DE2524911A1

DE2524911A1 - Vorrichtung zur fuehrung und lagerung einer ruehrerwelle fuer labor bzw. technikumsglasgeraete

Info

Publication number: DE2524911A1
Application number: DE19752524911
Authority: DE
Inventors: Werner Engels; Guenter Hering
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1975-06-05
Filing date: 1975-06-05
Publication date: 1976-12-16
Also published as: US4013274A; NL7605780A; JPS51150387A; BE842574A; GB1534022A; CH606845A5; JPS5631131B2; FR2313115A1; DE2524911C2; FR2313115B1

Description

DEUTSCHE GOLD- UND SILBER-SCHEIDEANSTALT VORMALS ROESSLER 6000 Frankfurt am Main, Weißfrauenstraße 9

Vorrichtung zur Führung und Lagerung einer Rührerwelle für Labor bzw. Technikumsglasgeräte

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung und Lagerung einer Rührerwelle für Labor- bzw. Technikumsglasgeräte, welche aus Lager und Widerlager besteht und eine Veränderung des Neigungswinkels der Rührerwellenachse in dem Gerät ermöglicht.

Bei chemischen Umsetzungen in Labor- bzw. Technikumsgefäßen ist es oft notwendig, das Reaktionsgut mechanisch zu bewegen. Dies geschieht u.a. dadurch, daß man Rührer verwendet, an deren mit dem Reaktionsgut in Kontakt kommenden Ende ein geeignetes z.B., propellerförtnig geformtes Werkstück aus Glas, Stahl u.a. befestigt ist.

Rührer werden aber auch bei physikalischen Prozessen, z.ß. bei Destillationen von Flussigkeitsgemischen verwendet, um z.B. Siedeverzüge zu vermeiden.

Bei der Destillation von teniperaturempfindlichen Stoffen werden Dünnschichtverdampfer, welche einen Rührer, der in geringem Abstand von der Wand des Verdampfovs schnell umläuft und dafür sorgt, daß dio Flüssigkeit in der Stärke des Spaltes zwischen Wischblatt und Wand an der Wand horunterläuft und dabei ständig in Bewegung gehalten wird, verwendet.

Ein Dünn«cbichtverdampfer vom Typ Sambay benutzt beweglich gelagerte Wischer, welche durch die Zentrifugalkraft des rotierenden Rührers an die Wand gedrückt werden und einm sehr dünnen Film von einigen Zehntel Millimetern erzeugen (Fortschritt der Verfahrenstechnik 19^2/53, Seite 246-248).

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Es ist bekannt, das Antriebsende der Rührerwelle durch eine Kapillarbülse (KPG-Rührer), Stopfbüchse, u.a., welche auf dem Zugang zu dem Reaktionsgefäß mittels eines eingeschliffenen Verbindungsstückes befestigt werden, zu führen. Weitere bekannte Lagerungsvorrichtungen sind in Glas eingekittete Teflonzylinder mit Bohrungen für die Wellendurchführung oder aufwendige Gleitringdichtungen.

Diese Arten der Rührerwellenführung und Lagerung haben jedoch den Nachteil, daß bei der Rotation der Rührervelle bei bis zu 2000 Umdrehungen pro Minute ein hohes Vakuum in dem Reaktionsgefäß, wie es z.B bei der Verwendung eines Dünnschichtverdampfers vom Typ Sambay notwendig sein kann, nicht gut gehalten werden kann, weil Spalten bei rotierenden Teilen bekanntermaßen schlecht abzudichten sind. Bei der Verwendung von in Glas gekitteten Teflonzylindern kann durch chemische Einflüsse eine Zerstörung der Einkittung erfolgen.

Weiterhin ist es bei der Herstellung von Dünnschichtverdampfern vom Typ Sambay oder anderen Glasapparaturen sehr schwierig, Führung und Lagerung von doppelt gelagerten Rührerwellen in absolut zentrischer Form auszuführen. Bei der maschinellen Fertigung ist ein manuelles Zentrieren unumgänglich, wodurch die erforderliche Genauigkeit nicht immer erreicht werden kann.

