DE2207207C3 - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Rührer mit einer mit einem korrosionsbeständigen Kunststoffüberzug versehenen metallischen, hohl ausgebildeten Rührwelle, mit deren freiem Ende ein mehrarmiges, aus einem Stück bestehendes Rührorgan zum Übertragen des Drehmomentes formschlüssig verbunden und mittels einer koaxial im Inneren der Rührwelle angebrachten Zugschraube unter Zwischenschaltung von Federelementen befestigt ist wobei der Kunststoffüberzug der Rührwelle als Dichtung wirkend zwischen der Rührwelle und dem Rührorgan eingespannt ist

Rührer dieser Gattung sind aus der DT-AS 17 57 773 bekannt; bei der dort beschriebenen Bauart ist die Rührwelle ein Stahlrohr mit einem Polytetrafluoräthylenüberzug. Die formschlüssige Verbindung zwischen Hohlwelle und Rührorgan erfolgt hier über ein einen besonderen Bauteil bildendes Widerlager für die Spannschraube und eine Spannbuchse. Die Abdichtung wird mittels eines elastischen Ringes oder eines konischen Spannringes bewirkt der durch mittels der Spannschraube erzeugten Axialdruck durch einen Kragen der Spannbuchse radial nach außen gegen einen über das Ende des die Rührwerkswelle bildenden Stahlrohres hinausreichenden Teil des Kunststoffüberzuges gedrückt wird, der an der Wandung einer in dem Rührer angebrachten Bohrung anliegt Der elastische Ring oder konische Spannring wirkt auf eine verhältnismäßig kleine Fläche der zylindrischen Verlängerung des Kunststoffüberzuges ein; dieser wird offenbar als auf dem die Rührwerkswelle bildenden Stahlrohr dicht aufliegend betrachtet denn eine obere Abdichtung des Überzuges gegenüber dem Stahlrohr ist hier nicht vorgesehen. Der Rührer der vorbekannten Bauart sollte nicht aus Kunststoff, insbesondere nicht aus Polytetraflouräthylen (I⁵TFE) bestehen, denn in der Beschreibung war erwähnt daß bereits versucht worden sei, anstelle der aus Glas bestehenden Rührer solche aus Polytetrafluorethylen zu verwenden, da die Korrosionseigenschaften dieses Materials denjenigen von Glas ähnlich seien — womit Rührer aus PTFE allerdings als an sich vorbekannt nachgewiesen sind — doch ließen sich solche Rührwerke »wegen ihrer geringen mechanischen Festigkeit im allgemeinen nur für kleine Leistungen auslegen«. Mischköpfe für propellerartige Mischflügel aus einem von aggressiven und ätzenden flüssigen Medien nicht angreifbarem Kunststoff, beispielsweise Polyvinylchlorid herzustellen, war im übrigen auch durch das DT-Gbm 18 47 818 vorbekannt

Bei der zuerst besprochenen Bauart nach der DT-AS 17 57 773 sollten! nach dem dort beschriebenen Beispiel die Verbindungselemente zur formschlüssigen Verbindung zwischen Hohlwelle und Rührer zwei Mitnehmerstifte sein, die sich bei der Übertragung nennenswerter Drehmomente wegen der Fließeigenschaften von PTFE in dieses eingedrückt hätten, wenn der Rührer aus PTFE oder einem vergleichbaren Kunststoff hätte bestehen sollen. Bei jener Bauart befand sich weiter der Kopf der kurzen Spannschraube im unteren Ende der Rührwelle, so daß er bei langen Rührwellen nur mit besonderen Hilfswerkzeugen hätte erreicht werden können.

Schon vor der Verwendung von Rührorganen aus Kunststoff oder von mit Kunststoff korrosionsfest gemachten Rührwerksteilen war es bekannt gewesen, die Rührorgane ebenso wie die Rührwerkskessel zur Verwendung in der chemischen Industrie durch Glasemail korrosionsfest zu machen. Man konnte dabei den Rührorganen nicht die strömungs- und. lührtechnisch günstigste Form geben, v/eil man einen möglichst gleichmäßigen und fest haftenden Emailüberzug anstreben mußte. Dies galt besonders für propellerartige Rührorgane, an deren Enden bei größeren Abmessungen Vibrationen zum Abplatzen der Emailschicht führten. Nach dem Emaillieren ließen sich solche Rührorgane nicht mehr auswuchten, so daß sie auch aus

