Was ist ein Rührwerksbehälter?
Ein Rührwerksbehälter ist ein Behälter zum Rühren.
In einen Rührwerksbehälter werden verschiedene Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase eingefüllt, um sie zu rühren und zu mischen. Die Geometrie eines Rührwerksbehälters wird durch das Verhältnis zwischen der Höhe des Flüssigkeitsspiegels und dem Innendurchmesser des Behälters angegeben. Im Allgemeinen liegt ein effizientes Verhältnis bei etwa 1,0 bis 1,5.
Ist der Rührwerksbehälter zu dünn, werden die Ober- und Unterseiten nicht richtig umgerührt und es kann zu einem Konzentrationsgefälle kommen. Während bei einem zu dicken Rührwerksbehälter der Behälterdurchmesser vergrößert wird und der Behälter dicker sein muss.
Anwendungen von Rührwerksbehältern
Rührwerksbehälter werden als Außenwände für Rührwerke verwendet, die Stoffe mischen. Je nach Verwendungszweck des Rührwerksbehälters werden Komponenten wie Schlangen, Mäntel, Leitbleche und Düsen eingebaut. Wenn Bauteile eingebaut werden, dürfen sie den Flüssigkeitsstrom durch das Rührwerk nicht behindern und müssen strukturell stabil sein.
Rohrschlangen und Mäntel werden zum Heizen und Kühlen verwendet. Umlenkbleche sorgen dafür, dass der horizontale Flüssigkeitsstrom vertikal fließt, und sollten mit 2-8 Umlenkblechen pro Tank ausgestattet sein, um eine maximale Wirksamkeit zu erzielen.
Düsen werden zum Einspritzen und Ablassen der Flüssigkeit im Tank verwendet. Wenn Gas in die Flüssigkeit eingespritzt wird, kann es durch die Düsen am Boden des Tanks eingeleitet werden, die auch Sprudelkomponenten sind.
Funktionsweise des Rührwerksbehälters
Rührwerksbehälter bestehen aus einem Motor, einem Untersetzungsgetriebe, einem Wellendichtring, einer Welle, Rührflügeln und Leitblechen.
1. Wellenabdichtungsvorrichtung
Der Motor dreht sich und überträgt die Leistung auf die Welle, die, wenn sie mit einem Untersetzungsgetriebe ausgestattet ist, entsprechend dem Untersetzungsgetriebe verlangsamt und das Drehmoment erhöht. Die Wellenabdichtungsvorrichtung dichtet auch das Innere des Tanks ab, ohne die Rotation zu beeinträchtigen. Übliche Wellendichtungen sind Stopfbuchspackungen und Gleitringdichtungen.
2. Rührwerksflügel
Die Welle dreht sich gleichzeitig mit den Rührflügeln und ermöglicht so das Rühren der Flüssigkeit. Das Rühren im Rührwerksbehälter wird durch Schub- und Radialkräfte verursacht, die von der Form der Rührflügel abhängen. Darüber hinaus fließt die Flüssigkeit, die mit den Rührwerksbehältern in Berührung kommt, nach oben, unten, links und rechts, was zu einem rührwerksbehälterspezifischen Verhalten führt.
3. Schikanen
Die gerührte Flüssigkeit kann durch im Behälter angebrachte Leitbleche weiter dispergiert werden. Mit Hilfe von Leitblechen kann die Strömung von einem laminaren in einen turbulenten Zustand versetzt werden. Stromstörer sind besonders effektiv beim Rühren von Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, da diese dazu neigen, laminar zu fließen.
4. Tanks
Die Form des Tanks verändert den Grad der Flüssigkeitsverteilung. Die Form des Tankbodens hat einen besonders großen Einfluss auf die Flüssigkeitsansammlung. Üblich sind halbelliptische Formen im Verhältnis 2:1 oder 10 % Schalenform. Wenn das Verhältnis zwischen der Höhe der Flüssigkeitsoberfläche und dem Tankinnendurchmesser 1,2 beträgt, kann der Tankinnendurchmesser durch Multiplikation des Flüssigkeitsvolumens mit 1,14 und anschließender Multiplikation mit 1/3 berechnet werden.
Sonstige Angaben zum Rührwerksbehälter
1. Art der Rührwerksbehälter
Das Teil, das die Drehung des Motors auf den Rührwerksbehälter überträgt und das Material rührt, ist der Rührflügel. Die Rolle der Rührflügel kann in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: Scherwirkung, die eine Scherkraft auf verschiedene Teile des Rührwerksbehälters ausübt, sowie Umwälzwirkung, die für die Bildung eines Umwälzstroms sorgt. Auf der Grundlage der Viskosität des zu rührenden Materials wird der Rührflügel mit dem optimalen Gleichgewicht ausgewählt, um das Ziel zu erreichen.
Typische in Rührwerksbehältern verwendete Rührflügel sind:
Propellerflügel
Propellerblätter sind dreiflügelige Rührblätter, die auf Schiffen verwendet werden. Sie eignen sich nicht zum Rühren von hochviskosen Rohstoffen, werden aber zur Verhinderung von Sedimentation eingesetzt, wenn Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität einzelne Partikel enthalten. Aufgrund ihrer geringen Kosten und ihrer Kompaktheit werden sie auch häufig als Standard-Rührflügel verwendet.
Scheibenturbinenschaufeln
Scheibenturbinenschaufeln sind Rührschaufeln, die aus einer Scheibe mit mehreren daran befestigten Schaufeln bestehen. Sie haben einen hohen Stromverbrauch, erzeugen aber eine große Umwälz- und Scherwirkung. Sie können zum Rühren bei der Zerkleinerung von Feststoffen und zum Rühren von Reaktionen wie der Dispersion und Absorption von Gasen eingesetzt werden.
Ankerflügel
Ankerschaufeln sind Rührwerksschaufeln, die wie ein Schiffsanker geformt sind. In der Regel sind diese Rührwerksbehälter vom Boden des Rührwerks entlang der Wände geformt. Es können auch hochviskose Stoffe gerührt werden, die Rührleistung ist jedoch nicht so hoch wie bei anderen Rührwerksbehältern.
2. Arten von Rührwerksbehältern
Es gibt mehrere Arten von Rührwerksbehältern. Es ist wichtig, den Rührwerksbehälter nach der für die zu mischende Flüssigkeit geeigneten Rührmethode auszuwählen.
Zentrales Rühren
Hierbei handelt es sich um eine Rührmethode, bei der die Mittelachse der Rührflügel vertikal in der Mitte des Rührwerksbehälters angebracht ist. Diese Methode ist weit verbreitet und zeichnet sich durch eine gleichmäßige Strömung aus.
Exzentrisch geneigtes Rührwerk
Bei dieser Rührmethode sind die Rührflügel nicht in der Mitte des Rührwerksbehälters, sondern schräg zum Boden des Rührwerksbehälters angebracht. Auch ohne Leitbleche können turbulente Strömungsverhältnisse erzeugt werden.
Rühren am Boden
Hierbei handelt es sich um eine Rührmethode, bei der die Rührflügel vom Boden des Rührwerksbehälters aus montiert werden. Bei großen Rührwerksbehältern ist der Anbau einer langen Welle nicht mehr erforderlich.