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Verfahren und Vorrichtung zum Rühren und Bewegen von strömungsfähigen
Medien Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum
Behandeln von strömungsfähigen Medien und insbesondere auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Rühren und Bewegen von Flüssigkeiten, Pulvern und anderen strömungsfähigen
Medien.
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Das Rühren oder Bewegen von flüssigen oder pulverförmigen Medien in
einem Behälter wurde
seit langem in konventioneller Weise durch
mechanische Mittel wie eingetauchte rotierende oder oszillierende Rührstäbe, in
einen sich drehenden oder-oszillierenden Behälter eingetauchte stationäre Stäbe
vorgenommen, wobei in beiden F§llen die eingetauchten Stäbe und der Behaleter relativ
zueinander rotieren bzw. oszillieren.
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Besonders dort, wo das Stromungsmedium im Behälter vollständig abgeschlossen
sein soll und wo eine mechanische Kupplung vermieden werden muß, wird das Rühren
duroh Oszillieren des Behälters relativ zu seinem Inhalt bewirkt, wobei die Trägheitskraft
des Inhalts, also des Strömungsmediums, dessen Bewegung bewirkt. Auch eine Magnetkupplung
zwischen einem Riihrelement und einem Antrieb ist bereits bekannt. Dabei ist das
REhrelement, gewöhnlich ein stabförmiger Permanentmagnet, im Behälter eingesetzt
und magnetisoh mit einem außerhalb des Behälters angeordneten, durch einen Elektromotor
in Drehbewegung versetzGbaren Magneten gekoppelt, so daß es der Drehbewegung des
Außenmagneten bzw. des Elektromotors folgt.
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Die obenbeschriebenen konventionellen Verfahren zum RUhren und Bewegen
von Flüssigkeiten weisen
viele Nachteile auf. Die Rührbewegung hat
stark periodischen Charakter, da die Bewegungskraft oder der Antrieb periodisch
ist und auf das gesamte Strömungsmedium übertragen wird. Die gelegentlich auftretende
turbulente Strömung ist hierbei jedoch sowohl hinsichtlich ihrer Dauer als auch
ihres räumlichen AusmaBes sehr begrenzt und trait daher nur geringfügig zur Gesamtbewegung
bei.
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Der allgemeine Charakter der Strömungsmittelbewegung mit den bisher
üblichen Rührwerken ist nicht turbulent, sondern weist deutlich ausgebildete Stromlinien
auf, z. B. ausgedrückt durch einen einzelnen Strudel, Wirbel oder RotationsfluB,
der zum Verteilen oder Aufl6sen weitgehend ungeeignet ist. Wenn auch die Bewegung
von großen Mengen oder Chargen von Flüssigkeiten mit den konventionellen Methoden
ausreichend gelöst werden kann, ist das Rühren von sehr kleinen Flüssigkeits-oder
Pulvermengen in Behältern kleinen Volumens, beispielsweise bei Mikrorührern mit
den konventionellen Rührwerken unpraktisch, da diese Rührer sehr klein sind und
mechanische Kupplungen erforderlich sind, die die Verwendung von Oszillatoren oder
Schüttelapparaten mit den sich daraus ergebenden Schwierigkeiten notwendig machen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bewegen einer
Flüssigkeit vorgesehen, das sich
dadurch auszeichnet, daß eine Vielzahl
von Permanentmagnet-Elementen asphärischer Ausbildung mit einer Koerzitivkraft bzw.-feldstärke
von mehr als 50 Oersted in der Flüssigkeit verteilt. und einem periodisch wechselnden
magnetischen Feld mit sich periodisch umkehrender Richtung und. sich sinusförmig
ändernder Feldstärke ausgesetzt wird, so daß die Permanentmagnet-Elemente zueinander
in Abstand gehalten und in Drehbewegung versetzt werden.
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Durch die Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zur Durchfiihrung
dieses Verfahrens vorgeschlagen.
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Es ist also eine Hauptaufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren und
eine Vorrichtung zum Behandeln von strömungsfähigen Medien zu schaffen.
