DE19522747C2 - Stirrer guide for laboratory stirrers - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der chemischen Apparatetechnik und betrifft eine Rührerführung für Laborrührer, wie sie z. B. zum Mischen von Medien sowie bei stoffumwandelnden Reaktionen verwendet werden.The invention relates to the field of chemical apparatus engineering and relates to a stirrer guide for laboratory stirrers, as z. B. for mixing media as well as in substance-converting reactions.
In chemisch präparativen Laboratorien werden Kapillar-Präzision-Rührer (im weiteren KPG-Rührer genannt) als vollkommenster und einfachster Rührverschluß eingesetzt (Organikum, Kap. 15.2, Dt. Verl. D. Wiss., Berlin 1976). Andere Rührerarten mit der Abdichtung durch einen Flüssigkeitsverschluß sind bei anspruchsvollen Reaktionen nur bedingt geeignet, da eine Vakuumdichtheit nicht erreicht wird. Während sich die Rührertypen im Aufbau der direkten Mischeinrichtung, wie Rührerflügel, Schneckenwendel usw. stark unterscheiden und dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt sind, ist die Rührerführung für die meisten Rührertypen gleich. Der KPG-Rührer ist universell anwendbar und dichtet das Rührgefäß gegen seine Umgebung sehr gut ab (Prospekt des VEB Jenaer Glaswerke, Präzisionsglas-Rührwerke, 1982).In chemical preparative laboratories, capillary precision stirrers (in called another KPG stirrer) as the most perfect and simple stirrer closure used (Organikum, chap. 15.2, German publ. D. Wiss., Berlin 1976). Other Mixer types with the sealing by a liquid seal are included demanding reactions are only suitable to a limited extent, since vacuum tightness is not is achieved. While the stirrer types are building up the direct Differentiate mixing device such as stirrer blades, screw spiral etc. and are adapted to the respective application, the stirrer guide for most Mixer types the same. The KPG stirrer is universally applicable and seals it Mixing vessel very well against its surroundings (brochure from VEB Jenaer Glassworks, precision glass agitators, 1982).
Beim KPG-Rührer sind Welle und Rührerhülse aus der gleichen Glassorte und besitzen demzufolge den selben Wärmeausdehnungskoeffizienten. Spannungen, die zum Bruch führen, treten im Allgemeinen nicht auf. Probleme treten bei hohen Drehzahlen hinsichtlich der Schmierung auf. Kann keine ausreichend gute Schmierung über das Welle/Rührerhülse-Gleitsystem realisiert werden, kommt es zum Festgehen, zu sogenannten "Fressern". Dies kann teilweise zum Bruch führen. Insgesamt schränkt dies die Arbeitssicherheit im gerührten System ein. With the KPG stirrer, the shaft and stirrer sleeve are made of the same type of glass and consequently have the same coefficient of thermal expansion. Tensions, that lead to breakage generally do not occur. Problems occur at high Speeds with regard to lubrication. Can't be a good enough one Lubrication can be realized via the shaft / agitator sleeve sliding system to get stuck, to so-called "eaters". This can sometimes lead to breakage. Overall, this limits occupational safety in the stirred system.
Der KPG-Rührer besitzt keine austauschbaren Verschleißteile. Eine gute Schmierung an den entsprechenden Verschleißteilen verlängert die Lebensdauer. Ein verschlissener KPG-Rührer ist nicht regenerierbar. Der gesamte Rührer muß dann ausgetauscht werden.The KPG stirrer has no replaceable wear parts. A good Lubrication on the corresponding wear parts extends the service life. A worn KPG stirrer cannot be regenerated. The entire stirrer must then be exchanged.
Infolge des kurzen, präzise eingeschliffenen Wellenstückes ist die Rührerwelle nicht beliebig verschiebbar und damit ist ein Rührer nicht für mehrere Anwendungsfälle geeignet, d. h. ein derartiger Rührer muß dem jeweiligen System angepaßt sein.Due to the short, precisely ground shaft section, the stirrer shaft is not can be moved as required and therefore a stirrer is not suitable for several applications suitable, d. H. such a stirrer must be adapted to the respective system.
