EP2370198A1 - Bördelrührer - Google Patents

Bördelrührer

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EP2370198A1
EP2370198A1 EP09799550A EP09799550A EP2370198A1 EP 2370198 A1 EP2370198 A1 EP 2370198A1 EP 09799550 A EP09799550 A EP 09799550A EP 09799550 A EP09799550 A EP 09799550A EP 2370198 A1 EP2370198 A1 EP 2370198A1
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EP
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stirring
stirring body
stirrer
recess
flat element
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Martin Hirzel
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    • B01F27/051—Stirrers characterised by their elements, materials or mechanical properties
    • B01F27/054—Deformable stirrers, e.g. deformed by a centrifugal force applied during operation
    • B01F27/0541—Deformable stirrers, e.g. deformed by a centrifugal force applied during operation with mechanical means to alter the position of the stirring elements
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    • B01F27/071—Fixing of the stirrer to the shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F27/072—Stirrers characterised by their mounting on the shaft characterised by the disposition of the stirrers with respect to the rotating axis
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    • B01F27/11251—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis having holes in the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/117—Stirrers provided with conical-shaped elements, e.g. funnel-shaped

Definitions

  • the invention relates to a stirring body, in particular for industrial stirrers according to the preamble of patent claim 1.
  • Industrial stirrers are used for stirring, mixing or blending substances or substances such as liquids, powdery substances or dough-like masses. In this case, different requirements are placed on the stirring method and the stirring result, wherein an essential criterion is the selection of the geometric shape of a stirring body. Under industrial stirrers is in the present case any type of production technology used stirrers to understand, be it for example stirrers from the food industry, paint industry or from the construction or environmental technology.
  • Another selection criterion for the embodiment of a stirrer is always the shape of the stirred tank.
  • stirrers are often associated with considerable investment, especially when in the food industry with efficient surfaces to be cleaned (stainless steel) and edge-free or dirt groove-free processing must be expected.
  • edge-free or dirt groove-free processing must be expected.
  • the realized possibility of a simple cleaning of the stirring body is a criterion for its selection.
  • the invention has the object, a stirrer, in particular for industrial stirrers, further develop such that a cost-effective production of adapted for a variety of mixing tasks Stirring is possible.
  • the invention is characterized by the features of claim 1.
  • the invention is based on a stirring body, in particular for industrial stirrers, wherein the stirring body is designed in the stirring direction with a plane-like cross-sectional area.
  • the stirring body is moved through a medium to be stirred.
  • the stirring direction corresponds to this direction of movement, wherein in the case of a rotating stirrer under the stirring direction substantially at a time tangentially applied to a circular path direction to understand. Along the circular path, the stirring direction thus changes correspondingly to the circular movement of the rotating stirrer.
  • the stirring body can be adapted in its shape, in its dimensions and in its position with respect to a stirring shaft generating the stirring without significant restrictions of the respective stirring task.
  • the stirring body according to the invention is characterized in that the plane-like cross-sectional area of the stirring body is interrupted by a recess, ie it has a hole in the surface area.
  • stirred medium such as a highly viscous or jelly-like mass after stirring a mixing / mixing with a required homogeneity, especially in the beginning Having corner regions of square stirred containers.
  • the recess is arranged centrally in the plane of the stirring body. Via the centrally arranged recess, an increased symmetry of a flow profile formed during the stirring process is made possible, whereby an improved homogenization can be achieved.
  • a centric arranged recess further reduces the H first 11 cost of such a stirring body, as available standard parts of other industries often this symmetry is present, which are to be used for example as components for producing such a stirring body.
  • the stirring body is formed from a flat element and a flange.
  • the flat element forms an enlarged stirring cross-sectional area in the medium to be stirred in the stirring direction, the flange following the flat element producing a funnel effect and thus influencing the stirring flow profile.
  • the flange adjoins the central recess. This has the advantage that the medium to be mixed can flow through the recess.
  • the forming Rsweepingströmungsprofil is further improved in this way, so that, for example, toroidal rotational flow (similar to a Rauchkringels of cigarette smoke) can form around the stirring body.
  • the flange is formed in the direction of stirring in relation to the material thickness of the flat body the same length or longer. If the flange is formed the same length in relation to the thickness of the flat body, an optimized flow behavior of the medium is achieved, which achieves a good mixing of the medium to be stirred. If, for example, the crimp in the stirring direction is made longer in relation to the thickness of the flat body, it is possible to utilize the advantages of a tubular stirrer and its stirring behavior in, for example, a viscous medium.
  • the surface of the flat element to the surface of the recess in a ratio range of at least 0.5: 1 to l: x> l is formed.
