WO2021204869A1 - Verfahren und rührorganvorrichtung zur durchmischung von mittelviskosen bis hochviskosen fluiden und/oder pasten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, bei welchem ein mittelviskoses bis hochviskoses Fluid und/oder eine mittelviskose bis hochviskose Suspension mittels einer Rührorganvorrichtung (10), welche über eine Antriebswelle (12) angetrieben wird, durchmischt wird. Es wird vorgeschlagen, dass das Fluid und/oder die Suspension mittels eines wandgängigen Rührblatts (14) der Rührorganvorrichtung (10) in eine mehrdimensionale Strömung versetzt wird und ein Strömungswiderstand entlang einer Wellenrichtung (16) in einem Wellennahbereich (18) minimiert wird.

Description

Verfahren und Rührorganvorrichtung zur Durchmischung von mittelviskosen bis hochviskosen Fluiden und/oder Pasten

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei welchem ein mittelviskoses bis hochvisko ses Fluid und/oder eine mittelviskose bis hochviskose Suspension mittels einer Rührorganvorrichtung, welche über eine Antriebswelle angetrieben wird, durch mischt wird, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie eine Rührorganvorrich tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von Verfahren beziehungs weise Rührorganvorrichtungen zur Durchmischung von mittelviskosen bis hoch viskosen Fluiden und/oder Suspensionen bekannt. Beispielsweise wird in der DE 25 57 979 C2 eine Rührvorrichtung mit zwei äußeren Rührelementen verwendet, welche mit einer Antriebswelle verbunden sind, wobei zwischen den äußeren Rührelementen und der Antriebswelle jeweils ein inneres Rührelement angeordnet ist, welches dazu vorgesehen ist, eine aufwärts oder abwärts gerichtete Strömung in Axialrichtung der Antriebswelle zu erzeugen. Die inneren Rührelemente sind dabei in einem Anstellwinkel schräg zu einer Drehebene angeordnet. Ähnliche Anordnungen von Rührelementen sind zudem beispielsweise aus den Druckschrif ten CH 593 711 A4, CN 204 768 523 U, DE 603 17 772 T2, DE 10 2007 054 428 A1 , EP 0 063 171 A2 oder JP 44 32 438 B2 bekannt, wobei eine Geometrie und/oder ein Anstellwinkel der inneren Rührelemente auf verschiedenste Art und Weise verändert und weiterentwickelt wurde. Allen vorgenannten Veröffentlichun gen ist jedoch gemein, dass eine Strömung in Axialrichtung mittels innerer Rührelemente erzeugt oder verstärkt werden soll, was zwangsläufig mit erhöhten Strömungswiderständen im Nahbereich der Antriebswelle und somit einem erhöh ten Leistungsbedarf zur Drehmomenterzeugung einhergeht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, ein gattungsgemäßes Ver fahren sowie eine gattungsgemäße Rührorganvorrichtung mit verbesserten Eigen schaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungs gemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 10 gelöst, während vor teilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprü chen entnommen werden können.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, bei welchem ein mittelviskoses bis hochviskoses Fluid und/oder eine mittelviskose bis hochviskose Suspension, ins besondere eine mittelviskose bis hochviskose Paste, mittels einer Rührorganvor richtung, welche über eine Antriebswelle angetrieben wird, durchmischt wird.

Es wird vorgeschlagen, dass das Fluid und/oder die Suspension mittels eines wandgängigen Rührblatts der Rührorganvorrichtung in eine mehrdimensionale Strömung versetzt wird und ein Strömungswiderstand entlang einer Wellenrich tung in einem Wellennahbereich minimiert wird.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein besonders effizientes Ver fahren zur Durchmischung mittelviskoser bis hochviskoser Fluide und/oder Sus pensionen bereitgestellt werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein besonders energieeffizientes Verfahren bereitgestellt werden, indem durch die Minimierung des Strömungswiderstands entlang der Wellenrichtung in dem Wellennahbereich eine zu dem Antrieb der Rührorganvorrichtung benötigte elektrische Leistung bei zumindest gleichbleibender, insbesondere verbesserter Durchmischungsrate, ver ringert werden kann. Durch die gesteigerte Energieeffizienz kann, insbesondere bei einer Durchmischung hochviskoser Fluide und/oder Suspensionen, welche beispielsweise bei der Kunststoffherstellung anfallen, besonders vorteilhaft eine hohe Kostenersparnis erreicht werden. Experimentelle Untersuchungen der An- melderin lieferten zudem Ergebnisse, welche in Anbetracht des Stands der Tech nik als völlig überraschend angesehen werden können: So konnte, entgegen bis heriger Annahmen, gezeigt werden, dass bei einem Verzicht auf innere Rührblät ter, neben den vorgenannten energetischen Vorteilen, besonders vorteilhaft auch eine Durchmischungsrate des Fluids und/oder der Suspension in Axialrichtung signifikant verbessert werden kann. Insofern stellt die vorliegende Erfindung eine völlige Abkehr von der Herangehensweise bisheriger Verfahren beziehungsweise der Ausgestaltung bisheriger Rührorganvorrichtungen zur Durchmischung mittel viskoser bis hochviskoser Fluide und/oder Suspensionen dar.