Infolge der Schmierung der Rührer besteht die Gefahr, daß Schmiermittel als Verunreinigung in das Reaktionssystem gelangen kann, was nur durch aufwendige Ölfangglocken vermieden werden kann.As a result of the lubrication of the stirrer, there is a risk that lubricants as Contamination can get into the reaction system, which is only due to complex Oil bells can be avoided.
In der DD 2 03 469 ist ein Rührer für einen Laboreinsatz beschrieben, der in seiner Fertigung kompliziert und nur bei Reaktionen einsetzbar ist, die unter Ausschluß der Atmosphäre durchgeführt werden sollen. Bei diesem Rührer wird der unterschiedliche Spannungs- und Ausdehnungskoeffizient der verschiedenen verwendeten Materialien durch einen Planschliffverschluß ausgeglichen.DD 2 03 469 describes a stirrer for laboratory use, which in its Manufacturing is complicated and can only be used in reactions that exclude the Atmosphere to be performed. With this stirrer different stress and expansion coefficient of the different used materials compensated by a flat ground lock.
Nach der DD 2 79 143 ist eine Rührerführung für einen vakuum- und überdruckdichten Laborrührer bekannt. Bei dieser Rührerführung ist am vom Normalschliff entgegengesetzten Ende eines Glasrohres mit Normalschliff eine obere Gleitlagerbuchse mit von außen zugänglicher Aussparung für einen Wellendichtring und einer glasrohrseitigen Aussparung für eine Fixier- und Dichtungsmasse und oberhalb des Normalschliffes eine weitere untere Gleitlagerbuchse mit einer glasrohrseitigen Aussparung für eine Fixier- und Dichtungsmasse angeordnet.According to DD 2 79 143 is a stirrer guide for a vacuum and overpressure-tight laboratory stirrer known. This stirrer guide is from Normal ground opposite end of a glass tube with normal ground one Upper plain bearing bush with a recess for one that is accessible from the outside Shaft sealing ring and a recess on the glass tube side for a fixing and Sealing compound and another lower one above normal grinding Plain bearing bush with a recess on the glass tube side for a fixing and Sealant arranged.
Der Nachteil dieser Rührerführung besteht darin, daß Fixier- und Dichtungsmasse verwendet werden muß zur Fixierung der Gleitlagerbuchsen und zur Abdichtung der Rührerführung.The disadvantage of this stirrer guide is that fixing and sealing compound must be used to fix the plain bearing bushes and to seal the Stirrer guide.
Weiterhin ist ein Rührverschluß mit elastischen PTFE-Lagern bekannt (Prospekt Firma NORMAG, Hofheim am Taunus, 1966). Furthermore, a stir lock with elastic PTFE bearings is known (brochure Company NORMAG, Hofheim am Taunus, 1966).
Bei diesem Rührverschluß ist im vom Normalschliff entgegengesetzten Ende eines Glasrohres ein PTFE-Lager eingepreßt. Das zweite PTFE-Lager ist am anderen Ende des Glasrohres unterhalb des Normalschliffes zum Reaktionsgefäß hin eingepreßt.This stirrer cap is of normal grinding a PTFE bearing pressed into the opposite end of a glass tube. The second PTFE bearing is at the other end of the glass tube below the normal grinding pressed into the reaction vessel.
Der Nachteil dieses Rührverschlusses besteht darin, daß er nicht für Arbeiten unter Vakuum oder Überdruck eingesetzt werden kann, daß die Lager nur schwer oder nicht auswechselbar sind und das untere Lager relativ leicht mit dem Reaktionsmedium in Berührung kommen kann.The disadvantage of this stir seal is that it is not suitable for work under Vacuum or overpressure can be used that the bearings are difficult or are not interchangeable and the lower bearing is relatively easy with the Reaction medium can come into contact.
