WO2016055302A1 - Agitator - Google Patents
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- B01F2035/3513—Sealings comprising a stationary member in frontal contact with a movable member
Definitions
- the invention relates to a stirrer with a propeller, which is driven by a shaft via a motor, wherein a transition piece enclosing the shaft to form a space.
- Such agitators are used, for example, as submersible mixers for generating a flow in large volumes of liquid.
- a field of application are large basins for biogas production.
- Axial propellers are often used. In order to generate the necessary speed for the axial propeller, the use of gears between the motor and propeller is often useful.
- the drive can be done for example via a dry running safe three-phase asynchronous motor. Maintenance-free rolling bearings are often used for storage.
- the seal is made on the medium and motor side by a mechanical seal.
- the propellers are preferably equipped with fiber-repellent self-cleaning airfoils with a backward curved leading edge.
- the stirrer can be fixed stationary on the pelvic floor, on a pool wall or a control platform.
- the orientation of the propeller creates a targeted circulation flow. If necessary, the use of several agitators in a basin should be provided. Propeller hubs are often prone to clogging with solids and pulps. This leads to a failure of the mechanical seal and can cause a production stop.
- the object of the invention is to specify an agitator which also operates reliably in solids or hydrogen-containing media.
- the agitator should be characterized by a reliable operation and a long service life.
- the agitator should be as cheap as possible to manufacture.
- a simple implementation of maintenance should be possible.
- This object is achieved by a stirrer with the features of claim 1. Preferred variants are set forth in the subclaims.
- an element is arranged in the space which is formed by the transition piece, which has a trim for sealing.
- the element is preferably rigid.
- a brush trim In a particularly favorable variant of the invention is a brush trim.
- the rotation of the propeller is also only minimally affected, so that no significant power losses occur.
- the construction according to the invention effectively prevents clogging of the axial propeller hub with fibers.
- the element is a ring.
- the ring forms a basic body.
- the circumference of the ring represents a brush back, on which a brush trim is arranged.
- the brush ring encloses the shaft of the agitator.
- the ring serves as a carrier for receiving bristles, which form the Bürstenbesatz.
- the bristles can be made of a metal, a plastic or natural fibers. Due to their elasticity, the bristles attach to the smooth counter surface. This ensures an effective seal with minimal friction and minimal wear. Even larger manufacturing tolerances can be compensated without readjustment.
- a significant advantage of the seal according to the invention lies in the ability to trap fibrous constituents in the fluid to be conveyed without detrimental effect on the running behavior of the propeller and thus to prevent their penetration into a cavity of the propeller hub.
- the element encloses at least a part of a mechanical seal.
- this is a propeller-side mechanical seal, with the aid of which the shaft is sealed against a housing part.
- the agitator may also have a transmission-side mechanical seal. This transmission-side mechanical seal seals a further housing part relative to the shaft.
- the brush seal element is fixed to a housing part.
- the element does not rotate itself.
- the brushes abut the rotating transition piece.
- transition piece is connected to the propeller.
- transition piece and the propeller are integrally formed.
- FIG. 2 shows an enlarged section of the region A according to FIG. 1.
- FIG. 1 shows an agitator with a propeller 1.
- the propeller 1 is an axial propeller.
- the propeller 1 has a hub on the center. In this hub, a shaft 2 is introduced.
- a motor 3 drives the shaft 2.
- the motor 3 comprises a rotor 4 and a stator 5.
- the motor 3 is surrounded by a motor housing 6. Via a gear 7, the rotational movement is transmitted to the shaft 2.
- the agitator is attached to a holding device 8.
- Figure 2 shows the area A of Figure 1 in an enlarged view.
- a transition piece 9 encloses the shaft 2 to form a space 1 0.
- the transition piece 9 is part of the propeller.
- a first mechanical seal 1 1 is arranged in the area surrounded by the transition piece 9 space 10.
- the mechanical seal 1 1 seals the shaft 2 with respect to a housing part 12.
- the first housing part 12 is designed in the embodiment as a housing cover.
- the space 10 is prevented from penetrating solid particles, in particular from fibers, by means of an element 13 which has a trim 14, which in the exemplary embodiment is designed as a brush trim.
- the trim 14 is attached to the member 13 along the outer periphery.
- the trim 14 may comprise natural fibers, synthetic fibers or metallic wires and abuts against the inner walls of the transition piece 9.