Das Verfahren und/oder die Rührorganvorrichtung ist für eine Durchmischung von mittelviskosen bis hochviskosen Fluiden und/oder Suspensionen mit einer dyna mischen Viskosität von vorzugsweise zumindest 500 mPa s, insbesondere von zumindest 1.000 mPa s, vorteilhaft von zumindest 10.000 mPa s, besonders vor teilhaft von zumindest 20.000 mPa s, vorzugsweise von zumindest 40.000 mPa s und besonders bevorzugt von zumindest 50.000 mPa s vorgesehen.

Die Antriebswelle der Rührorganvorrichtung ist mit einer Antriebseinheit, welche beispielsweise einen Elektromotor zu einer Erzeugung eines Antriebsmoments, ein Kupplungs- und/oder Getriebeelement zu einer Übertragung des Antriebsmo ments und weitere Elemente umfassen kann, verbindbar. Die Antriebseinheit kann Teil der Rührorganvorrichtung sein. Vorzugsweise ist die Antriebswelle der Rühr organvorrichtung mit einer Vielzahl unterschiedlicher externer Antriebseinheiten verbindbar.

Das wandgängige Rührblatt weist zumindest einen äußeren Teilbereich auf, wel cher in einem Betriebszustand der Rührorganvorrichtung, mittels eines über die Antriebswelle bereitgestellten Antriebsmoments, auf einer Bewegungsbahn in ei nem Nahbereich einer Innenwandung, insbesondere einer Seitenwandung, eines Rührbehälters, in welchem das zu durchmischende Fluid und/oder die zu durch mischende Suspension angeordnet ist, bewegbar ist. Ein maximaler Abstand des Teilbereichs des wandgängigen Rührblatts zu der Innenwandung, insbesondere zu der Seitenwandung, des Rührbehälters entspricht dabei bevorzugt höchstens 10 %, vorzugsweise höchstens 8 % und besonders bevorzugt höchstens 5 % ei nes Durchmessers des Rührbehälters. Die Bewegungsbahn des Teilbereichs des wandgängigen Rührblatts ist insbesondere wenigstens im Wesentlichen parallel zu der Wandung, insbesondere zu der Seitenwandung, des Rührbehälters ausge richtet und verläuft insbesondere in einem Nahbereich der Wandung, insbesonde re der Seitenwandung, des Rührbehälters.

Die mehrdimensionale Strömung weist zumindest zwei Strömungskomponenten auf, welche in zueinander verschiedenen Raumrichtungen orientiert sind. Die mehrdimensionale Strömung weist zumindest eine axiale Strömungskomponente auf, welche zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckung der Antriebswelle orientiert ist. Zusätzlich zu der axialen Strömungskomponente kann die mehrdimensionale Strömung zumindest eine radiale Strömungskomponente, welche zu der axialen Strömungskomponente zumindest im Wesentlichen senk recht orientiert ist, und/oder zumindest eine tangentiale Strömungskomponente, welche sowohl zu der axialen als auch zu der radialen Strömungskomponente zumindest im Wesentlichen senkrecht orientiert ist, aufweisen. Bevorzugt sind die Strömungskomponenten zueinander in einem zumindest im Wesentlichen senk rechten Winkel orientiert, welcher vorzugsweise von einem Winkel von 90° um einen Betrag von weniger als 8°, vorzugsweise weniger als 5° und besonders be vorzugt weniger als 2° abweicht. Die Wellenrichtung ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckung der Antriebswelle orientiert, und weicht von einer Richtung der Haupterstreckung vorzugsweise um einen Win kel von maximal 8°, vorzugsweise um maximal 5° und besonders bevorzugt um maximal 2° ab. Unter einer „Haupterstreckung“ eines Objekts soll dabei eine längste Kante eines kleinsten geometrischen Quaders verstanden werden, wel cher das Objekt gerade noch vollständig umschließt. Der Wellennahbereich er streckt sich vorzugsweise über einen Bereich eines gedachten Zylinders, dessen Haupterstreckung im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckung der An triebswelle verläuft und dessen Radius zumindest 10 %, vorteilhaft zumindest 20 %, vorzugsweise zumindest 30 % und besonders bevorzugt zumindest 40 % eines Radius des Rührbehälters entspricht.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die mehrdimensionale Strömung des Fluids und/oder der Suspension zumindest teilweise mittels zumindest eines entlang der Antriebswelle versetzt angeordneten, weiteren wandgängigen Rührblatts der Rührorganvorrichtung erzeugt wird. Flierdurch kann vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Durchmischung des mittelviskosen bis hochviskosen Fluids und/oder der mittelviskosen bis hochviskosen Suspension erreicht werden. Für Anwendungen mit großen Volumina an zu durchmischenden mittelviskosen bis hochviskosen Fluiden und/oder der mittelviskosen bis hochviskosen Suspensio nen ist denkbar, dass eine mehrdimensionale Strömung mittels einer Vielzahl von wandgängigen Rührblättern der Rührorganvorrichtung erzeugt wird, welche je weils entlang der Antriebswelle jeweils zueinander versetzt angeordnet sind.

