DE69926249T2

DE69926249T2 - Rührvorrichtung für flüssigkeiten mit magnetischer kupplung.

Info

Publication number: DE69926249T2
Application number: DE69926249T
Authority: DE
Inventors: Olivier Biardeau; Frederic Lepresle; Abderrezzak Porte 53 CHERIFI
Original assignee: Areva NC SA; Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
Current assignee: Orano Cycle SA
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2019-10-07
Also published as: JP4495346B2; US6517231B1; WO2000021184A1; EP1119896B1; JP2002527218A; EP1119896A1; FR2784522A1; FR2784522B1; DE69926249D1; RU2222372C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Vorrichtungen zum Rühren von Flüssigkeit und insbesondere auf Rührvorrichtungen mit Magnetkupplung.
Rührvorrichtungen mit Magnetkupplung stellen im allgemeinen die berührungslose Übertragung einer Rotationsbewegung eines antreibenden magnetischen Teils zu einem angetriebenen magnetischen Teil sicher. Der antreibende und der angetriebene Teil sind außerhalb bzw. am Boden eines Behälters für zu rührende Flüssigkeit angeordnet. Diese Bewegungsübertragung kann als „Kupplung axialen Typs ohne Führung des angetriebenen Teils" bezeichnet werden.
Im Vergleich zu den neueren Rührvorrichtungen mit mechanischer Kupplung, ermöglicht die berührungslose Übertragung der Rotationsbewegung, die Durchquerungen von Wänden durch mechanische Drehgelenke, die Leckagerisiken darstellen, zu vermeiden.
Die 1A und 1B zeigen zwei bekannte Rührvorrichtungen mit Magnetkupplung.
Die Vorrichtung der 1A umfaßt einen antreibenden magnetischen Teil 1, der durch einen Motor 2 über insbesondere Übertragungsmittel 3 in axialer Drehung angetrieben werden kann, sowie einen angetriebenen magnetischen Teil 4. Der angetriebene Teil 4 ist auf dem Boden eines Behälters 5 angeordnet, der durch ein Tragmittel 6 oberhalb des antreibenden Teils 1 gehalten wird. Der Behälter 5 und das Tragmittel 6 sind aus einem unmagnetischen Material ausgebildet. Der antreibende Teil 1 und der angetriebene Teil 4, die Übertragungsmittel 3 und der Motor 2 sind um eine vertikale Symmetrieachse 8 herum zentriert. Der angetriebene Teil 4 ist typischerweise ein stabförmiger Dauermagnet, der ein Paar von Nord-Süd-Magnetpolen aufweist. Der antreibende Teil 1 ist von einem U-förmigen Dauermagneten gebildet, dessen Magnetpole den Magnetpolen des Stabs 4 gegenüberliegen, wenn die Rührvorrichtung in der Ruhestellung ist. Die Magneten 1 und 4 sind im allgemeinen aus Werkstoffen wie Ferrit oder Alnico (Aluminium/Nickel/Cobalt) ausgebildet.
Wenn der Motor 2 in Betrieb ist, wird der angetriebene Teil 4 durch Magnetkupplung mit dem antreibenden Teil 1 über einen Luftspalt 7 in axialer Drehung um die Symmetrieachse 8 angetrieben. Genauer gesagt wird dann, wenn sich der antreibende Teil 1 unter der Wirkung des Motors 2 um die Achse 8 dreht, ein Drehmoment auf den angetriebenen Teil 4 übertragen, das letzteren um dieselbe Achse in Drehung versetzt.
Der Behälter 5 enthält chemische Reagenzien in flüssiger Form. Die axiale Drehung des Magnetstabes 4 ermöglicht das Rühren der in dem Behälter 5 enthaltenen Flüssigkeiten und begünstigt beispielsweise den Erhalt von Niederschlägen, die über einen Ausgang zum Austragen 50 an einer Seitenfläche des Behälters 5 abgeführt werden. In einem solchen Fall einer Niederschlagsreaktion wird die in 1A gezeigte Rührvorrichtung als „Präzipitator" bezeichnet.
1B stellt ein weiteres Beispiel einer bekannten Rührvorrichtung dar. In 1B sind die dargestellten Elemente, die mit denjenigen der 1A identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Vorrichtung der 1B unterscheidet sich von der in 1A dargestellten dadurch, daß der antreibende Teil 1, der Motor 2 und die Übertragungsmittel 3 durch eine statische Motorisierung 9 ersetzt sind, die über eine (Rechteck-)Wechselspannungsquelle 10 versorgt wird. Die statische Motorisierung 9 schließt vertikal angeordnete Elektromagneten ein (von denen in 2B einer schematisch dargestellt ist), die mit einer durch die Quelle 10 gelieferten Spannung versorgt und abwechselnd geschaltet werden. Die statische Motorisierung 9 erzeugt die gleiche Wirkung wie die Elemente 1, 2 und 3 der 1A, d.h. sie erzeugt ein magnetisches Drehfeld, das den Magnetstab 4 durch magnetische Kupplung um eine vertikale Symmetrieachse 8' in axialer Drehung antreibt.
Die Vorrichtung mit statischer Motorisierung der 1B weist mehrere Vorteile im Vergleich zu der Vorrichtung mit umlaufendem Motor der 1A auf. Insbesondere erfordert sie nicht den Einsatz von sich bewegenden, mechanischen Teilen, und sie weist einen geringeren Raumbedarf auf. Bei der Vorrichtung mit statischer Motorisierung ist es auch möglich, das auf den angetriebenen Teil übertragene Drehmoment einfach dadurch zu ändern, daß die Stärke des an die Wicklungen der Elektromagneten gelieferten Stroms verändert wird. Im Falle der Vorrichtung mit umlaufendem Motor kann die Einstellung des übertragenen Drehmoments nur durch physische Änderung des Luftspalts mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung vollzogen werden.
