DE102010049034B4 - Stirrer and agitator for mixing and / or homogenizing fluid media - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rührorgan eines Rührwerks zum Mischen und/oder Homogenisieren strömungsfähiger Medien mit einem Rohrkörper (1), der eine Eintrittsöffnung (2) und eine Austrittsöffnung (3) für ein strömungsfähiges Medium aufweist. Erfindungsgemäß ist der Rohrkörper (1) über ein Wandstück (4) mit wenigstens einem weiteren Rohrkörper (5) verbunden, dessen Eintrittsöffung (6) und dessen Austrittsöffnung (7) jeweils kleiner als die Eintrittsöffnung (2) und die Austrittsöffnung (3) des ersten Rohrkörpers (1) gewählt sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Rührwerk mit wenigstens zwei erfindungsgemäßen Rührorganen.The invention relates to an agitator element of an agitator for mixing and / or homogenizing flowable media with a tubular body (1) which has an inlet opening (2) and an outlet opening (3) for a flowable medium. According to the invention, the tubular body (1) is connected to at least one further tubular body (5) via a wall piece (4), the inlet opening (6) and outlet opening (7) of which are each smaller than the inlet opening (2) and the outlet opening (3) of the first Tubular body (1) are selected. The invention also relates to an agitator with at least two agitator elements according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rührorgan eines Rührwerks zum Mischen und/oder Homogenisieren strömungsfähiger Medien mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Rührwerk zum Mischen und/oder Homogenisieren strömungsfähiger Medien mit wenigstens zwei derartigen Rührorganen.The invention relates to a stirrer of an agitator for mixing and / or homogenizing fluid media with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an agitator for mixing and / or homogenizing fluid media with at least two such stirrers.

Rührwerke finden in den verschiedensten Anwendungsbereichen Einsatz. Als mögliche Anwendungsbereiche seien hier beispielhaft die Herstellung von Farben und Lacken oder die Herstellung von Getränken und Nahrungsmitteln genannt. Auch bei der Herstellung von Pharmaprodukten und Kosmetika bedarf es regelmäßig des Einsatzes von Rührwerken, so auch bei der Papier- und Keramikherstellung. Entsprechend dem jeweiligen Anwendungsbereich werden zum Mischen und/oder Homogenisieren der jeweiligen Stoffe verschiedene Rührwerksanordnungen eingesetzt. Bekannt sind beispielsweise Fass- und Container-Rührwerke, die in oder an dem jeweiligen Behälter angeordnet werden, oder selbsttragende Stativ-Rührwerke. Auch klein- bis großvolumige Behälter zur Lagerung oder für den Transport von Stoffmischungen können mit einem Rührwerk ausgestattet sein, um eine Entmischung während der Lagerung oder des Transports zu verhindern. Das Rührwerk wird auf das jeweilige Rührgut sowie die Form und die Größe des jeweiligen Behälters abgestimmt.Agitators are used in a wide variety of applications. Examples of possible fields of application include the production of paints and varnishes or the production of beverages and foodstuffs. Also in the production of pharmaceutical products and cosmetics it regularly requires the use of agitators, so also in the paper and ceramic production. Depending on the particular field of application, different agitator arrangements are used for mixing and / or homogenizing the respective substances. Known are, for example, drum and container stirrers, which are arranged in or on the respective container, or self-supporting tripod stirrers. Even small to large-volume containers for storage or for the transport of mixtures may be equipped with a stirrer to prevent segregation during storage or transport. The agitator is adapted to the respective material to be stirred and the shape and size of the respective container.

Rührwerke umfassen in der Regel eine elektromotorisch antreibbare Welle, mittels deren ein oder mehrere drehfest mit der Welle verbundene Rührorgane auf einer Kreisbahn bewegt werden. Eingesetzt in einen Behälter mit einem strömungsfähigen Medium werden die Rührorgane aufgrund ihrer Bewegung von dem Medium umströmt. In Abhängigkeit von der Form der Rührorgane, deren Anordnung im Behälter und der Geschwindigkeit, mit der die Rührorgane bewegt werden, stellen sich in dem Rührgut bestimmte Strömungsverhältnisse ein, die eine Durchmischung des Rührgutes bewirken.Stirrers usually comprise a motor driven shaft, by means of which one or more rotatably connected to the shaft agitators are moved on a circular path. Used in a container with a flowable medium, the stirring elements are flowed around because of their movement of the medium. Depending on the shape of the stirrers, their arrangement in the container and the speed at which the stirrers are moved, set in the mix certain flow conditions, which cause a mixing of the material to be stirred.

Aus der DE 39 01 894 A1 ist ein Rührwerk bekannt, das bei relativ geringer Bewegungsgeschwindigkeit der Rührorgane eine vollständige Durchmischung eines strömungsfähigen Mediums ermöglichen soll. Das Rührwerk soll dementsprechend auch zur Behandlung empfindlicher Stoffmischungen geeignet sein. Das Rührwerk umfasst eine Welle mit senkrecht zur Wellenlängsachse verlaufenden Armen, die an ihren freien Enden jeweils ein Rührorgan tragen. Jedes Rührorgan besteht aus einem Rohrkörper, der zumindest teilweise konisch verlaufend ausgebildet ist. Der konische Verlauf bewirkt, dass sich der Strömungsquerschnitt des Rohrkörpers in Strömungsrichtung, d. h. entgegen der Drehrichtung, verringert und dementsprechend eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit eines hindurchströmenden Rührgutes bewirkt. Die Längsachse des Rührorgans ist zudem in Drehrichtung schräg nach unten gestellt. In der Anlaufphase werden die Rührorgane daher vom Rührgut laminar durchströmt. Sobald sie jedoch eine vorbestimmte Minimalgeschwindigkeit erreicht haben, wird die Strömung im Innern der Rührorgane durch Staudruck zur Umkehr gezwungen. Die daraus resultierende Gegenströmung bewirkt, dass bereits bei niedriger Leistungsaufnahme des Antriebs, d. h. bei geringen Bewegungsgeschwindigkeiten der Rührorgane, bereits ein hervorragender, raumgreifender und dennoch äußerst schonender Rühreffekt erzielt werden kann.From the DE 39 01 894 A1 An agitator is known which should allow a complete mixing of a fluid medium at relatively low speed of movement of the stirring elements. Accordingly, the agitator should also be suitable for the treatment of sensitive substance mixtures. The agitator comprises a shaft with arms extending perpendicular to the longitudinal axis of the shaft, each of which carries a stirring element at its free ends. Each stirrer consists of a tubular body which is at least partially conical. The conical shape causes the flow cross-section of the tubular body in the flow direction, ie counter to the direction of rotation, reduced and accordingly causes an increase in the flow velocity of a flowing material to be stirred. The longitudinal axis of the stirrer is also placed in the direction of rotation obliquely downwards. In the start-up phase, the stirring elements are therefore flowed through in a laminar manner by the stirring material. However, once they have reached a predetermined minimum speed, the flow is forced inside the stirrers by back pressure for reversal. The resulting counterflow causes even at low power consumption of the drive, ie at low speeds of movement of the stirring, already an excellent, expansive yet extremely gentle stirring effect can be achieved.

