DE2838897C2 - - Google Patents

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DE2838897C2 DE2838897A DE2838897A DE2838897C2 DE 2838897 C2 DE2838897 C2 DE 2838897C2 DE 2838897 A DE2838897 A DE 2838897A DE 2838897 A DE2838897 A DE 2838897A DE 2838897 C2 DE2838897 C2 DE 2838897C2
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/40Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes
    • B01F33/402Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes comprising supplementary stirring elements
    • B01F33/4021Mixers using gas or liquid agitation, e.g. with air supply tubes comprising supplementary stirring elements the gas being introduced through the shaft of the stirring element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
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    • B01F35/20Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21Measuring
    • B01F35/212Measuring of the driving system data, e.g. torque, speed or power data

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Stabilisierung einer Suspension entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
In vielen industriellen Herstellungs- und Verarbeitungs­ verfahren müssen Feststoffe in einer Flüssigkeit in Suspension gehalten werden. Das Verhindern des Absetzens der Feststoffe wird durch eine ständige Bewegung der Flüssigkeit und der Fest­ stoffe in einem Behälter erreicht. Bei einer Unterbrechung dieser Bewegung entsteht am Boden des Behälters eine Ablagerung von Feststoffen gefolgt von einer Verdichtung und sogar Verhärtung, wenn die Unterbrechung lange dauert. Diese Verdichtung kann so stark sein, daß das Rührwerk anschließend nicht mehr in Bewe­ gung gebracht werden kann.
Daher verwendet man manchmal Vorrichtungen, die Luft in den unteren Teil des Behälters einspritzen, was jedoch nicht zu einem homogenen Umrühren der Suspension führt.
In anderen Fällen werden Vorrichtungen verwendet, bei denen Druckflüssigkeit mit Hilfe von rotierenden Armen einge­ spritzt wird; jedoch bleibt hier beim Einschalten das Drehmoment sehr hoch und außerdem ist es oft sehr schwierig, das Absetzen zu verhindern, besonders bei körnigen Feststoffen.
Außerdem werden zur Begrenzung der blockierenden Wir­ kung dieser Ablagerung Behälter mit konischem Boden verwendet, was die Herstellung der Behälter und ihrer Fundamente er­ schwert, besonders wenn sie sehr groß sein sollen.
Aus der US-PS 39 11 064 ist eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art bekannt. Sie dient der Behandlung von Abwässern mit einem Reaktionsgas, z. B. Luft. Dieses Reaktionsgas wird über Rührarme, die sich im unteren Behälterbereich waagerecht um eine senkrechte Rühr­ achse drehen, in die Flüssigkeit eingeblasen. Wenn es dort auch im wesentlichen darauf ankommt, möglichst feine Gasblasen durch die Flüssigkeit perlen zu lassen, um die gewünschte Reaktion im ganzen Behältervolumen zu fördern, so dienen diese aufsteigenden Blasen gleichwohl auch der Stabilisierung der Suspension, indem sie der Ablagerung entgegenwirken.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so auszu­ gestalten, daß die sich im Stillstand der Vorrichtung absetzen­ den Feststoffpartikel das Anlaufen des Rührwerks nicht soweit erschweren, daß die Antriebswelle oder der Motor in Mitleiden­ schaft gezogen werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bezüg­ lich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie des Anwendungsverfahrens für diese Vorrichtung wird auf die Unteransprüche verwiesen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels und der Figuren näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß II-II durch einen Arm des Rührwerks aus Fig. 1.
Ein kreisförmiger Behälter 1 besitzt einen flachen Boden 10 und an seinem oberen Teil eine mit einem Ventil 12 versehene Einlaßleitung 11 für eine Flüssigkeit mit Feststoffen.
An seinem oberen Teil besitzt der Behälter ein Überlauf- Sammelbecken 13. In der Mitte des Bodens 10 ist eine Abfluß­ leitung 14 für die Suspension angeordnet. Ein Abflußventil 15 steuert den Abfluß, wobei die Dichte der Suspension durch einen Gammastrahlungs-Dichtemesser 16 überwacht wird.
Im unteren Teil des Behälters befinden sich waage­ rechte, parallel zum Boden verlaufende rotierende Arme, die über eine senkrechte Welle 3 und eine Vorrichtung 31 zur Dreh­ momentmessung mit einem Antriebsmotor 30 verbunden sind, dessen Geschwindigkeit veränderbar ist. Die Welle wird oben durch ein Lager 32 und unten durch ein Stützlager 37 gehalten.
Die hohle Antriebswelle 3 bildet eine Zufuhrleitung 40, die über eine Drehdichtung 33 mit einer Versorgungsleitung 4 für Druckgas, normalerweise Luft verbunden ist, die durch ein Ventil 41 zugeführt wird.
Um die Leitung 40 ist konzentrisch eine weitere Zufuhr­ leitung 50 angeordnet, die über eine Drehdichtung 34 mit einer Versorgungsleitung für eine klare Flüssigkeit verbunden ist, die durch ein Ventil 51 zugeführt wird.
Eine By-Pass-Leitung 35, in der ein Ventil 36 liegt, befindet sich vor den Ventilen 41 und 51 zwischen den Versor­ gungsleitungen 4 und 5.
Die Arme 2 des Rührwerks bestehen aus zwei ineinander­ gesteckten Rohrstücken 42 und 52, von denen das äußere die Ver­ kleidung der Arme bildet und mit der Zufuhrleitung für klare Flüssigkeit 50 verbunden ist, während das innere mit der Druck­ gas-Zufuhrleitung 40 verbunden ist.
