NL2019519B1 - DEVICE FOR STIRING LIQUIDS AND LIQUID MIXTURES - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een inrichting voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels, de inrichting omvattende een behuizing die zich uitstrekt volgens een axiale richting, waarbij de behuizing een proximaal eind en een distaaI eind omvat, en een inwendig volume definieert dat langs het distaaI eind ervan gesloten is, en 10 verder omvattende een rotor, met minstens één roereIem ent verbonden, waarbij de rotor een houder definieert die genoemde behuizing langs het distaaI eind ervan ontvangt, op zodanige wijze dat de rotor radiaal gelagerd zit op de behuizing, op onderling roteerbare wijze omheen de axiale richting, de houder verder omvattende een veelheid aan permanentmagneten en de inrichting verder omvattende een 15 veelheid aan elektromagnetische wikkelingen; in het bijzonder zijn de genoemde elektromagnetisohe wikkelingen omvat door het genoemde inwendig volume en geconfigureerd voor het elektromagnetisoh interageren met de permanentmagneten, daarbij een krachtkoppel uitoefenend op de rotor, omheen de axiale richting.The invention relates to a device for stirring liquids and liquid mixtures, the device comprising a housing which extends in an axial direction, the housing comprising a proximal end and a distal end, and defining an internal volume that runs along its distal end is closed, and further comprising a rotor connected to at least one agitator, the rotor defining a holder that receives said housing along its distal end, in such a way that the rotor is mounted radially on the housing in a rotatable manner around the axial direction, the holder further comprising a plurality of permanent magnets and the device further comprising a plurality of electromagnetic windings; in particular, said electromagnetic windings are comprised of said internal volume and configured to electromagnetically interact with the permanent magnets, thereby applying a torque to the rotor around the axial direction.

Description

TECHNISCH DOMEINTECHNICAL DOMAIN

Onderhavige uitvinding heeft betrekking op het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels.The present invention relates to the stirring of liquids and liquid mixtures.

STAND DER TECH NI EKSTATE OF THE TECH NI EK

Voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels, worden deze typisch in een roervat gebracht, waarbij dat roervat binnenin van een roerelement is voorzien. Volgens de meest klassieke opstelling, is het roerelement gemonteerd op een roteerbare as. Deze as wordt dan van bovenaf in het roervat gebracht, en aangedreven door een elektrische motor. De motor bevindt zich veelal boven het roervat. Een belangrijk nadeel daarbij is dat hoge roervaten een lange roeras vergen, omdat die as van bovenaf tot in de te roeren vloeistof, onderaan het roervat moet reiken. Dergelijke, lange assen ondervinden aanzienlijke krachten en krachtmomenten, waardoor de roeras en lagering erg zwaar moeten worden uitgevoerd. De kostprijs van zulke systemen ligt daardoor typisch erg hoog. Nog een nadeel is dat de motor en de as veel plaats innemen in en boven het roervat, en daardoor in de weg zitten. Tot slot is de motor ook erg kwetsbaar, omdat deze uitsteekt.Typically, for stirring liquids and liquid mixtures, they are placed in a stirring vessel, the stirring vessel being provided with a stirring element inside. According to the most classic arrangement, the rudder element is mounted on a rotatable shaft. This shaft is then introduced into the stirrer from above and driven by an electric motor. The motor is usually located above the stirrer. An important drawback is that high stirrers require a long stirring shaft, because that shaft has to reach from the top into the liquid to be stirred, at the bottom of the stirring vessel. Long shafts of this kind experience considerable forces and moments of force, so that the agitator shaft and bearings have to be made very heavy. The cost of such systems is therefore typically very high. Another drawback is that the motor and shaft take up a lot of space in and above the stirrer, and therefore get in the way. Finally, the engine is also very fragile, because it protrudes.

In alternatieve opstellingen wordt er een zogenaamde asdoorvoer voorzien, zijnde een roteerbare as die de wand van het roervat doorsnijdt. De as is daarbij voorzien van een dynamische asafdichting. In deze opstelling bevindt de motor zich nog steeds buiten het roervat, maar de asdoorvoer kan nu om het even waar langsheen de wand worden gekozen. In de eerste plaats wordt daarbij gekeken naar de meest optimale positie van het roerelement binnen het roervat, zodat er een efficiënt roerproces wordt verkregen. Eventueel wordt er ook rekening gehouden met de minst hinderlijke/kwetsbare opstelling voor de motor, buiten het roervat. Een belangrijk nadeel daarbij is dat dynamische asafdichtingen onderhevig zijn aan slijtage. Dergelijke dichtingen vragen daardoor heel wat onderhoud. Bovendien kunnen dynamische asafdichtingen lekken, wat problemen geeft met de kwaliteit van het geroerde product, in het bijzonder wat betreft de hygiëne. Ingeval van gevaarlijke producten gaan hier ook veiligheidsrisico’s mee gemoeid. Ook ontstaan er kosten door verlies aan product en door de vereiste schoonmaak. In het ergste geval kan de gehele inhoud van het roervat naar buiten lekken, bij het falen van een dynamische asafdichting.In alternative arrangements, a so-called shaft feedthrough is provided, which is a rotatable shaft that cuts through the wall of the stirring vessel. The shaft is provided with a dynamic shaft seal. In this setup, the motor is still outside the stirrer, but the shaft lead-through can now be selected anywhere along the wall. Firstly, the most optimal position of the stirring element within the stirring vessel is considered, so that an efficient stirring process is obtained. Possibly, the least annoying / vulnerable arrangement for the motor, outside the agitator, is also taken into account. An important drawback is that dynamic shaft seals are subject to wear. Such seals therefore require a lot of maintenance. In addition, dynamic shaft seals can leak, causing problems with the quality of the stirred product, especially with regard to hygiene. In the case of dangerous products, this also involves safety risks. Costs also arise due to loss of product and the required cleaning. In the worst case, the entire contents of the stirring vessel can leak out, if a dynamic shaft seal fails.

US 2015 124 557 A1 beschrijft een techniek waarbij het roerelement, dat zich binnen het roervat bevindt, door het materiaal van het roervat heen wordt aangedreven. Op die manier wordt een asdoorvoer met dynamische asafdichting rigoureus vermeden. De wand is daartoe voorzien van een cilindervormige instulping. Enerzijds is er een as die wordt aangedreven door een motor, en die aan het uiteinde voorzien is van een eerste configuratie van permanentmagneten. Deze configuratie wordt binnen de genoemde instulping gebracht, vanaf de buitenzijde van het roervat. Anderzijds is er een roerelement dat voorzien is van een tweede configuratie van permanentmagneten, en dat over de genoemde instulping heen zit geschoven, vanaf de binnenzijde van het roervat. Daarbij ontstaat er een elektromagnetische wisselwerking tussen beide configuraties van permanentmagneten. Als gevolg daarvan, wordt de aandrijving van de as overgedragen op het roerelement, door het materiaal van de instulping in het roervat heen. Een nadeel is dat de motor zich daarbij nog steeds buiten het roervat bevindt.US 2015 124 557 A1 describes a technique in which the stirring element, which is located inside the stirring vessel, is driven through the material of the stirring vessel. In this way, a shaft transit with a dynamic shaft seal is rigorously avoided. To this end, the wall is provided with a cylindrical recess. On the one hand, there is a shaft that is driven by a motor, and which has a first configuration of permanent magnets at the end. This configuration is brought within the said recess, from the outside of the stirring vessel. On the other hand, there is a stirring element which is provided with a second configuration of permanent magnets, and which is slid over the said depression, from the inside of the stirring vessel. This creates an electromagnetic interaction between the two permanent magnet configurations. As a result, the drive of the shaft is transferred to the stirring element through the material of the depression in the stirring vessel. A drawback is that the motor is still outside the stirring vessel.

Een dergelijke elektrische motor, bijvoorbeeld een IEC-gekeurde motor, bestaat uit een statorgedeelte en een rotorgedeelte. Als gevolg van een elektromagnetische wisselwerking tussen beide, oefent de stator een krachtkoppel uit op de rotor, waarbij de rotor aan het draaien gaat. Deze wisselwerking wordt bijvoorbeeld gerealiseerd door middel van stroomvoerende, elektromagnetische wikkelingen. Tegelijkertijd dient de daarbij ontstane warmte (door onder andere wrijving en jouleverliezen) te worden afgevoerd, wat typisch gebeurt door middel van koelvinnen en gedwongen convectie. Typisch omvat het rotorgedeelte een motoras die door middel van twee of meerdere kogellagers gelagerd zit op de behuizing van de motor. Ook zijn dergelijke motoren meestal voorzien van een reductie. Het uiteindelijke krachtkoppel ligt daardoor hoger, terwijl de rotatiesnelheid lager is. Zulke reducties bevatten olie, waarbij hun asdoorvoeren voorzien zijn van dynamische asafdichtingen. Ook de motoras kan voorzien zijn van een dynamische asafdichting. Een nadeel is dat dergelijke motoren, net als hun reducties, daardoor sterk onderhevig zijn aan slijtage, in het bijzonder met betrekking tot de lageringen en de dynamische asafdichtingen. Ze hebben daardoor slechts een beperkte levensduur. Nog een nadeel is dat dergelijke motoren daardoor veel onderhoud vergen. Nog een nadeel is dat dergelijke motoren bij gebruik veel geluid genereren. Dit geluid is vooral het gevolg van de lagering en van de geventileerde, gedwongen convectie.Such an electric motor, for example an IEC-approved motor, consists of a stator section and a rotor section. As a result of an electromagnetic interaction between the two, the stator exerts a torque on the rotor, causing the rotor to rotate. This interaction is realized, for example, by means of current-carrying electromagnetic windings. At the same time, the resulting heat (due to friction and joule losses, for example) must be dissipated, which is typically done by means of cooling fins and forced convection. Typically, the rotor section includes a motor shaft mounted on the motor housing by means of two or more ball bearings. Such engines are also usually provided with a reduction. The final torque is therefore higher, while the rotation speed is lower. Such reductions contain oil, their shaft penetrations being provided with dynamic shaft seals. The motor shaft can also be provided with a dynamic shaft seal. A drawback is that such motors, like their reductions, are therefore highly subject to wear, especially with regard to the bearings and the dynamic shaft seals. As a result, they only have a limited lifespan. Another drawback is that such engines require a lot of maintenance. Another drawback is that such engines generate a lot of noise when used. This noise is mainly the result of the bearings and the ventilated forced convection.