Zudem wird vorgeschlagen, dass das weitere wandgängige Rührblatt bezogen auf eine Umfangsrichtung der Antriebswelle winkelversetzt zu dem wandgängigen Rührblatt angetrieben wird. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders gleichmäßi ge Durchmischung des mittelviskosen bis hochviskosen Fluids und/oder der mit telviskosen bis hochviskosen Suspension erreicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Stabilität der Antriebswelle erhöht werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass in Blickrichtung entlang der Antriebswelle eine Mehrzahl von zumindest vier wandgängigen Rührblättern gleichzeitig ange trieben wird, wobei die Rührblätter in Umfangsrichtung der Antriebswelle zueinan der jeweils um einen Winkel entsprechend eines Quotienten aus 360° und einer Anzahl der Rührblätter versetzt angetrieben werden. Im Falle von genau vier wandgängigen Rührblättern, welche gleichzeitig angetrieben werden, sind diese entsprechend jeweils in Umfangsrichtung der Antriebswelle zueinander versetzt angeordnet. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Durchmi schung des mittelviskosen bis hochviskosen Fluids und/oder der mittelviskosen bis hochviskosen Suspension in Umfangsrichtung der Antriebswelle erzielt werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Rührblatt unter einem spitzen Anstellwinkel gegenüber einer zur Antriebswelle senkrechten Ebene angetrieben wird. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Durchmischung des mittelvisko sen bis hochviskosen Fluids und/oder der mittelviskosen bis hochviskosen Sus pension in Umfangsrichtung der Antriebswelle weiter verbessert werden. Der spit ze Anstellwinkel kann hierbei ein Winkel von höchstens 80°, insbesondere von maximal 70°, besonders vorteilhaft von höchstens 60° und besonders bevorzugt zwischen 40° und 50° sein. Vorzugsweise wird das Rührblatt in einem spitzen An stellwinkel von zumindest im Wesentlichen 45° zu der zur Antriebswelle senkrech ten Ebene bewegt.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die mehrdimensionale Strömung des Fluids und/oder der Suspension zumindest teilweise mittels zumindest eines entlang der Antriebswelle betrachtet auf gleicher Flöhe angeordneten, dem wandgängigen Rührblatt gegenüberliegenden wandgängigen Gegenrührblatt erzeugt wird. Hier durch kann vorteilhaft eine Durchmischung des Fluids und/oder der Suspension in radialer und/oder tangentialer Strömungsrichtung verbessert und ein besonders gleichmäßiger und stabiler Antrieb durch die Antriebswelle erreicht werden. In ei ner vorteilhaften Ausgestaltung wird das wandgängige Gegenrührblatt unter einem weiteren spitzen Anstellwinkel gegenüber der zur Antriebswelle senkrechten Ebe ne angetrieben. Vorzugsweise entspricht ein Betrag des weiteren spitzen Anstell winkels im Wesentlichen dem Betrag des spitzen Anstellwinkels des wandgängi gen Rührblatts gegenüber der zur Antriebswelle senkrechten Ebene. Vorzugswei se weisen das wandgängige Rührblatt und das wandgängige Gegenrührblatt eine zueinander im Wesentlichen identische Geometrie und zueinander im Wesentli chen identische Maße auf. Vorzugsweise sind das wandgängige Rührblatt und das weitere wandgängige Rührblatt durch eine Drehung um 180° in Umfangsrich tung der Antriebswelle ineinander überführbar.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass ein Antriebsmoment von der Antriebs welle auf das Rührblatt mittels eines Verbindungselements der Rührorganvorrich tung übertragen wird, dessen, insbesondere im Wesentlichen ovaler, vorzugswei- se kreisförmiger, Querschnitt den Strömungswiderstand entlang der Wellenrich tung in dem Wellennahbereich minimiert. Durch eine Verwendung eines Verbin dungselements, dessen Außenkontur aufgrund seines ovalen, insbesondere kreis förmigen Querschnitts den Strömungswiderstand entlang der Wellenrichtung in dem Wellennahbereich minimiert, kann vorteilhaft ein besonders energieeffizientes Verfahren zur Durchmischung von mittelviskosen bis hochviskosen Fluiden und/oder Suspensionen bereitgestellt werden. Zugleich kann eine zuverlässige Übertragung des Antriebsmoments von der Antriebswelle auf das zumindest eine wandgängige Rührblatt erreicht werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement, bedingt durch den mi nimierten Strömungswiderstand, mit einem Anteil von kleiner als 10 %, vorzugs weise von weniger als 5 % des von der Antriebswelle auf das wandgängige Rühr blatt übertragenen Antriebsmoments bewegt wird. Flierdurch kann ein besonders effizientes Verfahren zur Durchmischung von mittelviskosen bis hochviskosen Flu iden und/oder Suspensionen bereitgestellt werden. Insbesondere zur Durchmi schung von hochviskosen Fluiden und/oder Suspensionen, mit einer dynamischen Viskosität von 50.000 mPa s oder mehr, kann ein Energieaufwand, zur Erzeugung eines für die Durchmischung erforderlichen Antriebsmoments, besonders vorteil haft reduziert und somit eine signifikante Kostenersparnis erreicht werden.

