NO171444B - Apparat for blanding av en vaeske eller en vaeskesuspensjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for blanding av en væske eller en væskesuspensjon, omfattede en tank, en roterbar aksel som strekker seg inn i tanken, samt et skovlhjul med et antall på akselen festete skovler med vingeform og følgelig med høy- og lavtrykksflater på skovlenes motsatte sider.

Selv om ulike artikler, eksempelvis rør, båtskrog, tanker og flypropeller, har vært konstruert av fiberarmert plast, for å dra fordel av den lette vekt og kjemiske bestandighet hos slike materialer, har det hittil ikke vært frembragt et til-fredsstillende, praktisk og effektivt blandeapparat for kommersiell og industriell bruk, som er istand til å utnytte de gunstige egenskaper ved slike sammensatte materialer. Sammensatte materialer har ikke de konstruksjonsmessige egenskaper som vil gjøre dem egnet for opptakelse av reaksjonskrefter mot blander-skovlsystemer. Således vil sammensatte materialer, ved å overbelastes, kunne påføres en feilfunksjon. Overbelastning kan skyldes konsentrerte punktlaster som virker mot konstruksjonen. Hos metaller (det vanlige skovlhjulmateriale) vil slike punktlaster kompenseres ved lokal deformasjonsher-ding. Sammensatte materialer vil ikke reagere på punktbelastning ved herding, men helt enkelt svikte.

I overensstemmelse med oppfinnelsen er dette problem blitt angrepet på flere, gjensidig utfyllende måter. Det er konstatert at ved visse skovlbladformer, og ved anvendelse av visse nav, akselformer og deler for montering av skovlhjulet på akselen vil reaksjonskreftene mot skovlhjulet og til akselen fordeles på en måte som forebygger spenningsøkninger som kan forårsake feilfunksjoner. Det har også vist seg at strøm-ningsf eltet kan rettes stort sett aksialt, med meget reduserte virveldannelser og derav følgende, øket pumpevirkning, ved tilpassing av bladfasongen og ved effektiv innføying av visse ledeorganer på bladene.

Oppfinnelsen har som hovedformål å frembringe et blandeapparat for kommersiell og industriell bruk, f.eks. ved kjemiske prosesser, hvor tilblanding av væsker, blanding av fast-partikkel-suspensjoner, emulgering, lufting og andre, industrielle og kommersielle blandeprosesser gjennomføres og hvor det ved blandersystemet i tanken anvendes et skovlhjul bestående av et sammensatt fiber- og plastmateriale som også kan benevnes fiberarmert plast (FRP).

Et annet formål er å frembringe et forbedret blandeapparat med skovler som vil fordele reaksjonskreftene over skovlhjulet og fra skovlhjul til aksel på en måte som vil forebygge spenningsøkninger som kan forårsake svikt i et sammensatt fiber-plastmateriale hvorav skovlsystemet er tilvirket.

Et ytterligere formål er å frembringe et forbedret blandeapparat som er egnet for kommersielle og industrielle blandeprosesser og som er fremstilt hovedsakelig av sammensatte fiber-plastmaterialer, eksempelvis fiberarmert plast, og ved støping av fibrøse og plastiske harpikser.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved et apparat av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav 1. Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen er angitt i de øvrige, etterfølgende krav.

Ved anvendelse av denne nyoppfunnede skovlsystemversjon og ved den hensiktsmessige tilrettelegging av fiberstoffet som danner kjernen i blandingsmaterialet, kan skovlsystemets styrke og stivhet forbedres. De forbedrede konstruksjonskarakte-ristika, strømningsreguleringskarakteristika og konstruksjons-egenskaper vil som helhet muliggjøre frembringelse av til-fredsstillende, kommersielle og industrielle blandeapparater ved anvendelse av en sammensetning av fiberstoff og plastmateriale. Det kan derved dras nytte av et slikt materiales egenskaper, eksempelvis den lave vekt. Skovlhjulet kan således drives ved større hastighet, eller ved samme hastighet men med betydelig lengre aksel, enn et skovlhjul med metallaksel, uten at akselen oppnår sin kritiske hastighet. Blandeprosessen kan følgelig gjennomføres på kortere tid og med høyere virkningsgrad enn ved metallskovlhjul av tilsvarende kapasi-tet, hvorved prosessomkostningene senkes.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende

under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori:

