DE29800818U1 - Magnetic stirrer - Google Patents

Description

19. Januar 1998
06673-97 La/mf19 January 1998
06673-97 La/mf

Stelzer Rührtechnik GmbH D-34414 WarburgStelzer Rührtechnik GmbH D-34414 Warburg

MagnetrührwerkMagnetic stirrer

Die Erfindung betrifft ein Magnetrührwerk zum Rühren von Flüssigkeiten, insbesondere von sterilen Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a magnetic stirrer for stirring liquids, in particular sterile liquids according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Magentrührwerk ist beispielsweise schon aus der US-Patentschrift 4,993,841 bekannt. Dort ist ein ein Rührorgan tragender Außenrotor drehbar auf einem Aufnahmezapfen gelagert. Der untere Teil des Aufnahmezapfens ist als Spalttopf hohl ausgeführt. Weiterhin ist ein Innenrotor mit am Umfang angeordneten Permanentmagneten vorhanden, der rotierend im Spalttopf angeordnet ist, wobei das Drehmoment durch den Spalttopf hindurch auf am Außenrotor angeordnete Magneten zum Antrieb des Außenrotors übertragbar ist. Auch aus der EP 599 010 ist ein ähnliches Magnetrührwerk bereits bekannt.Such a magnetic stirrer is already known, for example, from US patent 4,993,841. There, an external rotor carrying a stirring element is mounted on a support pin so that it can rotate. The lower part of the support pin is designed as a hollow can. There is also an internal rotor with permanent magnets arranged on the circumference, which is arranged in a rotating manner in the can, whereby the torque can be transferred through the can to magnets arranged on the external rotor to drive the external rotor. A similar magnetic stirrer is also already known from EP 599 010.

Der Produktinhalt von Behältern soll in idealer Weise so lange gerührt werden, bis diese vollständig entleert sind. Der Entleervorgang kann dabei einen außerordentlich langen Zeitraum in Anspruch nehmen. Das Problem des Restmengenrührens kann durch die Anordnung von kleinen Rührorganen, im unteren Teil des Außen-Ideally, the product contents of containers should be stirred until they are completely emptied. The emptying process can take an extraordinarily long time. The problem of residual stirring can be solved by arranging small stirring elements in the lower part of the outer

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rotors angeordnete Restmengenrührer gelöst werden. Hierbei laufen aber im Rührer vorhandene Gleitlager trocken, überhitzen und nehmen dadurch Schaden.rotors arranged residual quantity stirrers. However, this causes the plain bearings in the stirrer to run dry, overheat and become damaged.

Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, ein Rührwerk der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß auch während des Entleervorganges Restmengen gerührt werden können, ohne daß das Rührwerk beschädigt wird.The object of the invention is now to further develop an agitator of the generic type in such a way that residual quantities can also be stirred during the emptying process without the agitator being damaged.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein Magnetrührwerk der gattungsgemäßen Art zusätzlich die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 verwirklicht. Demgemäß sind im Bereich des Rührorganes Flüssigkeitskanäle oder Röhrchen angeordnet, die über Strömungskanäle zwischen Aufnahmezapfen und Außenrotor mit einem Ansaugspalt unterhalb des Außenrotors in Verbindung stehen. Erfindungsgemäß wird durch die Rotation des Rührorgans eine Zentrifugalkraft auf das in den radial angeordneten Röhrchen bzw. Kanälen befindliche Medium ausgeübt, so daß sich eine nach außen gerichtete Strömung ergibt. Die im Behälter befindliche Flüssigkeit, Suspension oder Dispersion wird aufgrund der Zentrifugalkraft in einem Ansaugspalt unterhalb des Außenrotors angesaugt und vertikal durch die entsprechenden Strömungskanäle zwischen Aufnahmezapfen und Außenrotor hindurchgepumpt. Auf diese Weise wird einerseits das Medium im Behälter umgepumpt, wodurch die Rühraufgabe unterstützt wird und gleichzeitig werden die Lager geschmiert, so daß ein Trockenlaufen der Gleitlager verhindert ist. Schließlich ist es für eine automatische Reinigung, einem sogenannten Cleaning in place (CIP), nicht mehr notwendig, den Außenrotor zu demontieren, da aufgrund der Durchströmung im inneren Bereich ausreichend große Strömungsgeschwindigkeit der Reinigungsflüssigkeit innerhalb des Rührwerkes anstehen.The solution to the problem is that a magnetic stirrer of the generic type additionally implements the features of the characterizing part of claim 1. Accordingly, liquid channels or tubes are arranged in the area of the stirring element, which are connected to a suction gap below the outer rotor via flow channels between the receiving pin and the outer rotor. According to the invention, the rotation of the stirring element exerts a centrifugal force on the medium in the radially arranged tubes or channels, so that an outward flow is produced. The liquid, suspension or dispersion in the container is sucked into a suction gap below the outer rotor due to the centrifugal force and pumped vertically through the corresponding flow channels between the receiving pin and the outer rotor. In this way, on the one hand, the medium in the container is pumped around, which supports the stirring task, and at the same time the bearings are lubricated, so that the plain bearings are prevented from running dry. Finally, for automatic cleaning, a so-called cleaning in place (CIP), it is no longer necessary to dismantle the outer rotor, since the flow rate of the cleaning liquid within the agitator is sufficiently high due to the flow in the inner area.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen 2-5.Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims 2-5 following the main claim.