Zudem wird vorgeschlagen, dass eine bodennahe Schicht des Fluids und/oder der Suspension mittels eines Bodenrührblatts der Rührorganvorrichtung in eine Strö mung versetzt wird. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Durchmischung auch in der bodennahen Schicht des Fluids und/oder der Suspen sion erreicht werden. Zudem kann einer in vielen Anwendungsfällen unerwünsch ten Sedimentation von in dem Fluid zu suspendierenden und/oder in der Suspen sion suspendierten Partikeln vorteilhaft entgegengewirkt werden. Vorzugsweise umfasst die bodennahe Schicht des Fluids und/oder der Suspension eine Teil menge des Fluids und/oder der Suspension, welche ausgehend von einem Rühr behälterboden eines Rührbehälters zumindest 15 % eines Gesamtfassungsvolu mens des Rührbehälters einnimmt. Die Erfindung geht ferner aus von einer Rührorganvorrichtung, welche zur Durch mischung eines mittelviskosen bis hochviskosen Fluids und/oder einer mittelvisko sen bis hochviskosen Suspension vorgesehen ist, umfassend zumindest ein wandgängiges Rührblatt, eine Antriebswelle und ein Verbindungselement, wel ches das Rührblatt mit der Antriebswelle verbindet.

Es wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement eine Außenkontur aufweist, welche dazu vorgesehen ist, einen Strömungswiderstand einer in einem Betriebs zustand durch das Rührblatt erzeugten mehrdimensionalen Strömung des Fluids und/oder der Suspension entlang einer Wellenrichtung und in einem Wellennahbe reich zu minimieren. Flierdurch kann vorteilhaft eine Rührorganvorrichtung mit ei ner besonders hohen Energieeffizienz bereitgestellt werden. Das Verbindungs element könnte stoffschlüssig, beispielsweise mittels einer Schweiß- und/oder Löt- und/oder Klebeverbindung mit der Antriebswelle verbunden sein. Vorzugsweise ist das Verbindungselement über eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung, insbesondere über eine Welle-Nabe-Verbindung, mit der Antriebswelle verbunden. Das wandgängige Rührblatt könnte einstückig mit dem Verbindungselement aus gebildet sein. Unter „einstückig“ soll zumindest stoffschlüssig verbunden, wie bei spielsweise durch einen Schweißprozess und/oder Klebeprozess usw., und be sonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Fierstellung aus einem Guss und/oder durch die Fierstellung in einem Ein- oder Mehrkomponen tenspritzverfahren. Vorzugsweise ist das wandgängige Rührblatt form- und/oder kraftschlüssig, beispielsweise über eine Steckverbindung, eine Schraubverbin dung oder dergleichen, mit dem Verbindungselement verbunden.

Unter „vorgesehen“ soll speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden wer den. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest ei nem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.