  • Ratio sizes of 0.8 to 8 have been found to be useful combination of annular surface to inner diameter surface which can be realized with standard parts.
  • the stirring body according to the invention forms a sufficient, planar-like cross-sectional area to produce the aforementioned advantages such as a homogeneous medium at low speed of the stirrer.
  • the task is given expanded to the effect that with increasing stirring speed a forming axial vortex must not pass through to the stirring body, otherwise air would be introduced into the material to be stirred. This may also be desirable in individual cases.
  • the flat element is designed as a round, oval or square body.
  • the formation of the flat element with different surface shapes has the advantage that the plane-like cross-sectional area of the flat element in each case the
  • the recess and the adjoining flare is round, oval or square. This has the advantage that depending on the stirring task, the cross-sectional area of the recess and the adjoining lateral surface of the Bördeis can be designed differently.
  • An alternative attachment of the stirring body to the stirring shaft by, for example, an articulated connection has the advantage that the stirrer can be introduced into a container opening in the pivoted-in state, wherein the diameter of the opening can be smaller than the effective stirring diameter. Due to the centrifugal force, the pendulum arranged on the articulated joint stirring body during the stirring process to a larger effective radius.
  • the stirring body is a welding bead. This has the advantage that standard parts are to be used, for example, for producing a stirring body according to the invention, which advantageously lowers the production costs of such a stirrer.
  • Another aspect of the invention is based on a stirrer, in particular an industrial stirrer, which is formed from a drive shaft, at least one spoke and at least one stirrer.
  • the effective stirring diameter can be adjusted by appropriate length adjustment of the spoke to the geometry of the respective stirred tank.
  • the essence of this aspect is that at least one, preferably three stirring bodies according to the invention are present.
  • the stirring body is rotatably formed on the shaft and / or pivotally mounted on the spoke.
  • Fig. 1 is a perspective view of a to be arranged on a shaft end stirrer
  • FIG. 2 shows a rear view of a flat element with a central recess and subsequent flare.
  • 3 is a front view of a flat element with a central recess.
  • Fig. 4 is a side view of a stirring body according to the invention.
  • Fig. 1 shows a stirrer 1 according to the invention, which arranged on spokes 2 stirring body 3, in the present case arranged radially symmetrically about a hub 4 at a distance of 120 °.
  • the stirrers are set slightly inclined relative to the vertical, which is achieved via a rotation along the axis of the spokes 2.
  • the hub 4 has in its center further on a shaft receiving 5a, which allows a threaded bore attachment of the stirrer 1 to a motor-driven shaft (not shown here).
  • the stirrer 1 is set in rotation via the shaft, in such a way that the stirring bodies 3 are moved along the stirring direction 5.
  • the stirring body 3 has, on the one hand, a flat element 6 with a central recess 7, which forms the direction of rotation-related front side. On the stirring direction-related rear side, the stirring body 3 has a flange 8, which adjoins the recess 7 in the present case.
  • the stirrer body 3 is thus moved in the stirring direction 5 with the flat element 6 first through the medium to be stirred, wherein the medium to be stirred on the surface of the flat element 6 on the one hand by the recess 7 and the adjoining flare 8, on the other hand also flows around the stirring body 3.
  • the stirring bodies 3 are welded to a round material by means of a weld seam 9, which in turn is inserted into a stirring body attachment 10 on the spoke 2.
  • the Stirrer attachment 10 comprises a grub screw with which in the present case the round material welded to the stirrer body 3 is tensioned.
  • the attached to the spoke 2 Rhakismefest Trent 10 serves as a kind of connection adapter 11, which allows a compound of the stirring body 3 via the spoke 2 with the hub 4 and thus with the driving shaft via the shaft receiving 5.
  • connection adapter 11 such as threads, are conceivable.
  • connection adapter 11 makes it possible for the stirring bodies 3 to be inclined slightly in their vertical orientation with respect to the drive shaft and thus to provide improved stirring behavior, in particular with respect to a downward pulling force, similar to a screw.
  • the spoke 2 is itself in the present case also secured by welds to the hub 4, whereby the stirrer 1 forms a unit of three Rlick emotionsn 3 with corresponding fastening devices and Ardsadaptern.
  • the stirring bodies can also be welded to the spokes in the region of the flaky ice or on the surface next to the flare by means of the flanged form, in order to withstand the considerable shearing forces during the stirring.