Figur 1 viser et blandeapparat ifølge oppfinnelsen, som er innmontert i en tank hvor et parti av sideveggen er utelatt slik at apparatets skovlhjul og en del av akselen er synlig. Figur IA viser et perspektivriss av et av bladene på skovlhjulet ifølge figur 1. Figur 2 viser et sideriss, sett bakfra, dvs. mot bladets bakkant, av en skovlhjulseksjon med innbefatning av blad, nav og ledeorgan. Figur 3 viser et planriss av bladet ifølge figur 2. Figur 2A viser et enderiss, sett fra høyre, av navseksjonen ifølge figur 2 og 3. Figur 3A viser et forstørret delsnitt, langs linjen 3A-3A i figur 2A, av navseksjonen ifølge figur 2, 2A og 3. Figur 4 viser et del-sideriss av skovlnavet med utadra-gende blader, som er opplagret på akselen. Figur 5 viser et horisontalsnitt, langs linjen 5-5 i figur 4. Figur 4A og 5A viser delsnitt, henholdsvis i vertikal-retning og langs linjen 5A-5A i figur 4A, av midler for montering av skovlhjulet på akselen, ved en annen utførelsesform av oppf innelsen. Figur 6 viser et delsnitt, langs linjen 6-6 i figur 3, av bladspissparti og ledeorgan ved skovlhjulet ifølge figur 2 og 3. Figur 7 viser et enderiss, langs linjen 7-7 i figur 2 og sett i retning av pilene ved endene av linjen, av skovlhjul-seksjonen ifølge figur 2 og 3. Figur 8 viser et sideriss av akselen ifølge figur 1. Figur 9 viser et planriss av én av de navringer som inn-går i midlene for montering av navet på akselen. Figur 10 viser et snitt, langs linjen 10-10 i figur 9, av navringen ifølge figur 9. Figur 11 viser et snitt av en del av en aksel med den aksel-seksjon hvorpå skovlhjulet kan monteres, ifølge en annen versjon av oppfinnelsen. Figur 12, 13 og 14 viser diagrammer som angir de for

tiden foretrukne variasjoner i tykkelse, bredde og vridning hos skovlbladene ifølge figur 1, IA, 2 og 3.

Det er i figur 1 vist en beholder, eksempelvis en tank 10, med sidevegger 14 og en bunn 16. Tankens overende kan være åpen eller lukket. I avhengighet av blandeprosessens art er tanken fylt med en væske eller et flytende suspensjons-medium. Mediet i tanken omblandes ved hjelp av et skovlsystem 18. Systemet innbefatter en aksel 20 som gjennom en transmisjon (tannhjulsdrift) drives av en egnet motor, hvorved rota-sjonshastigheten av akselen 20 kan innstilles eller reguleres i avhengighet av blandeprosessen. På akselen er det anordnet en opplagringssokkel 22 for sammensetting og montering av et skovlhjul 24. Skovlhjulet omfatter tre blader 26, 28 og 30 og et nav 32 som sammenholder bladene og låser dem til opplagringssokkelen 22 på akselen 20. Navet har tre seksjoner 34, 35 og 36, én for hvert av bladene. To av disse seksjoner 34 og 36 er vist i figur 1. Ved hjelp av påskrudde navringer 38 og 41 er navseksjonene fastspent mot opplagringssokkelen 22 på akselen 20. På bladspissene er det fastgjort ledeorganer 40, 42 og 44.

Akselen 20, den tilhørende opplagringssokkel 22 og skovlhjulet 24 med innbefatning av bladene 26, 28 og 30, navet 32 og ledeorganene 40, 42 og 44 er samtlige fremstilt av et sammensatt fiber-plastmateriale, også benevnt fiberarmert plast (FRP). Skovlhjulet 24 og den utvidede opplagringssokkel 22 kan tilvirkes ved trykkforming eller harpiksoverføringsfor-ming. Bruken av fiberarmert plast gir en betydelig tyngde-reduksjon for skovlsystemet, jevnført med konvensjonelle skovlsystemer av metall. På grunn av den reduserte tyngde kan systemet 18 drives ved høyere hastigheter innen den kritiske hastighet er nådd, hvilket tillater anvendelse av tannhjuls-drif t eller annen transmisjon for høyere hastighet og lavere dreiemoment (letter og billigere). Den reduserte tyngde av aksel og skovlhjul tillater bruk av større aksellengder, hvilket er meget fordelaktig ved tanker og andre beholdere av store dimensjoner.

Alle disse fordeler er oppnådd i overensstemmelse med oppfinnelsen på grunn av konstruksjonen som tillater anvendelse av sammensatte materialer på tross av deres strukturelle egenskaper. Selv om strekkfastheten og bestandigheten mot kor-rosjon (kjemisk) hos slike materialer er høy og jevnførbar eller endog bedre i visse henseender enn hos metaller, er deres strukturelle stivhet liten. De er også utsatt for økende, kjemiske angrep, og kan svikte under overbelastning, særlig ved punktbelastning. Slik overbelastning fremkaller spenningsøkninger i lokale soner som, ved å spredes, forårsa-ker sprekkdannelse og materialsvikt.