Aus der DE 201 16 967 U1 geht ferner ein Rührkörper für eine Vorrichtung zum Rühren strömungsfähiger Medien hervor, dessen Ausbildung eine verbesserte Durchmischung des Rührgutes ermöglichen soll. Insbesondere soll der Rührkörper zum Rühren bzw. Mischen von hochviskosen Strömungsmitteln bzw. eines hochviskosen strömungsfähigen Rührgutes geeignet sein. Hierzu weist der Rührkörper eine Außenwand und einen Boden an einem Ende der Außenwand auf, wobei der Boden wenigstens eine Öffnung als Strömungsquerschnitt für das Rührgut besitzt. Durch die Außenwand wird eine Teilströmung des Rührgutes erfasst, welche mit Auftreffen auf den Boden eine Richtungsänderung erfährt. Die Richtungsänderung bewirkt eine Verwirbelung des Rührgutes, insbesondere seitlich von und hinter dem Rührkörper. Die Verwirbelung wiederum bewirkt, dass eine gute Durchmischung des Rührgutes erfolgt.From the DE 201 16 967 U1 Furthermore, a stirring body for a device for stirring flowable media, the formation of which is to enable improved mixing of the material to be stirred. In particular, the stirring body should be suitable for stirring or mixing highly viscous fluids or a highly viscous flowable material to be stirred. For this purpose, the stirring body on an outer wall and a bottom at one end of the outer wall, wherein the bottom has at least one opening as a flow cross section for the stirred material. Through the outer wall, a partial flow of the material to be stirred is detected, which undergoes a change in direction when hitting the ground. The change in direction causes a turbulence of the material to be stirred, in particular laterally from and behind the stirring body. The turbulence in turn causes a good mixing of the material to be stirred.

Aus der DE 10 2006 043 498 A1 geht zudem eine Dispergiermaschine für die Herstellung von Pulvermischungen mit einem gegengleich ausgebildeten Rotor- und Statorelement-Paar hervor, das so geformt ist, dass zwischen Rotor und Stator ein spaltförmiges Arbeitsvolumen ausgebildet wird, das im Betrieb der Dispergiermaschine von der Pulversuspension durchströmt wird. Dabei werden über die Rotordrehungen Scherkräfte in die Pulversuspension eingebracht, welche eine gute Durchmischung und/oder Homogenisierung der Pulversuspension bewirken. Die vorgeschlagene Dispergiermaschine soll insbesondere zur Herstellung von homogenen Suspensionen in der Hartmetall- und Cermetherstellung geeignet sein.From the DE 10 2006 043 498 A1 In addition, a dispersing machine for the production of powder mixtures with a counter-configured rotor and stator element pair emerges, which is shaped so that a gap-shaped working volume is formed between the rotor and the stator, through which the powder suspension flows during operation of the dispersing machine. In this case, shear forces are introduced into the powder suspension via the rotor rotations, which effect a thorough mixing and / or homogenization of the powder suspension. The proposed dispersing machine should be particularly suitable for the production of homogeneous suspensions in the hard metal and cermet production.

Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rührorgan bzw. ein Rührwerk mit solchen Rührorganen anzugeben, das insbesondere zum Mischen und/oder Homogenisieren hochviskoser strömungsfähiger Medien, wie beispielsweise Spachtelmassen, Offset-Druckfarben, Dichtungsmassen, Klebstoffe oder dergleichen, geeignet ist. Da es sich hier bei derartigen hochviskosen Produkten in der Regel um eine Suspension handelt, soll das Rührorgan bzw. das Rührwerk ferner zum Einrühren von pulverförmigen Feststoffen in Flüssigkeiten geeignet sein.Based on the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide an agitator or an agitator with such Rührorganen, in particular for mixing and / or homogenizing highly viscous flowable media, such as fillers, offset printing inks, sealants, adhesives or the like, is suitable. Since such high-viscosity products are generally a suspension, the agitator or agitator should also be suitable for stirring in powdered solids in liquids.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Rührorgan mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Rührwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 7 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Rührorgans bzw. eines erfindungsgemäßen Rührwerks werden in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.To solve the problem, an agitator with the features of claim 1 and an agitator with the features of claim 7 is proposed. Advantageous developments of a stirrer according to the invention or of an agitator according to the invention are specified in the respective subclaims.

