DE3705814A1

DE3705814A1 - Dispersion apparatus

Info

Publication number: DE3705814A1
Application number: DE19873705814
Authority: DE
Inventors: Manfred Bauer
Original assignee: Janke & Kunkel KG
Current assignee: Janke & Kunkel KG
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-09-01
Also published as: DE3705814C2

Abstract

A dispersion apparatus (1) is provided with a sleeve-like stator-shaft tube (2) in which is situated a drive shaft (4) connected to a drive (5). At the free end of the shaft tube (2), within a region of the shaft tube (2) furnished with side orifices (6), is situated a rotor (3) which is connected to the drive shaft (4). The drive shaft (4), before the point of connection to the rotor (3), is mounted in a bearing bushing (7). According to the invention, the drive shaft (4), starting from the bearing bushing (7), is conically tapering. As a result, a suction action otherwise appearing at high rotary speeds, in particular above 30000 1/min, is avoided by the liquid to be dispersed being transported up through the bearing bushing gap within the shaft tube (2). As a result, even very high rotary speeds can then be used and, as a result in turn, small-diameter rotors (3) and shaft tubes (2) can be employed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Dispergiergerät mit einem Stator-Schaftrohr, in dem sich eine mit einem Antrieb verbindbare Antriebswelle befindet, die an ihrem freien Ende innerhalb eines mit Seitenöffnungen versehenen Bereiches des Schaftrohres einen Rotor mit Rührfingern od. dgl. trägt, wobei zumindest im Rotor-nahen Bereich des Schaftrohres auf der dem Antriebsende der Antriebs welle zugewandten Seite des Rotors ein Lager für die An triebswelle vorgesehen ist.The invention relates to a dispersing device with a Stator shaft tube, in which there is one with a drive connectable drive shaft located on its free End inside a side-opening Area of the shaft tube a rotor with stirring fingers or the like. At least in the area close to the rotor of the shaft tube on the drive end of the drive shaft facing side of the rotor a bearing for the An drive shaft is provided.

Solche Dispergiergeräte arbeiten mit vergleichsweise hohen Drehzahlen, um im Bereich des Rotors Umfangsge schwindigkeiten zu erzielen, die nach Möglichkeit bei etwa 20 m/sec. liegen sollen, um ein gutes Dispergierer gebnis zu erreichen.Such dispersing devices work with comparatively high speeds to circumferential in the area of the rotor to achieve speed, if possible about 20 m / sec. should be a good disperser to achieve results.

Zum Dispergieren wird das den Rotor aufweisende Schaft rohrende in ein Reagenzgefäß od. dgl. eingetaucht, um dann das darin befindliche flüssige Stoffgemisch zu dispergieren. Häufig befinden sich sehr geringe zu dis pergierende Flüssigkeitsmengen in entsprechend kleinen Gefäßen, z.B. Eppendorf-Röhrchen oder Zentrifugen-Röhrchen, wobei das Problem besteht, daß mit den vorhandenen Dispergiergeräten mit Schaftrohren von z.B. 8 mm Außen durchmesser ein Einführen in diese Gefäße nicht immer möglich ist. Andererseits ist ein Umfüllen in Gefäße mit größerem Querschnitt umständlich und ergibt bei geringen Flüssigkeitsmengen auch zu geringe Füllhöhen für das Dispergieren.The shaft with the rotor is used for dispersion tube end immersed in a test tube or the like to then the liquid mixture contained therein disperse. Often there are very few too dis pergulating amounts of liquid in correspondingly small amounts Vessels, e.g. Eppendorf tubes or centrifuge tubes, the problem being that with the existing ones Dispersing devices with shaft tubes from e.g. 8 mm outside diameter is not always inserted into these vessels is possible. On the other hand, it is transferred to a container Larger cross section cumbersome and results in small Liquid quantities too low filling levels for the Disperse.