Ferner wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement einen zumindest im Wesentlichen ovalen, vorzugsweise kreisförmigen, Querschnitt aufweist. Flier- durch kann vorteilhaft der Strömungswiderstand entlang der Wellenrichtung in dem Wellennahbereich mit besonders einfachen technischen Mitteln minimiert werden. Zugleich kann vorteilhaft eine zuverlässige Übertragung eines An triebsmoments von der Antriebswelle auf das zumindest eine wandgängige Rühr blatt erreicht werden. Das Verbindungselement könnte entlang seiner Haupter streckung zumindest eine Querschnittsveränderung, etwa eine Querschnittsver jüngung und/oder eine Veränderung der Form des Querschnitts, beispielsweise einen Übergang von einem ovalen Querschnitt zu einem kreisförmigen Quer schnitt oder dergleichen, aufweisen. Vorzugsweise sind eine Form und ein Flä cheninhalt des Querschnitts des Verbindungselements entlang der Haupterstre ckung des Verbindungselements zumindest im Wesentlichen konstant. Hierdurch kann vorteilhaft ein Herstellungsprozess vereinfacht und somit eine Kostenerspar nis erreicht werden.

Zudem wird ein Rührsystem mit einem Rührbehälter und mit einer Rührorganvor richtung vorgeschlagen, wobei das wandgängige Rührblatt innerhalb des Rührbe hälters zumindest teilweise in einem Nahbereich einer Innenwandung des Rühr behälters bewegbar angeordnet ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein besonders effi zientes und zuverlässiges Rührsystem mit vorteilhaften Strömungseigenschaften bereitgestellt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Rührorganvorrich tung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungs form beschränkt sein. Insbesondere können das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Rührorganvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von ein zelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichen de Anzahl aufweisen. Zeichnungen

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnun gen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kom- bination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln be trachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Rührsystem mit einem Rührbehälter und einer in dem Rührbe hälter angeordneten Rührorganvorrichtung,

Fig. 2 die Rührorganvorrichtung in Blickrichtung entlang einer Antriebs welle der Rührorganvorrichtung,

Fig. 3 ein wandgängiges Rührblatt der Rührorganvorrichtung und Fig. 4 ein schematisches Fließbild zu einem Verfahren, bei welchem ein mittelviskoses bis hochviskoses Fluid und/oder eine mittelviskose bis hochviskose Suspension mittels einer Rührorganvorrichtung durchmischt wird.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt ein Rührsystem 40. Das Rührsystem 40 umfasst einen Rührbehälter 42 und eine Rührorganvorrichtung 10. Das Rührsystem 40 umfasst eine Antriebs- einheit 52. Die Antriebseinheit 52 ist dazu vorgesehen, ein Antriebsmoment be reitzustellen und auf eine Antriebswelle 12 der Rührorganvorrichtung 10 zu über tragen.

Die Rührorganvorrichtung 10 ist zur Durchmischung eines mittelviskosen bis hochviskosen Fluids und/oder einer mittelviskosen bis hochviskosen Suspension vorgesehen. Die Rührorganvorrichtung 10 umfasst die Antriebswelle 12 und ein wandgängiges Rührblatt 14. Die Rührorganvorrichtung 10 umfasst ein Verbin dungselement 34, welches das wandgängige Rührblatt 14 mit der Antriebswelle 12 verbindet. Das wandgängige Rührblatt 14 ist innerhalb des Rührbehälters 42 zumindest teilweise in einem Nahbereich 44 einer Innenwandung 46 des Rührbe hälters 42 bewegbar angeordnet. In einem Betriebszustand der Rührorganvorrich tung 10 ist das wandgängige Rührblatt 14 in einer Umfangsrichtung 22 um die An- triebswelle 12 bewegbar.

Das Verbindungselement 34 weist eine Außenkontur 38 auf. Die Außenkontur 38 ist dazu vorgesehen, einen Strömungswiderstand einer in einem Betriebszustand durch das Rührblatt 14 erzeugten mehrdimensionalen Strömung (nicht dargestellt) des Fluids und/oder der Suspension entlang einer Wellenrichtung 16 in einem Wellennahbereich 18 zu minimieren. Das Verbindungselement 34 weist einen zu mindest im Wesentlichen ovalen Querschnitt 56 auf. Vorliegend ist der Querschnitt des Verbindungselements 34 im Wesentlichen kreisförmig.

Die Rührorganvorrichtung 10 umfasst ein weiteres wandgängiges Rührblatt 20. Das weitere wandgängige Rührblatt 20 ist entlang der Antriebswelle 12 versetzt zu dem wandgängigen Rührblatt 14 angeordnet. Die Rührorganvorrichtung 10 um fasst ein weiteres Verbindungselement 48, welches das weitere wandgängige Rührblatt 20 mit der Antriebswelle 12 verbindet. In dem Betriebszustand der Rühr organvorrichtung 10 ist das weitere wandgängige Rührblatt 20 bezogen auf eine Umfangsrichtung 22 der Antriebswelle winkelversetzt zu dem wandgängigen Rührblatt 14 antreibbar.

