der Querschnittsbetrachtung eine geringere Erstreckung als das Abdeckelement auf. Hierdurch kann vorteilhaft ein Strömungsprofil in einem Randbereich des Wendeirührers optimiert und somit das Rührergebnis weiter verbessert werden. Die Abdeckeinheit kann neben dem Abdeckelement und dem weiteren Abdeckelement ein zusätzliches Abdeckelement aufweisen. Vorzugsweise ist das zusätzliche Abdeckelement derart mit dem Abdeckelement und dem weiteren Abdeckelement verbunden, dass der Grundkörper senkrecht zu der Querschnittsbetrachtung vollständig umschlossen ist. Vorzugsweise ist das zusätzliche Abdeckelement jeweils entlang einer längsten Kante stoffschlüssig mit dem Abdeckelement und dem weiteren Abdeckelement verbunden, beispielsweise verschweißt. Alternativ könnten das Abdeckelement, das weitere Abdeckelement und das zusätzliche Abdeckelement einstückig ausgebildet, beispielsweise aus einem gebogenen Blech hergestellt, sein. It is also proposed that the stirring element device has a cover unit with at least one cover element, which extends at least partially along the entire base body and at least partially, preferably completely, covers it in at least one direction perpendicular to the axis of rotation. A stirring result can advantageously be improved by such a configuration. In addition, an outer contour of the spiral stirrer can advantageously be adapted with particularly simple technical means to procedural requirements of specific stirring processes in which the stirring element device is used. The cover element preferably extends along a major part of at least 50%, advantageously at least 70%, particularly advantageously at least 80%, preferably at least 90% of a main extension of the base body and particularly preferably along the entire base body. The cover element preferably covers the base body in further directions in addition to the direction perpendicular to the axis of rotation, specifically in at least one direction which is antiparallel to the direction perpendicular to the axis of rotation and in a direction parallel to the axis of rotation and facing away from the stirring blade. The cover unit preferably has the cover element and at least one further cover element, which extends at least partially along the entire base body and at least partially covers it in at least one direction perpendicular to the axis of rotation. The cover element is preferably arranged on a side of the turning stirrer that faces the axis of rotation. Preferably, the cover element is materially connected to the stirring blade, for example welded, in particular at least partially along a longest edge of the stirring blade, which faces the axis of rotation and the base body. The further cover element is preferably arranged on a side of the turning stirrer which faces away from the axis of rotation. Preferably, the further cover element is materially connected to the stirring blade, for example welded, in particular along a longest edge of the stirring blade, which faces away from the axis of rotation and faces the base body. Alternatively, it would be conceivable for the cover element and/or the further cover element to be formed in one piece with the stirring blade. The further cover element preferably has a smaller extent than the cover element when viewed in cross-section. In this way, a flow profile can advantageously be optimized in an edge region of the spiral stirrer and the stirring result can thus be further improved. In addition to the covering element and the further covering element, the covering unit can have an additional covering element. The additional cover element is preferably connected to the cover element and the further cover element in such a way that the base body is completely enclosed perpendicular to the cross-sectional view. Preferably, the additional cover is in each case along a longest edge integrally connected to the cover and the other cover, for example welded. Alternatively, the cover element, the further cover element and the additional cover element could be designed in one piece, for example made from bent sheet metal.
Der Grundkörper könnte aus einem Vollmaterial, beispielsweise aus einem gebogenen Rundstab, welcher in zumindest einer Querschnittsbetrachtung zumindest eine abschnittsweise ovale, insbesondere kreisförmige, Außenkontur aufweist, ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass der Grundkörper als ein Rohr ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Materialersparnis erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft, bei gegenüber Vollmaterial vergleichbaren Bauteilspannungen und vergleichbarer Bauteilsteifigkeit, eine Gewichtsreduktion erzielt werden. Hierdurch kann weiter vorteilhaft ein Handhabungsaufwand und/oder Transportaufwand deutlich reduziert werden. Vorzugsweise ist das Rohr als ein gebogenes Rundrohr ausgebildet. The base body could be formed from a solid material, for example from a bent round rod, which in at least one cross-sectional view has at least one partially oval, in particular circular, outer contour. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the base body is designed as a tube. A material saving can advantageously be achieved by such a configuration. In addition, a weight reduction can advantageously be achieved with component stresses that are comparable to solid material and component rigidity that is comparable. As a result, a further advantageous handling effort and/or transport effort can be significantly reduced. The tube is preferably designed as a bent round tube.