Ein wesentlicher Nachteil der Vorrichtungen des Standes der Technik, die in den 1A und 1B dargestellt sind, liegt darin, daß der Wert des auf den angetriebenen Teil übertragbaren Drehmoments begrenzt ist. Denn die Erhöhung dieses Drehmoments erhöht die Anziehungskraft des Stabes 4 auf den Boden des Behälters und erhöht den Verschleiß des Stabes durch Reibung sowie den Verschleiß des Bodens des Behälters.
Die 2A und 2B zeigen auf schematische Weise in einer Vorderansicht die Relativanordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils, wenn der antreibende Teil von einem Dauermagneten 1 (2A) oder von Elektromagneten 9 (2B) gebildet ist 2C zeigt auf schematische Weise in einer Draufsicht die Anordnung der 2A. Wie in 2C dargestellt, eilt der angetriebene Teil 4 dann, wenn die Rührvorrichtung in Betrieb ist, ständig um einen Winkel α gegenüber dem durch den antreibenden Teil erzeugten Drehfeld nach. Die anhand der Pfeile 11 (2A und 2C) und 12 (2B) dargestellten Feldlinien zwischen den Polen des antreibenden Teils und des angetriebenen Teils haben eine horizontale Komponente (2C), die zu dem auf den angetriebenen Teil übertragenen Drehmoment beiträgt, und eine vertikale axiale Komponente (2A und 2B), die zu der Rotationsachse 8, 8' parallel verläuft. Die durch diese axiale Komponente bedingte Axialkraft bildet einen sehr wichtigen Teil der Wechselwirkungsenergie zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil. Jede Erhöhung des auf den angetriebenen Magneten 4 übertragenen Drehmoments führt automatisch zu einer Erhöhung der axialen Anziehungskraft zwischen dem antreibenden Teil und dem angetriebenen Teil und folglich zu einer Erhöhung des Verschleißes des angetriebenen Magneten 4 und des Bodens des Behälters 5 aufgrund des signifikanten Vorliegens dieser axialen Komponente der Feldlinien.
Das Dokument US-A-5 533 800 beschreibt eine Rührvorrichtung mit Magnetkupplung, die einen antreibenden Teil und einen angetriebenen Teil umfaßt, wobei die Feldlinien des antreibenden und des angetriebenen Teils im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse des angetriebenen Teils verlaufen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit gemäß Patentanspruch 1 zu liefern, die im Vergleich zu den älteren Vorrichtungen ermöglicht, den Verschleiß des angetriebenen Teils und des Bodens des Behälters bei einem gleichen auf den angetriebenen Teil übertragenen Drehmoment zu reduzieren.
Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung mit Magnetkupplung zum Rühren von Flüssigkeit, umfassend einen antreibenden Teil und einen angetriebenen Teil, wobei der angetriebene Teil dazu bestimmt ist, auf dem Boden eines Behälters angeordnet zu werden, welcher zu rührende Flüssigkeit enthält, ein Steuermittel, um den antreibenden Teil derart zu steuern, daß der angetriebene Teil durch Magnetkupplung mit dem antreibenden Teil in Rotation um eine vorbestimmte Rotationsachse angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende und der angetriebene Teil derart ausgelegt sind, daß sie die Ausrichtung der aus der Magnetkupplung resultierenden Feldlinien im wesentlichen senkrecht zur vorbestimmten Rotationsachse in der Nähe des angetriebenen Teils begünstigen.
In der Praxis sind der antreibende und der angetriebene Teil vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie die Ausrichtung der aus der Magnetkupplung resultierenden Feldlinien im wesentlichen parallel zu einer Längsachse des angetriebenen Teils in dessen Nähe begünstigen.
Die vorbestimmte Rotationsachse ist typischerweise, jedoch nicht zwangsläufig eine (virtuelle) vertikale Symmetrieachse des angetriebenen Teils und/oder des antreibenden Teils. Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, wird der angetriebene Teil einfach auf den Boden des Behälters gesetzt und ist folglich nur seinem Gewicht, den Reibungskräften mit dem Boden des Behälters und den über den antreibenden Teil durch den Behälter erzeugten elektromagnetischen Kräften ausgesetzt. Der Behälter oder wenigstens ein Teil dessen, das sich nahe dem antreibenden Teil befindet, ist aus einem unmagnetischen Material ausgebildet, damit er von den Feldlinien durchquert werden kann.
Im Gegensatz zu den älteren Vorrichtungen hat somit ein Großteil der Feldlinien der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine axiale Komponente (parallel zur Rotationsachse), die im Vergleich zu der horizontalen Komponente im Bereich des angetriebenen Teils klein ist. Die axiale Anziehungskraft, die eine aufgrund der Verschleißerscheinungen, die sie sowohl im Bereich des angetriebenen Teils als auch des Behälterbodens nach sich zieht, unerwünschte Kraft ist, ist folglich geringer bei gleichem Drehmoment. Demzufolge kann ein größeres Drehmoment auf den angetriebenen Teil übertragen werden, ohne den Verschleiß dessen, noch den Verschleiß des Bodens des Behälters zu erhöhen. Versuchsweise konnten die vorliegenden Erfinder beobachten, daß es unter gewissen Bedingungen möglich war, einen Drehmomentgewinn in der Größenordnung von 30 % zu erzielen.
Die Erhöhung des Drehmoments, welche die vorliegende Erfindung zuläßt, ermöglicht, eine höhere Rührleistung zu erzielen und beispielsweise die Fälle einer Verschmutzung des Bodens des Behälters und die eventuellen Viskositätsschwankungen der in diesem Behälter enthaltenen Flüssigkeiten zu meistern. Sie ermöglicht auch die Vergrößerung des Luftspaltes zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil, um beispielsweise die Verwendung von Behältern zu ermöglichen, die eine größere Dicke aufweisen.
