Die Rushton-Scheibenturbine oder Rushton-Turbine ist ein Radiallaufrad, das für viele Mischanwendungen und insbesondere für Gasdispergierungs- und Fermentationsanwendungen in der Verfahrenstechnik eingesetzt wird und von John Henry Rushton erfunden wurde.[1]
Die Konstruktion der Rushton-Turbine basiert auf einer flachen horizontalen Scheibe mit flachen, vertikal montierten Schaufeln.
In den meisten Fällen hat die Scheibe 6 vertikal montierte Schaufeln, die auf 1/3 der Scheibe montiert sind und eine radiale Strömung erzeugen.
Welche Form hat die Rushton-Turbine?
Die Form der Rushton-Turbine ermöglichte es, Flüssigkeiten und Gase miteinander zu vermischen und zu dispergieren, ohne dass das Mischelement instabil wurde. Das liegt daran, dass es radial durchströmt wird und selbstausgleichend ist.
Der Strom wird radial nach außen zur Behälterwand abgeleitet, wobei die Hälfte des Stroms nach oben und die andere Hälfte nach unten gerichtet ist.
Die Rushton-Turbine wird in Prozessanwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Scherung oder Turbulenz erforderlich ist.
Die Laufradkonstruktion eignet sich am besten für den Kontakt zwischen Gas und Flüssigkeit.
Vor allem, wenn das Gas über einen Verteiler unter das Laufrad geleitet wird.
Die Turbine leitet das Gas entlang eines Weges mit optimalem Flüssigkeitskontakt und verhindert, dass das Gas einen direkten vertikalen Weg entlang der Welle des Rührwerks nimmt, was sonst zu einem minimalen Kontakt führen würde.
Die Scheibe verhindert auch, dass Gasblasen die scherungsarme Zone um die Nabe des Rührwerks durchdringen.
Rushton-Turbinen haben eine hohe Scherwirkung.
Der vertikale Transport des Fluids im Tankkörper sollte durch Axialturbinen oder Propeller unterstützt werden.
Daher wird in vielen Fällen eine Kombination dieser Mischelemente auf einer Rührwerkswelle konfiguriert.
Jongia Mixing Technology hat herausgefunden, dass bei der Gasdispersion durch einen Sparger-Ring die zuführenden Turbinen (d.h. die Axialturbine oder der Propeller) muss von unten nach oben gepumpt werden, um das Aufwärtsströmen des Gases zu unterstützen.
So wird sichergestellt, dass der Fermentationsprozess optimal abläuft.
Was sind die Vorteile der Rushton-Turbine?
Obwohl sie für jede Art von Ein- und Mehrphasenmischung eingesetzt werden können, sind sie am effektivsten für die Gas-Flüssig- und Flüssig-Flüssig-Dispergierung und bieten höhere Scher- und Turbulenzwerte bei geringerer Pumpleistung.
Mit geeigneten Umlenkblechen werden diese Strömungen sowohl oberhalb als auch unterhalb des Laufrads in starke Top-to-Bottom-Strömungen umgewandelt.
In welchen Anwendungen sehen wir Rushton-Turbinen?
- Gärung,
- Gasausbreitung,
- Abfall- und Faserverarbeitung in der Zellstoff- und Papierindustrie,
- geringe Durchmischung.
Die Rushton-Turbinen laufen in der Regel mit einer hohen Umdrehungszahl.
Wegen der hohen Drehzahl verbraucht die Rushton-Turbine oft eine ziemlich große Menge an Strom.
Eine Variante der Rushton-Turbine ist das Laufrad, bei dem die Laufradschaufeln nicht flach, sondern konkav sind. Eine solche Turbinenvariante wird als Konkavturbine bezeichnet.
Diese Eigenschaft oder Konstruktionsausführung hat den Vorteil, dass sie das Gas nicht in irgendeiner Weise einschließt.
Der Vorteil ist, dass das Gas eine effizientere Eigenschaft im Prozess hat.
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