Die Rührorganvorrichtung 10 umfasst ein wandgängiges Gegenrührblatt 24. Das wandgängige Gegenrührblatt 24 ist entlang der Antriebswelle 12 betrachtet auf gleicher Höhe gegenüberliegend zu dem wandgängigen Rührblatt 14 angeordnet. Das wandgängige Gegenrührblatt 24 ist mittels eines weiteren Verbindungsele- ments 50 der Rührorganvorrichtung 10 mit der Antriebswelle 12 verbunden.

Die Rührorganvorrichtung 10 umfasst ein weiteres wandgängiges Gegenrührblatt 26. Das weitere wandgängige Gegenrührblatt 26 ist entlang der Antriebswelle 12 betrachtet auf gleicher Höhe gegenüberliegend zu dem weiteren wandgängigen Rührblatt 20 angeordnet. Das weitere wandgängige Gegenrührblatt 24 ist mittels eines weiteren Verbindungselements 54 der Rührorganvorrichtung 10 mit der An triebswelle 12 verbunden.

Das wandgängige Rührblatt 14, das weitere wandgängige Rührblatt 20, das wandgängige Gegenrührblatt 24 und das weitere wandgängige Gegenrührblatt 26 weisen eine zueinander im Wesentlichen identische Geometrie und zueinander im Wesentlichen identische Abmessungen auf.

Die weiteren Verbindungselemente 48, 50, 54 weisen jeweils eine Geometrie und Abmessung auf, welche zu dem Verbindungselement 34 im Wesentlichen iden tisch ist, und sind ebenfalls dazu vorgesehen, einen Strömungswiderstand des Fluids und/oder der Suspension entlang der Wellenrichtung 16 in einem Wellen nahbereich 18 zu minimieren.

Die Rührorganvorrichtung 10 umfasst ein Bodenrührblatt 36. Das Bodenrührblatt 36 ist mit der Antriebswelle 12 verbunden und dazu vorgesehen, eine bodennahe Schicht des Fluids und/oder der Suspension in eine Strömung zu versetzen.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Rührorganvorrichtung 10 in einer Blickrichtung entlang der Antriebswelle 12. Die Rührorganvorrichtung 10 weist ei ne Mehrzahl von wandgängigen Rührblättern 14, 20, 24, 26 auf, welche in Um fangsrichtung 22 der Antriebswelle 12 zueinander jeweils um einen Winkel 28 ver setzt angeordnet sind. Der Winkel 28 entspricht einem Quotienten aus 360° und einer Anzahl der Rührblätter. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Rührorganvorrichtung 10 eine Anzahl von genau vier wandgängigen Rührblättern auf, und zwar das wandgängige Rührblatt 14, das weitere wandgängige Rührblatt 20, das wandgängige Gegenrührblatt 24 und das weitere wandgängige Gegen rührblatt 26, sodass der Winkel 28 vorliegend einem Winkel von 90° entspricht.

Figur 3 zeigt eine schematische Teilansicht der Rührorganvorrichtung 10 mit Blick richtung auf das wandgängige Rührblatt 14 entlang einer zu der Antriebswelle 12 senkrechten Ebene 32. Das Rührblatt 14 ist unter einem spitzen Anstellwinkel 30 gegenüber der zur Antriebswelle 12 senkrechten Ebene 32 angeordnet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der spitze Anstellwinkel 30 einem Winkel von 45°. Das wandgängige Gegenrührblatt 24 ist unter einem weiteren spitzen Anstellwinkel 64 gegenüber der zur Antriebswelle 12 senkrechten Ebene 32 angeordnet. Der weitere spitze Anstellwinkel 64 ist identisch zu dem spitzen Anstellwinkel 30 und hat vorliegend ebenfalls einen Betrag von 45°.