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Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden in der folgenden Figurenbeschreibung anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen
der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beispielsweise beschrieben. In der
Zeichnung zeigt : Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ;
Fig. 2 eine vertikale Schnittansiaht einer anderen
Ausführungsform gemäß der Erfindung ; . Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht einer
weiteren erfidnungsgemäßen Ausführungsform ; Fig. 4 eine vertikale Schnittansicht
einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung ; Fig. 5 eine weitere Vorrichtung
gemäß der Erfindung in vertikaler Schnittansicht ; und Fig. 6 eine vertikale Sohnittansioht
einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung.
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Das Rühren oder Bewegen eines strömungsfähigen Mediums über dessen
Gesamtvolumen kann dadurch wirkungsvoll vorgenommen werden, daß man eine Vielzahl
von in dem Strömungsmedium zerstreuten oder verteilten Permanentmagneten einem magnetischen
Feld mit rasch sich ändernder Richtung unterwirft. Jedes der einem solchen Feld
ausgesetzten Magneten erhält eine Bewegung, die das Bewegen und RUhren des Strömungsmediums
in der Umgebung des jeweiligen magnes bewirkt. So werden die räumlich getrennten
Teilbereiche des vom Strömungsmittel ausgefüllten Volumens unabhängig und direkt
bewegt, also im Gegensatz zu den konventionellen Riihrverfahren, wo die Strömungsmittel-Bewegung
vom Ruhrorgan oder von der Rührvorrichtung über das Strömungsmittel selbst
übertragen
wird. Bei dem erfindungsgemäBen Verfahren findet eine vollständige Bewegung einheitlich
über das gesamte Strömungsmittelvolumen statt, und es tritt eine bei Rührverfahren
sehr erwiinschte, relativ starke Relativbewegung zwischen benachbarten Strömungsfäden
statt ; auch dies unterscheidet das erfindungsgemäße Verfahren von der konventionellen
Praxis, wo die Relativbewegung bedeutend geringer ist. Die Vorrichtung, die für
das Verfahren verwendet wird, ist äußerst einfach aufgebaut. Bine Vielzahl von über
das Strömungsmittelvolumen zerstreuten oder fein verteilten Permanentmagnet-Elementen
wird bewegt, und ein Solenoid mit oder ohne Magnetkern ist an eine Wechselstromquelle
angeschlossen.
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Das Verfahren zum Rdhren und Bewegen von strömungsfähigen Medien gemaß
der Erfindung weist viele Vorteile auf. Das Verfahren kann wirkungsvoll auf Strömungsmedien
in Behältern unterschiedlicher GröBe und Ausbildung, in Rohren mit einer Bohrung
von 1 mm bis zu großen Gefäßen und Tanks von beliebiger Größe, wie auch in Behältern
oder Leitungen aus Kunststoff praktisch unbegrenzt angewandt werden.
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Ferner kann die Rührwirkung auf vorher wählbare Bereiche eines vorgegebenen
Volumes gerichtet
werden, in-dem man duroh Verwendung von Magnetscheiben
und Kernen und durch geeignete Wahl der Form und Anordnung des oder der Solenoide
das richtungsändernde magnetische Feld in einfacher Weise bündelt und lokalisiert.
Auf diese Weise kann eine einzelne definierte Schicht oder eine Vielzahl von voneinander
getrennten Schichten oder ein konzentrierter Bereich eines Mediums selektiv bev'egt
werden. AuBerdem kann die Stärke der Bewegung durch das Volumen des Strömungsmittels
oder der gewählten Bereiche auf einfache Weise durch Einstellung der Magnetfeldparameter
wie Feldstärke, Frequenz und Wellenform gesteuert werden.
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Da jegliche mechanische Kupplung zwischen den das RUhrorgan bildenden
Permanentmagneten und der Vorrichtung zum Erzeugen des magnetischen Weohselfeldes
fehlt, kann das Rührverfahren in vollständig geschlossenen und dichten Gefäßen unter
Hochvakuum oder Hochdruck, bei sich ändernden Temperaturbedingungen und vollständig
steril erfolgen. Ferner können leicht entztlndbare und explosive Strömungsmedien
sicher behandelt werden, da keine Funkenbildung oder Lichtbogenbildung auftreten
kann. Das vorliegende Verfahren ist äußerst vielseitig und auch anwendbar auf Strömungsmedien
mit sich ändernden physikalischen Eigenschaften, z. B. Flüssigkeiten veranderlicher
Viskosität
wie Alkohol und Glyzerin. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung
sind insbesondere. sum RZhren und Bewegen von sehr kleinen Mengen eines Strömungsmediums
geeignet, wo konventionelle Vorriohtungen versagten oder bedeutende Nachteile aufwiesen.
