TWI765037B - 攪拌裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明是基於一種攪拌裝置，特別是在廣泛黏度範圍內用於混合介質，特別是用於聚縮合反應器，聚縮合反應器具有至少一個內攪拌葉片和至少一個外攪拌葉片，至少一個內攪拌葉片和至少一個外攪拌葉片可圍繞共用的旋轉基準線而旋轉，其中至少一個內攪拌葉片相對於旋轉基準線至少逐段傾斜。提出將至少一個內攪拌葉片完全配置在圍繞旋轉基準線的部分區域中，部分區域中對應於具有小於360度圓扇形底表面的圓筒扇區。

Description

攪拌裝置
本發明是有關於根據發明申請專利範圍1的前言部分的攪拌裝置。
具有內外攪拌葉片的攪拌裝置已為習知技術。日本特開公報JP1996-150330揭示一種具有具有螺旋形內攪拌葉片的攪拌裝置，產生從底部到頂部混合的介質運動，攪拌裝置具有相對於旋轉基準線成角度的兩個外攪拌葉片，產生從上到下混合的介質運動。也就是說，該螺旋纏繞旋轉基準線不止一次，並且在相等於360度的範圍內圍繞著旋轉基準線延伸。
本發明的目的特別是提供一種具有經改良的攪拌特性的通用裝置。根據本發明的發明申請專利範圍1的特徵來實現該目的，同時藉由從屬專利範圍來獲得本發明的有利實施和進一步的開發。
本發明是基於一種攪拌裝置，特別是在廣泛黏度範圍內用於混合介質，特別是用於聚縮合反應器，聚縮合反應器具有至少一個內攪拌葉片和至少一個外攪拌葉片，至少一個內攪拌葉片和至少一個外攪拌葉片可圍繞共用旋轉基準線而旋轉，其中至少一個內攪拌葉片相對於旋轉基準線至少逐段傾斜。
提出將至少一個內攪拌葉片完全配置在圍繞旋轉基準線的部分區域中，部分區域對應於具有小於360度圓扇形底表面的圓筒扇區。特別是小於180度，更佳地是小於90度。這對於實現增強的攪拌特性是有利的。有利於使待混合的介質具有高度可混合性，特別針對旋轉操作中被攪拌裝置掃過的整體容積的範圍。有利於軸向流動，特別是平行於旋轉基準線的垂直流動，可在內部區域中進行最佳化，因此有利於進一步改善待混合介質的循環，特別是靠近旋轉基準線的中心區域。此外，特別因為內攪拌葉片的實施限於圓筒扇區，有利於避免干擾到縱向流動的區域，例如，經由部分垂直於已發生縱向流動的表面而導致的干擾。
”廣泛黏度範圍”特別是指黏度範圍至少超過200Pas，最佳是至少超過400Pas，最佳是至少超過600Pas。特別最佳是黏度範圍至少從5Pas到750Pas。待，特別是具有連續區域的“攪拌葉片”是待理解攪拌裝置的一部分，當圍繞旋轉基準線的攪拌葉片旋轉時，介質撞擊被實施為攪拌表面的攪拌葉片表面，該連續區域使欲混合的介質加速。 特別來說，攪拌裝置的各個攪拌葉片至少基本上實施為殼狀和/或一體成形。更佳地，攪拌葉片具有表面，特別來說是攪拌表面，表面為連續的並且更佳地不具有凹陷和/或中斷。 特別來說，攪拌葉片圍繞旋轉基準線而旋轉時，會在待混合的介質中產生流動。
“實施為一體成形”特別來說是至少通過物質-物質結合連接，例如，通過焊接程序、黏合劑黏合程序、注塑程序和/或本領域技術人員認為合適的任何其他程序，和/或表示有利地一體成形，例如由一件鑄件製成和/或藉由單一組件或多組件注塑程序生產並且有利地從一個單獨的坯料生產。攪拌葉片“相對於旋轉基準線傾斜”特別是指攪拌葉片，特別是指攪拌表面具有至少一個切面，該切面包括至少一個表面法線，表面法線與旋轉基準線之間的傾斜角度小於90度，更佳地小於89度或更佳地小於87度。特別應理解，“傾斜角”包括至少一個切面的至少一個表面法線，至少一個切向平面鄰接具有旋轉基準線的結構件的表面點，例如攪拌葉片的攪拌表面的表面點。特別來說，內攪拌葉片的最小傾斜角，特別是內攪拌葉片的攪拌表面的最小傾斜角範圍在50度和90度之間，最佳地在60度和90度之間，最佳地在70度和90度或特別最佳地在80度和90度之間。特別來說，外攪拌葉片的最小傾斜角，特別是外攪拌葉片的攪拌表面的最小傾斜角範圍在10度和90度之間，最佳地在20度和90度之間，最佳地在30度和90度或特別最佳地在40度和90度之間。最佳地，圓筒扇區的圓筒基準線與旋轉基準線以相同方式實施。
此外，攪拌裝置包括至少一個相應內攪拌葉片，內攪拌葉片完全配置在圍繞旋轉基準線的相應部分區域內，該部分區域對應於具有圓扇形的底表面的相應圓筒扇區，其中部分區域與相應的部分區域沒有重疊。以這種方式，可進一步改進攪拌特性。有利地，可促使待混合介質具有高度混合性，特別是在旋轉操作中由攪拌裝置掃過的整個容積範圍內。有利於軸向流動，特別是平行於旋轉基準線的垂直流動，可在內部區域中進行最佳化的，由此有利進一步改善待混合介質的循環，特別是在靠近旋轉基準線的中心區域中。此外，借助於相應攪拌葉片，有利將攪拌裝置的質量分佈最佳化，從而改善攪拌裝置的徑向運行。