  • FIG. 1 represents only a prototype. It would be more expedient to design a stirrer in process engineering which, in particular in the food industry, but also in a multitude of other applications, has an apparently one-piece construction. This would have to be chosen so that the multiplicity of openings and undercuts shown here would mean an almost impossible complexity with respect to the cleaning of the stirrer 1. In the application, it can therefore be assumed that a certain Constellation of stirrers 3 via spokes 2 are welded directly to a hub 4, the welds must be polished as smooth as possible in the wake and thus made insensitive to dirt deposits.
  • a corresponding angle of incidence of the Rcken stressesenkrechten against a drive shaft has the advantage that a certain tensile torque is exerted by the screw-like force down on the entire agitator 1, which in turn the rotational movement of the stirrer 1 is stabilized on the shaft, in particular against a rocking of vibration resonances ,
  • Fig. 2 shows a stirring body 3 according to the invention in the form of a Sch spabördeis, which in turn corresponds to a standard part.
  • the rear view of the Sch Strukturbördeis is shown, wherein the weld eyelet is formed of a flat element 6 and an adjoining flange 8.
  • the flange 8 has a flange wall thickness 21 which is chosen to be approximately equal to the surface element wall thickness 22.
  • the flare 8 is connected to the flat element 6 in a fluent continuous connection, so that no dirt deposits due to grooves or undercuts are to be feared even at these points.
  • the recess 7 in the middle of the stirring body 3 allows the passage of the medium to be stirred when moving in the stirring direction 5, which in the present case corresponds to a movement in the image plane.
  • Fig. 3 shows the front of a stirring body 3 according to the invention in the form of a Sch spabördeis.
  • the flat element 6 is connected in the region of the recess 7 fluently to the flange 8, which also provides an improved cleaning property in the present case.
  • the surface 31 of the recess 7, which corresponds to the passage cross-sectional area through the recess 7, in this case has in relation to the surface of the Flat element 32 has an approximately by a factor of 5.5 reduced effective stirring cross section.
  • the medium to be stirred is thus moved by a larger by a factor of about 5.5 portion of the surface of the flat element 32 according to the stirring direction 5, wherein a smaller proportion passes through the surface of the recess 31. In this way, a flow profile is generated around the agitator 3, which achieves a corresponding required mixing due to the effect on its environment.
  • Fig. 4 shows a side view of a stirring body 3 according to the invention in the form of a Sch spabördeis.
  • the stirring body 3 is in this case in
  • Stirring 5 moves, wherein schematically the flow pattern 41 is shown in fragmentary form in the form of drawn streamlines.
  • the illustrated flow pattern 41 represents only a sketch of a possible flow scenario, since the flow behavior of fluids around solids is essentially determined by the flow pattern
  • Movement speed of the solid on the one hand and by the fluid mechanical properties, such as the viscosity of the fluid medium, is influenced.
  • both laminar, rather unfavorable for a stirring flow conditions as well as turbulent or even chaotic flow patterns can arise.
  • the agitating body 3 according to the invention has a thickness of the flat body 42a which, in the present case, is chosen to be somewhat smaller in comparison with the thickness of the Bördeis 42.
  • a thickness of the flat body 42a which, in the present case, is chosen to be somewhat smaller in comparison with the thickness of the Bördeis 42.
  • the flare is connected at its flanging edge steadily passing over the flare 43 to the flat element 6, wherein the Forming the hemming radius 43 seen either from a surface portion of the flat element 6 or, as not shown here, also from the edge of the flat element 6, with the aid of an elongated and possibly not purely circular radius, may be formed.
  • Bördelradius 43 is a stirring body 3 feasible, which has almost no undercuts or depressions, which would represent, for example, for deposits in the form of impurities or difficulties in cleaning the device, for example in use in the food industry.
  • Connection adapter 21 Beading wall thickness

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

Rührkörper und Rührer, insbesondere für Industrierührer, welcher aus einer Welle, mindestens einer Speiche (2) und mindestens einem Rührkörper (3) gebildet ist, wobei mindestens ein, vorzugsweise drei Rührkörper (3) in Rührrichtung (5) mit einer ebenenartigen Querschnittsfläche von einer Ausnehmung (7) durchbrochen sind.

Description

Bördelrührer
Die Erfindung betrifft einen Rührkörper, insbesondere für Industrierührer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Industrierührer werden für ein Rühren, Vermischen oder Vermengen von Stoffen bzw. Substanzen, wie beispielsweise Flüssigkeiten, pulverförmigen Stoffen oder teigförmigen Massen eingesetzt. Dabei werden unterschiedliche Anforderungen an das Rührverfahren und das Rührergebnis gestellt, wobei ein wesentliches Kriterium die Auswahl der geometrischen Form eines Rührkörpers darstellt. Unter Industrierührern ist vorliegend jede Art von fertigungstechnisch eingesetzten Rührwerken zu verstehen, seien es beispielsweise Rührwerke aus der Lebensmittelindustrie, Farbindustrie oder auch aus dem Baugewerbe oder der Umwelttechnik.
