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Rührwerk Das Rühren von Massem, wie beispielsweise Flüssigkeiten,
breiigen ilassen oder Pulvern, geschieht bekanntlich in vielen Fällen mittels Rührwerk,
die aus einer Rührwerksachse bestehen, ander irgendwelche Rührflügel oder Rührelemente
befestigt sind und die von fland, vorzugsweise aber motorisch angetrieben wird,
m die Rührflügel oder Rührelemente im Inneren der betreffenden lasse zu drehen.
Es ist auch bekannt, daß man bei vielen Ruhrvorgängen der gerührten Masse Wärme
oder Kälte zuführen muß.
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Hierzu versieht man entweder die Wand des die zu rührende Masse enthaltenden
Gefäßes mit Kanälen zum Durchleiten eines Heiz-oder Kühlmittels oder man ordnet
im Inneren dieses Gefäßes außerhalb der Bewegungsbahn der Rührflügel oder Rührelemente
derartige eiz- oder Kühlmittelleitungen an. Eine "Heizmittel-"leitung" ist in diesem
Sinne nicht nur eine Zirkulationsleitung
für ein Heizmittel, sondern
auch ein in einem entsprechenden Hüllrohr angeordneter elektrischer Widerstandsdraht.
Bei den bekannten Rührvorrichtungen führt man also die Eeiz- oder Kuhlmittelkanäle
getrennt vom Rührwerk aus, wobei es immer schwierig ist, die gerührte Masse möglichst
intensiv mit den Wärmeaustauschflächen der Heiz- oder Kühlmittelkanäle in Berühren
zu bringen, zumal diese Reiz- oder Kühlmittelkanäle immer außerhalb der Bewegungsbahn
des Rührwerkes liegen müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und weitere Dachteile
der bekannten Rührwerke zu beseitigen und ein Rührwerk zu schaffen, das bei verhältnismäßig
einfacher Bauweise zugleich zur Führung eines Heiz- oder Kühlmittels dient und somit
zugleich die Wärmeaustauschflächen bildet, und zwar derart, daß die eigentlichen
Rührflügel oder Rührelemente selbst den Wärmeaustausch durchführen.
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Die Lösung dieser und weiterer, für den Fachmann auf der Rand liegender
Aufgaben erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß das Rührwerk selbst mit Heiz-
oder Kühlelementen versehen ist.
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Mit der Konzeption der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist
bereits ein wesentlicher, erfinderischer Schritt getanO Beim Rührwerk gemäß der
Erfindung, das - wie im folgenden noch dargetan wird - von verhaltnismäßig einfacher
Bauweise ist, wird das Heiz- oder Kühlmittel in hervorragend intensiver Weise mit
der gerührten Masse in Berührung gebracht, indem d.er Wärmeaustausch zwischen dem
Reiz- oder Kühlmittel unmittelbar an den
bewegten Rührflügeln oder
Rührelementen stattfindet. Es kann sich daher; solange das Rührwerk sich bewegt,
niemals eine unbewegte Masse um die Reiz- oder Kühlmittelleitungen bilden, die den
weiteren Wärmeaustausch zwischen der übrigen Masse behindert. Im übrigen sind beim
Rührwerk gemäß der Erfindung die eigentliche Rührvorrichtung und die bisher getrennt
hiervon ausgebildete Heiz- oder Kühlvorrichtung kombiniert, so daß man das Rührwerk
gemäß der Erfindung bei Gefäßen beliebiger Art vielseitig anwenden kann, d.h. man
kann das Rührwerk gemäß der Erfindung bei jedem beliebigen Gefäß entweder nur zum
Rühren, oder zum Rühren und Heizen oder auch zum Rühren und Kühlen anwenden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß in den Rührelementen oder Rührkörpern des Rührwerkes Kanäle ausgebildet sind,
die an einen Reiz- oder Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Rührkörper
oder Rührelemente des Rührwerkes selbst aus Rohrleitungen bestehen, die an einen
Heiz- oder Kühlmittelkreislauf angeschlossen sind0 Ih diesem Halle bilden also die
Rohrleitungen des Heiz- oder Kühlmittelkreislaufes selbst die Rührelemente.
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Im einzelnen können die Rührkörperrohrleitungen aus einer konzentrisch
oder exzentrisch um die Rührwerksachse angeordneten Rohrschlange bestehen.