特別地，內攪拌葉片和相應內攪拌葉片至少基本上以相同方式形成，其中特別來說，相應內攪拌葉片以這樣的方式佈置，使得相應內攪拌葉片相對於內攪拌葉片以更佳180度而旋轉。”至少基本上以相同方式”特別是指全等地和/或一致地，特別來說是忽略形狀上的較小偏差，特別來說偏差可在製造公差範圍內。更佳地，相應圓筒扇區的圓筒基準線與旋轉基準線以相同方式實施。可預想的是，在部分區域和相應區域之間存在圍繞旋轉基準線的至少一個第一部分區域和/或至少一個第二部分區域，分別對應於具有圓扇形底表面的圓形扇區。特別來說是小於360度，特別來說是小於180度，更佳地是小於90度，其中部分區域、相應部分區域和至少第一部分區域和/或第二部分區域沒有重疊。更佳地，第一部分區域和第二部分區域的底表面彼此對應。特別來說，第一部分區域和第二部分區域的底表面對應於大於45度的圓扇形、更佳地大於70度的圓扇形、更佳地大於100度的圓扇形、更佳地大於120的圓扇形。特別是小於130度的圓扇形。
也提出攪拌裝置包括以旋轉基準線為中心的旋轉軸，旋轉軸沿著其縱向方向逐段接觸內攪拌葉片。以這種方式可達成優越的力傳遞。可有利於反作用力分散在多個接觸區域和/或在擴展的接觸區域，特別來說反作用力是從待混合的介質所產生，因此有利於使用輕質結構。此外，可有利於避免死區，特別是在旋轉軸和內攪拌葉片之間的死區，在攪拌操作中，死區的待攪拌的介質基本上是停滯的。特別來說，旋轉軸是以旋轉對稱的方式實施。特別來說，旋轉軸以旋轉基準線為中心，其中旋轉軸的旋轉對稱基準線與旋轉基準線相同。特別來說，內攪拌葉片，更佳是攪拌葉片的攪拌表面的邊緣，和/或相應內攪拌葉片，更佳是相應內攪拌葉片的攪拌表面的邊緣，直接與旋轉軸接觸，特別是沒有承載臂和/或獨立的連接件。特別來說，旋轉軸與內攪拌葉片和/或相應內攪拌葉片為一體成形。
此外，提出將外攪拌葉片完全配置在圍繞旋轉基準線的另一部份區域，另一部份區域對應於具有小於360度圓扇形底表面的另一圓筒扇區，特別來說小於180度，更佳地小於90度。特別來說，這可達成優越的攪拌特性。
特別來說，在徑向方向，外攪拌葉片間隔於旋轉基準線。更佳地，在任何點上外攪拌葉片與旋轉基準線之間的距離都大於在任何點上內攪拌葉片和/或相應內攪拌葉片之間的距離。特別來說，在旋轉操作中，被內攪拌葉片掃過的區域與被外攪拌葉片掃過的區域沒有重疊。更佳地，外攪拌葉片相對於旋轉基準線傾斜。特別來說，攪拌裝置包括至少一相應外攪拌葉片至少一相應外攪拌葉片完全配置在圍繞旋轉基準線的相應另一部份區域之中。相應另一部份區域對應於具有圓扇形底表面的相應另一圓筒扇區。其中另一部份區域與相應另一部份區域沒有重疊。可以理解，另一部分區域和/或相應另一部分區域不重疊於部分區域和/或相應部分區域，或者這些部分區域彼此之間至少部分重疊。還可以理解，另一部分區域相同於部分區域，和/或相應另一部分區區域相同於相應部分區域。特別來說外攪拌葉片和/或相應外攪拌葉片藉由攪拌裝置的至少一承載臂連接到旋轉軸。更佳地，外攪拌葉片和/或相應外攪拌葉片，特別是以力配合和/或形狀配合的方式和/或通過物質-物質結合，固定到承載臂的至少一端上。更佳地，在操作狀態下，是固定在垂直方向的上端。
如果內攪拌葉片和外攪拌葉片，特別來說是所有的攪拌葉片，在至少一旋轉操作中具有相同角速度，可促進結構簡單化。可有利於使用單一驅動器使內攪拌葉片和外攪拌葉片產生旋轉運動，更佳地使所有攪拌葉片產生旋轉運動。此外，可有利地實現均勻循環。特別地，內攪拌葉片和外攪拌葉片的角速度與旋轉軸的角速度耦合，該角速度尤其可以是可變地調節的。特別地，所有攪拌葉片剛性地，更佳地通過旋轉軸和/或通過至少一個承載臂彼此連接。
此外，內攪拌葉片和外攪拌葉片不一致地彎曲。這有利於在待混合介質的不同部分區域中產生不同的流動方向，而獲得優越的攪拌特性。有利於在攪拌操作中實現改良的待混合介質的循環。“ 不一致地彎曲”特別應理解是指攪拌葉片的曲率，特別是明顯不同的曲率方向。“基本上不同的曲率”特別應理解為攪拌葉片在兩個端部之間具有特別是均勻的方向變化，更佳地是整體的方向變化。在可操作狀態的上端和在可操作狀態的下端之間的方向變化大於另一攪拌葉片的整體方向變化，特別是平均，更佳至少30％、更佳至少60％、更佳至少90％或特別說更佳至少120％。“基本上不同的曲率方向”特別應理解為內攪拌葉片和/或外攪拌葉片中的至少一個具有左向曲率，同時內攪拌葉片和/或外攪拌葉片中的至少一個，與攪拌葉片不同的是具有右向曲率。
如果內攪拌葉片至少部分地構造為以旋轉基準線為中心的螺桿，則在攪拌操作中，在待混合介質中可實現優越的流動條件。此外，在攪拌操作中，在螺桿的區域中，可對待混合的介質施以的均勻力衝擊，這與垂直位置和指向無關。特別來，內攪拌葉片包括至少一個成形為螺旋表面的表面。特別來說，內攪拌葉片在安裝狀態的內邊緣上具有90度的傾斜角，該內邊緣位於旋轉基準線附近，而內攪拌葉片的外邊緣具有最小的攪拌傾角。內攪拌葉片在內邊緣和外邊緣之間的所有傾斜角度特別為最小傾斜角度和90度之間。可以想到的是，相應內攪拌葉片至少部分地構造為螺桿，該螺桿相對於內攪拌葉片而偏移並且以旋轉基準線為中心。特別可以想到的是，內攪拌葉片和相應內攪拌葉片一起實施為雙導螺桿，特別實施為兩個相等的螺旋，其偏移半個導程和/或半個彎曲並且特別地具有相同的螺距。還可以想到的是，外攪拌葉片、相應外攪拌葉片和/或至少一個與外攪拌葉片和內攪拌葉片不同的另一攪拌葉片被實施為以旋轉基準線為中心的螺桿，其中對應內邊緣，其位於旋轉基準線附近，可間隔於旋轉基準線。