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., Anwendungsgmöglichkeiten liegen @besonders im Bewegen von radioaktiven
Losungen, biologischen und medizinischen BUsungen und allgemein in mikrochemischen
Prozessen. Ebenfalls sehr zweckmäßig kann das erfindungsgemäße Rührverfahren für
kontinuierlich durch Leitungon, Rohre od. dgl. fließende Strömungsmedien benutzt
werden.' Die Stärke des RWhrens und Bewegens und der Wirkungsgrad des vorliegenden
Verfahrens hängt von vielen Parametern ab, nämlich von der Zahl der Permanentmagnet-Elemente,
die pro Volumeneinheit der zu behandelnden Strömungsmedien vorhanden sind, der GröBe
und Ausbildung der Permanentmagnete wie auch von deren Koerzitivkraft, der Frequenz,
der Wellenform der Feldstärke und Ausbildung des erregenden Wechselfeldes und der
Viskosität und Dichte des zu ruhrenden Strömngsmediums. Die Optimalbereiche und
Werte der oben aufgeführten Parameter können leicht ermittelt werden.
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Je größer die Rührintensität oder-stärke pro Volumeeinheit
sein
soll, desto größer sollte die Zahl der bewegenden Teilchen oder Elemente und desto
höher diewmagnetisohe Feldstärke gewählt werden. Bei gleichbleibender Menge von
Magnetelementen ist die RUhrwirkung. um so größer, je kleiner das Einzelelement
ist.
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Die geringste Größe der Permanentmagnet-Elemente ist die des einzelnen
Weißsohen Bezirks, der mit dem Material des Permanentmagnetenzwischen0,01 und einigen
Mikron Durchmesser unterscheidlich ist.
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Die maximale Größe eines Elements hängt von der Viskosität des zu
behandelnden Strömungsmediums und der Stärke (strength) des magnetischen Materials
ab. Die maximale Größe der Permanentmagnet-Elemente ist vorzugsweise zwischen 0,1
Mikron und 1 cm, obwohl die obere Grenze beträchtlich vergrößert werden kann.
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Die Form der Magnetelemente sollte, asphärisch und vorteilhafterweise
ungleichmäßig und uneinheitlich sein; insbesondere ist eine Form von länglichen
Nadeln oder Stäben bevorzugt.
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Das Magnetelement kann in der gewünschten Form hergestellt, gegossen,
gepreßt oder auf andere Weise geformt werden, wobei die Ausbildung von der Bewegung
des Magnetelements wie auch von der Art und dem.
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Wirkungsgrad der Bewegung und daasdenyermanentmag:-neten bildenden
Material abhängig gemsoht werden.
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Als Formen können Il X, H, L oder ähnliche vorgesehen werden. Ferner
können die Permanentmagnet-Elemente mit einer vorzugsweise dünnen Schicht eines
gegenliber dem Strömungsmedium indifferenten Mateials, z. B. aus Polyolefin, halogeniertem
Polyolefin wie Polytetrafluoräthylent Glas, Gummi, Silicium od. dgl. überzogen sein.
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Die Koerzitivkraft bzw.-feldstärke der Magnetelemente sollte so groß
als möglich sein und vorzugsweise HC= 50 Oersted übersteigen. als besonders günstiges
Material hat sich jede Art von Bariumferrit erwiesen. Ungleichmäßig geformte Teilchen
von geeigneter Größe und Ausbildung zur Verwendung als Mangnetelemente können durch
Zerkleinern eines Bariumferrit-Permanentmagneten und durch Mahlen der Teilchen auf
die gewiinschte Größe in einer Mühle erhalten werden.
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Zum Erzeugen des magnetischen Weohselfelds kann ein hohles Solenoid
verwendet werden, das mit einem Magnetkern versehen sein kann, um das Mangnetfeld
in den gewUnschten Bereichen zu bundeln, wie im folgenden näher erläutert wird.
