DE1208734B - Stirring, mixing and dispersing device - Google Patents

Stirring, mixing and dispersing device

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DE1208734B
DE1208734B DEST20655A DEST020655A DE1208734B DE 1208734 B DE1208734 B DE 1208734B DE ST20655 A DEST20655 A DE ST20655A DE ST020655 A DEST020655 A DE ST020655A DE 1208734 B DE1208734 B DE 1208734B
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Heinrich Bornemann
Dipl-Chem Ernst Koerne Gustorf
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Studiengesellschaft Kohle gGmbH
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

BOIfBOIf

Deutsche KL: 12 e-4/01 German KL: 12 e- 4/01

Nummer: 1208 734Number: 1208 734

Aktenzeichen: St 20655III/12 eFile number: St 20655III / 12 e

Anmeldetag: 27. Mai 1963 Filing date: May 27, 1963

Auslegetag: 13. Januar 1966Opened on: January 13, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rühr-, Misch- und Dispergiervorrichtung, bei der mittels eines Antriebes umlaufende Schlagwerkzeuge mit ortsfest angeordneten Gegenwerkzeugen zusammenwirken und an einer fliegend gelagerten Antriebswelle angeordnet sind.The invention relates to a stirring, mixing and dispersing device in which by means of a drive rotating impact tools interact with stationary counter tools and are arranged on an overhung drive shaft.

Bei den üblichen Rühr-, Misch- und Dispergiervorrichtungen, bei denen an einem Ende eines Rohres die Statorwerkzeuge angebracht sind und das Rohr unmittelbar mit dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung, ζ. B. eines Elektromotors, fest verbunden ist, ist die die Rotorwerkzeuge tragende Welle an beiden Enden gelagert, wobei der Durchmesser der Schlagwerkzeugkränze größer als der Durchmesser des Rohres gehalten ist. Hierbei ergeben sich bestimmte Schwierigkeiten bei der Anwendung dieser Geräte, insbesondere in Laboratorien. Es lassen sich die Geräte nicht in die üblichen Laborgefäße mit Normschliffen NS 29 bzw. NS 24 einführen. Es sind weiterhin Misch- und Emulgiervorrichtungen bekannt, die eine fliegend gelagerte Antriebswelle aufweisen. Am Ende der verhältnismäßig langen Welle befindet sich die Schlagvorrichtung, die konusartige Gestaltung aufweist und aus einem inneren Käfig und einer äußeren Hülse besteht. Hierbei ist das Auswechseln des inneren Käfigs nur in der Weise möglich, daß die auf dem Rohr aufgesetzte äußere Hülse zurückgeschoben wird. Die konische Gestaltung der Schlagwerkzeuge erschwert ferner das Einführen in die Laborgeräte mit Normschliffen.With the usual stirring, mixing and dispersing devices, in which the stator tools and the tube are attached to one end of a tube directly to the housing of the drive device, ζ. B. an electric motor, is firmly connected, the shaft carrying the rotor tools is mounted at both ends, with the diameter of the striking tool rings is kept larger than the diameter of the pipe. There are certain Difficulties in using these devices, especially in laboratories. The Do not insert devices into the usual laboratory vessels with standard ground joint NS 29 or NS 24. There are still Mixing and emulsifying devices are known which have an overhung drive shaft. At the At the end of the relatively long shaft is the striking device, the conical design and consists of an inner cage and an outer sleeve. Here is the replacement of the inner cage only possible in such a way that the outer sleeve placed on the tube is pushed back will. The conical design of the striking tools also makes it difficult to insert them into the Laboratory equipment with standard ground joints.