除此之外，提出內攪拌葉片具有引導部，該引導部至少是平行於旋轉軸的內攪拌葉片的總延伸部的三倍，更佳為至少四倍，更佳為至少五倍且特別更佳為至少六倍。這有利於最佳化待混合介質的流動。可以在內攪拌葉片的區域中提供平行於旋轉基準線的無中斷流動。“引導部”特別是指平行於旋轉基準線的延伸部，螺桿和/或螺旋線在該延伸部內可旋轉一整圈。特別地，相應內攪拌葉片具有與引導部相同的相應引導部。特別地，整個內攪拌葉片上和/或在整個相應內攪拌葉片上具有相同的引導部。可以想到的是，外攪拌葉片、相應的外攪拌葉片和/或至少一個與外攪拌葉片和內攪拌葉片不同的另一攪拌葉片具有更長的引導部，特別更佳為至少兩倍，至少是平行於旋轉基準線的相應攪拌葉片的總延伸量的三倍。特別地，外攪拌葉片和相應外攪拌葉片具有相同的引導部。特別地，內攪拌葉片和/或相應內攪拌葉片的引導部大於外攪拌葉片、相應的外攪拌葉片和/或不同於外攪拌葉片和內攪拌葉片的至少一個攪拌葉片，大於特別至少20％，更佳地大於30％、特別更佳地大於40％。
進一步提出，攪拌裝置包括至少一個表面攪拌葉片，其至少部分地處於至少一個操作狀態，更佳地完全配置在外攪拌葉片和/或內攪拌葉片上方和/或至少一個不同於外攪拌葉片和內攪拌葉片的至少一個另一攪拌葉片。這有利於將待混合介質的進行良好的混合。有利於避免內和/或外攪拌葉片上方產生死區。可以想到的是，表面攪拌葉片適於達成待混合介質的填充水平，特別是預期的填充水平。特別地，表面攪拌葉片構造成在攪拌操作中在待混合介質的表面正下方旋轉，由此有利改善待混合介質的表面交換，特別是在有效的聚縮合反應中所必需的。表面攪拌葉片特別可實施為可移除的，特別是可由承載臂移除，因此對各種預期填充水平和/或各種容器的模塊化具有良好適應性。更佳地，表面攪拌葉片被實施為相對於旋轉基準線傾斜，有利於進一步改善表面交換。
此外提出，攪拌裝置包括至少一個相應外攪拌葉片和至少一個錨固件，特別是通過物質-物質結合，特別在至少一個下端上的至少外攪拌葉片與相應外攪拌葉片結合，其中錨固件包括錨固攪拌表面，該錨固攪拌表面相對於旋轉基準線而指向。這有利於改善攪拌特性，特別是在容器底部的區域中，由此有利於提升總攪拌性能。此外，可有利於增加攪拌裝置的穩定性。“下端”特別是指外攪拌葉片的邊緣，應理解為在攪拌操作中離待待混合介質的表面最遠處。錨固攪拌表面可以相對於旋轉基準線垂直指向和/或傾斜指向。“相對於旋轉區域指向”特別是指錨固攪拌表面具有包括與旋轉基準線成角度的表面法線。特別地，表面法線與旋轉基準線之間的角度為至少45度\、更佳為至少60度、更佳為至少75度或特別更佳為至少90度。
如果旋轉軸接觸並固接於錨固件，則有利於增加攪拌裝置的穩定性，因此有利於延長使用壽命。此外，有利於改良力分佈和/或傳動，例如有利於將作用在外攪拌葉片和相應外攪拌葉片上的力分配到多個連接點。特別地，錨固件和旋轉軸通過形狀配合和/或力配合連接和/或通過物質-物質結合連接和/或有利於實施為一體成形。
也提出，攪拌裝置包括至少一個另一外攪拌葉片，另一外攪拌葉片在徑向方向與轉基準線的距離大於外攪拌葉片與旋轉基準線之間的距離。這有利於增加可藉由攪拌裝置進行混合的區域，由此可以一次混合大量待混合介質。以這種方式可提高效率。更佳地，另一外攪拌葉片與旋轉基準線的距離在任何點上都大於外部攪拌葉片和/或相應的外部攪拌葉片與旋轉基準線在任何點上的距離。特別地，在旋轉操作中，由另一外攪拌葉片掃過的區域不會重疊於由外攪拌葉片和/或相應外攪拌葉片掃過的區域。更佳地，另一外攪拌葉片相對於旋轉基準線傾斜。特別地，攪拌裝置包括至少一個相應另一外攪拌葉片，其在旋轉操作中掃過一個區域，該區域至少基本上相同於由另一外攪拌葉片掃過的區域。另一外攪拌葉片和/或相應另一外攪拌葉片特別利用承載臂與攪拌軸連接。更佳地，外攪拌葉片和/或相應外攪拌葉片固定到承載臂，特別是通過力配合和/或形狀配合連接和/或通過物質-物質結合而固定到承載臂上。更佳地，在操作狀態下，一端在垂直方向觀察時的上端。更佳地，另一外攪拌葉片和/或相應另一外攪拌葉片具有螺旋曲率。特別地，另一外攪拌葉片和相應另一外攪拌葉片具有相同的螺距和/或曲率。
此外提出，沿旋轉基準線觀察，外攪拌葉片的曲率方向與另一外攪拌葉片的曲率方向相反。以這種方式，有利改善攪拌特性，特別是關於外攪拌葉片和另一外攪拌葉片之間的區域，特別是外部區域中的循環。特別地，另一外攪拌葉片和/或相應另一外攪拌葉片至少部分地構造為右向螺旋，並且外攪拌葉片和/或相應外攪拌葉片被實施為至少部分左向螺旋。
作為替代方案，可以想到的是，另一外攪拌葉片和/或相應另一外攪拌葉片的曲率和/或螺距與外攪拌葉片和/或相應的外攪拌葉片曲率和/或螺距相同。以這種方式，有利改善攪拌特性，特別是關於外攪拌葉片和內攪拌葉片之間的區域，特別是內部區域中的循環。特別地，另一外攪拌葉片、相應另一外攪拌葉片、外攪拌葉片和/或相應外攪拌葉片被實施為至少部分右向螺旋。
