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DE20306404U1 - Single-shaft twin propeller mixer comprises rotating shaft with two or more mixer blades on float bearing, minimizing mechanical loads on float bearing - Google Patents

Single-shaft twin propeller mixer comprises rotating shaft with two or more mixer blades on float bearing, minimizing mechanical loads on float bearing

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DE20306404U1
DE20306404U1 DE20306404U DE20306404U DE20306404U1 DE 20306404 U1 DE20306404 U1 DE 20306404U1 DE 20306404 U DE20306404 U DE 20306404U DE 20306404 U DE20306404 U DE 20306404U DE 20306404 U1 DE20306404 U1 DE 20306404U1
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Germany
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bearing
float bearing
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stirrer arrangement
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Mavag Verfahrenstechnik AG
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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

A mixer unit has a rotating shaft with two or more mixer blades resting on a float bearing, and rotated by induction or magnetism. The paddles (4, 5) are constructed and arranged such that the sum of their axial thrust (7, 9) approximately counterbalances the sum of the axial flow components (8, 10). The lower propeller (4) generates a liquid flow pattern (7) which is directed away from the float bearing, generating thrust (8) through the shaft towards the bearing. The shaft has two propellers with pitch in opposite direction to each other.

Description

VONNEMAIsrN' KL(MBER LEWALD HÜBNERBY MARY KLARKE LEWALD HÜBNER

Patentanwälte & European Patent AttorneysPatent Attorneys & European Patent Attorneys

Datum: 11.04.2003Date: 11.04.2003

Aktenzeichen: M 5102Reference number: M 5102

GEBRAUCHSMUSTERANMELDUNGUTILITY MODEL REGISTRATION Mavag Verfahrenstechnik AGMavag Process Engineering AG Kleiner Letten 9Little Latvian 9 CH-8213 NeunkirchCH-8213 Neunkirch

SchweizSwitzerland

Titel MehrrühreranordnungTitle Multi-stirrer arrangement

-1 --1 -

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Mehrrühreranordnung, die berührungslos, induktiv oder magnetisch, angetrieben ausgebildet ist, wobei die Mehrrühreranordnung einen, vorzugsweise schwimmend gelagerten, Rührwerkskopf mit einer Rührwerkswelle und mindestens zwei, in axialer Richtung übereinander angeordneten, jeweils eine axiale Strömungskomponente erzeugende, Rührwerkzeuge aufweist.The invention relates to a multi-stirrer arrangement which is designed to be contactless, inductively or magnetically driven, wherein the multi-stirrer arrangement has a preferably floatingly mounted agitator head with an agitator shaft and at least two agitating tools arranged one above the other in the axial direction, each generating an axial flow component.

Eine ähnliche Mehrrühreranordnung ist beispielsweise aus der DE 42 934 C2 bekannt. Bei der bekannten Mehrrühreranordnung sind zusätzlich zu einem als Propeller ausgeibldeten Rührwerkzeug darunter angebrachte, zusätzliche Flügel am Impellerkopf vorgesehen. Diese bewirken eine Strömung, die der vom Propeller bewirkten Strömung entgegengesetzt ausgerichtet ist.A similar multi-stirrer arrangement is known, for example, from DE 42 934 C2. In the known multi-stirrer arrangement, in addition to a stirring tool designed as a propeller, additional blades are provided on the impeller head. These cause a flow that is directed in the opposite direction to the flow caused by the propeller.