Es wurde deshalb schon versucht, dieses Problem durch entsprechende Verkleinerung des Außendurchmessers des Schaftrohres und des Rotors zu lösen. Unter Beachtung der erwünschten Umfangsgeschwindigkeit erfordert dies jedoch Rotordrehzahlen, die über 30 000 1/min. liegen. Gerade bei solchen hohen Drehzahlen wurde verstärkt festgestellt, daß zunehmend mit der Drehzahl Dispergier flüssigkeit in das Schaftrohr zwischen dieses und die Antriebswelle gesaugt wurde und zum Teil bis in den Bereich des Antriebs hochstieg. Dieser unerwünschte Effekt wird auf Schwingungen der Antriebswelle zurück geführt.An attempt has therefore already been made to solve this problem corresponding reduction in the outside diameter of the To loosen the shaft tube and the rotor. With attention the desired peripheral speed requires this however, rotor speeds exceeding 30,000 rpm. lie. Especially at such high speeds, it was reinforced found that dispersing increasingly with speed liquid in the shaft tube between this and the Drive shaft was sucked and partly into the Drive up area. This unwanted Effect is due to vibrations of the drive shaft guided.

Bei üblichen Dispergiergeräten wurden deshalb auch schon Schleuderscheiben, Pumpflügel, Schnecken und dgl. ver wendet, um ein Hochsteigen der Flüssigkeit zwischen der Rotor-Antriebswelle und dem Schaftrohr zu vermeiden. Über 30 000 1/min. haben sich diese Maßnahmen jedoch weitgehend als unwirksam erwiesen und außerdem sind sie auch bei den erwünschten Außendurchmessern des Schaft rohres unter 8 mm aus Platzgründen praktisch nicht unterbringbar.For this reason, the usual dispersing devices have also been used Centrifugal discs, pump blades, snails and the like. Ver turns to rise the liquid between the Avoid rotor drive shaft and the shaft tube. Over 30,000 rpm. have these measures however largely proven ineffective and also they are also with the desired outer diameter of the shaft Pipes under 8 mm practically not for space reasons accommodatable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Disper giergerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das insbesondere auch bei kleinem Außendurchmesser des Schaftrohres unter 8 mm und entsprechend hohen Drehzahlen über 30 000 U/min. den vorerwähnten Saugeffekt nicht aufweist oder diesen zumindest reduziert.The object of the present invention is a disper yaw device of the type mentioned to create that especially with a small outside diameter of Shaft tube under 8 mm and correspondingly high speeds over 30,000 rpm. not the aforementioned suction effect has or at least reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbe sondere vorgeschlagen, daß die Antriebswelle, ausgehend von dem Rotor-nahen Lager, zu dem Rotor-fernen Schaft rohrende hin über wenigstens einen Teil der Längser streckung der Antriebswelle sich stetig verjüngend ausgebildet ist.To solve this problem, the invention in particular special suggested that the drive shaft starting out from the rotor-near bearing to the rotor-distant shaft pipe end over at least part of the longitudinal Extension of the drive shaft tapering steadily is trained.

Durch diese konstruktive Maßnahme konnte in überraschender Weise festgestellt werden, daß auch bei sehr hohen Dreh zahlen von z.B. 50 000 1/min., ein Ansaugen von Disper gierflüssigkeit zumindest weitestgehend vermieden wird. Dadurch eröffnet sich erst die Möglichkeit, auch Dis pergiergeräte mit Schaftrohren mit Außendurchmessern unter 8 mm, z.B. 5 mm Außendurchmesser bei entsprechend hohen Drehzahlen einsetzen zu können, wodurch der An wendungsbereich erheblich erweitert und die Handhabung in vielen Fällen auch vereinfacht ist.This constructive measure could be surprising Way are found that even at very high rotation numbers from e.g. 50,000 rpm, a suction of Disper yaw liquid is at least largely avoided. This opens up the possibility to also use Dis Pergiergeräte with shaft tubes with outer diameters less than 8 mm, e.g. 5 mm outer diameter with accordingly to be able to use high speeds, which makes the An application area significantly expanded and handling is simplified in many cases.