進一步提出，在旋轉操作中由外攪拌葉片掃過的區域和在旋轉操作中由另一外攪拌葉片掃過的另一區域彼此徑向間隔，而形成空隙，該空隙被配置為容納加熱和/或冷卻元件，其特別地構造成基本上與旋轉基準線徑向對稱。以這種方式，可產生有利於回火的流動條件，例如藉由循環流動，在旋轉操作中，在空隙的一側上至少部分地垂直向上並且在相反的一側至少部分地垂直向下。這有利地允許最佳化和/或簡化待混合介質的回火。特別地，在旋轉操作的任何角度位置，攪拌裝置的部件不會覆蓋空隙，特別是攪拌葉片不會覆蓋空隙。
除此之外，提出另一外攪拌葉片具有逐漸變細的自由端。以這種方式，在旋轉操作中，攪拌葉片，特別是另一外攪拌葉片掃過的區域是可進行最佳的。有利於避免死區。有利於針對在容器壁附近進行待混合介質的混合進行最佳化。
此外提出，內攪拌葉片和/或相應內攪拌葉片包括至少一個凹槽。“凹槽”特別位於內攪拌葉片的部分區域，其容積不被內攪拌葉片的材料佔據，並且配置在盡可能小且仍然包圍內攪拌葉片的凸形套筒中。凹槽例如包括加深和/或壓印內攪拌葉片的至少一處。凹槽更佳地實施為穿透內攪拌葉片的一處。更佳地，內攪拌葉片和/或相應內攪拌葉片的特徵在於具有多個相同的凹槽，更佳地週期性配置該凹槽。以這種方式，特別來說可促進內攪拌葉片和/或相應內攪拌葉片的柔性。內攪拌葉片和/或相應內攪拌葉片適合在有限的黏度範圍內做使用。
也提出，錨固件被實施為沿其主延伸方向彎曲。物體的“主要延伸方向”在本文中特別是指平行於最小幾何矩形立方體的最長邊延伸的方向，該最小幾何矩形立方體仍然包圍物體。特別地，錨固件的曲率具有至少一個彎折點。在這種情況下，“彎折點”是指錨固件的曲率方向產生變化的點。更佳地，錨固件彎曲成S形。特別更佳地，錨固件的曲率的彎折點位於旋轉基準線上。特別地，錨固件的曲率具有至少5度的曲率角、有利為至少10度、特別有利為至少15度且更佳地至少20度。在這種情況下，“曲率角”特別是指由沿著錨固件的外端的方向延伸的第一直線，與沿著彎折點中錨固件的指向延伸的第二直線所構成的角度。這特別能進一步改善攪拌特性，特別是在容器底部的區域。有利於改善攪拌裝置的攪拌性能。
攪拌裝置包括至少一個葉片件，葉片件配置在錨固件和/或外攪拌葉片上。“葉片件”特別應理解為實施於葉片的至少一部分的元件。“葉片”特別指攪拌裝置的連續部分區域，其定義出至少一個鄰接表面，在攪拌裝置的旋轉運動期間使得待混合介質產生位移。特別來說，表面可以是彎曲的，最好是凹形彎曲。更佳地，葉片件使葉片與至少一個攪拌葉片的至少一部分區域一起實施。特別地，葉片件是板狀的。葉片件的主要延伸方向至少基本上垂直於錨固件的主要延伸方向。“板狀體”特別理解是僅被最小的幾何矩形長方體包圍的物體，物體厚度最多是矩形長方體的長度和/或寬度的50％、特別來說最多為20％、更佳地最多為10％、更佳地最大為5％。術語“至少基本上垂直地”在本文中特別旨在限定方向相對於參考方向的指向，其中，特別是在平面觀察時，方向和參考方向之間為90度角，並且角度的最大偏差特別來說小於45度、有利為小於35度、特別有利為小於25度、更佳為小於20度。更佳地，葉片件固定地連接到錨固件和/或外攪拌葉片。特別更佳地，葉片件實施於錨固件和/或外攪拌葉片為一體成形的實施方式，特別是葉片件焊接於錨固件和/或外攪拌葉片。或者，葉片件可膠合和/或螺紋連接和/或鉚接於錨固件和/或外攪拌葉片。特別地，葉片件的製成材料與錨固件和/或外攪拌葉片的製成材料相同。或者，葉片件的製成材料可不同於錨固件和/或外攪拌葉片的製成材料。特別更佳地，在錨固件與旋轉基準線間隔距離最大的部分區域中，葉片件連接錨固件。特別地，葉片件連接到錨固件的外邊緣，外邊緣朝旋轉基準線彎曲。葉片件構造成至少基本上為三角形。 “至少基本上為三角形”特別是指物體在其主延伸平面上的投影表面至少70％與至少一個幾何三角形一致、有利為至少80％、特別有利為至少90％、更佳為完全一致。或者，葉片件可以至少基本上實施為部分圓形。特別地，葉片件的第一側面在很大程度上，更佳地完全連接到錨固件和/或外攪拌葉片。葉片件更佳地將葉片與錨固件的部分區域和外攪拌葉片的部分區域一起實現。有利地，攪拌裝置包括另一個葉片件，該葉片件連接到錨固件的相對的另一部分區域和/或相應外攪拌葉片。這特別利於實現攪拌裝置的優越流動特性。有利實現錨固件的低水平溢流。
此外，提出了一種系統，特別是攪拌和/或反應器系統，系統具有攪拌裝置和至少部分包圍攪拌裝置的容器。特別來說，容器和攪拌裝置的尺寸彼此符合相配。更佳地，攪拌葉片在旋轉操作中描繪出的範圍基本上對應於被待混合介質填充的容器的內部尺寸。 被容器“至少部分地包圍”的攪拌裝置特別應理解為，在安裝狀態下，攪拌裝置至少80％被容器包圍、更佳地是至少90％被容器包圍、或更佳地是100％被容器包圍。藉由這種系統，可有利於獲得優越的攪拌特性，特別是在聚縮合反應器中用於混合內容物。