Es ist bekannt, dass beispielsweise flüssige Stoffe mit hohen Viskositäten bzw. Stoffgemische mit unterschiedlichen Viskositäten der Ausgangsstoffe oder teigförmige Massen schwierig zu verrühren sind, um eine homogene Vermengung bzw. Vermischung der einzelnen Komponenten zu einer Gesamtmenge zu erreichen. Insbesondere ist hierbei auch die Vermeidung von strömungstechnischen Totgebieten bei der Durchmischungsbewegung zu betrachten, welche wiederum zu Inhomogenitäten im Endprodukt führen würden.
Ein weiteres Auswahlkriterium für die Ausführungsform eines Rührers stellt stets auch die Form des Rührbehälters dar.
BESTATIGUNGSKOPIE Es ist bekannt, dass bei Rührbehältern mit einer eckigen Behälterform oftmals eine nur unzureichende Vermischung bzw. Vermengung in den Eckenbereichen erreicht wird, wenn nicht das Rührelement speziell der Rühraufgabe angepasst gewählt ist.
Speziell angepasste Rührkörper sind jedoch oftmals mit erheblichen Investitionen verbunden, insbesondere wenn im Lebensmittelbereich mit effizient zu reinigenden Oberflächen (Edelstahl) und kantenfreier bzw. schmutzrillenfreier Verarbeitung gerechnet werden muss. Nicht zuletzt ist auch die realisierte Möglichkeit einer einfachen Reinigung des Rührkörpers ein Kriterium für dessen Auswahl.
Aus diesem Grunde liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rührkörper, insbesondere für Industrierührer, derart weiterzubilden, dass eine kostengünstige Herstellung von für eine Vielzahl von Rühraufgaben angepassten Rührkörpern ermöglicht wird.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.
Vorteilhafte Erweiterungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht von einem Rührkörper, insbesondere für Industrierührer, aus, wobei der Rührkörper in Rührrichtung mit einer ebenenartigen Querschnittsfläche ausgebildet ist.
In den meisten Fällen wird der Rührkörper durch ein zu rührendes Medium bewegt. Die Rührrichtung entspricht dieser Bewegungsrichtung, wobei im Falle eines rotierenden Rührers unter der Rührrichtung im Wesentlichen die zu einem Zeitpunkt tangential an einer Kreisbahn anliegende Richtung zu verstehen ist. Entlang der Kreisbahn ändert sich die Rührrichtung somit der Kreisbewegung des rotierenden Rührers entsprechend.
Der Rührkörper kann in seiner Form, in seinen Abmessungen und in seiner Lage mit Bezug auf eine die Rührbewegung erzeugende Rührwelle ohne wesentliche Einschränkungen der jeweiligen Rühraufgabe angepasst werden.
Gekennzeichnet wird der erfindungsgemäße Rührkörper dadurch, dass die ebenenartige Querschnittsfläche des Rührkörpers von einer Ausnehmung durchbrochen ist, er im Flächenbereich also ein Loch aufweist.
Untersuchungen mit einem derartigen Rührkörper, welcher in seiner ebenenartigen Querschnittsfläche von einer Ausnehmung durchbrochen ist, haben gezeigt, dass ein zu rührendes Medium wie beispielsweise eine hochviskose oder gar geleeartige Masse nach dem Rührvorgang eine Vermengung/Vermischung mit einer geforderten Homogenität, insbesondere auch ansatzweise in den Eckenbereichen von eckigen Rührbehältern aufweist.
Darüber hinaus zeigen die Untersuchungen, dass die beim Rührvorgang eintretende Durchmischung des Mediums bei Verwendung des erfindungsgemäßen Rührkörpers bereits bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen des Rührers, welche in etwa um die Hälfte gegenüber bekannten Rührern aus dem Stand der Technik vermindert sind, einsetzt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ausnehmung zentrisch in der Ebene des Rührkörpers angeordnet ist. Über die zentrisch angeordnete Ausnehmung ist eine erhöhte Symmetrie eines beim Rührvorgang ausgebildeten Strömungsprofils ermöglicht, wodurch eine verbesserte Homogenisierung erzielbar ist. Eine zentrisch angeordnete Ausnehmung vermindert weiterhin die H erste 11 kosten eines derartigen Rührkörpers, da bei erhältlichen Normteilen anderer Branchen oftmals diese Symmetrie vorhanden ist, welche beispielsweise als Bauteile zur Herstellung eines derartigen Rührkörpers zu verwenden sind.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Rührkörper aus einem Flachelement und einem Bördel gebildet ist. Das Flachelement bildet im zu rührenden Medium in Rührrichtung eine vergrößerte Rührquerschnittsfläche aus, wobei der auf das Flachelement folgende Bördel einen Trichtereffekt erzeugt und somit auf das Rühr-Strömungsprofil Einfluss nimmt.