Die Erfindung betrifft ferner einen Rührreaktor mit einem Rührbehälter und mit einer Rührorganvorrichtung gemäß einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen. Vorzugsweise weist der Rührreaktor zusätzlich zu dem Rührbehälter und der Rührorganvorrichtung zumindest eine Antriebseinheit und zumindest ein Übertragungselement, beispielsweise eine Antriebswelle, welches die Rührorganvorrichtung, insbesondere den Grundkörper des Wendeirührers, mit der Antriebseinheit verbindet, auf. Die Antriebseinheit des Rührreaktors kann, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise einen Elektromotor zu einer Erzeugung eines Antriebsmoments, ein Kupplungs- und/oder Getriebeelement zu einer Übertragung des Antriebsmoments und/oder weitere Elemente umfassen. The invention also relates to a stirred reactor with a stirred tank and with a stirring element device according to one of the configurations described above. In addition to the stirred vessel and the stirring element device, the stirred reactor preferably has at least one drive unit and at least one transmission element, for example a drive shaft, which connects the stirring element device, in particular the base body of the spiral stirrer, to the drive unit. The drive unit of the stirred reactor can, without being limited thereto, comprise, for example, an electric motor for generating a drive torque, a clutch and/or gear element for transmitting the drive torque and/or other elements.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Wendeirührer derart in dem Rührbehälter angeordnet ist, dass ein Wandabstand zu einer Innenwandung des Rührbehälters optimiert ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Rührergebnis verbessert werden. Bei einer geeigneten Wahl des Wandabstands zu der Innen- wandung des Rührbehälters müssen verschiedene Einflussfaktoren berücksichtigt werden: Zunächst können mechanische Kräfte während eines Betriebs zu einer zeitweisen Verformung des Wendeirührers führen, so dass dessen Durchmesser, vergleichbar mit einem Zusammendrücken einer metallischen Feder, vergrößert und der Wandabstand verringert wird. Die durch die zeitweise Verformung des Wendeirührers bedingte Verringerung des Wandabstands ist dabei wiederum stark von den mechanischen Eigenschaften des Wendeirührers, beispielsweise von einer Torsionssteifigkeit und/oder dem Eigengewicht des Wendeirührers, abhängig. Zudem muss der Wandabstand des Wendeirührers so gewählt sein, dass ein gleichmäßiger Rührvorgang über einen gesamten Querschnitt des Rührbehälters ermöglicht ist. Hierbei muss der Wandabstand einerseits klein genug sein, um eine Ausbildung von Totzonen, in welchen zu rührende Medien nicht oder nicht ausreichend gerührt werden, in einem Nahbereich der Innenwandung des Rührbehälters, zu verhindern. Andererseits darf der Wandabstand, insbesondere zum Rühren von Wirbelschichten und/oder Feststoffmischungen, nicht zu klein gewählt sein, da es sonst zu einer Verblockung in einem Spalt zwischen dem Wendelrüh- rer und der Innenwandung, bedingt durch einzelne zu rührende Partikel, kommen kann. Insofern ist ein optimaler Wandabstand zusätzlich auch in Abhängigkeit einer Partikelgröße und/oder einer Partikelgrößenverteilung zu rührender Medien zu optimieren. Vorzugsweise ist der Wandabstand des Wendeirührers derart optimiert, dass eine Berührung der Innenwandung auch bei Verformung in einem Betriebszustand verhindert ist. Vorzugsweise ist der Wandabstand des Wendelrüh- rers derart optimiert, dass eine Ausbildung von Totzonen in einem Nahbereich der Innenwandung verhindert ist. Vorzugsweise ist der Wandabstand des Wendelrüh- rers derart optimiert, dass eine Verblockung eines Spalts zwischen dem Wendel- rührer und der Innenwandung durch zu rührende Partikel verhindert ist. In addition, it is proposed that the helical stirrer be arranged in the stirred tank in such a way that a wall distance from an inner wall of the stirred tank is optimized. A stirring result can advantageously be improved by such a configuration. With a suitable choice of the wall distance to the interior Various influencing factors must be taken into account when choosing the wall of the stirred tank: First, mechanical forces during operation can lead to temporary deformation of the spiral stirrer, so that its diameter, comparable to compressing a metallic spring, increases and the distance to the wall is reduced. The reduction in the distance from the wall caused by the temporary deformation of the spiral stirrer is in turn heavily dependent on the mechanical properties of the spiral stirrer, for example a torsional rigidity and/or the weight of the spiral stirrer. In addition, the distance from the wall of the spiral stirrer must be selected in such a way that a uniform stirring process is made possible over the entire cross section of the mixing container. On the one hand, the distance from the wall must be small enough to prevent the formation of dead zones, in which media to be stirred are not stirred or not sufficiently stirred, in the vicinity of the inner wall of the stirred tank. On the other hand, the distance to the wall, especially for stirring fluidized beds and/or mixtures of solids, must not be too small, otherwise blockages can occur in a gap between the spiral stirrer and the inner wall due to individual particles to be stirred. In this respect, an optimal wall distance must also be optimized as a function of a particle size and/or a particle size distribution of the media to be stirred. The distance from the wall of the turning stirrer is preferably optimized in such a way that contact with the inner wall is prevented even if it is deformed in an operating state. The distance from the wall of the helical stirrer is preferably optimized in such a way that the formation of dead zones in the vicinity of the inner wall is prevented. The distance from the wall of the helical stirrer is preferably optimized in such a way that a gap between the helical stirrer and the inner wall is prevented from becoming blocked by particles to be stirred.
Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Rührorganvorrichtung mit zumindest einem Wendeirührer. The invention is also based on a method for producing a stirring element device with at least one spiral stirrer.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Grundkörper des Wendeirührers aus einem Rohr mit einer zumindest abschnittsweise ovalen, insbesondere kreisförmigen, Außen- kontur hergestellt wird. Hierdurch kann vorteilhaft ein besonders effizientes Verfahren zur Herstellung einer Rührorganvorrichtung bereitgestellt werden. Es kann vorteilhaft ein Materialeinsatz gegenüber herkömmlichen Verfahren reduziert werden, wodurch vorteilhaft eine Materialeffizienz gesteigert werden kann. Wenn der Grundkörper aus einem Rohr mit einer zumindest abschnittsweise ovalen, insbesondere kreisförmigen, Außenkontur hergestellt wird, kann vorteilhaft eine besonders hohe Festigkeit bei zugleich besonders geringem Materialeinsatz erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft ein Wendeirührer mit einem besonders geringen spezifischen Gewicht hergestellt werden, wodurch weiter vorteilhaft ein Transport verbessert werden kann. Ferner kann vorteilhaft ein Wendeirührer hergestellt werden, welcher auf Grund seines geringen spezifischen Gewichts zu einem besonders effizienten Betrieb geeignet ist, da weitere Elemente zu dem Betrieb des Wendeirührers, wie beispielsweise ein Antriebsmotor und/oder Lager und/oder oder ein Fundament oder dergleichen, entsprechend kleiner dimensioniert werden können. Des Weiteren kann ein Fertigungsaufwand und/oder eine Fertigungsdauer vorteilhaft reduziert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Kostenersparnis erreicht werden. It is proposed that a base body of the spiral stirrer consists of a tube with an outer surface that is oval, in particular circular, at least in contour is produced. As a result, a particularly efficient method for producing a stirring element device can advantageously be provided. The use of material can advantageously be reduced compared to conventional methods, as a result of which material efficiency can advantageously be increased. If the base body is produced from a tube with an outer contour that is oval at least in sections, in particular circular, a particularly high level of strength can advantageously be achieved with a particularly low use of material at the same time. In addition, a helical stirrer can advantageously be produced with a particularly low specific weight, as a result of which transport can advantageously be improved. Furthermore, a helical stirrer can advantageously be produced which, due to its low specific weight, is suitable for particularly efficient operation, since other elements for the operation of the helical stirrer, such as a drive motor and/or bearing and/or a foundation or the like, are appropriate can be made smaller. Furthermore, a production effort and/or a production time can advantageously be reduced. In addition, a cost saving can advantageously be achieved.
Zudem wird vorgeschlagen, dass in dem Verfahren ein Rührblatt des Wendelrüh- rers mit dem Grundkörper verbunden wird. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Verfahren mit einer verbesserten Flexibilität hinsichtlich einer geometrischen Ausgestaltung des Rührblatts bereitgestellt werden. Indem das Rührblatt mit dem Grundkörper verbunden wird und damit keine tragende Funktion übernimmt, kann vorteilhaft eine von dem Grundkörper unabhängige Formgebung des Rührblatts ermöglicht werden. Vorzugsweise wird das Rührblatt stoffschlüssig, beispielsweise mittels eines Schweißprozesses, mit dem Grundkörper verbunden.In addition, it is proposed that a stirring blade of the helical stirrer be connected to the base body in the method. A configuration of this type can advantageously provide a method with improved flexibility with regard to a geometric configuration of the stirring blade. Since the stirring blade is connected to the base body and thus does not assume any supporting function, the stirring blade can advantageously be shaped independently of the base body. The stirring blade is preferably connected to the base body in a materially bonded manner, for example by means of a welding process.
Die erfindungsgemäße Rührorganvorrichtung sowie das Verfahren zur Herstellung der Rührorganvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Rührorganvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funk- tionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. The stirring element device according to the invention and the method for producing the stirring element device should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the stirring element device according to the invention can be used to fulfill a function described herein may have a number of individual elements, components and units that differs from a number mentioned herein.
Zeichnungen drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the following description of the drawings. Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein Rührorgan mit einer Rührorganvorrichtung in einer schematischen Darstellung, 1 a stirring element with a stirring element device in a schematic representation,
Fig. 2 die Rührorganvorrichtung mit einem Wendeirührer, umfassend einen Grundkörper und ein Rührblatt, in einer schematischen Seitenansicht, 2 shows the stirring element device with a spiral stirrer, comprising a base body and a stirring blade, in a schematic side view,
Fig. 3 eine schematische Teilansicht des Grundkörpers und des Rührblatts in einer Querschnittsbetrachtung, 3 shows a schematic partial view of the base body and the stirring blade in a cross-sectional view,
Fig. 4 den Wendeirührer in einer schematischen perspektivischen Ansicht, 4 shows the turning stirrer in a schematic perspective view,
Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines Verfahrens zur Herstellung der Rührorganvorrichtung und 5 is a schematic diagram of a method of manufacturing the impeller device and
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Rührorganvorrichtung in einer schematischen Querschnittsbetrachtung. 6 shows a further exemplary embodiment of a stirring element device in a schematic cross-sectional view.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the exemplary embodiments
Von mehrfach vorhandenen Objekten ist in den Figuren jeweils lediglich eines mit einem Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt einen Rührreaktor 40 in einer schematischen Darstellung. Der Rührreaktor 40 umfasst einen Rührbehälter 56. Der Rührreaktor 40 umfasst eine Rührorganvorrichtung 10. In Figur 1 ist die Rührorganvorrichtung 10 in dem Rührbehälter 56 des Rührreaktors 40 angeordnet. Der Rührreaktor 40 umfasst eine Antriebseinheit 44. Die Rührorganvorrichtung 10 ist über eine Antriebswelle 42 des Rührreaktors 40 mit der Antriebseinheit 44 des Rührreaktors 40 verbunden. Of the objects that are present several times, only one is provided with a reference number in each of the figures. 1 shows a stirred reactor 40 in a schematic representation. The stirred reactor 40 comprises a stirred vessel 56. The stirred reactor 40 comprises a stirring element device 10. In FIG. The stirred reactor 40 comprises a drive unit 44. The stirring element device 10 is connected to the drive unit 44 of the stirred reactor 40 via a drive shaft 42 of the stirred reactor 40.
