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Magnetrührgerät
Die Erfindung betrifft ein elektronisch gesteuertes Magnetrührgerät zum Rühren von niedrig viskosen Flüssigkeiten, mit einem Gefäss, in welchem sich das durch Magnetkupplung antreibbare, frei bewegliche Rührwerkzeug befindet.
Da das Rührwerkzeug in dem Gefäss durch den umlaufenden Magnet unter der Wirkung des durch das Gefäss wirkenden Magnetfeldes mitgenommen wird, kann das Gefäss aus einem Werkstoff beliebiger Art mit Ausnahme eines magnetischen Werkstoffes bestehen. Solche Geräte kommen vorzugsweise in chemischen Laboratorien zur Anwendung, so dass als zu rührende Flüssigkeiten vorzugsweise Chemikalien anzusehen sind, weshalb das Rührwerkzeug zweckmässig mit einem säurefesten überzug versehen ist.
Zweck der Erfindung ist, einen Magnetrührer zu schaffen, dessen das Rührwerk beeinflussende Feldstärke und Drehzahl stufenlos einstellbar sind, der keinerlei mechanisch oder elektrisch bewegte Teile aufweist, und dadurch völlig wartungsfrei ist und obendrein von Haus aus die Eigenschaften eines explosionsgeschützten Gerätes hat.
Es sind bereits Geräte bekanntgeworden, bei denen während des Betriebes innerhalb des Gehäuses in irgendeiner Form ein Dauermagnet in Rotation versetzt wird. Dieser Dauermagnet überträgt durch die magnetische Kraftfeldübertragung seine Rotationsbewegung auf einen im Rührgefäss befindlichen zweiten Dauermagnetteil, das Rührwerkzeug. Hiebei ist es unerheblich, ob der Dauermagnet im Gehäuse des Rührgerätes direkt auf der Welle des Elektromotors sitzt oder auf einer über eine übersetzung angetriebenen Welle.
Der Nachteil dieser Geräte besteht darin, dass sie hinsichtlich ihres Konstruktionsprinzips sehr aufwendig sind. Sie verwenden physikalisch gesehen zwei Statoren und zwei Rotoren : der erste Stator und der dazugehörige Rotor bilden den Antriebsmotor, der zweite Stator ist der sich drehende Dauermagnet, der zweite Rotor ist das im Gefäss befindliche, aus einem Dauermagnet bestehende Rührwerkzeug.
Es sind darüber hinaus Rührgeräte bekanntgeworden, die innerhalb des Gehäuses einen elektrischen Drehfelderzeuger verwenden. Diese Geräte arbeiten jedoch nur mit der Netzfrequenz von 50 bzw. 60 Hz, sie besitzen also keine Drehzahlregelung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in seinem Prinzip sehr einfaches Gerät ohne mechanisch bewegte Teile zu schaffen, das eine entscheidende Weiterentwicklung der bestehenden und bekannten Geräte darstellt, d. h. das Gerät soll geräuschlos arbeiten, stufenlos regelbar nach Drehzahl und Magnetfeldstärke sein, keinen Verschleiss haben und explosionssicher sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei einem Gerät der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass der Antrieb des magnetischen Rührwerkzeuges durch ein oder mehrere feststehende Elektromagnete, die im Gehäuse angeordnet sind, in der Weise erfolgt, dass ein sich drehendes Magnetfeld erzeugt wird und die die Rührfrequenz bestimmende Drehzahl des Magnetfeldes und dessen Feldstärke durch ein elektronisches Steuerelement zur Speisung der Elektromagnete in weiten Grenzen stufenlos veränderbar sind, wobei gegebenenfalls in dem Gehäuse vorzugsweise im Bereich der zum
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Aufsetzen des Gefässes dienenden Platte eine die Beheizung der Flüssigkeit während des Rührens ermöglichende Widerstands-, Infrarot-oder Hochfrequenzheizung angeordnet ist.
Die Elektromagnete erzeugen ein sich drehendes elektromagnetisches Feld, das seinerseits auf das im Rührgefäss befindliche Rührwerkzeug diese Drehbewegung überträgt und damit den Rührvorgang einleitet und unterhält. Gegenüber den bekannten Geräten kommt das erfmdungsgemässe Gerät mit einem Stator und einem Rotor aus :
Es besteht aus einem fest montierten Elektromagnet innerhalb des Gehäuses als Stator und einem in dem Rührgefäss frei beweglichen Weicheisen-oder Dauermagnetteil als Rotor.
Ausserdem besteht gegebenenfalls die Möglichkeit, das beschriebene Gerät zusätzlich mit einer Heizung zu versehen und dadurch während des Rührvorganges der Flüssigkeit Wärme zuzuführen, ohne dass, wie bei den bisher mit Dauermagneten arbeitenden Rührgeräten, befürchtet werden muss, dass die Magnetisierung der Dauermagnete durch die Erwärmung nachteilig beeinflusst wird.
