DE29923600U1

DE29923600U1 - Propellers for agitators

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Publication number: DE29923600U1
Application number: DE29923600U
Authority: DE
Original assignee: EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
Current assignee: EKATO Ruehr und Mischtechnik GmbH
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2009-11-03

Description

BERENDT, LEYH.EHERING; V"BERENDT, LEYH.WERING; V"

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Propeller für RührwerkePropeller for agitators

Description

Die Erfindung betrifft einen Propeller für Rührwerke zum Rühren, Mischen oder Suspendieren von Fluiden oder Feststoffen in Fluiden, mit einer Nabe, mit der wenigstens zwei Rührblätter verbunden oder einteilig mit ihr ausgebildet sind.The invention relates to a propeller for agitators for stirring, mixing or suspending fluids or solids in fluids, with a hub to which at least two agitator blades are connected or formed as one piece with it.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Propellern der vorgenannten Art die Strömungsverhältnisse im Rührgut zu verbessern und die Empfindlichkeit der Rührblätter gegenüber errosivem Verschleiß zu reduzieren.The invention is based on the object of improving the flow conditions in the material being stirred in propellers of the aforementioned type and reducing the sensitivity of the stirring blades to erosive wear.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jedes Rührblatt an seiner Blattspitze mit einem axialen Steg versehen ist, der sich in Umfangsrichtung über die Breite der Blattspitze erstreckt.According to the invention, this is achieved in that each stirring blade is provided with an axial web at its blade tip, which extends in the circumferential direction over the width of the blade tip.

Durch diesen Steg wird die radiale Abströmung über das Rührblatt jedenfalls im wesentlichen unterdrückt, wodurch höhere Axialgeschwindigkeiten im Rührgut erreichbar sind, was vor allem bei seitlichem Behältereinbau, zum Beispiel in Rauchgasabsorbern, höhere Effizienz beim Homogenisieren bzw. Suspendieren ergibt.In any case, this web essentially suppresses the radial outflow over the stirring blade, whereby higher axial velocities in the material to be stirred can be achieved, which results in higher efficiency in homogenization or suspension, especially when installed laterally in the container, for example in flue gas absorbers.

Der axiale Steg kann nur auf einer Seite, das heißt der Saugseite oder der Druckseite, oder auf beiden Seiten des Rührblattes ausgebildet sein.The axial web can be formed on only one side, i.e. the suction side or the pressure side, or on both sides of the impeller.

Die axiale Höhe h des Steges beträgt vorzugsweise etwa 0.03D bis 0,1 D, insbesondere 0.05D bis 0,8D₁ wobei D der Durchmesser des Propellers ist.The axial height h of the web is preferably about 0.03D to 0.1 D, in particular 0.05D to 0.8D ₁ where D is the diameter of the propeller.

In axialer Richtung ist der Steg zweckmäßigerweise symmetrisch zur Blattspitze ausgebildet, er kann aber auch unsymmetrisch zur Blattspitze ausgebildet sein.In the axial direction, the web is preferably designed symmetrically to the blade tip, but it can also be designed asymmetrically to the blade tip.

Vorzugsweise beträgt der Radius R1 der Blattspitze des Rührblattes etwa 0,4D bis 0,6D, insbesondere etwa 0,5D, wobei D der Durchmesser des Propellers ist.Preferably, the radius R1 of the blade tip of the agitator blade is about 0.4D to 0.6D, in particular about 0.5D, where D is the diameter of the propeller.

Vorteilhafterweise ist das Rührblatt in Umfangsrichtung gewölbt ausgebildet und der Radius R2 der Wölbung der Rührblattfläche beträgt etwa 0,5D bis 1D, vorzugsweise etwa 0,7D bis 1D, wobei D der Durchmesser des Rührpropellers ist.Advantageously, the stirring blade is curved in the circumferential direction and the radius R2 of the curvature of the stirring blade surface is about 0.5D to 1D, preferably about 0.7D to 1D, where D is the diameter of the stirring propeller.