Bei "den bekannten Rühr-, Misch- und Dispergiervorrichtungen kommt es ferner vielfach vor, daß ζ. B. beim Arbeiten mit luftempfindlichen Verbindungen bei der quantitativen Umsetzimg von Gasen mit oder in Flüssigkeiten eine gasdichte Einführung des Gerätes in das Reaktionssystem erforderlich ist. Eine solche Maßnahme läßt sich an denjenigen Geräten, deren Schlagwerkzeugkränze einen größeren Durchmesser haben als der Rohrschaft, an Laborapparaturen aus Glas praktisch nicht realisieren (es kann nicht mit einem durchbohrten Gummistopfen gedichtet werden). Außerdem ist eine im Dauerbetrieb bei Über- wie auch bei Unterdruck wirklich gasdichte Lagerung der Antriebswelle vorhanden.In "the known stirring, mixing and dispersing devices it also often happens that ζ. B. when working with air-sensitive compounds a gas-tight introduction in the quantitative conversion of gases with or in liquids of the device in the reaction system is required. Such a measure can be applied to those Devices with striking tool rims that have a larger diameter than the tubular shaft on laboratory equipment Made of glass practically impossible to realize (it can not be done with a pierced rubber stopper be sealed). In addition, one is really in continuous operation with both positive and negative pressure gas-tight storage of the drive shaft available.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Rühr-, Misch- und Dispergiervorrichtung zu schaffen, mit der Misch- und Dispergiervorgänge auch im Hochvakuum und/ oder unter Hochdruck, z. B. beim Einbau in Autoklaven, einwandfrei vorgenommen werden können. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die an ihrem Ende eine vielfach geschlitzte Hohlwalze aufweisende Antriebswelle auf Teilbereichen ihrer LängeThe object of the invention is to create a stirring, mixing and dispersing device with which the mixing and dispersing processes also in a high vacuum and / or under high pressure, e.g. B. when installing in autoclaves, can be done properly. The invention is characterized in that the on at its end a multiple slotted hollow roller having a drive shaft over parts of its length

Rühr-, Misch- und DispergiervorrichtungStirring, mixing and dispersing device

Anmelder:Applicant:

Studiengesellschaft Kohle m. b. H.,Study Society Coal m. B. H.,

Mülheim/Ruhr, Kaiser-Wilhelm-Platz 1Mülheim / Ruhr, Kaiser-Wilhelm-Platz 1

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Heinrich Bornemann,Heinrich Bornemann,

Dipl.-Chem. Ernst Koerner von Gustorf,Dipl.-Chem. Ernst Koerner von Gustorf,

Mülheim/RuhrMülheim / Ruhr

einen geringeren Durchmesser aufweist und der Wellenteil geringen Durchmessers im Bereich der Wellenabdichtung ^vorgesehen ist und daß ein anhas a smaller diameter and the shaft part of small diameter in the area of Shaft seal ^ is provided and that a

so sich bekanntes Überschiebrohr hochvakuumdicht mittels der Anordnung einer Zuleitung für Gase mit dem Lagergehäuse verbunden ist.so well-known slip tube is highly vacuum-tight is connected to the bearing housing by means of the arrangement of a supply line for gases.

Durch eine solche Ausbildung wird ein druck- und vakuumdichtes Arbeiten ermöglicht, insbesondere auch bei Vorgängen, bei denen mit hohen Umdrehungszahlen gearbeitet werden muß. Bei hohen Umdrehungszahlen der Antriebswelle kann man wegen der mechanischen Stabilität auf einen Durchmesser bestimmter Größe der Welle nicht verzichten. Je größer aber der Durchmesser der Welle ist, um so schwieriger ist das Abdichtungsproblem im Hochvakuum oder bei Hochdruck. Durch die Ausbildung der Antriebswelle im Bereich der Dichtung als eine Welle mit wesentlich geringerem Durchmesser als an der Lagerstelle läßt sich mit einfachen Mitteln erreichen, das Gerät einwandfrei druckdicht und auch vakuumdicht, insbesondere bei Anwendung hoher Tourenzahlen, abdichten zu können.
Die Wellenteile verschiedenen Durchmessers können selbständige Teilstücke sein. Die Dichtung der Antriebswelle kann ferner mit einer selbsttätig wirkenden Gleitmittelnachführimg ausgestattet werden. Das Lagergehäuse kann mit einem Kühlmantel umgeben sein, durch den eine Kühlflüssigkeit oder ein Kühlgas geschickt werden kann, so daß das Lager auch bei Dauerbetrieb auf konstanter Temperatur gehalten werden kann. Außerdem wird durch diese Kühlung in gewissem Umfang auch das Überschiebrohr gekühlt, so daß letzteres gegenüber aufsteigenden Dämpfen aus dem bearbeiteten System die Wirkung eines Rückflußkühlers ausüben kann. Das Überschiebrohr kann, auch bei einer VielzahlSuch a design enables pressure-tight and vacuum-tight work, in particular also for processes in which work has to be carried out at high speeds. At high speeds of rotation of the drive shaft one cannot do without a diameter of a certain size of the shaft because of the mechanical stability. However, the larger the diameter of the shaft, the more difficult the sealing problem is in high vacuum or high pressure. By designing the drive shaft in the area of the seal as a shaft with a much smaller diameter than at the bearing point, simple means can be used to seal the device perfectly pressure-tight and also vacuum-tight, especially when using high speeds.
The shaft parts of different diameters can be independent sections. The seal of the drive shaft can also be equipped with an automatically acting Gleitmittelachführimg. The bearing housing can be surrounded by a cooling jacket through which a cooling liquid or a cooling gas can be sent so that the bearing can be kept at a constant temperature even during continuous operation. In addition, this cooling also cools the slip tube to a certain extent, so that the latter can act as a reflux condenser against rising vapors from the system being processed. The slip tube can, even with a large number