Die Ampèrewindungen oder die magnetische Feldstärke können auf die besten Bedingungen
eingestellt werden. Je höher die Viskosität
der Flüssigkeit desto
höher wird die magnetische feldstärke gewählt. Doie Frequens sollte in einem Bereich
liegen, in dem die MJagnatelemente eine geeignete Bewegung brfahren, z.B. zwischen
1 bis 100000 Hertz, wobei die Netzfrequenz von 50 bzw. 60 Hertz wegen ihrer ständigen
Verfügbarkeit besonders vorteilhaft ist. Ferner kann ein sinusförmiger Wechselstrom
verwendet werden; besonders zweekmäßig und günstig ist ei. Weohselstrom mit reehtwinkliger
Wellenform.
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Das magnetische Wechselfeld teilt den Magnetelementen eine beliebige
komplexe Bewegung mit. die magnetischen Moments versetzen die Magnetelemente in
eine Dreh-und Wirbelbewegung. Die Magnetelemente richten sich dabei entsprechend
dem Magnetfeld aus, wobei ihnen due magnetische Feld eine Tranelationsbewegung erteilt.
Die siah daraus ergebende Magnetelementbewegung umfaßt ein axiales Oszillieren bei
jeder Magnetfeldumkehr, wobei sich die Magnetelemente nicht um volle 180° drehen
können, und es ergibt sich eine Oazillationsbewegung wie bei einem Projektil, also
eine vorwdrts gerichtete Oszillationebewegung.
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Ein susätzliohes Wirbeln wird durch Drehmomente erseugtt die sich
ergeben, da eine Ausriohtung des magnetischen Weohselfeldes und der magnetischen
Ashsen
der Magnetelemente während ihrer axialen Bewegung fehlt.
Das magnetische Wechaelfeld und das Magnetfeld der Magnetelemente fördern die gleichmäßige
Zerstreuung oder Verteilung der Magnetelemente in dem von dem magnetischen Wechselfeld
durchdrungez nen Strömungsmedium.
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Wie oben erwähnt, kann der Behälter oder das Gefäß zur Aufnahme des
Strömungsmediums von beliebiger Form sein und sollte aus nichtmagnetischem Material
wie Glas, Kunststoffen wie Teflon, Polyäthylen, Polypropylen und dgl., Porzellan,
nichtmagnetisohen Metallen wie gewisse korrosionsfreie Stahlsorten, organischem
Material und dgl. hergestellt sein. Ein in der Vorrichtung zum Induzieren des magnetischen
Feldes vorgesehener Magnetkern sollte geschichtet oder pulvernoix/ förmig und von
niedrigem Steinmetz-Koeffizientent um die Wirbelstrom-und Hysteresisverluste gering
su halten. Die der Bewegung des Strömungsmediuma folgenden Magnetelemente können
aus dem Strömungsmedium leicht getrennt werden, indem man das magnetisohe Weoheelfeld
absohaltet und einen Eisenstab oder Permanentmagneten in das Strömungsmedium einbringt,
der die Magnetelemente, die sich an den Eisenstab anlegen, sammelt.
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In der Figur 1 der Zeichnung, die ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein ein
ringförmiges Solenoid, das in geeigneter Weise horizontal angeordnet und über einen
einstellbaren Spartransformator 11 oder eine andere Strometeuervorrichtung und einen
Sahalter S mit einer Weohoeletromquelle verbunden ist. Die Parameter des Solenoids
10 und des Weehselstromes wie auch des Stroms im Solenoid 10 sind wie oben dargelegt.
Auf dem Solenoid 10 ist eine Auflageplatte 12 aus nichtmagnetisohem Werkstoff angeordnet,
und ein Behälter oder ein Gefäß 13t ebenfalls aus nichtmagnetisohem Werkstoff, z.
B. aus Glas oder PolytetrafluorAthylen ruht auf der Auflageplatte 12. Das Gefäß
13 enthält ein Strömungsmedium, z. B. eine Flüssigkeit F, in der eine Vielzahl von
Permanentmagnet-Elementen 14 von der oben besahriebenen Art vorgesehen bzw. verteilt
sind. Die Flüssigkeit F kann gerWhrt und bewegt werden, um ein in ihr enthaltenee
lbsbares oder dispersibles Material zu losen oder zu zerstreuen, oder die Flüssigkeit
F kann aus anderen Gründen gerührt werden.