Belastningen på skovlsystemet 18 kontrolleres, i overensstemmelse med oppfinnelsen, ved utformingen av bladene 26, 28 og 30, utformingen av navene som fordeler reaksjonskreftene til akselen, den utvidede opplagringssokkel 22 på akselen, og den indre, strukturelle utforming av bladene, navene, ledeorganene, akselen og akselens opplagringssokkel. Ledeorganene 40, 42 og 44 bidrar til regulering av strømningsfeltet.

Et typisk eksemplar 28 av bladene (som er identiske) er vist i figur IA, 2, 2A og 3. Bladet 28 strekker seg fra innerkanten 46 ved navseksjonen 36 til bladspissen 48 (se også figur 6). Bladet har en forkant 50 og en bakkant 52. En linje 54 som forløper radialt fra akselmidten 56 markerer bladets akse, hvor reaksjonskraften som virker mot bladet når skovlhjulet roterer, er tilnærmelsesvis konsentrert. Målt langs korden (linjen 58 mellom skjæringspunktene for midtlinjen gjennom bladtverrsnittet og bladets forkant og bakkant 50 og 52, se figur 2A) forløper denne linje i en avstand lik 40% av kordelengden fra forkanten 50 og 60% av kordelengden fra bakkanten 52. Midtlinjen gjennom bladet er vist ved 60 i figur 2A.

Bladet 28 er en luftfoil med konstant kamber. Bladets bredde (lengden langs korden mellom bladspissen og forkanten avtar fra bladets innerkant 46 til bladspissen 48 over en større del av bladet, nemlig det parti som i figur 3 er vist mellom rotpartiet 60 som ender i en avstand, langs bladaksen 54, lik X/D = .20 og den forreste del av spisspartiet 62 som begynner i en avstand, langs bladaksen 54, lik X/D = .45. Dette parti av betydelig størrelse er betegnet med henvis-ningstallet 64. I de ovenstående X/D-uttrykk, angir D skovldiameteren som er to ganger avstanden, målt langs bladaksen, mellom midtlinjen 68 for ledeorganet 40 og sentrum 56 for akselen. Avstanden X er avhengig av skovldiameteren D. Skovlhjul i overensstemmelse med oppfinnelsen kan være meget store med henblikk på industriell og kommersiell anvendelse. Skovlhjulsdiameteren kan således variere mellom 0,6 og 3 m. Videre har bladet 26 en vridning som kan måles som vinkelen mellom korden 58 og et plan vinkelrett mot akselens midtakse. Vridningen er innvariant stort sett over hele rotpartiet 60 og i spisspartiet 62. Vridningen avtar i retning fra roten til spissen (utenfor skovlbladets forende) over det større parti 64 av bladet.

Den for tiden foretrukne variasjon i tykkelse, bredde og vridning er vist i figurene henholdsvis 12, 13 og 14. Som det fremgår, er det ingen markerte variasjoner mellom rotpartiet 60 og det større midtparti 64 og mellom midtpartiet 64 og spisspartiet 62, og dette gir en glatt flate. Tykkelsesvaria-sjonen fortsetter bakut i rotpartiet til en posisjon hvor X/D er tilnærmelsesvis lik .1. Bladtykkelsen som varierer over det større parti, avtar fra 3,2% nær navet til 1,26% ved spissen, hvor prosenttallet er lik T/D (tykkelsesforholdet) hvor T er tykkelsen og D er skovlhjuldiameteren. Breddevaria-sjonen begynner likeledes omtrent ved X/D = .15. Bladets bredde varierer fra 15,5% nær navet til 9,5% ved spissen, uttrykt ved forholdet mellom kordelengde og skovlhjuldiameter (C/D). Det bør bemerkes at vridningen varierer ca. 13° over det større mellomparti 64. For én gruppe av skovlhjul kan bladvinkelens og kordelengdens forholdsfordelinger være meget like for skovlhjul av alle diametre. Bladtykkelsesforholdet kan justeres på grunnlag av beregningsbelastninger og tillatt utbøyning. I ekstreme tilfeller, f.eks. ved skovlhjul av meget stor diameter, kan tykkelsesforholdet økes med faktoren 2.

Det bør bemerkes at bladets forkant 50 skråner svakt bakut (ca. 4,5°) over det store mellomparti 64 og spisspartiet 62, og forløper tilnærmelsesvis parallelt med bladaksen 54 over innerpartiet 60. Bakkanten 52 skråner fremad over det store mellomparti 64 og skråner svakt bakut (4,5° i forhold til bladaksen 54) over spisspartiet 62. På grunn av bakut-skråningen bibeholdes bladaksen i 40-60%-posisjonen, som vist i figur 3. Bakkanten forløper stort sett parallelt med bladaksen 54 over innerpartiet 60.