Gemäß der Erfindung umfaßt der angetriebene Teil einen Dauermagneten, der vorzugsweise aus Neodym-Eisen-Bor oder Samarium-Kobalt gefertigt ist. Diese Materialien weisen im Gegensatz zu den Materialien, die üblicherweise in den älteren Rührvorrichtungen verwendet werden und die dazu neigen, sich ziemlich leicht zu entmagnetisieren ohne die Wirkung eines gegenwirkenden Magnetfeldes, was einen regelmäßigen Ersatz der Magneten erfordert und folglich die Wartungskosten dieser Vorrichtungen erhöht, eine sehr gute Entmagnetisierungsbeständigkeit auf.
Nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt der antreibende Teil wenigstens einen Dauermagneten, der wenigstens ein Paar Magnetpole aufweist, deren aktive Seiten im wesentlichen parallel zur Rotationsachse verlaufen. Die Magnetpole eines gegebenen Paares haben typischerweise unterschiedliche Polaritäten.
Vorteilhafterweise sind wenigstens die Pole des Dauermagneten des antreibenden Teils aus einem anisotropen Werkstoff hergestellt. Der Dauermagnet ist dann derart angeordnet, daß die Magnetisierungsrichtung des anisotropen Werkstoffs im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse des angetriebenen Teils ist. Der anisotrope Werkstoff umfaßt beispielsweise Strontiumferrit.
Die Magnetpole des Dauermagneten des antreibenden Teils sind eventuell durch einen mittleren Teil getrennt, der aus einem ferromagnetischen Werkstoff, beispielsweise Weicheisen, hergestellt ist. Dieser mittlere Teil ermöglicht, die magnetischen Streuverluste entlang einer Richtung parallel zur Rotationsachse zwischen den Polen des Dauermagneten zu vermeiden.
Das Steuermittel umfaßt ein Antriebsmittel, um den antreibenden Teil drehanzutreiben; das genannte Antriebsmittel umfaßt einen Motor und ein Übertragungsmittel, um den Motor an den antreibenden Teil zu koppeln.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der antreibende Teil wenigstens einen Elektromagneten, der wenigstens zwei Paare von Magnetpolen aufweist, deren aktive Seiten im wesentlichen parallel zur Rotationsachse verlaufen Das Steuermittel umfaßt dann ein Versorgungsmittel, um den wenigstens einen Elektromagneten mit Wechselstrom zu versorgen.
Der wenigstens eine Elektromagnet besteht typischerweise aus einer ganzen Zahl p, größer oder gleich zwei, von Elektromagneten, und das Versorgungsmittel versorgt die p Elektromagneten mit p-phasiertem Wechselstrom. Die p Elektromagneten sind über Kreuz angeordnet, wobei jeder Elektromagnet einen Schenkel des Kreuzes bildet.
Nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt der antreibende Teil wenigstens einen Dauermagneten, der wenigstens ein Paar Magnetpole aufweist, und ist der Abstand, welcher die Magnetpole eines bestimmten Paars trennt, im wesentlichen gleich der oder größer als die Abmessung des angetriebenen Teils entlang jeglicher Richtung senkrecht zur Rotationsachse. Unter „im wesentlichen gleich" wird ein Abstand verstanden, der gleich der, geringfügig größer oder geringfügig kleiner als die Abmessung des angetriebenen Teils entlang jedweder Richtung senkrecht zur Rotationsachse ist. Der Abstand, welcher die Magnetpole eines gegebenen Paares trennt, wird zwischen den Innenseiten gegenüber dem Poolpaar gemessen.
Die aktiven Seiten des wenigstens einen Paars Magnetpole sind im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse.
Der antreibende Teil wird über ein Antriebsmittel drehangetrieben, das von einem Motor und einem Übertragungsmittel, um den Motor mit dem antreibenden Teil zu koppeln, gebildet ist.
Nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der antreibende Teil wenigstens einen Elektromagneten, der wenigstens zwei Paare von Magnetpolen aufweist, und ist der Abstand, welcher die Magnetpole eines bestimmten Paars trennt, im wesentlichen gleich der oder größer als die Abmessung des angetriebenen Teils entlang jeglicher Richtung senkrecht zur Rotationsachse. Das Steuermittel umfaßt dann ein Versorgungsmittel, um den wenigstens einen Elektromagneten mit Wechselstrom zu versorgen. Der wenigstens eine Elektromagnet besteht beispielsweise aus einer ganzen Zahl p, größer oder gleich zwei, von Elektromagneten, und das Versorgungsmittel versorgt die p Elektromagneten mit p-phasiertem Wechselstrom. Der antreibende Teil umfaßt ein Joch, welches p Paare von Zähnen aufweist, die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse ausgerichtet sind, wobei jedes Zähnepaar Kerne bildet, um die Wicklungen eines Elektromagneten gewickelt sind. Das Joch ist aus konzentrischen Blechen mit allgemeiner zylindrischer Form ausgebildet, die radial geschichtet sind.
In den vorgenannten Ausführungsformen kann der angetriebene Teil in Form eines Stabes vorliegen, der wenigstens einen mittleren zylindrischen Teil aufweist. Des weiteren kann ein Magnetelement vorgesehen sein, das in der Lage ist, eine Asymmetrie in den Feldlinien zu erzeugen, derart, daß der angetriebene Teil ebenfalls durch Magnetkupplung um eine Längsachse dessen, die senkrecht zur Rotationsachse verläuft, drehangetrieben wird. Dieses Magnetelement kann auf dem angetriebenen oder dem antreibenden Teil, und genauer gesagt auf oder in der Nähe eines Magnetpols des antreibenden Teils oder des angetriebenen Teils angeordnet sein. Das Magnetelement ist ein Teil, das aus einem ferromagnetischen Werkstoff, wie Weicheisen, hergestellt ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt die Rührvorrichtung eine Begrenzungswand, die aus einem unmagnetischen Werkstoff hergestellt ist, um insbesondere den Behälter zu begrenzen und um den antreibenden Teil vor der Flüssigkeit, die im Behälter enthalten ist, zu schützen. Somit kann die Rührvorrichtung eingesetzt werden, um gefährliche Reagenzien, die beispielsweise Kernmaterialien enthalten, zu rühren.