Das Rührorgan gemäß Anspruch 1 umfasst einen Rohrkörper, der eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für ein strömungsfähiges Medium aufweist. Erfindungsgemäß ist der Rohrkörper über ein Wandstück mit wenigstens einem weiteren Rohrkörper verbunden, dessen Eintrittsöffnung und dessen Austrittsöffnung jeweils kleiner als die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung des ersten Rohrkörpers gewählt sind. Der weitere Rohrkörper ist in Strömungsrichtung des Rührgutes hinter dem ersten Rohrkörper angeordnet, so dass dieser in Strömungsrichtung eine Verringerung des Strömungsquerschnitts bewirkt. Die Verringerung des Strömungsquerschnitts führt zu einem Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit, wenn das Rührgut den weiteren Rührkörper passiert. Neben Rührorganen mit zwei Rührkörpern sind auch Rührorgane mit drei oder mehr hintereinander geschalteten Rührkörpern ausführbar, wobei der Strömungsquerschnitt eines nachfolgenden Rührkörpers jeweils kleiner als der Strömungsquerschnitt des vorhergehenden Rohrkörpers gewählt ist. Jeder Rührkörper bildet zudem eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung aus, welche von Seitenwänden begrenzt werden, die wiederum Kanten zur Erzeugung einer Scherwirkung besitzen. Die über die Kanten in das Rührgut eingetragenen Scherkräfte bewirken eine Zerkleinerung etwaiger sich in der Flüssigkeit gebildeter Pulveragglomerate, so dass die aus mehreren Rührkörpern bestehenden Rührorgane zu einer guten Homogenisierung des Rührgutes beitragen. Demzufolge kann bereits mit geringen Bewegungsgeschwindigkeiten der Rührorgane bzw. bei niedrigen Drehzahlen eines mit solchen Rührorganen ausgestatteten Rührwerks eine gute und damit effiziente Durchmischung sowie Homogenisierung des Rührgutes bewirkt werden.The stirring element according to claim 1 comprises a tubular body having an inlet opening and an outlet opening for a flowable medium. According to the invention, the tubular body is connected via a wall piece to at least one further tubular body, the inlet opening and the outlet opening of which are respectively selected smaller than the inlet opening and the outlet opening of the first tubular body. The further tubular body is arranged behind the first tubular body in the direction of flow of the material to be stirred, so that this causes a reduction in the flow cross-section in the flow direction. The reduction in the flow cross-section leads to an increase in the flow velocity when the stirred material passes through the further stirring body. In addition to stirring elements with two stirring bodies and stirring elements with three or more successively stirred bodies are executable, the flow cross-section of a subsequent stirring body is selected in each case smaller than the flow cross-section of the previous tubular body. Each stirring body also forms an inlet opening and an outlet opening, which are bounded by side walls, which in turn have edges for generating a shearing action. The shear forces introduced into the material to be stirred via the edges cause comminution of any powder agglomerates formed in the liquid, so that the stirring elements consisting of a plurality of stirring bodies contribute to good homogenization of the material to be stirred. Consequently, a good and thus efficient mixing and homogenization of the material to be stirred can be effected even with low speeds of movement of the stirring or at low speeds of an equipped with such stirrers agitator.

Vorzugsweise dient das Wandstück, das den ersten Rohrkörper mit dem wenigstens einen weiteren Rohrkörper verbindet, als Abstandshalter. Die Eintrittsöffnung des weiteren Rohrkörpers ist demnach zur Austrittsöffnung des ersten Rohrkörpers beabstandet. Gleiches gilt in Bezug auf weitere Rohrkörper, sofern mehr als zwei Rohrkörper vorgesehen sind, wobei die Eintrittsöffnung des jeweils nachfolgenden Rohrkörpers beabstandet zur Austrittsöffnung des vorhergehenden Rohrkörpers ist. Weiterhin vorzugsweise ist der Abstand zwischen zwei Rohrkörpern umlaufend gleich groß. Alternativ kann ein Abstand gewählt werden, der über den Umfang variiert. Dies ist der Fall, wenn die Ebene der Eintrittsöffnung eines nachfolgenden Rohrkörpers geneigt zur Ebene der Austrittsöffnung des vorangehenden Rohrkörpers ausgebildet ist. Betrachtet man die Kreisbahn, entlang welcher das Rührorgan bewegbar ist, ist das verbindende Wandstück bevorzugt radial innenliegend angeordnet. Es dient somit gleichermaßen als Leitblech und wirkt zudem einem Lufteinzug entgegen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Rührorgans hoch ist bzw. das mit einem solchen Rührorgan ausgestattete Rührwerk mit hoher Drehzahl betrieben wird, da dann die Gefahr eines Lufteinzuges besonders groß ist. Hohe Bewegungsgeschwindigkeiten können beim Dispergieren eines Pulvers in eine Flüssigkeit erforderlich sein, d. h. für gewöhnlich während einer ersten Phase des Rührvorgangs. Da das Wandstück zwischen den Rührkörpern einen unerwünschten Lufteinzug zu verhindern hilft, kann ein mit einem solchen Rührorgan ausgestattetes Rührwerk auch mit hohen Drehzahlen betrieben werden, sofern dies erforderlich sein sollte. Während einer zweiten Phase des Rührvorgangs, welche dem Homogenisieren des Rührgutes dient, kann dann die Drehzahl reduziert werden. Die beanspruchte Ausführung des Rührorgans stellt jedoch bereits bei niedrigen Drehzahlen eine gute Durchmischung und Homogenisierung des Rührgutes sicher. Das beanspruchte Rührorgan ist somit sowohl zum Mischen bzw. Dispergieren, als auch zum Homogenisieren einsetzbar. Ferner verhindern die hintereinander geschalteten Rührkörper eines Rührorgans die Bildung von Agglomeraten innerhalb einer Suspension, da mittels der Kanten der die Eintrittsöffnung begrenzenden Seitenwände eine Scherwirkung erzielbar ist, mittels welcher etwaige Agglomerate zerschlagen werden.Preferably, the wall piece connecting the first tubular body to the at least one further tubular body serves as a spacer. The inlet opening of the further tubular body is accordingly spaced from the outlet opening of the first tubular body. The same applies with regard to further tubular bodies, if more than two tubular bodies are provided, wherein the inlet opening of the respectively following tubular body is spaced from the outlet opening of the preceding tubular body. Further preferably, the distance between two tubular bodies circumferentially the same size. Alternatively, a distance may be chosen that varies over the circumference. This is the case when the plane of the inlet opening of a subsequent tubular body is inclined to the plane of the outlet opening of the preceding tubular body. If one considers the circular path along which the stirring element is movable, the connecting wall piece is preferably arranged radially inward. It thus serves equally as baffle and also counteracts an air intake. This is particularly advantageous if the speed of movement of the stirring member is high or the agitator equipped with such a stirring element is operated at high speed, since then the risk of air intake is particularly great. High speeds of movement may be required when dispersing a powder into a liquid, i. H. usually during a first phase of the stirring process. Since the wall piece between the stirrer helps to prevent unwanted air intake, a stirrer equipped with such a stirrer can also be operated at high speeds, if necessary. During a second phase of the stirring process, which serves to homogenize the material to be stirred, then the speed can be reduced. However, the claimed design of the stirring element ensures good mixing and homogenization of the material to be stirred even at low speeds. The claimed stirring element can thus be used both for mixing or dispersing and for homogenizing. Furthermore, the stirring bodies of an agitator connected one behind the other prevent the formation of agglomerates within a suspension, since by means of the edges of the side walls delimiting the inlet opening a shearing action can be achieved by means of which any agglomerates are shattered.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Wandstück, das die Rohrkörper verbindet, Bestandteil des ersten Rohrkörpers und/oder des weiteren Rohrkörpers. Das Wandstück kann somit bereits eine Seitenwand eines Rohrkörpers ausbilden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung bildet das Wandstück eine gemeinsame Seitenwand der über das Wandstück verbundenen Rohrkörper.According to a preferred embodiment of the invention, the wall piece that connects the tubular body, part of the first tubular body and / or the other tubular body. The wall piece can thus already form a side wall of a tubular body. According to a preferred embodiment of the invention, the wall piece forms a common side wall of the connected via the wall piece tubular body.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der erste Rohrkörper und/oder wenigstens ein weiterer Rohrkörper eine mehreckige, vorzugsweise eine rechteckige Querschnittsform besitzen. Vorteilhafterweise sind dann die Ecken gerundet ausgebildet. Alternativ kann auch eine runde Querschnittsform gewählt werden.Furthermore, it is proposed that the first tubular body and / or at least one further tubular body have a polygonal, preferably a rectangular cross-sectional shape. Advantageously, then the corners are rounded. Alternatively, a round cross-sectional shape can also be selected.