diesem Grunde nicht mit so hohen Drehzahlen verwendet werden konnten, wie nicht emaillierte Rfli-rorgane. Trotzdem hatten die emaillierten Rührorgane eine wesentlich kleinere Lebensdauer als die emaillierten Kessel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrur.de, einen für das Arbeiten in korrosionsbeständig ausgekleideten Hochdruckkesseln, insbesondere in glasemaillierten Kesseln der chemischen Industrie geeigneten Rührer zu schaffen, das bedeutet einen Rührer, der sich auch in großen Abmessungen mit gegebenenfalls mehrere Meter langen Rührwellen für die Übertragung großer Drehmomente und für das Arbeiten bei hohen Drücken und Temperaturen eignen und dabei eine der Lebensdauer des Kessels entsprechende Lebensdauer aufweisen sollte. Der Rührer sollte dabei so ausgebildet werden, daß trotz dieser Zweckbestimmung von den bekannten vorteilhaften Eigenschaften der Kunststoffe, insbesondere des PTFE Gebrauch gemacht werdem konnte. Dies wiederum bedeutete, daß wegen der Gefahr der Entstehung von Poren Schweißstellen vermieden werden sollten, daß eine Möglichkeit geschaffen werden mußte, die bei Temperaturschwankungen auftretenden gegenüber denjenigen der Metalle: vielfach größeren Volumenänderungen der Kunststoffe, insbesondere des PTFE unschädlich und ohne Gefährdung des Dichthaltens aufzunehmen und die Gefahr des auch kalten Fließens der Kunststoffe, insbesondere des PTFE, beim Überschreiten bestimmter spezifische'· Flächenpressungen auszuschließen.

Die Lösung dieser Aufgabe Hegt gemäß der Erfindung darin, daß bei einem Rührer der eingangs erwähnten Gattung das Rührorgan, wie bekannt, aus rOlytetrafluoräthylen besteht, daß zwecks der formschlüssigen Übertragung des Drehmomentes von der Rührwelle auf das Rührorgan ein prismatischer Ansatz an einem Abschlußstück am unteren Ende der Rührwelle und eine dazu passende Ausnehmung in dem Rührorgan angebracht sind, und daß das Abschlußstück mit einer Kegelfläche unter Zwischenlegen des Kunststoffüber- ^₀ zuges als Dichtung gegen eine entsprechende Gegenfläche am Rührorgan gezogen ist, und zwar mittels eines die Rührwelle durchgreifenden Zugankers, der über flächig ausgebildete Spreizteile an der oberen Begrenzungsfläche einer über der durchgehend g«schiossenen Unterseite im Rührorgan angeordneten Ausnehmung angreift wobei diese Angriffstelle ebenso wie der Ansatz zwischen der Unterseite des Rührorgans und der an der Kegelfläche gebildeten Abdichtung liegt

Für die Kunststoffteile werden auf diese Weise großflächige, die spezifischen Flächendrücke kltiin haltende, aber sicher dichtende Auflagen geschaffen. Die leichte Bearbeitbarkeit vieler Kunststoffe, insbesondere des PTFE macht es dabei möglich, die strömungii- und rührtechnisch wirksamste Form des Rührorgans zu wählen, ohne wie beim Emaillieren dem Rührzweck fremde Rücksichten nehmen zu müssen. Der die Rührwelle durchgreifende Zuganker läßt sich leicht von dem dem Rührorgan abgewendeten Ende der Rührwelle her bedienen.

Die Zwischenschaltung von Federelementen ist zweckmäßig in der Weise verwirklicht, daß der Kopf des Zugankers gegen eine innere Schulter der Rührwelle unter Zwischenschaltung einer Schrauben-Druckfeder abgestützt ist.

Bei der eingangs erörterten vorbekannlen Bauart war die Spannschraube deswegen auf Tellerfedern gelagert damit der auer zur axialen Anziehrichtung, also radial dichtende Ring auch dann noch mit ausreichender Kraft an den Kunststoffüberzug angepreßt werden sollte, wenn infolge des Fließens des PTFE der Anpreßdruck allmählfch, d.h. im Laufe längerer Betriebszeiten, abnähme. Die Federn der Abstützung des Zugankers bei der eiwähnten erfindungsgemäßen Ausbildung soll demgegenüber verhindern, daß die zu diesem Zweck auch großflächig ausgebildeten Auflagen nicht schon beim Anziehen des Zugankers spezifischen Flächendrücken ausgesetzt werden können, die sogleich — schon beim ersten Anziehen — ein merkliches Fließen, insbesondere von PTFE, einleiten würden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Kunststoffüberzug durch ein vorgefertigtes, stranggepreßtes Rohrstück gebildet dessem dem Rührorgan abgewendetes Ende dicht mit der Rührwelle verbunden ist Der Kunststoffüberzug ist also ein in einfacher Weise herstellbarer Bauteil, der nur an seinem unteren und an seinem oberen Ende dicht eingespannt ist, während er über seine wesentliche Länge zwischen den Einspannstellen, deretwegen er sich aber mit der Rührwelle mitdreht, gegen unter Temperaturänderungen auftretende Formänderungen unschädlich nachgiebig bleibt Bei einer Ausführungsform ist der Kunststoffüberzug über einen Teil seiner Länge nahe dem oberen befestigten Ende balgartig gestaltet bei einer anderen Ausführungsform ist er zwischen seinen befestigten Enden frei ausbauchbar ausgebildet