Zweckmäßigerweise weist die Antriebswelle einen kegel förmigen Konusabschnitt auf. Dies läßt sich auf einfache Weise fertigungstechnisch realisieren.The drive shaft expediently has a cone shaped cone section. This can be done easily Realize wise manufacturing technology.

Das Schaftrohr ist im sich verjüngenden Bereich der An triebswelle zylindrisch ausgebildet. Dadurch ist ein sich zum Antriebsende des Schaftrohres hin ver größernder Freiraum zwischen der Innenseite dieses Schaftrohres und der Antriebswelle gebildet, wodurch auftretende Schwingungen der Antriebswelle praktisch keine Auswirkungen im Sinne eines Ansaugeffektes haben. Vorzugsweise erstreckt sich der Konusabschnitt vom Rotor-nahen Lager bis zu einer am anderen Schaftrohr ende befindlichen Wellendurchführung od. dgl. Dadurch wird die sonst vorhandene Saugwirkung besonders gut unterdrückt und außerdem ist dies herstellungstechnisch einfach durchführbar.The shaft tube is in the tapered area drive shaft cylindrical. This is a ver towards the drive end of the shaft tube greater space between the inside of this Shaft tube and the drive shaft formed, whereby occurring vibrations of the drive shaft practically have no effects in the sense of a suction effect. The cone section preferably extends from Bearings near the rotor to one on the other shaft tube End located shaft bushing or the like. Thereby the otherwise existing suction effect is particularly good suppressed and this is also manufacturing technology easy to do.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten an Hand der Zeichnung noch näher erläutert.Additional embodiments of the invention are in the further subclaims listed. Below is the Invention with its essential details on hand the drawing explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt:The only figure shows:

Eine zum Teil im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines in ein Reagenzgefäß eingetauchten Disper giergerätes.A partially sectioned side view a Disper immersed in a test tube yaw device.

Ein im ganzen mit 1 bezeichnetes Dispergiergerät weist im wesentlichen ein Stator-Schaftrohr 2 mit einem darin befindlichen Rotor 3 sowie einer Antriebswelle 4 und einen Antrieb 5 auf. Der Rotor 3 befindet sich innerhalb des Schaftrohres 2 an dessen freiem Ende innerhalb eines mit Seitenöffnungen 6 versehenen Bereiches. An diesen Rotor 3 schließt sich die damit verbundene Antriebswelle 4 an, die auf der dem Rotor 3 zugewandten Seite in einer Lagerbuchse 7 gelagert ist.A dispersing device, generally designated 1 , essentially has a stator shaft tube 2 with a rotor 3 located therein, as well as a drive shaft 4 and a drive 5 . The rotor 3 is located inside the shaft tube 2 at its free end within an area provided with side openings 6 . Connected to this rotor 3 is the drive shaft 4 connected to it, which is supported in a bearing bush 7 on the side facing the rotor 3 .

Das Schaftrohr 2 ist in eine Schaftrohrhülse 8 eingesetzt. Die Schaftrohrhülse 8 wird mit der Klemmschraube 10 am Antriebsgehäuse 9 befestigt. Der durch einen Elektromotor gebildete Antrieb 5 trägt an seinem Motor wellenende 11 eine Spannzange 12, in die das motorseitige Ende der in dem Schaftrohr 2 befindlichen Antriebswelle 4 eingespannt ist. Die Spannzange 12 läßt sich durch Be tätigen eines am oberen Ende des Antriebes 5 befindlichen Knopfes 13 öffnen und schließen.The shaft tube 2 is inserted into a shaft tube sleeve 8 . The shaft tube sleeve 8 is fastened to the drive housing 9 with the clamping screw 10 . The drive 5 formed by an electric motor carries on its motor shaft end 11 a collet 12 , in which the motor-side end of the drive shaft 4 located in the shaft tube 2 is clamped. The collet 12 can be opened and closed by actuating a button 13 located at the upper end of the drive 5 .