Demnach kann der Außenrotor über ein Gleitlager auf dem Aufnahmezapfen gelagert sein, wobei in einer Wellenschutzhülse des Gleitlagers Strömungskanäle bil-Accordingly, the outer rotor can be mounted on the mounting pin via a plain bearing, with flow channels being formed in a shaft protection sleeve of the plain bearing.

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dende axiale Nuten ausgenommen sind. Diese Nuten erlauben ein Durchströmen des Gleitlagers in axialer Richtung.axial grooves are excluded. These grooves allow flow through the plain bearing in the axial direction.

Das Rührorgan kann als Axialrührorgan, vorzugsweise als Propeller, oder Radialrührorgan mit integrierten Flüssigkeitskanälen ausgebildet sein. Am Rührorgan können zusätzlich separate Röhrchen vorgesehen sein. Diese Röhrchen können aber auch an die Stelle der in das Rührorgan eingelassenen Flüssigkeitskanäle treten. Diese separaten Röhrchen können radial nach außen und/oder nach oben und/oder nach unten gerichtet sein. Auch die Form der Röhrchen kann variieren. Es können vorteilhaft gerade und/oder gebogene separate Röhrchen im Bereich des Rührorganes Anwendung finden.The stirring element can be designed as an axial stirring element, preferably as a propeller, or a radial stirring element with integrated liquid channels. Separate tubes can also be provided on the stirring element. These tubes can also take the place of the liquid channels embedded in the stirring element. These separate tubes can be directed radially outwards and/or upwards and/or downwards. The shape of the tubes can also vary. Straight and/or curved separate tubes can be used advantageously in the area of the stirring element.

Weiter Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:Further details and advantages of the invention are explained in more detail using an embodiment shown in the drawing. It shows:

Fig. 1: eine Seitenansicht, einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.Fig. 1: a side view of a first embodiment of the present invention.

Das in Fig. 1 dargestellte Magnetrührwerk 10 ist auf einem Montageflansch 12 montiert, die an eine entsprechend dafür vorgesehenen Stelle in einem hier nicht näher dargestellten Rührwerk montierbar ist. Die Montageflansch 12 trägt einen Aufnahmezapfen 14, dessen unterer Teil als Spalttopf ausgebildet ist und dessen oberer Teil als Lagerzapfen 16 geformt ist. Auf dem Aufnahmezapfen 14 ist ein Außenrotor 18 drehbar aufgesetzt. Dabei erfolgt die Lagerung über ein Gleitlager, dessen einer Teil der vorgenannte Lagerzapfen 16 und dessen anderer Teil eine im Außenrotor 18 eingeschrumpfte Gleitlagerhälfte 20 ist. Eine Wellenschutzhülse 22 des Gleitlagers ist über eine Schraube 24 auf dem Aufnahmezapfen 14 gesichert. Die Wellenschutzhülse 22 weist axial verlaufende Nuten auf. Am freien Ende des Außenrotors 18 ist ein als dreiblättriger Propeller 26 ausgebildetes Rührorgan angeordnet. The magnetic agitator 10 shown in Fig. 1 is mounted on a mounting flange 12, which can be mounted at a corresponding location in an agitator not shown in detail here. The mounting flange 12 carries a mounting pin 14, the lower part of which is designed as a can and the upper part of which is shaped as a bearing pin 16. An external rotor 18 is mounted rotatably on the mounting pin 14. The bearing is provided by a plain bearing, one part of which is the aforementioned bearing pin 16 and the other part of which is a plain bearing half 20 shrunk into the external rotor 18. A shaft protection sleeve 22 of the plain bearing is secured to the mounting pin 14 by a screw 24. The shaft protection sleeve 22 has axially extending grooves. An agitator designed as a three-blade propeller 26 is arranged at the free end of the external rotor 18.