Überdies wird in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, dass sich der Bördel an der zentrischen Ausnehmung anschließt. Dies hat den Vorteil, dass das zu verrührende Medium fließend durch die Ausnehmung hindurchtreten kann. Das sich ausbildende Rührströmungsprofil wird auf diese Weise weiterhin verbessert, sodass sich beispielsweise toroidale Rotationsströmungen (ähnlich eines Rauchkringels aus Zigarettenrauch) um den Rührkörper ausbilden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bördel in Rührrichtung im Verhältnis zur Materialstärke des Flachkörpers gleich lang oder länger ausgebildet ist. Wird der Bördel gleich lang im Verhältnis zur Stärke des Flachkörpers ausgebildet, wird ein optimiertes Fließverhalten des Mediums erreicht, welches eine gute Durchmischung des zu rührenden Mediums erzielt. Wird beispielsweise der Bördel in Rührrichtung im Verhältnis zur Stärke des Flachkörpers länger ausgebildet, ist es möglich, die Vorteile eines rohrförmigen Rührers und dessen Rührverhalten in einem beispielsweise zähflüssigen Medium zu nutzen. Darüber hinaus ist es in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Fläche des Flachelements zur Fläche der Ausnehmung in einem Verhältnisbereich von mindestens 0,5: 1 bis l :x> l gebildet ist. Als mit Standardteilen realisierbare zweckmäßige Kombination von Kreisringfläche zu Innendurchmesserfläche haben sich Verhältnisgrößen von 0,8 bis 8 herausgestellt. Durch dieses Flächenverhältnis der Ringfläche eines Flachelements zur Fläche der Ausnehmung wird gewährleistet, dass der erfindungsgemäße Rührkörper eine ausreichende, ebenenartige Querschnittsfläche ausbildet, um die vorbenannten Vorteile wie beispielsweise ein homogenes Medium bei niedriger Drehzahl des Rührers zu erzeugen. Oftmals ist jedoch auch die Aufgabenstellung dahin gehend erweitert gegeben, dass bei ansteigender Rührdrehzahl ein sich bildender axialer Strudel nicht bis zum Rührkörper durchtreten darf, da ansonsten Lufteinbringungen in das Rührgut erfolgen würden. Dies kann ggf. im Einzelfall auch erwünscht sein.
Darüber hinaus ist in einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Flachelement als runder, ovaler oder eckiger Körper ausgebildet ist. Die Ausbildung des Flachelements mit unterschiedlichen Flächenformen weist den Vorteil auf, dass die ebenenartige Querschnittsfläche des Flachelements jeweils der
Rühraufgabe bzw. dem zu rührenden Medium bzw. der Behälterform anpassbar ist.
In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausnehmung und der sich daran anschließende Bördel rund, oval oder eckig ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass je nach Rühraufgabe die Querschnittsfläche der Ausnehmung und die sich daran anschließende Mantelfläche des Bördeis unterschiedlich ausgebildet werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist überdies vorgesehen, dass die Befestigung des Rührkörpers an einer Welle mittels Gewindeverbindung, Schweißverbindung oder Adapterverbindung vorzugsweise über Speichen erfolgt. Eine alternative Befestigung des Rührkörpers an der Rührwelle durch beispielsweise eine Gelenkverbindung hat den Vorteil, dass der Rührer in eine Behälteröffnung in eingeschwenktem Zustand einführbar ist, wobei der Durchmesser der Öffnung kleiner als der wirksame Rührdurchmesser sein kann. Aufgrund der Fliehkraft stellen sich die an der Gelenkverbindung pendelnd angeordneten Rührkörper während des Rührvorgangs zu einem größeren effektiven Radius auf.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rührkörper ein Schweißbördel ist. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rührkörpers Normteile zu verwenden sind, was die Herstell kosten eines derartigen Rührers vorteilhaft senkt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung geht von einem Rührer, insbesondere einem Industrierührer aus, welcher aus einer Antriebswelle, mindestens einer Speiche und mindestens einem Rührkörper gebildet ist.
Dabei kann der effektive Rührdurchmesser durch entsprechende Längenanpassung der Speiche an die Geometrie des jeweiligen Rührbehälters angepasst werden.