Er is dus een nood aan inrichting voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels, waarbij de motor veel minder plaats inneemt. Ook moet deze motor minder kwetsbaar zijn opgesteld. Er is verder nood aan een dergelijke inrichting, waarbij deze inrichting minder onderhoud vergt en een grotere levensduur heeft. Er is ook nood aan een dergelijke inrichting die niet of minder onderhevig is aan lekken. Er is ook nood aan een inrichting die, bij gebruik, minder lawaai produceert.Thus, there is a need for a device for stirring liquids and liquid mixtures, in which the motor takes up much less space. This engine must also be less vulnerable. There is further a need for such a device, wherein this device requires less maintenance and has a longer service life. There is also a need for such a device that is not or less susceptible to leakage. There is also a need for a device which, when used, produces less noise.

SAMENVATTI NG VAN DE UI TVI NDI NGSUMMARY OF THE ONION TVI NDI NG

De uitvinding betreft een inrichting voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels, de inrichting omvattende:The invention relates to a device for stirring liquids and liquid mixtures, the device comprising:

een behuizing die zich uitstrekt volgens een axiale richting, waarbij de behuizing een proximaal eind en een distaai eind omvat, en een inwendig volume definieert dat langs het distaai eind ervan gesloten is, een rotor, aangepast om door vloeistoffen en vloeibare mengsels te worden omgeven en met minstens één roerelement verbonden, waarbij de rotor een houder definieert die genoemde behuizing langs het distaai eind ervan ontvangt, op zodanige wijze dat de rotor radiaal gelagerd zit op de behuizing, op onderling roteerbare wijze omheen de axiale richting, de houder verder omvattende een veelheid aan permanentmagneten en de inrichting verder omvattende een veelheid aan elektromagnetische wikkelingen; in het bijzonder zijn de genoemde elektromagnetische wikkelingen omvat door het genoemde inwendig volume en geconfigureerd voor het elektromagnetisch interageren met de permanentmagneten, daarbij een krachtkoppel uitoefenend op de rotor, omheen de axiale richting.a housing extending in an axial direction, the housing comprising a proximal end and a distai end, and defining an internal volume closed along its dista end, a rotor adapted to be surrounded by liquids and liquid mixtures, and connected to at least one stirring element, the rotor defining a container which receives said housing along its distal end, such that the rotor is radially mounted on the housing, rotatably about the axial direction, the container further comprising a plurality permanent magnets and the device further comprising a plurality of electromagnetic windings; in particular, said electromagnetic windings are comprised by said internal volume and configured to interact electromagnetically with the permanent magnets thereby applying a torque to the rotor around the axial direction.

Bij voorkeur is de inrichting voorzien langs de binnenzijde van een roervat, of is het althans mogelijk om de inrichting te voorzien langs de binnenzijde van dat roervat.Preferably, the device is provided on the inside of a stirring vessel, or at least it is possible to provide the device on the inside of that stirring vessel.

Bij voorkeur gedraagt de configuratie met permanentmagneten en elektromagnetische wikkelingen zich als een permanentmagneet-motor, waarbij voorgenoemde permanentmagneten minstens gedeeltelijk instaan voor magnetisatie van de rotor. Een voordeel is dat de motor volledig geïntegreerd is met de roeronderdelen. Onder andere is de rotor rechtstreeks verbonden met het roerelement, of valt deze rechtstreeks te koppelen met dat roerelement. Er wordt dus geen gebruik gemaakt van een in de handel verkrijgbare, standaard elektromagnetische motor, die buiten het roervat zou zijn opgesteld en daar een as aandrijft, waarbij deze as op zijn beurt magnetisch gekoppeld is met de roerkop. De motor is daardoor veel compacter, en de inrichting als geheel omvat minder onderdelen. Ook is de motor daardoor minder kwetsbaar opgesteld.Preferably, the permanent magnet and electromagnetic winding configuration behaves like a permanent magnet motor, the aforementioned permanent magnets being at least partially responsible for magnetization of the rotor. An advantage is that the motor is fully integrated with the rudder parts. Among other things, the rotor is directly connected to the stirring element, or it can be directly coupled to that stirring element. Thus, there is no use of a commercially available standard electromagnetic motor, which is said to be positioned outside the stirrer vessel and driving an shaft there, this shaft in turn being magnetically coupled to the stirring head. The engine is therefore much more compact, and the device as a whole comprises fewer parts. It also makes the engine less vulnerable.

Een belangrijk punt bij elektromotoren is de afvoer van warmte die ontstaat bij het gebruik, als gevolg van wrijving en jouleverliezen. Standaard elektromotoren zijn daartoe meestal voorzien van koelvinnen en een ventilator, voor gedwongen convectie met de omgevende lucht. In de huidige opstelling zijn de wikkelingen ondergebracht in de behuizing, waarbij de behuizing radiaal en distaai wordt omgeven door de vloeistof of het vloeibaar mengsel. De klassieke technieken om de motor te koelen kunnen dus moeilijker worden toegepast. Anderzijds, afhankelijk van het ontwerp van de inrichting en de materiaalkeuze, kan de motor rechtstreeks convectief worden gekoeld aan de omgevende vloeistof of het omgevende, vloeibare mengsel. De daarmee gepaard gaande convectiecoëfficiënt is typisch veel hoger dan deze voor vrije convectie aan omgevingslucht, met of zonder koelvinnen. Een extra voordeel is dat het daardoor niet langer nodig is om een ventilator te voorzien voor extra koeling, omdat de convectieve koeling aan de vloeistof of het vloeibaar mengsel op zich al volstaat. In het bijzonder wordt daardoor de ventilator vermeden, als lawaai-genererend en onderhouds-behoevend onderdeel.An important point with electric motors is the dissipation of heat that arises during use, as a result of friction and joule losses. Standard electric motors are usually equipped with cooling fins and a fan for this purpose, for forced convection with the surrounding air. In the current arrangement, the windings are housed in the housing, the housing being surrounded radially and distally by the liquid or liquid mixture. The classic techniques for cooling the engine are therefore more difficult to apply. On the other hand, depending on the design of the device and the choice of material, the motor can be directly convectively cooled to the surrounding liquid or the surrounding liquid mixture. The associated convection coefficient is typically much higher than that for free convection to ambient air, with or without cooling fins. An additional advantage is that it is no longer necessary to provide a fan for additional cooling, because the convective cooling of the liquid or the liquid mixture is sufficient on its own. In particular, this avoids the fan as a noise-generating and maintenance-requiring part.

Nog een voordeel van de roerinrichting is dat deze geen asdoorvoer met dynamische asafdichting omvat. Er is een zogenaamde contactloze aandrijving van de rotor, door het materiaal van de behuizing heen, door middel van elektromagnetische velden die door de elektromagnetische wikkelingen worden opgewekt. Hierdoor vergt de inrichting minder onderhoud en worden lekken rigoureus vermeden.Another advantage of the stirrer is that it does not include a shaft passage with a dynamic shaft seal. There is a so-called non-contact drive of the rotor, through the material of the housing, by means of electromagnetic fields generated by the electromagnetic windings. As a result, the device requires less maintenance and leaks are rigorously avoided.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, omvat de behuizing en/of de rotor een keramisch materiaal. Geschikte keramische materialen omvatten, maar zijn geenszins beperkt tot silicium nitride, siliciumcarbide, zirkoonoxide, aluminiumoxide, aluminiumnitride, boornitride, booroxide, boorcarbide, polykristallijn diamant, wolfraamcarbide, titaniumcarbide en tantaliumcarbide.According to a further or alternative embodiment, the housing and / or the rotor comprises a ceramic material. Suitable ceramic materials include, but are by no means limited to silicon nitride, silicon carbide, zirconia, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, boron oxide, boron carbide, polycrystalline diamond, tungsten carbide, titanium carbide, and tantalum carbide.

Typisch wordt er in de roertechniek vooral gebruik gemaakt van kunststof en van staalsoorten, in het bijzonder van roestvaste staalsoorten. Ten opzichte van laatstgenoemde materialen, hebben structuren die keramische materialen zoals hierboven omvatten op zijn minst één van de volgende voordelen:Typically, the stirring technique mainly uses plastic and steels, in particular stainless steels. Compared to the latter materials, structures comprising ceramic materials as above have at least one of the following advantages:

ze zijn slijtvaster en harder, en bieden minder wrijvingsweerstand, ze zijn inerter, in die zin dat ze beter bestand zijn tegen corrosie als gevolg van de te roeren vloeistof of het te roeren vloeibare mengsel, voor een grote verscheidenheid aan vloeistoffen en vloeibare mengsels, ze hebben een hogere warmtegeleidingscoëfficiënt en zijn daardoor meer geschikt voor het transporteren van warmte, ze verstoren magnetische velden nauwelijks en ze zijn beter bestand tegen hogere temperaturen.they are more wear-resistant and harder, offer less frictional resistance, they are more inert, in that they are more resistant to corrosion due to the liquid to be stirred or the liquid mixture to be stirred, for a wide variety of liquids and liquid mixtures, they have a higher thermal conductivity and are therefore more suitable for transporting heat, they hardly disturb magnetic fields and they are more resistant to higher temperatures.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is het keramisch materiaal siliciumcarbide. Bij voorkeur omvat de behuizing een cilindrische zijwand die het inwendig volume radiaal omsluit, de zijwand omvattende siliciumcarbide. Bij verdere voorkeur bestaat de genoemde zijwand voornamelijk uit siliciumcarbide.According to a further or alternative embodiment, the ceramic material is silicon carbide. Preferably, the housing comprises a cylindrical side wall which radially encloses the internal volume, the side wall comprising silicon carbide. Preferably, said side wall mainly consists of silicon carbide.

Er is een bijzonder voordeel verbonden aan het uitvoeren van de zijwand van de behuizing in siliciumcarbide. Dit laat de omgevende vloeistof immers toe om meer warmte te onttrekken aan de behuizing, als gevolg van de hoge warmtegeleidingscoëfficiënt van siliciumcarbide. De koeling van de elektromagnetische wikkelingen verloopt bijgevolg veel efficiënter.There is a particular advantage of designing the side wall of the housing in silicon carbide. After all, this allows the surrounding liquid to extract more heat from the housing, due to the high heat conduction coefficient of silicon carbide. The cooling of the electromagnetic windings is therefore much more efficient.