Es ist ebenfalls ein Aufsatz für einen Reaktionskolben bekannt (DE-AS 23 04 768). Dieser Aufsatz kann vorteilhafterweise für die Aufnahme von Kunststoff-Füh rungsbuchsen für eine Rührerwelle ausgebildet sein. Ein derartiger Aufsatz mit einem Rührer kann nicht unter Vakuum arbeiten, da dieser Aufbau keine Dichtheit ermöglicht. Auch liegt bei diesem Aufbau die untere Rührerführung unterhalb des Normalschliffes zum Reaktionsgefäß hin und kann damit ebenfalls leicht mit dem Reaktionsmedium in Berührung kommen.An attachment for a reaction flask is also known (DE-AS 23 04 768). This attachment can advantageously be used to hold plastic feet be designed for a stirrer shaft. Such an essay with a stirrer can not work under vacuum, since this structure does not leak enables. With this construction, the lower stirrer guide is below the Normal grinding towards the reaction vessel and can therefore also easily with the Contact the reaction medium.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und vielseitig einsetzbare Rührerführung für Laborrührer anzugeben, deren Verschleißteile leicht auswechselbar sind und die die Abdichtung des Rührers auf einfache Weise realisiert.The invention has for its object a simple and versatile Specify the stirrer guide for laboratory stirrers, their wear parts easily are interchangeable and the sealing of the stirrer in a simple manner realized.
Die Aufgabe wird durch eine Rührerführung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a stirrer guide with the features of claim 1 solved. Further training is the subject of the subclaims.
Bei der erfindungsgemäßen Rührerführung sind die Gleitlagerbuchsen durch ihre Anpassung an die Kontur des Glasrohrabschnittes, in dem sie sich befinden, gegen Verschieben gesichert und man kann auf die Verwendung einer Fixier- und Dichtungsmasse verzichten.In the stirrer guide according to the invention, the plain bearing bushes are through their Adaptation to the contour of the glass tube section in which they are located against Moving backed up and you can click on the use of a fixing and Do not use sealant.
Überraschenderweise ist diese Anordnung auch dicht, da der Wellendichtring über Klemmen eine ausreichende Dichtung und mechanische Fixierung bewirkt.Surprisingly, this arrangement is also tight, because the shaft seal is over Clamping causes an adequate seal and mechanical fixation.
Bei der erfindungsgemäßen Rührerführung kann nahezu ohne Schmiermittel gearbeitet werden, da lediglich die Wellendichtringlippe je nach verwendetem Material gelegentlich für einen leichten Lauf und zur Verringerung des Verschleißes geschmiert werden muß. Ansonsten besitzen die Gleitlagerbuchsen aus Teflon eine hinreichend gute Gleitwirkung auch ohne Schmiermittel, was vor allem bei hohen Drehzahlen und langen Laufzeiten von besonderem Vorteil ist.The stirrer guide according to the invention can be used almost without lubricant be worked, since only the lip seal lip depending on the used Material occasionally for easy running and to reduce wear must be lubricated. Otherwise, the plain bearing bushes made of Teflon have one Sufficiently good sliding action even without lubricants, which is especially the case with high Speeds and long running times is of particular advantage.
Weiterhin ist die Rührerwelle über die gesamte Länge ohne entsprechende Anpassungen verschiebbar und kann aus den verschiedensten Materialien, die über eine glatte Oberfläche verfügen, bestehen.Furthermore, the stirrer shaft has no corresponding over the entire length Adjustments are slidable and can be made from a variety of materials have a smooth surface.
Die Verschleißteile können leicht ausgetauscht werden und bei Bruch des Glaskörpers sind alle anderen Teile einschließlich der Rührerwelle wieder einsetzbar.The wearing parts can be easily replaced and if the Vitreous are all other parts including the stirrer shaft again applicable.
Die Fertigung der erfindungsgemäßen Rührerführung ist werkstattmäßig einfach.The manufacture of the stirrer guide according to the invention is simple in the workshop.
Insgesamt ist die Rührerführung leicht demontierbar und somit gut zu reinigen. Weiterhin besteht die Rührerführung aus Materialien, die weder durch Aufnahme von Chemikalien/Lösungsmitteln verunreinigt noch beschädigt werden.Overall, the stirrer guide is easy to disassemble and therefore easy to clean. Furthermore, the stirrer guide consists of materials that can neither be absorbed contaminated by chemicals / solvents or damaged.
Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe von Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is explained below with the aid of exemplary embodiments.
Dabei zeigtIt shows
Fig. 1 eine Rührerführung mit Rührerwelle und Rührer Fig. 1 is a stirrer guide with stirrer shaft and stirrer
Fig. 2 verschiedene Ausführungsformen des oberen und mittleren Glasrohrabschnittes. Fig. 2 different embodiments of the upper and middle glass tube section.