Der Anstellwinkel des Rührblattes zur Drehebene des Rührpropellers nimmt zweckmäßigerweise von der Nabe zur Blattspitze hin ab.The angle of attack of the agitator blade to the plane of rotation of the agitator propeller advantageously decreases from the hub to the blade tip.

Vorzugsweise beträgt der Anstellwinkel &agr; des Rührblattes an der Nabe etwa 55° bis 70° und an der Blattspitze etwa 15° bis 25°, insbesondere etwa 18° bis 20°.Preferably, the angle of attack α of the stirring blade is approximately 55° to 70° at the hub and approximately 15° to 25° at the blade tip, in particular approximately 18° to 20°.

Die Innenflächen des Steges können in einem Winkel &bgr; zur Achsrichtung des Propellers verlaufen, wobei der Winkel etwa 5° bis 15°, vorzugsweise etwa 10 beträgt, oder sie können gekrümmt ausgebildet sein, wobei ihr Krümmungsradius R3 etwa 0,015D bis 0.025D betragen kann.The inner surfaces of the web can extend at an angle β to the axial direction of the propeller, wherein the angle is approximately 5° to 15°, preferably approximately 10, or they can be curved, wherein their radius of curvature R3 can be approximately 0.015D to 0.025D.

Nach einer anderen Ausführungsform kann die Außenfläche des Steges in Achsrichtung gekrümmt ausgebildet sein, wobei ihr Krümmungsradius R4 etwa 0.05D bis 0,1 D betragen kann.According to another embodiment, the outer surface of the web can be curved in the axial direction, wherein its radius of curvature R4 can be approximately 0.05D to 0.1 D.

Nach noch einer Ausführungsform der Erfindung können die beiden Schenkeln des Steges in einem Winkel &ggr; zur Achsrichtung des Propellers nach außen geneigt sein, wobei der Winkel &ggr; etwa 15° bis 25, vorzugsweise etwa 20° beträgt.According to another embodiment of the invention, the two legs of the web can be inclined outwards at an angle γ to the axial direction of the propeller, wherein the angle γ is approximately 15° to 25, preferably approximately 20°.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, in derAn exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, in which

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen Propeller nach der Erfindung zeigt;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur zeigt;
Fig. 3 schematisch eine Draufsicht auf ein Rührblatt zeigt;Fig. 1 shows schematically a plan view of a propeller according to the invention;
Fig. 2 shows a section along the line AA in figure;
Fig. 3 shows schematically a plan view of a stirring blade;

Fig. 4a bis 4e zeigen in einem Schnitt längs der Linie B-B von Figur 3 unterschiedliche
Ausführungsformen des Steges;Fig. 4a to 4e show in a section along the line BB of Figure 3 different
Designs of the bridge;

Fig. 5a und 5b zeigen in einem Schnitt längs der Linie C-C von Figur 3 Ausführungsformen des Steges in radialer Ansicht.Fig. 5a and 5b show embodiments of the web in a radial view in a section along the line C-C of Figure 3.

Der in Figur 1 dargestellte Propeller 10 hat eine Nabe 12 zur Befestigung an einer nicht gezeigten Rührerwelle. Mit der Nabe 12 verbunden oder einteilig mit ihr ausgebildet sind beispielsweise drei Rührblätter 14, die in Winkelabständen von 120° zueinander angeordnet sind.The propeller 10 shown in Figure 1 has a hub 12 for attachment to a stirrer shaft (not shown). Connected to the hub 12 or formed as one piece with it are, for example, three stirring blades 14 which are arranged at angular intervals of 120° from one another.