Die Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung mehrerer Ausführungsformen, welche anhand der beiliegenden Zeichnungen erfolgt, hervorgehen; in diesen zeigen:
1A ein Schema einer ersten bekannten Vorrichtung mit Magnetkupplung zum Rühren von Flüssigkeit;
1B ein Schema einer zweiten bekannten Vorrichtung mit Magnetkupplung zum Rühren von Flüssigkeit;
2A ein Schema einer Anordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils, die in der in 1A gezeigten Vorrichtung eingesetzt wird;
2B ein Schema einer Anordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils, die in der in 1B gezeigten Vorrichtung eingesetzt wird;
2C eine schematische Draufsicht der Anordnung, welche in 2A dargestellt ist;
3A ein Schema, das eine Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und insbesondere eine Anordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils dieser Vorrichtung;
3B eine schematische Draufsicht der in 3A dargestellten Anordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils;
4A ein Schema, welches eine Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und insbesondere eine Anordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils dieser Vorrichtung;
4B eine schematische Draufsicht der in 4A dargestellten Anordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils;
5 ein Schema, das eine Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und insbesondere eine Anordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils dieser Vorrichtung zeigt;
6A ein Schema, das eine Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und insbesondere eine Anordnung des antreibenden und des angetriebenen Teils dieser Vorrichtung zeigt;
6B ein Schema, das einen Magnetkreis zeigt, der als antreibender Teil in der in 6A dargestellten Vorrichtung verwendet wird;
7A eine schematische Ansicht in der Perspektive eines antreibenden Dauermagneten, der in der in 3A dargestellten Vorrichtung verwendet wird;
7B eine schematische Ansicht in der Perspektive eins antreibenden Dauermagneten, der in der in 5 gezeigten Vorrichtung verwendet wird;
8A ein Schema, das einen angetriebenen Magneten zeigt, der in den Vorrichtungen verwendet werden kann, die in den 3A, 4A, 5, und 6A dargestellt sind;
8B eine Seitenansicht des in 8A dargestellten angetriebenen Magneten; und
9 ein Schema, das die Wirkung veranschaulicht, die an einem angetriebenen Magneten durch ein magnetisches Asymmetrieelement hervorgerufen wird, das in den in den 3A, 4A, 5 und 6A dargestellten Vorrichtungen enthalten ist.
Die 3A und 3B zeigen auf schematische Weise in einer Vorderansicht bzw. einer Draufsicht eine Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den 3A und 3B sind hauptsächlich der antreibende Teil, der angetriebene Teil und der Behälter dargestellt, welche mit 13, 14 bzw. 5₁ bezeichnet sind. Die erfindungsgemäße Rührvorrichtung umfaßt auch insbesondere Elemente vom Typ der Elemente 2, 3 und 6, die in 1A dargestellt sind und die in den 3A und 3B aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt wurden. Insbesondere wird der antreibende Teil 13, der unter dem Behälter 5₁ plaziert ist, auf dessen Boden der angetriebene Teil 14 angeordnet worden ist, über einen Motor um eine vertikale Symmetrieachse 8₁ drehangetrieben und treibt somit durch berührungslose magnetische Kopplung oder Kupplung den angetriebenen Teil 14 in Rotation um diese gleiche Achse an. Der Behälter 5₁ oder lediglich ein unterer Teil 50₁ dieses Behälters, der sich nahe dem antreibenden Teil 13 befindet, ist aus einem unmagnetischen Material gefertigt.
Der angetriebene Teil 14 ist ein Magnetstab, der einen Süd-Pol 140 und einen Nord-Pol 141, die beide beispielsweise kegelstumpfförmig sind, sowie einen mittleren zylinderförmigen Teil 142 aufweist. Der Magnetstab 14 ist beispielsweise aus Neodym-Eisen-Bor gefertigt.
Der antreibende Teil 13 umfaßt einen Dauermagneten, dessen aktive Seiten 130 und 131, d.h. die Seiten, durch die hindurch der wesentliche Teil des durch den Magneten erzeugten Magnetfeldes austritt, verlaufen parallel zur Rotationsachse 8₁ Dieser Dauermagnet ist von einem Nord-Polschuh 132 und von einem Süd-Polschuh 133, die durch einen Kern 134 aus ferromagnetischem Material, wie Weicheisen, voneinander getrennt sind, und von einem unmagnetischen Träger 135 gebildet, der die Elemente 132 bis 134 trägt. Die Längen des antreibenden Teils 13 und des angetriebenen Teils 14 sind vorzugsweise im wesentlichen gleich, damit der Nord-Polschuh 132 und der Süd-Polschuh 133 des antreibenden Teils 13 unterhalb des Süd-Pols 140 bzw. des Nord-Pols 141 des Magnetstabes 14 gelegen sind. Sobald der Magnetstab 14 auf dem Boden des Behälters abgelegt wird, positioniert er sich derart, daß seine vertikale Symmetrieachse 8₁ , und Rotationsachse, mit der vertikalen Symmetrieachse des antreibenden Teils 13 verschmilzt.
Gemäß der Erfindung sind die Polschuhe 132 und 133 des antreibenden Teils 13 aus einem anisotropen Material, beispielsweise Strontiumferrit gefertigt. Das anisotrope Material ist derart geschnitten, daß seine Magnetisierungsrichtung 136 und folglich sein remanentes Feld parallel zu dem Magnetstab 14, d.h. senkrecht zur Achse 8₁ ausgerichtet sind. In der Praxis verläuft die Achse 8₁ vertikal und die Magnetisierungsrichtung 136 horizontal.
Der Weicheisenkern 134 ermöglicht, zu vermeiden, daß ein Teil des Magnetfeldes zwischen den Polen 132 und 133 in Richtung auf den Stab 14 entlang der Achse 8₁ entweicht, wodurch die Axialkraft zwischen dem antreibenden Teil und dem angetriebenen Teil verstärkt werden würde. Das Magnetfeld innerhalb des Kerns 134 ist horizontal ausgerichtet.