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Man kann aber auch vorsehen, daß die Rührkörperrohrleitungen aus radial
um die Rührwerksachse angeordneten Rohrleitungen bestehen, wobei diese Rohrleitungen
U-förmige Gestellt haben können, im bereich ihres achsparallelen Rohrleitungsteiles
schlangenlinienförmig verlaufen oder auch einen halbkreis-oder halbellipsenförmigen
Verlauf haben können. Selbstverständlich sind diese als vorteilhaft erachteten Ausführungsformen
der räumlichen Gestält der Rohrleitungen nur erläuterid Un.
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nicht die Erfindung abgrenzend zu verstehen, da aie voll der Rührwerksachse
getragenen und das Heiz- oder Kühlmuittel führenden und zugleich rührenden Rohrleitungen
auch andere räumliche Gestalt haben können.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Rührwerksachse lück-und/oder
Vorlaufsammelkanäle für das Kühl- oder Heizmittel aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit senkrecht angeordneter
Rührwerksachse für Dampf als Heizmittel ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
vorgesehen, daß im unteren Ende der Rührwerksachse eine nach außen entleerbare Kondensatsammelkammer
ausgebildet ist.
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Die Erfindung sictit ferner vor, daß im obere und/oder unteren Lagerkörper
zur drehbaren Lagerung der Rührwerksachse Anschlußkammern für das Heiz- oder Kühlmittel
ausgebildet sind.
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Zur Schaffung eines Vor- und Rücklaufkanals in der Kührwerksachse
siekt
man gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vor, daß wenigstens um das ober Ende,
nach Belieben aber auch um den mittleren Teil der als Hohlwelle ausgebildeten Rührwerksachse
eine Hülse angeordnet ist und daß eine Anschlußkammer über eine Ringkammer im Kopfteil
des Rührwerkes mit Bohrungen in der Rührwerksachse an deren inneren Hohlraum angeschlossen
ist, während eine zweite Ringkammer an die Hülse angeschlossen ist, wobei die Rührwerksrohrleitungen
mit einem Ende an das Innere der Rührwerksachse und mit dem anderen Ende an die
Hülse angeschlossen sind.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß das oder sie Heizelemente elektrische Widerstandsheizdrähte sind, die über Schleifkontaktringe
an eine Stromquelle angeschlossen sind.
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In diesem Falle sind vorzugsweise die Schleifkontaktringe im Inneren
des oberen und/oder unteren Lagerkörpers zur drehbaren Lagerung der Rührwerksachse
angeordnet.
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Weitere Aufgaben, merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung einiger der Erläuterung und nicht etwa der Abgrenzung
des Erfindungsgedankens dienender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden
Zeichnungen Bezug genommen wird.
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In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 einen senkrechten
Mittelschnitt durch mehrere Ausfülirungsformen eines Rührwerkes gemäß der Erfindung,
wobei rechts von der sellkrechten Mittelachse eine Ansführungsform und links von
der senkrechten Mittelachse drei verschiedene Ausführungsformen dargestellt sind,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des oberen Kopfteils des Rührwerks gemäß
Fig. 1 und Fig. 3 in einer verkleinerten Darstellung einen senkrechten Mittelschnitt
durch eine Ausführungsform des Rührwerks gemäß der Erfindung, bei dem elektrische
Widerstandsheizdrähte als Heizelemente vorgesehen sind.
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Das in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnete Rührwerk besteht im wesentlichen
Aus einer als Hohlwelle ausgebildeten Rührwerksachse 12, die in einem Kopfteil 14
und einem Fußteil 17 drehbar gelagert ist, wobei Rohrschlangen 48, 50, 52 bzw. 54
als Heiz-oder Kühlmittelkanäle und Rührwerke dienen. Es sei hier bereits darauf
hingewiesen, das das Rührwerk gemäß der Erfindung selbst verständlich auch ohne
Fußteil 17 mit frei auskragender Rührwerksachse 12 ausgebildet werden kann.
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Am oben aus dem Kopf teil 14 herausragenden Ende der Rührwerksachse
12 ist ein Gewinde 15 zum Anschluß eines Drehantriebsmotors vorgesehen. Ferner ist
die Rührwerksachse 12 beim dargestellkten Ausführungsbeispiel mehrteilig ausgebildet,
d.h.
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unterhalb des Kopfteiles 14 weist- sie ein Anschlußgewinde 16 und
oberhalb des PuBteiles 17 ein Anschlußgewinde 22 auf, zwischen die ein Rührwerksachsellmittelstück
eingesetzt werden kann. Selbstverständlich kann die Rührwerksachse 12 auch einteilig
ausgebildet werden.
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Die eigentlichen Rührwerksrohrleitungen sinu im Bereich des Kittelteiles
18 der Rührwerksachso 12 angeordnet.