Die Rührerführung für Laborrührer hat den in Fig. 1 gezeigten Aufbau mit folgenden
Maßen:
Die Gesamtlänge der Rührerführung beträgt 150 mm, gemessen von der Unterkante
des Verbindungselementes 4 zum Reaktionsgefäß in Form eines Normalschliffes,
NS 29 bis zur Oberkante des oberen Glasrohrabschnittes 2. Dieser obere
Glasrohrabschnitt 2 ist durchgehend konisch mit einem Öffnungswinkel eines
Normalschliffes von 2° 51′45′′ (NS 19).
The stirrer guide for laboratory stirrers has the structure shown in FIG. 1 with the following dimensions:
The total length of the stirrer guide is 150 mm, measured from the lower edge of the connecting element 4 to the reaction vessel in the form of a normal ground joint, NS 29 up to the upper edge of the upper glass tube section 2 . This upper glass tube section 2 is continuously conical with an opening angle of 2 ° 51'45 '' (NS 19).
Die Länge von 150 mm hat sich für den Laboreinsatz/Laborgebrauch für präparative Arbeiten als sinnvoll erwiesen. Die Länge der Rührerführung kann für verschiedene Problemstellungen beliebig modifiziert werden. Für den Grundkörper der Rührerführung werden kommerzielle Glasrohre mit einem Durchmesser von 22 mm in den gegebenen Toleranzbereichen verwendet.The length of 150 mm has been for laboratory use / laboratory use for preparative Works proven sensible. The length of the stirrer guide can vary Problems can be modified as desired. For the basic body of the The stirrer guide will be commercial glass tubes with a diameter of 22 mm used in the given tolerance ranges.
Der obere Glasrohrabschnitt 2 dient zur Aufnahme der in ihrer Außenkontur durchgehend konischen Gleitlagerbuchse 5 aus Teflon, die von außen her eingesetzt wird. Darüber wird ein Wellendichtring 7 durch Einpassen/Eindrücken eingebracht, der damit gleichzeitig die Gleitlagerbuchse 5 gegen Verschieben und Verrutschen fixiert.The upper glass tube section 2 serves to receive the tapered plain bearing bush 5 made of Teflon throughout in its outer contour, which is inserted from the outside. A shaft sealing ring 7 is inserted over it by fitting / pressing it in, which at the same time fixes the slide bearing bush 5 against displacement and slipping.
Der obere Glasrohrabschnitt 2 besteht aus einer Normalschliffhülse NS 19, die geschliffen und ungeschliffen sein kann und deren Verjüngung durch die konische Ausgestaltung zum Normalschliff 4, NS 29 hin gerichtet ist.The upper glass tube section 2 consists of a normal ground sleeve NS 19, which can be ground and not ground, and the tapering of which is directed towards the normal ground section 4 , NS 29 by the conical design.
Im mittleren Glasrohrabschnitt 3 ist eine Normalschliffhülse NS 19 angeordnet, die geschliffen oder ungeschliffen sein kann, und ca. 50 mm von der Unterkante des Normalschliffes 4, NS 29 glastechnisch zentriert und fluchtend eingesetzt ist, wobei die Verjüngung des NS 19 durch die konische Ausgestaltung zum oberen Glasrohrabschnitt 2 hin gerichtet ist.In the middle glass tube section 3 , a normal ground sleeve NS 19 is arranged, which can be ground or unground, and about 50 mm from the lower edge of the normal ground 4 , NS 29 is glass-technically centered and aligned, the taper of the NS 19 due to the conical design upper glass tube section 2 is directed.
In diesem mittleren Glasrohrabschnitt 3 wird vom Normalschliff 4, NS 29 her eine Gleitlagerbuchse 6 aus Teflon eingeführt. Diese Gleitlagerbuchse 6 weist durchgehend eine konische Außenkontur auf.In this central glass tube section 3 , a plain bearing bush 6 made of Teflon is inserted from the normal ground section 4 , NS 29. This plain bearing bush 6 has a conical outer contour throughout.