Der antreibende Magnet 132–133–134 und der angetriebene Magnet 14 gemäß der Erfindung erzeugen ein Kopplungsmagnetfeld, dessen Feldlinien 15 im allgemeinen im wesentlichen horizontal von der aktiven Seitenfläche 130 des Nord-Polschuhs 132 ausgehen, um im wesentlichen horizontal auf den Süd-Pol 140 des angetriebenen Magnetstabes 14 zu treffen und gehen im wesentlichen horizontal von dem Nord-Pol 141 des angetriebenen Stabes 14 aus, um im wesentlichen horizontal auf die aktive Seitenfläche 131 des Süd-Polschuhs 133 zu treffen, so daß eine Schleife gebildet wird, wie dies in 3A schematisch dargestellt ist. Insbesondere sind die Feldlinien 15 in der Nähe der Pole des angetriebenen Magneten 14 im wesentlichen parallel zu der mit 143 bezeichneten Längsachse des angetriebenen Magneten ausgerichtet. Da die Anzahl der Feldlinien, die entlang einer Richtung ausgerichtet sind, deren axiale Komponente in der Nähe des Magnetstabes 14 signifikant ist, gegenüber der in Figur 2A gezeigten Anordnung deutlich reduziert ist, ist die Axialkraft zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil minimiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zwischen dem antreibenden Teil 13 und dem Behälter 5₁ eine dichte Schutzwand 145 vorgesehen. Die Schutzwand 145, die aus einem unmagnetischen Material ausgebildet ist, ermöglicht, den antreibenden Teil 13 und die zugeordneten Elemente (Motor, Übertragungsmittel) vor den chemischen Reagenzien, die in dem Behälter 5₁ enthalten sind, zu schützen. Dieses Merkmal der vorliegenden Erfindung findet eine besonders interessante Anwendung auf dem nuklearen Gebiet. Denn wenn die in dem Behälter enthaltenen Reagenzien Kernmaterialien sind, kann die Schutzwand 145 eingesetzt werden, um den gefährlichen Teil der Vorrichtung, der vor allem den angetriebenen Teil und den Behälter umfaßt, eingeschlossen oder begrenzt werden.
Die 4A und 4B zeigen auf schematische Weise in einer vereinfachten Vorderansicht bzw. in einer Draufsicht eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit. Nach dieser zweiten Ausführungsform umfaßt die Rührvorrichtung vor allem einen angetriebenen Teil 16, der mit dem in den 3A und 3B dargestellten angetriebenen Teil 14 identisch und in einem Behälter 5₂ angeordnet ist, eine Schutzwand 160 sowie einen antreibenden Teil mit statischer Motorisierung 17, der unter dem Behälter 5₂ und der Schutzwand 160 angeordnet ist. Die Länge des antreibenden Teils 17 ist vorzugsweise im wesentlichen gleich der Länge des angetriebenen Teils 16. Der antreibende Teil 17 umfaßt drei feste Elektromagneten 170, 171 und 172, die horizontal angeordnet sind und über eine (nicht dargestellte) Quelle zur Versorgung mit sinusförmigem Mehrphasenwechselstrom gespeist werden. Die aktiven Seiten 170a–170b, 171a–171b und 172a–172b der jeweiligen Elektromagneten 170, 171 und 172 verlaufen parallel zur Rotationsachse 8₂ des angetriebenen Teils.
Die Elektromagneten sind in Form eines Kreuzes mit drei Schenkeln angeordnet, wobei jeder Elektromagnet einen Schenkel des Kreuzes bildet. Jeder Elektromagnet 170, 171 und 172 ist von einem horizontalen Kern gebildet, um dessen Enden herum ein Paar von Wicklungen 170c–170d, 171c–171d bzw. 172c–172d gewickelt ist. Die Wicklungen eines jeden Elektromagneten sind untereinander verbunden, wie dies der Draht 17' in 4A für den Elektromagneten 170 zeigt.
Die Wicklungen der Elektromagneten 170, 171 und 172 werden mit einem Dreiphasenstrom gespeist. Genauer gesagt werden das Wicklungspaar 170c–170d, das Wicklungspaar 171c–171d und das Wicklungspaar 172c–172d jeweils mit Wechselströmen gespeist, die um 120° zueinander phasenverschoben sind. Jede aktive Seite eines Elektromagneten bildet einen Magnetpol, dessen Polarität in Abhängigkeit von der Phase des an die entsprechenden Wicklungen angelegten Wechselstroms variiert. Somit wird ein elektromagnetisches Drehfeld in äquivalenter Weise zu dem durch den drehbaren Magneten 13 der 3A und 3B erzeugten Feld erzeugt. Dank der horizontalen Anordnung der Elektromagneten, sind die Feldlinien 18 zwischen den aktiven Seiten 170a, 170b, 171a, 171b, 172a und 172b und den Magnetpolen des angetriebenen Magneten 16 mit den Feldlinien 15 der 3A und 3B vergleichbar. Insbesondere sind die Feldlinien 18 im allgemeinen im wesentlichen parallel zur Längsachse des angetriebenen Magneten 16 in dessen Nähe ausgerichtet.
Die Ausführungsform, welche in den 4A und 4B dargestellt ist, verwendet drei Elektromagneten. Jedoch kann eine andere Anzahl, größer oder gleich zwei, von Elektromagneten verwendet werden. Im allgemeinen sind die Elektromagneten bei einer Ganzzahl p von größer oder gleich zwei Elektromagneten entsprechend einem Kreuz mit p Schenkeln angeordnet, und ein p-phasierter Strom speist die Elektromagneten. Jeder Elektromagnet wird nun mit einem Wechselstrom gespeist, dessen Phase um +(360°/p) bzw. um –(360°/p) gegenüber den beiden am nächsten gelegenen Elektromagneten versetzt ist.
