Rührstab für einen lSZ Magnetrührer
Es sind Magnetrührer bekannt, die ein Gerät autweisen, in welchem ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird.
Zu diesem Zweck kann innerhalb des Gehäuses des Gerätes ein um eine lotrechte Drehachse rotierbarer Stabmagnet vorgesehen sein, der vermittels eines Motors in Umdrehung versetzt wird. Auf das oben mit einer Tischfläche versehene Gerät wird sodann der Behälter gestellt. in welchem sich das zu rührende Medium befindet. In den Behälter wird ausserdem noch ein Rührstab solcher Abmessungen eingegeben, dass sich derselbe auf dem Behälterboden liegend um eine lotrechte Drehachse in Rotation versetzen lässt. Dieser Rührstab ist mit einem ferromagnetischen Kern versehen und weist eine diesen Kern völlig umgebende Hülle aus chemisch resistentem Werkstoff auf. Durch das im Gerät erzeugte magnetische Drehfeld wird der Rührstab mitgenommen und ebenfalls in Rotation versetzt, wodurch die angestrebte Verrührung des Behälterinhaltes bewirkt wird.
Die bisher benützten Ausführungen eines solchen Rührstabes sehen einen kreisrunden oder elliptischen Querschnitt derselben vor. Die betrieblich auftretenden Rotationseigenschaften solcher Rührstäbe entsprechen jedoch noch nicht allen Anforderungen. Es zeigt sich nämlich, dass ein Rührstab mit kreisrundem oder elliptischem Querschnitt oft die Tendenz hat, im zu rührenden Medium hochzusteigen. Dadurch wird in der Regel der Wirkungsbereich des magnetischen Drehfeldes verlassen. der Rührstab kommt ausser Tritt und wird hernach in unregelmässiger Weise innerhalb des Behälters herumgeschleudert.
Demgemäss betrifft die vorliegende Erfindung einen Rührstab für einen Magnetrührer, bei welchem der das zu verrührende Medium aufnehmende Behälter auf eine ein magnetisches Drehfeld erzeugende Einrichtung zu stellen ist und bei welchem der innerhalb des Behälters frei bewegliche Rührstab einen ferromagnetischen Kern und eine diesen Kern allseitig umgebende Hülle aus einem chemisch resistenten Werkstoff aufweist. Zur Verbesserung der betrieblich auftretenden Rotationseigenschaften ist der erfindungsgemässe Rührstab dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Begrenzung der Hülle einen im wesentlichen symmetrischen Dreikant darstellt, dessen Kanten in der Längsrichtung des Kernes verlaufen.
Vorzugsweise ist dieser Rührstab in seinem Mittelstück mit einem nach aussen vorstehenden Kragen versehen, der ebenfalls einen im wesentlichen symmetrischen Dreikant darstellt, der gleich orientiert ist, wie der durch die anschliessenden Teile des Rührstabes gebildete Dreikant.
Ausführungsbeispiele des neuen Rührstabs sind aus der Zeichnung ersichtlich und zwar zeigt
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht einen Magnetrührer unter Verwendung einer ersten Ausführungsform des Rührstabes,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des Rührstabes in einem gegenüber der Fig. 1 vergrösserten Massstab,
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform des Rührstabes in einem der Fig. 2 gleichen Massstab,
Fig. 4 eine vierte Ausführungsform des Rührstabes in einem der Fig. 2 gleichen Massstab, und
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Rührstab nach Fig. 4.
Der in Fig. 1 gezeigte Magnetrührer weist eine aussen kastenförmig ausgebildete Einrichtung auf, die mit 6 bezeichnet ist. Im Raum innerhalb ihrer Gehäuses ist ein Elektromotor untergebracht, der gegebenenfalls über ein Untersetzungsgetriebe eines Stabmagneten rotiert. Die Rotationsachse dieses Stabmagneten steht am besten senkrecht auf dessen Längsausdehnung, geht durch dessen Mitte, und durchsetzt die obere Tischfläche 7 der Einrichtung 6 in ihrem Zentrum in lotrechter Richtung.
