专利名称：凸缘式搅拌器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的尤其地用于工业搅拌器(RUhrer) 的搅拌体。
背景技术：
工业搅拌器用于搅拌、掺和(Vermischen)或混合(Vermengen)材料或物料，例如液体、粉末状的材料或糊状的物质。在此，对于搅拌方法和搅拌结果提出不同的要求，其中， 基本的准则为搅拌体的几何形状的选择。当前，工业搅拌器理解为各种类型在加工技术方面应用的搅拌装置，例如为来自食品工业、涂料工业或同样来自建筑业或环境技术中的搅拌装置。已知的是，难以搅拌例如带有高的黏度的液体的材料或带有不同原材料的黏度的材料混合物或糊状的物质，以实现单个组分相对于整个量的均勻的混合或掺和。在此尤其地还应注意在混勻运动时避免流体技术的死区(Totgebiet)，其可继而导致在成品中的不均勻性。另一用于搅拌器的实施形式的选择准则始终还为搅拌容器的形状。已知的是，当未以特殊地与搅拌目的相匹配的方式选择搅拌元件时，在带有有棱角的容器形状的搅拌容器中在角部区域中常常仅仅实现不充分的掺和或混合。然而特殊地匹配的搅拌体常常与高的投资相关，尤其地当在食品领域中必须考虑高效地待清洁的表面(不锈钢)以及无棱边的或无污物槽(schmutzrillefrei)的加工时。 此外(Nicht zuletzt)，简单地清洁搅拌体的实现的可能性也是用于选择搅拌体的标准。
发明内容
出于这一原因，本发明的目的为，如此改进尤其地用于工业搅拌器的搅拌体，即， 使匹配于多个搅拌目的的搅拌体的成本适宜的制造成为可能。为了实现该目的，本发明的特征在于根据权利要求1的特征。在从属权利要求中描述了本发明的有利的扩展方案和适宜的设计方案。本发明以尤其地用于工业搅拌器的搅拌体为出发点，其中，该搅拌体在搅拌方向 (Ruhrrichtung)上构造成带有平面式的(ebenenartig)横截面(Querschnittsflache)。
在大多数情况中，搅拌体运动通过待搅拌的介质。搅拌方向相应于该运动方向，其中，在旋转的搅拌器的情况中，搅拌方向基本上应理解为在一定的时刻切向于圆形轨迹的方向。由此，搅拌方向沿着该圆形轨迹相应于旋转的搅拌器的圆周运动变化。搅拌体可在其形状、尺寸以及位置方面参考产生搅拌运动的搅拌轴进行匹配，而基本上不限制相应搅拌目的。根据本发明的搅拌体的特征在于，由凹口(Ausnehmung)穿通(durchbrochen)搅拌体的平面式的横截面，即，搅拌体在面区域中具有孔口。利用这种类型的搅拌体(即，其在其平面式的横截面中由凹口穿通)的试验已表明，在搅动过程之后，尤其地即使附加地(ansatzweise)在有棱角的搅拌容器的角部区域中，待搅拌的介质(例如高粘性的或甚至胶状的(geleeartig)物质)也具有带有需求的均勻性的混合/掺和。此外，试验已表明，在使用根据本发明的搅拌体时在相对低的搅拌器转速(相对于现有技术中已知的搅拌器减小了几乎一半)时已经开始(einsetzen)在搅拌过程中发生的介质的混勻。在本发明的优选的设计方案中设置成，凹口中心地布置在搅拌体的平面中。通过中心地布置的凹口使在搅拌过程时形成的流动轮廓(Striimungsprofil)的提高的对称性成为可能，由此可实现改进的均勻化。此外，布置在中心的凹口减小了这种类型的搅拌体的制造成本，因为在其它领域的可获得的标准件中常常存在该对称性，例如可使用该标准件作为构件以用于制造这种类型的搅拌体。在本发明另一优选的设计方案中设置成，由扁平元件(Flachelement)和凸缘 (Bdrdel):形成搅拌体。扁平元件在待搅拌的介质中在搅拌方向上形成扩大的搅拌横截面， 其中，接着扁平元件的凸缘产生漏斗作用，并且由此对搅拌流动轮廓产生影响。此外，在本发明的另一设计方案中优选的是，凸缘邻接中心的凹口。这具有的优点为，待搅拌的介质可流畅地(fliei^end)穿过凹口。此外，以这种方式改进形成的搅拌流动轮廓，从而可在搅拌体周围形成例如超环面的(toroidal)旋转流动(与来自吸烟时的烟环 (Rauchkringel)相似)。在本发明的另一优选的设计方案中设置成，凸缘在搅拌方向上相对于平主体的材料厚度构造成同样长或更长。如果凸缘相对于平主体的厚度构造成同样长，则实现介质的最优的流动性能，这实现待搅拌的介质的良好的混勻。