Unabhängig von der Querschnittsform ist der Strömungsquerschnitt über die axiale Erstreckung eines Rohrkörpers vorzugsweise gleichbleibend gewählt, d. h., dass die Eintrittsöffnung eines Rohrkörpers gleich groß der Austrittsöffnung ist. Hieran schließt sich dann in Strömungsrichtung ein weiterer Rohrkörper an, dessen Strömungsquerschnitt über seine axiale Erstreckung ebenfalls gleichbleibend jedoch kleiner als der des vorhergehenden Rohrkörpers ist. Alternativ kann ein Rohrkörper auch derart ausgebildet sein, dass sich sein Strömungsquerschnitt in Strömungsrichtung verringert. In diesem Fall weist der Rohrkörper eine konisch zulaufende Form auf. Regardless of the cross-sectional shape of the flow cross-section over the axial extent of a tubular body is preferably chosen to be consistent, ie, that the inlet opening of a tubular body is the same size of the outlet opening. This is then followed in the flow direction by another tubular body whose flow cross-section is likewise constant over its axial extension but smaller than that of the preceding tubular body. Alternatively, a tubular body may also be designed such that its flow cross-section is reduced in the flow direction. In this case, the tubular body has a tapered shape.

Wird eine mehreckige, insbesondere rechteckige Querschnittsform der Rohrkörper gewählt, besitzen diese jeweils eine parallel zum Wandstück ausgerichtete Seitenwand, wobei die Seitenwände der mehreren Rohrkörper versetzt zueinander angeordnet sind. Der Versatz ist derart gewählt, dass die Seitenwand eines nachfolgenden Rohrkörpers gegenüber der eines vorhergehenden Rohrkörper in Bezug auf die Kreisbahn, entlang welcher das Rührorgan bewegt wird, nach radial innen versetzt ist. Die nach radial innen versetzte Seitenwand eines nachfolgenden Rohrkörpers bildet somit in Strömungsrichtung eine Kante aus, mittels welcher eine Scherwirkung im Rührgut erzielbar. Diese Scherwirkung unterstützt das Zerschlagen von Agglomeraten.If a polygonal, in particular rectangular, cross-sectional shape of the tubular body is selected, these each have a side wall oriented parallel to the wall piece, wherein the side walls of the plurality of tubular bodies are arranged offset from one another. The offset is selected so that the side wall of a subsequent tubular body relative to that of a preceding tubular body with respect to the circular path, along which the stirring member is moved, is offset radially inward. The radially inwardly offset side wall of a subsequent tubular body thus forms an edge in the flow direction, by means of which a shearing action in the stirring material can be achieved. This shearing action helps break up agglomerates.

Weiterhin bevorzugt besitzen die Rohrkörper jeweils zwei weitere parallele Seitenwände, wobei die Seitenwände eines nachfolgenden Rohrkörpers parallel und versetzt zu den Seitenwände eines vorhergehenden Rohrkörpers angeordnet sind. Der Versatz ist wiederum derart gewählt, dass die parallelen Seitenwände eines nachfolgenden Rohrkörpers nach innen, d. h. den Strömungsquerschnitt verkleinernd, versetzt sind. Auch diese Seitenwände bilden somit Kanten aus, welche. Scherkräfte im Rührgut bewirken.Further preferably, the tubular bodies each have two further parallel side walls, wherein the side walls of a subsequent tubular body are arranged parallel and offset from the side walls of a preceding tubular body. The offset is in turn chosen such that the parallel side walls of a subsequent tubular body inwardly, d. H. reduce the flow cross-section, are offset. These side walls thus form edges, which. Cause shearing forces in the material to be stirred.