Die Rührorganvorrichtung 10 ist zum Rühren von Wirbelschichten und/oder Feststoffmischungen und/oder hochviskosen Suspensionen vorgesehen. Die Rührorganvorrichtung 10 weist einen Wendeirührer 12 auf. Der Wendeirührer 12 ist um eine Drehachse 14 drehbar. Der Wendeirührer 12 weist zumindest eine um die Drehachse 14 verlaufende Windung 16 auf. Ausgehend von der Antriebswelle 42 des Rührorgans 40 weist die Windung 16 entlang einer Haupterstreckungsrichtung 62 des Wendeirührers 12 eine im Wesentlichen konstante Steigung auf und windet sich in einer vollständigen Umdrehung von 360° um die Drehachse 14. Vorliegend weist der Wendeirührer 12 mehrere um die Drehachse 14 verlaufende in der Haupterstreckungsrichtung 62 aufeinander folgende Windungen und zwar die Windung 16, eine weitere Windung 58 und eine weitere Windung 60 auf. Die weiteren Windungen 58, 60 weisen mit der Windung 16 eine im Wesentlichen identische Steigung auf und winden sich jeweils in einer vollständigen Umdrehung von 360° um die Drehachse 14. Der Wendeirührer 12 weist in seiner Haupterstreckungsrichtung 62 die Form einer Helix auf. The stirring element device 10 is provided for stirring fluidized beds and/or mixtures of solids and/or highly viscous suspensions. The stirring element device 10 has a spiral stirrer 12 . The turning stirrer 12 can be rotated about an axis of rotation 14 . The turning stirrer 12 has at least one winding 16 running around the axis of rotation 14 . Starting from the drive shaft 42 of the stirring element 40, the winding 16 has a substantially constant pitch along a main extension direction 62 of the turning stirrer 12 and winds in a complete revolution of 360° around the axis of rotation 14. In the present case, the turning stirrer 12 has several turns around the axis of rotation 14 running in the main direction of extent 62 successive turns, specifically the turn 16, a further turn 58 and a further turn 60. The other windings 58, 60 have an essentially identical pitch to the winding 16 and wind around the axis of rotation 14 in a complete revolution of 360°.
Der Wendeirührer 12 weist einen Grundkörper 18 auf. Der Grundkörper 18 des Wendeirührers 12 ist an einer Anschlussstelle 64 mit der Antriebswelle 42 des Rührorgans 40 verbunden. Der Wendeirührer 12 ist freitragend ausgebildet. In einem Betriebszustand des Rührorgans 40 wird ein von der Antriebseinheit 44 bereitgestelltes Antriebsmoment von der Antriebswelle 42 auf den Grundkörper 18 des Wendeirührers 12 übertragen und veranlasst diesen zu einer Drehbewegung in einer Drehrichtung 66 um die Drehachse 14. Der Wendeirührer 12 der Rührorganvorrichtung 10 ist in dem Rührbehälter 56 des Rührreaktors 40 derart angeordnet, dass ein Wandabstand 76 zu einer Innenwandung 80 des Rührbehälters 56 optimiert ist. Der Wandabstand 76 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 75 mm. Vorliegend ist der Wandabstand 76 des Wendeirührers 12 zu der Innenwandung 80 des Rührbehälters 56 derart optimiert, dass in einem Betriebszustand des Rührreaktors 40 einerseits Durchmischung über den gesamten Querschnitt des Rührbehälters 56 ermöglicht und andererseits eine Verblockung des Wendeirührers 12 durch Partikel zu rührender Medien (nicht dargestellt) zwischen dem Wendeirührer 12 und der Innenwandung verhindert ist. The turning stirrer 12 has a base body 18 . The base body 18 of the turning stirrer 12 is connected to the drive shaft 42 of the stirring element 40 at a connection point 64 . The spiral stirrer 12 is designed to be self-supporting. When stirring element 40 is in an operating state, a drive torque provided by drive unit 44 is transmitted from drive shaft 42 to base body 18 of turning stirrer 12, causing it to rotate in a direction of rotation 66 about axis of rotation 14. The helical stirrer 12 of the stirring element device 10 is arranged in the stirred tank 56 of the stirred reactor 40 in such a way that a wall distance 76 from an inner wall 80 of the stirred tank 56 is optimized. The distance from the wall 76 is 75 mm in the present exemplary embodiment. In the present case, the wall distance 76 of the helical stirrer 12 from the inner wall 80 of the agitation vessel 56 is optimized in such a way that, when the agitation reactor 40 is in an operating state, thorough mixing is enabled over the entire cross section of the agitation vessel 56 and, on the other hand, the helical stirrer 12 is blocked by particles of the media to be stirred (not shown ) between the turning stirrer 12 and the inner wall is prevented.
Figur 2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Rührorganvorrichtung 10. Der Grundkörper 18 des Wendeirührers 12 weist in zumindest einer Querschnittsbetrachtung (vgl. Figur 3) zumindest eine abschnittsweise ovale, insbesondere kreisförmige, Außenkontur 20 auf. Vorliegend ist die Außenkontur 20 des Grundkörpers 18 kreisförmig. Vorliegend weist der Grundkörper 18 in sämtlichen Querschnittsbetrachtungen entlang eines Hauptverlaufs 26 des Wendeirührers 12 (vgl. Figur 4) eine abschnittsweise ovale, insbesondere kreisförmige, Außenkontur 20 auf. FIG. 2 shows a schematic side view of the stirring element device 10. In at least one cross-sectional view (cf. FIG. 3), the base body 18 of the spiral stirrer 12 has at least one partially oval, in particular circular, outer contour 20. In the present case, the outer contour 20 of the base body 18 is circular. In the present case, the base body 18 has an outer contour 20 that is oval in sections, in particular circular, in all cross-sectional views along a main path 26 of the spiral stirrer 12 (cf. FIG. 4).
Der Grundkörper 18 ist als ein Rohr 36 ausgebildet. Vorliegend ist das Rohr 36 als ein gebogenes Rundrohr ausgebildet. The base body 18 is designed as a tube 36 . In the present case, the tube 36 is designed as a curved round tube.