如果例如凸缘在搅拌方向上相对于平材料的厚度构造成更长，则可能的是，在例如粘稠的介质中可利用管形的搅拌体及其搅拌性能的优点。此外，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，相对于凹口的面积以至少 0.5 1至1 χ > 1的比例范围形成扁平元件的面积。0.8至8的比例值已证实为圆环面积相对于内直径面积的利用标准件可实现的适宜的组合。通过扁平元件的环面积相对于凹口的面积的该面积比例保证了，根据本发明的搅拌体形成充分的平面式的横截面，以用于在搅拌器的转速较低时产生上述优点(例如均勻的介质)。然而，常常也如以下方式以扩大的方式提出目的，即，在搅拌转速增大时产生的轴向的漩涡不允许穿过(durchtreten) 直至搅拌体，因为否则可将空气引入搅拌物(RUhrgut)中。如有可能在个别情况中这也是值得期望的。此外，在本发明的另一优选的设计方案中设置成，扁平元件构造成圆形的、卵形的或有棱角的主体。带有不同的面形状的扁平元件的构造方案具有的优点为，扁平元件的平面式的横截面可分别与搅拌目的或待搅拌的介质或容器形状进行匹配。在本发明的另一优选的设计方案中设置成，凹口和邻接该凹口的凸缘构造成圆形的、卵形的或有棱角的。这具有的优点为，根据搅拌目的，凹口的横截面和邻接该凹口的凸缘的周面(MantelfMche)可构造成不同的。此外，在本发明的优选的设计方案中设置成，搅拌体借助于螺纹连接、焊接连接或转接件连接(优选地通过轮辐(Speiche))固定在轴处。搅拌体通过例如铰接连接备选地固定在搅拌轴处具有的优点为，可在向内摆动(einschwenken)的状态中将搅拌器引入容器孔中，其中，该孔的直径可小于有效的搅拌直径。在搅拌过程期间，由于离心力，摆动地布置在铰接连接部处的搅拌体竖起(aufstellen)到较大的有效半径。在本发明的另一优选的设计方案中设置成，搅拌体为焊接凸缘。这具有的优点为， 例如为了制造根据本发明的搅拌体可使用标准件，这有利地减小了这种类型的搅拌器的制造成本。本发明的另一方面以一种搅拌器、尤其地工业搅拌器为出发点，其由驱动轴、至少一个轮辐和至少一个搅拌器形成。在此，通过轮辐的相应的长度匹配，有效的搅拌直径可与相应搅拌容器的几何形状相匹配。该方面的核心在于，存在至少一个、优选地三个根据本发明的搅拌体。由于可自由地选择在搅拌器处的根据本发明的搅拌体的数量，搅拌器可与相应搅拌目的或搅拌容器及其尺寸相匹配。在搅拌体的数量方面提供了以下情况，即，调整出 (anstellen)围绕旋转中心的对称考虑(Symmetriebetrachtung)，以使得出现的驱动轴的支承负载最小化。然而，原则上也可设想带有单个旋转体的缓慢运行的搅拌器。在根据本发明的搅拌器的另一优选的设计方案中设置成，搅拌体可旋转地构造在轴处和/或可摆动地构造在轮辐处。这具有的优点为，平面式的扁平元件的横截面的空间位置可与相应搅拌目的或待搅拌的介质以及与搅拌容器的尺寸和形状、尤其地与引入孔相匹配。尤其地，可通过搅拌体在轮辐处的摆动(即，垂直的搅拌体取向相对于驱动轴的变化)调整搅拌器的高度效果(H0henwirkung)，通过搅拌器例如经受(erfahren)向下拉力，高度效果可稳定地作用于旋转运动。
从以下
和图纸中得到本发明的其它特征。其中图1显示了待布置在轴端部处的搅拌器的透视的图示；图2显示了带有中央的凹口和邻接该凹口的凸缘的扁平元件(Flachelement)的后侧的视图；图3显示了带有中央的凹口的扁平元件的前部视图；图4显示了根据本发明的搅拌体的侧视图。
具体实施例方式图1详细地显示了根据本发明的搅拌器1，其具有布置在轮辐(SpeiChe)2处的搅拌体3，当前，搅拌体3布置成围绕轮毂(Nabe) 4径向对称地成120°的间距。搅拌体被调整成相对于垂直线(Vertikalen)稍微倾斜，这通过沿着轮辐2的轴线的旋转实现。此外， 轮毂4在其中央具有轴容纳部fe，该轴容纳部fe通过螺纹孔允许搅拌器1固定在马达驱动的轴(在此未显示)处。在应用技术中，通过轴将搅拌体1置于旋转中，具体而言如此将搅拌体1置于旋转中，即，使搅拌体3沿着搅拌方向5运动。—方面，搅拌体3具有带有中央凹口 7的扁平元件6，该扁平元件6形成基于搅拌方向的前侧。在基于搅拌方向的后侧上，搅拌体3具有凸缘8，当前该凸缘8邻接凹口 7。