Denne konstruksjonsmessige utforming øker bladets stivhet mellom spissen 48 og innerenden 46. Denne økede stivhet gir en større motstand mot utbøyning grunnet reaksjonskrefter. Det sammensatte materiales stivhet kan variere mellom 3 og 15%

(en typiskverdi er 6,7%) av stivheten hos stål (elastisitets-modulen for stål er 30 millioner, mot 2 millioner for det sammensatte materiale). Utformingen er derfor viktig for å oppnå de stivhetsegenskaper som vil lette fordelingen av reaksjonskreftene og redusere lokale spenningskonsentrasjoner langs bladet og særlig i overgangen mellom nav og blad.

Stivheten av bladet 28 kan også fremmes som følge av dets innvendige konstruksjon. Bladet 28 med tilhørende navseksjon 36 er støpt i ett stykke, fortrinnsvis ved trykkforming eller harpiksoverføringsforming. Ved harpiksoverføringsforming benyttes en form av samme fasong som bladet 28 med tilhørende navseksjon 36. Formen kan bestå av to deler. I den ene av disse deler er det på bunnen utlagt et sjikt av filtbelagte glassfiberstrenger. Slike sjikt er tynne og kommersielt tilgjengelige. Sjiktet avstøttes med en matte inneholdende opphakkede fiberglasstråder eller fiberglass-forspinninger som er vevd til en matte. Denne eller en lignende konstruksjon danner korrosjonssperren. Et antall strukturelle lag, eksempelvis tre lag bestående hovedsakelig av kontinuerlige, uniaksiale fiberglasstråder, utlegges deretter slik at trådene forløper radialt langs bladaksen 54. Mattene og de uniaksiale lag utstrekkes ut over bladets innerparti og foldes deretter mot den ene ende av navseksjonen. Et annet antall uniaksiale fiberglasslag utlegges og foldes mot en annen ende av navseksjonen. For å opprettholde forbindelsen mellom de uniaksiale lag i den andre gruppe og hindre dem i å beveges når harpiksen injiseres i formen, blir flere lag av fibrøst materiale, eksempelvis biaksiale sjikt eller dukmateriale, innført for å oppfylle bladsonene av øket tykkelse og likeledes fylle formen i den sone som vil danne navseksjonen. De uniaksiale lag som foldes oppad og nedad mot de motsatte ender av navseksjonen, dekkes med ytterligere matter og et slørsjikt.

Sjikt som inneholder såvel de uniaksiale og biaksiale fibre som slørene og de andre matter er kommersielt tilgjengelige. Sjiktene tilkappes i format og innføres i formen. Formen lukkes deretter og oppvarmes. I tilslutning injiseres varmeherdende harpiks. Den benyttede harpiks kan være i form av epoksy, polyester eller fortrinnsvis vinylesterharpikser med egnede tilsetninger (katalysatorer). Slike harpikser handelsføres av Dow Chemical Company of Midland, Michigan (under varemerket Derakane<R> vinylesterharpikser) og andre. Foruten å danne en korrosjonssperre, vil fibermaterialet tjene for opprettelse av konstruksjonsmessig stivhet og styrke i bladet og navseksjonen av sammensatt materiale. Den resulte-rende, sammensatte struktur og utformingen av bladet med til-hørende nav gir en stiv konstruksjon som under belastning kan fjære svakt men ikke i slik grad at det oppstår overdrevne spenningskonsentrasjoner i konstruksjonen. Konstruksjonen er tilstrekkelig stiv hvis bladets bøyning ved beregningsbelast-ning er mindre enn 1% av skovlhjuldiameteren. Skovlhjulkon-struksjonen kan fremstilles i en trykkformingsprosess. Pro-sessen og konstruksjonen som her er detaljert beskrevet, er for tiden foretrukket.

Hvert av navene, med innbefatning av navet 36, danner en sektor av litt under 120°, f.eks. 118°, i en sirkel om akselen. Det bør bemerkes at bladene kan være bredere enn som vist i tegningen, eller smalere, og oppta mer eller mindre enn den tilsvarende navsektor. Hvis bladet er bredere ved roten, kan det skråne svakt innad for å møte den tilsvarende navseksjon, og for at en tilgrensende bladkant skal gå klar.

Bladenes oversider som er konvekst utadbuet i tverrsnitt, danner lavtrykkflater. Bladene har også høytrykkflater som er motsatt beliggende av lavtrykkflåtene. Væsken eller væskesus-pensjonen må tilbakelegge en større avstand over lavtrykkflaten enn over høytrykkflaten hvorved det oppstår løfte- og pumpekrefter som virker mot mediet. Bladene, montert som vist i figur 1, pumper nedad hvorved det opprettes en aksialstrøm mot bunnen 16 av tanken 10. Høytrykkflaten er vist ved 70 i figur 2A og ved 72 i figur 7. Lavtrykkflaten er vist ved 74 i figur 2A og 76 i figur 7. Det bør bemerkes at figur 2A viser tverrsnittprojeksjonen av bladroten 4 6 mens figur 7 viser tverrsnittprojeksjonen av bladspissen. Hovedkreftene som utøves mot det roterende skovlhjul, er rettet i en vinkel av 20-30° i forhold til akselens lengdeaksel og virker i retning mot ledeorganet. Disse krefter kan spaltes i trykkomponenter (løftevirkning mot skovlhjulet) og vridningsmoment. Styring av aksialstrømmen med derav følgende, forbedrede prosessvirk-ningsgrad er funnet å være kritisk avhengig av ledeorganenes plassering i forhold til bladenes trykkflater, som beskrevet i det etterfølgende.