Ferner wird ein Rührwerk zum Mischen und/oder Homogenisieren strömungsfähiger Medien mit wenigstens zwei erfindungsgemäßen Rührorganen vorgeschlagen, wobei jedes Rührorgan über einen Tragarm mit einer Nabe zur Verbindung mit einer antreibbaren Welle verbunden ist. Ein solches Rührwerk kann 2, 3 oder 4 hintereinandergeschaltete Rohrkörper umfassen. Darüber hinaus sind auch Rührorgane denkbar, die mehr als vier Rohrkörper umfassen. Die zur Verbindung einer antreibbaren Welle vorgesehenen Tragarme sind vorzugsweise im gleichen Winkelabstand zueinander und in einer gemeinsamen Radialebene angeordnet. D. h., dass die Tragarme vorzugsweise radial verlaufen. Die Tragarme können einen runden Querschnitt besitzen oder mehreckig, beispielsweise rechteckig, zur Erzielung einer Scherwirkung ausgebildet sein.Further, an agitator for mixing and / or homogenizing fluid media is proposed with at least two Rührorganen invention, each stirring member is connected via a support arm with a hub for connection to a driven shaft. Such an agitator may comprise 2, 3 or 4 tubular bodies connected in series. In addition, stirrers are conceivable, which include more than four tubular body. The provided for connecting a driven shaft support arms are preferably arranged at the same angular distance from each other and in a common radial plane. D. h., That the support arms preferably extend radially. The support arms may have a round cross section or be polygonal, for example rectangular, designed to achieve a shearing action.

Die Befestigung eines Rührorgans an einem Tragarm erfolgt vorzugsweise im Bereich des die Rohrkörper verbindenden Wandstücks. Dieses ist vorzugsweise derart ausgerichtet, dass es in Bezug auf eine Tangente T, welche an einer zur Bewegungskreisbahn konzentrischen Kreislinie anliegt, in einem Winkel α angestellt ist. Der Winkel α liegt vorzugsweise zwischen 5° und 25°, weiterhin vorzugsweise zwischen 10° und 20°. Dadurch ist das Rührorgan in Strömungsrichtung nach radial außen geschwenkt.The attachment of a stirring element on a support arm is preferably carried out in the region of the wall piece connecting the tubular body. This is preferably oriented in such a way that it is set at an angle α with respect to a tangent T, which bears against a circle concentric with the movement circle path. The angle α is preferably between 5 ° and 25 °, more preferably between 10 ° and 20 °. As a result, the stirring element is pivoted in the flow direction radially outward.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Rührorgane gegenüber einer Radialebene E senkrecht zur Drehachse A in einem Winkel β angestellt sind. Der Winkel β liegt vorzugsweise zwischen 5° und 25°, weiterhin vorzugsweise zwischen 10° und 20°. Der Anstellwinkel β bewirkt, dass das sich in einem Behälter befindende Rührgut auch über die Höhe des Behälters eine gute Durchmischung erfährt.Furthermore, it is proposed that the stirring elements are set at a β angle with respect to a radial plane E perpendicular to the axis of rotation A. The angle β is preferably between 5 ° and 25 °, more preferably between 10 ° and 20 °. The angle of attack β causes the material to be stirred in a container to undergo thorough mixing even over the height of the container.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:A preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. These show:

1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rührwerks, 1 a side view of an agitator according to the invention,

2 eine Draufsicht auf das Rührwerk der 1, 2 a plan view of the agitator of 1 .

3 einen Schnitt durch ein Rührorgan des Rührwerks der 1 und 3 a section through a stirrer of the agitator of 1 and

4 eine perspektivische Ansicht des Rührwerks der 1. 4 a perspective view of the agitator of 1 ,

Das Rührwerk der 1 weist drei erfindungsgemäße Rührorgane auf, von denen jedes über einen Tragarm 16 mit einer Nabe 17 verbunden ist (siehe auch 2). Zur Darstellung der Nabe 17 ist das im Vordergrund befindliche Rührorgan durchbrochen gezeigt. Dennoch ist aus der 1 ersichtlich, dass die Rührorgane gegenüber einer Radialebene E, welche senkrecht zur Drehachse A angeordnet ist, um einen Winkel β angestellt sind. In Strömungsrichtung kippen demzufolge die Rührorgane um den Winkel β nach oben. Dies bewirkt, dass hindurchströmendes Rührgut nach oben verdrängt und frisches Rührgut nachgezogen wird, wenn das Rührwerk entlang einer Kreisbahn 18 bewegt wird (siehe 2).The agitator of 1 has three stirrers according to the invention, each of which has a support arm 16 with a hub 17 is connected (see also 2 ). For the representation of the hub 17 is shown in the foreground stirrer open. Nevertheless, is from the 1 it can be seen that the stirring elements are set at an angle β with respect to a radial plane E, which is arranged perpendicular to the axis of rotation A. Consequently, in the flow direction, the stirring elements tilt upwards by the angle β. This causes flowing through material displaced upwards and fresh stirring material is retightened when the agitator along a circular path 18 is moved (see 2 ).