Die Breite der Rührblätter 14 ist nicht konstant, sie nimmt von der Nabe aus zu von B1 auf B2 und nimmt dann wieder ab auf B3 an der Blattspitze. Die größte Breite B2 kann im Bereich von etwa 2B1 und die Breite B3 an der Blattspitze kann etwa im Bereich von 1,6B1 liegen (bezogen auf die ebene Abwicklung eines Rührblattes). Die größte Breite B2 liegt zweckmäßigerweise etwa im Bereich der Hälfte der radialen Länge jedes Rührblattes 14. Die Dicke der Rührblätter 14 kann beispielsweise bei 5 bis 15 mm liegen.The width of the agitator blades 14 is not constant, it increases from the hub from B1 to B2 and then decreases again to B3 at the blade tip. The greatest width B2 can be in the range of approximately 2B1 and the width B3 at the blade tip can be approximately in the range of 1.6B1 (based on the flat development of a agitator blade). The greatest width B2 is expediently approximately in the range of half the radial length of each agitator blade 14. The thickness of the agitator blades 14 can be, for example, 5 to 15 mm.

Wie insbesondere Figur 4a zeigt, ist jedes Rührblatt 14 an seiner Blattspitze 16 mit einem Steg 18 versehen, der zweckmäßigerweise einteilig mit dem Rührblatt 14 ausgebildet ist. Der Steg 18 erstreckt sich in axialer Richtung, d. h. parallel zurAs shown in particular in Figure 4a, each stirring blade 14 is provided with a web 18 at its blade tip 16, which is expediently formed as one piece with the stirring blade 14. The web 18 extends in the axial direction, i.e. parallel to the

Längsmittelachse 20 der Nabe 12 und in Umfangsrichtung über die gesamte Breite B3 der Blattspitze 16 jedes Rührblattes 14.Longitudinal central axis 20 of the hub 12 and in the circumferential direction over the entire width B3 of the blade tip 16 of each stirring blade 14.

Der Steg 18 hat somit die Form eines Teils einer Zylinderfläche, wobei der Radius R1 der Blattspitze 16 des Rührblattes und damit auch der Radius des zugehörigen Steges 18 etwa 0,4D bis 0,6D, vorzugsweise etwa 0,5D beträgt, wobei D der Durchmesser des Propellers 10 ist.The web 18 thus has the shape of a part of a cylindrical surface, wherein the radius R1 of the blade tip 16 of the stirring blade and thus also the radius of the associated web 18 is approximately 0.4D to 0.6D, preferably approximately 0.5D, wherein D is the diameter of the propeller 10.

Die axiale. Höhe h des Steges 18 beträgt etwa 0.03D bis 0,1D₁ vorzugsweise etwa 0.05D bis 0.08D, wobei D der Durchmesser des Propellers 10 ist.The axial height h of the web 18 is about 0.03D to 0.1D ₁ , preferably about 0.05D to 0.08D, where D is the diameter of the propeller 10.

Wie Figur 4a zeigt, ist der Steg 18 in axialer Richtung symmetrisch zum Rührblatt 14 ausgebildet, das heißt er erstreckt sich um das Maß h1 nach oben, zum Beispiel zur Druckseite, und um das Maß h2 nach unten, zum Beispiel zur Saugseite, wobei h1+h2 = h sind.As Figure 4a shows, the web 18 is designed symmetrically to the agitator blade 14 in the axial direction, i.e. it extends upwards by the dimension h1, for example to the pressure side, and downwards by the dimension h2, for example to the suction side, where h1+h2 = h.

Der Steg 18 kann sich aber auch vom Rührblatt 14 aus nur nach oben zur Druckseite oder nur nach unten zur Saugseite hin über das axiale Maß h erstrecken. Auch können die Maße h1 und h2 unterschiedlich sein, das heißt der Steg 18 kann auf der einen Seite des Rührblattes 14 in Axialrichtung größer oder kleiner ausgebildet sein als auf der anderen Seite des Rührblattes 14.However, the web 18 can also extend from the agitator blade 14 only upwards to the pressure side or only downwards to the suction side over the axial dimension h. The dimensions h1 and h2 can also be different, i.e. the web 18 can be larger or smaller in the axial direction on one side of the agitator blade 14 than on the other side of the agitator blade 14.

