DE29519848U1

DE29519848U1 - Magnetrührer zum Rühren von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE29519848U1
Application number: DE29519848U
Authority: DE
Original assignee: GSI Helmholtzzentrum fuer Schwerionenforschung GmbH
Current assignee: GSI Helmholtzzentrum fuer Schwerionenforschung GmbH
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2005-12-15

Description

Beschr eibuncf:

Die vorliegende Neuerung betrifft einen Magnetrührer zum Rühren von Flüssigkeiten wie Suspensionen mit Schwebstoffen, mit einem zylindrischen, senkrechten Rührgefäß und einem frei beweglichen, magnetisierten und axial polarisierten Rührstab im Gefäß, der durch ein außerhalb des Gefäßes erzeugtes, bewegtes oder rotierendes Magnetfeld eines Magneten zum Rühren in der Flüssigkeit bewegt wird.

In vielen Fällen der chemischen Technik muß während kontinuierlicher Prozesse das Sedimentieren von Schwebstoffen in Suspensionen verhindert werden. Bei Abfüllvorgängen muß das Entstehen von Inhomogenitäten oder Propfenbildung vor Auslaufstutzen oder Ventilen verhindert werden. Bei allen diesen Anwendungen wir durch Rühren oder mechanische Bewegung das Absetzen von Schwebeteilchen in der Suspension verhindert. Dazu werden teilweise Rührwerke oder Pulsatoren verwendet, die von außen durch die Behälterwand angetrieben werden. Neben dem mechanischen Schütteln von Behältern sind auch magnetisch gekoppelte Rührstäbe in Behältern mit Gefäßboden bekannt. Hierbei wird unter dem Gefäßboden ein Permanentmagnet mittels eines Motores in Rotation versetzt. Dieser Permanentmagnet treibt dann den darüberIiegenden Rührstab durch magnetische Koppelung an und bewegt ihn im Gefäß.

Die bekannten Vorrichtungen erfordern entweder einen hohen apparativen Aufwand oder sind, wenn unterhalb des Behälterbodens kein Platz für rotierende Permanentmagnete ist für diese Anwendungsfälle ungeeignet. Schütteln der Suspension kann bei hohen Anteilen grobkörniger Schwebeteilchen zu einer schnellen Entmischung führen. Die Ankoppelung durch Ultraschall erfordert eine unangemessen hohe Schallenergie, die zur Zerstörung der Schwebeteilchen führen kann, die die Korngrößenverhältnisse verändert und die auch die Gefäßwand schädigen kann.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es daher, einen Magnetrührer anzugeben, der diese Nachteile nicht aufweist und bei welchem der Platz unter dem Boden des Rührgefäßes frei bleibt. Der Magnetrührer soll besonders zum Rühren in Glaszylindern von Injektionsspritzen geeignet sein, aus welchen eine Suspension senkrecht nach unten abgegeben werden soll.

Zur Lösung der Aufgabe schlägt die vorliegende Neuerung bei einem Magnetrührer der eingangs erwähnten Art vor, daß der Magnet ein Elektromagnet ist, der um das Rührgefäß herum oberhalb dessen Bodens angeordnet ist und das relativ zum Gefäß rotierende Magnetfeld erzeugt und daß er aus einem um das Rührgefäß herum angeordneten, ringförmigen Magnetkern mit zwei in Reihe geschalteten Spulen besteht, die bei Anlegung einer Wechselspannung ein rotierendes, zylindrisches und radial polarisiertes Magnetfeld im Rührgefäß erzeugen.

In dem Rührgefäß, z. B. in dem Glaszylinder einer Injektionsspritze befindet sich die Suspension und das Magnetrührstäbchen. Außen um den Zylinder herum ist neuerungsgemäß der Spulenkörper angeordnet, in dem das rotierende Magnetfeld erzeugt wird. Dieses Feld treibt das Magnetstäbchen an und hindert die Schwebstoffe am Sedimentieren. Unterhalb des Rührgefäßes ist somit als besonderer Vorteil freier Platz für weitere Anschlüsse oder weitere Verarbeitungsschritte. Der Rührstab schwebt rotierend in der Suspension und kann in diesem Zustand in vorteilhafter Weise auch durch Verschieben der Außenspule in der Höhe verstellt werden. Da die Vorrichtung keinen direkten Kontakt mehr mit dem Rührmedium hat, ist sie für fast alle gängigen Gefäß- oder Nichteisenmaterialien geeignet. Die Neuheit besteht nun darin, daß für die Erzeugung der Rotation des Rührstabmagneten ein elektromagnetisches Feld benutzt wird, das keinem mechanischen Verschleiß unterliegt. Die Neuerung erlaubt es somit, an jeder beliebigen Position entlang eines zylindrischen Gefäßes auch im freien Durchfluß durch das Gefäß zu rühren bzw. zu mischen.