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Das Kopfteil 14 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen knopfkörper
2e, an dessen unterem Ende ein Flansch 29 mit Bohrungen zum Anflanschen des Kopfteils
14 am Deckel eines Behälters ausgebildet ist. Der Kopfkörper 2u weist eine axiale
Bohrung auf, die im unteren Teil einen größeren Durchmesser als im oberen Teil hat
und zum Durchtritt der Rührwerksachse 12 dient.
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Am oben und unteren Ende des Kopfteils 26 sind Drelilager 27 und 28
angeordnet. Um den unteren Teil des den Kopfteil 14 durchziehenden Abschnittes der
Rührwerksachse 12 ist im Bereich der erweiterten Mittelbohrung im Kopfkörper 20
um die Rührwerksachse 12 eine Hülse 24 befestigt, die an ihrem oberen Ende offen
ist und die an ihrem unterhalb des Flansches 29 liegenden Ende mit Anschlußstutzen
44 für die Rührwerksrohrleitungen versehen ist. Die Hülse 24 bildet um die Rührwerksachse
12 herum eine Ringkammer 2.
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Unmittelbar über Gem oberen Ende der Hülse 24 ist im Kopfteil 26 eine
Einlaßringkammer 34 ausgebildet, die einen seitlich herausführenden Kanal mit Anschlußstutzen
für eine Heiz- oder
Kühlmittelleitung aufweist. Über die Einlaßringkammer
34 ist das Innere 25 der Hülse 24 also an den Reiz- oder Kühlmitteleinlaß angeschlossen
und. das Heiz- oder Kühlmittel gelangt über.
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die Anschlußstutzen 44 in die im einzelnen noch zu beschreibenden
Rührwerksrohrleitungen.
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Im Abstand oberhalb der Einlaßringkammer 54 ist im Kopfkörper 26 eine
entsprechende Auslaßringkammer 32 ausgebildet, die desgleichen über einen Radialkanal
mit Anschlußstutzen an eine Heiz- oder Kühlmittelableitung anschließbar ist. In
höhe der Auslaßringkammer 32 weist die Rührwerksachse 12 mehrere Bohrungen 33 auf,
so daß das feiz- oder Kühlmittel über das Innere der Rührwerksachse 12 und die Bohrungen
33 sowie den Ringkanal 32 austreten kann. Am unteren Ende der Rührwerksachse 12
ist diese mit Anschlußstutzen 46 zum Anschluß der unteren Enden der Rührwerksrohrleitungen
versehen.
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Beiderseits der -Ringkammern 32 und. 34 sind j jeweils O-Ringdichtungen
30 im Kopfkörper 26 um die Rührwerksachse 12 angeordnet, die ein Auslecken des Heiz-
oder Kühlmittels an der Rührwerk achse 12 entlang verhindern.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das untere Ende 20 der Rührwerksachse
12 im Fußteil 17 gelagert, dessen Fußteilkörper 3ü zweiteilig ausgebildet ist und
mit derm Boden 40 eines d.ie zu rührende Masse enthaltenden Gefäßes verbunden ist.
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Im Fußteil 17 sind ein Drehlager 38 und beiderseits gesselben abdichtende
O-Ringdichtungen 39 um den Endteil 20 der Rührwerksachse
angeordnet.
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Wenn als Heizmittel Wasserdampf verwendet wird, bildet man den Endteil
20 der P.ührwerksachse gemäß der Darstellung in Fig. 1 zweckmäßig als Kondenswassersammelkammer
41 aus, die eine untere, verschließbare Auslaßöffnung 42 aufweist. In der Kammer
41 kann sich dann unterhalb der Stutzen 46 eventuelle entstehendes Kondenswasser
sammeln, das von Zeit zu Zeit über die Öffnung 42 abgelassen wird.
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In der rechten Hälfte der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel d.er
Rührwerksrohrleitungen dargestellt. Hier ist als Rührwerksrohrleitung eine schraubenlinienförmige
Rohrschlange 48 ausgebildet, die konzentrisch um die Rührwerksachse 12 angeordnet
ist. Selbstverständlich könnte man, falls d.ies für die Rührwirkung vorteilhaft
ist, die Rohrschlange 48 auch exzentrisch um die Rührwerksachse 12 anordnen.
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Der Fleiz- oder Kühlmittelkreislauf ergibt sich bereits aus der obigen
Beschreibung der Konstruktion. Das Heiz- oder Kühlmittel tritt über die Einlaßringkammer
34 ein und strömt über die Kammer 25 und die Stutzen 44 in die Rohrschlange 48,
um diese wieder über die Stutzen 46 zu verlassen, woraufhin das Kühlmittel fiber
rj,,j,J Innere der Rohrwerksachse 12 und die Öffnungen 33 in die @@ngkammer 32 gelangt,
um von hier abgeleitet zu werden.
