DE1218265B

DE1218265B - Wendelruehrer

Info

Publication number: DE1218265B
Application number: DEB68258A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Wisseroth; Richard Scholl; Dipl-Ing Karl-Heinz Ambil
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1962-08-01
Filing date: 1962-08-01
Publication date: 1966-06-02

Description

Wendelrührer Die Erfindung betrifft einen frei tragenden Wendelrührer mit mehreren Windungen zum Durchmischen von pulverförmigen Schüttgütern, der mit einer durch den unteren Boden eines Rührbehälters hindurchgesteckten Rührwelle verbunden ist.Helical stirrer The invention relates to a cantilever helical stirrer with several windings for mixing powdery bulk materials, which with connected to a stirrer shaft inserted through the lower bottom of a stirrer tank is.

Für eine durchmischende Bewegung von pulverförmigen bis feinkörnigen Gütern ist die Verwendung von wendelförmigen Rührern bekannt. Die Mischwirkung dieser Einrichtungen hängt dabei in der Regel von der Steigung der Wendel, der Breite des Rührarmes, der Anzahl der Wendelwindungen, der Drehzahl des Rührers sowie von der Beschaffenheit des Gutes ab. Besonders schwierig sind Rühr- und Mischvorgänge in den Pulverschichten der durch Gasphasenpolymerisation gewonnenen Stoffe, wie z. B. Polyäthylen oder Polypropylen. Bei diesen Stoffen werden die Mischbewegungen durch die Neigung der entstehenden pulverförmigen bis feinkörnigen Reaktionsprodukte zum Schmelzen oder zum Sintern behindert. Besonders åuffallende Störungen verursachen die als Distanzstäbe zwischen den einzelnen Windungen des Rührers angeordneten senkrechten Streben, an denen sich die gesinterten Teile festsetzen und mit der Zeit umrangreiche geschmolzene Klumpen aus Polymerisat bilden. For a mixed movement from powdery to fine-grained Goods is known to use helical stirrers. The mixing effect of this Facilities usually depends on the pitch of the helix, the width of the Mixing arm, the number of helical turns, the speed of the stirrer and the Quality of the goods. Stirring and mixing processes are particularly difficult in the powder layers of the substances obtained by gas phase polymerization, such as. B. polyethylene or polypropylene. With these substances the mixing movements due to the tendency of the resulting powdery to fine-grained reaction products hindered for melting or for sintering. Cause particularly striking malfunctions the vertical bars arranged as spacer bars between the individual turns of the stirrer Struts to which the sintered parts adhere and which over time become subordinate form molten lumps of polymer.

Bekannt ist weiterhin ein schraubenförmiger Rührer, der in der Mitte eines Rührbehälters im Boden angebracht ist und an seinem durch den Boden nach außen durchgehenden freien -Ende angetrieben wird. Also known is a helical stirrer in the middle a stirred tank is mounted in the ground and on its through the ground to the outside continuous free end is driven.

Dieser Rührer drückt das Gut in der Mitte des Behärters nach unten,.worauf es an den Wänden wieder nach oben hochgepreßt wird. Beim Umlenken in dem als Mulde ausgebildeten Boden wird das Gut stark mechanisch beansprucht. Durch die entstehenden großen Druck- und Scheerspannungen wird außerdem die Mischwirkung sehr verschlechtert.This stirrer presses the material in the middle of the hardener down, .up it is pressed back up on the walls. When redirecting in that as a trough formed soil, the property is subject to strong mechanical stress. Through the emerging large compressive and shear stresses, the mixing effect is also greatly impaired.

Nachteilig ist auch die hohe Beanspruchung der inneren Wand durch das angedrückte Gut. Dadurch erhöht sich die zum Mischen notwendige Leistung des Rührers. Güter, die zum Zusammenbacken neigen, können infolge des Überwiegens der Druckspannungen in einer derartig ausgebildeten Rührvorrichtung nicht behandelt werden.Another disadvantage is the high stress on the inner wall the pressed good. This increases the power required for mixing Stirrer. Goods that tend to stick together can as a result of the predominance of Compressive stresses in a stirring device designed in this way are not dealt with will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten beim Mischen von Schüttgut, das zum Zusammenbacken, Sintern oder Schmelzen neigt, zu vermeiden und einen frei tragenden Wendelrührer zu entwickeln, der bei niedrigem Leistungsbedarf einen guten Mischeffekt aufweist. The invention is based on the problem of Mixing bulk goods that tend to cake, sinter or melt avoid and develop a cantilever helical stirrer that works at low Power requirement has a good mixing effect.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der aus einem Hohlprofil hergestellte Rührer in seinem unteren Teil in ein senkrecht stehendes, im Grundriß in Form einer : Spirale ausgebildetes und mit der inneren Kante des Rührers verbundenes Leitblech übergeführt ist, durch welches der Rührer mit der Rührwelle verbunden ist. This object is achieved in that the one from one Stirrer made of hollow profile in its lower part into a vertical, in plan in the form of a: spiral formed and with the inner edge of the Stirrer connected baffle is transferred, through which the stirrer with the Stirrer shaft is connected.