Navseksjonen er tydeligst vist i figur 2, 2A, 3, 4 og 5. Det er anordnet tre enkeltseksjoner 34, 35 og 36 som er sammenføyd og fastlåst til akselens opplagringssokkel 22. Hver seksjon har et midtparti 8 0 som forløper langs en hul-sylindersektor. Seksjonen har en innerflate 82 og en ytter-flate hvorpå bladroten 4 6 er montert. For fastlåsing av navseksjonene på akselens opplagringssokkel 22 både mot vridningsmoment og trykk som følge av reaksjonskraften som over-føres til bladene, og for fordeling av trykk- og momentkraften til akselens opplagringssokkel, er det anordnet flatepartier som forløper både aksialt og perifert fra innerflaten. Disse flatepartier på navseksjonene danner kiler 84 og 86. Kilene har halvsirkelformet tverrsnitt, for å utelukke overføring av punktlaster og overbelasting av kilene eller det navparti hvorfra de rager utad. De aksiale eller vertikale kiler 84 opptar momentkreftene og betegnes som momentkiler. De hori-sontale og perifere kiler 86 opptar trykkreftene og betegnes som trykkiler.

Tverrsnittet av disse kiler 84 og 86 er ytterligere vist i det forstørrede riss i figur 3A. Som det fremgår av figur 4, er momentkilene sentrert på fremspringet i bladaksen 54. Momentkilene 82 er plassert over bladaksen og fortrinnsvis, som vist, over bladenes lavtrykkflate. Trykkilene befinner seg ved den øvre ende av navseksjonene. Når navseksjonene sammenføyes, blir trykkilene 84 beliggende langs samme sirkel rundt navseksjonenes innerflate 82. Da trykkilene befinner seg ovenfor bladaksen vil reaksjonskraften bevirke at kilen tvinges inn i det samvirkende trykkilespor på opplagringssokkelen, istedenfor ut av sporet. Kilene fordeler reaksjonskreftene ut over opplagringssokkelen 22.

Opplagringssokkelen 22 som er vist i figur 1 og likeledes i figur 8, innbefatter et antall aksiale flatepartier i form av forsenkninger som danner momentopptakende kilespor 90. Monteringssokkelen er utstyrt med én eller flere aksialt adskilte flatepartier i form av forsenkninger som danner trykkopptakende kilespor 92 og 94. Anvendelsen av flere trykkilespor gjør det mulig å montere skovlhjulet 24 i valgte, adskilte posisjoner langs akselen, dvs. i avstand fra bunnen av tanken 16 (figur 1). Størrelsen av opplagringssokkelen 22 kan økes og ytterligere trykkilespor anordnes hvis det ønskes større fleksibilitet i forbindelse med plasseringen av skovlhjulet. Det vil videre fremgå at da navseksjonene kan demon-teres og utskiftes mot forskjellige seksjoner, kan skovlhjulet skiftes uten å skifte akselen 20. Det kan således benyttes skovlhjul av større eller mindre diameter i overensstemmelse med behovene ved den spesielle blandeprosess som skal gjennom-føres .

Ved å innskrues på sonene 96 og 98 ved de motsatte ender av navseksjonene, vil navringene 38 og 41 fastspenne navseksjonene. Hver av disse endesoner er forsynt med et enkelt gjengespor 100 som strekker seg i spiral over endesonene til trinn 102 og 104 på motsatte ender av navseksjonens midtparti 80. Gjengesporene 100 på hver av de motsatte endeflater 96 og

98 er av samme type slik at hettene kan skiftes mellom den øvre og den nedre sone. Den øvre navring 38 er også vist i figur 9 og 10. Denne navring er forsynt med tre innergjenger 106, 108 og 110. Hver av disse gjenger bringes i inngrep med gjengesporet 100 på hver av navseksjonene 34, 35 og 36. Sonene 96 og 98 og innersiden av navringene skråner kongruent, og det kan derfor utvikles en strammende spennkraft innenfor toleran-sene mellom opplagringssokkelens 22 ytterside og navseksjonenes innerside. Når navringene er påskrudd, vil den skrånende grenseflate overføre en trykkraft mellom ringen og navseksjonen, hvorved navet fastklemmes til akselen. Momentkilene og kilesporene 90 samt trykkilen 84 og det valgte trykkilespor 92 eller 94 griper inn i hverandre. Da belastningen på navringene bare utgjøres av spennkraften mens eventuelle reaksjonskrefter som overføres til navringene, er miminale, er det ikke nødvendig at navringene er ytterligere forbundet med navseksjoner eller opplagringssokler. Det kan imidlertid med fordel være anordnet et hull, f.eks. som vist ved 112 i figur 10, hvorigjennom en tapp kan innføres i navseksjonen, for å hindre at gjengeinngrepet løsner.