4 -

■ ·

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Neuerung werden im folgenden und anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:

Die Fig. 1 Ein Schema eines Gesamtaufbaues mit dem Magnetrührer,

die Fig. 2 einen Schnitt entlang AB in der Fig. 1.

Gem. der Fig. 1 besteht der Magnetrührer aus dem ringförmigen Magneten 1, 2 und 3, der um das Rührgefäß, in der Fig. 1 einem Glaszylinder 5 einer Injektionsspritze mit einem Spritzenkolben 6, herum angeordnet ist, in welchem sich der Rührstab 4 in der Suspension 8 befindet. Aus dem Glaszylinder 5 soll eine Chromatographiesäule 7 gefüllt werden. Das magnetische Feld des Magneten 1, 2 und 3 wird aus der Stromversorgung 11 über den Funktionsgenerator 10 und den Verstärker 9 erzeugt.

Der neue Magnetrührer dient zum Rühren von Flüssigkeiten wie Suspensionen 8 mit darin enthaltenen Schwebstoffen in einem zylindrischen Rührgefäß z. B. dem Spritzenzylinder 5 aus Glas. Er besteht im wesentlichen aus einem in dem Gefäß 5 frei beweglichen, magnetisierten Rührstab 4, der durch ein außerhalb des Gefäßes 5 erzeugtes, rotierendes Magnetfeld des Elektromagneten 1, 2 und 3 zum Rühren in der Suspension 8 bewegt wird. Der das relativ zum Gefäß rotierende Magnetfeld erzeugende Elektromagnet ist dabei um das Rührgefäß 5 herum oberhalb dessen Bodens 12 seitlich neben dem Gefäß 5 um dieses herum angeordnet.

Mit Hilfe der beiden in Reihe geschalteten Spulen 1 und 2, die in dem Eisenkern 3 montiert sind, wird durch Anlegen einer in Frequenz und Spannung veränderlichen Wechselspannung ein rotierendes zylindrisches und radial polarisiertes Magnetfeld erzeugt, welches des in Spritzenzylinder 5 eingelegten, axial

polarisierten und mit Teflon beschichteten Rührstabmagnet 4 in Rotation versetzt und dadurch die Suspension 8 am Sedimentieren hindert.

Im Detail wird die Rotation des Stabmagneten 4 mit Hilfe von Spulen 1, 2 eines Durchmessers von ca. 20 mm und einer Wicklungstechnik wie beim einphasigen Asynchronmotor erzeugt. Die nötige Wechselspannung zur Bildung des Drehfeldes wird durch einen Verstärker 9 erzeugt, dessen sinusförmige Ausgangsspannung in Amplitude und Frequenz einstellbar ist.

Bezuaszeichenliste:

1 erste Spule

2 zweite Spule

3 Eisenkern

4 Rührstabmagnet

5 Rührgefäß, Spritzenzylinder

6 Spritzenkolben

7 Chromatographiesaule

8 Suspension

9 Verstärker

10 Funktionsgenerator

11 Netzteil

12 Gefäßboden

Claims

Gesellschaft für Schwer- Darmstadt, den 12. Dez. 1995 ionenforschung mbH PLA 9564 Sdt/he ANR 1078 259 Schutzansprüche:

1. Magnetrührer zum Rühren von Flüssigkeiten wie Suspensionen mit Schwebstoffen, mit einem zylindrischen, senkrechten Rührgefäß und einem frei beweglichen, magnetisierten und axial polarisierten Rührstab im Gefäß, der durch ein außerhalb des Gefäßes erzeugtes, bewegtes oder rotierendes Magnetfeld eines Magneten zum Rühren in der Flüssigkeit bewegt wird, dadurch gekennzeichnet,

daß der Magnet ein Elektromagnet ist, der um das Rührgefäß (5) herum oberhalb dessen Bodens (12) angeordnet ist und das relativ zum Gefäß rotierende Magnetfeld erzeugt.

2. Magnetrührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (1, 2 und 3) aus einem um das Rührgefäß (5) herum angeordneten, ringförmigen Magnetkern (3) mit zwei in Reihe geschalteten Spulen (1, 2) besteht, die bei Anlegung einer Wechselspannung ein rotierendes, zylindrisches und radial polarisiertes Magnetfeld im Rührgefäß (5) erzeugen.