Um ein Anpressen von Schüttgutteilchen an die Innenwand zu vermeiden, wird in einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Außenkante des Rührers in einem Abstand von der zylindrischen Innenfläche der Wand des Rührbehälters von etwa 1 bis 5 0/o, vorzugsweise 2 bis 3°/o, bezogen auf den Außendurchmesser des Rührers, angeordnet. In order to prevent bulk material particles from being pressed against the inner wall, is in a further embodiment of the invention, the outer edge of the stirrer in one Distance from the cylindrical inner surface of the wall of the stirred tank of about 1 up to 5%, preferably 2 to 3%, based on the outer diameter of the stirrer, arranged.

Das Hohlprofil wird als Rohr ausgebildet, das im Querschnitt entweder rechteckig flachliegend oder dreieckig mit einer oberen waagerechten und einer seitlichen senkrechten Fläche geformt ist. The hollow profile is designed as a tube that has either a cross section rectangular lying flat or triangular with an upper horizontal and a lateral vertical surface is shaped.

Das Hohlprofil kann auch als gleichschenkliges dreieckformiges, mit einer oberen waagerechten oder nach innen eingewölbten Fläche - versehenes Rohr ausgebildet sein. The hollow profile can also be an isosceles triangular, with an upper horizontal or inwardly curved surface - provided pipe be trained.

Die Form des Rohres ist je nach den Bedingungen, unter denen der Rührer arbeitet, beliebig abwandelbar. Zur Erhöhung des Mischeffektes wird das Hohlprofil als rhombenförmiges Rohr mit einer waagerechten Diagonale ausgebildet. The shape of the tube depends on the conditions under which the Stirrer works, can be modified as required. The hollow profile is used to increase the mixing effect designed as a diamond-shaped tube with a horizontal diagonal.

Das Hohlprofil kann aus zwei oder mehreren miteinander an den Kanten verbundenen Blechen gebildet werden. Durch die räumlich gewölbte Oberfläche des Rührers erreicht man auch bei der Verwendung von dünnen Blechen, z. B. mit einer Dicke von 2 mm, bei einem Außendurchmesser des Wendels von 500 mm und bei drei oder mehr Windungen eine ausreichend große Steifheit. Dadurch werden Streben zum Distanzieren der einzelnen Windungen überflüssig, und es reicht aus, daß der Rührer nur an einem Ende mit der Rührwelle verbunden wird. Der Rührer gemäß der Erfindung hat nur ein geringes Gewicht. Er wird daher bei der Drehung nur geringfügig durch Trägheitskräfte beansprucht. The hollow profile can consist of two or more together at the edges connected sheets are formed. The spatially curved surface of the Stirrer can also be achieved when using thin metal sheets, e.g. B. with a Thickness of 2 mm, with an outer diameter of the helix of 500 mm and with three or more turns a sufficiently high rigidity. This creates aspiration to the Distancing the individual turns is superfluous, and it is sufficient that the stirrer is only connected to the agitator shaft at one end. The stirrer according to the invention is only light in weight. It is therefore only slightly through when turning Inertial forces claimed.

In den Zeichnungen sind einige-Ausfühtungsbeispiele des erfindungsgemäßen Rührers dargestellt. In the drawings are some embodiments of the invention Stirrer shown.

Es zeigt F i g. 1 den in ein Rührgefäß eingebauten Rührer, F i g. 2 bis 6 Querschnitte-durch den Arm des Rührers, Fig. 7 die Art der Durchmischung eines pulverförmigen Stoffes im Rührbehälter, F i g. 8 die geometrische Form des Leitbleches und Fig. 9 einen Schnitt durch den Rührer senkrecht zur Rührerachse.It shows F i g. 1 the stirrer built into a stirring vessel, FIG. 2 to 6 cross-sections through the arm of the stirrer, FIG. 7 the type of mixing a powdery substance in a stirred tank, F i g. 8 the geometric shape of the Guide plate and FIG. 9 shows a section through the stirrer perpendicular to the stirrer axis.