Der Wendeirührer 12 weist ein Rührblatt 22 auf. Das Rührblatt 22 ist mit dem Grundkörper 18 verbunden. The turning stirrer 12 has a stirring blade 22 . The stirring blade 22 is connected to the base body 18 .
Der Wendeirührer 12 weist zumindest ein Verbindungselement 24 auf, welches das Rührblatt 22 mit dem Grundkörper 18 verbindet. Vorliegend weist der Wendel- rührer 12 eine Mehrzahl von Verbindungselementen auf und zwar das Verbindungselement 24 und mehrere weitere Verbindungselemente 68. Das Verbindungselement 24 und die weiteren Verbindungselemente 68 sind zueinander im Wesentlichen identisch ausgebildet und zueinander beabstandet angeordnet. The spiral stirrer 12 has at least one connecting element 24 which connects the stirring blade 22 to the base body 18 . In the present case, the helical stirrer 12 has a plurality of connecting elements, namely the connecting element 24 and a plurality of further connecting elements 68. The connecting element 24 and the further connecting elements 68 are of essentially identical design and are arranged at a distance from one another.
Das Rührblatt 22 ist stoffschlüssig mit dem Grundkörper 18 verbunden. Vorliegend ist das Rührblatt 22 mittelbar stoffschlüssig, und zwar über das Verbindungsele- ment 24 und über die weiteren Verbindungselemente 68, mit dem Grundkörper 18 verbunden. The stirring blade 22 is materially connected to the base body 18 . In the present case, the stirring blade 22 is indirectly cohesive, namely via the connecting element ment 24 and via the other connecting elements 68, connected to the base body 18.
Figur 3 zeigt eine schematische Teilansicht des Wendeirührers 12 in einer Querschnittsbetrachtung auf den Grundkörper 18 und zeigt jeweils einen Teilbereich des Grundkörpers 18 und des Rührblatts 22 sowie das Verbindungselement 24. Figure 3 shows a schematic partial view of the spiral stirrer 12 in a cross-sectional view of the base body 18 and shows a partial area of the base body 18 and the stirring blade 22 as well as the connecting element 24.
Das Verbindungselement 24 weist eine bogenförmige Innenkontur 46 auf, welche die Außenkontur 20 des Grundkörpers 18 zumindest teilweise umschließt. Vorliegend ist das Verbindungselement 24 im Bereich der Innenkontur 46 stoffschlüssig mit der Außenkontur 20 des Grundkörpers 18 verbunden, und zwar verschweißt. The connecting element 24 has an arcuate inner contour 46 which at least partially encloses the outer contour 20 of the base body 18 . In the present case, the connecting element 24 is connected in the region of the inner contour 46 to the outer contour 20 of the base body 18 in a materially bonded manner, namely by welding.
Das Rührblatt 22 ist an einer Unterseite 48 stoffschlüssig mit dem Verbindungselement 24 verbunden, und zwar verschweißt. Somit verbindet das Verbindungselement 24 das Rührblatt 22 mittelbar stoffschlüssig mit dem Grundkörper 18. Das Rührblatt 22 ist außerdem auf gleiche Art und Weise über die weiteren Verbindungselemente 68 mittelbar stoffschlüssig mit dem Grundkörper 18 verbunden. The stirring blade 22 is connected to the connecting element 24 on an underside 48 in a materially bonded manner, namely by welding. The connecting element 24 thus connects the stirring blade 22 directly to the base body 18 in a materially bonded manner.
Das Rührblatt 22 weist eine Seitenerstreckung 30 auf. Die Seitenerstreckung 30 des Rührblatts 22 ist in der Querschnittsbetrachtung größer ist als ein Durchmesser 32 der Außenkontur 20 des Grundkörpers 18. The agitator blade 22 has a lateral extension 30 . The lateral extension 30 of the stirring blade 22 is larger than a diameter 32 of the outer contour 20 of the base body 18 in the cross-sectional view.
Das Rührblatt 22 weist eine Dicke 34 senkrecht zu der Seitenerstreckung 30 auf. Die Dicke 34 des Rührblatts 22 entspricht maximal 20 % des Durchmessers 32 der Außenkontur 20 des Grundkörpers 18. Vorliegend ist das Rührblatt 22 aus einem Blech mit einer geringen Materialstärke ausgebildet, welche der Seitenerstreckung 30 entspricht. The agitator blade 22 has a thickness 34 perpendicular to the side extent 30 . The thickness 34 of the stirring blade 22 corresponds to a maximum of 20% of the diameter 32 of the outer contour 20 of the base body 18 .
Figur 4 zeigt den Wendeirührer 12 der Rührorganvorrichtung 10 in einer schematischen perspektivischen Ansicht. Der Grundkörper 18 erstreckt sich entlang des gesamten Rührblatts 22, und zwar entlang des Hauptverlaufs 26 des Wendelrüh- rers 12. Auf einer dem Grundkörper 18 abgewandten Seite 38 weist das Rührblatt 22 eine ebene Oberfläche 28 auf. FIG. 4 shows the helical stirrer 12 of the stirring element device 10 in a schematic perspective view. The base body 18 extends along the entire agitator blade 22, specifically along the main path 26 of the helical agitator 12. The stirring blade 22 has a flat surface 28 on a side 38 facing away from the base body 18 .