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß die Antriebswelle 4, ausgehend von dem Rotor-nahen Lager 7, zu dem Rotor-fernen Schaftrohrende 14 hin konisch sich verjüngend ausgebildet ist. Das diese Antriebswelle 4 umgebende Schaftrohr 2 ist zylindrisch ausgebildet, so daß zum oberen Schaftrohrende 14 hin ein zunehmend größer werdender Freiraum zwischen der Innenseite des Schaftrohres 2 und der Außenseite der konischen Antriebswelle 4 entsteht.According to the invention, it is now provided that the drive shaft 4 , starting from the bearing 7 close to the rotor, is conically tapered towards the end of the shaft tube 14 remote from the rotor. The shaft tube 2 surrounding this drive shaft 4 is cylindrical, so that an increasingly larger free space between the inside of the shaft tube 2 and the outside of the conical drive shaft 4 is created towards the upper end of the shaft tube 14 .

In Versuchen hat sich herausgestellt, daß durch diese konische Ausbildung der Antriebswelle 4 ein Ansaugen von z.B. in einem Reagenzgefäß 15 befindlicher zu disper gierender Flüssigkeit durch den Lagerspalt bei der Lagerbuchse 7 hindurch, weitestgehend vermieden wird. Das sonst bei zylindrischer Antriebswelle 4 zu beobachtende Ansaugen wird auf Schwingungen der Antriebswelle 4 zurückgeführt. Versuche mit anderen Formgebungen der An triebswelle 4 und auch mit einem umgekehrt wie im Aus führungsbeispiel gezeigten konischen Verlauf der Antriebs welle, zeigten nicht den gewünschten Erfolg.Experiments have shown that this conical design of the drive shaft 4 largely prevents suction of liquid to be dispersed, for example, located in a reagent vessel 15 through the bearing gap at the bearing bush 7 . The suction that is otherwise observed in the case of a cylindrical drive shaft 4 is attributed to vibrations of the drive shaft 4 . Experiments with other shapes of the drive shaft 4 and also with a reverse conical course of the drive shaft as shown in the exemplary embodiment did not show the desired success.

Im Ausführungsbeispiel verläuft der kegelförmige Konus abschnitt 16 von der Lagerbuchse 7 bis zu einer Wellen durchführung 17 bei der Schaftrohrhülse 8, wo sich das im Durchmesser kleinere Konusende befindet.In the exemplary embodiment, the conical cone section 16 extends from the bearing bush 7 to a shaft bushing 17 in the shaft tube sleeve 8 , where the cone end which is smaller in diameter is located.