Der Kern dieses Aspektes liegt darin, dass mindestens ein, vorzugsweise drei erfindungsgemäße Rührkörper vorhanden sind.
Aufgrund der frei wählbaren Anzahl der erfindungsgemäßen Rührkörper an einem Rührer kann dieser an die jeweilige Rühraufgabe bzw. an den Rührbehälter und dessen Abmessungen angepasst werden. Bei der Anzahl der Rührkörper bietet es sich an, Symmetriebetrachtungen um das Rotationszentrum anzustellen, um auftretende Lagerbelastungen der Antriebswelle zu minimieren. Grundsätzlich sind jedoch auch langsam laufende Rührer mit einem einzelnen Rührkörper denkbar.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rührers ist es vorgesehen, dass der Rührkörper drehbar an der Welle und/oder schwenkbar an der Speiche ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Raumlage der Querschnittsfläche des ebenenartigen Flachelementes an die jeweilige Rühraufgabe bzw. an das zu rührende Medium sowie an die Abmessungen und Form des Rührbehälters, insbesondere an die Einführöffnung angepasst werden kann. Insbesondere kann über ein Verschwenken der Rührkörper an der Speiche, also eine Veränderung der vertikalen Rührkörperausrichtung relativ zur Antriebswelle, eine Höhenwirkung des Rührers eingestellt werden, welche stabilisierend auf die Rotationsbewegung einwirken kann, indem der Rührer beispielsweise eine Zugkraft nach unten erfährt.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und den Zeichnungen hervor.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines an einem Wellenende anzuordnenden Rührers;
Fig. 2 eine rückseitige Ansicht eines Flachelements mit zentrischer Ausnehmung und sich daran anschließendem Bördel; Fig. 3 eine Vorderansicht eines Flachelements mit zentrischer Ausnehmung;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rührkörpers.
Im Detail zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Rührer 1, welcher an Speichen 2 angeordnete Rührkörper 3, vorliegend radial symmetrisch um eine Nabe 4 im Abstand von 120° angeordnet, aufweist. Die Rührkörper sind gegenüber der Vertikalen leicht geneigt eingestellt, was über eine Verdrehung entlang der Achse der Speichen 2 erreicht wird. Die Nabe 4 weist in ihrer Mitte des Weiteren eine Wellenaufnahme 5a auf, welche über eine Gewindebohrung eine Befestigung des Rührers 1 an einer motorgetriebenen Welle (hier nicht gezeigt) erlaubt. In der Anwendungstechnik wird der Rührer 1 über die Welle in Rotation versetzt, und zwar derart, dass die Rührkörper 3 entlang der Rührrichtung 5 bewegt werden.
Der Rührkörper 3 weist einerseits ein Flachelement 6 mit einer zentrischen Ausnehmung 7 auf, welches die rührrichtungsbezogene Vorderseite bildet. Auf der rührrichtungsbezogenen Rückseite weist der Rührkörper 3 einen Bördel 8 auf, welcher sich vorliegend an die Ausnehmung7 anschließt. Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Rührers 1 wird somit der Rührkörper 3 in Rührrichtung 5 mit dem Flachelement 6 voran durch das zu rührende Medium bewegt, wobei das zu rührende Medium an der Oberfläche des Flachelements 6 einerseits durch die Ausnehmung 7 und den daran anschließenden Bördel 8, andererseits auch um den Rührkörper 3 herumströmt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Rührkörper 3 mittels einer Schweißnaht 9 an ein Rundmaterial angeschweißt, welches wiederum in eine Rührkörperbefestigung 10 an der Speiche 2 eingesteckt wird. Die Rührkörperbefestigung 10 umfasst eine Madenschraube, mit welcher vorliegend das am Rührkörper 3 angeschweißte Rundmaterial gespannt wird. Die an der Speiche 2 befestigte Rührkörperbefestigung 10 dient als eine Art Verbindungsadapter 11, welcher eine Verbindung des Rührkörpers 3 über die Speiche 2 mit der Nabe 4 und somit mit der antreibenden Welle über die Wellenaufnahme 5 erlaubt. Auch andere Adapterausführungen, beispielsweise Gewinde, sind denkbar. Zusätzlich ist durch die rotationssymmetrische Ausbildung des Verbindungadapters 11 ermöglicht, dass die Rührkörper 3 in ihrer vertikalen Ausrichtung leicht gegenüber der Antriebswelle geneigt sind und somit ein verbessertes Rührverhalten, insbesondere in Bezug auf ein abwärts ziehendes Kraftmoment, ähnlich einer Schraube, bieten. Die Speiche 2 ist ihrerseits vorliegend ebenfalls über Schweißnähte an der Nabe 4 befestigt, wodurch der Rührer 1 eine Einheit aus drei Rührkörpern 3 mit entsprechenden Befestigungsvorrichtungen und Verbindungsadaptern bildet.