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Nach dem Schließen des Schalters S ist das Solenoid erregt und erzeugt
ein magnetisohes Weohselfeld, dae die Flüssigkeit F durchdringt und jedem der Magnetelemente
14
eine Bewegung mitteilt, wie oben näher ausgeführt. Durch die Bewegung der Magnetelemente
14 wird die Flüssigkeit F über ihr gesamtes Volumen gerührt und bewegt. Es ist wichtig,
daß sich die Magnetelemente bei Fehlen des magnetischen Weohaelfeldes gewöhnlich
sammeln oder auf dem Boden des Gefäßes einen Klumpen oder eine Masse bilden. Dieses
Klumpenbilden oder Zusammenballen ergibt sich aus der wechselseitigen Anziehung
der Permanentmagnet-Elemetents. Sobald sich jedoch ein geeignetes magnetisches Wechselfeld
aufbaut, wird der Klumpen oder die Masse auseinander gerissen und trennt sich in
einzelne Magnetelemente, die ihre getrennte, diskrete Stellung so lange beibehalten,
wie ein magnetisohes Weohselfeld vorhanden ist Bel Unterbreohung g des magnetischen
Uechselfeldes bilden die Magnetelemente wieder Klumpen und erleiohtern dadurch ihr
Entfernen aus dem Strymungsmedium. Auf diese Weise werden die Magnetelemente aultmatisoh
im Strdmungsmedium durch das erregende magnetische Wechaelfeld verteilt.
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Die Stdrke der RUhr-und BewegungBwirkung kann durch geeignete Einstellung
des Spartrarisformators 11 und damit der magnetischen Feldstärke terSndert werden.
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Be muß betont werden, da8 das Gefäß 13 von beliebiger
Ausbildung
sein kann, also offen, geschlossen, abgedichtet, erhitzt oder unter anderen Bedingungen.
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Wenn ein gewählter Bereich der Flüssigkeit F starker gerührt werdne
soll, kann eine Magnetscheibe oder ein das magnetische Feld bündelndes oder konzentrierendes
Organ, z. B. ein Weicheisenstab oder ein Permanentmagnet in die Nähe dieses genannten
Bereichs gebracht werden, um dadurch die magnetische Feldstärke an dieser Stelle
und die sich daraus ergebende RUhrwirkung zu vergrößern. Sobald der RUhrvorgang
beendet werden soll, wird der Schalter S geöffnet, die Magnetelemente 14 werden
angehalten und ein WeicheisenstaboderPermanentmagnetwirdin die Flüssigkeit F eingetaucht,
um die Magnetdemente 14, die sich daran anlegent zu sammeln.
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In diesem besonderen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist die
Gesamtanordnung so gewählt, daß das Solenoid 10 ringförmig ausgebildet ist, und
eine H4be von ca. 5 om, einen Innendurchmesser von 3,7 cm und einen Außendurchmesser
von 7,4 cm bei 500 Windungen aufweist. Das Solenoid war mit einer Wechselstromquelle
verbunden, die einen Wechselstrom mit einer Frequenz von 60 Hertz abgab, wobei die
Stromstärks 10 Ampere betrug. Die zu rührende Flüssigkeit war waeer oder Alkohol,
100 Magnetelemente 14 wurden in
der Flüssigkeit F verteilt, wobei
als Magnetelemente ungleichmäBig geformte Bariumferrit-Permanentmagnet-Elemente
mit einem Durchschnittsdurchmesser von 0, 012 om verwendet wurden. Bei Verwendung
von Glyzerin als Flüssigkeit F wurde die gleiche Anzahl von Magnetelementen 14 bei
einem Durchschnittsdurchmesser von etwa 0 ,24 cm verwendet. In, jedem Falle ergab
sich eine Rührwirlcung augenblicklich und mit großer Starke, wobei ein Schaumen
und eine Luft- Flüssigkeitsmischung erzeugt wurde. In dem oben angeführten Beispiel
betrug das Flüssigkeitsvolumen etwa 50 Hilliliter in einem 100 Milliliterbecher.