Die Stärke des durch die Elektromagneten erzeugten rotierenden magnetischen Kraftfeldes lässt es zu, dass erfmdungsgemäss das aus einem magnetisierbaren Weicheisenteil bestehende Rührwerkzeug mit den Rührvorgang begünstigenden Flügeln od. dgl. ausgestattet ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei sehr geringem Baukostenaufwand ein Gerät hergestellt werden kann, dass keine mechanisch oder elektrisch bewegten Teile verwendet und dadurch unbegrenzte Lebensdauer besitzt, geräuschlos arbeitet und explosionssicher ist, da keine Funkenbildung, beispielsweise durch einen Elektromotor zu befürchten ist. Ausserdem kann durch Regulierung der Umlaufgeschwindigkeit des Magnetfeldes und damit der Drehzahl und der Magnetfeldstärke dem jeweiligen Verwendungszweck Rechnung getragen werden.
Ausserdem besteht die Möglichkeit, die Bauhöhe des erfindungsgemässen Gerätes wesentlich kleiner zu halten, da mechanische Antriebsvorrichtungen nicht untergebracht werden müssen.
Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, während des Rührvorganges durch Umpolung den Drehsinn des Magnetfeldes umzukehren. Dies ist besonders dort von Vorteil, wo sich in dem zu rührenden Medium eine Rührtrombe bildet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert, u. zw. zeigt : Fig. l schematisch im Schnitt den Aufbau von bisher bekannten Magnetrührgeräten, Fig. 2 schematisch im Schnitt das Prinzip der Erfindung und Fig. 3 im Schnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei bekannten Rührgeräten befindet sich gemäss der schematischen Darstellung in Fig. l innerhalb eines Gehäuses-6-ein schematisch durch den Stator-l--und den Rotor --2-- gebildeter Elektromotor. Dieser treibt beispielsweise über eine Riemenscheibe --7-- und einen Keilriemen - eine auf einer irgendwie im Gehäuse --6-- gelagerten Welle --9-- befestigte Riemenscheibe --10-- an. An dem der Riemenscheibe --10-- abgewandten Ende der Welle - ist ein Dauermagnet --3-- befestigt, der bei Drehung der Welle --9-- durch den Elektromotor mit bestimmter Drehzahl umläuft. Die Drehzahlregelung des Elektromotors und damit des Dauermagneten --3-- erfolgt über ein Potentiometer-5--.
Auf die Oberseite des Gehäuses - ist ein Gefäss --11-- gestellt, welches die zu rührende Flüssigkeit --12-- enthält. Am Boden des Gefässes-11-befindet sich ein als Rührwerkzeug dienender Dauermagnet-4-, der bei Drehung des Dauermagneten --3-- mitgenommen wird und die Flüssigkeit --12-- rührt.
Bei der Ausführung des Rührgerätes gemäss der Erfindung, wie sie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, ist in dem Gehäuse-13-ein aus einem Kern-14-und einer Spule --15-- bestehender Elektromagnet angeordnet. Die Spule --15-- erhält Strom über die Leitungen-16, 17- von
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Bei der in Fig. 3 im Schnitt dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist das Rührwerksgehäuse mit --21--, die Spulen der eingebauten Elektromagnete mit-22-und die Kerne der Elektromagnete mit --23-- bezeichnet. Die Spulen --22-- der Elektromagnete erhalten über beispielsweise für die rechte Spule in Fig.
3 dargestellte Zuleitungen-24, 25- Strom vom elektronischen Steuergerät --26--. Die Einstellung des Steuergerätes --26-- zur Regelung der Stärke des Magnetfeldes und dessen Umlaufgeschwindigkeit erfolgt über Bedienungselemente, von denen
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beispielsweise ein Knopf --27-- in Fig. 3 sichtbar ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die obere Deckwand des Gehäuses-21-für den Durchgriff der Kerne --23-- der Elektromagneten durchbrochen. Die Abdeckplatte --28-- aus einem Nichteisenmetall zur Aufnahme des Gefässes --29-- mit dem Medium --30-- ruht auf Säulen-31-am oberen Randbereich des Gehäuses
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-21--.Innerhalb der das Gefäss --29-- tragenden Abdeckplatte --28-- sind heizstäbe --34-vorgesehen, die ein Erwärmen des Mediums --30-- während des Rührens ermöglichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Magnetrührgerät zum Rühren von niedrig viskosen Flüssigkeiten, mit einem Gefäss, in welchem sich das durch Magnetkupplung antreibbare, frei bewegliche Rührwerkzeug befindet, dadurch ge k e n n z e i c h n e t, dass der Antrieb des magnetischen Rührwerkzeuges (19, 32) durch ein oder mehrere feststehende Elektromagnete (14, 15 ;
22, 23), die im Gehäuse (13, 21) angeordnet sind, in der Weise erfolgt, dass ein sich drehendes Magnetfeld erzeugt wird und die die Rührfrequenz bestimmende Drehzahl des Magnetfeldes und dessen Feldstärke durch ein elektronisches Steuerelement (18, 25) zur Speisung der Elektromagnete in weiten Grenzen stufenlos veränderbar sind, wobei gegebenenfalls in dem Gehäuse vorzugsweise im Bereich der zum Aufsetzen des Gefässes (29) dienenden Platte (28) eine die Beheizung der Flüssigkeit (30) während des Rührens ermöglichende Widerstands-, Infrarot- oder Hochfrequenzheizung (34) angeordnet ist.
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