由此，在搅拌器1的根据规定(bestimmungsgemSB)的使用中，搅拌体3在搅拌方向5上以扁平元件6在前部的方式运动穿过待搅拌的介质，其中，待搅拌的介质在扁平元件6的表面处一方面流动穿过凹口 7和邻接凹口 7的凸缘8，另一方面还围绕搅拌体3在周围流动。在本实施例中，搅拌体3借助于焊缝(khwei β naht) 9焊接到圆形材料处，该圆形材料继而插入到在轮辐2处的搅拌体固定件10中。搅拌体固定件10包括无头螺钉 (Madenschraube)，当前利用该无头螺钉夹紧(sparmen)焊接在搅拌体3处的圆形材料。固定在轮辐2处的搅拌体固定件10用作这样类型的连接转接件(Verbindimgsadapter) 11， 即，其允许搅拌体3通过轮辐2与轮毂4相连接并且由此允许通过轴容纳部5与起驱动作用的轴相连接。也可设想其它的转接件实施方案，例如带螺纹的器件(Gewinde)。附加地， 通过连接转接件11的旋转对称的构造方案使以下成为可能，即，搅拌体3在其垂直的取向中稍微相对于驱动轴倾斜，并且由此提供改进的搅拌性能，尤其地涉及向下拉的力矩，与螺栓相似。当前，轮辐2本身同样通过焊缝固定在轮毂4处，由此，搅拌器1形成由三个搅拌体3组成的带有相应的固定装置和连接转接件的单元。对于根据本发明的搅拌器的更大的设计方案，搅拌体也可在凸缘的区域中或在凸缘旁边的面上借助于与凸缘形状相匹配的支撑部焊接到轮辐处，以在搅拌期间经受大的剪切力。然而，当前在图1中显示的实施例仅仅为样品(Prototyp)。更适宜地，在方法技术方面可设计这样的搅拌器，即，其尤其地在食品工业的领域中、但是也在多种其它类型的应用中具有明显地(augenscheinlich)单件的结构。必须如此地选择，因为在此显示的大量孔和底切部(Hinterschneidimg)可能意味着在搅拌器1的清洁方面几乎不可行的复杂性。 由此，在应用情况中以此为出发点，即，在搅拌体3处的一定的结构方案(Konstellation) 通过轮辐2直接地焊接在轮毂4处，其中，随后(im Nachgang)必须尽可能光滑地抛光焊缝， 并且由此使焊缝对于污物沉积不敏感。搅拌体垂直线相对于驱动轴的相应的调整角所提供的优点为，通过近似螺栓的力作用向下将一定的拉力矩augmoment)施加到整个的搅拌器 1上，由此继而尤其地相对于摆动共振的形成(Aufschaukeln)稳定搅拌器1在轴处的旋转运动。图2显示了以焊接凸缘的形式的根据本发明的搅拌体3，其再次相应于标准件。在图2中示出了焊接凸缘的后侧的视图，其中，焊接凸缘由扁平元件6和联接在扁平元件6处的凸缘8形成。当前，凸缘8具有凸缘壁厚21，其选择成近似等于面元件壁厚22。当前，凸缘8以平滑地(fliessend)持续的伸延连结(Verlaufsanbindung)的方式联接到扁平元件 6处，从而即使在这些部位处也不必担心由于槽或底切部引起的污物沉积。在搅拌体3的中央的凹口 7使在搅拌方向5上运动时待搅拌的介质的穿过成为可能，当前这相应于到图平面中的运动。图3显示了以焊接凸缘的形式的根据本发明的搅拌体3的前侧。扁平元件6在凹口 7的区域中平滑地连结到凸缘8处，当前这同样提供了改进的清洁特性。当前，凹口 7的面积31 (这相应于穿过凹口 7的穿过横截面)相对于扁平元件的面积32具有近似以系数 5. 5变小的有效的搅动横截面。由此，待搅拌的介质通过扁平元件的面积32的以近似5. 5 的系数的更大的份额而相应于搅拌方向5运动，其中，较小的份额穿过凹口的面积31。以这种方式围绕搅拌体3的周围产生流动轮廓，该流动轮廓由于在其周围的作用实现相应的需求的混勻。图4显示了以焊接凸缘的形式的根据本发明的搅拌体3的侧面的视图。在此，搅拌体3在搅拌方向5上运动，其中，示意性地局部地(ausschnittsweise)以绘出的流线 (Stromlinie)的形式显示了流动图41。然而当前，所显示的流动图41仅仅为可能的流动情况(Strdmungsszenario)的草图，因为围绕固体的流体的流动性能基本上一方面受固体的
