WO2012032090A1 - Rührwerk - Google Patents

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WO2012032090A1 PCT/EP2011/065491 EP2011065491W WO2012032090A1 WO 2012032090 A1 WO2012032090 A1 WO 2012032090A1 EP 2011065491 W EP2011065491 W EP 2011065491W WO 2012032090 A1 WO2012032090 A1 WO 2012032090A1
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Jochen Friedrich Knauer
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J. F. Knauer Industrie-Elektronik Gmbh
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    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2376—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media characterised by the gas being introduced
    • B01F23/23761—Aerating, i.e. introducing oxygen containing gas in liquids

Definitions

  • the present invention relates to an agitator with a motor, a hollow shaft drivable via the motor, which is provided with at least one additive outlet opening through which an additive conducted through the hollow shaft can be discharged and a rotor arranged on the hollow shaft and having rotor blades.
  • Such agitators are known in the prior art in a variety of configurations and are used in various technical fields.
  • DE-A-25 11 717 discloses a stirrer with a motor-driven hollow shaft and a rotor attached thereto.
  • the rotor is provided with holes or aggregate outlet openings, via which an aggregate passed through the hollow shaft in the form of air can be introduced into a liquid to be treated in order to aerate it, as required, for example, in the spreading of biological manure.
  • the present invention provides an agitator of the type mentioned, which has a simple structure and ensures a very good mixing of the medium to be treated and a proper supply of the admixed additive.
  • the present invention provides an agitator of the type mentioned, which is characterized in that on the hollow shaft spaced from the first rotor, a second rotor blades exhibiting rotor is provided, and that the at least one aggregate outlet opening between the two rotors is provided wherein the rotors are configured and drivable to generate a vacuum and a centrifugal force during operation in the space defined between the rotors.
  • the medium to be treated is automatically and continuously conveyed from the outside into the intermediate space, whereby a very good mixing is achieved.
  • the additive is sucked continuously and very effectively from the at least one additive outlet opening, thanks to the prevailing vacuum in the intermediate space and the centrifugal force generated, resulting in a very good and constant admixture of the additive. Overall, therefore, a good mixing of the medium to be treated and a proper introduction of the aggregate can be ensured.
  • the rotors are rotatably connected to the hollow shaft, wherein the rotor blades of the first rotor and the rotor blades of the second rotor are arranged in opposite directions.
  • the rotor blades of the first rotor and the rotor blades of the second rotor are inclined in opposite directions.
  • the flow directions of the flows generated by the rotors are preferably oppositely directed to each other and / or preferably the suction sides of the rotors, in particular in the hollow shaft axial direction, provided on sides facing away from each other, while the pressure sides of the rotors face each other or lie between the rotors.
  • the rotors are arranged in the region of the free end of the hollow shaft, so that they can be guided very close to the bottom of that container in which the medium to be treated is contained.
  • the hollow shaft and the rotor blades of the first rotor and the second rotor are made of plastic. Accordingly, very aggressive additives can be introduced into media to be treated with the agitator according to the invention, such as iron chloride (FeCl 3 ), which is used in the waste water treatment, for example, for phosphate elimination.
  • FeCl 3 iron chloride
  • the at least one additive outlet opening is preferably an elongated recess which extends in particular in the direction of the hollow shaft axis.
  • an elongated recess can be made a very uniform delivery of the additive.
  • a plurality of additive outlet openings are provided, which are arranged distributed uniformly along the circumference of the hollow shaft.
  • the engine may in particular be an electric motor.
  • the motor can drive the hollow shaft directly.
  • a corresponding gear can be interposed, such as a bevel gear or the like.
  • the hollow shaft and the motor are coaxially arranged according to an embodiment of the present invention, wherein an aggregate supply line is connected in particular to the hollow shaft opposite side of the motor. In this way, a very simple construction of the agitator according to the invention.
  • the motor can be mounted on a mounting plate so that the agitator can be installed without any problems.
  • Figure 1 is a perspective view of a stirrer according to a
  • Figure 2 is a side view of the agitator shown in Figure 1 and
  • Figure 3 is a side view of that shown in Figures 1 and 2
  • FIGS 1 to 3 show a stirrer 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the agitator 10 comprises an electric motor 12 fastened to a mounting plate 11 and a hollow shaft 14 which can be driven by the motor 12.
  • the hollow shaft 14 is entirely made of plastic or of a metallic material, eg a steel, with a coating which is resistant to the aggregate, in particular a plastic coating. educated.
  • the hollow shaft 14 is provided with a plurality of aggregate outlet openings 16.
  • a guided through the hollow shaft 14 aggregate are discharged, which is connected via a guided inside the hollow shaft 14 non-co-rotating feed tube 40 whose upper end as Zuscherstoffzu slaughtertechnisch 18 upwardly protruding on the hollow shaft 14 opposite side of the motor 12, is supplied.
  • the feed pipe 40 opens at its end at the level of the aggregate outlet openings 16.
  • the aggregate outlet openings 16 are axial elongated recesses which are arranged distributed uniformly along the circumference of the hollow shaft 14 and each extending in the direction of the hollow shaft axis 20.
  • the agitator 10 comprises a first rotor 22, which has four rotor blades 24, and a second rotor 26, which is provided with four rotor blades 28.
  • the rotors 22 and 26 made of plastic are non-rotatably connected to the hollow shaft 14 and arranged spaced from each other, so that they define between them a gap 30 in which the aggregate outlet openings 16 are positioned.
  • the rotor blades 24 of the first rotor 22 and the rotor blades 28 of the second rotor 26 are arranged in opposite directions, that is inclined in opposite directions, so that they produce substantially opposite currents during operation.
  • the sucked into the space 30 wastewater is then pressed radially outward from the gap 30, so that in the space 30 in addition a centrifugal force is generated. In this way, on the one hand, a very good mixing of the wastewater 32 to be treated is achieved.
  • the supplied via the hollow shaft 14 aggregate is continuously sucked from the aggregate outlet openings 16, as indicated by the arrows 38, whereby a uniform admixture of the aggregate is ensured.
  • the aggregate may be, for example, ferric chloride (FeCl 3 ), which is used to eliminate phosphate in the wastewater.
  • the structure of the agitator 10 described above is particularly advantageous in that a very good mixing of the medium to be treated and a proper introduction of the additive can be ensured with a simple structure.

