DE29621683U1

DE29621683U1 - Rührorgan

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Publication number: DE29621683U1
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Original assignee: EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
Current assignee: EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2006-12-14
Also published as: DE59702379D1; ATE196432T1; EP0847799A1; US5904423A; DK0847799T3; EP0847799B1

Description

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Rührorgan

Beschreibung

Die Neuerung betrifft ein Rührorgan, insbesondere ein Begasungs-Rührorgan zum Rühren von Flüssigkeiten, denen ein Gas, zum Beispiel Luft, zugeführt wird, mit einer Nabe zur Befestigung an einer Rührwelle, einer mit der Nabe verbundenen Tragscheibe, an deren Umfangsrand eine-Mehrzahl von Rührblättern angebracht ist.

Mittels eines Begasungs-Rührorganges wird ein der zu rührenden Flüssigkeit zugeführtes Gas in möglichst kleine Blasen dispergiert, um eine große Oberfläche für den Stoffübergang zwischen dem Gas und der Flüssigkeit zu schaffen.

Gewöhnlich umfaßt ein solches Begasungs-Rührorgan einen Scheibenrührer mit Rührblättern und einen ringförmigen Gasverteiler, längs dessen Scheitellinie kreisförmige Löcher ausgebildet sind, die das Gas dem rotierenden S ehe i benrühr er zuführen, durch dessen Scherwirkung das Gas weiter dispergiert wird. Durch die Rotationsbewegung des Rührorganes entsteht aber auf der Rückseite der Rührblätter ein Unterdruck, der dort zur Bildung von Gaspolstern führt. Diese Gaspolstern geben den Rührblättern eine strömungsgünstigere Kontur, die sich in einem starken Leistungsabfall bei gegebener Drehzahl äußert.

Da für den Stoff übergang aber zwei Parameter, nämlich die Gasmenge und der Leistungseintrag durch das Rührvorgang bestimmend sind, muß, um die Einstellung des gewünschten Stoffüber-

ganges beherrschen zu können, durch eine Drehzahlsteigerung das Defizit der Leistungsreduzierung ausgeglichen werden. Dies bedingt einen erheblichen regelungstechnischen und apparativen Aufwand.

Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein Rührorgan zu schaffen, das diese vorgenannten Nachteile jedenfalls im wesentlichen beseitigt.

Neuerungsgemäß wird dies dadurch■erreicht, daß die Rührblätter in Bewegungsrichtung (Drehrichtung) keilförmig abgewinkelt ausgebildet sind.

Der Keilwinkel beträgt zweckmäßigerweise etwa 45° bis 75°, vorzugsweise etwa 60°.

Die radial inneren Endabschnitte der beiden Schenkel jedes keilförmigen Rührblattes sind vorteilhafterweise nach vorne in Richtung der Drehbewegung des Rührorganes abgewinkelt.

Der Winkel zwischen dem jeweiligen Schenkel und seinem abgewinkelten Endabschnitt liegt vorzugsweise etwa bei 120° bis 160°, insbesondere bei etwa 140°.

Die Endabschnitte sind zweckmäßigerweise dreieckförmig ausgebildet, wobei ihre Breite radial von außen nach innen zunimmt. Die radiale Länge der Endabschnitte kann hierbei vorteilhafterweise etwa zwei Drittel bis drei Viertel der radialen Länge des Rührblattes betragen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung ist die Tragscheibe für die Rührblätter von der Rührebene aus nach unten abgewinkelt oder abgebogen derart, daß unter der Tragscheibe ein Hohlraum gebildet ist.

Bei dieser Ausführungsform kann das Gas mittels eines einfachen Rohres in den Hohlraum unter der Tragscheibe eingeleitet werden, wodurch die Gaszufuhr vereinfacht wird. Auch werden Verstopfungen beim Vorhandensein von Feststoffen oder bei der Bildung von Feststoffen vermieden.

Vorzugsweise ist die Tragscheibe gewölbt, abgestuft, konisch oder insbesondere kegelförmig ausgebildet.

Der Kegelöffnungswinkel beträgt zweckmäßigerweise etwa 140° bis 150°, insbesondere etwa 146°.

An ihrem äußeren Umfangsrand ist die Tragscheibe vorzugsweise mit insbesondere dreieckförmigen Zacken versehen, die in der Kegelmantelfläche liegen oder relativ zu dieser nach oben oder nach unten abgewinkelt-sein können.

Die Gaszufuhr erfolgt zweckmäßigerweise im Bereich der Kegelspitze der kegeligen Tragscheibe.

Eine beispielsweise Aus führungs form der Neuerung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert, in der mit

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf das neuerungsgemäße Rührorgan gezeigt ist.