I likhet med bladene og de tilhørende navseksjoner er navringene fremstilt av et sammensatt fiber-plastmateriale. Glassfibersjikt kan omvikles lagvis (i en spiral) for å danne konstruksjonskjernen i navringene, og anbringes i en form hvori det injiseres varmeherdende harpiks, og navringene fabrikeres ved harpiksoverføringsforming, som beskrevet ved blader og nav. Alternativt kan trykkforming av harpiks-fiberblandinger komme til anvendelse. For at navringene lettere skal kunne løsnes fra formen, kan det være anordnet spor 114 hvorigjennom det kan innføres en skrunøkkel for dreiing av navringene og fjerning av disse fra formen, ved at gjengene løsgjøres fra formen.

Akselen 20 består fortrinnsvis av et rør med den utvidede opplagringssokkel 22 som har en diameter som er større enn akselens ytterdiameter. Akselens øvre ende er gjennom en rør-flens 120 forbundet med skovlhjulets drivsystem, som kan bestå av motor og transmisjon, eksempelvis tannhjulsdrev, (ikke vist), som er montert ved den øvre ende av tanken 10 (figur 1) •

Akselen er fortrinnsvis tilvirket av samme materiale som skovlhjulet 24, dvs. fiberarmert epoksy, polyester eller, fortrinnsvis, vinylester. Akselen kan være fremstilt ved vikling av uniaksiale fibersjikt rundt en kjerne, etterat sjiktene er belagt med harpiks. Det foretrekkes at den kontinuerlige fiber er aksialrettet, for at akselen skal bibringes maksimal stivhet i aksialretningen. Akselen er oppbygd av flere lag. Filamenter av glassfiber vikles skrueformet over glassfiber-sjiktene rundt kjernen. Det benyttes mange vinninger. Det kan påvikles i en stor vinkel, eksempelvis 50-70° med akselens lengdeaksel, for å forbedre momentoverføringen og øke akselens periferifasthet. Akselen oppbygges deretter videre med lag av uniaksiale fibre. Opplagringssokkelen oppbygges til ønsket diameter ved anvendelse av harpiksimpregnert glassfibermatte. Trykk- og momentkilesporene 90, 92 og 94 kan innfreses i opplagringssokkelen etterat harpiksen er herdet. Alternativt kan opplagringssokkelen støpes på en tidligere tilvirket aksel. Ved støpingen blir trykk- og momentkilesporene utformet i opplagringssokkelen .

Det vil fremgå, særlig av figur 2A og figur 8, at trykk-og momentkilene 86 og 84 danner et korsmønster på innersiden 82 av hver navseksjon. De kryssende trykk- og momentkilespor 92, 94 og 90 danner et antall aksialt adskilte korsmønstre i opplagringssokkelen. Gjennom disse korsformede kiler og kilespor fordeles belastningene over hele opplagringssokkelen, hvorved overbelastning av det sammensatte fiber-plastmateriale hvorav navseksjonene 34, 35 og 3 6 samt opplagringssokkelen 22 er fremstilt, forebygges.

Figur 4A og 5A viser en utførelsesform hvor skovlhjulet kan monteres i et meget stort antall forskjellige posisjoner på en skovlhjuldrivaksels 132 opplagringssokkel 130, og hvor navseksjoner 134, 136 og 138 fastholdes på opplagringssokkelen ved hjelp av navringer 140 og 142, på samme måte som ved skovlhjulet 24 ifølge figur 1 og som vist i de tidligere beskrevne figurer. Navseksjonenes innerside er utstyrt med knaster og spor som forløper bølgeformet, fortrinnsvis som sinuskurver, både i aksialretning og i periferiretning. Opplagringssokkelens ytterside og navseksjonenes innerside får derved et gropet utseende. Disse groper kan gripe inn i hverandre i et stort antall soner som er innbyrdes adskilt gjennom en bølgesyklus. Skovlhjulet kan derved plasseres og fastgjøres med navringene 140 og 142 i et stort antall posisjoner langs akselen. Vridningsmoment og trykk fordeles jevnt over bølgeformasjonene, uten å forårsake overbelastninger. Det bør bemerkes at det kan anordnes annerledes rettede kiler og kilespor som vil muliggjøre selektiv, aksial plassering av skovlhjulet på akselen, slik at såvel moment- som trykk-reaksjonskrefter kan opptas uten at navseksjonene eller opplagringssokkelen overbelastes, og derved motvirkes svikt i det sammensatte fiber-plastmateriale. Anvendelse av korsformet anordnede kiler og kilespor foretrekkes, og er fordelaktig både med hensyn til belastningsfordeling og enkel fremstil-ling.