BESCHRI JVI NG VAN DE Fl GURENDESCRIPTION OF THE FL GUREN

Figuur 1 toont, in doorsnede, een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens onderhavige werkwijze, voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels.Figure 1 shows, in cross section, an embodiment of the device according to the present method, for stirring liquids and liquid mixtures.

Figuur 2 toont, wederom in doorsnede, een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens onderhavige werkwijze, voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels.Figure 2 shows, again in cross-section, a second embodiment of the device according to the present method, for stirring liquids and liquid mixtures.

Figuur 3 toont op schematische wijze een roervat voorzien van vier roerinrichtingen, volgens een uitvoeringsvorm van onderhavige uitvinding.Figure 3 schematically shows a stirrer equipped with four stirrers, according to an embodiment of the present invention.

Figuren 4A en 4B tonen, op schematische wijze, een bovenaanzicht en een vooraanzicht van een roervat voorzien van twee roerinrichtingen, volgens een uitvoeringsvorm van onderhavige uitvinding.Figures 4A and 4B schematically show a top view and a front view of a stirring vessel equipped with two stirring devices, according to an embodiment of the present invention.

GEDETAI LLEERDE BESCHRI JVI NGDETAILED DESCRIPTION

Onderhavige uitvinding heeft betrekking op het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels.The present invention relates to the stirring of liquids and liquid mixtures.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technische en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd.Unless otherwise defined, all terms used in the description of the invention, including technical and scientific terms, have the meaning generally understood by those skilled in the art of the invention. For a better assessment of the description of the invention, the following terms are explicitly explained.

“Een”, ”de” en “het” refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.“A”, “the” and “it” refer to both singular and plural in this document unless the context clearly assumes otherwise. For example, “a segment” means one or more than a segment.

Wanneer “ongeveer” in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, een tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur + /-5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog meer bij voorkeur +/-0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zulke variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onder verstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term “ongeveer” gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt.When “approximately” is used in this document for a measurable quantity, a parameter, a time or moment, and the like, variations of +/- 20% or less, preferably +/- 10% or less, more at preferably +/- 5% or less, even more preferably +/- 1% or less, and even more preferably +/- 0.1% or less than and of the quoted value, insofar as such variations apply in the described invention. However, this should be understood to mean that the value of the quantity using the term "approximately" is itself specifically disclosed.

De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “inhouden, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.The terms "include", "include", "consist of", "consist of", "include", "contain", "contain", "contain," include "are synonyms and are inclusive or open terms that indicate the presence designate what follows, and which do not preclude or prevent the presence of other components, features, elements, members, steps, known from or described in the prior art.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.Quoting numerical intervals through the endpoints includes all integers, fractions, and / or real numbers between the endpoints, including these endpoints.

In een eerste aspect betreft de uitvinding een inrichting voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels, de inrichting omvattende:In a first aspect, the invention relates to a device for stirring liquids and liquid mixtures, the device comprising:

een behuizing die zich uitstrekt volgens een axiale richting, waarbij de behuizing een proximaal eind en een distaai eind omvat, en een inwendig volume definieert dat langs het distaai eind ervan gesloten is, een rotor, aangepast om door vloeistoffen en vloeibare mengsels te worden omgeven en met minstens één roerelement verbonden, waarbij de rotor een houder definieert die genoemde behuizing langs het distaai eind ervan ontvangt, op zodanige wijze dat de rotor radiaal gelagerd zit op de behuizing, op onderling roteerbare wijze omheen de axiale richting, de houder verder omvattende een veelheid aan permanentmagneten en de inrichting verder omvattende een veelheid aan elektromagnetische wikkelingen; in het bijzonder zijn de genoemde elektromagnetische wikkelingen omvat door het genoemde inwendig volume en geconfigureerd voor het elektromagnetisch interageren met de permanentmagneten, daarbij een krachtkoppel uitoefenend op de rotor, omheen de axiale richting.a housing extending in an axial direction, the housing comprising a proximal end and a distai end, and defining an internal volume closed along its dista end, a rotor adapted to be surrounded by liquids and liquid mixtures, and connected to at least one stirring element, the rotor defining a container which receives said housing along its distal end, such that the rotor is radially mounted on the housing, rotatably about the axial direction, the container further comprising a plurality permanent magnets and the device further comprising a plurality of electromagnetic windings; in particular, said electromagnetic windings are comprised by said internal volume and configured to interact electromagnetically with the permanent magnets thereby applying a torque to the rotor around the axial direction.

De term “vloeibaar mengsel” moet in dit verband worden opgevat als omvattende elk willekeurig mengsel dat één of meerdere vloeibare fases omvat. Dit kunnen zowel homogene als heterogene mengsels zijn, optioneel omvattende één of meerdere vaste en/of gasvormige fases. Volgens een aantal niet-limitatieve uitvoeringsvormen, maar geenszins daartoe beperkt, omvat het “roerelement” één of meerdere schoepen die rechtstreeks met de houder van de rotor zijn verbonden. Evenzeer is het mogelijk dat er zich een roeras uitstrekt op de rotor, in axiale richting, waarop een roerelement zit gemonteerd of waaraan een roerelement, bijvoorbeeld een getande schijf of een roerpropeller verbonden is.The term "liquid mixture" is to be understood in this context to include any mixture comprising one or more liquid phases. These can be both homogeneous and heterogeneous mixtures, optionally comprising one or more solid and / or gaseous phases. According to a number of non-limitative embodiments, but by no means limited thereto, the "stirring element" comprises one or more blades which are directly connected to the rotor holder. It is also possible for a stirring shaft to extend on the rotor, in axial direction, on which a stirring element is mounted or to which a stirring element, for instance a toothed disc or a stirring propeller, is connected.

Bij voorkeur is de inrichting voorzien langs de binnenzijde van een roervat, of is het althans mogelijk om de inrichting te voorzien langs de binnenzijde van een roervat. Bij verdere voorkeur wordt de verbinding tussen de inrichting en het roervat gerealiseerd door een hechting tussen het proximaal eind van de behuizing enerzijds en de binnenzijde van het roervat anderzijds.Preferably, the device is provided on the inside with a stirring vessel, or at least it is possible to provide the device on the inside with a stirring vessel. Preferably, the connection between the device and the stirring vessel is effected by an adhesion between the proximal end of the housing on the one hand and the inside of the stirring vessel on the other.

In deze zin dienen ook de termen “proximaal” en “distaai” te worden geïnterpreteerd. “Proximaal” verwijst naar die onderdelen die aan of langs de binnenzijde van een roervat zijn voorzien, kunnen worden voorzien, en/of dicht of het dichtste gepositioneerd zijn bij een dergelijke binnenzijde, in tegenstelling tot “distaai”. “Distaai” verwijst naar alles wat zich het verste van de binnenzijde bevindt, of naar al wat wegwijst van deze binnenzijde, dus bijvoorbeeld naar het centrum van het roervat toe. Steeds wordt hier gesproken over de configuratie waarin het proximaal eind van de behuizing langs de binnenzijde van het roervat zou zijn voorzien.In this sense, the terms "proximal" and "distai" should also be interpreted. "Proximal" refers to those parts that are equipped with a stirring vessel on or along the inside, and / or may be located closest or closest to such an interior, as opposed to "distai". "Distaai" refers to everything that is furthest from the inside, or to anything that points away from this inside, for example towards the center of the stirrer. This is always referred to as the configuration in which the proximal end of the housing would be provided along the inside of the stirring vessel.

Met betrekking tot de “axiale richting” kan er dus een proximale en een distale zin worden gedefinieerd. De “radiaal dient te worden opgevat als loodrecht op de axiale richting.Thus, with regard to the “axial direction”, a proximal and a distal sentence can be defined. The radial is to be understood as perpendicular to the axial direction.

Volgens een aantal niet-limitatieve uitvoeringsvormen, wordt het proximaal eind van de behuizing rechtsreeks gelast op de genoemde binnenzijde of verlijmd met de genoemde binnenzijde, of omvat de behuizing langs het proximaal eind ervan een flens die kan worden gebout/gelast op of verlijmd met de genoemde binnenzijde. Indien de flens geschikt zou zijn voor het vastbouten ervan tegen de binnenzijde van het roervat, is bij voorkeur zowel deze flens als de wand van het roervat voorzien van een overeenkomstige set boorgaten. Bij verdere voorkeur is de wand van het roervat dan aan de binnenzijde voorzien van een overeenkomstige flens. Het is eveneens mogelijk dat de behuizing integraal deel uitmaakt van het roervat, en dus een instulping vormt in de wand van het roervat, naar binnen toe. De deskundige in het vakgebied is ruimschoots bekwaam om zelf één van bovenstaande, of om het even welke andere geschikte verbinding tussen het proximaal eind van de behuizing en de binnenzijde van het roervat te realiseren.According to some non-limiting embodiments, the proximal end of the housing is welded directly to said interior or glued to said interior, or the housing includes a flange along its proximal end that can be bolted / welded or glued to the said inside. If the flange is suitable for bolting it against the inside of the stirring vessel, preferably both this flange and the wall of the stirring vessel are provided with a corresponding set of drill holes. The wall of the stirring vessel is further preferably provided on the inside with a corresponding flange. It is also possible that the housing forms an integral part of the stirring vessel, and thus forms a recess in the wall of the stirring vessel, inwards. The skilled artisan is well versed in establishing any of the above, or any other suitable connection, between the proximal end of the housing and the interior of the stirrer vessel.