509 778/311509 778/311

verschiedener Schlitzkränze in diesem oder in der Hohlwalze, sehr schlank und über die gesamte Länge in gleichem Durchmesser gehalten werden. Durch einfaches Abschrauben des Uberschiebrohres kann dieses wie auch die Antriebswelle und die Hohlwalze in sehr einfacher und analytischen Bedürfnissen entsprechender Weise gereinigt (sowie — falls erforderlich — auch bei beliebigen Temperaturen sterilisiert) werden. Außerdem gestattet die Konstruktion, durch das Überschiebrohr mit Hilfe eines an diesem angebrachten Stutzens in das bearbeitete System beliebige Gase einzuleiten, so z. B. Sauerstoff, Wasserstoff oder Schutzgase, wie Stickstoff und Argon. Ferner lassen sich sämtliche. Bauteile, die in irgendeiner Weise mechanischem Verschleiß unterliegen, in technisch einfachster Weise auswechseln.different slot rings in this or in the hollow roller, very slim and over the entire length be kept in the same diameter. By simply unscrewing the sliding tube this as well as the drive shaft and the hollow roller in a very simple and analytical needs corresponding Wise cleaned (and - if necessary - also sterilized at any temperature) will. In addition, the construction allows through the slip tube with the help of an attached to this Nozzle to introduce any gases into the processed system, such. B. oxygen, hydrogen or protective gases such as nitrogen and argon. Furthermore, all. Components that are in any Are subject to mechanical wear and tear, replace in the simplest technical way.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.The invention is described below using an exemplary embodiment shown in the drawing described.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der Rühr-, Misch- und Dispergiervorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt, zum Teil in Ansicht;F i g. 1 shows an embodiment of the stirring, mixing and dispersing device according to the invention in longitudinal section, partly in view;

F i g. 2 bis 5 veranschaulichen Querschnitte nach den Linien II, III, IV und V der F i g. 1.F i g. 2 to 5 illustrate cross sections along lines II, III, IV and V of FIG. 1.

Mit dem Antriebsorgan 1, z. B. einem Elektromotor, ist über Befestigungsschrauben 2 und das Zwischenstück 3 a das Lagergehäuse 3 verbunden. Die mit dem Antriebsorgan durch Schraubverbindung 4 gekuppelte Antriebswelle 5 wird (mit geringem Durchmesser) zunächst durch eine aus mehreren Dichtungsringen bestehende Dichtung 6 geführt, die durch die Verschlußschraube 7 gesichert und vorgespannt ist. Ein flüssiges Gleitmittel (z. B. Silikonöl) wird den Dichtungsringen durch den Kanal 8 zugeführt, der gegen den Vorratsraum 9 durch die Schraube 10 hermetisch verschlossen ist. Durch Bohrungen in 7 wird der obere Dichtungsring mit Öl aus 9 versorgt. Die Beschickung und Entlerung des Vorratsraumes erfolgt durch die verschließbare Öffnung 11, durch die auch die Schraubverbindung 4 zugänglich ist. Unterhalb der Dichtungsringe ist die Antriebswelle in eine — aus einem oder mehreren Stücken gefertigte — Welle 12 von wesentlich größerem Durchmesser mit Hilfe einer Schraubverbindung 13 eingeführt. Die Welle 12 ist mit Hilfe der Kugellager 14 gelagert. Am unteren Ende der Welle ist die Hohlwalze 15 mit den Schlitzkränzen 16 durch die Schraube 17 befestigt. Das Lagergehäuse 3 ist von dem Kühlmantel 18 umgeben, dessen Versorgung durch die Stutzen 19 erfolgen kann. Mit Hilfe des Gewinde-Stückes 20 kann das Überschiebrohr 21, in welches ein Schlitzkranz 22 eingearbeitet ist, an dem Lagergehäuse 3 befestigt werden. Der Gaszufuhrstutzen 23 ermöglicht die Begasung des bearbeiteten Systems, außerdem erfolgt durch ihn die Belüftung nach Arbeiten im Vakuum. Eine gasdichte Verbindung der einzelnen Bauteile wird durch die Dichtringe 24 gewährleistet.With the drive member 1, z. As an electric motor, the intermediate piece 3 a, the bearing housing 3 is connected by means of fastening screws 2 and. The drive shaft 5, which is coupled to the drive member by a screw connection 4, is first guided (with a small diameter) through a seal 6 consisting of several sealing rings, which is secured and pretensioned by the screw plug 7. A liquid lubricant (e.g. silicone oil) is supplied to the sealing rings through the channel 8, which is hermetically sealed from the storage space 9 by the screw 10. The upper sealing ring is supplied with oil from 9 through bores in FIG. The storage space is charged and emptied through the closable opening 11, through which the screw connection 4 is also accessible. Below the sealing rings, the drive shaft is inserted into a shaft 12 - made from one or more pieces - of a significantly larger diameter with the aid of a screw connection 13. The shaft 12 is supported by means of the ball bearings 14. At the lower end of the shaft, the hollow roller 15 with the slot rings 16 is fastened by the screw 17. The bearing housing 3 is surrounded by the cooling jacket 18, the supply of which can take place through the connection 19. With the help of the threaded piece 20, the slip tube 21, in which a slotted ring 22 is incorporated, can be fastened to the bearing housing 3. The gas supply nozzle 23 enables the system being processed to be gassed; it also provides ventilation after work in a vacuum. A gas-tight connection of the individual components is ensured by the sealing rings 24.

