DE1557021B2

DE1557021B2 - Stromstoerer fuer einen stehenden zylindrischen Ruehrbehaelter

Info

Publication number: DE1557021B2
Application number: DE19661557021
Authority: DE
Inventors: Jung Dr Hans; Walter Zapf
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1966-05-21
Filing date: 1966-05-21
Publication date: 1970-09-24
Also published as: NL6706978A; US3414240A; GB1178017A; DE1557021A1; BE698805A

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromstörer für einen stehenden zylindrischen Rührbehälter, um dessen Achse ein auf einer Welle angebrachter Rührer umlaufend angetrieben ist, wobei der Stromstörer aus einem in den Rührbehälter hineinragenden, parallel 5 zur Welle angeordneten Träger besteht, an dem zwei Leitschaufelgitter jeweils um 180° versetzt derart angeordnet sind, daß die Leitschaufeln etwa radial zur Behälterachse verlaufen und gegenüber der Waagerechten einen Anstellwinkel aufweisen. ίο

Im allgemeinen erzeugt ein Rührer in einem Rührbehälter nicht nur eine turbulente Bewegung des Behälterinhalts, sondern auch eine Rotation der gesamten Flüssigkeit um die Rührerachse oder die Mittelachse des Behälters. Dadurch entsteht eine Einsenkung der ¹S Flüssigkeitsoberfläche in der Mitte mit einer entsprechenden Erhöhung am Rande, eine Trombe.

Stromstörer in Rührbehältern haben unter anderem die Aufgabe, diese durch die Fliehkräfte entstehende Trombe zu unterdrücken. Bei einem Stromstörer üb- ^⁰ lieber Bauart wird die Tangentialgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch fest eingebaute Finger, Platten oder andere als Hindernis wirkende Einbauten vermindert (deutsche Patentschrift 675 302). Hinter dem Stromstörer bildet sich eine Karmansche Wirbelstraße aus, die zu abgelösten Wirbeln mit örtlich starken Schergefällen führt. Dieses Verhalten der Flüssigkeit hinter dem Stromstörer ergibt Toträume, in denen immer die Gefahr einer Koagulatbildung besteht.

In der USA.-Patentschrift 1 585 169 ist ein Stromstörer für einen Rührbehälter beschrieben, um dessen Achse ein auf einer Welle angebrachter Rührer umlaufend angetrieben ist, wobei der Stromstörer aus einem in den Rührbehälter hineinragenden, parallel zur Welle angeordneten Träger besteht, an dem zwei Leitschaufelgitter jeweils um 180° versetzt derart angeordnet sind, daß die Leitschaufeln etwa radial zur Behälterachse verlaufen und gegenüber der Waagerechten einen Anstellwinkel aufweisen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Stromstörer für einen mit Rührwelle versehenen Rührbehälter zu entwickeln, der die im allgemeinen entstehende Trombe in der Flüssigkeit unterdrückt, ohne aber dadurch die Strömung im gesamten zu stören oder die für den Antrieb der Rührwelle nötige Leistung zu erhöhen. Dieser Stromstörer ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Träger im Querschnitt als Strömungsprofil ausgebildet ist und die der Rührbehälterachse zugekehrten Leitschaufeln einen die Strömung nach oben lenkenden Anstellwinkel und die wandnahen Leitschaufeln einen die Strömung nach unten lenkenden Anstellwinkel aufweisen.

Um die Leitschaufelgitter unterschiedlichen Flüssigkeitsgeschwindigkeiten anzupassen, sind die einzelnen Leitschaufeln um eine waagerechte Achse drehbar angeordnet und alle Leitschaufeln über einer im hohlen Träger vorgesehenen Einrichtung gleichzeitig drehbar.

Träger und Leitschaufelgitter können gleichzeitig auch noch zur Übertragung von Wärme verwendet werden. Hierzu werden in einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Stromstörers der Träger und die einzelnen Leitschaufeln als Hohlkörper ausgebildet und Zufuhr- und Abfuhrvorrichtungen für ein wärmeübertragendes Medium vorgesehen.

In der Zeichnung ist der erfindungsgemäße Stromstörer beispielsweise dargestellt. Es zeigen F i g. 1 a und Ib Seitenansichten des Stromstörers, F i g. 2 und 3 Seitenansicht und Querschnitt durch den Stromstörer in vergrößertem Maßstab und

F ί g. 4 einen Querschnitt durch einen gefüllten Rührbehälter mit Rührwelle, in der rechten Hälfte ohne, in der linken Hälfte mit eingebautem Stromstörer.

Der Stromstörer (F i g. 1) besteht aus einem Träger 1, welcher zur Verringerung des Strömungswiderstandes im Querschnitt als Strömungsprofil ausgebildet ist, so daß sich beim Anströmen kleine Kräfte ergeben. Quer zur Achse des Trägers sind auf ihm zwei Gitter 2 und 3 aus Leitschaufeln la und 3a angeordnet (F i g, 1, 3). Der Träger 1 mit den Leitschaufelgittern 2 und 3 wird parallel zur Achse des Rührers zwischen der Wand 5 des Rührbehälters und der Rührerachse 4 angeordnet.

Die Leitschaufeln sind schräg zur Waagerechten an dem Träger 1 befestigt, und zwar ist das Gitter 2 unter einem Winkel+«, das Gitter3 unter einem Winkel —« angeordnet. Dadurch werden Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitsspiegel im Rührbehälter in Achsnähe gehoben und an der Wand nach unten abgelenkt. Durch die Stromstörer wird demnach die Tangentialgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch Umlenkung der Strömung verkleinert.

F i g. 4 zeigt für einen l-m³-Kessel die Wirkung des Stromstörers auf die Trombe. Die obere Profillinie 6 (F i g. 4, rechte Hälfte) der Trombe wird nach Einbau des Stromstörers gemäß der Erfindung in der Mitte gehoben und am Rand gesenkt (F i g. 4, linke Hälfte).

Beim Einbau eines solchen Stromstörers in einen bei der Dispersionspolymerisation verwendeten Rührbehälter zeigte sich, daß die Leitschaufeln, bedingt durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit, frei von Koagulatansatz blieben. Die sonst an den Stromstörern auftretenden und von den Wirbeln erzeugten Eigenschwingungen konnten nicht mehr beobachtet werden. Die vom Rührer aufzubringende Energie .war bei gleicher Drehzahl wesentlich kleiner.

Messungen ergaben;

N₁: N₂: N₃ ^ 1:1,3:1,7 ■

Hierin ist
N₁ die Leistungsaufnahme des Rührermotors ohne Stromstörer,

N₂ die Leistungsaufnahme mit einem erfindungsgemäßen Stromstörer und

N₃ die Leistungsaufnahme mit einem Fingerstromstörer üblicher Bauart..
Ausmessungen an der Trombe ergaben:

V₁-V₂: V₃ = 1:0,2: 0,6.

Hierin ist

V₁ das Volumen der Trombe ohne Stromstörer, V₂ das Volumen der Trombe nach Einbau eines erfindungsgemäßen Siromstörers und V₃ das Volumen der Trombe nach Einbau eines

Fingerstromstörers üblicher Bauart. Wie sich aus Versuchen weiterhin ergeben hat, wird schon durch Schaufelprofile mit einfachen geometrischen Formen, z. B. durch Platten, die unter den Winkeln -\-oc und —« angeordnet werden, eine wirkungsvolle Beeinflussung der Trombe erreicht.

Claims

Patentansprüche:

1. Stromstörer für einen stehenden zylindrischen Rührbehälter, um dessen Achse ein auf einer Welle

angebrachter Rührer umlaufend angetrieben ist, wobei der Stromstörer aus einem in den Rührbehälter hineinragenden, parallel zur Welle angeordneten Träger besteht, an dem zwei Leitschaufelgitter jeweils um 180° versetzt derart angeordnet sind, daß die Leitschaufeln etwa radial zur Behälterachse verlaufen und gegenüber der Waagerechten einen Anstellwinkel aufweisen, d adurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) im Querschnitt als Strömungsprofil ausgebildet ist und die der Rührbehälterachse zugekehrten Leitschaufeln (3 a) einen die Strömung nach oben lenkenden Anstellwinkel (+ac) und die wandnahen Leitschaufeln (2 a) einen die Strömung nach unten lenkenden Anstellwinkel (—cc) aufweisen.

2. Stromstörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Leitschaufeln (2 a, 3 a) um eine waagerechte Achse drehbar angeordnet und alle Leitschaufeln über einer im hohlen Träger (1) vorgesehene Einrichtung gleichzeitig drehbar sind.

3. Stromstörer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung von Wärme der Träger (1) und die einzelnen Leitschaufeln (2 a, 3a) als Hohlkörper ausgebildet und Zufunrund Abfuhrvorrichtungen für ein wärmeübertragendes Medium vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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