該系統有利於包括加熱和/或冷卻元件，其中至少一個操作狀態下，至少外攪拌葉片和至少另一外攪拌葉片圍繞加熱和/或冷卻元件在彼此不同的至少兩側上旋轉。這有利於最佳化容器中混合介質的回火。有利於藉由容器中加熱和/或冷卻元件以特別均勻的方式分配傳遞到待混合介質的熱能。這有利於在整個容器容積中提供相同的化學反應條件。“環繞”特別是指攪拌葉片描繪出加熱和/或冷卻元件周圍的外接圓或圓周的形狀。特別地，另一外攪拌葉片和/或相應另一外攪拌葉片描繪出圍繞加熱和/或冷卻元件的外接圓形狀，而外攪拌葉片和/或相應外攪拌葉片描繪出圍繞加熱和/或冷卻元件的圓周形狀。
本發明的攪拌裝置在此不限於前述的應用和實施方式。特別來說，為了實施本文所述之功能，本發明的攪拌裝置可包括多個獨立的元件、結構部件和單元，其數量與本文中提到的不同。
圖1示出具有內攪拌葉片10a和相應內攪拌葉片22a的攪拌裝置。攪拌裝置被構造成在廣泛黏度範圍內混合介質，特別是在聚縮合反應器中。內攪拌葉片10a完全配置在圍繞旋轉基準線14a的部分區域16a之中，部分區域16a對應於具有小於360度的圓扇形底表面的圓筒扇區18a。部分區域16a以及相應部分區域24a是無重疊的。
內攪拌葉片10a相對旋轉基準線14a傾斜。相應內攪拌葉片22a相對旋轉基準線14a傾斜。內攪拌葉片10a的傾斜角度範圍與相應內攪拌葉片22a的傾斜角度範圍各在60度到90度之間。內攪拌葉片10a與相應內攪拌葉片22a被實施為螺桿34a，螺桿34a以旋轉基準線14a為中心（參見圖4）。內攪拌葉片10a與相應內攪拌葉片22a被實施為左向螺旋。內攪拌葉片10a的引導部是內攪拌葉片10a的總延伸部36a的至少六倍，總延伸部分36a平行於旋轉基準線14a（參見圖2）。相應內攪拌葉片22a具有與內攪拌葉片10a相同的引導部。相應內攪拌葉片22a與內攪拌葉片10a具有相同實施方式，且以這樣的方法偏移配置使其圍繞旋轉基準線14a旋轉180度。
攪拌裝置包括旋轉軸20a以旋轉軸14a為中心。內攪拌葉片10a沿著旋轉軸20a的縱向方向，在長邊上接觸旋轉軸20a。該接觸是無中斷的，且在內攪拌葉片10a的總延伸部36a的整體上延伸。相應內攪拌葉片22a沿旋轉軸20a的縱向方向在長邊上接觸旋轉軸20a。
攪拌裝置包括外攪拌葉片12a和相應外攪拌葉片40a。外攪拌葉片12a完全配置在圍繞旋轉基準線14a的另一部分區域30a之中，另一部分區域30a中對應於具有小於360度的圓扇形底表面的另一圓筒扇區32a。在徑向方向48a上，外攪拌葉片12a和相應外攪拌葉片40a與旋轉基準線14a之間的距離大於內攪拌葉片10a和相應內攪拌葉片22a與旋轉基準線14a之間的距離。
外攪拌葉片12a相對旋轉基準線14a傾斜。相應外攪拌葉片40a相對旋轉基準線14a傾斜。外攪拌葉片12a和相應外攪拌葉片40a的最小傾斜角度是30度。外攪拌葉片12a和相應外攪拌葉片40a實施為以旋轉基準線14a為中心的螺旋（參見圖4）。外攪拌葉片12a和相應的外攪拌葉片40a實施為左向螺旋。外攪拌葉片12a的引導部長度是外攪拌葉片12a的總延伸部80a的至少四倍，總延伸部分80a平行於旋轉基準線14a（參見圖2）。相應外攪拌葉片40a具有與外攪拌葉片12a相同的引導部。相應外攪拌葉片40a與外攪拌葉片12a具有相同實施方式，並且以這樣的方法偏移配置使其圍繞旋轉基準線14a旋轉180度。
攪拌裝置包括承載臂28a。承載臂28a配置在旋轉軸20a上。承載臂28a和旋轉軸20a以旋轉固定的方式彼此連接。外攪拌葉片12a配置在承載臂28a上。外攪拌葉片12a的上端82a以旋轉固定的方式連接到承載臂28a。攪拌裝置包括相應承載臂58a。相應承載臂58a配置在旋轉軸20a上。相應的承載臂58a和旋轉軸20a以旋轉固定的方式彼此連接。相應外攪拌葉片40a設置在相應承載臂58a上。相應外攪拌葉片40a的上端84a以旋轉固定的方式連接到相應承載臂58a。
攪拌裝置包括錨固件42a。錨固件42a將外攪拌葉片12a連接至相應外攪拌葉片40a。錨固件42a固接於外攪拌葉片12a的下端96a與相應外攪拌葉片40a的下端98a（參見圖3）。錨固件42a具有錨固攪拌表面44a與相應錨固攪拌表面64a。錨固攪拌表面44a與相應錨固攪拌表面64a對應於旋轉基準線14a為垂直指向。錨固攪拌表面44a與64a被構造成在旋轉操作中，推動位於他們前方的欲混合之介質。旋轉軸20a接觸錨固件42a。旋轉軸20a固接至錨固件42a。
攪拌裝置包括另一外攪拌葉片46a與相應另一外攪拌葉片62a。在徑向方向48a上，另一外攪拌葉片46a與相應另一外攪拌葉片62a到旋轉基準線14a之間的距離大於外攪拌葉片12a和/或相應外攪拌葉片40a到旋轉基準線14a之間的距離。另一外攪拌葉片46a與相應另一外攪拌葉片62a具有漸縮至一點的自由端54a。