Bij voorkeur gedraagt de configuratie met permanentmagneten en elektromagnetische wikkelingen zich als een permanentmagneet-motor, waarbij voorgenoemde permanentmagneten minstens gedeeltelijk instaan voor magnetisatie van de rotor. Volgens een niet-limitatieve uitvoeringsvorm, gedraagt de configuratie zich als een wisselstroom permanentmagneet-motor. Een voordeel van wisselstroom permanentmagneet-motoren is dat deze een lager verbruik hebben dan inductiemotoren. Nog een voordeel is dat er minder wrijvingsverliezen en jouleverliezen zijn, zodat de motor minder verhit bij gebruik. Nog een voordeel is dat de rotor zelf niet van elektrische stroom moet worden voorzien, omdat de rotor, meer bepaald de houder van de rotor, permanentmagneten omvat. Deze staan in voor de magnetische velden en voor de elektromagnetische wisselwerking met de stator, die de behuizing en de elektromagnetische wikkelingen omvat. In het onderhavige type wisselstroom permanentmagneetmotor, bevindt de stator zich centraal en roteert de rotor (met permanentmagneten) hieromheen. Als alternatief is het echter mogelijk dat de stator een ring vormt omvattende de elektromagnetische wikkelingen, binnen welke ring de rotor draait.Preferably, the permanent magnet and electromagnetic winding configuration behaves like a permanent magnet motor, the aforementioned permanent magnets being at least partially responsible for magnetization of the rotor. According to a non-limiting embodiment, the configuration behaves like an alternating current permanent magnet motor. An advantage of permanent magnet alternating current motors is that they have a lower consumption than induction motors. Another advantage is that there are less friction losses and joel losses, so that the engine heats less during use. Another advantage is that the rotor itself does not have to be supplied with electric current, because the rotor, in particular the holder of the rotor, comprises permanent magnets. These are responsible for the magnetic fields and for the electromagnetic interaction with the stator, which includes the housing and the electromagnetic windings. In the present type of alternating current permanent magnet motor, the stator is centrally located and the rotor (with permanent magnets) rotates around it. Alternatively, however, it is possible for the stator to form a ring comprising the electromagnetic windings within which the rotor rotates.

Een voordeel is dat de motor volledig geïntegreerd is met de roeronderdelen. Onder andere is de rotor rechtstreeks verbonden met het roerelement, of valt deze rechtstreeks te koppelen met dat roerelement. Er wordt dus geen gebruik gemaakt van een in de handel verkrijgbare, standaard elektromagnetische motor, die buiten het roervat zou zijn opgesteld en daar een as aandrijft, waarbij deze as op zijn beurt magnetisch gekoppeld is met de roerkop. De motor is daardoor veel compacter, en de inrichting als geheel omvat een pak minder onderdelen. Ook is de motor daardoor minder kwetsbaar opgesteld.An advantage is that the motor is fully integrated with the rudder parts. Among other things, the rotor is directly connected to the stirring element, or it can be directly coupled to that stirring element. Thus, there is no use of a commercially available standard electromagnetic motor, which is said to be positioned outside the stirrer vessel and driving an shaft there, this shaft in turn being magnetically coupled to the stirring head. The engine is therefore much more compact, and the device as a whole comprises a lot fewer parts. It also makes the engine less vulnerable.

Bij voorkeur is de behuizing een substantieel buisvormig element dat zich uitstrekt in de axiale richting, en waarvan het distaal eind vloeistofdicht gesloten is. Het proximaal eind ervan is vloeistofdicht verbonden met de binnenzijde van het roervat. Volgens een niet-limitatieve uitvoeringsvorm vormt de behuizing dus een vloeistofdichte instulping in de wand van de tank. Bij verdere voorkeur zijn de elektromagnetische wikkelingen in het inwendig volume vloeistofdicht gescheiden van het inwendig volume van de roertank, door middel van deze behuizing. Bij gebruik van de roerinrichting is de roertank gevuld met een vloeistof of vloeibaar mengsel, die de behuizing radiaal en distaal omgeeft. De term “vloeistofdicht” drukt bij voorkeur uit dat iets ondoordringbaar is voor de geroerde vloeistoffen en vloeibare mengsels.Preferably, the housing is a substantial tubular member extending in the axial direction, the distal end of which is closed liquid-tight. Its proximal end is fluid tightly connected to the inside of the stirrer. According to a non-limitative embodiment, the housing thus forms a liquid-tight depression in the wall of the tank. Preferably, the electromagnetic windings in the internal volume are liquid-tightly separated from the internal volume of the stirring tank by means of this housing. When using the stirrer, the stirring tank is filled with a liquid or liquid mixture, which surrounds the housing radially and distally. The term "liquid tight" preferably expresses that something is impermeable to the stirred liquids and liquid mixtures.

Een belangrijk punt bij elektromotoren is de afvoer van warmte die ontstaat bij het gebruik, ais gevolg van wrijving en jouleverliezen. Standaard elektromotoren zijn daartoe meestal voorzien van koeivinnen en een ventilator voor gedwongen convectie met de omgevende lucht. In de huidige opstelling zijn de wikkelingen ondergebracht in de behuizing, waarbij de behuizing radiaal en distaal wordt omgeven door de vloeistof of het vloeibaar mengsel. De klassieke technieken om de motor te koelen kunnen dus moeilijker worden toegepast. Anderzijds, afhankelijk van het ontwerp van de inrichting en de materiaalkeuze, kan de motor rechtstreeks convectief worden gekoeld aan de omgevende vloeistof of het omgevende vloeibare mengsel. De daarmee gepaard gaande convectiecoëfficiënt is typisch veel hoger dan deze voor vrije convectie aan omgevingslucht, met of zonder koelvinnen. Een voordeel extra is dat het daardoor niet langer nodig is om een ventilator te voorzien voor extra koeling, omdat de convectieve koeling aan de vloeistof of het vloeibaar mengsel op zich al volstaat. In het bijzonder wordt daardoor de ventilator vermeden, als lawaai-genererend en onderhouds-behoevend onderdeel.An important point with electric motors is the dissipation of heat that arises during use, as a result of friction and joel losses. Standard electric motors are usually equipped with cow fins and a fan for forced convection with the surrounding air. In the current arrangement, the windings are housed in the housing, the housing being surrounded radially and distally by the liquid or liquid mixture. The classic techniques for cooling the engine are therefore more difficult to apply. On the other hand, depending on the design of the device and the choice of material, the motor can be directly convectively cooled to the surrounding liquid or the surrounding liquid mixture. The associated convection coefficient is typically much higher than that for free convection to ambient air, with or without cooling fins. An additional advantage is that it is no longer necessary to provide a fan for extra cooling, because the convective cooling of the liquid or the liquid mixture is sufficient on its own. In particular, this avoids the fan as a noise-generating and maintenance-requiring part.

Nog een voordeel van de roerinrichting is dat deze geen asdoorvoer met dynamische asafdichting omvat. Er is een zogenaamde contactloze aandrijving van de rotor, door het materiaal van de behuizing heen, door middel van elektromagnetische velden die door de elektromagnetische wikkelingen worden opgewekt. Hierdoor vergt de inrichting minder onderhoud en worden lekken rigoureus vermeden.Another advantage of the stirrer is that it does not include a shaft passage with a dynamic shaft seal. There is a so-called non-contact drive of the rotor, through the material of the housing, by means of electromagnetic fields generated by the electromagnetic windings. As a result, the device requires less maintenance and leaks are rigorously avoided.

Volgens een niet-limitatieve uitvoeringsvorm, vormt de behuizing één integraal deel omvattende een buisvormige zijwand met een vlakke afsluiting aan het distaai eind ervan. De proximale rand van de buis wordt daarbij verbonden met de binnenzijde van een roervat zoals hierboven beschreven. Op die manier vormt de behuizing een vloeistofdichte instulping binnen het roervat. Deze instulping definieert een inwendig volume dat de elektromagnetische wikkelingen omvat. Volgens een alternatieve, niet-limitatieve uitvoeringsvorm bestaat de behuizing uit twee of meerdere onderdelen die met elkaar verbonden zijn. Bijvoorbeeld omvat de behuizing een buisvormige zijwand met een vlakke afsluiting aan het distaai eind, waarbij de zijwand en de vlakke afsluiting respectievelijk uitgevoerd zijn in een verschillend materiaal, en aan elkaar gekoppeld zijn. Geenszins daartoe beperkt, zijn beide bijvoorbeeld gekoppeld door middel van een statische dichting. Statische dichtingen zijn in veel mindere mate onderhevig aan slijtage en lekken dan dynamische asafdichtingen.According to a non-limiting embodiment, the housing forms one integral part comprising a tubular side wall with a flat closure at its distal end. The proximal edge of the tube is thereby connected to the inside of a stirring vessel as described above. In this way, the housing forms a liquid-tight depression within the stirrer. This indentation defines an internal volume that includes the electromagnetic windings. According to an alternative, non-limitative embodiment, the housing consists of two or more parts that are connected to each other. For example, the housing comprises a tubular side wall with a flat closure at the distal end, wherein the side wall and the flat closure are respectively made of a different material and are coupled together. In no way limited thereto, both are coupled, for example, by means of a static seal. Static seals are much less susceptible to wear and leakage than dynamic shaft seals.