Sonstige Einzelheiten ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

F i g. 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Rührer halb in Ansicht, halb im Schnitt; die äußeren Enden der Rührarme sind weggeschnitten.

F i g. 2 ist eine Teildraufsicht auf das Rührorgan.

F i g. 3 ein Schnitt nach Linie A- Bin Fig. 2.

F i g. 4 und 5 zeigen Einzelheiten.

Bei dem gezeichneten Beispiel weist das aus einem Stück PTFE hergestellte Rührorgan 1 zwei sich von einer zentralen Nabe 4 aus radial nach außen erstreckende Rührarme 2 auf. Diese haben propellerblattähnlichen Querschnitt der durch spanende Bearbeitung eines Vierkantprofils erzeugt wurde, vgl. F i g 3, und bilden Strömungsflächen 3.

Das Rührorgan 1 ist mit seiner Nabe 4 in im folgenden näher erläuterter Weise auf dem unteren Ende einer Rührwelle 7 befestigt die hohl ausgebildet und aus Metall, z. B. Stahl, vorzugsweise Edelstahl, hergestellt ist. In ihrem unteren Bereich, der mit dem Gut, mit dem der Kessel beschickt wird, in Berührung kommt hat die Rührwelle 7 einen größeren Durchmesser als außerhalb dieses Bereichs. Dieser Bereich größeren Durchmessers ist durch ein eingeschweißtes Rohrstück 24 gebildet. Am unteren Ende dieses Rohrstücks ist ein Abschlußstück 25 angeschweißt In dem mit oem Gut in Berührung kommenden Bereich ist die Rührweüe mit einem Kunststoffüberzug 18 umkleidet der einen vorgefertigten, besonderen Bauteil, nämlich ein stranggepreßtes Rohrstück aus PTFE darstellt. Das obere Ende des Überzuges 18 ist mittels einer mit Gewinde 20 auf die Rührwelle 7 aufgeschraubten Schraubkappe 21 dicht auf eine auf der Rührwelle 7 angebrachte Kegelfläche 22 gepreßt Das Abschlußstück 25 bildet nahe seinem unteren Ende eine ähnliche Kegelfläche 19, mit der das untere Ende des Überzuges 18 gegen eine entsprechende im Eingang einer Ausnehmung 6 der Nabe 4 gebildete Kegelfläche dicht angepreßt ist. In dem

Bereich zwischen seinen dicht befestigten Enden ist der 11 schwenkbar an einer Platte 9 angeordnet sind, die in

Überzug 18 bei dem gezeichneten Beispiel aufge- den Abschnitt 5 der Ausnehmung 6 paßt. Die Platte 9

schrumpft Statt aufgeschrumpft zu sein, kann der enthält eine mittlere Gewindebohrung 12, in welche ein

Überzug die Rühr-Welle in dem Bereich zwischen den Zuganker 13 eingeschraubt ist, der die hohle Rührwelle

Befestigungsstellen auch lose umgeben, so daß er sich, 5 7 durchgreift Zwischen den Kopf 15 des Ankers 13 und

wenn er sich unter Wärmeeinwirkung ausdehnt, frei eint: Schulter 23 in der Rührwelle 7 ist eine

ausbauchen und bei durch Temperaturrückgang verur- Sch rauben-Druckfeder 16 eingesetzt, die so bemessen

sachter Schrumpfung wieder zusammenziehen kann; ist, daß ihre Windungen auch dann noch nicht

statt dessen kann er schließlich auch dadurch nachgiebig aneinander anliegen, wenn der Zuganker 13 so weit

gestaltet sein, daß er nahe seiner oberen Befestigungs- 10 angezogen ist, daß er die Rührwelle 7 und das

stelle balgartig ausgebildet ist Der Balg kann Rührorgan 1 dicht zusammenspannt Die Feder 16 ist so

ursprünglich als besonderer Teil hergestellt und mit dem gewählt, daß die Spannkraft keine zu großen spezifi-

nach unten anschließenden Überzugteil verschweißt sehen Flächendrücke an der Kegelfläche 19 und

sein, insbesondere wenn die Schweißstelle über der zwischen den Spreizteilen 10 und der oberen Begren-

Füllhöhe des Kessels liegt 15 zungsfläche 17 erzeugen kann, daß also ein Kaltfließen

Anschließend an die Gegenfläche zu der Kegelfläche des PTFE des Rührorgans vermieden wird.