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Wie aus Figur 2 der Zeichnung ersichtliche kann das GefäB für die
Fliissigkeit F auch von anderer Ausbildung sein, es kann in verschiedenen Stellungen
relativ zum Solenoid 10 angeordnet sein, und auch eine Vielzahl von Behältern kennen
dem magnesisc@en Wechselfeld eine@ einzigen dolenoids ausgesetzt werden. die in
Figur C gezeigen Sefäße sind : ein geschlossener Behalter in der Form einer mit
Stopfen versehenen Flasche 16, die durch die Offnung des Solenoids 10 heraucragt,
eine flacher Becher 17, der oberhalb des Solenoids 1C angeordnet ijt und ### einer
Probierglas 18, das in die Solenoldöffnung hineinragt. Jedes
der
Gefäße 16 17 und 18 enthält eine Flüssigkeit F in der jeweils Magnetelemente 14
verteilt sind, deren Zahl, Grdßo und Form von der Viskosität der Flüssigkeit F,
von deren Volumen und der gewünschten Rührstärke abhängen. Um die Rühratärke im
Bereich 19 des Behälters 16 zu konzentrieren oder zu verstärken, wird ein das magnetische
Feld richtendes und konsentrierendes Organ 20 in der Form eines Weichesisenstabs
ausgeriohtet in die N§he des Bereioho 19 gebracht, us dort die magnetische Feldstärke
und damit die Rührwirkung zu verstärken. Das das Feld konzentrierende Organ 20 kann
verschiedene Formen und arbßen annehmen, die auf die Größe und Ausbildung des Bereichs
abgestimmt sind, in der die Ruhrwirkung verstärkt werden soll.
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In Figur 3 der Zeichnung ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung in
einer Form gezeigt, durch die das Riihren bestimmter Schichten oder Zonen in einer
Flüssigkeit bewirkt werden. kann. Die Vorrichtung weist einen Magnetkern 21 in Rahmenform
auf mit einem unteren yuerteil 22, einem Paar rechtwinklig dazu stehenden Armen,
die mit einem Oder mehreren Paaren entgegenge@ setzt gerichteter Schuhe 24 versehen
sind, wobei die Schuhe 24 einander entgegengesetzt gerichtet sind und
wobei
ihre Enden voneinander in Abstand angeordnet sind. Sind mehr als ein Paar Polsohuhe
24 vorgesehen, wie in Figur 3 dargestellt, sind diese auch vertikal in Abstand angeordnet,
um fUr eine Ausbildung von vertikal voneinander getrennten Schichten der Flüssigkeit
F zu sorgen. Um das untere Querteil 22 ist ein Solenoid 26 gewickelt, der, wie oben
erwähnt, mit einer Wechselstromquelle verbunden ist. Bin Behdltor 27 z. B. ein Becher
enthält eine aus drei 8etrennteA Schichten oder Komponenten A, B und C bestehende
Flüssigkeit und ist in den Zahmenförmig geformten Magnetkern 21 eingesetzt, wobei
die Polsohuhe 24 in einer Höhe mit den Komponenten A und C liegen, in denen ohne
Beeinflussung der Komponente B gerührt werden soll. Magnetelemente 14 eind in den
Schichten A und C verteilt, und die ihnen durch das zwischen den Polschuhen 24 gebildete
magnetische Wechselfeld mitgeteilte Rührbewegung ist in den zugehörigen ochichten
A und C konzentriert. Die Zwischensohicht B ist im wesentlichen frei von Magnetalementen
14, wobei das diese Schicht durchdringende magne-tische Feld relativ schwach und
im wesentlichen vernachlässigbar ist. Wenn also nur eine Schicht einer FlUssigkeit
gerührt werden soll, darf entsprechend nur ein Polschuhpaar 24 vorgesehen werden.
Die Polechuhe
24 sind vorzugsweise etwa so weit voneinander in
Abstand angeordnet, wie der Behälter 29 breit ist, so daß die gesamte Querschnittsfläche
des Strömungsmediums in der gewünschten Höhe einem starken magnetischen tlechselfeld
ausgesetzt ist. Der Magnetkern 21 wie auch die anderen hier verwendeten Magnetkerne
sind in der bekannten Weise ausgebildet, um die Wirbelstromverluste und die Ilystereseverluste
so gering als möglich zu halten, wobei besonders hochmagnetisch permeable Werkstoffe
verwendet werden.