Hule, rørformede aksler foretrekkes brukt idet tyngden av skovlhjulsystemet derved reduseres. Mediet som blandes, bør ikke kunne trenge inn i akselens midtparti. En plugg 93 kan i dette øyemed innføres i underenden av akselen 20.

Figur 11 viser en annen utførelsesform av akselen 150 med tilhørende opplagringssokkel 152. Akselen er fortrinnsvis hul og fremstilt av sammensatt fiber-plastmateriale, i likhet med akselen 20. For å minske akseltyngden i sonen ved opplagringssokkelen, er sokkelen fortrinnsvis utstøpt med et lag av syntaktisk skumstoff 154. Dette er et skumplastmateriale inneholdende mikroba1longer, av glass eller plast, som danner et skum. Det syntaktiske skum er derfor lett av vekt. Skum-laget 154 kan være innleiret innenfor et ytterlag 156 av sammensatt fiber-plastmateriale. Hele opplagringssokkelen kan være laminert ved at det syntaktiske skumlag 154 er innført rundt akselen 150 og dekket med et glassfibersjikt. Opplagringssokkelen blir deretter støpt i en form som utformer perifere og sirkulære trykkilespor 158 og 160 samt momentkilespor hvorav det ene 162 er vist i figur 11.

Et typisk ledeorgan 40 er vist i figur 2, 3, 6 og 7. Ledeorganene vil bevirke at fluidumsstrømmen til skovlhjulet (innløpsstrømmen) og fluidumsstrømmen som av skovlhjulet pum-pes bort fra dettes høytrykkflater, forløper stort sett aksialt. Opprettelsen av en slik aksialstrøm resulterer i en mer ensartet hastighetsfordeling langs bladet, og gir en større pumpingseffekt. Videre vil ledeorganene redusere virveldannelsene ved spissen 4 8 av hvert skovlblad. Pumpe-virkningen blir også forbedret (øket strømning ved samme, tilførte kraft), jevnført med drift uten ledeorganer.

Det er konstatert å være kritisk, for oppnåelse av for-delene ved ledeorganene, at sistnevnte er montert over bladenes lavtrykksider. Som det fremgår, rager ledeorganene 40 ikke i vesentlig grad ut over bladenes 1avtrykksider. Ledeorganene strekker seg, stort sett vinkelrett mot bladaksen 54, oppad over bladets lavtrykkside. Ledeorganet har fortrinnsvis slik høyde, at dets fremspring mot bladaksen strekker seg over bladets forkant og dessuten ut over bakkanten. Bredden av ledeorganet er også viktig for å oppnå den ønskede styring av strømningsfeltet, reduksjon av virveldannelsen og økning av pumpeeffekten. I forbindelsessonen bør ledeorganet ha minst samme bredde (sett i planriss) som bladet. Ledeorganet strekker seg derfor ut over bladets bakkant ved bladspissen 48.

Det er også kritisk at ledeorganet består av en luftfoil med nøytral løftevirkning. Ledeorganets kamber er med andre ord lik dets kurvatur i den skovlhjulsone hvor ledeorganet er plassert. I dette øyemed forløper midtlinjen 68 langs peri-ferien av en sirkel med sentrum i bladaksen.

Forkanten 160 av ledeorganet heller fortrinnsvis bakut. Forkanten heller i en vinkel av 55° mot korden i skovlbladet 28 ved bladspissen 48. Bakkanten 162 er også fortrinnsvis anordnet bakuthellende. Bakkanten danner en vinkel av 81° med kordens projeksjon. Forlengelseslinjene fra forkanten og bakkanten av vingefløyen danner fortrinnsvis en vinkel av 26°. Ledeorganets projeksjonsflate har en middelbredde og høyde som tilnærmelsesvis er lik bladbredden (ca. 10% av skovlhjuldiameteren). Ledeorganets sideforhold (forholdet mellom høyden langs forkanten og bredden langs bladkorden ved bladspissen 48) kan utgjøre ca. én til én.

Ifølge et særtrekk ved oppfinnelsen kan skovlhjulsdiameteren justeres. Dette er muliggjort ved anvendelse av spiss-partier 62 som er invariant i tverrsnitt og vridning. Skovlhjulet kan anpasses til ønsket diameter ved at lengden justeres utelukkende ved forkorting av spisspartiet 62. Spisspartiet opptas i en forsenkning 164 i ledeorganets underkant 166. Ledeorganet kan fikseres i stilling ved hjelp av tapper eller et klebemiddel, såsom epoksy, euretan, osv.