- the element 1 3 is formed as a ring.
- the element 13 forms with the trim 14 a brush ring.
- the element 13 is fixed to a housing part 12 by means of a fastening means 15. Thus, the element 13 and the trim 14 do not rotate.
- the agitator has a second mechanical seal 1 6, which is arranged in a space 17 which is surrounded by a second housing part 18.
- the second mechanical seal 1 6 is a transmission-side mechanical seal.
- the second housing part 18 is a mating ring carrier.
- the transition piece 9 projects at least partially into the second housing part 18.
- the second housing part 1 8 is completed by a designed as a housing cover first housing part 12.
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Abstract
The invention relates to an agitator comprising a propeller (1). The propeller (1) is driven by a motor (3) via a shaft (2). A transition piece (9) embraces the shaft (2) such that a space (10) is formed. An element (13) that is located in said space (10) is provided with an attachment (14) for sealing purposes.
Description
Beschreibung description
Rührwerk agitator
Die Erfindung betrifft ein Rührwerk mit einem Propeller, der über eine Welle von einem Motor angetrieben wird, wobei ein Übergangsstück die Welle unter Bildung eines Raums umschließt. The invention relates to a stirrer with a propeller, which is driven by a shaft via a motor, wherein a transition piece enclosing the shaft to form a space.
Solche Rührwerke werden beispielsweise als Tauchmotorrührwerke zur Erzeugung ei- ner Strömung in großen Flüssigkeitsvolumina eingesetzt. Ein Einsatzgebiet sind große Becken für die Biogaserzeugung. Such agitators are used, for example, as submersible mixers for generating a flow in large volumes of liquid. A field of application are large basins for biogas production.
Dabei kommen häufig Axialpropeller zum Einsatz. Um die für die Axialpropeller nötigen Drehzahlen zu erzeugen, ist häufig die Verwendung von Getrieben zwischen Motor und Propeller sinnvoll. Der Antrieb kann beispielsweise über einen trockenlaufsicheren Drehstrom-Asynchronmotor erfolgen. Für die Lagerung werden häufig wartungsfreie Wälzlager verwendet. Die Abdichtung erfolgt medium- und motorseitig durch eine Gleitringdichtung. Die Propeller sind vorzugsweise mit faserabweisenden, selbstreinigenden Schaufelblättern mit nach hinten gekrümmter Anströmkante ausgestattet. Axial propellers are often used. In order to generate the necessary speed for the axial propeller, the use of gears between the motor and propeller is often useful. The drive can be done for example via a dry running safe three-phase asynchronous motor. Maintenance-free rolling bearings are often used for storage. The seal is made on the medium and motor side by a mechanical seal. The propellers are preferably equipped with fiber-repellent self-cleaning airfoils with a backward curved leading edge.
Das Rührwerk kann stationär am Beckenboden, an einer Beckenwand oder einem Bedienpodest befestigt werden. Durch die Ausrichtung des Propellers wird eine gezielte Umlaufströmung erzeugt. Bei Bedarf ist der Einsatz von mehreren Rührwerken in einem Becken vorzusehen.
Propellernaben neigen häufig zum Zusetzen mit Fest- und Faserstoffen. Dies führt zu einem Ausfall der Gleitringdichtung und kann einen Produktionsstopp bedingen. The stirrer can be fixed stationary on the pelvic floor, on a pool wall or a control platform. The orientation of the propeller creates a targeted circulation flow. If necessary, the use of several agitators in a basin should be provided. Propeller hubs are often prone to clogging with solids and pulps. This leads to a failure of the mechanical seal and can cause a production stop.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rührwerk anzugeben, das auch in feststoff- bzw. fa- serstoffhaltigen Medien zuverlässig arbeitet. Das Rührwerk soll sich durch einen zuverlässigen Betrieb und eine hohe Lebensdauer auszeichnen. Zudem soll das Rührwerk möglichst preiswert zu fertigen sein. Weiterhin soll eine einfache Durchführung von Wartungsarbeiten möglich sein. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rührwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Varianten sind in den Unteransprüchen ausgeführt. The object of the invention is to specify an agitator which also operates reliably in solids or hydrogen-containing media. The agitator should be characterized by a reliable operation and a long service life. In addition, the agitator should be as cheap as possible to manufacture. Furthermore, a simple implementation of maintenance should be possible. This object is achieved by a stirrer with the features of claim 1. Preferred variants are set forth in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist in dem Raum, der von dem Übergangsstück gebildet wird, ein Element angeordnet, das einen Besatz zur Abdichtung aufweist. Durch dieses Element mit dem Besatz wird ein Eindringen von Fasern oder anderen Feststoffpartikeln in den Hohlraum zuverlässig verhindert. According to the invention, an element is arranged in the space which is formed by the transition piece, which has a trim for sealing. By this element with the stocking penetration of fibers or other solid particles in the cavity is reliably prevented.