Zum An- und Abschalten des Motors ist ein Schalter 8 und zur Drehzahleinstellung ist ein Bedienungsknopf 9 in der Einrichtung vorgesehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in der Fig. 1 der Motor, das Getriebe und der Stabmagnet nicht näher veranschaulicht. Die ganze Einrichtung ist jedoch derart ausgeführt, dass im Raum oberhalb der Tischfläche 7 ein magnetisches Drehfeld erzeugt werden kann, dessen Rotationsachse lotrecht auf der Tischfläche 7 steht und ungefähr durch deren Mitte verläuft. Der das zu rührende Medium aufnehmende Behälter 10, beispielsweise ein mit einem Flüssigkeitsgemisch gefülltes Becherglas, wird dabei am besten in ebenfalls zentrischer Weise auf die Tischfläche 7 der Einrichtung 6 gestellt.
Der in den Behälter 10 noch einzubringende Rührstab besteht zur Hauptsache aus einem langgestreckten ferromagnetischen Kern 11 (Fig. 2 bis 5) von an sich beliebiger Querschnittsform, der allseitig von einer Hülle 12 aus chemisch resistentem Werkstoff umgeben ist. Der Kern 11 ist vorzugsweise als Stabmagnet ausgebildet und kann hierzu z.B. aus Magnetstahl gefertigt sein. Die Hülle 12 besteht jedoch am besten aus Polytetrafluoräthylen, welches gegebenenfalls jedoch auch durch Polyäthylen oder Polypropylen ersetzt sein kann. Bei passend gewähltem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des ferromagnetischen Kernes 11 kann die Hülle 12 indessen auch aus Borsilikatglas bestehen.
Es wurde nun gefunden, dass die betrieblich auftretenden Rotationseigenschaften des Rührstabes erheblich verbessert werden, wenn die äussere Begrenzung der Hülle 12 ein Dreikant darstellt, dessen Kanten sich in der Längsrichtung des Kernes 11 erstrecken, wobei der Querschnitt des Dreikantes symmetrisch auszubilden ist.
Nach Fig. 1 und 2 kann der Dreikant durch ebene Flächen begrenzt sein, in welchem Fall die Querschnittsfläche des Dreikantes und damit auch dessen beide Stirnflächen durch kongruente gleichseitige Dreiecke gebildet werden. Als noch etwas besser hat sich ein Dreikant erwiesen, dessen drei Längsflächen gemäss Fig. 3 schwach nach aussen gewölbt sind. Wie weiterhin in Fig. 4 gezeigt ist, können sodann die beiden äusseren Stirnflächen mit Abrundungen versehen werden.
Schliesslich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Mittelstück des Rührstabes mit einem nach aussen hin vorstehenden Kragen 13 zu versehen, der ebenfalls einen symmetrischen Dreikant darstellt, der gleich orientiert sein soll wie der durch die anschliessenden Arme des Rührstabes gebildete Dreikant. In der Fig. 1 ist der Kragen 13 aussen durch drei ebene Flächen begrenzt, die sich ringsum erstrecken. Nach Fig. 2, 4 und 5 können jedoch die drei äusseren Flächen des Kragens 13 auch so gewölbt sein, dass sie von den Längsflächen des Rührstabes lediglich segment- oder sichelförmig abstehen. Jede dieser drei äusseren Flächen des Kragens 13 ist sodann geeignet, als zentrales Lager zu dienen, mit welchem sich der rotierte Rührstab auf dem Rinnenboden des Behälters 10 abstützt.
Stirring rod for an ISZ magnetic stirrer
Magnetic stirrers are known which have a device in which a rotating magnetic field is generated.
For this purpose, a bar magnet which can be rotated about a vertical axis of rotation and is set in rotation by means of a motor can be provided within the housing of the device. The container is then placed on the device with a table top. in which the medium to be stirred is located. In addition, a stirring rod of such dimensions is inserted into the container that it can be set in rotation about a vertical axis of rotation while lying on the container bottom. This stirring rod is provided with a ferromagnetic core and has a shell made of chemically resistant material that completely surrounds this core. Due to the rotating magnetic field generated in the device, the stirring rod is carried along and also set in rotation, causing the desired stirring of the container contents.