Figur 4 zeigt ein schematisches Fließbild eines Verfahrens, bei welchem ein mit telviskoses bis hochviskoses Fluid und/oder eine mittelviskose bis hochviskose Suspension mittels der Rührorganvorrichtung 10, welche über die Antriebswelle 12 angetrieben wird, durchmischt wird. In einem ersten Verfahrensschritt 58 wird der Rührbehälter 42 mit dem zu durchmischenden mittelviskosen bis hochvisko sen Fluid und/oder der zu durchmischenden mittelviskosen bis hochviskosen Sus pension befüllt. In einem weiteren Verfahrensschritt 60 wird die Rührorganvorrich tung 10 in dem Rührbehälter 42 angeordnet. In einem weiteren Verfahrensschritt 62 wird die Rührorganvorrichtung 10 in Betrieb genommen. Ein von der Antriebs einheit 52 bereitgestelltes Antriebsmoment wird auf die Antriebswelle 12 übertra gen und versetzt diese zu dem Antrieb der Rührorganvorrichtung 10 in eine Dreh bewegung in Umfangsrichtung 22. Das Antriebsmoment wird von der Antriebswel le 12 mittels des Verbindungselements 34 der Rührorganvorrichtung 10 auf das wandgängige Rührblatt 14 übertragen und versetzt dieses in eine Drehbewegung in Umfangsrichtung 22. Das Rührblatt 14 wird unter dem spitzen Anstellwinkel 30 gegenüber der zur Antriebswelle 12 senkrechten Ebene 32 angetrieben. Dabei wird das Fluid und/oder die Suspension in eine mehrdimensionale Strömung ver setzt. Ein Strömungswiderstand der mehrdimensionalen Strömung wird dabei ent lang der Wellenrichtung 16 in dem Wellennahbereich 18 minimiert. Der Strö mungswiderstand entlang der Wellenrichtung 16 in dem Wellennahbereich 18 wird dabei aufgrund des kreisförmigen Querschnitts 56 des Verbindungselements 34 minimiert. Das Verbindungselement 34 wird, bedingt durch den minimierten Strö mungswiderstand, mit einem Anteil von kleiner als 5 % des von der Antriebswelle auf das wandgängige Rührblatt 14 übertragenen Antriebsmoments angetrieben. Die mehrdimensionale Strömung des Fluids und/oder der Suspension wird zumin- dest teilweise mittels des entlang der Antriebswelle betrachtet auf gleicher Höhe angeordneten, dem wandgängigen Rührblatt 14 gegenüberliegenden wandgängi gen Gegenrührblatt 24 erzeugt. Die mehrdimensionale Strömung des Fluids und/oder der Suspension wird zudem zumindest teilweise mittels des entlang der Antriebswelle 12 versetzt angeordneten, weiteren wandgängigen Rührblatt 20 der Rührorganvorrichtung 10 erzeugt. Das weitere wandgängige Rührblatt 20 wird bezogen auf eine Umfangsrichtung 22 der Antriebswelle 12 winkelversetzt zu dem wandgängigen Rührblatt 14 angetrieben. In Blickrichtung entlang der Antriebswel le 12 werden die vier wandgängigen Rührblätter 14, 20, 24, 26 gleichzeitig ange trieben, wobei die wandgängigen Rührblätter 14, 20, 24, 26 in der Umfangsrich tung 22 der Antriebswelle 12 zueinander jeweils den Winkel 28 versetzt angetrie ben werden. Die bodennahe Schicht des Fluids und/oder der Suspension wird mit tels des Bodenrührblatts 36 der Rührorganvorrichtung 10 in eine Strömung ver setzt. In einem weiteren Verfahrensschritt 62 wird, nach ausreichender Durchmi schung des mittelviskosen bis hochviskosen Fluids und/oder der mittelviskosen bis hochviskosen Suspension, die Rührorganvorrichtung 10 ausgeschaltet und aus dem Rührbehälter 42 entnommen. Das durchmischte mittelviskose bis hochvisko se Fluid und/oder die mittelviskose bis hochviskose Suspension kann anschlie ßend aus dem Rührbehälter 42 entnommen und beispielsweise einem weiteren Verarbeitungsprozess zugeführt oder als ein Endprodukt verpackt werden. Das Verfahren kann als ein Batch-Prozess ausgelegt sein, wobei die Verfahrensschrit te 58, 60, 62 diskontinuierlich wiederholt werden. Es wäre aber auch denkbar, dass der weitere Verfahrensschritt 60 kontinuierlich durchgeführt wird, wobei kon tinuierlich eine Teilmenge an durchmischtem Fluid und/oder durchmischter Sus pension aus dem Rührbehälter 42 abgeführt und eine zu durchmischende Menge an Fluid und/oder Suspension dem Rührbehälter 42 zugeführt werden. Bezugszeichen

10 Rührorganvorrichtung

12 Antriebswelle

14 wandgängiges Rührblatt

16 Wellenrichtung

18 Wellennahbereich

20 weiteres wandgängiges Rührblatt

22 Umfangsrichtung

24 wandgängiges Gegenrührblatt

26 weiteres wandgängiges Gegenrührblatt

28 Winkel

30 spitzer Anstellwinkel 32 senkrechte Ebene 34 Verbindungselement 36 Bodenrührblatt 38 Außenkontur 40 Rührsystem 42 Rührbehälter 44 Nahbereich 46 Innenwandung 48 weiteres Verbindungselement