另一外攪拌葉片46a相對旋轉基準線14a傾斜。相應另一外攪拌葉片62a相對旋轉基準線14a傾斜。另一外攪拌葉片46a和相應另一外攪拌葉片62a的最小傾斜角度是35度。另一外攪拌葉片46a和相應另一外攪拌葉片62a實施成以旋轉基準線14a為中心的螺旋（參見圖4）。另一外攪拌葉片46a和相應另一外攪拌葉片62a實施成右向螺旋。另一外攪拌葉片46a的引導部長度至少是另一外攪拌葉片46a的總延伸部80a的至少四倍，特別是至少六倍，總延伸部分80a平行於旋轉基準線14a（參見圖2）。相應另一外攪拌葉片62a具有與另一外攪拌葉片46a相同的引導部。相應另一外攪拌葉片62a與另一外攪拌葉片46a具有相同實施方式，並且以這樣的方法偏移配置使其圍繞旋轉基準線14a旋轉180度。
另一外攪拌葉片46a配置在承載臂28a上。另一外攪拌葉片46a的上端86a以旋轉固定的方式連接到承載臂28a。相應另一外攪拌葉片62a配置在相應承載臂58a上。相應另一外攪拌葉片62a的上端88a以旋轉固定的方式連接到相應承載臂58a。
沿著旋轉基準線14a觀察，外攪拌葉片12a與相應外攪拌葉片40a的曲率方向相反於另一外攪拌葉片46a和相應另一外攪拌葉片62a的曲率方向。
攪拌裝置包括表面攪拌葉片38a。攪拌裝置包括相應表面攪拌葉片60a。在至少一種操作狀態中，表面攪拌葉片38a和/或另一表面攪拌葉片60a完全配置在內攪拌葉片10a上和/或相應內攪拌葉片22a上。在一種操作狀態下，表面攪拌葉片38a和/或另一表面攪拌葉片60a完全配置在外攪拌葉片12a和/或相應外攪拌葉片40a上。
表面攪拌葉片38a相對於旋轉基準線14a傾斜。 相應表面攪拌葉片60a相對於旋轉基準線14a傾斜。表面攪拌葉片38a和相應表面攪拌葉片60a的表面切線之間的角度78a是55度。表面攪拌葉片38a和相應表面攪拌葉片60a實施成平面，特別是無曲率的。
表面攪拌葉片38a的下端90a處，表面攪拌葉片38a連接到承載臂28a。相應表面攪拌環葉片60a的下端92a處，相應表面攪拌葉片60a連接到相應承載臂58a。 表面攪拌葉片38a和/或相應表面攪拌葉片60a實施成可更換的，因此有利於促進表面攪拌葉片38a的延伸部94a和/或相應表面攪拌葉片60a的適應性，使其到達待混合介質的填充水平。相應表面攪拌葉片60a平行於旋轉基準線14a。
內攪拌葉片10a、相應內攪拌葉片22a、外攪拌葉片12a和相應外攪拌葉片40a可圍繞共用的旋轉基準線14a旋轉。在旋轉操作中，內攪拌葉片10a和外攪拌葉片12a具有相同的角速度。另一外攪拌葉片46a和相應另一外攪拌葉片62a可圍繞共用的旋轉基準線14a旋轉。表面攪拌葉片38a和相應表面攪拌葉片60a可圍繞共用的旋轉基準線14a旋轉。在旋轉操作中，每個攪拌葉片10a、12a、38a、40a、46a、60a、62a具有相同的角速度。
在旋轉中，內攪拌葉片10a和相應內攪拌葉片22a分別掃過圓筒容積74a的區域。在旋轉中，外攪拌葉片12a和相應外攪拌葉片40a分別掃過中空圓筒壁容積76a的區域。在旋轉中，另外的外部攪拌葉片46a和相應的另外的外部攪拌葉片62a分別掃過另一容積100a的區域。圓筒容積74a、中空圓筒壁容積76a和另一容積100a相互無重疊。
在旋轉操作中，外部攪拌葉片12a掃過中空圓筒壁容積76a的區域，且在旋轉操作中，另一外攪拌葉片46a掃過中空圓筒壁容積76a的區域，彼此徑向間隔而形成形成空隙50a。 空隙50a被構造成用於容納加熱和/或冷卻元件52a（參見圖5）。
圖5是系統104a的示意圖，系統104a具有攪拌裝置、驅動軸114a、加熱和/或冷卻元件52a和容器56a。容器56a與加熱和/或冷卻元件52a僅部分示出。容器56a包括蓋子70a。容器56a完全包圍攪拌裝置。在旋轉操作中容器56a的內部形狀符合藉由攪拌裝置實施的旋轉體，同時使容器56a的內壁102a與旋轉體之間的距離最小化。容器56a具有填充水平標記68a。填充水平標記68a示出了在操作中預期達到的填充量。表面攪拌葉片38a的延伸部分94a符合操作中預期達到的填充量。驅動軸114a以旋轉固定的方式連接到旋轉軸20a。驅動軸114a構造成傳遞旋轉運動到旋轉軸20a。驅動軸114a由外部驅動單元（未示出）驅動。
系統104a包括加熱和/或冷卻元件52a。加熱和/或冷卻元件52a配置在容器56a內。 加熱和/或冷卻元件52a的實施方式為徑向對稱。加熱和/或冷卻元件52a實施為空心圓筒。加熱和/或冷卻元件52a利用連接件72a支撐在內壁102a上。至少一個連接件72a包括用於至少一個冷卻和/或加熱部件的至少一個進料和/或排出管線（未示出）。
參照俯視圖，在旋轉操作中攪拌裝置以順時針旋轉，如圖1所示。 在此，內攪拌葉片10a和相應內攪拌葉片22a在待混合介質中產生流動，該流動具有流動組成，流動組成的指向朝下而平行於旋轉基準線14a。在旋轉操作中，外攪拌葉片12a和相應外攪拌葉片40a在待混合介質中產生流動，該流動具有流動組成，流動組成的指向朝下而平行於旋轉基準線14a。在旋轉操作中，另一外攪拌葉片46a和相應另一外攪拌葉片62a在待混合介質中產生流動，該流動具有平行於旋轉基準線14a而指向朝下的流動組成。
在操作狀態下，外攪拌葉片12a和至少另一外攪拌葉片46a在加熱和/或冷卻元件52a的兩個不同側上圍繞加熱和/或冷卻元件52a。 另一外攪拌葉片46a形成圍繞加熱和/或冷卻元件52a的外側108a的外接圓。外攪拌葉片12a形成圍繞加熱和/或冷卻元件52a的內側106a的內接圓。