Eine ungenaue Zentrierung der Rührerwelle z.B., bei einen? bis zu 2000 mm langem Dünnschicht-Verdampfer vom Typ Sambay macht bei einer starren Befestigung der Rührerwelle mittels einer Schliffhülse die Verwendung des Rührers unmöglich, weil eine Verkantung der Rührerwelle deren Rotation verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Führung und Halterung einer Rührerwelle zu entwickeln, welche die oben genannten Nächteile nicht hat und eine Veränderung des Neigungswinkels der Rübrerwellenachse ermöglicht.

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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Führung und Lagerung einer Rührerwelle für Labor- bzw. Technikumsglasgeräte, welche aus Lager und Widerlager besteht und eine Veränderung des Neigungswinkels der Rührerwellenachse in dem Gerät ermöglicht, und welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Lager aus einer ebenen Scheibe mit einer uiittig angeordneten, kugelförmigen Aussparung, an deren tiefster Stelle eine die Scheibe durchbrechende konische Bohrung angeordnet ist, und einem Körper mit einer kugelförmigen Oberfläche und einer zentralen, axialen Durchbohrung, welcher in die kugelförmige Aussparung der Scheibe drehbar eingepaßt ist, besteht, wobei die Rührerwelle in der Durchbohrung des Körpers so befestigt v/erden kann, daß sie durch die Bohrung in der Scheibe hindurchragt und in dem Widerlager drehbar angeordnet Halt hat.

Das Widerlager kann aus einer ebenen Scheibe mit einer mittig angeordneten, kugelförmigen Aussparung, an deren tiefster Siolle ein die Scheibe durchbrechende konische Bohrung angeordnet ist, und einem Körper mit einer kugelfötnigen Oberfläche und einer zentralen, axialen Durchbohrung, welcher in die kugelförmige Aussparung der Scheibe drehbar eingepaßt ist, besteht, wobei die Rührerwelle in der Durchbohrung des Körpers so befestigt werden kann, daß sie durch die Bohrung in der Scheibe hindurchragt und in dem Lager Halt hat.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Rührerwelle in dem Körper mit kugelförmiger Oberfläche mittels Feststellschrauben verstellbar befestigt sein.

In einer besonderen Ausführungsform kann der Körper mit kugelförmiger Oberfläche ein Zylinder mit einer seinem Radius entsprechenden aufgesetzten Halbkugel sein.

Die einzelnen Geräteteile können aus Glas, VA-Stahl und Kunststoff, wie z.B. Teflon, bestehen. Auch edelmetallüberzogene Materialien können verwendet werden.

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So wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Körper mit kugelförmiger Oberfläche, ebenso wie die Scheibe, zweckmäßigerweise aus Teflon gefertigt. Bei der Verwendung von Teflon für die Scheibe kann der Körper mit kugelförmiger Oberfläche auch aus Stahl gefertigt sein. Wesentlich ist hierbei die Verwendung von Materialien, die eine reibungsarme, eventuell selbstschmierende schnelle Bewegung an der Grenzfläche zwischen Scheibe und Körper mit kugelförmiger Oberfläche erlauben. Die Rührerwelle kann aus Glas oder Stahl hergestellt sein.

Die Rührerwelle kann mittels einer Kupplung, bestehend aus gegenpoligen Permanent-Magneten, mit einem Antriebsaggregat verbunden sein.