Volgens een niet-limitatieve uitvoeringsvorm, is de houder van de rotor voorzien van een even aantal dipool-permanentmagneten. Bijvoorbeeld is de genoemde houder voorzien van 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, of 16 dipool-permanentmagneten. Bij voorkeur omvat de houder eveneens een zijwand, net zoals de behuizing, waarmee de houder de zijwand van de behuizing radiaal ontvangt. De genoemde dipoolmagneten zijn dan omvat door de genoemde (cilindrische) zijwand van de houder, en gelijkmatig verdeeld over zijn omtrek. De magnetisatie is daarbij steeds radiaal gericht, en wijst voor naburige permanentmagneten afwisselend naar de as toe en weg van de as. Geschikte permanentmagneten zijn vlakke magneten en boogvormige magneten met een kromtestraal die ongeveer gelijk is aan de straal van de zijwand van de houder. Bij voorkeur volgens dezelfde uitvoeringsvorm, vormt de veelheid aan elektromagnetische wikkelingen binnen de behuizing een aantal elektromagneten. Bijvoorbeeld, maar niet daartoe gelimiteerd, is hun aantal even groot. Hun assen zijn eveneens radiaal gericht op de (cilindrische) zijwand van de behuizing, vanaf de binnenzijde. Bij verdere voorkeur zijn deze elektromagneten eveneens gelijkmatig verdeeld langsheen de binnen-omtrek van de genoemde zijwand. Bij nog verdere voorkeur is elk paar van naburige magneten steeds zodanig gekoppeld dat, bij het voeren van een stroom, het magnetisch veld dat wordt gegenereerd voor de ene magneet weg van de as is gericht terwijl het voor de andere magneet naar de as toe wijst. Het is voordelig dat de elektromagneten zich op dezelfde hoogte als de permanentmagneten bevinden, voor een optimale elektromagnetische wisselwerking tussen beide. Met datzelfde doel voor ogen, is het eveneens voordelig dat de permanentmagneten zich zo dicht mogelijk bij de elektromagneten bevinden. Om die reden worden de lagering en de zijwand van de behuizing bij voorkeur zo dun mogelijk gekozen.According to a non-limiting embodiment, the rotor holder is provided with an even number of dipole permanent magnets. For example, said holder is provided with 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, or 16 dipole permanent magnets. Preferably, the holder also comprises a side wall, just like the housing, with which the holder receives the side wall of the housing radially. Said dipole magnets are then contained by said (cylindrical) sidewall of the container, and distributed evenly over its circumference. The magnetization is always radially oriented, and for neighboring permanent magnets alternately points towards and away from the axis. Suitable permanent magnets are flat magnets and arcuate magnets with a radius of curvature approximately equal to the radius of the side wall of the container. Preferably according to the same embodiment, the plurality of electromagnetic windings within the housing form a plurality of electromagnets. For example, but not limited to, their number is the same. Their shafts are also oriented radially on the (cylindrical) side wall of the housing, from the inside. Further preferably, these electromagnets are also evenly distributed along the inner circumference of said side wall. Even more preferably, each pair of adjacent magnets is always coupled such that, when carrying a current, the magnetic field generated for one magnet is directed away from the axis while pointing for the other magnet toward the axis. It is advantageous that the electromagnets are at the same height as the permanent magnets, for optimal electromagnetic interaction between the two. For the same purpose, it is also advantageous that the permanent magnets are as close as possible to the electromagnets. For this reason, the bearing and the side wall of the housing are preferably chosen as thin as possible.

Volgens alternatieve, niet-limitatieve uitvoeringsvormen, wordt de inrichting ontworpen volgens een variatie op de klassieke wisselstroom permanentmagneetmotor hierboven. Bijvoorbeeld maar geenszins daartoe gelimiteerd, worden er één of meerdere ringvormige multipolaire magneten gebruikt in plaats van dipoolmagneten, met een radiale of axiale multipolaire magnetisatie of om het even welke andere magnetisatie gekend in het vakgebied. Daarenboven of daarnaast is het mogelijk om de permanentmagneet-motor uit te voeren als een meerfasige multipolaire permanentmagneet-motor. Hierop verder bouwende en geschikte, alternatieve uitvoeringsvormen kunnen worden ontworpen door de vakman.According to alternative, non-limiting embodiments, the device is designed according to a variation of the classic AC permanent magnet motor above. For example, but by no means limited thereto, one or more annular multipolar magnets are used in place of dipole magnets, with radial or axial multipolar magnetization or any other magnetization known in the art. In addition or additionally, it is possible to design the permanent magnet motor as a multiphase multipolar permanent magnet motor. Building on this and suitable alternative embodiments can be designed by the skilled person.

Bij voorkeur zijn de elektromagnetische wikkelingen, indien deze zijn uitgevoerd als een beperkt aantal afzonderlijke elektromagneten, gewikkeld omheen respectievelijke kernen uit een zacht ferromagnetisch materiaal. Een voordeel is dat dit toelaat om de elektromagnetische velden erdoor opgewekt te versterken en te kanaliseren, zonder al te veel hystereseverliezen te introduceren.Preferably, the electromagnetic windings, when designed as a limited number of discrete electromagnets, are wrapped around respective cores of a soft ferromagnetic material. An advantage is that it allows to amplify and channel the electromagnetic fields generated by it, without introducing too many hysteresis losses.

Bij het stroomvoeren van de elektromagnetische wikkelingen, interageren deze elektromagnetisch met de permanentmagneten. De resultante van al deze interacties is een krachtkoppel uitgeoefend door de stator (met wikkelingen) op de rotor en omgekeerd, omheen de axiale richting. Het resultaat is dat de rotor met roerelement aan het draaien gaat, en daarbij de vloeistof of het vloeibare mengsel roert.When conducting the electromagnetic windings, they interact electromagnetically with the permanent magnets. The result of all these interactions is a torque of force exerted by the stator (with windings) on the rotor and vice versa, around the axial direction. The result is that the rotor with stirring element starts rotating, thereby stirring the liquid or the liquid mixture.

De exacte uitwerking van de inrichting kan variëren naargelang de finaliteit van het roeren en de aard van de roerprocessen. Deze roerprocessen omvatten maar zijn geenszins beperkt tot homogeniseren, suspenderen, dispergeren, emulgeren en/of om het even welke combinatie daarvan. Afhankelijk van de gewenste roeractie, zal de deskundige in het vakgebied onderhavige uitvinding toepassen door onder andere één of meerdere, geschikte roerelementen te gebruiken, de inrichting zodanig uit te voeren dat een geschikt vermogen en een geschikte rotatiesnelheid wordt bekomen bij gebruik, en door de inrichting te monteren binnen het roervat, op een goedgekozen positie en met een geschikte oriëntatie. Bijvoorbeeld kunnen één of meerdere, gelijkaardige roerinrichtingen in de bodem, langs de zijwand en/of aan de bovenzijde van het roervat worden voorzien, langs de binnenzijde. Bij voorkeur wordt de roerinrichting niet centraal langsheen de as van een cilindrisch roervat voorzien, omdat zij dan een eigenmode van vloeistofstroming in het roervat aanslaat. Echter, in een alternatieve opstelling wordt de roerinrichting centraal langsheen de as van een roervat voorzien, waarbij dat roervat bovendien voorzien is van tussenschotten voor demping van die eigenmode.The exact effect of the device may vary depending on the finality of the stirring and the nature of the stirring processes. These stirring processes include but are by no means limited to homogenizing, suspending, dispersing, emulsifying and / or any combination thereof. Depending on the desired stirring action, one skilled in the art will practice the present invention by using, inter alia, one or more suitable stirring elements, designing the device to obtain a suitable power and rotation speed in use, and by the device to be mounted within the stirrer, in a well-chosen position and with a suitable orientation. For example, one or more similar stirrers can be provided in the bottom, along the side wall and / or on the top of the stirrer, along the inside. Preferably, the stirrer is not centrally provided along the shaft with a cylindrical stirring vessel, because it then activates an inherent mode of liquid flow in the stirring vessel. However, in an alternative arrangement, the stirring device is provided centrally along the shaft with a stirring vessel, wherein the stirring vessel is additionally provided with partitions for damping the eigenmode.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, omvat de behuizing en/of de rotor een keramisch materiaal. Geschikte keramische materialen omvatten, maar zijn geenszins beperkt tot silicium nitride, siliciumcarbide, zirkoonoxide, aluminiumoxide, aluminiumnitride, boornitride, booroxide, boorcarbide, poly kristallij n diamant, wolfraamcarbide, titaniumcarbide en tantaliumcarbide. Bijvoorbeeld zijn één of meerdere delen van de behuizing en/of de rotor vervaardigd uit één of meerdere van dergelijke keramische materialen, of uit een composiet materiaal dat een poeder van een dergelijk keramisch materiaal omvat, binnen een matrix van een ander materiaal zoals grafiet of een metaal. Daarnaast of daarboven is het mogelijk dat één of meerdere oppervlakken bedekt zijn met een dunne coating omvattende een dergelijk keramisch materiaal. Bij verdere voorkeur, naast het gebruik van het keramisch materiaal, omvatten één of meerdere delen van de inrichting ook één of meerdere staalsoorten, bij voorkeur roestvaste staalsoorten en/of één of meerdere kunststoffen.According to a further or alternative embodiment, the housing and / or the rotor comprises a ceramic material. Suitable ceramic materials include, but are by no means limited to, silicon nitride, silicon carbide, zirconia, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, boron oxide, boron carbide, polycrystalline diamond, tungsten carbide, titanium carbide, and tantalum carbide. For example, one or more parts of the housing and / or the rotor are made of one or more of such ceramic materials, or of a composite material comprising a powder of such a ceramic material, within a matrix of another material such as graphite or a metal. In addition or above it is possible that one or more surfaces are covered with a thin coating comprising such a ceramic material. Preferably, in addition to the use of the ceramic material, one or more parts of the device also comprise one or more steels, preferably stainless steels and / or one or more plastics.

Typisch wordt er in de roertechniek vooral gebruik gemaakt van kunststof en van staalsoorten, in het bijzonder van roestvaste staalsoorten. Ten opzichte van laatstgenoemde materialen, hebben structuren die keramische materialen zoals hierboven omvatten op zijn minst één van de volgende voordelen:Typically, the stirring technique mainly uses plastic and steels, in particular stainless steels. Compared to the latter materials, structures comprising ceramic materials as above have at least one of the following advantages:

ze zijn slijtvaster en harder, en bieden minder wrijvingsweerstand, ze zijn inerter, in die zin dat ze beter bestand zijn tegen corrosie als gevolg van de te roeren vloeistof of het te roeren vloeibare mengsel, voor een grote verscheidenheid aan vloeistoffen en vloeibare mengsels, ze hebben een hogere warmtegeleidingscoëfficiënt en zijn daardoor meer geschikt voor het transporteren van warmte, ze verstoren magnetische velden nauwelijks en ze zijn beter bestand tegen hogere temperaturen.they are more wear-resistant and harder, offer less frictional resistance, they are more inert, in that they are more resistant to corrosion due to the liquid to be stirred or the liquid mixture to be stirred, for a wide variety of liquids and liquid mixtures, they have a higher thermal conductivity and are therefore more suitable for transporting heat, they hardly disturb magnetic fields and they are more resistant to higher temperatures.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, omvat de behuizing een cilindrische zijwand die het inwendig volume radiaal omsluit, de zijwand omvattende het keramisch materiaal. Bij voorkeur is de vorm van de genoemde zijwand in hoofdzaak cilindrisch, in die zin dat de wand optioneel voorzien is van randen zoals spoorkransen, die zich radiaal uitsteken voor statische dichting, voor lagering en dergelijke.According to a further or alternative embodiment, the housing comprises a cylindrical side wall which radially encloses the internal volume, the side wall comprising the ceramic material. Preferably, the shape of said side wall is substantially cylindrical, in that the wall optionally includes edges such as track flanges, which radially extend for static sealing, for bearing and the like.