Die über die Tragarme 16 an einer Nabe 17 befestigten Rührorgane weisen jeweils zwei Rohrkörper 1, 5 auf, welche über ein Wandstück 4 miteinander verbunden sind. Das Wandstück 4 dient zugleich als Abstandshalter zwischen den Rohrkörpern 1, 5, so dass die Eintrittsöffnung 6 des hinteren Rohrkörpers 5 beabstandet zur Austrittsöffnung 3 des vorderen Rohrkörpers 1 ist. Die Eintrittsöffnung 6 des hinteren Rohrkörpers 5 ist zudem kleiner als die Austrittsöffnung 3 des vorderen Rohrkörpers 1 gewählt, so dass sich der Strömungsquerschnitt eines Rührorgans in Strömungsrichtung verringert. Die Rohrkörper 1, 5 der dargestellten Rührorgane weisen jeweils eine rechteckige Querschnittsform auf, wobei die Ecken 9 gerundet ausgebildet sind. Die rechteckige Querschnittsform ist derart gewählt, dass die Eintrittsöffnung 2, 6 eines Rohrkörpers 1, 5 gleich groß der jeweiligen Austrittsöffnung 3, 7 ist. D. h., dass jeder Rohrkörper 1, 5 einen in Strömungsrichtung gleichbleibenden Strömungsquerschnitt besitzt. Eine Verjüngung des Strömungsquerschnitts erfolgt erst mit dem nachfolgenden Rohrkörper 5. Wie insbesondere aus der 4 ersichtlich, werden durch das Hintereinanderschalten mehrerer Rohrkörper 1, 5 rippenartige Rührorgane ausgebildet, welche die Erzeugung von Scherkräften im Rührgut bewirken, so dass eine gute Durchmischung und Homogenisierung insbesondere von hochviskosen Suspensionen erzielbar ist. Die Scherwirkung verhindert die Bildung von Agglomeraten, die es bei der Herstellung von Suspensionen zu vermeiden gilt. Insofern ist das dargestellte Rührwerk insbesondere für hochviskose Produkte, wie beispielsweise Spachtelmassen, geeignet. Die Rührorgane des in den 1 bis 4 dargestellten Rührwerks umfassen jeweils zwei Rohrkörper 1, 5, wobei die Erfindung auch Rührorgane einschließt, die mehr als zwei Rohrköper 1, 5 besitzen. Alternative Ausführungsformen weisen beispielsweise Rührorgane mit drei oder vier Rohrkörpern bzw. Rippen auf.The over the support arms 16 at a hub 17 attached stirrers each have two tubular body 1 . 5 on which over a wall piece 4 connected to each other. The wall piece 4 also serves as a spacer between the tubular bodies 1 . 5 so that the entrance opening 6 of the rear tubular body 5 spaced from the outlet opening 3 of the front tubular body 1 is. The entrance opening 6 of rear tubular body 5 is also smaller than the outlet opening 3 of the front tubular body 1 chosen, so that the flow cross-section of a stirring member decreases in the flow direction. The tubular body 1 . 5 The stirrers shown each have a rectangular cross-sectional shape, wherein the corners 9 are rounded. The rectangular cross-sectional shape is chosen such that the inlet opening 2 . 6 a tubular body 1 . 5 the same size of the respective outlet opening 3 . 7 is. That is, each tube body 1 . 5 has a flow in the same direction flow cross-section. A rejuvenation of the flow cross-section takes place only with the subsequent tubular body 5 , As in particular from the 4 can be seen, by the series connection of several tubular body 1 . 5 formed rib-like stirring elements, which cause the generation of shear forces in the material to be stirred, so that a good mixing and homogenization in particular of highly viscous suspensions can be achieved. The shearing action prevents the formation of agglomerates, which must be avoided in the preparation of suspensions. In this respect, the agitator shown is particularly suitable for high-viscosity products, such as putties. The stirrers of the in the 1 to 4 shown agitator each comprise two tubular body 1 . 5 The invention also includes agitators having more than two tubular bodies 1 . 5 have. Alternative embodiments have, for example, stirring elements with three or four tubular bodies or ribs.

Wie insbesondere aus den 3 und 4 ersichtlich, ist das die Rohrkörper 1, 5 verbindende Wandstück 4 als gemeinsame Seitenwand 8 ausgebildet. Parallel zur Seitenwand 8 weist jeder Rohrkörper 1, 5 eine weitere Seitenwand 7, 11 auf, wobei die Seitenwände 7, 11 versetzt zueinander angeordnet sind. Die versetzte Anordnung bewirkt eine Verringerung des Strömungsquerschnitts in Strömungsrichtung (siehe 3). Die Strömungsrichtung ist der Bewegungsrichtung entgegengesetzt, wobei letztere durch den Pfeil 19 in der 2 angedeutet ist. Eine Verringerung des Strömungsquerschnitts in Strömungsrichtung wird ferner dadurch bewirkt, dass zwei weitere parallele Seitenwände 14, 15 des hinteren Rohrkörpers 5 ebenfalls versetzt zu den entsprechenden Seitenwänden 12, 13 des vorderen Rohrkörpers 1 angeordnet sind. Die Seitenwände 12, 13, 14, 15 bilden ebenfalls Kanten aus, mittels welcher Scherkräfte im Rührgut erzielbar sind, welche wiederum das Zerschlagen von Agglomeraten bewirken.As in particular from the 3 and 4 it can be seen that this is the tubular body 1 . 5 connecting wall piece 4 as a common sidewall 8th educated. Parallel to the side wall 8th points each tube body 1 . 5 another side wall 7 . 11 on, with the side walls 7 . 11 offset from one another. The staggered arrangement causes a reduction of the flow cross-section in the flow direction (see 3 ). The direction of flow is opposite to the direction of movement, the latter being indicated by the arrow 19 in the 2 is indicated. A reduction of the flow cross-section in the flow direction is further effected by having two further parallel side walls 14 . 15 of the rear tubular body 5 also offset to the corresponding side walls 12 . 13 of the front tubular body 1 are arranged. The side walls 12 . 13 . 14 . 15 also form edges, by means of which shear forces can be achieved in the mix, which in turn cause the smashing of agglomerates.