19 des Abschlußstückes 25 ist in einer über der Die Spreizteile 10 weisen Längsschlitze 26 auf, durch

durchgehend geschlossenen Unterseite im Rührorgan 1 die die Schrauben U hindurchgehen. Die Spreizteile 10

angeordneten Ausnehmung 6 der Nabe 4 des Rühror- lassen sich an der Platte 9 in eine solche Stellung

gans 1 ein vierkantiger Abschnitt 5 gebildet. In diesen 20 bringen, daß die Platte 9 mit den daran angelenkten

greift ein Vierkantansatz 8 ein, der sich am unteren Ende Spreizteilen 10 durch den Bereich 5 hindurch in die

des Abschlußstückes 25 befindet, so daß über diesen Ausnehmung 6 eingeführt werden kann, wonach die

Vierkant das Rührorgan 1 von der Rührwelle 7 her Spreizteile 10 vom Bereich 5 her unter die obere

formschlüssig auf Drehung mitgenommen wird. An den Begrenzungsfläche 17 der Ausnehmung 6 gedreht

vierkantigen Abschnitt 5 schließt nach unten eine 15 werden. Nach Anziehen der Schrauben 11 mittels eines

zylindrische Hinterdrehung an, an deren oberer Spezialwerkzeuge läßt sich die Rührwelle 7 in das

Begrenzungsfläche 17 Spreizteile 10 anliegen, die Rührorgan einsetzen und der Zuganker 13 in die

mittels Innensechskant- oder Innenvielkant-Schrauben Gewindebohrung 12 einschrauben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I. Rührer mit einer mit einem korrosionsbeständigen Kunststoffüberzug versehenen metallischen, hohl ausgebildeten Rührwelle, mit deren freiem Ende ein mehrarmiges, aus einem Stück bestehendes Rührorgan zum Übertragen des Drehmomentes formschlüssig verbunden und mittels einer koaxial im Inneren der Rührwelle angebrachten Zugschraube unter Zwischenschaltung von Federelementen befestigt ist wobei der Kunststoffüberzug der Rührwelle als Dichtung wirkend zwischen der Rührwelle und dem Rührorgan eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührorgan (1), wie bekannt, aus Polytetraflouräthyleri; besteht daß zwecks der formschliissigen Übertragung des Drehmomentes von der Rührwelle (7) auf das Rührorgan (1) ein prismatischer Ansatz (8) an einem Abschlußstück (25) am unteren Ende der Rührwelle (7) und eine dazu passende Ausnehmung (6 mit 5) in dem Rührorgan (1) angebracht sind, und daß das Abschlußstück (25) mit einer Kegelfläche (19) unter Zwischenlegen des Kunststoffüberzuges (18) als Dichtung gegen eine entsprechende Gegenfläche am Rührorgan gezogen ist und zwar mittels eines die Rührwelle durchgreifenden Zugankers (13), der über flächig ausgebildete Spreizteile (10) an der oberen Begrenzungsfläche (17) einer über der durchgehend geschlossenen Unterseite im Rührorgan (1) angeordneten Ausnehmung (6) angreift, wobei diese Angriffsteile ebenso wie der Ansatz (8) zwischen der Unterseite des Rührorgans (1) und der an der Kegelfläche (19) gebildeten Abdichtung liegt. *
2. 2. Rührer nach \nspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Kopf (15) des Zugankers (13) gegen eine innere Schulter (23) der Rührweile <7) unter Zwischenschaltung einer Schraubendruckfeder (16) abgestützt ist
3. 3. Rührer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Kunststoffüberzug (18) durch ein vorgefertigtes, stranggepreßtes Rohrstück gebildet ist, dessen dem Rührorgan (1) abgewendetes Ende dicht mit der Rührwelle (7) verbunden ist
4. 4. Rührer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Kunststoffüberzug (18) über einen Teil seiner Länge nahe dem oberen befestigten Ende balgartig gestaltet ist.
5. 5. Rührer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffüberzug (18) zwischen seinen befestigten Enden frei ausbauchbar ausgebildet ist
6. 6. Rührer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das obere Ende des Kunststoffüberzuges (18) mittels einer auf die Rührwelle (7) aufgeschraubten Schraubkappe (21 mit 20) dicht auf eine auf der Rührwelle (7) angebrachte Kegelstumpffläche ( 2) gepreßt ist