Een voordeel van een cilindrische zijwand van de behuizing die harder is, slijtvaster is en minder wrijvingsweerstand biedt is dat deze direct deel kan uitmaken van de lagering van de houder van de rotor, omheen die behuizing. Deze lagering introduceert minder wrijvingsweerstand en is ook geschikt voor het roeren van vloeibare mengsels die kleine, harde deeltjes zoals zandkorrels omvatten. Een voordeel van een dergelijke, inertere zijwand is dat de zijwand contact mag maken met de inhoud van het roervat, zonder dat ze wordt aangevreten en regelmatig moet worden vervangen. Bij voorkeur vormt de zijwand van de behuizing dan een directe scheiding tussen de wikkelingen, binnen de behuizing, en de vloeistof of het vloeibare mengsel. Deze configuratie verbetert het warmtetransport tussen beide. Het is daarbij extra voordelig dat het materiaal zijwand een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt zou hebben, voor een geoptimaliseerde warmteoverdracht erdoorheen. Een voordeel van een dergelijke wand die de magnetische velden in veel mindere mate verstoort, is dat de elektromagnetische wisselwerking tussen de wikkelingen en de permanentmagneten, aan weerszijden van de wand, optimaal is. Ook is het voordelig dat de scheidingswand bestand is tegen hoge temperaturen.An advantage of a cylindrical side wall of the housing that is harder, more wear resistant and offers less frictional resistance is that it can be directly part of the bearing of the rotor holder, around that housing. This bearing introduces less frictional resistance and is also suitable for stirring liquid mixtures that include small hard particles such as sand grains. An advantage of such an inert side wall is that the side wall is allowed to make contact with the contents of the stirrer, without being gnawed and regularly replaced. Preferably, the side wall of the housing then forms a direct separation between the windings, within the housing, and the liquid or liquid mixture. This configuration improves heat transfer between the two. It is additionally advantageous that the sidewall material would have a high heat conduction coefficient for optimized heat transfer throughout. An advantage of such a wall, which disturbs the magnetic fields to a much lesser extent, is that the electromagnetic interaction between the windings and the permanent magnets, on either side of the wall, is optimal. It is also advantageous that the partition wall is resistant to high temperatures.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, heeft het keramisch materiaal een thermische geleidbaarheid van minstens 50 W.m ¹.K'¹. Bij verdere voorkeur is de thermische geleidbaarheid van het keramisch materiaal minstens 60 W.m'¹.K'¹, bij nog verdere voorkeur minstens 70 W.m ¹.K¹, bij nog verdere voorkeur minstens 80 W.m ¹.K¹, bij nog verdere voorkeur minstens 90 W.m ¹.K¹, bij nog verdere voorkeur minstens 100 W.m’¹.K'¹, bij nog verdere voorkeur minstens 110 W.m'¹.K ¹, bij nog verdere voorkeur minstens 120 W.m'¹.K'¹. Bij verdere voorkeur wordt er in dit opzicht voor één van de volgende, keramische materialen geopteerd: wolfraamcarbide, siliciumcarbide en/of aluminiumnitride. Hoewel, andere keramische materialen zoals hierboven kunnen eveneens worden toegepast.According to a further or alternative embodiment, the ceramic material has a thermal conductivity of at least 50 Wm ¹ .K ' ¹ . Even more preferably, the thermal conductivity of the ceramic material is at least 60 W.m. ¹ .K ' ¹ , even more preferably at least 70 Wm ¹ .K ¹ , even more preferably at least 80 Wm ¹ .K ¹ , even more preferably at least 90 Wm ¹ .K ¹ , still further preferably at least 100 W.m ' ¹ .K' ¹ , even more preferably at least 110 W.m ' ¹ .K ¹ , even more preferably at least 120 W.m' ¹ .K ' ¹ . Preferably, in this regard, one of the following ceramic materials is opted for: tungsten carbide, silicon carbide and / or aluminum nitride. However, other ceramic materials as above can also be used.

Een voordeel is dat de warmte die ontstaat door jouleverliezen in de stroomvoerende elektromagnetische wikkelingen efficiënt wordt afgevoerd naar de geroerde vloeistof of het geroerde vloeibare mengsel. Het is daardoor niet langer nodig om de wikkelingen extra te koelen aan de omgevingslucht, door middel van een ventilator. Bij voorkeur zijn de elektromagnetische wikkelingen thermisch conductief gekoppeld met de genoemde zijwand van de behuizing. D.w.z. dat er een pad bestaat, bij voorkeur zo kort mogelijk, voor conductieve warmteafvoer vanaf de (stroomvoerende) elektromagnetische wikkelingen langs die zijwand. Volgens een niet-limitatief voorbeeld, zijn de wikkelingen voorzien omheen een zacht ferromagnetische kern die rechtstreeks contact maakt met en/of bevestigd is aan de binnenzijde van die zijwand. Optioneel wordt er warmtegeleidingspasta gebruikt, voor een verbetering van de conductieve koeling.An advantage is that the heat generated by the joule losses in the current-carrying electromagnetic windings is efficiently dissipated to the stirred liquid or the stirred liquid mixture. It is therefore no longer necessary to cool the windings extra to the ambient air, by means of a fan. Preferably, the electromagnetic windings are thermally conductively coupled to said housing side wall. I.e. that there is a path, preferably as short as possible, for conductive heat dissipation from the (current-carrying) electromagnetic windings along that side wall. According to a non-limiting example, the windings are provided around a soft ferromagnetic core that makes direct contact with and / or is attached to the inside of that side wall. Heat conductive paste is optionally used to improve conductive cooling.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, heeft het keramisch materiaal een Knoop hardheidswaarde van minstens 500 kg.mm². Bij verdere voorkeur is de Knoop hardheidswaarde van het keramisch materiaal minstens 600 kg.mm², bij nog verdere voorkeur minstens 700 kg.mm², bij nog verdere voorkeur minstens 800 kg.mm², bij nog verdere voorkeur minstens 900 kg.mm², bij nog verdere voorkeur minstens 1000 kg.mm², bij nog verdere voorkeur minstens 1500 kg.mm², bij nog verdere voorkeur minstens 2000 kg.mm². Bij verdere voorkeur wordt er in dit opzicht voor één of meerdere van de volgende, keramische materialen geopteerd: aluminium oxide, aluminiumnitride, wolfraamcarbide, zirkoonoxide, siliciumnitride, siliciumcarbide, boorcarbide en/of boornitride.According to a further or alternative embodiment, the ceramic material has a Knoop hardness value of at least 500 kg.mm ² . Preferably the Knoop hardness value of the ceramic material is at least 600 kg.mm ² , even more preferably at least 700 kg.mm ² , even more preferably at least 800 kg.mm ² , even more preferably at least 900 kg.mm ² , still more preferably at least 1000 kg.mm ² , even more preferably at least 1500 kg.mm ² , even more preferably at least 2000 kg.mm ² . It is further preferred to use one or more of the following ceramic materials in this regard: aluminum oxide, aluminum nitride, tungsten carbide, zirconium oxide, silicon nitride, silicon carbide, boron carbide and / or boron nitride.

Een voordeel is dat deze materialen harder en slijtvaster zijn dan de meeste staalsoorten. Bij voorkeur worden deze materialen omvat door onderling in of langs elkaar roterende onderdelen, en maken zij deel uit van de lagering tussen beide. Bij verdere voorkeur maakt één of meerdere van bovenstaande keramische materialen deel uit van de lagering tussen de rotor en de behuizing. De langs of over elkaar bewegende onderdelen genieten daardoor een langere levensduur. Ook bieden deze keramische materialen minder wrijvingsweerstand, zodat er minder wrijvingsverliezen optreden.An advantage is that these materials are harder and more durable than most steels. Preferably, these materials are contained by mutually rotating parts in or along each other, and form part of the bearing between them. Preferably, one or more of the above ceramic materials forms part of the bearing between the rotor and the housing. The parts moving along or over each other therefore enjoy a longer service life. These ceramic materials also offer less frictional resistance, so that less friction losses occur.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, is het keramisch materiaal diamagnetisch. Bij voorkeur wordt er in dit opzicht voor één of meerdere van de volgende keramische materialen geopteerd: siliciumnitride, siliciumcarbide, zirkoonoxide, aluminiumoxide, aluminiumnitride, boornitride, boorcarbide, polykristallijn diamant en/of booroxide.According to a further or alternative embodiment, the ceramic material is diamagnetic. Preferably, one or more of the following ceramic materials are opted for in this regard: silicon nitride, silicon carbide, zirconia, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, boron carbide, polycrystalline diamond and / or boron oxide.

Of een materiaal al dan niet “diamagnetisch” is van aard, wordt nader bepaald door de waarde van zijn “magnetische susceptibiliteit”. Deze laatste grootheid, ook wel aangeduid als X_m, geeft aan hoezeer dat materiaal wordt gemagnetiseerd bij onderwerping aan een magnetisch veld H. De magnetisatie M in het materiaal verhoudt zich dan tot het magnetisch veld H als M=X_mH. Voor diamagnetische materialen in het bijzonder, is de magnetische susceptibiliteit licht negatief, en in absolute waarde veel kleiner dan de eenheidswaarde. Als gevolg daarvan, reageren diamagnetische materialen nauwelijks op het magnetisch veld H dat hun wordt opgelegd. De magnetische inductie B, zijnde een maat voor de totale sterkte van het magnetische veld, dus het gecombineerde resultaat van het opgelegde veld H en de materie-magnetisatie M, is daardoor slechts beperkt beïnvloed door de aanwezigheid van diamagnetische materie. Met andere woorden, diamagnetische materialen verstoren het magnetische veld H nauwelijks, en des te minder naarmate hun magnetische susceptibiliteit kleiner is in absolute waarde. Dit staat in scherp contrast met paramagnetische/ferromagnetische materialen, zoals de meeste types van roestvrij staal. Ferromagnetische materialen beïnvloeden het magnetische veld in belangrijke mate. Deze materialen versterken het veld maar kanaliseren het ook. In AC magnetische applicaties kunnen ferromagnetische materialen ook belangrijke hystereseverliezen teweeg brengen.Whether or not a material is "diamagnetic" in nature is further determined by the value of its "magnetic susceptibility". This last quantity, also referred to as X _m , indicates how much that material is magnetized when subjected to a magnetic field H. The magnetization M in the material then relates to the magnetic field H if M = X _m H. For diamagnetic materials in particular, the magnetic susceptibility is slightly negative, and in absolute value much smaller than the unit value. As a result, diamagnetic materials hardly respond to the magnetic field H imposed on them. The magnetic induction B, being a measure of the total strength of the magnetic field, i.e. the combined result of the imposed field H and the matter-magnetization M, is therefore only influenced to a limited extent by the presence of diamagnetic matter. In other words, diamagnetic materials hardly disturb the magnetic field H, and so the less their magnetic susceptibility is less in absolute value. This is in sharp contrast to paramagnetic / ferromagnetic materials, such as most types of stainless steel. Ferromagnetic materials have a significant influence on the magnetic field. These materials strengthen the field but also channel it. In AC magnetic applications, ferromagnetic materials can also cause significant hysteresis losses.