Figur 5 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung der Rührorganvorrichtung 10. In einem ersten Verfahrensschritt 50 wird der Grundkörper 18 des Wendeirührers 12 aus einem Rohr 36 mit einer zumindest abschnittsweise ovalen, insbesondere kreisförmigen, Außenkontur 20 hergestellt (vgl. Figur 2). In dem Verfahrensschritt 50 wird aus dem Rohr 36 durch einen geeigneten Formgebungsprozess der Grundkörper 18 geformt. In einem weiteren Verfahrensschritt 52 werden das Verbindungselement 24 und die weiteren Verbindungselemente 68 jeweils mit dem Grundköper 18, beispielsweise durch einen Schweißprozess, verbunden. In einem weiteren Verfahrensschritt 54 wird das Rührblatt 22 vorzugsweise aus einem Blech mit einer dünnen Materialstärke geformt und anschließend mit dem Grundkörper 18 verbunden, indem das Verbindungselement 24 und die weiteren Verbindungselemente 68 jeweils mit der Unterseite 48 des Rührblatts 22, beispielsweise durch einen Schweißprozess, verbunden werden. Figure 5 shows a schematic diagram for representing a method for producing the stirring element device 10. In a first method step 50, the base body 18 of the spiral stirrer 12 is produced from a tube 36 with an outer contour 20 which is at least partially oval, in particular circular (cf. Figure 2). . In method step 50, the base body 18 is formed from the tube 36 by a suitable forming process. In a further method step 52, the connecting element 24 and the further connecting elements 68 are each connected to the base body 18, for example by a welding process. In a further method step 54, the stirring blade 22 is preferably formed from sheet metal with a thin material thickness and is then connected to the base body 18 by connecting the connecting element 24 and the further connecting elements 68 to the underside 48 of the stirring blade 22, for example by a welding process will.
In der Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 5, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der Figur 6 ein Strich nachgestellt.Another exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, whereby with regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference numbers, the drawings and/or the description of the other exemplary embodiments, in particular Figures 1 to 5, can be referred. To distinguish between the exemplary embodiments, a dash is placed after the reference numbers of the exemplary embodiment in FIG.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Rührorganvorrichtung 10‘. Die Rührorganvorrichtung 10‘ weist einen Wendeirührer 12‘ auf. Der Wendeirührer ist um eine Drehachse (nicht dargestellt) drehbar. Der Wendeirührer 12‘ weist einen Grundkörper 18‘ auf. Der Grundkörper 18‘ weist in der Querschnittsbetrachtung eine zumindest abschnittsweise ovale, insbesondere kreisförmige, Außenkontur 20‘ auf. Im Unterschied zu dem Grundkörper 18 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels ist der Grundkörper 18‘ aus einem Vollprofil hergestellt. Alternativ könnte der Grundkörper 18‘ der Rührorganvorrichtung 10‘ jedoch auch, analog zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, aus einem Rohr hergestellt sein. FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a stirring element device 10′. The stirring element device 10' has a spiral stirrer 12'. The turning stirrer can be rotated about an axis of rotation (not shown). The turning stirrer 12' has a base body 18'. When viewed in cross-section, the base body 18' has an outer contour that is oval, in particular circular, at least in sections 20' on. In contrast to the base body 18 of the previous exemplary embodiment, the base body 18' is made from a solid profile. Alternatively, however, the base body 18' of the stirring element device 10' could also be made of a tube, analogously to the previous exemplary embodiment.
Der Wendeirührer 12‘ weist ein Rührblatt 22‘ auf. Das Rührblatt 22‘ ist im Wesentlichen identisch zu dem Rührblatt 22 der Rührorganvorrichtung 10 des vorhergehenden Ausführungsbeispiels ausgebildet, weshalb diesbezüglich auf die Beschreibung der Figuren 1 bis 5 verwiesen sei. The turning stirrer 12' has a stirring blade 22'. The stirring blade 22' is designed essentially identically to the stirring blade 22 of the stirring element device 10 of the previous exemplary embodiment, which is why reference is made to the description of FIGS. 1 to 5 in this respect.
Der Wendeirührer 12‘ weist eine Abdeckeinheit 78‘ auf. Die Abdeckeinheit 78‘ weist zumindest ein Abdeckelement 70‘ auf, welches sich entlang des gesamten Grundkörpers 18‘ erstreckt auf. Vorliegend weist die Abdeckeinheit 78‘ das Abdeckelement 70‘ und ein weiteres Abdeckelement 72‘ auf. Das Abdeckelement 70‘ ist stoffschlüssig mit dem Rührblatt 22‘ verbunden, beispielsweise verschweißt. Das Abdeckelement 70‘ ist zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Seitenerstreckung 30‘ des Rührblatts 22‘ angeordnet. Das erste Abdeckelement 70‘ ist auf einer der Drehachse (nicht dargestellt) zugewandten Seite des Wendeirührers 12‘ angeordnet. Das weitere Abdeckelement 72‘ ist stoffschlüssig mit dem Rührblatt 22‘ verbunden, beispielsweise verschweißt. Das weitere Abdeckelement 72‘ ist zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Seitenerstreckung 30‘ des Rührblatts 22‘ angeordnet. Das weitere Abdeckelement 72‘ erstreckt sich entlang des gesamten Rührblatts 22‘. Das zweite Abdeckelement 72‘ ist auf einer der Drehachse (nicht dargestellt) abgewandten Seite des Wendeirührers 12‘ angeordnet. Das weitere Abdeckelement 72‘ weist in einer Richtung senkrecht zu dem Rührblatt 22‘ eine geringere Erstreckung auf als das Abdeckelement 70‘. The turning stirrer 12' has a cover unit 78'. The cover unit 78' has at least one cover element 70', which extends along the entire base body 18'. In the present case, the cover unit 78' has the cover element 70' and a further cover element 72'. The cover element 70' is materially connected to the stirring blade 22', for example welded. The cover element 70' is arranged at least substantially perpendicularly to a side extension 30' of the stirring blade 22'. The first cover element 70' is arranged on a side of the rotary stirrer 12' that faces the axis of rotation (not shown). The further cover element 72' is materially connected to the stirring blade 22', for example welded. The further cover element 72' is arranged at least substantially perpendicularly to the side extension 30' of the stirring blade 22'. The further cover element 72' extends along the entire stirring blade 22'. The second cover element 72' is arranged on a side of the rotary stirrer 12' that faces away from the axis of rotation (not shown). The further cover element 72' has a smaller extension than the cover element 70' in a direction perpendicular to the stirring blade 22'.