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In Figur 4 der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in
einer anderen AusfUhrungaform gezeigt, die besonders fUr das RUhren einer Flüssigkeit
in Zonen oder Schichten geeignet ist. Ein Probierglas 28 mit einer Flüssigkeit F
ist in die Öffnung eines ringförmigen Solenoids 10 eingesetzt, dus mit einer Weahselstromquelle
verb nden ist. Ein Ring 29 aus Weicheisen oder anderem magnetisierbarem liaterial
umgibt das Probierglas @8 in einer vorgegebenen 116hue und konzentriert das durch
das Jolenoid 10 erzeugte magnetische Veohselfeld in lor entsprechenden Höhe im Probierglas
28. In der höhe des Rings 29 sind Lagnetalemente 14 verteilt, die die Flüssigkeit
in dem entsprechenden Bereich bewegen. Durch Verändern der axialen Relativstellung
des Rings 29 und des Probierglases 28
läßt sich der Rührbereich
entsprechend einstellen.
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Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
die zweckmäßig bei tiefen Gefäßen Verwendung finden kann, ist in Figur 5 der Zeichnung
g dargestellt. Die hier gezeigte Vorrichtung weist einen Magnetkern 32 mit einem
Hauptquerteil 33, mit rechtwinklig dazu stehenden Armen 34, die in nach innen gerichteten
Polschuhen 36 enden, und einen mittig angeordneten, nach oben gerichteten Teil 37
auf, dessen oberes Ende konkav gewölbt ausgebildet ist. Ein Gefäß 35 in Form eines
Rrobierglases erstreckt sich vertikal von der konkaven Oberfläche durch die Folschuhe
36, es enthält eine Flüssigkeit, in der Permanentmagnet-Elemente verteilt sind.
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Das Rühren der Flüssigkeit erfolgt durch die durch das magnetische
Wechselfeld erregten Magnetelemente.
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Das Rühren und Bewegen einer kontinuierlich fließenden Flüssigkeit
kann durch eine Vorrichtung, wie sie in Figur 6 der Zeichnung gezeigt ist, bewirkt
werden.
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Disse Vorrichtung umfaßt ein Rohr oder eine Leitung 40 aus nicht magnetischem
Werkgtoff und ein Solenoid 41, dam einen Abschnitt der Leitung 40 umfaßt und mit
einer Wechselstromquelle verbunden ist. Der Rührbereich 42 ist durch ein Paar von
axial perforierten Platten 43
begrenzt, die quer zur Leitung 40
an einander gegenüberliegenden Seiten des Solenoids 41 angeordnet sind.
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Eine'Vielzahl von Magnetelementen sind im Bereich 42 angeordnet und
in der Flüssigkeit verteilt. Sie sind gober als die ffnungen in den Platten 43,
um zu vermeiden, da. sie aus dem Bereich 42 austreten. Das durch das Solenoid 41
in dem Bereich 42 errichtete magnetische Wechselfeld bewirkt ein Rühren der Magnetelemente
in der Flüssigkeit. Dabei kann die Leitung von beliebiger Ausbildung, Form und Krümmung
sein, und der Bereich 42 kann sich über eine beliebige Länge der Leitung erstrecken,
wobei entsprechend große Solenoide oder eine Mehrzahl von Solenoiden benutzt werden
können. Außerdem kann der Querschnitt der Leitung 40 über deren Länge variieren,
wenn dies zweckmaBig ist. Der eine oder mehrere Solenoide 41, die um die Leitung
40 gewickelt sind, können durch einen oder mehrere magnetische Joche der in Figur
3 gezeigten Art ersetzt werden. Jedes Joch kann mit einem Polschuhpaar 24 versehen
werden, wobei die Leitung 40 zwischen den Polschuhen angeordnet ist, und sich über
den gesamten, durch die Polschuhe 24 begrenzten Bereich erstrecken. Dabei sind die
Solenoide 26 mit Wechselstrom~ quellen verbunden.
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Es muß betont werden, daB die Erfindung obwohl in den Ausführungsbeispielen
auf das Rühren und Bewegen von
Flüssigkeiten gerichtet, auch auf
andere Strömungsmedien wie Pulver oder dergleichen anwendbar ist.
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Wenn auch in der Beschreibung bevorzugte Ausführungsformen gezeigt
worden sind, ist die Erfindung auf viele andere Ausführungsformen anwendbar.