Een voordeel van dergelijke materialen is dat zij de magnetische velden nauwelijks verstoren. Bij verdere voorkeur omvat de zijwand van de behuizing een dergelijk diamagnetisch, keramisch materiaal. Bijvoorbeeld bestaat zij grotendeels uit een dergelijk diamagnetisch, keramisch materiaal. De zijwand van de behuizing heeft daardoor slechts een verwaarloosbare invloed op de elektromagnetische wisselwerking tussen de wikkelingen in haar intern volume en de permanente magneten in de houder van de rotor.An advantage of such materials is that they hardly disturb the magnetic fields. Preferably, the side wall of the housing comprises such a diamagnetic ceramic material. For example, it largely consists of such a diamagnetic ceramic material. The side wall of the housing therefore has only a negligible influence on the electromagnetic interaction between the windings in its internal volume and the permanent magnets in the holder of the rotor.

Volgens een niet-limitatieve uitvoeringsvorm, bestaat de zijwand van de behuizing uit een dergelijk diamagnetisch, keramisch materiaal. Bij voorkeur zijn de elektromagnetische wikkelingen zo ver mogelijk van de as, dus dicht mogelijk tegen de binnenkant van deze zijwand gemonteerd. De houder van de rotor ontvangt daarbij de genoemde behuizing; meer in het bijzonder omvat deze houder ook een zijwand, die de zijwand van de behuizing radiaal omsluit en die permanentmagneten omvat. Bij verdere voorkeur zijn de permanentmagneten zo dicht mogelijk bij de as, dus zo dicht mogelijk bij de binnenkant van deze zijwand gemonteerd. Hierdoor is de afstand tussen de permanentmagneten en de elektromagnetische wikkelingen minimaal, en dus de elektromagnetische interactie tussen beide maximaal. De minimale separatie tussen de elektromagnetische wikkelingen enerzijds en de permanentmagneten anderzijds is gegeven door de dikte van de zijwand van de behuizing. Bij verdere voorkeur is de gekozen dikte het resultaat van een afweging tussen een minimale sterkte van de behuizing enerzijds, omdat de rotor hierop zit gelagerd, en een maximale elektromagnetische interactie tussen de wikkelingen en de permanentmagneten anderzijds. Optioneel is de zijwand van de houder onderbroken. Bijvoorbeeld betreft het een cilindrische zijwand met langwerpige uitsparingen die zich uitstrekken volgens de axiale richting.According to a non-limitative embodiment, the side wall of the housing consists of such a diamagnetic ceramic material. Preferably, the electromagnetic windings are mounted as far away from the shaft as possible, i.e. close to the inside of this side wall. The holder of the rotor thereby receives the said housing; more particularly, this holder also includes a side wall which radially encloses the side wall of the housing and which includes permanent magnets. Preferably, the permanent magnets are mounted as close to the axis as possible, i.e. as close as possible to the inside of this side wall. As a result, the distance between the permanent magnets and the electromagnetic windings is minimal, and therefore the electromagnetic interaction between them is maximal. The minimum separation between the electromagnetic windings on the one hand and the permanent magnets on the other is given by the thickness of the side wall of the housing. Preferably, the selected thickness is the result of a trade-off between a minimum strength of the housing, on the one hand, because the rotor is mounted on it, and a maximum electromagnetic interaction between the windings and the permanent magnets, on the other hand. The side wall of the container is optionally interrupted. For example, it concerns a cylindrical side wall with elongated recesses that extend in the axial direction.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm is het keramisch materiaal siliciumcarbide. Bij voorkeur omvat de behuizing een cilindrische zijwand die het inwendig volume radiaal omsluit, de zijwand omvattende siliciumcarbide. Bij verdere voorkeur bestaat de genoemde zijwand voornamelijk uit siliciumcarbide.According to a further or alternative embodiment, the ceramic material is silicon carbide. Preferably, the housing comprises a cylindrical side wall which radially encloses the internal volume, the side wall comprising silicon carbide. Preferably, said side wall mainly consists of silicon carbide.

Een voordeel is dat de genoemde zijwand van de behuizing hard en slijtvast is, en weinig wrijvingsweerstand biedt. De rotor kan dus, door middel van de houder, rechtstreeks gelagerd zitten op de behuizing. De buitenzijde van de zijwand van de behuizing fungeert daarbij als eerste glijoppervlak. Volgens een eerste, nietlimitatieve uitvoeringsvorm is de genoemde lagering een glijlagering, en is de binnenzijde van de zijwand van de genoemde houder voorzien van een tweede glijoppervlak, dat het eerste glijoppervlak op passende wijze ontvangt. Volgens een tweede, niet-limitatieve uitvoeringsvorm is de genoemde lagering een rollagering, waarbij de zijwand van de genoemde houder langs de binnenzijde voorzien is van axiaal georiënteerde, roteerbare cilinders. Volgens een derde, niet-limitatieve uitvoeringsvorm is de genoemde lagering een kogellagering, waarbij de zijwand van de genoemde houder langs de binnenzijde voorzien is van kogels. In de voorgaande twee uitvoeringsvormen zijn de rolelementen - de cilinders en de kogels - bij voorkeur vervaardigd uit een keramisch materiaal zoals hierboven beschreven, bij verdere voorkeur uit siliciumcarbide, silicium nitride of aluminiumoxide, met gekende voordelen zoals doorheen dit document beschreven. Een bijzonder voordeel is dat het niet noodzakelijk is om dergelijke lagers te smeren, deze worden gesmeerd door middel van de geroerde vloeistof of het geroerde vloeibare mengsel, waardoor het wordt omgeven. Andere voordelen werden hierboven reeds vermeld.An advantage is that the said side wall of the housing is hard and wear resistant, and offers little frictional resistance. The rotor can therefore be mounted directly on the housing by means of the holder. The outside of the side wall of the housing acts as the first sliding surface. According to a first, non-limiting embodiment, said bearing is a sliding bearing, and the inner side of the side wall of said holder is provided with a second sliding surface, which receives the first sliding surface in an appropriate manner. According to a second, non-limitative embodiment, said bearing is a roller bearing, wherein the side wall of said holder is provided on the inside with axially oriented, rotatable cylinders. According to a third, non-limitative embodiment, said bearing is a ball bearing, wherein the side wall of said holder is provided with balls on the inside. In the foregoing two embodiments, the rolling elements - the cylinders and balls - are preferably made of a ceramic material as described above, further preferably of silicon carbide, silicon nitride or aluminum oxide, with known advantages as described throughout this document. A particular advantage is that it is not necessary to lubricate such bearings, they are lubricated by means of the stirred liquid or the stirred liquid mixture, which surrounds it. Other advantages have already been mentioned above.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, zit de houder op de behuizing gelagerd door middel van een glijlagering. Deze glijlagering voorziet dan een radiale lagering van de rotor op de behuizing, op onderling roteerbare wijze omheen de axiale richting. Bij voorkeur omvat de genoemde glijlagering een eerste glijoppervlak, zijnde de buitenzijde van de zijwand van de behuizing, en een tweede glijoppervlak, zijnde de binnenzijde van de zijwand van de houder. Bij verdere voorkeur is minstens het eerste glijoppervlak van beide een siliciumcarbide oppervlak.According to a further or alternative embodiment, the holder is mounted on the housing by means of a sliding bearing. This slide bearing then provides a radial bearing of the rotor on the housing, rotatable about the axial direction. Preferably said sliding bearing comprises a first sliding surface, being the outside of the side wall of the housing, and a second sliding surface, being the inside of the side wall of the container. More preferably, at least the first sliding surface of both is a silicon carbide surface.

Een voordeel van een glijlagering is dat dit een erg eenvoudige lagering is. Bovendien kan een dergelijke lagering vrij dun worden gemaakt, zodat de wikkelingen zo dicht mogelijk bij de permanentmagneten kunnen worden gepositioneerd.An advantage of a plain bearing is that it is a very simple bearing. In addition, such a bearing can be made quite thin, so that the windings can be positioned as close as possible to the permanent magnets.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, omvat de genoemde glijlagering bovendien een enkelvoudige of dubbele axiaallagering. Een voordeel is dat, bij onderlinge rotatie, het axiaal verlopen van de rotor ten opzichte van de behuizing in tenminste één richting wordt verhinderd.According to a further or alternative embodiment, said sliding bearing additionally comprises a single or double axial bearing. An advantage is that, with mutual rotation, the axial movement of the rotor relative to the housing in at least one direction is prevented.

In het geval van een enkele axiaallagering, kiest de vakman de richting waarin de genoemde axiaallagering werkzaam is, dus in dewelke het verlopen van de rotor ten opzichte van de behuizing wordt verhinderd. Deze keuze wordt genomen al naargelang de situatie. Daarbij wordt er rekening gehouden met hoe de axiale richting van de roerinrichting is georiënteerd, het gewicht van de rotor en de richting en grootte van de reactiekracht op de rotor bij het roeren, hetgeen afhankelijk is van het type roerelement, de rotatiesnelheid en de rotatiezin.In the case of a single axial bearing, the person skilled in the art chooses the direction in which said axial bearing acts, i.e. in which the expiration of the rotor relative to the housing is prevented. This choice is made depending on the situation. This takes into account how the axial direction of the stirrer is oriented, the weight of the rotor and the direction and magnitude of the reaction force on the rotor when stirring, which depends on the type of stirring element, the speed of rotation and the sense of rotation.