Abstract

Rührwerk (10) mit einem Motor (12); einer über den Motor antreibbaren Hohlwelle (14), die mit wenigstens einer Zuschlagstoffaustrittsöffnung (16) versehen ist, über die ein durch die Hohlwelle geleiteter Zuschlagstoff abgegeben werden kann; und einem an der Hohlwelle angeordneten und Rotorblätter (24) aufweisenden Rotor (22), dadurch gekennzeichnet, dass an der Hohlwelle beabstandet vom ersten Rotor ein zweiter Rotorblätter (28) aufweisender Rotor (26) vorgesehen ist, und dass die wenigstens eine Zuschlagstoffaustrittsöffnung zwischen den beiden Rotoren vorgesehen ist, wobei die Rotoren derart ausgebildet und antreibbar sind, dass während des Betriebs in dem zwischen den Rotoren definierten Zwischenraum (30) ein Unterdruck und eine Zentrifugalkraft erzeugt werden.

Description

RÜHRWERK Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rührwerk mit einem Motor, einer über den Motor antreibbaren Hohlwelle, die mit wenigstens einer Zuschlagstoffaustrittsöffnung versehen ist, durch die ein durch die Hohlwelle geleiteter Zuschlagstoff abgegeben werden kann und einem an der Hohlwelle angeordneten und Rotorblätter aufweisenden Rotor.
Derartige Rührwerke sind im Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt und werden auf verschiedenen technischen Gebieten eingesetzt. Beispielsweise offenbart die DE-A-25 11 717 ein Rührwerk mit einer motorbetriebenen Hohlwelle und einem an dieser befestigten Rotor. Der Rotor ist mit Löchern bzw. Zuschlagstoffaustrittsöffnungen versehen, über die ein durch die Hohlwelle geleiteter Zuschlagstoff in Form von Luft in eine aufzubereitende Flüssigkeit eingebracht werden kann, um diese zu belüften, wie es zum Beispiel bei der Aufbreitung von biologischer Jauche erforderlich ist. Die DE-U-93 06 907 beschreibt ein Güllebelüftungsgerät mit einem über eine Hohlwelle angetriebenen Rotor, bei dem durch die Hohlwelle allein unter der Wirkung des vom dem Rotor erzeugten Unterdrucks Zuschlagstoffe in Form von Luft oder Chemikalien angesaugt und über eine entsprechende, im unteren Bereich der Hohlwelle vorgesehene Zuschlagstoffaustrittsöffnung eingemischt werden können. Bei den bekannten Rühr- werken sind jedoch sowohl die Durchmischung des zu behandelnden Mediums als auch die Zufuhr des beizumischenden Zuschlagstoffes verbesserungsfähig .
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegen- den Erfindung, ein Rührwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen einfachen Aufbau aufweist und eine sehr gute Durchmischung des zu behandelnden Mediums sowie eine ordnungsgemäße Zufuhr des beizumischenden Zuschlagstoffes gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Rührwerk der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass an der Hohlwelle beabstandet vom ersten Rotor ein zweiter Rotorblätter aufweisender Rotor vorgesehen ist, und dass die wenigstens eine Zuschlagstoffaus- trittsöffnung zwischen den beiden Rotoren vorgesehen ist, wobei die Rotoren derart ausgebildet und antreibbar sind, dass während des Betriebs in dem zwischen den Rotoren definierten Zwischenraum ein Unterdruck und eine Zentrifugalkraft erzeugt werden. Aufgrund der Tatsache, dass in dem zwischen den Rotoren definierten Zwischenraum während des Betriebs des Rührwerks ein (statischer) Unterdruck erzeugt wird, wird das zu behandelnde Medium automatisch und kontinuierlich von außen in den Zwischenraum gefördert, wodurch eine sehr gute Durchmischung erzielt wird. Darüber hinaus wird der Zuschlagstoff dank des in dem Zwischenraum vorherrschenden Unterdrucks und der erzeugten Zentrifugalkraft kontinuierlich und sehr effektiv aus der