Das für die Drehbewegung des Außenrotors 18 erforderliche Moment wird berührungsfrei von einem auf einem Innenrotor 28 befestigten Permanentmagneten 30 durch den Spalttopf hindurch auf entsprechende Innenmagnete 32 des Außenrotors 18 übertragen.The torque required for the rotational movement of the outer rotor 18 is transmitted without contact from a permanent magnet 30 attached to an inner rotor 28 through the containment shell to corresponding inner magnets 32 of the outer rotor 18.

Wie in Fig. 1 dargestellt wird im Bereich der Propellerblätter des Propellers 26 ein Strömungskanal 34 radial nach außen geführt. Dieser Strömungskanal 34 liegt in der Symmetrieachse der Propellerflügel des Propellers 26. Diese radial nach außen führenden Strömungskanäle stehen mit entsprechenden Hohlräumen, die zwischen dem Außenrotor 18 und dem Aufnahmezapfen 14 gebildet sind, in Verbindung. Auf der Unterseite des Außenrotors 18 ist bis zur Montageflansch 12 ein Spalt 36 freigelassen. As shown in Fig. 1, a flow channel 34 is guided radially outwards in the area of the propeller blades of the propeller 26. This flow channel 34 lies in the axis of symmetry of the propeller blades of the propeller 26. These flow channels leading radially outwards are connected to corresponding cavities that are formed between the outer rotor 18 and the mounting pin 14. A gap 36 is left free on the underside of the outer rotor 18 up to the mounting flange 12.

Durch die Rotation des Magnetrührwerks 10 wird eine Zentrifugalkraft auf das in dem Strömungskanal 34 befindliche Medium ausgeübt, so daß sich eine nach außen gerichtete Strömung ergibt. Die im Behälter befindliche Flüssigkeit oder Suspension bzw. Dispersion wird aufgrund der wirkenden Zentrifugalkraft über den Ringkanal 36 zwischen dem Außenrotor 18 und der Montageflansch 12 angesaugt und vertikal durch den Ringspalt zwischen dem Außenrotor 18 und dem Aufnahmezapfen 14 sowie durch die Nuten des Gleitlagers hindurchgepumpt. Auf diese Weise wird einerseits das Medium im Behälter umgepumpt, wodurch die Rühraufgabe unterstützt wird und es wird gleichzeitig das Lager geschmiert. Besonders vorteilhaft kann durch diese Anordnung eine Restmengenrührung durchgeführt werden, obwohl sich der Flüssigkeitsspiegel schon unterhalb des Gleitlagers befindet, ohne daß das Gleitlager heiß läuft. Schließlich wird durch die von der Zentrifugalkraft erzwungene Strömung eine ständige Durchspülung des inneren Rührwerkbereichs mit dem Medium sichergestellt. Das gilt einerseits für den Rührbetrieb und andererseits auch für das Restmengenrühren nach dem Austauchen des Rührorgans.The rotation of the magnetic stirrer 10 exerts a centrifugal force on the medium in the flow channel 34, resulting in an outward flow. The liquid or suspension or dispersion in the container is sucked in via the ring channel 36 between the outer rotor 18 and the mounting flange 12 due to the centrifugal force acting and is pumped vertically through the ring gap between the outer rotor 18 and the mounting pin 14 and through the grooves of the plain bearing. In this way, the medium in the container is pumped around, which supports the stirring task and at the same time lubricates the bearing. This arrangement is particularly advantageous in that residual quantities can be stirred even though the liquid level is already below the plain bearing, without the plain bearing overheating. Finally, the flow forced by the centrifugal force ensures that the inner agitator area is constantly flushed with the medium. This applies on the one hand to the stirring operation and on the other hand also to the residual quantity stirring after the stirring element has been replaced.