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Die Pfeile in Fig. 1 geben den Heiz- oder Kühlmittelkreislauf an.
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In der linken Hälfte der Fig. 1 sind drei verschiedene, andere Ausführungsformen
der Rührwerksrohrleitungen dargestellt. Die Rührwerksrohrleitungen liegen hier in
radialer Ebene zur Rührwerksachse 12. In gestrichelten Linien ist ein U-förmiger
Rohrbügel 50 dargestellt, der zwischen den Stutzen 44 und 46 angeschlossen ist.
Diese Rohrbügel 50 sind sternförmig um die P.ührwerksachse 12 angeordnet und führen
in der beschriebenen Weise das Heiz- oder Kühlmittel. Eine Variante ist in strichpunktierten
Linien dargestellt, wo der Rohrbügel 52 halbkreis- oder halbellipsenförmigen Verlauf
hat. Eine weitere Variante ist in Strich-Doppelpunkt-linien dargestellt, wo der
parallel zur Rührwerksachse 12 verlaufende Teil der Rührwerksrohrleitungen in radialen
Ebenen liegende Rohrschlangen 54 bildet.
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Selbstverständlich sind die dargestellten Ausführungsbeispiele der
Rührwerksrohrleitungen nur beispielhaft und erläuternd zu verstehen. Man kann entsprechend
dem gewünschten Rühreffekt diese Rührwerksrohrleitungen auch anders gestalten.
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Bei der bisherigen Erläuterung der Pig. 1 wurde davon ausgegangen,
daß das eintretende Heiz- oder Kühlmittel die Rührwerksrohrleitungen 48, 50, 52,
54 von oben nach unten durchströmt, um durch die Rührwerksachse 12 wieder abzulaufen.
Selbstverständlich kann man das ICeiz- oder Kühlmittel auch in entgegengesetzter
Richtung durch die Rührwerksrohrleitungen strömen lassen. Eine weitere Variante
ist in Fig. 1 mit der gestrichelten Linie 24' dargestellt, wo vorgesehen ist, daß
die Hülse 24 sich über die ganze länge der RUhrwerksachse 12 erstreckt.
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Silan kann dann den Eintritt des Heiz- oder Kühlmittels in die Rührwerksrohrleitungen
in längsrichtung d.er Rührwerksachse 12 auf mehreren Ebenen anordnen, was beispielsweise
dann von Interesse ist, wenn die Rührwerksrohrleitungen nicht, wie in Fig. 1 dargestellt
ist, sich über die ganze R2lrwerksachse 12 erstrekken, sondern in mehreren Horizontalebenen
angeordnet sind. Auch könnte man bei der Verlängerung der Hülse 24 über die ganze
Länge der Rührwerksachse 12 beispielsweise durch einen Rohrbügel 50 das Eeiz- oder
Kühlmittel von unten nach oben leiten und durch die jeweils benachbarten zweiten
Rohrbügel 50 das Eeiz- oder Kühlmittel von oben nach unten leiten Man erreicht hierdurch,
daß sowohl der untere als auch der obere Teil der gerührten Masse mit dem frisch
eintretenden Xeiz- oder Kühlmittel in Berührung kommt und folglich eine gleichmäßigere
Erwärmung oder Kühlung der gesamten Hasse stattfindet.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist am oberen Ende der Rührwerksachse
60 ein Anschlußgewinde 62 für einen Motor vorgesehen. Der Kopfteil 64 des Rührwerkes
besteht aus einem Flansch 66 der am Deckel 70 eines die zu rührende Masse enthaltenden
Behälters festgeschraubt werden kann, wobei auf der Oberseite des Flansches bb eine
Kappe t8 mit geeigneten Drehlagern um die Rührwerksachse 60 angeordnet ist. Im Inneren
der Kappe 68 sind um die Rührwerksachse 60 herum gegeneinander elektrisch isoliert
Schleifringkontakte 76 befestigt, d.ie über an der Kappe 68 befestigte Schleifkontakte
an eine Stromquelle 78 angeschlossen sind. Die beiden Enden eines Widerstand.sheizd.rahtes
74 sind.
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an die Schlei.fringe 7£ angeschlossen und der Wid.erstandsheizdraht
74
erstreckt sich durch das Innere der eigentlichen Ruhrwerkselemente 72. Man erkennt,
d.aß mit dieser Ausführungsform der Erfindung zugleich eine intensive Durchrührung
und Erwärmung einer zu rührenden. und zu erwärmenden Hasse vorgenommen werden kann.