Das Rohrstück 52 weist an seiner unteren Mantellinie Einspritzdüsen 53 für klare Flüssigkeit auf. Das andere Rohr­ stück 42 ist an einer der Seitenwände des Rohrstücks 52 ange­ bracht, und Schlitzöffnungen 43 entlang der Verbindungslinie der beiden Rohrstücke ermöglichen das Einspritzen von Druckgas am Boden des Behälters.
Mit einer solchen Vorrichtung wird folgendermaßen gearbeitet:
Die Feststoffe aufweisende Flüssigkeit kommt durch die Leitung 12 in den Behälter, wobei das Sammelbecken 13 den Überlauf auffängt, während die Feststoffe nach Öffnung des Ven­ tils 16 durch die Leitung 14 abfließen.
Wenn sich nach längerem Anhalten des Rührwerks eine Konzentration von Feststoffen am Boden gebildet hat und das Ventil 36 geschlossen ist, öffnet man das Druckgas-Versorgungs­ ventil 41 und das Versorgungsventil 51 zum Einspritzen großer Mengen Flüssigkeit durch die Arme des Rührwerks. Dann läßt man den Antriebsmotor langsam an. Das kombinierte Einspritzen von klarer Flüssigkeit und Druckgas bewirkt, daß zuerst die Masse um die Arme des Rührwerks und dann nach und nach der ganze Inhalt des Behälters bis zum oberen Bereich dünnflüssiger wird.
In Abhängigkeit des von der Meßvorrichtung 31 ange­ gebenen Werts des Drehmoments wird die Geschwindigkeit des Mo­ tors so lange erhöht, bis sie den normalen Wert erreicht. Dann wird das Einspritzen von Druckgas gestoppt, wenn das Drehmoment unter eine erste Schwelle gesunken ist, die einen normalen Höchstwert darstellt. Daraufhin wird das die By-Pass-Leitung 35 steuernde Ventil 36 geöffnet und durch Einwirkung auf die Ventile 51 und 41 die Flüssigkeitsversorgung so verringert, daß nur noch eine geringe Menge durch die Düsen 53 und die Öffnungen 43 austritt.
Wenn jedoch das Drehmoment eine erste Schwelle über­ schreitet, erhöht man die Flüssigkeitsmenge.
Diese Menge wird bis zu einem Höchstwert gesteigert, wobei das Drehmoment unter einer zweiten Schwelle oberhalb der ersten Schwelle bleiben muß.
Steigt jedoch das Drehmoment über diese Schwelle, dann öffnet man das Ventil 16 und bewirkt so einen zusätzlichen Abfluß der Feststoffe im unteren Teil des Behälters.
Wenn das Drehmoment schließlich eine dritte Schwelle oberhalb der beiden anderen Schwellen erreicht, wird die Vor­ richtung angehalten.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Stabilisierung einer Suspension bestehend aus einer Flüssigkeit und Feststoffpartikeln, mit einem Behäl­ ter zur Aufnahme der Suspension, wobei der Behälterboden im wesentlichen waagerecht verläuft, mit einem im Behälter ange­ ordneten umlaufenden Rührer, der eine senkrechte Welle und parallel zum Behälterboden in dessen Nähe verlaufende Arme aufweist, wobei jeder Arm aus einem Rohrstück besteht, mit einer mit dem Rohrstück verbundenen Gaszufuhrleitung, die durch die Rührerwelle verläuft, und mit Öffnungen für den Durchtritt des Gases aus dem Rohrstück in die Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm ein wei­ teres Rohrstück (52) aufweist, wobei beide Rohrstücke (52, 42) ineinandergesteckt sind und das innere Rohrstück (42) zur Gaszuführung und das äußere Rohrstück (52) zur Flüssigkeits­ zuführung dient, daß das äußere Rohrstück mit einer durch die Rührerwelle (3) verlaufenden Flüssigkeitszufuhrleitung (50) verbunden ist, daß das äußere Rohrstück in Längsrichtung eine Reihe von Düsen (53) für den Durchtritt der Flüssigkeit aufweist, und daß das innere Rohrstück an einer der Seitenwän­ de des äußeren Rohrstücks entlang einer Verbindungslinie an­ gebracht ist, an der die Öffnungen (43) für den Durchtritt des Gases aus dem inneren Rohrstück in die Suspension vorge­ sehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (43) zum Einspritzen von Druckgas aus in Längs­ richtung des Arms verlaufenden Schlitzen bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Meßvorrichtung (31) für das Drehmoment der An­ triebswelle und ein Einstellventil (16) für den Abfluß der Flüssigkeit aus dem Behälter aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Ventil (36) gesteuerte By-pass-Leitung (35) zwischen den Versorgungsleitungen für Druckflüssigkeit (5) und Druckgas (4) angeordnet ist.
5. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ein­ schalten des Rührwerks große Mengen Flüssigkeit zur Verflüssi­ gung in der Nähe der Arme und Gas eingespritzt werden, durch die nach und nach die Suspension bis in den oberen Teil flüs­ siger wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschalten ständig eine so geringe Menge Flüssigkeit durch die Düsen (53) und Öffnungen (43) eingespritzt wird, daß ein Eindringen von Feststoffen in diese Düsen und Öffnungen verhindert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitszufuhr durch die Düsen erhöht wird, wenn das Drehmoment an der Rührwerksachse eine erste Schwelle über­ schreitet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entzug der im unteren Teil des Behälters befindlichen Feststoffpartikel erfolgt, wenn die eingespritzte Flüssigkeits­ menge einen Höchstwert erreicht hat und das Drehmoment eine zweite Schwelle überschreitet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk angehalten wird, wenn das Drehmoment an der Rühr­ werksachse eine dritte Schwelle erreicht.
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