在圖6至11中，示出了本發明另外四個示例性實施例。以下描述和附圖基本上示例性實施例之間的差異，其中有關於相同命名的結構部件，特別是有關於具有相同標號的結構部件、附圖和/或其他示例性的描述。特別來說，也可以參考圖1至5的實施例。為了區分示例性實施例，字母a已被添加到圖1至5的示例性實施例的標號中。在圖6至8的示例性實施例中，字母a已被替換為字母b至e。
圖6示出了替代攪拌裝置的示意性俯視圖，替代攪拌裝置具有內攪拌葉片10b、相應內攪拌葉片22b、外攪拌葉片12b、相應外攪拌葉片40b、另一外部攪拌葉片46b和相應另一外攪拌葉片62b。內攪拌葉片10a完全配置在圍繞旋轉基準線14a的部分區域16a之中，部分區域16b中對應於具有小於360度的圓扇形底表面的圓筒扇區18b。相應的內部攪拌葉片22b完全配置在圍繞旋轉基準線14b的相應部分區域24b中，相應部分區域24b中對應於具有小於360°的圓扇形底表面的相應圓筒扇區26b。外攪拌葉片12b完全配置在圍繞旋轉基準線14b的另一部分區域30b中，另一部分區域30b中對應於具有小於360°的圓扇形底表面的另一圓筒扇區32b。
部分區域16b和另一部分區域30b部分重疊。內攪拌葉片10b和外攪拌葉片12b不一致地彎曲。外攪拌葉片12b和相應外攪拌葉片40b各自的螺距與另一外攪拌葉片46b和相應另一外攪拌葉片62b的螺距相同（參見圖7）。 特別來說，從可操作安裝方向的側視圖看，外攪拌葉片12b和相應外攪拌葉片40b具有右旋曲率。特別來說，從可操作安裝方向的側視圖看，內攪拌葉片10b和相應內攪拌葉片22b具有左旋曲率。
圖8示出了另一替代攪拌裝置的錨固件42c的示意性側視圖的一部分。錨固件42c包括錨固攪拌表面44c，錨固攪拌表面44c的指向使得錨固攪拌表面44c相對於旋轉基準線14c呈一角度。錨固件42c和旋轉基準線14c之間具有角度66c。在旋轉操作中，錨固件42c的下緣110c延伸至錨固件42c的上緣112c前方。這有利於實施攪拌裝置的進一步改善的混合特性。更佳地，完全位在旋轉軸20c一側的半空間中的一部份錨固件42c，其相對於錨固件42c的相反定位部而成反角，錨固件42c的相反定位部完全位於在不同於前述半空間的另一半空間。因此在旋轉操作中，下緣110c延伸至錨固件42c的每部分的上緣112c前方。
圖9和10示出另一替代攪拌裝置。錨固件42d沿其主要延伸方向而彎曲。錨固件42d彎曲成S形。錨固件42d的曲率具有彎折點116d。內攪拌葉片10d和相應內攪拌葉片22d分別包括四個凹槽118d。內攪拌葉片10d或相應內攪拌葉片22d的彎孔設於各個凹槽118d中。 凹槽118d為間隔配置。
圖11顯示了另一替代攪拌裝置。攪拌裝置包括葉片件120e。葉片件120e配置在錨固件42e的部分區域上，該部分區域與旋轉基準線14e之間具有最大間隔。葉片件120e實施為板狀。葉片件120e的另一主要延伸平面（未示出）垂直於錨固件42e的主要延伸平面（未示出）延伸。葉片件120e實施成至少基本為三角形的金屬板。葉片件120e連接到錨固件42e。葉片件120e連接到錨固件42e的邊緣，錨固件42e的邊緣朝向旋轉基準線14e彎曲。葉片件120e連接到外攪拌葉片12e。在第一側122e上，葉片件120e完全焊接於錨固件42e。在第二側124e上，葉片件120e完全焊接於外攪拌葉片12e完全焊接。攪拌裝置包括另一葉片件126e。另一葉片件126e配置在錨固件42e的相反邊緣上。另一葉片件126e連接到相應外攪拌葉片40e。關於其它特徵，另一葉片件126e的實施方式與葉片件120e相同，這就是在此處對另一葉片件126e做進一步描述的原因。
10‧‧‧內攪拌葉片12‧‧‧外攪拌葉片14‧‧‧旋轉基準線16‧‧‧部分區域18‧‧‧圓筒扇區20‧‧‧旋轉軸22‧‧‧相應內攪拌葉片24‧‧‧相應部分區域26‧‧‧相應圓筒扇區28‧‧‧承載臂30‧‧‧另一部份區域32‧‧‧另一圓筒扇區34‧‧‧螺桿36‧‧‧總延伸部38‧‧‧表面攪拌葉片40‧‧‧相應外攪拌葉片42‧‧‧錨固件44‧‧‧錨固攪拌葉片46‧‧‧另一外攪拌葉片48‧‧‧徑向方向50‧‧‧空隙52‧‧‧加熱和/或冷卻元件54‧‧‧自由端56‧‧‧容器58‧‧‧相應承載臂60‧‧‧相應表面攪拌葉片62‧‧‧相應另一外攪拌葉片64‧‧‧相應錨固攪拌表面66‧‧‧角度68‧‧‧填充水平標記70‧‧‧蓋子72‧‧‧連接件74‧‧‧圓筒容積76‧‧‧中空圓筒壁容積78‧‧‧角度80‧‧‧總延伸部82‧‧‧上端84‧‧‧上端86‧‧‧上端88‧‧‧上端90‧‧‧下端92‧‧‧下端94‧‧‧延伸部96‧‧‧下端98‧‧‧下端100‧‧‧另一容積102‧‧‧內壁104‧‧‧系統106‧‧‧內側108‧‧‧外側110‧‧‧下緣112‧‧‧上緣114‧‧‧驅動軸116‧‧‧彎折點118‧‧‧凹槽120‧‧‧葉片件122‧‧‧側124‧‧‧側126‧‧‧葉片件