Der Rührer (Fig. 1) ist in Form einer Wendel 1 ausgebildet, die an ihrem unteren Ende mit einer Welle 2 versehen ist. Die Welle 2 wird durch den unteren Boden eines Rührbehälters 3 hindurchgesteckt und von außen angetrieben. Der Rührer ist unten an seiner inneren Kante mit einem lotrecht stehenden Leitblech4 versehen, das in Form einer Spirale geformt ist. Dieses Leitblech verbindet die innere Kante der Wendel mit der Rührwelle 2. die Rührame können verschiedenartige Profilquerschnitte zeigen, wie sie beispielsweise in Fig. 2 bis 6 dargestellt sind. Fig. 2 zeigt das Hohlprofil in Form eines rechteckigen flachliegenden Rohres, Fig. 3 und 4 in Form eines Dreieckprofils mit waagerechter obenliegender Fläche, Fig. 5 in Form eines rhombusförmigen und F i g. 6 in Form eines dreieckförmigen Rohres, das nach innen eingezogen ist. Besonders vorteilhaft bei Stoffen, die leicht zusammenbacken, sind die dreieckigen Profile nach F i g. 3 und 4. In diesen Fällen wird die Reibung zwischen Rührer und Wand wegen der schneidenartigen Außenkante 5 besonders klein. The stirrer (Fig. 1) is designed in the form of a helix 1 which is attached to is provided with a shaft 2 at its lower end. The shaft 2 is through the lower Inserted through the bottom of a stirred tank 3 and driven from the outside. The stirrer is provided with a vertical guide plate4 at the bottom of its inner edge, which is shaped in the form of a spiral. This baffle connects the inner edge the helix with the agitator shaft 2. the agitators can have different profile cross-sections show as shown for example in Figs. Fig. 2 shows this Hollow profile in the form of a rectangular flat-lying tube, FIGS. 3 and 4 in the form a triangular profile with a horizontal upper surface, FIG. 5 in the form of a rhombus-shaped and F i g. 6 in the form of a triangular tube that goes inwards has moved in. Particularly beneficial for fabrics that stick together easily the triangular profiles according to FIG. 3 and 4. In these cases the friction is between Stirrer and wall are particularly small because of the blade-like outer edge 5.

Das Leitblech 4 dient außerdem zur Verstärkung der Umwälzleistung, die sich in Form eines Strudels vollzieht (Fig. 7), Infolge seiner Krürmnung bewirkt das Leitblech im unteren Teil der Füllung des Behälters eine gleichmäßige Bewegung des Stoffes in radialer Richtung nach außen. The guide plate 4 also serves to increase the circulation capacity, which takes place in the form of a vortex (Fig. 7), caused by its curvature the baffle in the lower part of the filling of the container a smooth movement of the fabric in the radial direction outwards.

Es ist im Grundriß in Form einer logarithmischen Spirale ausgebildet (F i g.- 9) und löst dadurch mehrere Aufgaben, Es verbessert hierdurch die Schubleistung beim Fördervorgang und unterstützt ein besseres Füllen der unteren Ruhrerwindungen. It is designed in the form of a logarithmic spiral in plan (F i g.- 9) and thereby solves several tasks. It thereby improves the thrust performance during the conveying process and supports a better filling of the lower Ruhrerwindungen.

Außerdem überträgt es die Kräfte gleichmäßig und leitet diese in einer größeren Fläche in die Welle ein, und zwar dort, wo das größte Biegemoment herrscht, d. h. wo die Beanspruchung am größten ist. Das Leitblech vergrößert demnach sowohl die Festigkeit und die Steifheit des Rührers wie die Mischwirkung.In addition, it transmits the forces evenly and conducts them in one larger area in the shaft, namely where there is the greatest bending moment, d. H. where the stress is greatest. The baffle therefore increases both the strength and rigidity of the stirrer as well as the mixing action.

F i g. 8 zeigt ein Stück des Leitbleches L'-L. Pr ist ein Punkt auf dem Leitblech, Po das Drehzentrum. F i g. 8 shows a piece of the baffle L'-L. Pr is a point on the baffle, but the center of rotation.

Der Punkte, bewegt sich um das Drehzentrum P0 in Richtung des gestrichelten Pfeiles. Man betrachte zunächst einen differentiellen Bereich auf der dem Leitblech anliegend gedachten Tangentialebene tte.The point moves around the center of rotation P0 in the direction of the dashed line Arrow. First, consider a differential area on that of the baffle adjacent imaginary tangential plane tte.

Pulverförmiges Material, das sich vor dem Leitblech befindet, d. h. außerhalb davon, wird bei der Drehbewegung um P0 in Richtung von t' nach »hinten« bzw. in bezug auf das Drehzentrum P0 nach »außen«, d. h. vom Drehrentrum P0 fortbewegt. Es liegt hier in etwa das Schema einer Pflugschar vor. Wie an Fig. 8 unmittelbar abzulesen ist, gilt dr = tg 45° = 1; r#d# Letztere Beziehung stellt eine logarithmische Spirale mit dem Steigungsmaß 1 dar. Bei beliebigem Anstellwinkel des Leitbleches zum Radius r würde dagegen sein r = rO-eA.Powdery material that is in front of the baffle, ie outside of it, is moved "backwards" during the rotation around P0 in the direction of t 'or "outwards" with respect to the center of rotation P0, ie away from the center of rotation P0. This is roughly the scheme of a ploughshare. As can be seen directly from FIG. 8, dr = tg 45 ° = 1; r # d # The latter relationship represents a logarithmic spiral with the pitch dimension 1. With any angle of incidence of the guide plate to the radius r, however, r = r0-eA would be.