Die rotierende Rührerwelle befindet sich, wenn eine Permanent-Magnet-Kupplung verwendet werden kann, vollständig innerhalb des geschlossenen Gerätes. Dies hat den Vorteil, daß keine Abdichtungsprobleme bei Hochvakuumdestillationen, z.B. mit einem Dünnschichtverdampfer vom Typ Sambay, auftreten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat weiterhin den Vorteil, daß auch bei einer ungenauen zentrierten Rührerwellenanordnung in den Laborgeräten, z.B. in einem Dünnschichtverdampfer vom Typ Sambay die Verwendung eines Rührers möglich ist, weil eine Verkantung der Rührerwelle und somit ein Stillstand des Rührers nicht eintreten kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in den folgenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Lagers mit einem Widerlager nach dem Stand der Technik (Pendellager), ausgeführt an einem Dünnschichtverdampfer des Typs Sambay.

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen · Lagers mit einem Widerlager gemäß Erfindung, , - 5 -

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Fig. 3 eine scheraatische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Widerlager gemäß Erfindung in einer weiteren Anordnungsform.

Gemäß Fig. 1 ist auf dem plangeschliffenen Rand 1 des sich zum Ende hin verdickenden Halses 2 eines gläsernen Dünnschichtverdampfers vom Typ Sambay eine Scheibe 3 aus Teflon aufgelegt. Diese Scheibe 3 hat in der Mitte die kugelförmige Aussparung h, an deren tiefster Stelle sich die konische Bohrung 5 befindet. In der Aussparung h ist der aus V2A-Stahl gefertigte Körper 6, mit kugelförmiger Oberfläche, bestehend aus einem Zylinder mit einer· seinem Radius entsprechenden, aufgesetzten Halbkugel drehbar eingepaßt. Durch den Körper 6 ist zentral die aus VA-Stahl gerfertigte Rührerwelle 7 so hindurchgeschoben, daß sie durch die Bohrung 5 der Scheibe 3 hindurchragt und in dem Widerlager 7 a drehbar angeordnet befestigt ist. In dem Körper 6 ist die Rührerwelle 7 mittels der Feststellschrauben 8 befestigt. Am oberen Ende der Rührerwelle 7 ist ein Teil 9 einer Permanent-Magnet -Kupplung mittels der Feststellschrauben 10 befestigt. (Der andere nicht dargestellt Teil dor Kupplung ist an dem Antriebsaggregat befestigt). Über den Teil 9 der Permanent-Magnet-Kupplung ist eine Kappe 11 aus Glas gestülpt, wobei die Beweglichkeit der Rührerwello7 nicht beeinträchtigt ist. Diese Kappe 11 liegt mit ihren^plangeschliffenen Rand auf der oberen Fläche der Scheibe 3 auf. Sie ist außen so geformt, daß sich ihr Umfang zum Rand hin erweitert. Mittels der mit den Gummiringen 12 und 13 gepolsterten Schollenringe 14 und 15» welche mittels der Schrauben 16 und zusammengehalten werden, wird sie fest auf die Scheibe 2 und diese auf den plangeschliffenen Rand 1 des Halses 2 gepreßt.

Gemäß Fig. 2 ist auf dem plangeschliffenen Rand 1 des sich zu den Enden hin verdickenden Glas-Stutzens 2 eine Scheibe 3 aus Teflon aufgelegt. Die Scheibe 3 hat in der Mitte die kugelförmige Aussparung h, an deren tiefster Stelle sich die konische Bohrung befindet. In die Aussparung k ist der aus VA-Stahl gefertigte Körper 6 mit kugelförmiger Oberfläche, bestehend aus einem Zylinder mit einer seinem Radius entsprechenden, aufgesetzten Halbkugel, drehbar eingepaßt. Durch den Körper 6 ist zentral die aus VA-Stahl