wenigstens einen Zuschlagstoffaustrittsöffnung gesogen, was zu einer sehr guten und konstanten Beimengung des Zuschlagstoffes führt. Insgesamt können also eine gute Durchmischung des zu behandelnden Mediums sowie eine ordnungsgemäße Einbringung des Zuschlagstoffes gewährleistet werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Rotoren drehfest mit der Hohlwelle verbunden, wobei die Rotorblätter des ersten Rotors und die Rotorblätter des zweiten Rotors gegenläufig angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Rotorblätter des ersten Rotors und die Rotorblätter des zweiten Rotors in entgegen gesetzten Richtungen geneigt. Auf diese Weise wird ein sehr einfacher Aufbau des Rührwerks erzielt. Die Strömungsrichtungen der durch die Rotoren erzeugten Strömungen sind bevorzugt entgegengesetzt zueinander gerichtet und/oder vorzugsweise sind die Saugseiten der Rotoren, insbesondere in zur Hohlwelle axialer Richtung, an voneinander abgewandten Seiten vorgesehen, während die Druckseiten der Rotoren einander zugewandt sind oder zwischen den Rotoren liegen. Bevorzugt sind die Rotoren im Bereich des freien Endes der Hohlwelle angeordnet, so dass diese sehr nahe an dem Boden desjenigen Behälters geführt werden können, in dem das zu behandelnde Medium enthalten ist. Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Hohlwelle sowie die Rotorblätter des ersten Rotors und des zweiten Rotors aus Kunststoff hergestellt. Entsprechend können mit dem erfindungsgemäßen Rührwerk auch sehr aggressive Zuschlagstoffe in zu behandelnde Medien eingebracht werden, wie beispielsweise Eisendreichlorid (FeCI3), das bei der Ab- Wasserbehandlung beispielsweise zur Phosphatelimination eingesetzt wird.
Bevorzugt handelt es sich bei der wenigstens einen Zuschlagstoffaustrittsöffnung um eine längliche Aussparung, die sich insbesondere in Richtung der Hohlwellenachse erstreckt. Durch eine solche längliche Aussparung kann eine sehr gleichmäßige Abgabe des Zusatzstoffes erfolgen.
Vorteilhaft sind mehrere Zuschlagstoffaustrittsöffnungen vorgesehen, die entlang des Umfangs der Hohlwelle gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Bei dem Motor kann es sich insbesondere um einen Elektromotor handeln. Der Motor kann die Hohlwelle direkt antreiben. Alternativ kann natürlich auch ein entsprechendes Getriebe zwischengeschaltet sein, wie beispielsweise ein Kegelradgetriebe oder dergleichen. Die Hohlwelle und der Motor sind gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung koaxial angeordnet, wobei eine Zuschlagstoffzuführleitung insbesondere an der der Hohlwelle gegenüber liegenden Seite des Motors angeschlossen ist. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Rührwerkes.
Der Motor kann an einer Montageplatte befestigt sein, so dass sich das Rührwerk ohne Probleme installieren lässt. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rührwerkes unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Rührwerks gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine Seitenansicht des in Figur 1 dargestellten Rührwerks und
Figur 3 eine Seitenansicht des in den Figuren 1 und 2 dargestellten