Bei der Ausführungsform nach Figur 4b sind die in radialer Richtung gesehen Innenflächen 24 des Steges 18 zur Achsrichtung 20 um einen Winkel &bgr; nach außen geneigt, der etwa 5° bis 15°, vorzugsweise etwa 10° beträgt. Der Steg 18 hat hierbei seine größte radiale Dicke an seiner Verbindungsstelle mit dem Rührplatte 14.In the embodiment according to Figure 4b, the inner surfaces 24 of the web 18, viewed in the radial direction, are inclined outwardly to the axial direction 20 by an angle β which is approximately 5° to 15°, preferably approximately 10°. The web 18 has its greatest radial thickness at its connection point with the stirring plate 14.

Wie Figur 4c zeigt, können die Innenflächen 14 des Steges 18 auch gekrümmt ausgebildet sein, wobei der Krümmungsradius R3 vorzugsweise etwa 0,015 bis 0.025D betragen kann, wobei D der Durchmesser des Propellers 10 ist.As Figure 4c shows, the inner surfaces 14 of the web 18 can also be curved, wherein the radius of curvature R3 can preferably be about 0.015 to 0.025D, where D is the diameter of the propeller 10.

Bei der Ausführungsform nach Figur 4d ist die Außenfläche 26 des Steges 18 im Achsschnitt (Schnitt B-B in Figur 3) gekrümmt ausgebildet, wobei der Krümmungsradius R4 vorzugsweise etwa 0.05D bis 0,1 D beträgt. Bei dieser Ausführungsform nach Figur 4d ist somit die Außenfläche 26 des Steges 18 zweifach (in Umfangsrichtung und ich Achsrichtung) gekrümmt.In the embodiment according to Figure 4d, the outer surface 26 of the web 18 is curved in the axial section (section B-B in Figure 3), the radius of curvature R4 preferably being approximately 0.05D to 0.1 D. In this embodiment according to Figure 4d, the outer surface 26 of the web 18 is thus curved twice (in the circumferential direction and in the axial direction).

Figur 4e zeigt eine Ausführungsform des Steges 18, bei der dessen Schenkel 28 und 30 in einem Winkel &ggr; zur Achsrichtung 20 des Propellers 10 nach außen geneigt ausgebildet sind, wobei der Winkel &kgr; vorzugsweise etwa 15° bis 25°, insbesondere etwa 20° beträgt.Figure 4e shows an embodiment of the web 18 in which its legs 28 and 30 are inclined outwards at an angle γ to the axial direction 20 of the propeller 10, wherein the angle κ is preferably approximately 15° to 25°, in particular approximately 20°.

Bei der Ausführungsformen nach Figur 5a verlaufen die Stirnflächen 32 und 34 des Steges 18 praktisch quer zum Rührblatt 14. Bei der Ausführungsform nach Figur 5b hingegen ist die in Drehrichtung P des Propellers gesehen vordere Stirnfläche 32 des Steges 18 abgerundet ausgebildet, wie bei 22 in Figur 5b gezeigt ist. Diese Abrundung erstreckt sich zweckmäßigerweise kontinuierlich über die gesamte axiale Höhe h des Steges 18, d.h. mit anderen Worten über die gesamte Stirnfläche 32.In the embodiment according to Figure 5a, the front faces 32 and 34 of the web 18 run practically transversely to the agitator blade 14. In the embodiment according to Figure 5b, however, the front face 32 of the web 18, as seen in the direction of rotation P of the propeller, is rounded, as shown at 22 in Figure 5b. This rounding expediently extends continuously over the entire axial height h of the web 18, i.e. in other words over the entire front face 32.

Die Rührblätter 14 sind in Umfangsrichtung gewölbt ausgebildet. Der Radius R2 der Wölbung der Rührblattfläche beträgt etwa 0,5D bis 1,OD, vorzugsweise etwa 0,7D bis 1,0D, wobei D der Durchmesser des Propellers ist.The agitator blades 14 are curved in the circumferential direction. The radius R2 of the curvature of the agitator blade surface is approximately 0.5D to 1.0D, preferably approximately 0.7D to 1.0D, where D is the diameter of the propeller.