Als vorteilhaft erweist sich ein elastischer Besatz, der sich an den Innenseiten des Übergangsstücks anlegt. Das Element ist vorzugsweise starr. As advantageous proves an elastic trimming, which applies to the inner sides of the transition piece. The element is preferably rigid.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung handelt es sich um einen Bürstenbesatz. In a particularly favorable variant of the invention is a brush trim.
Durch das erfindungsgemäße Bürstendichtungssystem wird die Rotation des Propellers zudem nur minimal beeinflusst, sodass keine merklichen Leistungsverluste auftreten. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird ein Zusetzen der Axialpropellernabe mit Fasern wirksam verhindert. By the brush seal system according to the invention, the rotation of the propeller is also only minimally affected, so that no significant power losses occur. The construction according to the invention effectively prevents clogging of the axial propeller hub with fibers.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Element um einen Ring. Der Ring bildet einen Grundkörper. Der Umfang des Rings stellt dabei einen Bürstenrücken dar, auf dem ein Bürstenbesatz angeordnet ist. Der Bürstenring umschließt die Welle des Rührwerks.
Mittels des Bürstenrings wird eine Abdichtung der Propellernabe zum Fördermedium erreicht und somit das Eindringen von Fremdstoffen verhindert. Preferably, the element is a ring. The ring forms a basic body. The circumference of the ring represents a brush back, on which a brush trim is arranged. The brush ring encloses the shaft of the agitator. By means of the brush ring, a seal of the propeller hub is achieved for the medium and thus prevents the ingress of foreign substances.
Der Ring dient als Träger zur Aufnahme von Borsten, die den Bürstenbesatz bilden. Die Borsten können aus einem Metall, einem Kunststoff oder Naturfasern gefertigt sein. Aufgrund ihrer Elastizität legen sich die Borsten an der glatten Gegenfläche an. Hierdurch wird eine wirkungsvolle Abdichtung mit minimaler Reibung und minimalem Verschleiß gewährleistet. Selbst größere Fertigungstoleranzen können ohne Nachjustieren ausgeglichen werden. The ring serves as a carrier for receiving bristles, which form the Bürstenbesatz. The bristles can be made of a metal, a plastic or natural fibers. Due to their elasticity, the bristles attach to the smooth counter surface. This ensures an effective seal with minimal friction and minimal wear. Even larger manufacturing tolerances can be compensated without readjustment.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung liegt in der Fähigkeit, faserartige Bestandteile im Fördermedium ohne schädliche Auswirkung für das Laufverhalten des Propellers abzufangen und somit deren Eindringen in einen Hohlraum der Propellernabe zu verhindern. A significant advantage of the seal according to the invention lies in the ability to trap fibrous constituents in the fluid to be conveyed without detrimental effect on the running behavior of the propeller and thus to prevent their penetration into a cavity of the propeller hub.
Bei einer Variante der Erfindung umschließt das Element zumindest einen Teil einer Gleitringdichtung. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine propellerseitige Gleitringdichtung, mit deren Hilfe die Welle gegenüber einem Gehäuseteil abgedichtet wird. Neben einer propellerseitigen Gleitringdichtung kann das Rührwerk auch eine getriebe- seitige Gleitringdichtung aufweisen. Diese getriebeseitige Gleitringdichtung dichtet ein weiteres Gehäuseteil gegenüber der Welle ab. In a variant of the invention, the element encloses at least a part of a mechanical seal. Preferably, this is a propeller-side mechanical seal, with the aid of which the shaft is sealed against a housing part. In addition to a propeller-side mechanical seal, the agitator may also have a transmission-side mechanical seal. This transmission-side mechanical seal seals a further housing part relative to the shaft.