Wie ferner aus 3 ersichtlich, ist jedes Rührorgan gegenüber einer Tangente T an einer zur Bewegungskreisbahn 18 konzentrischen Kreislinie um den Winkel α derart angestellt, dass das Rührorgan in Strömungsrichtung nach radial außen geschwenkt ist. Das Anstellen der Rührorgane um den Winkel α bewirkt, dass die Kreisbahn 18 im Wesentlichen mittig durch die Rohrkörper 1, 5 führt. Das die Rohrkörper 1, 5 verbindende Wandstück 4 kann hierzu eben ausgeführt sein. Gegenüber dem Tragarm 16 ist das Wandstück 4 um den Winkel α + 90° angestellt. Der Winkel α beträgt vorliegend 15°. Der Winkel β, um den das Rührorgan gegenüber einer Radialebene E angestellt ist (siehe 1), beträgt vorliegend 13°.As further out 3 it can be seen that each stirring element is opposite to a tangent T at one of the movement circle path 18 Concentric circular line by the angle α so employed that the stirrer is pivoted in the flow direction radially outward. The hiring the stirrers by the angle α causes the circular path 18 essentially centrally through the tubular body 1 . 5 leads. That the tubular body 1 . 5 connecting wall piece 4 can be executed for this purpose. Opposite the support arm 16 is the wall piece 4 adjusted by the angle α + 90 °. The angle α is presently 15 °. The angle β, around which the stirrer is set against a radial plane E (see 1 ), in the present case is 13 °.

Das dargestellte Rührwerk eignet sich insbesondere zur Herstellung von Spachtelmassen, insbesondere Autospachtelmassen, welche hochviskose Suspensionen sind. Das Rührwerk ermöglicht zum einen das Einrühren des Pulvers in die Flüssigkeit, wobei in dieser Phase des Vorgangs das Rührwerk mit einer höheren Drehzahl betrieben werden kann. Während einer zweiten Phase des Rührvorgangs kann dann zur Homogenisierung des Produktes das Rührwerk mit einer geringeren Drehzahl betrieben werden, so dass der Energieaufwand verringert wird. Somit erfüllt das Rührwerk zwei Funktionen, nämlich die eines Dispergierwerks und eines Rührwerks zur Homogenisierung, dass auf dem System der Hohlkörper-Rührorgane basiert. Durch die hohe Scherwirkung der rippenartigen Rührorgane kann ferner ein Dispergieren des einzurührenden Pulvers bereits bei geringer Drehzahl des Rührwerks bewirkt werden, so dass der Energieaufwand weiter verringert und die Gefähr des Lufteinzuges gemindert wird. Für den vorstehend genannten Anwendungsbereich kann das Rührwerk der 1 bis 4 einen Außendurchmesser D₂ = 210 mm besitzen. Die maximale radiale Erstreckung a beträgt dann vorzugsweise 60 mm. Dies ergibt eine Kreisbahn 18, entlang welcher die Rührorgan bewegt werden, deren Durchmesser D₁ = 150 mm beträgt. Der gemittelte Abstand b des Wandstücks 4 zur Nabe 17 beträgt vorzugsweise 30 mm. Der Außendurchmesser D₃ der Tragarme 16 ist vorliegend auf 12 mm festgelegt, während der Außendurchmesser D₄ vorliegend 30 mm beträgt. Die Nabe 17 ist mit einem Innengewinde ausgestattet, mittels dessen das Rührwerk mit einer Welle (nicht dargestellt) in Drehrichtung drehfest verbindbar ist.The stirrer shown is particularly suitable for the production of putties, in particular car putties, which are highly viscous suspensions. The agitator allows for a stirring of the powder into the liquid, in which phase of the process, the agitator can be operated at a higher speed. During a second phase of the stirring process, the agitator can then be operated at a lower rotational speed to homogenize the product, so that the energy expenditure is reduced. Thus, the agitator fulfills two functions, namely a dispersing unit and a stirrer for homogenization, which is based on the system of the hollow body stirring elements. Due to the high shear effect of the rib-like stirring elements, a dispersing of the powder to be stirred can also be effected even at a low rotational speed of the agitator, so that the energy consumption is further reduced and the risk of air intake is reduced. For the above application, the agitator of 1 to 4 have an outer diameter D ₂ = 210 mm. The maximum radial extent a is then preferably 60 mm. This results in a circular path 18 along which the stirrer are moved whose diameter D ₁ = 150 mm. The average distance b of the wall piece 4 to the hub 17 is preferably 30 mm. The outer diameter D _{3 of} the support arms 16 is set here to 12 mm, while the outer diameter D _{4 in the} present case is 30 mm. The hub 17 is equipped with an internal thread, by means of which the agitator with a shaft (not shown) in the rotational direction is rotatably connected.

Die Erfindung ist nicht auf die in den 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform beschränkt. Insbesondere kann die Anzahl der Rohrkörper 1, 5 eines Rührorgans sowie deren Querschnittsform und deren Anordnung zueinander variieren. Ferner ist die Erfindung nicht auf die angegebenen Abmessungen beschränkt. Die konkreten Abmessungen ergeben sich jeweils in Abhängigkeit vom vorgesehenen Anwendungsbereich und sind insbesondere auf die Größe eines das Rührgut aufnehmenden Behälters abgestimmt.The invention is not on the in the 1 to 4 illustrated embodiment limited. In particular, the number of tubular body 1 . 5 a stirrer and their cross-sectional shape and their arrangement vary from one another. Furthermore, the invention is not limited to the specified dimensions. The specific dimensions result in each case depending on the intended application and are particularly adapted to the size of the container receiving the stirring.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Rohrkörperpipe body

22

Eintrittsöffnunginlet opening

33

Austrittsöffnungoutlet opening

44

Wandstückwall piece

55

weiterer Rohrkörperfurther tubular body

66

Eintrittsöffnunginlet opening

77

Austrittsöffnungoutlet opening

88th

SeitenwandSide wall

99

Eckencorners

1010

SeitenwandSide wall

1111

SeitenwandSide wall

1212

SeitenwandSide wall

1313

SeitenwandSide wall

1414

SeitenwandSide wall

1515

SeitenwandSide wall

1616

TragarmBeam

1717

Nabehub

1818

Kreisbahnorbit

1919

Bewegungsrichtungmovement direction

Claims (9)