I likhet med den øvrige del av skovlsystemet er ledeorganet fortrinnsvis fremstilt av sammensatt fiber-plastmateriale. Det kan støpes rundt en kjerne av glassfibersjikt som omslut-tes av matter og et korrosjonssperrelag, ved harpiksoverfø-ringsforming, fortrinnsvis under anvendelse av vinylharpiks. Ledeorganene kan også tilvirkes ved trykkforming av blandings-materiale inneholdende fibre og plastisk harpiks.

Ifølge ovenstående beskrivelse er det åpenbart at det er frembragt et forbedret blandeapparat som tillater anvendelse av et blanderskovlsystem som er fremstilt av sammensatt fiber-plastmateriale. Utformingen og de anvendte materialer kan varieres innenfor oppfinnelsens ramme. Ovenstående beskrivelse er følgelig ikke begrensende, men utelukkende illustre-rende.

Claims (10)

1. Apparat for blanding av en væske eller en væskesuspensjon, omfattede en tank (10), en roterbar aksel (20) som strekker seg inn i tanken (10), samt et skovlhjul (24) med et antall på akselen (20) festete skovler (26, 28, 30) med vingeform og følgelig med høy- og lavtrykksflater på skovlenes motsatte sider, karakterisert ved at skovlhjulets (24) vingeformete skovler (26, 28, 30), over et betydelig parti (64) av bladlengden, har avtakende tykkelse, vridning (kordevinkel som målt mellom korden og et plan vinkelrett på akselaksen gjennom korden) og bredde fra roten (46) til spissen (48), at et separat navparti (34, 35, 36) er anordnet for hver skovl (26, 28, 30), at dreiemoment (84)- og trykk (86)-låseelementer er anordnet mellom hvert navparti (34, 35, 36) og et monteringsområde (22) på akselen, og at skovlhjulet (24), og fortrinnsvis også akselen (20), er utformet av sammensatt fiber-plastmateriale, som muliggjort ved ovennevnte konstruksjon av apparatet.

2. Apparat ifølge krav l, karakterisert ved at akselens (20) monteringsområde (22) har større diameter enn selve akselen, og strekker seg aksielt over en strekning som er minst like lang som navpartienes (34, 35, 36) aksielle lengde, og at dreiemoment-låseelementene (84) er anordnet ved et antall i akselens omkretsretning fordelte steder.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at låseelementene (84, 86) omfatter et i retning av akselaksen forløpende dreiemoment-låseelement (84) for hvert blad på overflaten til akselens monteringsområde (22), og minst ett trykk-låseelement (86) som er anordnet på monteringsområdets (22) overflate og strekker seg omkretsmessig rundt denne.

4. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at de trykk- og dreiemoment-opptakende områder skjærer hverandre og danner et antall omkretsmessig adskilte korsformer.

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert navparti (34, 35, 26) er opptatt i en tilgrensende sirkelsektor med sentrum ved akselens (20) akse, og har en gjenge (100) ved sine motsatte ender (96, 98), og at det er anordnet et par navringer (38, 41) som har gjenger (106, 108, 110) i samme antall som navpartiene for inngrep med navpartienes gjenger og montering av disse partier på monterings-området (22), idet navringene (38, 41) og endeflatene på navpartiene som kan bringes i inngrep med navringene er avsmal-nende.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at skovlenes (26, 28, 3 0) bredde, vridning og tverrsnittsform er invariant over et parti av den radiale lengde som strekker seg fra nevnte betydelige parti til spissen for å muliggjøre justering av skovlenes diameter ved å endre lengden av spisspartiet.

7. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at ledeorganer (40, 42, 44) av en form som gir nøytralt løft er forbundet med skovlenes (2 6, 28, 30) spisser, hvilke ledeorganer (40, 42, 44) strekker seg i akselens aksialretning utenfor skovlene bare i retning motsatt høytrykksflåtene.

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at ledeorganene (40, 42, 44) strekker seg fra steder ved skovlspissene over en større strekning enn skovlenes tykkelse bort fra skovlenes lavtrykksflate.

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at ledeorganene (40, 42, 44) har bakkanter som strekker seg over skovlenes lavtrykksflater til et sted der projeksjonen av ledeorganenes spiss mot akselen strekker seg over fremre kant av skovlene (26, 28, 30).

10. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at midler for befestigelse av ledeorganene (40, 42, 44) til skovlene (26, 28, 30) ved valgte avstander radielt langs skovlene (26, 28, 30) for å danne skovlhjul av diameter, idet skovlene (26, 28, 30) og ledeorganene (40, 42, 44) består av et fiber- og plast-komposittmateriale.