In einer optionalen Ausgestaltung weist die Abdeckeinheit 78‘ der Rührorganvorrichtung 10‘ ein zusätzliches Abdeckelement 74‘ auf. Das zusätzliche Abdeckelement 74‘ kann mit dem Abdeckelement 70‘ und mit dem weiteren Abdeckelement 72‘ jeweils stoffschlüssig verbunden, beispielsweise verschweißt, sein. Das zusätzliche Abdeckelement 74‘ ist zu einer Strömungsoptimierung vorgesehen. Das zusätzliche Abdeckelement 74‘ ist in einem Betriebszustand der Rührorganvorrichtung 10‘ insbesondere dazu vorgesehen, eine optimierte Gasströmung in Richtung des weiteren Abdeckelements 72‘ zu erzeugen. In einem montierten Zustand des zusätzlichen Abdeckelements 74‘ ist der Grundkörper 18‘ in allen Richtungen senkrecht zu der Querschnittsbetrachtung von dem Rührblatt 22‘, dem Abdeckelement 70‘, dem weiteren Abdeckelement 72‘ und dem weiteren Abdeckelement 74‘ umschlossen. In an optional configuration, the cover unit 78' of the stirring element device 10' has an additional cover element 74'. The additional cover element 74' can be connected in each case with a material connection, for example welded, to the cover element 70' and to the further cover element 72'. The additional cover element 74' is provided to optimize the flow. The additional cover element 74' is provided in an operating state of the stirring element device 10' in particular to generate an optimized gas flow in the direction of the further cover element 72'. In a mounted state of the additional cover element 74', the base body 18' is enclosed in all directions perpendicular to the cross-sectional view by the stirring blade 22', the cover element 70', the further cover element 72' and the further cover element 74'.
Zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung der Rührorganvorrichtung 10‘ kann grundsätzlich auf die Beschreibung der Figur 5 verwiesen werden, wobei in dem weiteren Verfahrensschritt 54 zusätzlich das Abdeckelement 70‘ und das weitere Abdeckelement 72‘ jeweils mit dem Rührblatt 22‘ verbunden, beispielsweise verschweißt, werden. Optional kann in dem weiteren Verfahrensschritt 54 zudem das zusätzliche Abdeckelement 74‘ jeweils mit dem Abdeckelement 70‘ und dem weiteren Abdeckelement 72‘ stoffschlüssig verbunden, beispielsweise ver- schweißt, werden. For the description of a method for producing the stirring element device 10', reference can be made to the description of FIG . Optionally, in the further method step 54, the additional cover element 74′ can also be cohesively connected, for example welded, to the cover element 70′ and the further cover element 72′.
Bezugszeichen Reference sign
10 Rührorganvorrichtung 10 impeller device
12 Wendeirührer 12 stirrers
14 Drehachse 14 axis of rotation
16 Windung 16 turn
18 Grundkörper 18 body
20 Außenkontur 20 outer contour
22 Rührblatt 22 stirring blade
24 Verbindungselement 24 fastener
26 Hauptverlauf 26 main course
28 Oberfläche 28 surface
30 Seitenerstreckung 30 page extension
32 Durchmesser 32 diameter
34 Dicke 34 thick
36 Rohr 36 tube
38 Seite 38 page
40 Rührreaktor 40 stirred reactor
42 Antriebswelle 42 drive shaft
44 Antriebseinheit 44 drive unit
46 Innenkontur 46 inner contour
48 Unterseite 48 bottom
50 Verfahrensschritt 50 process step
52 weiterer Verfahrensschritt52 further process step
54 weiterer Verfahrensschritt54 further process step
56 Rührbehälter 56 stirred tank
58 weitere Windung 58 more turn
60 weitere Windung 60 more turns
62 Haupterstreckungsrichtung62 main extension direction
64 Anschlussstelle 64 junction
66 Drehrichtung weiteres Verbindungselement Abdeckelement weiteres Abdeckelement zusätzliches Abdeckelement Wandabstand Abdeckeinheit Innenwandung Richtung 66 direction of rotation further connecting element cover element further cover element additional cover element distance from wall cover unit inner wall direction

Claims

Ansprüche Rührorganvorrichtung (10; 10‘), insbesondere zum Rühren von Wirbelschichten und/oder Feststoffmischungen und/oder hochviskosen Suspensionen, mit zumindest einem Wendeirührer (12; 12‘), welcher um eine Drehachse (14) drehbar ist und zumindest eine um die Drehachse (14) verlaufende Windung (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wendeirührer (12; 12‘) einen Grundkörper (18; 18‘) aufweist, welcher in zumindest einer Querschnittsbetrachtung eine zumindest abschnittsweise ovale, insbesondere kreisförmige, Außenkontur (20; 20‘) aufweist. Rührorganvorrichtung (10; 10‘) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wendeirührer (12; 12‘) ein Rührblatt (22; 22‘) aufweist, welches mit dem Grundkörper (18; 18‘) verbunden ist. Rührorganvorrichtung (10; 10‘) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührblatt (22; 22‘) stoffschlüssig mit dem Grundkörper (18; 18‘) verbunden ist. Rührorganvorrichtung (10; 10‘) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wendeirührer (12; 12‘) zumindest ein Verbindungselement (24) aufweist, welches das Rührblatt (22; 22‘) mit dem Grundkörper (18; 18‘) verbindet. Stirring device (10; 10'), in particular for stirring fluidized beds and/or solid mixtures and/or highly viscous suspensions, with at least one helical stirrer (12; 12') which can be rotated about an axis of rotation (14) and at least one about the axis of rotation (14) running winding (16), characterized in that the spiral stirrer (12; 12') has a base body (18; 18') which, viewed at least in cross-section, has an outer contour (20; 20 ') having. Agitator device (10; 10') according to Claim 1, characterized in that the helical agitator (12; 12') has an agitator blade (22; 22') which is connected to the base body (18; 18'). Agitator device (10; 10') according to Claim 2, characterized in that the agitator blade (22; 22') is materially connected to the base body (18; 18'). Agitator device (10; 10') according to Claim 2 or 3, characterized in that the helical agitator (12; 12') has at least one connecting element (24) which connects the agitator blade (22; 22') to the base body (18; 18' ) connects.