Fig. 2 schematisch ein Längsschnitt durch die Mittelachse des Rührorganes nach Figur 1 gezeigt ist.

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Rührblatt des Rührorganes im noch ebenen, ungebogenen Zustand gezeigt ist.

Fig. 4 schematisch eine Ansicht des fertig bearbeiteten Rührblattes in Richtung des Pfeiles A in Figur 1 gezeigt ist.

Figur 1 zeigt in Draufsicht ein Rührorgan 10 mit einer Nabe 12 zur Befestigung des Rührorganes 10 an einer nicht dargestellten Rührwelle.

Mit der Nabe 12 fest verbunden ist eine Tragscheibe 14, an deren äußerem Umfangsrand mehrere, im wesentlichen radial nach außen sich erstreckende Rührblätter 16 fest angebracht sind. Das Rührorgan 10 hat eine Mittelachse 32. Im Betrieb dreht sich das Rührorgan 10 in Richtung des Pfeiles P um diese die Rührachse bildende Mittelachse 32.

Die Drehebene oder Rührebene 30 liegt quer zur Rührachse .32.

Wie Figur 2 zeigt, ist die Tragscheibe 14 kegelförmig ausgebildet, wobei die fiktive Kegelspitze zweckmäßigerweise in der Rührachse 32 liegt. Der Kegelmantel 34 erstreckt sich von der Nabe 12 weg nach unten und er bildet mit der Rührebene 30 einen Winkel &dgr; von zum Beispiel 17°. In diesem Fall beträgt der Kegelöffnungswinkel &ggr; = 146°. Zweckmäßigerweise kann aber der Kegelöffnungswinkel &ggr; im Bereich von etwa 140° bis 150° liegen.

Unterhalb der kegeligen Tragscheibe 14 und unterhalb der Nabe 12 wird somit ein Hohlraum 36 gebildet.

Die Tragscheibe 14 kann auch in anderer Weise, zum Beispiel abgestuft, konisch oder gewölbt ausgebildet sein, so lange nur unter ihr der Hohlraum 36 gebildet wird.

Wie Figur 2 zeigt, ist ein Zufuhrrohr 28 für die Gaszufuhr in den Hohlraum 36 eingeführt, dessen Mündung 38 zweckmäßigerweise unterhalb der fiktiven Kegel spitze und konzentrisch zur Rühr achse 32 liegt.

Wie Figur 1 zeigt, ist die Tragscheibe 14 an ihrem äußeren Umfangsrand 40 mit insbesondere dreieckförmigen Zacken 26 versehen, die abgesehen von den Befestigungsstellen der Rühr-

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blätter 16 längs des gesamten Umfanges der Tragscheibe 14 verlaufen. Die Zacken 26 liegen zweckmäßigerweise in der fläche des Kegelmantels 34 (bzw. bilden einen Teil von diesem), sie können aber auch relativ zum Kegelmantel 34 nach oben oder unten abgebogen sein.

Diese einen Zackenkranz bildenden Zacken 26 vergleichmäßigen den Gasaustritt und verbessern die Dispergierung des über das Zufuhrrohr 28 in den Hohlraum 36 eingeführten Gases, oder mit anderen Worten, sie unterstützen.die Zerteilung der Gasblasen.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf den Zuschnitt, das heißt den gegebenen Blech-Rohling eines Rührblattes 16, ehe dieses in seine Betriebs-Form gebogen wird.

Der Rohling 42 ist etwa trapezförmig gestaltet und er hat an seiner Außenseite (bezogen auf die spätere Arbeitsposition) eine Breite Bl von zum Beispiel 40mm und an seiner Innenseite eine Breite B2 von zum Beispiel 50mm. Die radiale Länge Ll des Rohlings 42 liegt beispielsweise bei 37 bis 38mm. (Selbstverständlich ist die Neuerung nicht auf diese nur als Beispiel genannten Maße beschränkt.)

Längs seiner Mittellinie 44 wird der Rohling 42 keilförmig abgebogen derart, daß die beiden Schenkel 18 und 20 des Keiles einen Winkel &agr; umschließen, wie Figur 4 zeigt. Der Keilwinkel &agr; liegt zweckmäßigerweise etwa im Bereich von 45° bis 75°, und er beträgt vorzugsweise etwa 60°.

Die in radialer Richtung A (Figuren 1 und 3) gesehen inneren Endabschnitte 22 und 24 der beiden Schenkel 18 und 20 sind längs der Biegelinien 46 bzw. 48 und bezogen auf die in Figur 3 dargestellte Lage des Rohlings 42 nach oben um einen Winkel &bgr; (Figur 4) abgebogen.