In Richtung auf den Normalschliff 4, NS 29 zu befinden sich unterhalb der Gleitlagerbuchse 6 gleichmäßig über den Umfang verteilt drei Glasnasen 11, die die Gleitlagerbuchse 6 gegen Verschieben oder Verrutschen fixieren.In the direction of the normal ground joint 4 , NS 29, there are three glass lugs 11 distributed underneath the slide bearing bush 6 evenly over the circumference, which fix the slide bearing bush 6 against shifting or sliding.
Die beiden Gleitlagerbuchsen 5, 6 haben eine konische Außenkontur mit den Abmessungen: Höhe des Konus: 10 mm; oberer Durchmesser des Konus: 17,7 mm; unterer Durchmesser des Konus: 17,0 mm und eine zentrierte Bohrung mit einem Durchmesser von 9,2 mm zur Aufnahme der Rührerwelle 8. The two plain bearing bushes 5 , 6 have a conical outer contour with the dimensions: height of the cone: 10 mm; upper diameter of the cone: 17.7 mm; lower diameter of the cone: 17.0 mm and a centered bore with a diameter of 9.2 mm to accommodate the stirrer shaft 8 .
Als Wellendichtring 7 werden kommerzielle Produkte aus Teflon oder Kautschuk mit den Maßen 9×18×7 verwendet. Je nach dem Anwendungsfall, z. B. für Vakuum, für Inertgas oder bei Überdruck, muß der Wellendichtring 7 bekanntermaßen entsprechend eingesetzt werden. Unabhängig davon bleibt der Wellendichtring 7 im oberen Glasrohrabschnitt 2 immer an der selben Stelle.Commercial products made of teflon or rubber with the dimensions 9 × 18 × 7 are used as the shaft sealing ring 7 . Depending on the application, e.g. B. for vacuum, for inert gas or at excess pressure, the shaft seal 7 must be used accordingly known. Irrespective of this, the shaft sealing ring 7 always remains in the same place in the upper glass tube section 2 .
Die Rührerwelle 8 besteht aus einem kommerziellen, gezogen, ungeschliffenen Glasstab mit einem Durchmesser von 9,5 ± 0,05 mm. Es werden Glasstäbe als Rührerwelle 8 mit den für Glasgeräte/Halbzeuge üblichen Toleranzbereichen eingesetzt, die mit den verschiedensten Ausführungen an Rührertypen kombinierbar sind. Der Vorzug ist, daß die Rührerwelle 8 über die gesamte Länge verwendbar ist.The stirrer shaft 8 consists of a commercial, drawn, uncut glass rod with a diameter of 9.5 ± 0.05 mm. Glass rods are used as the stirrer shaft 8 with the tolerance ranges customary for glass devices / semi-finished products, which can be combined with the most varied designs of stirrer types. The advantage is that the stirrer shaft 8 can be used over the entire length.
Die Rührerwelle 8 wird von unten her durch den Normalschliff 4, NS 29 durch die Bohrungen der unteren und oberen Gleitlagerbuchse 5, 6 und durch den Wellendichtring 7 geschoben. Die Dichtlippe des Wellendichtringes 7 wird von Zeit zu Zeit zur Verbesserung der Gleiteigenschaften und zur Verminderung des Verschleißes mit wenig Paraffinöl oder Siliconöl geschmiert.The stirrer shaft 8 is pushed from below through the normal ground joint 4 , NS 29 through the bores of the lower and upper slide bearing bushes 5, 6 and through the shaft sealing ring 7 . The sealing lip of the shaft sealing ring 7 is lubricated from time to time to improve the sliding properties and to reduce wear with little paraffin oil or silicone oil.
Die Dichtheit des Rührersystems ergab beim Rühren mit einer mittleren Drehzahl im evakuierten geschlossenen Glassystem mit einem Gesamtvolumen von ca. 250 ml über 5 h einen Druckanstieg von ca. 500 Pa. Bei anschließendem Stehen ohne Rühren war ein Druckanstieg nach 60 h von ca. 650 Pa zu verzeichnen.The tightness of the stirrer system resulted when stirring at a medium speed in evacuated closed glass system with a total volume of approx. 250 ml a pressure increase of approx. 500 Pa over 5 h. When standing without When stirring, a pressure increase of about 650 Pa was recorded after 60 h.
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