5. Rührorganvorrichtung (10; 10‘) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Grundkörper (18; 18‘) entlang des gesamten Rührblatts (22; 22‘) erstreckt, und zwar insbesondere entlang eines Hauptverlaufs (26). 5. The stirring element device (10; 10') according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the base body (18; 18') extends along the entire stirring blade (22; 22'), in particular along a main course (26 ).
6. Rührorganvorrichtung (10; 10‘) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührblatt (22; 22 ) auf einer dem Grundkörper (18) abgewandten Seite (38) eine zumindest im Wesentlichen ebene Oberfläche (28; 28‘) aufweist. 6. The stirring element device (10; 10') according to one of Claims 2 to 5, characterized in that the stirring blade (22; 22) has an at least essentially flat surface (28; 28 ') having.
7. Rührorganvorrichtung (10, 10‘) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seitenerstreckung (30; 30‘) des Rührblatts (22; 22‘) in der Querschnittsbetrachtung größer ist als ein Durchmesser (32; 32‘) der Außenkontur (20; 20‘) des Grundkörpers (18; 18‘). 7. Agitating element device (10, 10') according to one of claims 2 to 6, characterized in that a lateral extension (30; 30') of the agitating blade (22; 22') is larger than a diameter (32; 32') in the cross-sectional view. ) the outer contour (20; 20') of the base body (18; 18').
8. Rührorganvorrichtung (10; 10‘) nach einem der Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührblatt (22; 22‘) in der Querschnittsbetrachtung eine Dicke (34; 34‘) aufweist, welche maximal 20 % eines Durchmessers (32; 32‘) der Außenkontur (20; 20‘) des Grundkörpers (18; 18‘) entspricht. 8. The stirring element device (10; 10') according to one of Claims 2 to 7, characterized in that the stirring blade (22; 22') has a thickness (34; 34') in the cross-sectional view which is at most 20% of a diameter (32 ; 32') corresponds to the outer contour (20; 20') of the base body (18; 18').
9. Rührorganvorrichtung (10‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abdeckeinheit (78‘) mit zumindest einem Abdeckelement (70‘), welches sich zumindest teilweise entlang des Grundkörpers (18‘) erstreckt und diesen zumindest teilweise in zumindest eine Richtung (82‘) senkrecht zur Drehachse (14) abdeckt. 9. The stirring element device (10') according to any one of the preceding claims, characterized by a cover unit (78') with at least one cover element (70') which extends at least partially along the base body (18') and at least partially in at least one direction (82') perpendicular to the axis of rotation (14).
10. Rührorganvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (18) als ein Rohr (36) ausgebildet ist. 10. stirring element device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the base body (18) is designed as a tube (36).
11 . Rührreaktor (40) mit einem Rührbehälter (56) und mit einer Rührorganvor- richtung (10; 10‘) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 11 . Stirred reactor (40) with a stirred container (56) and with a stirring element device (10; 10') according to one of the preceding claims.
12. Rührreaktor (40) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wendeirührer (12; 12‘) derart in dem Rührbehälter (56) angeordnet ist, dass ein Wandabstand (76) zu einer Innenwandung (80) des Rührbehälters (52) optimiert ist. 13. Verfahren zur Herstellung einer Rührorganvorrichtung (10; 10‘), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit zumindest einem Wendelrüh- rer (12), dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundkörper (18; 18‘) des Wendeirührers (12; 12‘) aus einem Rohr (36) mit einer zumindest abschnittsweise ovalen, insbesondere kreisförmigen, Außenkontur (20; 20‘) hergestellt wird. 12. Stirred reactor (40) according to claim 11, characterized in that the spiral stirrer (12; 12') is arranged in the stirred tank (56) in such a way that a wall distance (76) from an inner wall (80) of the stirred tank (52) is optimized is. 13. A method for producing a stirring element device (10; 10'), in particular according to one of claims 1 to 9, with at least one helical stirrer (12), characterized in that a base body (18; 18') of the helical stirrer (12; 12') is produced from a tube (36) with an outer contour (20; 20') that is oval, in particular circular, at least in sections.
14. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Rührblatt (22; 22‘) des Wendeirührers (12; 12‘) mit dem Grundkörper (18; 18‘) verbunden wird. 14. The method according to claim 11, characterized in that a stirring blade (22; 22') of the spiral stirrer (12; 12') is connected to the base body (18; 18').
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