Rührwerks, das in eine Abwasserrinne eingetaucht ist. Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Rührwerk 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Rührwerk 10 umfasst einen an einer Montageplatte 11 befestigten Elektromotor 12 und eine über den Motor 12 antreibbare Hohlwelle 14. Die Hohlwelle 14 ist ganz aus Kunststoff oder aus metallischem Werkstoff z.B. einem Stahl, mit einer gegenüber dem Zu- schlagstoff beständigen Beschichtung, insbesondere Kunststoffbeschichtung, gebildet. Im Bereich ihres freien Endes ist die Hohlwelle 14 mit einer Vielzahl von Zuschlagstoffaustrittsöffnungen 16 versehen. Über diese Zuschlagstoffaustrittsöffnungen 16 kann ein durch die Hohlwelle 14 geleiteter Zuschlagstoff abgegeben werden, welcher über ein innerhalb der Hohlwelle 14 geführtes nicht mitdrehendes Zuführrohr 40, dessen oberes Ende als Zuschlagstoffzuführleitung 18 nach oben herausragt an der der Hohlwelle 14 gegenüberliegenden Seite des Motors 12 angeschlossen ist, zugeführt wird. Das Zuführrohr 40 mündet mit seinem Ende auf Höhe der Zuschlagsaustrittsöffnungen 16. Bei den Zuschlagstoffaustrittsöffnungen 16 handelt es sich um axiale längliche Aussparungen, die entlang des Umfangs der Hohlwelle 14 gleichmäßig verteilt angeordnet sind und sich jeweils in Richtung der Hohlwellenachse 20 erstrecken. Ferner umfasst das Rührwerk 10 einen ersten Rotor 22, der vier Rotorblätter 24 aufweist, sowie einen zweiten Rotor 26, der mit vier Rotorblättern 28 versehen ist. Die aus Kunststoff hergestellten Rotoren 22 und 26 sind drehfest mit der Hohlwelle 14 verbunden und voneinander beabstandet angeord- net, so dass sie zwischen sich einen Zwischenraum 30 definieren, in dem die Zuschlagstoffaustrittsöffnungen 16 positioniert sind . Die Rotorblätter 24 des ersten Rotors 22 und die Rotorblätter 28 des zweiten Rotors 26 sind gegenläufig angeordnet, also in entgegengesetzten Richtungen geneigt, so dass diese während des Betriebs im Wesentlichen entgegengesetzte Strömungen erzeugen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 die Funktionsweise des Rührwerks 10 erläutert. Wird das freie Ende der Hohlwelle 14 mit den daran gehaltenen Rotoren 22 und 26 in eine mit Abwasser 32 gefüllte Abwasserrinne 34 getaucht, wie es in Figur 3 dargestellt ist, und die Hohlwelle 14 daraufhin mithilfe des Motors 12 in der mit dem Pfeil 36 gekennzeichneten Drehrichtung angetrieben, so wird innerhalb des Abwasser 32 durch den ersten Rotor 22 die Strömung A und durch den zweiten Rotor 26 die Strömung B erzeugt, wie es durch die entsprechenden Pfeile angedeutet ist. Mit anderen Worten wird Abwasser durch Antreiben des ersten Rotors 22 von oben in den Zwischenraum 30 gesogen, während der zweite Rotor 26 Abwasser von unten in den Zwischenraum 30 saugt oder führt, wodurch in dem Zwischenraum 30 ein Un- terdruck erzeugt wird. Das in den Zwischenraum 30 gesogene Abwasser wird daraufhin radial auswärts aus dem Zwischenraum 30 gedrückt, so dass in dem Zwischenraum 30 zusätzlich eine Zentrifugalkraft erzeugt wird . Auf diese Weise wird einerseits eine sehr gute Durchmischung des zu behandelnden Abwassers 32 erzielt. Darüber hinaus wird der über die Hohlwelle 14 zugeführte Zuschlagstoff kontinuierlich aus den Zuschlagstoffaustrittsöffnungen 16 gesogen, wie es durch die Pfeile 38 angedeutet ist, wodurch eine gleichmäßige Beimischung des Zuschlagstoffes gewährleistet wird . Bei dem Zuschlagstoff kann es sich beispielsweise um Eisenchlorid (FeCI3) handeln, das zur Phosphateliminierung im Abwasser eingesetzt wird.
Der zuvor beschriebene Aufbau des Rührwerks 10 ist insbesondere dahinge- hend von Vorteil, dass mit einem einfachen Aufbau eine sehr gute Durchmischung des zu behandelnden Mediums sowie eine ordnungsgemäße Einbringung des Zuschlagstoffes gewährleistet werden kann.
Bezugszeichen liste
10 Rührwerk
11 Montageplatte
12 Motor
14 Hohlwelle
16 Zuschlagstoffaustrittsöffnung
18 Zuschlagstoffzuführleitung
20 Hohlwellenachse
22 Erster Rotor
24 Rotorblatt
26 Zweiter Rotor
28 Rotorblatt
30 Zwischenraum
32 Abwasser
34 Abwasserrinne
36 Pfeil
38 Pfeil
40 Zuführrohr