Für eine automatische Reinigung (Cleaning in place) ist es nicht mehr notwendig, den Außenrotor zu demontieren, da aufgrund der vorliegenden Erfindung ausrei-For automatic cleaning (cleaning in place) it is no longer necessary to dismantle the outer rotor, since the present invention provides sufficient

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chend große Strömungsgeschwindigkeiten der Reinigungsflüssigkeit innerhalb des Rührwerkes erzeugt werden.sufficiently high flow velocities of the cleaning liquid are generated within the agitator.

Claims (5)

19.Januar 1998 06673-97 La/mf Steizer Rührtechnik GmbH D-34414 Warburg Magnetrührwerk Ansprüche19 January 1998 06673-97 La/mf Steizer Rührtechnik GmbH D-34414 Warburg Magnetic Stirrer Claims 1. Magnetrührwerk zum Rühren von Flüssigkeiten, insbesondere von sterilen Flüssigkeiten, mit einem ein Rührorgan tragenden Außenrotor, der drehbar auf einem Aufnahmezapfen gelagert ist, wobei der untere Teil des Aufnahmezapfens als Spalttopf hohl ausgeführt ist, und mit einem Innenrotor mit am Umfang angeordneten Permanentmagneten, der rotierend im Spalttopf angeordnet ist, wobei das Drehmoment durch den Spalttopf hindurch auf am Außenrotor angeordnete Magneten zum Antrieb des Außenrotors übertragbar ist,1. Magnetic stirrer for stirring liquids, in particular sterile liquids, with an outer rotor carrying a stirring element, which is rotatably mounted on a receiving pin, the lower part of the receiving pin being designed as a hollow containment shell, and with an inner rotor with permanent magnets arranged on the circumference, which is arranged in a rotating manner in the containment shell, the torque being transferable through the containment shell to magnets arranged on the outer rotor for driving the outer rotor, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß im Bereich des Rührorganes Flüssigkeitskanäle oder Röhrchen angeordnet sind, die über Strömungskanäle zwischen Aufnahmezapfen und Außenrotor mit einem Ansaugspalt unterhalb des Außenrotors in Verbindung stehen.that liquid channels or tubes are arranged in the area of the stirring element, which are connected to a suction gap below the outer rotor via flow channels between the receiving pin and the outer rotor. -2--2- 2. Magnetrührwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrotor über ein Gleitlager auf dem Aufnahmezapfen angeordnet sind, wobei in einer Wellenschutzhülse des Gleitlagers Strömungskanäle bildende axiale Nuten ausgenommen sind.2. Magnetic agitator according to claim 1, characterized in that the outer rotor is arranged on the receiving pin via a plain bearing, wherein axial grooves forming flow channels are recessed in a shaft protection sleeve of the plain bearing. 3. Magnetrührwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührorgan als Axialrührorgan, vorzugsweise Propeller, oder Radialrührorgan mit integrierten Flüssigkeitskanälen ausgebildet ist.3. Magnetic stirrer according to claim 1 or 2, characterized in that the stirring element is designed as an axial stirring element, preferably a propeller, or radial stirring element with integrated liquid channels. 4. Magnetrührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rührorgan separate Röhrchen vorgesehen sind, die radial nach außen und/oder nach oben und/oder nach unten gerichtet sein können.4. Magnetic stirrer according to one of claims 1 to 2, characterized in that separate tubes are provided on the stirring element, which can be directed radially outwards and/or upwards and/or downwards. 5. Magnetrührwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gerade und/oder gebogene separate Röhrchen im Bereich des Rührorganes angeordnet sein können.5. Magnetic stirrer according to one of claims 1 to 4, characterized in that straight and/or curved separate tubes can be arranged in the region of the stirring element.