Für größere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Rührers können die Rührkörper auch im Bereich des Bördeis oder auf der Fläche neben dem Bördel mittels der Bördelform angepasster Halterungen an die Speichen angeschweißt sein, um den erheblichen Scherkräften während des Rührens standzuhalten.
Das vorliegend in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt jedoch ausschließlich einen Prototyp dar. Zweckmäßiger würde in der Verfahrenstechnik ein Rührer zu gestalten sein, der insbesondere im Bereich der Lebensmittelindustrie, aber auch in einer Vielzahl von andersartigen Anwendungen einen augenscheinlich einstückigen Aufbau aufweist. Die müsste so gewählt werden, da die hier gezeigte Vielzahl an Öffnungen und Hinterschneidungen eine nahezu unmögliche Komplexität in Bezug auf die Reinigung des Rührers 1 bedeuten würde. Im Anwendungsfall ist somit davon auszugehen, dass eine bestimmte Konstellation an Rührkörpern 3 über Speichen 2 direkt an einer Nabe 4 angeschweißt werden, wobei die Schweißnähte im Nachgang möglichst glatt poliert und somit gegenüber Schmutzablagerungen unempfindlich gemacht werden müssen. Ein entsprechender Anstellwinkel der Rührkörpersenkrechten gegenüber einer Antriebswelle bietet den Vorteil, dass ein gewisses Zugmoment durch die schraubenähnliche Krafteinwirkung nach unten auf den gesamten Rührer 1 ausgeübt wird, wodurch wiederum die Rotationsbewegung des Rührers 1 an der Welle, insbesondere gegenüber einem Aufschaukeln von Schwingungsresonanzen, stabilisiert wird.
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Rührkörper 3 in Form eines Schweißbördeis, welcher wiederum einem Normteil entspricht. In Fig. 2 ist die rückseitige Ansicht des Schweißbördeis dargestellt, wobei der Schweißbördel aus einem Flachelement 6 und einem daran anschließenden Bördel 8 gebildet ist. Der Bördel 8 weist vorliegend eine Bördelwandstärke 21 auf, welche in etwa gleich der Flächenelementwandstärke 22 gewählt ist. Der Bördel 8 ist vorliegend in einer fließend stetigen Verlaufsanbindung an das Flachelement 6 angeschlossen, sodass auch an diesen Stellen keine Schmutzablagerungen aufgrund von Rillen oder Hinterschneidungen zu befürchten sind. Die Ausnehmung 7 in der Mitte des Rührkörpers 3 ermöglicht den Durchtritt des zu rührenden Mediums bei Bewegung in Rührrichtung 5, was vorliegend einer Bewegung in die Bildebene hinein entspricht.
Fig. 3 zeigt die Vorderseite eines erfindungsgemäßen Rührkörpers 3 in Form eines Schweißbördeis. Das Flachelement 6 ist im Bereich der Ausnehmung 7 fließend an den Bördel 8 angebunden, was ebenfalls vorliegend eine verbesserte Reinigungseigenschaft bietet. Die Fläche 31 der Ausnehmung 7, was der Durchtrittsquerschnittsfläche durch die Ausnehmung 7 entspricht, weist vorliegend im Verhältnis zur Fläche des Flachelements 32 einen ca. um den Faktor 5,5 verkleinerten wirksamen Rührquerschnitt auf. Das zu rührende Medium wird somit durch einen um einen Faktor von ca. 5,5 größeren Anteil der Fläche des Flachelements 32 entsprechend der Rührrichtung 5 bewegt, wobei durch die Fläche der Ausnehmung 31 ein geringerer Anteil hindurchtritt. Auf diese Weise wird umgebend um den Rührkörper 3 ein Strömungsprofil erzeugt, welches aufgrund der Einwirkung auf seine Umgebung eine entsprechende geforderte Durchmischung erzielt.
Fig. 4 zeigt eine seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Rührkörpers 3 in Form eines Schweißbördeis. Der Rührkörper 3 wird hierbei in
Rührrichtung 5 bewegt, wobei schematisch das Strömungsbild 41 in Form von eingezeichneten Stromlinien ausschnittsweise gezeigt wird. Das gezeigte Strömungsbild 41 stellt vorliegend jedoch nur eine Skizze eines möglichen Strömungsszenarios dar, da das Strömungsverhalten von Fluiden um Festkörper herum im Wesentlichen durch die
Bewegungsgeschwindigkeit des Festkörpers einerseits als auch durch die fluidmechanischen Eigenschaften, beispielsweise die Viskosität des fluiden Mediums, beeinflusst wird. Hierbei können sowohl laminare, für einen Rührvorgang eher ungünstige Strömungsverhältnisse als auch turbulente oder gar chaotische Strömungsbilder entstehen.