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Der Winkel ß zwischen dem jeweiligen Endabschnitt 22, 24 und seinem zugehörigen Schenkel 18, 20 liegt zweckmäßigerweise im Bereich von etwa 120° bis 160° und er beträgt vorzugsweise etwa 140°.

Bezogen auf die Drehrichtung P des Rührorganes 10 (Figuren 1 und 4) sind die Endabschnitte 22, 24 relativ zu den Schenkeln 18, 20 nach vorne in Richtung der Drehbewegung des Rührorganes 10 abgewinkelt, wie Figur 4 zeigt.

Die Endabschnitt 22, 24 sind im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet, und ihre Breite nimmt in radialer Richtung von der Rührblattaußenseite zur Rührblattinnenseite zu. An der Rührblattinnenseite 50 beträgt in diesem Beispiel die Breite B3 der Endabschnitt 22, 24 etwa 12,5mm, wobei auch diese Maßangabe nur ein Beispiel ist, auf das die Neuerung nicht beschränkt ist. Die Länge L2 der Endabschnitte 22, 24, gemessen von der Rührblattinnenseite 50 aus, kann zweckmäßigerweise etwa zwei Drittel bis drei Viertel der radialen Länge Ll des Rührblattes 16 betragen, während die Breite B3 der Endabschnitte 22, 24 an der Rührblattinnenseite 50 etwa 20 % bis 30 %, vorzugsweise etwa 25 %, der Gesamtbreite B2 des Rührblatt-Rohrlings 42 betragen kann.

Mit dem neuerungsgemäßen Rührorgan wird ein niedriger Ausgangsleistungsbeiwert erreicht. Die Gaszufuhr wird vereinfacht und es werden Verstopfungen vermieden. Ferner ermöglicht die kegelförmige Ausbildung der Tragscheibe und ihr Zackenkranz an ihrem Außenrand eine gleichmäßige Verteilung und gute Dispergierung der Gasblasen.

Claims

Rührorgan Schutzansprüche

1. Rührorgan, insbesondere Begasungs-Rührorgan zum Rühren von Flüssigkeiten, denen ein Gas, zum Beispiel Luft, zugeführt wird, mit einer Nabe zur Befestigung an einer Rührwelle, einer mit der Nabe verbundenen Tragscheibe, an deren Umfangsrand eine Mehrzahl von Rührblättern angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rührblatt (16) in Bewegungsrichtung keilförmig abgewinkelt ausgebildet ist.

2. Rührorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

Keilwinkel &agr; des Rührblattes (16) etwa 45° bis 75°, vorzugsweise etwa 60° beträgt.

3. Rührorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial inneren Endabschnitte (22, 24) der beiden Schenkel (18, 20) des Rührblattes (16) relativ zu den Schenkeln (18, 20) nach vorne in Richtung der Drehbewegung des Rührorganes (10) abgewinkelt sind.

4. Rührorgan nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ß zwischen dem jeweiligen Schenkel (18) bzw. (20) und seinem abgewinkelten Endabschnitt (22 bzw. 24) etwa 120° bis 160°, vorzugsweise etwa 140° beträgt.

5. Rührorgan nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (22, 24) dreieckförmig ausgebildet sind und ihre Breite radial von außen nach innen zunimmt.

6. Rührorgan nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Länge (L2) der Endabschnitte etwa zwei Drittel bis drei Viertel der radialen Länge (Ll) des Rührblattes (16) beträgt, und daß die Breite (B3) jedes Endabschnittes (22, 24) etwa 20 % bis 30 %, vorzugsweise etwa 25 % der Breite (B2) des Rührblattes (16) beträgt.

7. Rührorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (14) für die Rührblätter (16) von der Nabe (12) weg nach unten abgewinkelt oder abgebogen ist derart, daß unter ihr ein Hohlraum (36) gebildet ist.

8. Rührorgan nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (14) gewölbt, abgestuft, konisch oder insbesondere kegelförmig ausgebildet ist.

9. Rührorgan nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelöffnungswinkel (&ggr;) der Tragscheibe (14) etwa 140° bis 150°, insbesondere etwa 146° beträgt.

10. Rührorgan nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (14) an ihrem Außenrand (40) mit insbesondere dreieckförmigen Zacken (26) versehen ist.

11. Rührorgan nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zacken (26) in der Kegelmantelfläche (34) liegen oder relativ zu dieser abgewinkelt sind.

12. Rühr organ nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mittels eines Zufuhrrohres (28) in den Hohlraum (36) unter der kegeligen Tragscheibe (14) einführbar ist.