Bei einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist das Bürstendichtungsele- ment an einem Gehäuseteil festgelegt. Somit rotiert das Element selbst nicht. Die Bürsten liegen an dem rotierenden Übergangsstück an. In a particularly preferred variant of the invention, the brush seal element is fixed to a housing part. Thus, the element does not rotate itself. The brushes abut the rotating transition piece.
Das Übergangsstück ist mit dem Propeller verbunden. Bei einer Variante der Erfindung sind das Übergangsstück und der Propeller einstückig ausgebildet. The transition piece is connected to the propeller. In a variant of the invention, the transition piece and the propeller are integrally formed.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
Dabei zeigt: Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of an embodiment with reference to drawings and from the drawings themselves. Showing:
Figur 1 einen Axialschnitt durch das Rührwerk, 1 shows an axial section through the agitator,
Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Bereichs A gemäß Figur 1 . FIG. 2 shows an enlarged section of the region A according to FIG. 1.
Figur 1 zeigt ein Rührwerk mit einem Propeller 1 . Bei dem Propeller 1 handelt es sich um einen Axialpropeller. Der Propeller 1 weist achsmittig eine Nabe auf. In diese Nabe ist eine Welle 2 eingeführt. FIG. 1 shows an agitator with a propeller 1. The propeller 1 is an axial propeller. The propeller 1 has a hub on the center. In this hub, a shaft 2 is introduced.
Ein Motor 3 treibt die Welle 2 an. Der Motor 3 umfasst einen Rotor 4 und einen Stator 5. Der Motor 3 ist von einem Motorgehäuse 6 umgeben. Über ein Getriebe 7 wird die Drehbewegung auf die Welle 2 übertragen. Das Rührwerk ist an einer Haltevorrich- tung 8 befestigt. A motor 3 drives the shaft 2. The motor 3 comprises a rotor 4 and a stator 5. The motor 3 is surrounded by a motor housing 6. Via a gear 7, the rotational movement is transmitted to the shaft 2. The agitator is attached to a holding device 8.
Figur 2 zeigt den Bereich A aus Figur 1 in vergrößerter Darstellung. Ein Übergangsstück 9 umschließt die Welle 2 unter Bildung eines Raums 1 0. Das Übergangsstück 9 ist Teil des Propellers 1 . In dem von dem Übergangsstück 9 umgegebenen Raum 10 ist eine erste Gleitringdichtung 1 1 angeordnet. Die Gleitringdichtung 1 1 dichtet die Welle 2 gegenüber einem Gehäuseteil 12 ab. Das erste Gehäuseteil 12 ist im Ausführungsbeispiel als Gehäusedeckel ausgeführt. Figure 2 shows the area A of Figure 1 in an enlarged view. A transition piece 9 encloses the shaft 2 to form a space 1 0. The transition piece 9 is part of the propeller. 1 In the area surrounded by the transition piece 9 space 10, a first mechanical seal 1 1 is arranged. The mechanical seal 1 1 seals the shaft 2 with respect to a housing part 12. The first housing part 12 is designed in the embodiment as a housing cover.
Erfindungsgemäß wird der Raum 10 gegenüber einem Eindringen von Feststoffparti- kein, insbesondere von Fasern, mittels eines Elements 13 geschützt, welches einen Besatz 14 aufweist, der im Ausführungsbespiel als Bürstenbesatz ausgebildet ist. Der Besatz 14 ist an dem Element 13 entlang des äußeren Umfangs angebracht. Der Besatz 14 kann Naturfasern, Kunstfasern oder metallische Drähte umfassen und liegt an den Innenwänden des Übergangsstücks 9 an. According to the invention, the space 10 is prevented from penetrating solid particles, in particular from fibers, by means of an element 13 which has a trim 14, which in the exemplary embodiment is designed as a brush trim. The trim 14 is attached to the member 13 along the outer periphery. The trim 14 may comprise natural fibers, synthetic fibers or metallic wires and abuts against the inner walls of the transition piece 9.
Im Ausführungsbeispiel ist das Element 1 3 als Ring ausgebildet. Das Element 13 bildet mit dem Besatz 14 einen Bürstenring.