Rührorgan eines Rührwerks zum Mischen und/oder Homogenisieren strömungsfähiger Medien mit einem Rohrkörper (1), der eine Eintrittsöffnung (2) und eine Austrittsöffnung (3) für ein strömungsfähiges Medium aufweist und über ein Wandstück (4) mit wenigstens einem weiteren Rohrkörper (5) verbunden ist, dessen Eintrittsöffnung (6) und dessen Austrittsöffnung (7) jeweils kleiner als die Eintrittsöffnung (2) und die Austrittsöffnung (3) des ersten Rohrkörpers (1) gewählt sind, wobei die Eintrittsöffnung (2, 6) und die Austrittsöffnung (3, 7) eines jeden Rohrkörpers (1, 5) von Seitenwänden (10, 11, 12, 13, 14, 15) begrenzt werden, die Kanten zur Erzeugung einer Scherwirkung besitzen.Agitator of an agitator for mixing and / or homogenizing fluid media with a tubular body ( 1 ), which has an entrance opening ( 2 ) and an outlet opening ( 3 ) for a flowable medium and via a wall piece ( 4 ) with at least one further tubular body ( 5 ), whose inlet ( 6 ) and its outlet ( 7 ) each smaller than the inlet opening ( 2 ) and the exit opening ( 3 ) of the first tubular body ( 1 ) are selected, wherein the inlet opening ( 2 . 6 ) and the exit opening ( 3 . 7 ) of each tubular body ( 1 . 5 ) of side walls ( 10 . 11 . 12 . 13 . 14 . 15 ) having edges for generating a shearing action. Rührorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandstück (4) als Abstandshalter zwischen den Rohrkörpern (1, 5) dient, so dass die Eintrittsöffnung (6) des weiteren Rohrkörpers (5) zur Austrittsöffnung (3) des ersten Rohrkörpers (1) beabstandet ist.Stirrer according to claim 1, characterized in that the wall piece ( 4 ) as a spacer between the tubular bodies ( 1 . 5 ), so that the entrance opening ( 6 ) of the further tubular body ( 5 ) to the exit opening ( 3 ) of the first tubular body ( 1 ) is spaced. Rührorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandstück (4) Bestandteil des ersten Rohrkörpers (1) und/oder des weiteren Rohrkörpers (5) ist, wobei das Wandstück (4) vorzugsweise eine gemeinsame Seitenwand (8) der Rohrkörper (1, 5) bildet.Stirrer according to claim 1 or 2, characterized in that the wall piece ( 4 ) Component of the first tubular body ( 1 ) and / or the further tubular body ( 5 ), wherein the wall piece ( 4 ) preferably a common side wall ( 8th ) of the tubular body ( 1 . 5 ). Rührorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rohrkörper (1) und/oder wenigstens ein weiterer Rohrkörper (5) eine runde oder mehreckige, vorzugsweise eine rechteckige Querschnittsform besitzen, wobei die Ecken (9) weiterhin vorzugsweise gerundet ausgebildet sind.Stirrer according to one of the preceding claims, characterized in that the first tubular body ( 1 ) and / or at least one further tubular body ( 5 ) have a round or polygonal, preferably a rectangular cross-sectional shape, wherein the corners ( 9 ) are further preferably formed rounded. Rührorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrkörper (1, 5) jeweils eine parallel zum Wandstück (4) ausgerichtete Seitenwand (10, 11) besitzen, wobei die Seitenwände (10, 11) versetzt zueinander angeordnet sind.Stirrer according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular bodies ( 1 . 5 ) one each parallel to the wall piece ( 4 ) aligned side wall ( 10 . 11 ), the side walls ( 10 . 11 ) are offset from one another. Rührorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrkörper (1, 5) jeweils zwei weitere parallele Seitenwände (12, 13, 14, 15) besitzen, wobei die parallelen Seitenwände (14, 15) des einen Rohrkörpers (5) parallel und versetzt zu den parallelen Seitenwänden (12, 13) des anderen Rohrkörpers (1) angeordnet sind.Stirrer according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular bodies ( 1 . 5 ) two further parallel side walls ( 12 . 13 . 14 . 15 ), wherein the parallel side walls ( 14 . 15 ) of a tubular body ( 5 ) parallel and offset to the parallel side walls ( 12 . 13 ) of the other tubular body ( 1 ) are arranged. Rührwerk zum Mischen und/oder Homogenisieren strömungsfähiger Medien mit wenigstens zwei Rührorganen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei jedes Rührorgan über einen Tragarm (16) mit einer Nabe (17) zur Verbindung mit einer antreibbaren Welle verbunden ist.Agitator for mixing and / or homogenizing fluid media having at least two agitating members according to any one of claims 1 to 6, wherein each agitation member is connected via a support arm ( 16 ) with a hub ( 17 ) is connected for connection to a drivable shaft. Rührwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührorgane entlang einer Kreisbahn (18) bewegbar und derart ausgerichtet sind, dass das Wandstück (4) eines jeden Rührorgans in Bezug auf eine Tangente (T), welche an einer zur Kreisbahn (18) konzentrischen Kreislinie anliegt, in einem Winkel (α) angestellt ist, wobei der Winkel (α) zwischen 5° und 25°, vorzugsweise zwischen 10° und 20° liegt.Agitator according to claim 7, characterized in that the stirring elements along a circular path ( 18 ) are movable and aligned such that the wall piece ( 4 ) of each agitator with respect to a tangent (T), which at one to the circular path ( 18 ) concentric circle line, is employed at an angle (α), wherein the angle (α) between 5 ° and 25 °, preferably between 10 ° and 20 °. Rührwerk nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührorgane gegenüber einer Radialebene (E) senkrecht zur Drehachse (A) in einem Winkel (β) angestellt sind, wobei der Winkel (β) zwischen 5° und 25°, vorzugsweise zwischen 10° und 20° liegt.Agitator according to claim 7 or 8, characterized in that the stirrers with respect to a radial plane (E) perpendicular to the axis of rotation (A) at an angle (β) are employed, wherein the angle (β) between 5 ° and 25 °, preferably between 10 ° and 20 °.

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