Obwohl die erfindungsgemäße Ausbildung der Antriebswelle 4 zur Vermeidung einer unerwünschten Pumpwirkung auch bei Dispergiergeräten mit bisher üblichen Außendurch messern bei dem Schaftrohr 2 bis herab zu etwa 8 mm ein setzbar ist, wirkt sich die erfindungsgemäße Maßnahme besonders vorteilhaft bei Schaftrohrdurchmessern unter 8 mm aus, weil jetzt auch bei diesen dünnen Schaftrohren und entsprechenden Rotoren 3 auch mit Drehzahlen gear beitet werden kann, die auch bei diesen schlanken Aus führungsformen ein gutes Dispergierergebnis bringen. Würde man bei der bisher üblichen Konstruktion mit zylindrischer Antriebswelle 4 eine Verkleinerung des Rotordurchmessers und entsprechend auch des Schaftrohres 2 vornehmen, könnte eine Drehzahl von 20 000 bis 30 000 1/min. nicht überschritten werden, weil sonst bei höheren Drehzahlen zunehmend der vorerwähnte Absaugeffekt auf treten würde. Erst durch die konische Ausbildung der An triebswelle 4 entsprechend der Erfindung können nun auch Dispergiergeräte mit Schaftrohren 2 mit Außendurchmessern kleiner als 8 mm gebaut werden, wobei diese Geräte auch mit den für ein gutes Dispergierergebnis erforderlichen hohen Drehzahlen über 30 000 1/min. z.B. 50 000 oder 60 000 1/min. betrieben werden können, ohne daß Disper gierflüssigkeit abgesaugt wird.Although the design according to the invention of the drive shaft 4 can be used down to about 8 mm in order to avoid an undesirable pumping action even with dispersing devices with previously conventional outer diameters in the shaft tube 2 , the measure according to the invention has a particularly advantageous effect with shaft tube diameters below 8 mm, because now can also be processed with these thin shaft tubes and corresponding rotors 3 at speeds which also bring good dispersion results with these slim designs. If one were to reduce the rotor diameter and, accordingly, also the shaft tube 2 in the previously conventional construction with a cylindrical drive shaft 4 , a rotational speed of 20,000 to 30,000 rpm could be achieved. not be exceeded, because otherwise the aforementioned suction effect would occur at higher speeds. Only through the conical design of the drive shaft 4 according to the invention can now be built dispersing devices with shaft tubes 2 with outer diameters smaller than 8 mm, these devices with the high speeds required for a good dispersion result over 30 000 1 / min. e.g. 50,000 or 60,000 rpm. can be operated without disper yeast liquid is sucked off.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schaftrohr- Durchmesser 2 am Eintauchende 5 mm betragen. Dadurch kann dieses Eintauchende auch in sehr schlanke Reagenz gefäße z. B. Eppendorf-Röhrchen oder Zentrifugen-Röhrchen direkt eingeführt werden. Ein umständliches Umfüllen in Gefäße mit größerem Querschnitt ist somit nicht erforder lich.In a preferred embodiment, the shaft tube diameter 2 at the immersion end can be 5 mm. As a result, this immersion can also be used in very slim reagent vessels. B. Eppendorf tubes or centrifuge tubes can be inserted directly. A cumbersome transfer into vessels with a larger cross-section is therefore not required.

Die in der Figur noch erkennbaren Radialbohrungen 18 in dem Schaftrohr 2 dienen in erster Linie zum Abführen von Dispergierflüssigkeit bei zu tiefem Eintauchen in die Flüssigkeit.The radial bores 18 in the shaft tube 2 , which can still be seen in the figure, are used primarily for removing dispersing liquid if the liquid is immersed too deeply.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the claims and the drawing features shown can be used both individually and in any combination essential to the invention be.

Claims

1. Dispersing device with a stator shaft tube, in which there is a drive shaft which can be connected to a drive and which carries at its free end a rotor with stirring fingers or the like within a region of the shaft tube provided with side openings, at least in the vicinity of the rotor Area of the shaft tube on the side of the rotor facing the drive end of the drive shaft, a bearing for the drive shaft is provided, characterized in that the drive shaft ( 4 ), starting from the rotor-close bearing ( 7 ), far from the rotor The end of the shaft tube ( 14 ) is continuously tapered over at least part of the longitudinal extent of the drive shaft ( 4 ).

2. Dispersing device according to claim 1, characterized in that the drive shaft ( 4 ) has a cone-shaped cone section ( 16 ).

3. Dispersing device according to claim 1 or 2, characterized in that the shaft tube ( 2 ) is cylindrical in the ver tapering region of the drive shaft.

4. Dispersing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the conical section ( 16 ) extends from the rotor-near bearing ( 7 ) to a shaft guide ( 17 ) located on the other end of the shaft tube ( 14 ) or the like.

5. Dispersing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shaft tube ( 2 ) at least in the rotor area has an outer diameter of about 8 mm or less, preferably about 5 mm to about 7 mm.

6. Dispersing device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rotor speed more than 30,000 l / min. is and that the circumference speed of the rotor more than 10 m / sec., esp especially about 15 m / sec., preferably about 20 m / sec. is.