50 weiteres Verbindungselement

52 Antriebseinheit 54 weiteres Verbindungselement 56 Querschnitt 58 erster Verfahrensschritt 60 weiterer Verfahrensschritt

62 weiterer Verfahrensschritt

64 weiterer spitzer Anstellwinkel

Claims

Ansprüche

1. Verfahren, bei welchem ein mittelviskoses bis hochviskoses Fluid und/oder eine mittelviskose bis hochviskose Suspension mittels einer Rührorganvorrichtung (10), welche über eine Antriebswelle (12) angetrie ben wird, durchmischt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid und/oder die Suspension mittels eines wandgängigen Rührblatts (14) der Rührorganvorrichtung (10) in eine mehrdimensionale Strömung versetzt wird und ein Strömungswiderstand entlang einer Wellenrichtung (16) in ei- nem Wellennahbereich (18) minimiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mehr dimensionale Strömung des Fluids und/oder der Suspension zumindest teilweise mittels zumindest eines entlang der Antriebswelle (12) versetzt angeordneten, weiteren wandgängigen Rührblatts (20) der Rührorganvor- richtung (10) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere wandgängige Rührblatt (20) bezogen auf eine Umfangsrichtung (22) der Antriebswelle (12) winkelversetzt zu dem wandgängigen Rührblatt (14) angetrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Blickrich tung entlang der Antriebswelle (12) eine Mehrzahl von zumindest vier wandgängigen Rührblättern (14, 20, 24, 26) gleichzeitig angetrieben wer den, wobei die wandgängigen Rührblätter (14, 20, 24, 26) in Umfangsrich- tung (22) der Antriebswelle (12) zueinander jeweils um einen Winkel (28) entsprechend eines Quotienten aus 360° und einer Anzahl der Rührblätter (14, 20, 24, 26) versetzt angetrieben werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührblatt (14) unter einem spitzen Anstellwinkel (30) gegenüber einer zur Antriebswelle (12) senkrechten Ebene (32) angetrie ben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrdimensionale Strömung des Fluids und/oder der Suspension zumindest teilweise mittels zumindest eines entlang der An- triebswelle betrachtet auf gleicher Höhe angeordneten, dem wandgängi gen Rührblatt (14) gegenüberliegenden wandgängigen Gegenrührblatt (24) erzeugt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Antriebsmoment von der Antriebswelle (12) auf das Rührblatt (14) mittels eines Verbindungselements (34) der Rühror ganvorrichtung (10) übertragen wird, dessen, insbesondere im Wesentli chen ovaler, vorzugsweise kreisförmiger, Querschnitt (56) den Strö mungswiderstand entlang der Wellenrichtung (16) in dem Wellennahbe reich (18) minimiert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbin dungselement (34), bedingt durch den minimierten Strömungswiderstand, mit einem Anteil von kleiner als 10 % des von der Antriebswelle auf das wandgängige Rührblatt (14) übertragenen Antriebsmoments angetrieben wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bodennahe Schicht des Fluids und/oder der Suspen sion mittels eines Bodenrührblatts (36) der Rührorganvorrichtung (10) in eine Strömung versetzt wird. 10. Rührorganvorrichtung (10), welche zur Durchmischung eines mittelvisko sen bis hochviskosen Fluids und/oder einer mittelviskosen bis hochvisko sen Suspension und insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist, umfassend zumindest ein wandgängiges Rührblatt (14), eine Antriebswelle (12) und ein Verbindungselement (34), welches das Rührblatt (14) mit der An triebswelle (12) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbin dungselement (34) eine Außenkontur (38) aufweist, welche dazu vorgese hen ist, einen Strömungswiderstand einer in einem Betriebszustand durch das Rührblatt (14) erzeugten mehrdimensionalen Strömung des Fluids und/oder der Suspension entlang einer Wellenrichtung (16) in einem Wel lennahbereich (18) zu minimieren.

11. Rührorganvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (34) einen zumindest im Wesentlichen ovalen, vorzugsweise kreisförmigen, Querschnitt aufweist.

12. Rührsystem (40) mit einem Rührbehälter (42) und mit einer Rührorganvor richtung (10) nach Anspruch 10 oder 11 , insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das wandgän gige Rührblatt (14) innerhalb des Rührbehälters (42) zumindest teilweise in einem Nahbereich (44) einer Innenwandung (46) des Rührbehälters

(42) bewegbar angeordnet ist.