The designs of such a stirring rod used so far provide a circular or elliptical cross section of the same. However, the rotational properties of such stirring bars that occur during operation do not yet meet all requirements. It turns out that a stirring rod with a circular or elliptical cross-section often has the tendency to rise in the medium to be stirred. This usually leaves the effective range of the rotating magnetic field. the stirring rod gets out of step and is then tossed around in an irregular manner inside the container.
Accordingly, the present invention relates to a stirring bar for a magnetic stirrer, in which the container receiving the medium to be stirred is to be placed on a device generating a rotating magnetic field and in which the stirring bar freely movable within the container has a ferromagnetic core and a shell surrounding this core on all sides made of a chemically resistant material. In order to improve the operationally occurring rotational properties, the stirring rod according to the invention is characterized in that the outer boundary of the shell represents an essentially symmetrical triangle, the edges of which run in the longitudinal direction of the core.
This stirring rod is preferably provided in its center piece with an outwardly protruding collar which also represents an essentially symmetrical triangle which is oriented in the same way as the triangle formed by the adjoining parts of the stirring rod.
Embodiments of the new stirring rod can be seen from the drawing, namely shows
1 shows a perspective view of a magnetic stirrer using a first embodiment of the stirring rod,
FIG. 2 shows a second embodiment of the stirring bar on a scale enlarged compared to FIG. 1,
3 shows a third embodiment of the stirring rod in a scale that is the same as that of FIG.
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the stirring rod in a scale that is the same as that of FIG. 2, and FIG
FIG. 5 shows a cross section through the stirring rod according to FIG. 4.
The magnetic stirrer shown in FIG. 1 has an externally box-shaped device, which is denoted by 6. An electric motor is housed in the space within its housing, which may rotate via a reduction gear of a bar magnet. The axis of rotation of this bar magnet is best perpendicular to its longitudinal extension, passes through its center, and passes through the upper table surface 7 of the device 6 in its center in a perpendicular direction.
A switch 8 is provided for switching the motor on and off and a control button 9 is provided in the device for setting the speed. For the sake of clarity, the motor, the transmission and the bar magnet are not illustrated in more detail in FIG. 1. However, the entire device is designed in such a way that a magnetic rotating field can be generated in the space above the table surface 7, the axis of rotation of which is perpendicular to the table surface 7 and runs approximately through its center. The container 10 receiving the medium to be stirred, for example a beaker filled with a liquid mixture, is best placed on the table surface 7 of the device 6 in a likewise centric manner.
The stirring rod still to be introduced into the container 10 consists mainly of an elongated ferromagnetic core 11 (FIGS. 2 to 5) of any cross-sectional shape, which is surrounded on all sides by a shell 12 made of chemically resistant material. The core 11 is preferably designed as a bar magnet and can for this purpose e.g. be made of magnetic steel. The sheath 12, however, is best made of polytetrafluoroethylene, which, however, can optionally also be replaced by polyethylene or polypropylene. If the coefficient of thermal expansion of the ferromagnetic core 11 is suitably selected, the shell 12 can, however, also consist of borosilicate glass.
It has now been found that the operationally occurring rotational properties of the stirring rod are significantly improved if the outer boundary of the shell 12 is a triangle, the edges of which extend in the longitudinal direction of the core 11, the cross section of the triangle being symmetrical.
According to FIGS. 1 and 2, the triangle can be delimited by flat surfaces, in which case the cross-sectional area of the triangle and thus also its two end faces are formed by congruent equilateral triangles. A triangle has proven to be even better, the three longitudinal surfaces of which are slightly curved outwards according to FIG. As is also shown in FIG. 4, the two outer end faces can then be rounded off.
Finally, it has proven to be advantageous to provide the center piece of the stirring rod with an outwardly protruding collar 13, which also represents a symmetrical triangle which should be oriented in the same way as the triangle formed by the connecting arms of the stirring rod. In FIG. 1, the collar 13 is delimited on the outside by three flat surfaces which extend all around. According to FIGS. 2, 4 and 5, however, the three outer surfaces of the collar 13 can also be curved in such a way that they only protrude in a segment or sickle shape from the longitudinal surfaces of the stirring rod. Each of these three outer surfaces of the collar 13 is then suitable to serve as a central bearing with which the rotated stirring rod is supported on the channel bottom of the container 10.