圖1是攪拌裝置的示意俯視圖；
圖2是攪拌裝置的示意側視圖；
圖3是攪拌裝置的另一示意側視圖；
圖4是攪拌裝置的示意透視圖；
圖5是具有攪拌裝置的系統的示意側視圖，該系統具有驅動軸和包含分段加熱和/或冷卻元件的分段容器；
圖6是替代攪拌裝置的示意俯視圖；
圖7是替代攪拌裝置的示意透視圖；
圖8是另一替代攪拌裝置的示意側視圖的一部份；
圖9是另一替代攪拌裝置的示意俯視圖；
圖10是另一替代攪拌裝置的示意透視圖；以及
圖11是另一替代攪拌裝置的示意俯視圖。
10a‧‧‧內攪拌葉片
12a‧‧‧外攪拌葉片
14a‧‧‧旋轉軸
16a‧‧‧部分區域
18a‧‧‧圓筒扇區
20a‧‧‧旋轉軸
22a‧‧‧相應內攪拌葉片
24a‧‧‧相應部分區域
26a‧‧‧相應圓筒扇區
28a‧‧‧承載臂
30a‧‧‧另一部分區域
32a‧‧‧另一圓筒扇區

Claims (18)

  1. 一種攪拌裝置，該攪拌裝置特別是用於混合廣泛黏度範圍的介質且特別是用於聚縮合反應器，該攪拌裝置具有至少一內攪拌葉片和至少一外攪拌葉片，其圍繞共用的旋轉基準線旋轉，其中該至少一內攪拌葉片相對於旋轉基準線至少部分地傾斜，其中該至少一內攪拌葉片完全配置在圍繞該旋轉基準線的部分區域中，該部分區域對應於具有小於360度圓扇形底表面的圓筒扇區，其中該內攪拌葉片至少部分地構造成以該旋轉基準線為中心的螺桿，其特徵在於，該內攪拌葉片的引導部是平行於該旋轉基準線的該內攪拌葉片的總延伸部的至少三倍。
  2. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，至少一相應內攪拌葉片，該至少一相應內攪拌葉片完全配置在圍繞該旋轉基準線的相應部分區域中，該相應部分區域對應於具有圓扇形底表面的相應圓筒扇區，其中該部分區域和該相應部分區域沒有重疊。
  3. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，旋轉軸以旋轉基準線為中心並且沿著該旋轉軸的縱向方向至少逐段接觸該內攪拌葉片。
  4. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，該外攪拌葉片完全配置在圍繞該旋轉基準線的另一部分區域中，該另一部份區域對應具有小於360度圓扇形底表面的另一圓筒扇區。
  5. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，該內攪拌葉片和該外攪拌葉片在至少一旋轉操作中具有相同的角速度。
  6. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，該內攪拌葉片和該外攪拌葉片不一致地彎曲。
  7. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，至少一表面攪拌葉片處於至少一操作狀態，該至少一操作狀態至少部分地配置在該外攪拌葉片上方。
  8. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，至少一相應外攪拌葉片(40a-e)和至少一錨固件，該至少一錨固件連接至少該外攪拌葉片到該相應外攪拌葉片，其中錨固件包括錨固攪拌表面，該錨固攪拌表面相對於該旋轉基準線指向。
  9. 根據請求項3或8所述的攪拌裝置，其特徵在於，該旋轉軸接觸並固接該錨固件。
  10. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，至少一另一外攪拌葉片在徑向方向和該旋轉基準線的距離大於該外攪拌葉片在徑向方向和該旋轉基準線的距離。
  11. 根據請求項10所述的攪拌裝置，其特徵在於，沿著旋轉基準線觀察，該外攪拌葉片的曲率方向與另一外攪拌葉片的曲率方向相反。
  12. 根據請求項10所述的攪拌裝置，其特徵在於，該外攪拌葉片在旋轉操作中掃過的區域與該另一外攪拌葉片掃過的另一區域在旋轉操作中彼此徑向間隔並形成空隙，該空隙被配置為容納加熱和/或冷卻元件。
  13. 根據請求項10所述的攪拌裝置，其特徵在於，該另一外攪拌葉片具有逐漸變細的自由端。
  14. 根據請求項1所述的攪拌裝置，其特徵在於，該內攪拌葉片包括至少一凹槽。
  15. 根據請求項8所述的攪拌裝置，其特徵在於，該連接件沿其主要延伸方向彎曲。
  16. 根據請求項8所述的攪拌裝置，其特徵在於，至少一個葉片件設置在該錨固件和/或該外攪拌葉片上。
  17. 一種攪拌和/或反應器系統，具有根據請求項1所述的攪拌裝置和容器，該容器至少部分地包圍該攪拌裝置。
  18. 一種攪拌和/或反應器系統，具有根據請求項12所述的攪拌裝置，和至少部分地包圍所述攪拌裝置的容器，其特徵在於該加熱和/或冷卻元件，其中，在至少一個操作狀態中，該至少外攪拌葉片和該至少另一外攪拌葉片在至少兩個彼此不同的側面上圍繞該加熱和/或冷卻元件。
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