In den Figuren 2 und 5 ist die Wölbung des Rührblattes dargestellt.Figures 2 and 5 show the curvature of the stirring blade.

Die Rührblätter 14 sind relativ zur Drehebene des Propellers 10 um einen Anstellwinkel &agr; angestellt, der von der Nabe 12 zur Blattspitze 16 hin abnimmt.The agitator blades 14 are set relative to the plane of rotation of the propeller 10 by an angle of attack α , which decreases from the hub 12 to the blade tip 16.

Vorzugsweise beträgt der Anstellwinkel &agr; des Rührblattes 14 an der Nabe 12 etwa 55° bis 70° und an der Blattspitze 16 etwa 15^a bis 25°, wobei ein Winkel von a = 18° bis 20° besonders bevorzugt wird.Preferably, the angle of attack α of the stirring blade 14 at the hub 12 is approximately 55° to 70° and at the blade tip 16 approximately 15 ^° to 25°, with an angle of α = 18° to 20° being particularly preferred.

In Figur 2 ist der sich verändernde Anstellwinkel &agr; dargestellt.Figure 2 shows the changing angle of attack α .

Vorzugsweise fällt der Anstellwinkel &agr; über die erste Hälfte der radialen Länge des Rührblattes 14 von der Nabe 12 aus gesehen, stärker ab, zum Beispiel von 60° auf 32°, während er auf der zweiten Hälfte der radialen Länge des Rührblattes 14 schwächer abfällt, zum Beispiel von 32° auf 18°.Preferably, the angle of attack α decreases more sharply over the first half of the radial length of the agitator blade 14 as viewed from the hub 12, for example from 60° to 32°, while it decreases less sharply over the second half of the radial length of the agitator blade 14, for example from 32° to 18°.

Bei dem erfindungsgemäßen Propeller 10 wird die radiale Abströmung des Rührgutes über das Rührblatt 14 durch den Steg 18 mindestens im wesentlichen unterdrückt, wodurch höhere Axialgeschwindigkeiten im erzeugten Rührgut-Strahl erreichbar sind, was vor allem bei seitlichem Behältereinbau wie zum Beispiel bei Rauchgasabsorbern, höhere Effizienz beim Homogenisieren bzw. Suspendieren ergibt. Der Steg verhindert den sonst üblichen Druckausgleichswirbel um die Blattspitze von der Druckseite auf die Saugseite, wodurch der Verschleißmechanismus vom Prallverschleiß zum Gleitverschleiß verändert wird, was zu einer verminderten lokalen Abtragsrate führt, und damit eine geringere Empfindlichkeit gegenüber errosivem Verschleiß bewirkt.In the propeller 10 according to the invention, the radial outflow of the material to be stirred over the stirring blade 14 is at least substantially suppressed by the web 18, whereby higher axial speeds can be achieved in the generated material jet, which results in higher efficiency in homogenization or suspension, especially when installed sideways in the container, such as in flue gas absorbers. The web prevents the otherwise usual pressure equalization vortex around the blade tip from the pressure side to the suction side, whereby the wear mechanism is changed from impact wear to sliding wear, which leads to a reduced local removal rate and thus causes a lower sensitivity to erosive wear.

Der Steg 18 unterdrückt außerdem mindestens im wesentlichen die sonst aufgrund der Fliehkräfte vorliegende radiale Komponente in der Blattabströmung, wodurch die Strömung zunächst in Umfangsrichtung dann axial umgelenkt wird, was ebenfalls zu insgesamt höheren axialen Geschwindigkeiten im Rührgut-Strahl führt.The web 18 also suppresses at least substantially the radial component in the blade outflow that would otherwise be present due to the centrifugal forces, whereby the flow is first deflected in the circumferential direction and then axially, which also leads to overall higher axial velocities in the material jet.