Zur Verbesserung des Effektes können mehrere konzentrisch angeordnete Hohlwalzen verschiedener Durchmesser verwendet werden, die auf einer gemeinsamen Antriebswelle befestigt sind und zwischen denen mehrere Über- bzw. Einschiebrohre angebracht sein können. In besonderen Fällen kann man auch eine weitere Lagerung der Antriebswelle vorsehen. Zur Eigenstabilisierung kann die Antriebswelle sich auch zur Hohlwalze hin verjüngen. Ferner kann man noch mit Hilfe einer Magnetkupplung eine druck- und vakuumdichte Abdichtung des Lagergehäuses erreichen. Das Antriebsorgan kann an sich beliebig sein. Vorteilhaft ist auch die Verwendung eines sehr geräuscharm laufenden HF-Motors oder einer Öldruckturbine. To improve the effect, several concentrically arranged hollow rollers of different types can be used Diameters are used, which are mounted on a common drive shaft and between which several over or push-in tubes can be attached. In special cases you can provide for a further storage of the drive shaft. The drive shaft can provide self-stabilization also taper towards the hollow roller. Furthermore, with the help of a magnetic coupling, a pressure- and achieve vacuum-tight sealing of the bearing housing. The drive member can be arbitrary be. The use of a very quiet HF motor or an oil pressure turbine is also advantageous.

Die kombinierte Rühr-, Misch- und Dispergiervorrichtung entspricht in erster Linie den Bedürfnissen des Chemikers, kann aber auch in der Medizin, der Biologie sowie in den verschiedenartigen Bereichen der Anwendungs- und Verfahrenstechnik zum Einsatz kommen. Insbesondere eignet sich die Vorrichtung zur Durchführung von chemischen Reaktionen in liquiden Systemen mit oder zwischen ungelösten Feststoffen sowie zur Durchführung von Gasreaktionen in derartigen Systemen.The combined stirring, mixing and dispersing device primarily meets the needs of the chemist, but can also be used in medicine, in biology as well as in the various areas of application and process engineering for Use. The device is particularly suitable for carrying out chemical reactions in liquid systems with or between undissolved solids and for carrying out Gas reactions in such systems.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für folgende Arbeiten vorteilhaft eingesetzt werden: Herstellung metallorganischer Verbindungen, Komplexe und Mischkatalysatoren unter absolut anaeroben Bedingungen; Herstellung empfindlicher Kontakte und oberflächenaktiver Stoffe; quantitative Fällungsreaktionen unter anaeroben Bedingungen; Durchführung katalytischer Reaktionen mit ungelösten Katalysatoren; Gasreaktionen mit heterogenen, liquiden Systemen (z. B. katalytische Hydrierung mit Wasserstoff-Raney-Nickel erfordert keine Schüttelapparatur mehr); Oxydation mit Sauerstoff (auch in inhomogenen Systemen); Carbonylierungs- und HaIogenierungsreaktionen; Dehydrohalogenierung im inhomogenen System.The device according to the invention can advantageously be used for the following work: Production organometallic compounds, complexes and mixed catalysts under absolutely anaerobic conditions Conditions; Production of sensitive contacts and surfactants; quantitative precipitation reactions under anaerobic conditions; execution catalytic reactions with undissolved catalysts; Gas reactions with heterogeneous, liquid Systems (e.g. catalytic hydrogenation with hydrogen Raney nickel does not require a shaker more); Oxidation with oxygen (also in inhomogeneous systems); Carbonylation and halogenation reactions; Dehydrohalogenation in an inhomogeneous system.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich bei der Vorentgasung hochsiedender viskoser Flüssigkeiten vor der Molekulardestillation; Oberflächenerneuerung bei der Sublimation (insbesondere unter Bedingungen partieller Zersetzung oder Umwandlung); bei der kontinuierlichen Extraktion (Mischstufe) oder bei der Zerkleinerung z. B. von Kaliumbromid in inerten Lösungsmitteln, z. B. für IR-spektroskopische Zwecke.Further application possibilities arise in the pre-degassing of high-boiling viscous liquids before molecular distillation; Surface renewal during sublimation (especially under Conditions of partial decomposition or transformation); in continuous extraction (mixing stage) or when crushing z. B. of potassium bromide in inert solvents, e.g. B. for IR spectroscopic Purposes.