Nachteilig bei der bekannten Mehrrühreranordnung ist, dass die vom Propeller erzeugte Strömungskomponente wesentlich größer ist als die von den Flügeln erzeugte axiale Strömungskomponente. Dies hat zur Folge, dass eine relativ große Axialkraft auf das Lager der Mehrrühreranordnung wirkt. Dies wiederum hat einen relativ hohen Verschleiß und eine begrenzte Lebensdauer des Lagers zur Folge.The disadvantage of the known multi-stirrer arrangement is that the flow component generated by the propeller is significantly larger than the axial flow component generated by the blades. This means that a relatively large axial force acts on the bearing of the multi-stirrer arrangement. This in turn results in relatively high wear and a limited service life of the bearing.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mehrrühreranordnung vorzuschlagen, die im wesentlichen verschleißfrei arbeitet.The invention is therefore based on the object of proposing a multi-stirrer arrangement which operates essentially wear-free.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Rührwerkzeuge derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sich die durch die axialen Strömungskomponenten auf die Mehrrühreranordnung wirkenden axialen Kräfte im wesentlichen aufheben.This object is achieved in that the stirring tools are designed and arranged in such a way that the axial forces acting on the multi-stirrer arrangement due to the axial flow components essentially cancel each other out.

Hierdurch wird erreicht, dass die Axialkraft auf das Lager der Mehrrühreranordnung im wesentlichen auf die Gewichtskraft der Mehrrühreranordnung reduziert wird. Dadurch wird der Lagerverschleiß minimiert. Die Gewichtskraft reicht aus, damit die Mehrrühreranordnung nicht vom Lager abhebt.This ensures that the axial force on the bearing of the multi-stirrer arrangement is essentially reduced to the weight of the multi-stirrer arrangement. This minimizes bearing wear. The weight is sufficient to prevent the multi-stirrer arrangement from lifting off the bearing.

Der Einbau von Mehrrühreranordnungen mit Schubausgleich ist vor allem in Behältnissen von Vorteil, die ein hohes (insbesondere den Wert 1 übersteigendes) H/D(Höhe/Durchmesser)-Verhältnis aufweisen. Besonders beim Einsatz in Behältern mit H/D-Verhältnissen größer 1,5 ist bei zentrischem Einbau die Anordnung von Mehrrührersystemen für eine verfahrenstechnische Optimierung mit Strombrechern anzustreben.The installation of multiple agitator arrangements with thrust compensation is particularly advantageous in vessels that have a high H/D (height/diameter) ratio (especially exceeding 1). Especially when used in vessels with H/D ratios greater than 1.5, the arrangement of multiple agitator systems with baffles is desirable for process optimization with central installation.

Besonders problematisch ist bisher der Einsatz von Mehrrühreranordnungen in Behältnissen, wenn der Füllstand des Behältnisses unter den oder die oberen Rührwerkzeuge absinkt. In diesem Fall würde die Mehrrühreranordnung aus der schwimmenden Lagerung in axialer Richtung nach oben abheben, wenn das oder die unteren Rührwerkzeuge eine Strömungskomponente in Richtung Lagerung erzeugen, wie dies beispielsweise in der DE 42 32 934 C2 der Fall ist. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass das untere beziehungsweise die unteren Rührwerkzeuge eine Strömung erzeugen, die von der Lagerung der Mehrrühreranordnung wegweist, also nach oben gerichtet ist, sodass eine axiale Kraftkomponente in der Mehrrühreranordnung in Richtung Lager erzeugt wird. Sinkt bei einer solchen Mehrrühreranordnung der Füllstand des Behälters unter den oder die oberen Rührwerkzeuge, so wird die Mehrrühreranordnung durch die erzeugte axiale Kraftkomponente in Richtung Lager auf diesem gehalten. Es besteht nicht die Gefahr, dass die Mehrrühreranordnung aus der schwimmenden Lagerung abhebt.The use of multiple agitator arrangements in containers has been particularly problematic to date when the fill level of the container drops below the upper agitator tool(s). In this case, the multiple agitator arrangement would lift off from the floating bearing in an axial direction if the lower agitator tool(s) generate a flow component in the direction of the bearing, as is the case, for example, in DE 42 32 934 C2. This problem is solved by the lower agitator tool(s) generating a flow that points away from the bearing of the multiple agitator arrangement, i.e. is directed upwards, so that an axial force component is generated in the multiple agitator arrangement in the direction of the bearing. If the fill level of the container in such a multiple agitator arrangement drops below the upper agitator tool(s), the multiple agitator arrangement is held on it by the axial force component generated in the direction of the bearing. There is no risk of the multiple agitator arrangement lifting off from the floating bearing.