Zweckmäßigerweise wird man in der Praxis jedoch dem Winkel von 450 (wiè in Fig. 8 dargestellt) den Vorzug geben. In practice, however, the angle of 450 is expedient (as shown in Fig. 8) give preference.

Es ist zweckmäßig, daß der Rührer nicht an der Wand anliegt, sondern in einem Abstand von etwa 1 bis 5 °/o, vorzugsweise 2 bis 3 0/o, bezogen auf den Außendurchmesser des Rührers, angeordnet ist Durch diese Maßnahme wird eine bessere Umwälzleistung des Rührers erreicht, außerdem sinkt die Antriebsleistung. It is advisable that the stirrer does not rest against the wall, but at a distance of about 1 to 5%, preferably 2 to 3 0 / o, based on the Outer diameter of the stirrer, arranged by this measure is a better The agitator's circulating power is reached, and the drive power also drops.

Ein Rührer mit einem Außendurchmesser von 500 mm, einer Blattbreite von 100 mm, mit drei Windungen, einem Windungsabstand von 200 mm und einem Wandabstand der Außenkante von 15 mm ergibt bei 100 Umdrehungen in der Minute und bei völligem Eintauchen in das zu bewegende pulverförmige Polyäthylen eine Umwälzleistung von etwa 34 t/Std. Dies sind etwa 45 ovo der theoretischen Leistung. A stirrer with an outside diameter of 500 mm, a blade width of 100 mm, with three turns, a turn spacing of 200 mm and a distance to the wall the outer edge of 15 mm results in 100 revolutions per minute and at full Immersion in the polyethylene to be moved has a circulation capacity of about 34 t / h This is about 45 ovo of the theoretical performance.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß pülverförmige Stoffe gemischt werden können, ohne daß diese durch die entstehende Reibungswärme zum Schmelzen oder Sintern gebracht werden, was. bei bekannten, mit Versteifungsstreben zwischen den Windungen versehenen Rührern der Fall ist. Der erfindungsgemäße Rührer ist zwar leicht, um geringe Fliehkräfte zu erzeugen, besitzt trotzdem aber mehrere Windungen, so daß sich eine gute Mischwirkung ergibt. Durch die Verwendung eines Hohlprofils wird der Rührer auch gegen Torsionsbeanspruchung ausreichend widerstandsfähig, d. h. steif. Da bei der Drehung in dem Schüttgut vonviegend Zugspannungen erzeugt werden, ergibt sich schon bei niedriger Rührerleistung ein großer Mischeffekt. The advantages achieved with the invention are in particular: that powdery substances can be mixed without this being caused by the resulting Frictional heat can be melted or sintered, what. at known, with Stiffening struts between the windings provided stirrers is the case. Of the Although the stirrer according to the invention is easy to generate low centrifugal forces, it has but nevertheless several turns, so that there is a good mixing effect. By the use of a hollow profile will also protect the stirrer against torsional stress sufficiently resistant, d. H. stiff. Because of predominantly during the rotation in the bulk material Tensile stresses are generated, results even at low stirrer power great mixing effect.

Claims

Claims; 1. Self-supporting helical stirrer with several turns, the one with a stirrer shaft inserted through the lower base of a stirring vessel is connected, characterized in that the manufactured from a hollow profile Stirrer in its lower part in a vertical, in plan in the form of a Spiral baffle connected to the inner edge of the stirrer (4), through which the stirrer is connected to the stirrer shaft (2).

2. helical stirrer according to claim 1, characterized in that the Outer edge (5) of the stirrer at a distance from the cylindrical inner surface of the Wall of the stirred tank (3) from about 1 to 5%, preferably from 2 to 3%, based on the outer diameter of the stirrer, is arranged.

3. helical stirrer according to claims 1 and 2, characterized in that that the hollow profile is designed in cross section as a rectangular, flat-lying tube is.

4. helical stirrer according to claims 1 and 2, characterized in that that the hollow profile in cross section as a triangular, with an upper horizontal and a tube provided with a side perpendicular surface is formed.

5. helical stirrer according to claims 1 and 2, characterized in that that the hollow profile is an isosceles triangular, with an upper ren horizontal Flat tube is formed.

6. helical stirrer according to claims 1 and 2, characterized in that that the hollow profile as an isosceles triangular, with an upper, inward curved surface provided tube is formed.

7. helical stirrer according to claims 1 and 2, characterized in that that the hollow profile is designed as a diamond-shaped tube with a horizontal diagonal is.

Publications considered: Swiss patent specification No. 111730.