Das Element 13 ist an einem Gehäuseteil 12 mittels eines Befestigungsmittels 15 festgelegt. Somit drehen sich das Element 13 und der Besatz 14 nicht mit. In the exemplary embodiment, the element 1 3 is formed as a ring. The element 13 forms with the trim 14 a brush ring. The element 13 is fixed to a housing part 12 by means of a fastening means 15. Thus, the element 13 and the trim 14 do not rotate.
Das Rührwerk weist eine zweite Gleitringdichtung 1 6 auf, die in einem Raum 17 angeordnet ist, der von einem zweiten Gehäuseteil 18 umgeben ist. Bei der zweiten Gleitringdichtung 1 6 handelt es sich um eine getriebeseitige Gleitringdichtung. Bei dem zweiten Gehäuseteil 18 handelt es sich um einen Gegenringträger. Das Übergangsstück 9 ragt zumindest teilweise in das zweite Gehäuseteil 18 hinein. Das zweite Gehäuseteil 1 8 wird von einem als Gehäusedeckel ausgeführten ersten Gehäuseteil 12 abgeschlossen.
The agitator has a second mechanical seal 1 6, which is arranged in a space 17 which is surrounded by a second housing part 18. The second mechanical seal 1 6 is a transmission-side mechanical seal. The second housing part 18 is a mating ring carrier. The transition piece 9 projects at least partially into the second housing part 18. The second housing part 1 8 is completed by a designed as a housing cover first housing part 12.
Claims
1 . Rührwerk mit einem Propeller (1 ), der über eine Welle (2) von einem Motor (3) angetrieben wird, wobei ein Übergangsstück (9) die Welle (2) unter Bildung eines Raums (10) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum (10) ein1 . An agitator having a propeller (1) driven by a motor (3) via a shaft (2), a transition piece (9) enclosing the shaft (2) to form a space (10), characterized in that Room (10)
Element (13) angeordnet ist, das einen Besatz (14) zur Abdichtung aufweist. Element (13) is arranged, which has a trim (14) for sealing.
2. Rührwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Besatz (14) elastisch ist. 2. agitator according to claim 1, characterized in that the trim (14) is elastic.
3. Rührwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Besatz (14) als Bürstenbesatz ausgebildet ist. 3. agitator according to claim 1 or 2, characterized in that the trim (14) is designed as a brush trim.
4. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (13) als Ring ausgebildet ist. 4. agitator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the element (13) is formed as a ring.
5. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Besatz (14) an der Innenseite des Übergangsstücks (9) anliegt. 5. Agitator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the trim (14) rests against the inside of the transition piece (9).
6. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (13) zumindest einen Teil einer Gleitringdichtung (1 1 ) umschließt. 6. Agitator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the element (13) surrounds at least a part of a mechanical seal (1 1).
7. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (13) an einem Gehäuseteil (1 2) festgelegt ist. 7. agitator according to one of claims 1 to 6, characterized in that the element (13) on a housing part (1 2) is fixed.
8. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk ein Getriebe (7) aufweist.
8. Agitator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the agitator comprises a gear (7).
9. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk ein Gehäuseteil (12) aufweist, das gegenüber der Welle (2) mit einer propellerseitigen Gleitringdichtung (1 1 ) abgedichtet ist. 9. Agitator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the agitator comprises a housing part (12) which is sealed relative to the shaft (2) with a propeller-side mechanical seal (1 1).
10. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk ein Gehäuseteil (18) aufweist, das gegenüber der Welle (2) mit einer ge- triebeseitigen Gleitringdichtung (16) abgedichtet ist. 10. Agitator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the agitator comprises a housing part (18) which is sealed relative to the shaft (2) with a gear-side mechanical seal (16).
1 1 . Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsstück (9) mit dem Propeller (1 ) verbunden ist. 1 1. Agitator according to one of claims 1 to 10, characterized in that the transition piece (9) with the propeller (1) is connected.
12. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsstück (9) einstückig mit dem Propeller (1 ) ausgebildet ist. 12. Stirrer according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the transition piece (9) is formed integrally with the propeller (1).
13. Rührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Übergangsstück (9) an dem Propeller (1 ) als Hohlkörper, insbesondere als hohlzylindrischer Körper, angeformt ist.
13. Agitator according to one of claims 1 to 10, characterized in that the transition piece (9) on the propeller (1) as a hollow body, in particular as a hollow cylindrical body, is formed.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15770917 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15770917 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |