DE19640740A1 - Heat exchanger stirrer, e.g. for use in powder beds - Google Patents

Abstract

A heat exchanger stirrer, comprises of a stirrer axis with at least one spirally shaped stirring mechanism which is connected with the axis via radial supports. The stirring mechanism and the radial supports consist of hollow profiled sections, and the axis is in the form of two coaxial tubes. The supports locate with the tubes, and the axis has a rotational penetration, onto which the supply and removal lines can be connected.The heat transfer medium is pref. superheated steam.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeaustauschrührer zum vorzugsweise wandgängigen Einbau in einen senkrecht stehenden zylindrischen Behälter. Der Wärmeaustauschrührer ist insbesondere für den Wärmeaustausch in einem Bett aus pulverförmigem bzw. körnigem Gut geeignet.The present invention relates to a heat exchange stirrer preferably Wall-mounted installation in a vertical cylindrical container. Of the Heat exchange stirrer is especially designed for heat exchange in a bed powdery or granular material suitable.

Im allgemeinen sind Rührbehälter, bei denen gleichzeitig ein Wärmeaustausch stattfinden soll, mit einem Wärmeaustauschmantel versehen. Nachteilig bei solchen Rührbehältern ist der relativ schlechte Wärmeaustausch über die Behälterwand, insbesondere, wenn das gerührte Gut zum Anbacken neigt, so daß sich auf der Behälterinnenwand eine Isolationsschicht ausbildet. Auch durch geringe Tole­ ranzen der Wandgängigkeit des Rührers läßt sich eine solche Isolationsschicht nicht vollständig verhindern. Ferner verlangen geringe Toleranzen der Wand­ gängigkeit hohen konstruktiven Aufwand an Maßgenauigkeit von Behälter, Rührer und Führung der Rührerachse.In general, there are stirred tanks where heat exchange takes place at the same time should take place, provided with a heat exchange jacket. A disadvantage of such Stirred tanks is the relatively poor heat exchange over the tank wall, especially if the agitated material tends to cake, so that on the Container inner wall forms an insulation layer. Also by low tole If the stirrer is wall-accessible, such an insulation layer can be used not prevent completely. Furthermore, tight wall tolerances are required Common high design effort in terms of dimensional accuracy of container, stirrer and guidance of the stirrer axis.

Bekannt sind ferner Kühlmischer mit horizontaler Achse und wandgängigen schaufelartigen Rührelementen, bei denen die Antriebsachse für die Rührelemente von einem Kühlmedium durchströmt wird und die Rührelemente über Wärmelei­ tung zur Achse gekühlt werden.Cooling mixers with a horizontal axis and wall-mounted are also known shovel-like stirring elements, in which the drive shaft for the stirring elements is flowed through by a cooling medium and the stirring elements via heat be cooled to the axis.

Solche Kühlmischer sind unter der Bezeichnung Baureihe HKB von Firma Papenmeier Mischtechnik GmbH, D-32828 Augustdorf erhältlich.Such cooling mixers are under the name HKB series from the company Papenmeier Mischtechnik GmbH, D-32828 Augustdorf available.

Ferner sind vertikale Kühlmischer der Baureihe KGU des selben Herstellers bekannt, bei denen innerhalb des Behälters statische Kühlringe bzw. Kühlsegmente vorgesehen sind.Vertical cooling mixers from the KGU series are also from the same manufacturer known in which static cooling rings or cooling segments within the container are provided.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmeaustauschrührer, bestehend aus einer Rührerachse mit mindestens einem wendelförmigen Rührorgan, das durch radiale Streben mit der Achse verbunden ist, wobei das Rührorgan und die radialen Streben als durchgängige Hohlprofile und die Achse in Form zweier koaxialer Rohre ausgebildet sind, wobei mindestens eine Strebe in das eine Rohr und mindestens eine zweite Strebe in das andere Rohr mündet und die Achse im Abstand zum Rührorgan für jedes Rohr eine Drehdurchführung aufweist, mittels derer Zu- und Abführleitungen für das Wärmeübertragungsmedium anschließbar sind.The present invention relates to a heat exchange stirrer from a stirrer shaft with at least one helical stirrer, the is connected by radial struts to the axis, the agitator and the radial struts as continuous hollow profiles and the axis in the form of two coaxial tubes are formed, with at least one strut in the one tube and at least a second strut opens into the other tube and the axis in the Distance to the stirrer for each tube has a rotating union, by means of  whose supply and discharge lines for the heat transfer medium can be connected are.

Vorzugsweise wird der Wärmeaustauschrührer in einem zylindrischen Behälter mit vertikaler Achse eingesetzt. Rührerdurchmesser und Innendurchmesser des Behäl­ ters sind vorzugsweise auf Wandgängigkeit des Rührers abgestimmt. Insbesondere sollen die Innenkontur des Behälters im Mantel- und Bodenbereich mit der Kontur des rotierenden Rührers wandgäng korrespondieren.Preferably, the heat exchange stirrer is in a cylindrical container vertical axis used. Stirrer diameter and inner diameter of the container ters are preferably matched to the wall agility of the stirrer. Especially should the inside contour of the container in the jacket and bottom area with the contour of the rotating stirrer correspond to the wall.

Der zylindrische Behälter kann auch als doppelt zylindrischer Behälter mit parallelen Zylinderachsen und überlappenden horizontalen Querschnittsflächen ausgebildet sein, wobei in jeder Zylinderachse ein erfindungsgemäßer Wärmeaustauschrührer vorgesehen ist. Die Wärmeaustauschrührer werden dann gleichsinnig synchron bewegt.The cylindrical container can also be used as a double cylindrical container parallel cylinder axes and overlapping horizontal cross-sectional areas be formed, with an inventive according to each cylinder axis Heat exchange stirrer is provided. The heat exchange stirrers are then moved synchronously in the same direction.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß auch ein Wärmeaustausch­ mischer, der einen zylindrischen Behälter mit mindestens einem wendelförmigen, wandgängigen Rührorgan mit vertikaler Achse aufweist, wobei das Rührorgan durch obere und untere Streben mit der Achse verbunden ist, Rührorgan und Streben als durchgehende Hohlprofile und die Achse in Form zweier konzen­ trischer Rohre ausgebildet sind, wobei die eine Strebe in das eine Rohr mündet und die andere Strebe in das andere Rohr und die Achse außerhalb des Behälters mit einer Drehdurchführung versehen ist, mittels derer die Zu- und Ableitungen für ein Wärmeübertragungsmedium mit den beiden konzentrischen Rohren verbun­ den sind.The present invention accordingly also relates to heat exchange mixer that has a cylindrical container with at least one helical, Wall-mounted agitator with a vertical axis, the agitator is connected to the axis by means of upper and lower struts, stirrer and Struts as continuous hollow profiles and the axis in the form of two concents trischer tubes are formed, the one strut opens into the one tube and the other strut in the other tube and the axis outside the container is provided with a rotating union, by means of which the supply and discharge lines for a heat transfer medium connected to the two concentric tubes they are.

Das wendelförmige Rührorgan ist vorzugsweise in Form eines - bezogen auf die vertikale Rührerachse - horizontales, sich im Abstand um die Rührerachse mit Steigung in Richtung der Rührerachse windendes Hohlblatt ausgebildet. Das Hohl­ blatt wird mindestens an beiden Enden durch Streben zur Rührerachse gehalten. Vorzugsweise ist das Rührorgan zweigängig ausgebildet, d. h. es besteht aus zwei um 180° in bezug auf die Rührerachse versetzte, wendelförmige Hohlblätter.The helical stirrer is preferably in the form of a - based on the vertical stirrer axis - horizontal, at a distance around the stirrer axis Inclined hollow blade formed in the direction of the stirrer axis. The hollow Blade is held at both ends by struts to the stirrer axis. Preferably, the stirrer is double-threaded, i. H. it consists of two Helical hollow blades offset by 180 ° with respect to the stirrer axis.

Das Verhältnis von wandgängigem Außenradius und dem freien Innenradius (Abstand der inneren Kante von der abstrakten Rührerachse) der wendelförmigen Hohlblätter beträgt vorzugsweise 1,05 bis 1,4, insbesondere bevorzugt 1,1 bis 1,2. The ratio of the outer radius that runs through the wall and the free inner radius (Distance of the inner edge from the abstract stirrer axis) of the helical Hollow blades is preferably 1.05 to 1.4, particularly preferably 1.1 to 1.2.  

Der Wärmeaustauschmischer kann zum Kühlen oder Heizen verwendet werden. Wird der Wärmeaustauschrührer als Heizorgan eingesetzt, dient als Wärme­ übertragungsmedium vorzugsweise überhitzter Dampf. Der überhitzte Dampf wird vorzugsweise über die (bei vertikaler Rührerachse) obere Strebe zugeführt und durchströmt die Rührwendel von oben nach unten. Am Übergang von der unteren Strebe in das axiale Rückführrohr ist vorzugsweise ein Kondensomat vorgesehen. Hierbei handelt es sich um ein Rückschlagventil, das auf der Zuströmseite einen Schwimmer aufweist. Das Rückschlagventil ist derart vorgespannt, daß es öffnet, wenn der Schwimmer in Kondensat eintaucht und in Abwesenheit von Kondensat schließt.The heat exchange mixer can be used for cooling or heating. If the heat exchange stirrer is used as a heating element, it serves as heat Transfer medium, preferably superheated steam. The superheated steam will preferably via the upper strut (with vertical stirrer axis) and flows through the spiral from top to bottom. At the transition from the lower one A condensate is preferably provided in the axial return pipe. This is a non-return valve, one on the inflow side Has float. The check valve is biased to open when the float is immersed in condensate and in the absence of condensate closes.

Die beiden Drehdurchführungen für die Zu- und Ableitung des Wärmeübertra­ gungsmediums in die rotierende Rührerachse können selbstverständlich auch in Form eines auf die Achse aufgesetzten Drehkopfes integriert sein.The two rotary unions for the supply and discharge of the heat transfer medium in the rotating stirrer axis can of course also in Form of a turret placed on the axis.

Vorzugsweise weist der zylindrische Behälter ein Verhältnis von Höhe zu Durchmesser (jeweils innen) von 0,4 bis 1,2 auf. Der Behälterboden kann konisch, bevorzugt aber eben ausgebildet sein.The cylindrical container preferably has a height ratio Diameter (inside each) from 0.4 to 1.2. The bottom of the container can be conical, but preferably be formed.

Der Produktaustrag bei diskontinuierlich betriebenem Wärmeaustauschermischer befindet sich vorzugsweise im Boden des zylindrischen Behälters. Im Falle des kontinuierlichen Betriebes des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschmischers ist der Produktaustausch vorzugsweise in Höhe der oberen Strebe des Rührorgans vorgesehen.The product discharge with a discontinuously operated heat exchanger mixer is preferably located in the bottom of the cylindrical container. In the case of continuous operation of the heat exchange mixer according to the invention is the Product exchange preferably at the level of the upper strut of the stirrer intended.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Wärmeaustauschmischer zu­ sätzliche Wärmeaustauschmittel über die Behälterwand einschließlich Behälter­ boden auf.According to a preferred embodiment, the heat exchange mixer assigns additional heat exchange medium over the container wall including container ground up.

Der erfindungsgemäße Wärmeaustauschrührer wird vorzugsweise zur Behandlung von pulverförmigen oder körnigen festen Medien eingesetzt. In diesem Falle wer­ den die Rührorgane durch die ständige Reibung an den Feststoffen metallisch blank gehalten, so daß ein besonders effektiver Wärmeübergang gewährleistet ist.The heat exchange stirrer according to the invention is preferably used for treatment of powdery or granular solid media. In this case, who that the agitators metallic due to the constant friction on the solids kept bare, so that a particularly effective heat transfer is guaranteed.

Nach einer weiter bevorzugten Ausführungsform sind an dem Rührorgan im we­ sentlichen vertikale, wandgängige Abstreifer vorgesehen, die insbesondere bevor­ zugt bezüglich ihres Abstandes von der Rührerachse einstellbar ausgebildet sind. According to a further preferred embodiment, the stirrer in the we substantial vertical, wall-mounted wipers provided, especially before trains are adjustable with respect to their distance from the stirrer axis.  

Hierdurch ist es möglich, größere Toleranzen bezüglich Wandgängigkeit der Rühr­ organe zuzulassen. Die größeren Toleranzen werden durch eine entsprechende Ver­ stellung der Abstreiferposition kompensiert. Entsprechend können an der unteren Hohlstrebe Abstreifer für den Behälterboden vorgesehen sein.This makes it possible to achieve greater tolerances with regard to the ability to move the wall allow organs. The larger tolerances are determined by a corresponding ver position of the wiper position compensated. Accordingly, at the bottom Hollow strut scraper can be provided for the bottom of the container.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Fig. 1 und 2 näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the attached FIGS. 1 and 2:

Fig. 1 zeigt einen im wesentlichen zylindrischen Behälter 1, dessen Deckel eine Wellendichtung 2 zur Durchführung der Rührerachse 3 aufweist. Die Rührerachse 3 ist in Form zweier konzentrischer Rohre 4 und 5 ausgebildet. Das Rührorgan selbst besteht aus einer zweigängigen Hohlprofilwendel 6a und 6b, die über Hohl­ streben 7a, 8a bzw. 7b, 8b mit der Rührerachse 3 verbunden sind. Auf der Rührerachse 3 befindet sich der Drehkopf 9 mit Durchführungen für die Dampfzuleitung 10 in das äußere Rohr 4 und Kondensatableitung 11 aus dem inneren Rohr 5. Die Achse ist über den Motor 12 und das Wellengetriebe 13 antreibbar. Im Boden der Rührerachse 3 befindet sich der Kondensomat 14. Ferner ist ein Produktaustrag 15 für diskontinuierlichen Betrieb oder ein Produktaustrag 16 für kontinuierlichen Betrieb vorgesehen. Die Wandschaber 17 und 18 sind vorzugsweise bezüglich ihres Abstandes von der Achse 3 an der Rührerwendel 6a und 6b befestigt. Auf dem Behälterdeckel sind Anschlußflanschen 19 und 20 für die Zufuhr des zu behandelnden Mediums und gegebenenfalls die Ableitung von Brüden vorgesehen. Fig. 1 shows a substantially cylindrical container 1 , the lid of which has a shaft seal 2 for carrying out the stirrer axis 3 . The stirrer axis 3 is in the form of two concentric tubes 4 and 5 . The agitator itself consists of a two-start hollow profile helix 6 a and 6 b, which strive via hollow 7 a, 8 a and 7 b, 8 b are connected to the stirrer axis 3 . On the stirrer axis 3 there is the rotary head 9 with bushings for the steam feed line 10 into the outer tube 4 and condensate drain 11 from the inner tube 5 . The axis can be driven via the motor 12 and the shaft gear 13 . The condensate 14 is located in the bottom of the stirrer shaft 3 . Furthermore, a product discharge 15 for discontinuous operation or a product discharge 16 for continuous operation is provided. The wall scraper 17 and 18 are preferably fixed with respect to their distance from the axis 3 on the stirrer coil 6 a and 6 b. On the container lid, connecting flanges 19 and 20 are provided for the supply of the medium to be treated and, if appropriate, the discharge of vapors.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Schnitt A-A gemäß Fig. 1 durch die untere Hohlstrebe 8a. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente wie in Fig. 1. An der Hohlstrebe 8a ist der Bodenabstreifer 17a befestigt. Fig. 2 shows an enlarged section AA according to FIG. 1 through the lower hollow strut 8 a. The same reference numerals designate the same elements as in Fig. 1. On the hollow strut 8 a, the floor scraper 17 a is attached.

Claims (6)

1. Wärmeaustauschrührer, bestehend aus einer Rührerachse mit mindestens einem wendelförmigen Rührorgan, das durch radiale Streben mit der Achse verbunden ist, wobei das Rührorgan und die radialen Streben als durch­ gängige Hohlprofile und die Achse in Form zweier koaxialer Rohre ausge­ bildet sind, wobei mindestens eine Strebe in das eine Rohr und mindestens eine zweite Strebe in das andere Rohr mündet und die Achse im Abstand zum Rührorgan für jedes Rohr eine Drehdurchführung aufweist, mittels derer Zu- und Abführleitungen für -das Wärmeübertragungsmedium an­ schließbar sind.1. Heat exchange stirrer, consisting of a stirrer shaft with at least a helical agitator, which by radial struts with the axis is connected, wherein the stirring element and the radial struts as by Common hollow profiles and the axis in the form of two coaxial tubes forms, with at least one strut in the one tube and at least a second strut opens into the other tube and the axis at a distance to the stirring element for each tube has a rotating union, by means of whose supply and discharge lines for the heat transfer medium are closable. 2. Wärmeaustauschrührer nach Anspruch 1, wobei das Wärmeübertragungs­ medium überhitzter Dampf ist und am Übergang von der unteren Hohl­ strebe zur Achse ein Kondensomat vorgesehen ist.2. Heat exchange stirrer according to claim 1, wherein the heat transfer medium is superheated steam and at the transition from the lower cavity strive to the axis a condensate is provided. 3. Wärmeaustauschrührer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Rührorgan zweigängig ausgebildet ist.3. Heat exchange stirrer according to claim 1 or 2, wherein the stirring member is formed two-course. 4. Wärmeaustauschrührer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Rühr­ organ periphere, im wesentlichen achsenparallele Abstreifer aufweist.4. Heat exchange stirrer according to one of claims 1 to 3, wherein the stirring organ peripheral, essentially axially parallel wipers. 5. Wärmeaustauschmischer, einen zylindrischen Behälter mit mindestens einem wendelförmigen, wandgängigen Rührorgan mit vertikaler Achse auf­ weisend, wobei das Rührorgan durch obere und untere Streben mit der Achse verbunden ist, Rührorgan und Streben als durchgehende Hohlprofile und die Achse in Form zweier konzentrischer Rohre ausgebildet sind, wobei die eine Strebe in das eine Rohr mündet und die andere Strebe in das andere Rohr mündet und die Achse außerhalb des Behälters mit einer Drehdurchführung versehen ist, mittels derer die Zu- und Ableitungen für ein Wärmeübertragungsmedium mit den beiden konzentrischen Rohren ver­ bunden sind.5. Heat exchange mixer, a cylindrical container with at least a helical, wall-mounted agitator with a vertical axis pointing, the agitator by upper and lower struts with the Axis is connected, agitator and struts as continuous hollow profiles and the axis is in the form of two concentric tubes, one strut opens into one tube and the other strut into the other pipe opens and the axis outside the container with one Rotary union is provided, by means of which the supply and discharge lines for ver a heat transfer medium with the two concentric tubes are bound. 6. Verwendung des Wärmeaustauschmischers nach Anspruch 5 zur Behand­ lung von pulverförmigen oder körnigen Feststoffen.6. Use of the heat exchange mixer according to claim 5 for treatment treatment of powdery or granular solids.