Der erfindungsgemäße Rührkörper 3 weist eine Stärke des Flachkörpers 42a auf, welche im Vergleich zur Stärke des Bördeis 42 vorliegend etwas kleiner gewählt ist. Über die Variation der Stärke des Bördeis 42, also den Bereich, in welchem ein zu rührendes Fluid durch den Rührkörper geführt hindurchtritt, sind unterschiedliche Parameter in Bezug auf das zu erzielende Rührergebnis einstellbar.
Der Bördel ist an seiner Bördelkante stetig übergehend über den Bördelradius 43 an das Flachelement 6 angeschlossen, wobei die Ausbildung des Bördelradius 43 entweder von einem Flächenabschnitt des Flachelements 6 aus gesehen oder, wie vorliegend nicht gezeigt, auch vom Rand des Flachelements 6 aus, unter Zuhilfenahme eines langgestreckten und eventuell nicht rein kreisförmigen Radius, ausgebildet sein kann. Mittels eines derartig weich fließend übergehenden
Bördelradius 43 ist ein Rührkörper 3 realisierbar, welcher nahezu keine Hinterschneidungen oder Vertiefungen aufweist, welche beispielsweise für Ablagerungen in Form von Verunreinigungen oder Schwierigkeiten bei der Reinigung des Geräts, beispielsweise im Einsatz in der Lebensmittelindustrie, darstellen würden.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die hier gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sie umfasst vielmehr all diejenigen Ausgestaltungen, welche vom erfindungswesentlichen Gedanken Gebrauch machen. Insbesondere sind hierbei auch ähnlich geartete Normteile umfasst, welche die erfindungsgemäß beanspruchten Eigenschaften aufweisen.
Bezugszeichenliste
1 Rührer
2 Speiche 3 Rührkörper
4 Nabe
5 Rührrichtung
5a Wellenaufnahme
6 Flachelement 7 Ausnehmung
8 Bördel
9 Schweißnaht
10 Rührkörperbefestigung
11 Verbindungsadapter 21 Bördelwandstärke
22 Flachelementwandstärke
31 Fläche der Ausnehmung
32 Fläche des Flachelements 41 Strömungsbild 42 Stärke des Bördeis
42a Stärke des Flachkörpers
43 Bördelradius

Claims

Patentansprüche
1. Rührkörper (3), insbesondere für Industrierührer, wobei der Rührkörper (3) in Rührrichtung (5) mit einer ebenenartigen
5 Querschnittsfläche ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die ebenenartige Querschnittsfläche von einer Ausnehmung (7) durchbrochen ist.
2. Rührkörper (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) zentrisch in der Ebene des Rührkörpers (3) lo angeordnet ist.
3. Rührkörper (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rührkörper (3) aus einem Flachelement (6) und einem Bördel (8) gebildet ist.
4. Rührkörper (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch i5 gekennzeichnet, dass sich der Bördel (8) an der zentrischen
Ausnehmung (7) anschließt.
5. Rührkörper (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bördel (8) in Rührrichtung (5) im Verhältnis zur Stärke des Flachkörpers (42a) gleich lang oder länger
20 ausgebildet ist.
6. Rührkörper (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (32) des Flachelements (6) zur Querschnittsfläche (31) der Ausnehmung (7) in einem Verhältnisbereich von mindestens 0,5: 1 bis l :x> l gebildet ist.
7. Rührkörper (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flachelement (6) als runder, ovaler oder eckiger Körper ausgebildet ist.
8. Rührkörper (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5 gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) und der sich daran anschließende Bördel (8) rund, oval oder eckig ausgebildet ist.
9. Rührkörper (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rührkörper (3) ein Schweißbördel ist.
10. Rührer (1), insbesondere Industrierührer, welcher aus einer Welle, lo mindestens einer Speiche (2) und mindestens einem Rührkörper (3) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, vorzugsweise drei Rührkörper (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 vorhanden sind.
11. Rührer (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der i5 Rührkörper (3) drehbar an der Welle und/oder schwenkbar an der
Speiche (2) ausgebildet ist.
12. Rührer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Rührkörpers (3) an einer Welle mittels Gewindeverbindung und/oder Schweißverbindung
20 und/oder Adapterverbindung (11) erfolgt.
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