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gefertigte Rührerwelle 7 so hindurchgeschoben, daß sie durch die Bohrung 5 der Scheibe 3 hindurchragt. In dem Körper 6 ist die Rührerwelle 7 mittels der Feststellschrauben 8 befestigt. Am oberen Ende der Rührerwelle 7 ist der Teil 9 einer Permanent-Magnet-Kupplung mittels der Feststellschrauben 10 befestigt. Der andere, nicht dargestellte Teil der Kupplung ist an dem Antriebsaggregat befestigt. Über den Teil 9 der Permanent-Magnet-Kupplung ist eine Kappe 11 aus Glas gestülpt, wobei die Rührerwelle 7 beweglich ist. Diese Kappe 11 liegt mit ihrem plangeschliffenen Rand auf der oberen Fläche der Scheibe 3 auf. Sie ist außen so geformt, daß sich ihr Umfang zum Rand hin erweitert. Mittels der mit den Gummiringen 12 und 13 gepolsterten Schellenringe Ik und 15t welche mittels der Schrauben 16 und 17 zusammen«, gehalten werden, wird die Kappe 11 fest auf die Scheibe 3 und diese auf den plangeschliffenen Rand 1 des Glasstutzens 2 gepreßt. Über die Rührerwelle 7 ist eine weitere Scheibe 18 aus Teflon , welche auf dem plangeschliffenen Rand 19 des Stutzens 2 aufliegt, geschoben. Die Scheibe 18 hat in der Mitte eine kugelförmige Aussparung 20, an deren tiefster Stelle sich die konische Bohrung 21 befindet. In die Aussparung 20 ist der aus VA-Stahl gefertigte Körper 22 mit kugelförmiger Oberfläche, bestehend aus einem Zylinder mit einer seinem Radius entsprechenden, aufgesetzten Halbkugel, eingepaßt. Durch den Körper 22 ist zentral die Rührerwelle 7 hindurchgeschoben und mittels der Festellschrauben 23 befestigt.

Das freie Ende der Rührerwelle 7» welches den Propeller 2k zum Bewegen des Reaktionsgutes trägt, ist durch den sich zum Ende hin verdickenden Hals 25 in das Reaktionsgefäß 26 eingefügt. Dio Scheibe 18 liegt mit ihrer unteren Fläche auf dem plangeschliffenen Rand 27 des Halses 25 auf. Der Stutzen 2 wird mittels der mit den Gummiringen 28 und 29 gepolsterten Schellenringe 30 und 31» welche mittels der Schrauben 32 und 33 zusammengehalten werden, auf die Scheibe 18 und diese auf den Rand 27 des Halses 25 gepreßt.

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Gemäß Fig. 3 ist auf dem plangeschliffenen Rand 1 des sich zu den Enden hin verdickenden Glas-Stutzens 2 eine Scheibe 3 aus Teflon aufgelegt, wobei zur höheren Abdichtung ein Teflonring zwischen Rand und Scheibe angebracht ist. Die Scheibe 3 hat in der Mitte die kugelförmige Aussparung h, an deren tiefster Stelle sich die Bohrung 5 befindet. In die Aussparung k ist aus V2A-Stahl gefertigte Körper 6 mit kugelförmiger Oberfläche, bestehend aus einem Zylinder mit einer seinem Radius entsprechenden, aufgesetzten Halbkugel, drehbar aufliegend eingepaßt. Durch den Körper 6 ist zentral die aus V2A-Stahl gefertigte Rührerwelle so hindurchgeschoben, daß sie durch die Bohrung 5 der Scheibe 3 hindurchragt. In dem Körper 6 ist die Rührerwolle 7 mittels der Festellschrauben 8 befestigt. Arn oberen 35nde der Rührerwelle 7 ist der Teil 9 einer Perraanent-Magnet-Kupplung 9 mittels der Feststellschrauben 10 befestigt. Der andere, nicht dargestellte Teil der Kupplung ist an dem Antriebsaggregat befestigt. Über den Teil 9 der Permanent-Magnet-Kupplung ist eine Kappe 11 aus Glas gestülpt_f wobei die Rührerwelle 7 beweglich ist. Die Kappe 11 liegt mit ihrem plangeschliffenen Rand auf der oberen Fläche der Scheibe 3 auf, wobei zur höheren Abdichtung ein Teflonring zwischen Rand und Teflonscheibe 3 angebracht ist.