5 zeigt eine Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Rührvorrichtung nach dieser dritten Ausführungsform umfaßt vor allem einen angetriebenen Magneten 19, der mit den Magneten 14 und 16 identisch und in einem Behälter 5₃ angeordnet ist, einen Uförmigen antreibenden Magneten 20, einen Behälter 5₃ , (nicht dargestellte) Elemente, die mit den Elementen 2 und 3 der 1A identisch sind, um den antreibenden Magneten 20 um eine vertikale Symmetrieachse 8₃ des antreibenden und des angetriebenen Magneten drehanzutreiben, sowie eine Schutzwand 190. Der antreibende Magnet 20 weist einen Nord-Magnetpol 200 und einen Süd-Magnetpol 201 auf, die in Bezug auf die Achse 8₃ symmetrisch sind und deren aktiven Seiten 202 und 203 senkrecht zur Achse 8₃ , d.h. parallel zu dem angetriebenen Magneten 19 verlaufen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Abstand D zwischen den Polen 200 und 201 des antreibenden Magneten 20 wenigstens im wesentlichen gleich, d.h. im wesentlichen gleich der oder größer als die Länge L des angetriebenen Magneten 19. Auf diese Weise sind die Feldlinien 21 in der Nähe des angetriebenen Magneten 19 im allgemeinen im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse 8₃ des angetriebenen Magneten und genauer gesagt im wesentlichen parallel zur Längsachse des angetriebenen Magneten ausgerichtet.
6A zeigt in einer vereinfachten Vorderansicht eine Vorrichtung zum Rühren von Flüssigkeit nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Rührvorrichtung entsprechend dieser vierten Ausführungsform umfaßt insbesondere einen angetriebenen Magneten 22, der mit den Magneten 14, 16 und 19 identisch und in einem Behälter 5₄ angeordnet ist, einen antreibenden Teil mit statischer Motorisierung 23 sowie eine Schutzwand 220.
Der antreibende Teil 23 umfaßt mehrere vertikal angeordnete Elektromagneten (in 6A ist ein einziger Elektromagnet dargestellt). Jeder Elektromagnet umfaßt ein Paar von Wicklungen 23a–23b, die um zwei vertikale Kerne gewickelt sind, welche zu einer vertikalen Symmetrieachse 8₄ des angetriebenen Magneten 22 und des antreibenden Teils 23 symmetrisch sind. Die Wicklungen eines jeden Elektromagneten sind untereinander verbunden, wie dies schematisch anhand des Drahtes 23' dargestellt ist.
Jeder Elektromagnet wird mittels einer (nicht dargestellten) Versorgungsquelle mit Wechselstrom gespeist und weist zwei Magnetpole mit variabler Polarität auf, deren aktive Seiten 23c, 23d senkrecht zur Achse 8₄ verlaufen. Die Polarität der Magnetpole ändert sich periodisch in Abhängigkeit von der Phase des den Elektromagneten speisenden Stroms, so daß ein elektromagnetisches Drehfeld in dem Luftspalt zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil erzeugt wird.
6B zeigt ein Beispiel eines als statische Motorisierung 23 verwendeten Magnetkreises in der Perspektive. In 6b wurden die Wicklungen aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt. Der Magnetkreis umfaßt ein Joch, das von drei Paaren vertikaler Zähne 230–231, 232–233 und 234–235 gebildet ist, die kreisförmig auf einem zylinderförmigen Sockel 236 angeordnet sind. Jeder Zahn 230 bis 235 bildet einen Kern, um den herum eine Wicklung gewickelt ist. So ist jedes Zähnepaar 230-231, 232–233 und 234–235 dazu bestimmt, ein Paar von zu der Achse 8₄ symmetrischen Wicklungen aufzunehmen, um einen Elektromagneten zu bilden. Das Joch ist von Blechen in Form von konzentrischen Zylindern 237 gebildet, die radial aufgeschichtet sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Innendurchmesser D1 des Jochs im wesentlichen gleich der Länge LO des angetriebenen Magneten 22 oder ist größer als diese, damit die Feldlinien 22' im Bereich der Pole des angetriebenen Magneten 22 im wesentlichen senkrecht zur Achse 84 ausgerichtet sind.
In dem in 6B dargestellten Beispiel werden drei Paare von Wicklungen verwendet. Diese drei Paare von Wicklungen werden mit einem Dreiphasenstrom gespeist, d.h. jedes Paar von Wicklungen empfängt einen Wechselstrom, der gegenüber den beiden anderen Paaren von Wicklungen um 120° bzw. um –120° phasenverschoben ist. Wie zuvor unter Bezugnahme auf die 4A und 4B beschrieben, kann der den antreibenden Tei 23 bildende Magnetkreis im allgemeinen eine Ganzzahl p, größer oder gleich zwei, von Wicklungspaaren (d.h. eine Ganzzahl p größer oder gleich zwei Elektromagneten) umfassen, die mit einem p-phasierten Strom gespeist werden.
Die Beschreibung der vier obigen Ausführungsformen erfolgte für einen angetriebenen Magneten mit einer allgemein zylindrischen Form. Es wird für den Fachmann klar hervorgehen, daß weitere Formen für den angetriebenen Magneten vorgesehen werden können. Beispielsweise kann letzterer in Form eines horizontalen Kreuzes mit zwei Paaren von Magnetpolen ausgebildet sein. Bei der dritten und vierten Ausführungsform, die in den 5 und 6A, 6B dargestellt sind, sind der Abstand D zwischen den Magnetpolen des antreibenden Magneten 20 (5) und der Durchmesser D1 des Jochs des Magnetkreises 23 (6B) im allgemeinen so gewählt, daß sie im wesentlichen gleich der oder größer als die Abmessung des angetriebenen Magneten entlang jeglicher zur Rotationsachse senkrechter Richtung sind.