运动速度影响，而且也受流体机械的特性(例如流体的介质的黏度)的影响。在此，既可产生层状的(laminar)对于搅动过程的较为不适宜的流动性能又可产生涡旋的(turbulent) 或甚至混乱的流动图。根据本发明的搅拌体3具有平主体的厚度42a，当前，与凸缘的厚度42相比，平主体的厚度4 选择为略小。通过凸缘的厚度42的变化(即这样的区域，即，在其中待搅拌的流体以被引导的方式穿过搅拌体)，可参考待实现的搅拌结果调整不同的参数。凸缘在其凸缘棱边处持续过渡地通过凸缘半径43联接到扁平元件6处，其中， 或者可自扁平元件6的面区段起构造凸缘半径43，或者如当前未显示的那样，也可自扁平元件6的边缘起在长度上延伸的且可能非纯粹的圆形的半径的辅助下构造凸缘半径 43。借助于这种类型的柔和地平滑地过渡的凸缘半径43，可实现这样的搅拌体3，S卩，其几乎不具有底切部或凹入部，例如在应用于食品工业中时，底切部或凹入部可表示以污物 (Verunreinigung)形式的沉积或在清洁设备时的困难。然而，本发明不限制于在此显示的实施例上，相反地，本发明包括所有这样的设计方案，即，其使用了本发明重要的想法。在此，尤其地也包括具有相似特性的标准件，其具有根据本发明要求保护的特性。参考标号列表
1搅拌器
2轮辐
3搅拌体
4轮毂
5搅拌方向
5a轴容纳部
6扁平元件
7凹口
8凸缘
9焊缝
10搅拌体固定件
11连接转接件
21凸缘壁厚
22扁平元件壁厚
31凹口的面积
32扁平元件的面积
41流动图
42凸缘的厚度42a平主体的厚度43凸缘半径
权利要求
1.一种搅拌体(3)，尤其地用于工业搅拌器，其中，所述搅拌体C3)在搅拌方向(5)上构造成带有平面式的横截面，其特征在于，由凹口(7)穿通所述平面式的横截面。
2.根据权利要求1所述的搅拌体(3)，其特征在于，所述凹口(7)中心地布置在所述搅拌体(3)的平面中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌体(3)，其特征在于，由扁平元件(6)和凸缘 (8)形成搅拌体。
4.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌体(3)，其特征在于，所述凸缘(8)邻接所述中心的凹口(7)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌体(3)，其特征在于，所述凸缘(8)在所述搅拌方向( 上相对于所述平主体的厚度(42a)构造成同样长或更长。
6.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌体(3)，其特征在于，相对于所述凹口(7)的横截面(31)以至少0. 5 1至1 χ > 1的比例范围形成所述扁平元件(6)的面积(32)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌体(3)，其特征在于，所述扁平元件(6)构造成圆形的、卵形的或有棱角的主体。
8.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌体(3)，其特征在于，所述凹口(7)和邻接所述凹口(7)的凸缘(8)构造成圆形的、卵形的或有棱角的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌体(3)，其特征在于，所述搅拌体C3)为焊接凸缘。
10.一种搅拌器(1)，尤其为工业搅拌器，所述搅拌器(1)由轴、至少一个轮辐O)以及至少一个搅拌体(3)形成，其特征在于，存在至少一个、优选地三个根据权利要求1至9中任一项所述的搅拌体(3)。
11.根据权利要求10所述的搅拌器(1)，其特征在于，所述搅拌体C3)可旋转地布置在所述轴处和/或可摆动地布置在所述轮辐(2)处。
12.根据前述权利要求中任一项所述的搅拌器(1)，其特征在于，所述搅拌体C3)借助于螺纹连接和/或焊接连接和/或转接件连接(11)固定在所述轴处。
全文摘要
一种搅拌体和一种搅拌器，尤其地用于工业搅拌器，该搅拌器由轴、至少一个轮辐(2)、以及至少一个搅拌体(3)形成，其中，由凹口(7)穿通在搅拌方向(5)上带有平面式的横截面的至少一个、优选地三个搅拌体(3)。
文档编号B01F7/00GK102271794SQ200980153822
公开日2011年12月7日 申请日期2009年12月23日 优先权日2008年12月30日
发明者马丁·赫泽尔 申请人:马丁·赫泽尔