Mittels der mit den Gummiringen 12 und 13 gepolsterten Schellenringe 14 und 15» welche mittels der Schrauben 16 und 17 zusammengehalten werden, wird die Kappe 11 fest auf die Scheibe 3 und diese auf den plangescbliffenen Rand 1 des Glasstutzens 2 gepreßt. Über die Rührerwelle 7 ist der aus V2A-Stahl gefertigte Körper mit kugelförmiger Oberfläche, bestehend aus einem Zylinder mit einer seinem Radius entsprechenden, aufgesetzten Halbkugel, geschoben, welcher in die kugelförmige Aussparung 20, der Scheibe

18 aus Teflon eingepaßt ist, und mittels der Feststellschrauben befestigt. Die Scheibe 1.8 liegt auf dem plangeschlieffenen Rand

19 des Stutzens 2 auf , wobei zur höheren Abdichtung ein Teflonring zwischen Rand und Teflonscheibe 18 angebracht ist. An der tiefsten Stelle der mittig angeordneten Aussparung 20 befindet sich die konische Bohrung 21, durch die die Rührerwelle 7 hindurchgoschobon ist.

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Das freie Ende der Rübrerwelle 7» welches den Propeller 2k zum Bewege" des Reaktionsgutes trägt, ist durch den sich zum Ende hin verdickenden Hals 25 in das Reaktionsgefäß 26 eingefügt. Die Scheibe 18 liegt mit ihrer unteren Fläche auf dem plangeschliffenen Rand 27 des Halses 25 auf, wobei zur höheren Abdichtung ein Teflonring zwischen Rand und Scheibe 18 angebracht ist. Der Stutzen 2 wird mittels der mit den Gummiringen 28 und 29 gepolsterten Schellenringe 30 und 311 welche mittels der Schrauben 32 und 33 zusammengehalten werden, auf die Scheibe 18 und diese auf den Rand 27 des Halses 25 gepreßt.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Führung und Lagerung einer Rührerwelle für Labor- bzw. Technikunis-Glasgeräte, welche aus Lager und Widerlager besteht unnd eine Veränderung des Neigungswinkels der Rührerwellenachse in dem Gerät ermöglicht, dadurch gekennzeichnet , daß das Lager aus einer ebenen Scheibe mit einer mittig angeordneten, kugelförmigen Aussparung, an deren tiefster Stelle eine die Scheibe durchbrechende konische Bohrung angeordnet ist, und einem Körper mit einer kugelförmigen Oberfläche und einer zentralen, axialen Durchbohrung, welche in die kugelförmige Aussparung der Scheibe drehbar eingepaßt ist, besteht, wobei die Rührerwelle in der Durchbohrung des Körpers so befestigt werden kann, daß sie durch die Bohrung in der Scheibe hindurchragt und in dem Widerlager Halt hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager aus einer ebenen Scheibe wit einer mittig angeordneten, kugelförmigen Aussparung, an deren tiefster Stelle eine die Scheibe durchbrechende konische Bohrung angeordnet ist, und einem Körper mit einer kugelförmigen Oberfläche und einer zentralon, axialen Durchbohrung, welcher in die kugelförmige Aussparung der Scheibe drehbar eingepaßt ist, besteht, wobei die Rührerwelle in der Durchbohrung des Körpers so befestigt werden kann, daß sie durch die Bohrung in der Scheibe hindurchragt und in dem Lager Halt hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührerwelle in dem Körper mit kugelförmiger Oberfläche mittels Feststellschrauben vorstellbar befestigt ist.

k. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper mit kugelförmiger Oberfläche ein Zylinder mit einer seinem Radius entsprechenden aufgesetzten Halbkugel ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührerwelle mittels einer Kupplung, bestehend aus gegenpoligen Permanent-Magneten, mit einem Antriebsaggregat verbunden ist.

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. Mai 1975

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