Claims

Patentansprüche
1. Rührwerk (10) mit einem Motor (12); einer über den Motor (12)
antreibbaren Hohlwelle (14), die mit wenigstens einer Zuschlagstoff- austrittsöffnung (16) versehen ist, über die ein durch die Hohlwelle
(14) oder ein darin geführtes Zuführrohr (40) geleiteter Zuschlagstoff abgegeben werden kann; und einem an der Hohlwelle (14) angeordneten und Rotorblätter (24) aufweisenden Rotor (22), dadurch gekennzeichnet, dass an der Hohlwelle (14) beabstandet vom ersten Ro- tor (22) ein zweiter Rotorblätter (28) aufweisender Rotor (26) vorgesehen ist, und dass die wenigstens eine Zuschlagstoffaustrittsöffnung (16) zwischen den beiden Rotoren (22, 26) vorgesehen ist, wobei die Rotoren (22, 26) derart ausgebildet und antreibbar sind, dass während des Betriebs in dem zwischen den Rotoren (22, 26) definierten Zwischenraum (30) ein Unterdruck und eine Zentrifugalkraft erzeugt werden.
2. Rührwerk (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (22, 26) drehfest mit der Hohlwelle (14) verbunden sind.
3. Rührwerk (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorblätter (24) des ersten Rotors (22) und die Rotorblätter (28) des zweiten Rotors (26) gegenläufig angeordnet sind oder entgegengesetzt geneigt sind oder entgegengesetzte Strömungen (A, B) erzeugen.
4. Rührwerk (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (22, 26) im Bereich des freien Endes der Hohlwelle (14) angeordnet sind. Rührwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (14) sowie die Rotorblätter (24, 28) des ersten Rotors (22) und des zweiten Rotors (26) aus Kunststoff hergestellt sind.
Rührwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Zuschlagstoffaustrittsöffnung (16) eine längliche Aussparung ist, die sich insbesondere in Richtung der Hohlwellenachse (20) erstreckt.
Rührwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zuschlagstoffaustrittsöffnungen (16) vorgesehen sind, die entlang des Umfangs der Hohlwelle (14) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Rührwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (12) ein Elektromotor ist und/oder an einer Montageplatte (11) befestigt ist.
Rührwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (14) und der Motor (12) koaxial angeordnet sind, wobei eine Zuschlagstoffzuführleitung (18) insbesondere an der der Hohlwelle (14) gegenüber liegenden Seite des Motors (12) angeschlossen ist.
Rührwerk (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugseiten der Rotoren voneinander abgewandt sind und die Druckseiten der Rotoren zwischen den Rotoren vorgesehen sind.
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