-3--3-

Es ist von besonderem Vorteil, wenn zwei beabstandete Rührwerkzeuge vorgesehen sind, wobei die Rührwerkzeuge im wesentlichen gleich ausgebildet und entgegengesetzt, vorzugsweise an der Rührwerkswelle, angeordnet sind. Als Rührwerkzeuge kommen insbesondere Marinepropeller oder Schrägblattrührer zum Einsatz. Durch die gleiche Bauart reduzieren sich zum einen die Herstellungskosten, und zum anderen wird durch die entgegengesetzte Anordnung bewirkt, dass zwei im wesentlichen gleich große, entgegengesetzte Strömungskomponenten erzeugt werden.It is particularly advantageous if two spaced-apart stirring tools are provided, the stirring tools being essentially identical and arranged opposite each other, preferably on the agitator shaft. Marine propellers or pitched blade stirrers are used in particular as stirring tools. The identical design reduces manufacturing costs, and the opposite arrangement means that two essentially equal, opposing flow components are generated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention is described in more detail with reference to a drawing.

Die einzige Figur zeigt eine Mehrrühreranordnung.The only figure shows a multi-stirrer arrangement.

Die Mehrrühreranordnung 1 ist berührungslos angetrieben und in einem angedeuteten Behälter integriert. Ein möglicher Antrieb mittels einer Magnetkupplung ist in der DE 42 32 934 C2 beschrieben. Die Mehrrühreranordnung 1 weist einen schwimmend gelagerten Rührwerkskopf 2 auf. Der Rührwerkskopf ist auf einem an einem Spalttopf befindlichen Zapfen gelagert. Die Antriebsmagnete befinden sich innerhalb des Spalttopfes an einer Antriebswelle. Am Rührwerkskopf 2 ist eine axiale Rührwerkswelle 3 mit einem unteren Rührwerkzeug 4 und einem oberen Rührwerkzeug 5 vorgesehen.The multi-stirrer arrangement 1 is driven without contact and is integrated in an indicated container. A possible drive using a magnetic coupling is described in DE 42 32 934 C2. The multi-stirrer arrangement 1 has a floating agitator head 2. The agitator head is mounted on a pin located on a containment shell. The drive magnets are located inside the containment shell on a drive shaft. An axial agitator shaft 3 with a lower agitator tool 4 and an upper agitator tool 5 is provided on the agitator head 2.

Der mittlere Pfeil 6 gibt die Drehrichtung der Mehrrühreranordnung an. In diesem Fall dreht sich die Anordnung im Uhrzeigersinn.The middle arrow 6 indicates the direction of rotation of the multi-stirrer arrangement. In this case, the arrangement rotates clockwise.

Die beiden Rührwerkzeuge 4, 5 sind in axialer Richtung beabstandet voneinander an der Rührwerkswelle 3 angebracht. In diesem Ausführungsbeispiel sind beide Rührwerkzeuge 4, 5 als baugleiche Propeller ausgebildet.The two stirring tools 4, 5 are mounted on the agitator shaft 3 at a distance from one another in the axial direction. In this exemplary embodiment, both stirring tools 4, 5 are designed as identical propellers.

-4--4-

Das untere Rührwerkzeug erzeugt eine Strömungskomponente 7, die entgegen dem Rührwerkskopf 2 und damit gegenüber dem nicht dargestellten Lager gerichtet ist. Es wird also eine Kraftkomponente 8 in der Mehrrühreranordnung in Richtung Rührwerkskopf 2 und damit in Richtung Lager erzeugt.The lower stirring tool generates a flow component 7 which is directed against the stirring head 2 and thus towards the bearing (not shown). A force component 8 is therefore generated in the multi-stirrer arrangement in the direction of the stirring head 2 and thus in the direction of the bearing.