Auch die Wölbung der Rührblattfläche bewirkt aufgrund der geringeren Wirbelablösung eine Verminderung des Verschleißes. Außerdem führt die Blattwölbung zu einem erhöhten Auftriebsbeiwert oder Axialschub, der seinerseits eine Erhöhung der Axialgeschwindigkeit zur Folge hat.The curvature of the agitator blade surface also reduces wear due to the lower vortex shedding. In addition, the blade curvature leads to an increased lift coefficient or axial thrust, which in turn results in an increase in the axial speed.

Der sich von der Nabe zur Blattspitze des Rührblattes hin verringender Anstellwinkel &agr; bewirkt ein homogeneres Geschwindigkeitsprofil über den Strahlquerschnitt als beiThe angle of attack α, which decreases from the hub to the blade tip of the agitator blade , results in a more homogeneous velocity profile across the jet cross-section than with

konstantem Winkel und führt damit ebenfalls zu einer höheren Förderleistung in axialer Richtung.constant angle and thus also leads to a higher conveying capacity in the axial direction.

Claims

1. Propeller for agitators for stirring, mixing, homogenizing or suspending fluids or solids in fluids, with a hub to which at least two agitator blades are connected or formed as one piece with it, characterized in that each agitator blade ( 14 ) is provided at its blade tip ( 16 ) with an axial web ( 18 ) which extends in the circumferential direction over the width (B3) of the blade tip ( 16 ).

2. Propeller according to claim 1, characterized in that the axially extending web ( 18 ) is formed only on one side (suction side or pressure side) or on both sides of the stirring blade ( 14 ).

3. Propeller according to claim 1, characterized in that the web ( 18 ) is formed symmetrically to the blade tip ( 16 ) in the axial direction.

4. Propeller according to claim 1, characterized in that the web ( 18 ) is formed asymmetrically in the axial direction to the blade tip ( 16 ).

5. Propeller according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axial height (h) of the web ( 18 ) is approximately 0.03 D to 0.1 D, preferably approximately 0.05 D to 0.08 D. (D = diameter of the propeller 10 ).

6. Propeller according to one of claims 1 to 5, characterized in that the - viewed radially - inner surfaces ( 24 ) of the web ( 18 ) extend at an angle (β) to the axial direction ( 20 ) which is approximately 5° to 15°, preferably approximately 10°.

7. Propeller according to one of claims 1 to 5, characterized in that the - viewed radially - inner surfaces ( 24 ) of the web ( 18 ) are curved and their radius of curvature (R3) is approximately 0.015 D to 0.025 D (D = diameter of the propeller ( 10 )).

8. Propeller according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer surface ( 26 ) of the web ( 18 ) is curved in the axial direction ( 20 ) and its radius of curvature (R4) is approximately 0.05 D to 0.1 D.

9. Propeller according to one of claims 1 to 5, characterized in that the two legs ( 28 , 30 ) of the web ( 18 ) are inclined outwards at an angle (γ) to the axial direction ( 20 ) and the angle (γ) is approximately 15° to 25°, preferably approximately 20°.

10. Propeller according to one of the preceding claims, characterized in that the radius (R1) of the blade tip ( 16 ) is approximately 0.4 D to 0.6 D, preferably approximately 0.5 D. (D = diameter of the propeller 10 ).

11. Propeller according to one of the preceding claims, characterized in that the agitator blades ( 14 ) are curved in the circumferential direction and the radius (R2) of the curvature of the agitator blade surface is approximately 0.5 D to 1.0 D, preferably approximately 0.7 D to 1.0 D. (D = diameter of the propeller ( 10 )

12. Propeller according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of attack (α) of the impeller blades ( 14 ) decreases from the hub ( 12 ) to the blade tip ( 16 ).

13. Propeller according to claim 12, characterized in that the angle of attack (α) of the agitator blades ( 14 ) at the hub ( 12 ) is approximately 55° to 70°, and at the blade tip ( 16 ) is approximately 15° to 25°, in particular approximately 18° to 20°.

14. Propeller according to one of claims 1 to 9, characterized in that the front face ( 32 ) of the web ( 18 ) - seen in the direction of rotation (P) of the propeller ( 10 ) - is rounded. ( Fig. 5b)