In allen Ausführungen der vorliegenden Erfindung, wie sie oben in bezug auf die 3 bis 6 beschrieben worden sind, wird der angetriebene Magnet 14, 16, 19 und 22 dann, wenn er in Form eines im wesentlichen zylinderförmigen Stabes vorliegt, um eine Symmetrieachse 8₁ bis 8₄ , die zu seiner Längsachse orthogonal verläuft, drehangetrieben. Der Teil des angetriebenen Magneten, der zu einem gegebenen Zeitpunkt mit dem Boden des Behälters 5₁ bis 5₄ in Kontakt ist, ist eine Mantellinie, die in 3A mit dem Bezugszeichen 144 bezeichnet und parallel zur Längsachse des angetriebenen Magneten verläuft.
Um zu vermeiden, daß die mit dem Boden des Behälters in Kontakt befindliche Mantellinie während der Rotation des angetriebenen Magneten unverändert bleibt, d.h. daß sich der angetriebene Magnet durch Reibung mit dem Boden des Behälters im wesentlichen entlang einer einzigen Mantellinie und in deren Nähe abnutzt, ist nach einer Variante der Erfindung vorgesehen, ein magnetisches Asymmetrie- oder Ungleichgewichtselement an dem angetriebenen Magneten oder dem antreibenden Teil anzuordnen. Dieses magnetische Element ist vorzugsweise ein aus einem ferromagnetischen Material, wie Weicheisen gefertigtes Teil und hat zum Ziel, in den Feldlinien zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil eine Asymmetrie zu erzeugen, um den angetriebenen Magneten um seine Längsachse zu drehen. Bei der ersten und der dritten Ausführungsform der Erfindung, die einen drehbaren Permanentmagneten als antreibenden Teil verwenden (3 und 5), befindet sich das Asymmetrieelement vorzugsweise an einem der Magnetpole des antreibenden Magneten, einem Teil, das keinem Verschleiß ausgesetzt ist, es kann aber auch an einem der Magnetpole des angetriebenen Magneten plaziert sein. Bei der zweiten und der vierten Ausführungsform, die eine statische Motorisierung als antreibenden Teil verwenden (4 und 6), befindet sich das Asymmetrieelement an einem der Magnetpole des angetriebenen Magneten.
Bezugnehmend auf 7A, die den antreibenden Magneten 13 der 3A und 3B in der Perspektive darstellt, kann das mit 137 bezeichnete Asymmetrieelement in einer geeigneten, an dem Polschuh 133 ausgebildeten Einkerbung angeordnet sein. In vergleichbarer Weise kann das Asymmetrieelement bei der dritten Ausführungsform der Erfindung (5) in einer geeigneten, in dem Polschuh 201 des antreibenden Magneten 20 ausgebildeten Einkerbung angeordnet sein, wie dies durch das Bezugszeichen 202 in 7B gezeigt ist.
Die 8A und 8B zeigen einen Magnetstab 24 von der Art der Magneten 14, 16, 19 und 22, an dem ein magnetisches Asymmetrieelement 240 angeordnet ist. Das Element 240 ist insbesondere an der Fläche eines Pols 241 des Stabes 24 in einer geeigneten Einkerbung angeordnet und weist eine an die Form des Pols 241 angepaßte Form auf. Wie zuvor angegeben, wird der das Asymmetrieelement 240 tragende Magnetstab 24 insbesondere als angetriebener Magnet 16 oder 22 verwendet, wenn gewünscht ist, letzteren in den Ausführungsformen mit statischer Motorisierung um seine Längsachse zu drehen.
9 zeigt in einer Draufsicht die durch das magnetische Asymmetrieelement an dem mit 25 bezeichneten angetriebenen Magneten erzeugte Wirkung.
Das Asymmetrieelement verändert die Feldlinien zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil deutlich, so daß der „magnetische Schwerpunkt" 250 des angetriebenen Magneten von dem Symmetriemittelpunkt 251 abweicht. Der angetriebene Magnet dreht sich nun um eine vertikale Achse, die durch den Punkt 250 verläuft und nicht mehr um eine vertikale Achse, die durch den Punkt 251 verläuft. Die Reibungskräfte F_A, und F_B, die auf beiden Seiten des Punktes 250 über den Boden des Behälters auf den Magneten ausgeübt werden, haben jeweilige unterschiedliche resultierende Intensitäten. Durch das Ungleichgewicht zwischen diesen Reibungskräften wird der Magnetstab 25 um seine Längsachse 252 drehangetrieben, wie dies anhand des Pfeils 253 dargestellt ist, während der Magnetstab 25 um die durch den magnetischen Mittelpunkt 250 verlaufende vertikale Achse schwenkt, wie dies durch den Pfeil 254 gezeigt ist.
Dank der Rotationsbewegung des angetriebenen Magneten um sich selbst um seine Längsachse, werden die durch den Boden des Behälters auf den Magneten ausgeübten Reibungskräfte während der Rotation des Magneten um seine vertikale Symmetrieachse über die gesamte zylindrische Fläche des Magneten verteilt. Infolgedessen konzentriert sich der Verschleiß des Magneten nicht auf einen einzelnen Bereich, sondern wird homogen über die Oberfläche verteilt.