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Rühr-, Misch- und Dispergiervorrichtung, bei der mittels eines Antriebes umlaufende Schlagwerkzeuge mit ortsfest angeordneten Gegenwerkzeugen zusammenwirken und an einer fliegend gelagerten Antriebswelle angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihrem Ende eine vielfach geschlitzte Hohlwalze (15) aufweisende Antriebswelle (12) auf Teilbereichen ihrer Länge einen geringeren Durchmesser aufweist und der Wellenteil geringen Durchmessers im Bereich der Wellenabdichtung vorgesehen ist und daß ein an sich bekanntes Überschiebrohr (21) hochvakuumdicht mittels der Anordnung einer Zuleitung (23) für Gase mit dem Lagergehäuse (3) verbunden ist.1. Stirring, mixing and dispersing device, in which percussion tools rotating by means of a drive cooperate with stationary counter-tools and are arranged on a cantilevered drive shaft, thereby characterized in that the hollow roller with multiple slits at its end (15) having drive shaft (12) a smaller diameter in parts of its length and the shaft part of small diameter in the area of the shaft seal is provided and that a known slip tube (21) high vacuum tight by means of the Arrangement of a supply line (23) for gases is connected to the bearing housing (3). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Uberschiebrohres (21) unmittelbar mit mit der Hohlwalze zusammenwirkenden Schlitzen versehen ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the end of the sliding tube (21) is provided directly with slots cooperating with the hollow roller. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenteile (5,12) verschiedenen Durchmessers selbständige Teilstücke sind.3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the shaft parts (5,12) different diameters are separate pieces. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung(6) der Antriebswelle mit einer selbsttätig wirkenden Gleitmittelnachführung (7 bis 10) ausgestattet ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the seal (6) the drive shaft is equipped with an automatic sliding means tracking system (7 to 10). 5. Vorrichtung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (3) von einem Kühlmantel (18) umgeben ist und daß das Überschiebrohr (21) ebenfalls mit einer Kühlvorrichtung versehbar ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bearing housing (3) is surrounded by a cooling jacket (18) and that the sleeve tube (21) also can be provided with a cooling device. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwalze mit mehreren in axialer Richtung hintereinanderfolgenden Schlitzkränzen (16) versehen ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hollow roller is provided with a plurality of slot rings (16) following one another in the axial direction. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 945 085, 1024 553; österreichische Patentschrift Nr. 224 611; französische Patentschrift Nr. 921 758.Considered publications: German Patent Specifications No. 945 085, 1024 553; Austrian Patent No. 224 611; French patent specification No. 921 758. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 509 778/311 1.66 © Bundesdruckerei Berlin509 778/311 1.66 © Bundesdruckerei Berlin
DEST20655A 1963-05-27 1963-05-27 Stirring, mixing and dispersing device Pending DE1208734B (en)

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CH623264A CH425731A (en) 1963-05-27 1964-05-12 Device for mounting and sealing the drive shaft of a stirring, mixing and dispersing device
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