Das obere Rührwerkzeug 5 ist entgegengesetzt dem unteren Rührwerkzeug 4 angeordnet und erzeugt eine Strömungskomponente 9 in Richtung Rührwerkskopf 2. Die hierdurch erzeugte axiale Kraftkomponente 10 in der Mehrrühreranordnung wirkt der Kraftkomponente 8 entgegen. Vom Betrag her heben sich die beiden Kraftkomponenten auf, so dass lediglich die Gewichtskraft der Mehrrühreranordnung auf das nicht dargestellte Lager innerhalb des Rührwerkkopfes 2 wirkt.The upper stirring tool 5 is arranged opposite the lower stirring tool 4 and generates a flow component 9 in the direction of the agitator head 2. The axial force component 10 generated thereby in the multi-stirrer arrangement counteracts the force component 8. In terms of magnitude, the two force components cancel each other out, so that only the weight of the multi-stirrer arrangement acts on the bearing (not shown) within the agitator head 2.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS

1 Mehrrühreranordnung1 Multi-stirrer arrangement

2 Rührwerkskopf2 Agitator head

3 Rührwerkswelle3 Agitator shaft

4 unteres Rührwerkzeug4 lower stirring tool

5 oberes Rührwerkzeug5 upper stirring tool

6 Drehrichtung6 Direction of rotation

7 Strömungsprofil unten7 Flow profile below

8 Kraftkomponente8 Force component

9 Strömungsprofil oben9 Flow profile above

10 Kraftkomponente10 Force component

Claims (3)

1. Mehrrühreranordnung, die berührungslos, induktiv oder magnetisch, angetrieben ausgebildet ist, wobei die Mehrrühreranordnung einen, vorzugsweise schwimmend, gelagerten Rührwerkskopf mit einer Rührwerkswelle und mindestens zwei, in axialer Richtung übereinander angeordnete, jeweils eine axiale Strömungskomponente erzeugende, Rührwerkzeuge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerkzeuge (4, 5) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sich die, durch die axialen Strömungskomponenten (7, 9) auf die Mehrrühreranordnung (1)wirkenden axialen Kräfte (8, 10) im wesentlichen aufheben. 1. Multi-stirrer arrangement which is designed to be driven in a contactless, inductive or magnetic manner, the multi-stirrer arrangement having a preferably floatingly mounted agitator head with an agitator shaft and at least two agitating tools arranged one above the other in the axial direction, each generating an axial flow component, characterized in that the agitating tools ( 4 , 5 ) are designed and arranged in such a way that the axial forces ( 8 , 10 ) acting on the multi-stirrer arrangement ( 1 ) due to the axial flow components ( 7 , 9 ) essentially cancel each other out. 2. Mehrrühreranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere (4) beziehungsweise die unteren Rührwerkzeuge eine Strömung (7) erzeugen, die von der Lagerung der Mehrrühreranordnung wegweist, so dass eine axiale Kraftkomponente (8) in der Mehrrühreranordnung (1) in Richtung Lager erzeugt wird. 2. Multi-stirrer arrangement according to claim 1, characterized in that the lower ( 4 ) or the lower stirring tools generate a flow ( 7 ) which points away from the bearing of the multi-stirrer arrangement, so that an axial force component ( 8 ) is generated in the multi-stirrer arrangement ( 1 ) in the direction of the bearing. 3. Mehrrühreranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei beabstandete Rührwerkzeuge (4, 5) vorgesehen sind, wobei die Rührwerkzeuge (4, 5) im wesentlichen gleich ausgebildet und entgegengesetzt, vorzugsweise an der Rührwerkswelle (3) angeordnet sind. 3. Multi-stirrer arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that two spaced-apart stirring tools ( 4 , 5 ) are provided, wherein the stirring tools ( 4 , 5 ) are designed essentially identically and are arranged opposite one another, preferably on the agitator shaft ( 3 ).
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