Claims

Vorrichtung mit Magnetkupplung zum Rühren von Flüssigkeit, umfassend: – einen antreibenden Teil (13; 17; 20; 23), – einen angetriebenen Teil (14; 16; 19; 22), der in der Form eines im wesentlichen zylinderförmigen Stabs vorliegt und dazu bestimmt ist, auf dem Boden eines Behälters (5, bis 5₄ ) angeordnet zu werden, welcher eine zu rührende Flüssigkeit enthält, und – ein Steuermittel (2, 3; 10), um den antreibenden Teil derart zu steuern, daß der angetriebene Teil durch Magnetkupplung mit dem antreibenden Teil in Rotation um eine vorbestimmte Rotationsachse (8, bis 8₄ ) herum angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, – daß die Vorrichtung ferner ein magnetisches Element (137, 202; 240) umfaßt, das auf dem angetriebenen Teil oder auf einem beweglichen Abschnitt des antreibenden Teils angeordnet ist, um eine Asymmetrie in den Feldlinien zu erzeugen, die aus der Magnetkupplung resultiert, so daß der angetriebene Teil auch in Rotation um eine zur Rotationsachse (8, bis 8₄ ) senkrechte Längsachse (252) von diesem angetrieben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der angetriebene Teil (14; 16; 19; 22) einen Dauermagneten umfaßt, der vorzugsweise aus Neodym-Eisen-Bor oder Samariumkobalt hergestellt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende und der angetriebene Teil derart ausgelegt sind, daß sie die Ausrichtung der Feldlinien (15; 18; 21; 22') im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse in der Nähe des angetriebenen Teils begünstigen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende Teil (13) wenigstens einen Dauermagneten (13) umfaßt, der wenigstens ein Paar Magnetpole (132, 133) aufweist, deren aktive Seiten (130, 131) im wesentlichen parallel zur Rotationsachse sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Pole (132, 133) des Dauermagneten (13) des antreibenden Teils aus einem anisotropen Werkstoff hergestellt sind, und dadurch, daß der Dauermagnet des antreibenden Teils derart angeordnet ist, daß die Magnetisierungsrichtung (136) des anisotropen Werkstoffs im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (8₁ ) des angetriebenen Teils ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der anisotrope Werkstoff Strontiumferrit umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole des Dauermagneten (13) des antreibenden Teils durch ein zentrales Teil (134) getrennt sind, das aus einem ferromagnetischen Werkstoff, beispielsweise Weicheisen, hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel ein Antriebsmittel (2; 3) umfaßt, um den antreibenden Teil (13) in Rotation anzutreiben.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel einen Motor (2) und ein Übertragungsmittel (3) umfaßt, um den Motor an den antreibenden Teil (13) zu koppeln.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende Teil wenigstens einen Elektromagneten (17) umfaßt, der wenigstens zwei Paar Magnetpole aufweist, deren aktive Seiten (172a, 173a, 172b, 173b, 172c, 173c) im wesentlichen parallel zur Rotationsachse sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel ein Versorgungsmittel (10) umfaßt, um den wenigstens einen Elektromagneten mit Wechselstrom zu versorgen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Elektromagnet aus einer ganzen Zahl p, größer oder gleich zwei, von Elektromagneten (170, 171, 172) besteht und das Versorgungsmittel die p Elektromagnete mit p-phasiertem Wechselstrom versorgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende Teil wenigstens einen Dauermagneten (20) umfaßt, der wenigstens ein Paar Magnetpole (200, 201) aufweist, und dadurch, daß die Entfernung (D), welche die Magnetpole eines bestimmten Paars trennt, im wesentlichen gleich oder größer als die Abmessung (L) des angetriebenen Teils entlang jeglicher Richtung senkrecht zur Rotationsachse (8₃ ) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Seiten (202, 203) des wenigstens einen Paars Magnetpole im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (8₃ ) sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel ein Antriebsmittel (2, 3) umfaßt, um den antreibenden Teil (20) in Rotation anzutreiben.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel einen Motor (2) und ein Übertragungsmittel (3) umfaßt, um den Motor an den antreibenden Teil zu koppeln.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende Teil wenigstens einen Elektromagneten (23) umfaßt, der wenigstens zwei Paar Magnetpole aufweist, und dadurch, daß die Entfernung (D), welche die Magnetpole eines bestimmten Paars trennt, im wesentlichen gleich oder größer als die Abmessung (LO) des angetriebenen Teils (22) entlang jeglicher Richtung senkrecht zur Rotationsachse (8₄ ) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die aktiven Seiten (23c, 23d) der wenigstens zwei Paare Magnetpole im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (8₄ ) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel ein Versorgungsmittel (10) umfaßt, um den wenigstens einen Elektromagneten (23) mit Wechselstrom zu versorgen.
Versorgung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Elektromagnet aus einer ganzen Zahl p, größer oder gleich zwei, von Elektromagneten (23a, 23b) besteht, und dadurch, daß das Versorgungsmittel die p Elektromagnete mit p-phasiertem Wechselstrom versorgt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende Teil ein Joch umfaßt, welches p Paare von Zähnen (230–235) aufweist, die im wesentlichen parallel zur Rotationsachse (8₄ ) ausgerichtet sind, wobei jedes Paar Zähne einen Kern eines Elektromagneten bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch aus konzentrischen Blechen (237) mit allgemeiner zylindrischer Form ausgebildet ist, die radial geschichtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der angetriebene Teil (14; 16; 19; 22) in Form eines Stabs vorliegt, der wenigstens einen zentralen zylindrischen Abschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Magnetelement (137, 202; 240) umfaßt, das in der Lage ist, eine Asymmetrie in den Feldlinien derart zu erzeugen, daß der angetriebene Teil ebenfalls in Rotation um eine Längsachse (252) des Abschnitts, die senkrecht zur Rotationsachse (8₁ bis 8₄ ) ist, durch Magnetkupplung angetrieben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wenn dieser wenigstens von Anspruch 4 oder 13 abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetelement auf dem angetriebenen oder dem antreibenden Teil angeordnet ist, vorzugsweise auf dem antreibenden Teil.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetelement auf oder in der Nähe eines Magnetpols des antreibenden Teils oder des angetriebenen Teils angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, wenn dieser wenigstens von Anspruch 10 oder 17 abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetelement (240) auf dem angetriebenen Teil angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetelement (240) auf oder in der Nähe eines Magnetpols des angetriebenen Teils angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetelement ein Teil ist, das aus einem ferromagnetischen Werkstoff, beispielsweise Weicheisen, hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Begrenzungswand (145; 160; 190; 220) umfaßt, die aus einem unmagnetischen Werkstoff hergestellt ist, um insbesondere den Behälter zu begrenzen und den antreibenden Teil vor der Flüssigkeit, die im Behälter enthalten ist, zu schützen.