Volgens een niet-limitatieve uitvoeringsvorm, is de behuizing en/of de houder van de rotor voorzien van minstens één spoorkrans, voor het verhinderen van het axiaal verlopen van de rotor ten opzichte van de behuizing. Bij voorkeur omvat de genoemde spoorkrans een keramisch materiaal zoals hierboven beschreven. Bij verdere voorkeur omvat de spoorkrans siliciumcarbide. Volgens een verdere, nietlimitatieve uitvoeringsvorm, vormt de zijwand van de behuizing een integraal deel uit siliciumcarbide, omvattende nul, één of twee spoorkransen. De genoemde zijwand is daarbij in hoofdzaak cilindervorm ing en is bij voorkeur langs één of beide uiteinden (distaal en/of proximaal) voorzien van de spoorkrans, wat resulteert in een enkelvoudige respectievelijk een dubbele axiaallagering. De genoemde spoorkransen hebben de vorm van een siliciumcarbide rand die radiaal uitsteekt.According to a non-limitative embodiment, the housing and / or the holder of the rotor is provided with at least one track ring, to prevent axial movement of the rotor relative to the housing. Preferably said track rim comprises a ceramic material as described above. Preferably, the track ring comprises silicon carbide. According to a further, non-limiting embodiment, the side wall of the housing forms an integral part of silicon carbide, comprising zero, one or two track crowns. The said side wall is herein substantially cylindrical in shape and is preferably provided with the track rim along one or both ends (distal and / or proximal), which results in a single and a double axial bearing, respectively. The said track crowns are in the form of a silicon carbide rim which protrudes radially.

Een voordeel van een enkelvoudige axiaallagering ten opzichte van een dubbele axiaallagering, is dat de productie en assemblage van de roerinrichting eenvoudiger verloopt. Daarbij wordt de zijwand met spoorkrans in één deel uit siliciumcarbide vervaardigd. De houder van de rotor wordt hierover geschoven, en wel langs dat uiteinde dat niet voorzien is van een spoorkrans.An advantage of a single axial bearing compared to a double axial bearing is that the production and assembly of the stirrer is simpler. The side wall with track rim is manufactured in one part from silicon carbide. The holder of the rotor is slid over this, namely along that end which is not provided with a track ring.

Een voordeel van een dubbele axiaallagering is dat, bij onderlinge rotatie, het axiaal verlopen van de rotor ten opzichte van de behuizing in beide axiale richtingen wordt verhinderd.An advantage of a double axial bearing is that, with mutual rotation, the axial movement of the rotor relative to the housing in both axial directions is prevented.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, omvat de genoemde houder een distaal eind, waarbij de houder nabij dat distaal eind van minstens één opening is voorzien. In lijn met bovenstaande definities kan er ook een “proximaal eind” van de houder worden aangeduid, zijnde het eind waarlangs de houder de behuizing ontvangt. Het “distaal eind” van de houder is overstaand aan dat “proximaal eind. De opening aan het distaal eind van de houder laat bij voorkeur een doorstroming toe van de geroerde vloeistof of van het geroerde vloeibare mengsel, tussen het proximaal eind van de houder en de opening nabij het distaal eind van de houder. Deze doorstroming vindt plaats doorheen de nauwe separatie tussen de buitenzijde van de zijwand van de behuizing enerzijds en de binnenzijde van de zijwand van de houder anderzijds.According to a further or alternative embodiment, said holder comprises a distal end, wherein the holder is provided with at least one opening near that distal end. In line with the above definitions, a "proximal end" of the container may also be indicated, being the end through which the container receives the housing. The "distal end" of the container is protruding from that "proximal end. Preferably, the opening at the distal end of the container allows flow of the stirred liquid or stirred liquid mixture between the proximal end of the container and the opening near the distal end of the container. This flow takes place through the narrow separation between the outside of the side wall of the housing on the one hand and the inside of the side wall of the container on the other.

Een voordeel van deze doorstroming is dat ze de glijlagering tussen de rotor en de behuizing smeert met de geroerde vloeistof of met het geroerde, vloeibare mengsel. Nog een voordeel is dat deze doorstroming de genoemde nauwe separatie voortdurend en automatisch reinigt, wat hygiënischer en onderhoudsvriendelijker is. Nog een voordeel is dat deze doorstroming warmte onttrekt aan de inrichting, in het bijzonder aan de stroomvoerende elektromagnetische wikkelingen, door het materiaal van de behuizing heen, in het bijzonder doorheen de zijwand van de behuizing. Het is daarbij extra voordelig dat de behuizing een materiaal omvat met een hoge warmtegeleidingscoëfficiënt zoals, maar geenszins beperkt tot siliciumcarbide.An advantage of this flow is that it lubricates the plain bearing between the rotor and the housing with the stirred liquid or with the stirred liquid mixture. Another advantage is that this flow continuously and automatically cleans the said narrow separation, which is more hygienic and maintenance-friendly. Another advantage is that this flow extracts heat from the device, in particular from the current-carrying electromagnetic windings, through the material of the housing, in particular through the side wall of the housing. It is additionally advantageous for the housing to comprise a material with a high thermal conductivity such as, but in no way limited to, silicon carbide.

Nog een betere doorstroming kan worden verkregen met een houder waarvan de zijwand onderbroken is, zoals hierboven uiteengezet. Bijvoorbeeld betreft het een cilindrische zijwand met uitsparingen die zich uitstrekken volgens de axiale richting.Even better flow can be obtained with a container whose side wall is interrupted, as explained above. For example, it concerns a cylindrical side wall with recesses that extend in the axial direction.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, omsluit de genoemde houder een halfopen kamer, die tussen het distaai eind van de houder en het distaai eind van de behuizing is gepositioneerd, en waarbij voorgenoemde opening een vloeistofverbinding van de halfopen kamer naar de omgeving van de roerinrichting realiseert. Wanneer geïnstalleerd in een roervat, realiseert voorgenoemde opening een vloeistofverbinding van de halfopen kamer naar de rest van het roervatvolume. De kamer is daarbij “halfopen”, in die zin dat het een volume bezet waarvan het buitenoppervlak wordt afgebakend door het distaai eind van de behuizing, het distaai eind van de houder en een eventuele distale zijwand van de houder. Het distaai eind van de houder of de distale zijwand van de houder is daarbij minstens voorzien van voorgenoemde opening. De totale oppervlakte van de openingen beslaat daarbij maximaal 98 % van het distaai eind en de eventuele distale zijwand van de houder, bij voorkeur maximaal 90%, bij verdere voorkeur minimaal 5%, bij verdere voorkeur minimaal 10%, bij verdere voorkeur minimaal 20%, en bij verdere voorkeur minimaal 50%. De vakman is in staat om hier een afweging te maken tussen een maximale doorstroming enerzijds, en een stevige koppeling van het roerelement of de roeras op de houder van de rotor anderzijds.According to a further or alternative embodiment, said container encloses a semi-open chamber positioned between the distaing end of the container and the distaing end of the housing, wherein said opening establishes a fluid connection from the semi-open chamber to the area surrounding the agitator. . When installed in a stirring vessel, said opening establishes a fluid connection from the semi-open chamber to the rest of the stirring vessel volume. The chamber is thereby "semi-open" in that it occupies a volume whose outer surface is defined by the distaing end of the housing, the distaing end of the container and any distal side wall of the container. The distal end of the holder or the distal side wall of the holder is at least provided with the aforementioned opening. The total surface area of the openings thereby comprises a maximum of 98% of the distal end and any distal side wall of the container, preferably a maximum of 90%, more preferably a minimum of 5%, more preferably a minimum of 10%, a further preferably a minimum of 20%. , and further preferably at least 50%. The skilled person is able here to make a trade-off between a maximum flow on the one hand and a firm coupling of the stirring element or the stirring shaft to the rotor holder on the other.

Bij aansturing van de rotor wordt de draaibeweging van de houder deels overgedragen op de vloeistof in de halfopen kamer. Als gevolg van centrifugale krachtwerking op deze roterende vloeistof, ontstaat er een radiale drukgradiënt binnen de halfopen kamer. Bij de gebruikelijke rotatiesnelheden tussen 20 min’¹ enWhen the rotor is actuated, the rotational movement of the container is partly transferred to the liquid in the semi-open chamber. As a result of centrifugal force action on this rotating liquid, a radial pressure gradient is created within the semi-open chamber. At the usual rotational speeds between 20 min ' ¹ and

5000 min’¹, bijvoorbeeld bij een rotatiesnelheid van 400 min’¹, resulteert dit in een significante radiale pompwerking. Afhankelijk van de positie van de opening nabij het distaai eind van de houder, wordt vloeistof daardoor ofwel aangezogen ofwel weggeslingerd doorheen de opening. In het eerste geval resulteert dit in een doorstroming vanuit de halfopen kamer tot aan het proximaal eind van de houder, doorheen de nauwe separatie tussen de buitenzijde van de zijwand van de behuizing enerzijds en de binnenzijde van de zijwand van de houder anderzijds. In het tweede geval resulteert dit in een doorstroming vanaf het proximaal eind van de houder tot in de halfopen kamer, doorheen diezelfde, nauwe separatie, en tot slot doorheen de genoemde opening.5000 min ' ¹ , for example at a rotation speed of 400 min' ¹ , this results in a significant radial pumping action. Depending on the position of the opening near the distal end of the container, liquid is thereby either sucked in or ejected through the opening. In the former case, this results in a flow-through from the semi-open chamber to the proximal end of the container, through the narrow separation between the outside of the side wall of the housing on the one hand and the inside of the side wall of the container on the other. In the second case, this results in a flow from the proximal end of the container into the semi-open chamber, through the same narrow separation, and finally through said opening.

Een voordeel hiervan is dat de zelfreinigende, zelfkoelende en/of zelfsmerende werking van de roerinrichting verder wordt versterkt, omdat de doorstroming langsheen de zijwand van de behuizing krachtiger is.An advantage of this is that the self-cleaning, self-cooling and / or self-lubricating effect of the stirrer is further enhanced, because the flow along the side wall of the housing is more powerful.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, is de genoemde opening decentraal gepositioneerd. In het bijzonder is de opening bij voorkeur niet centraal axiaal gepositioneerd. De radiale pompwerking bestaat er dan in dat vloeistof naar buiten toe wordt weggeslingerd uit de halfopen kamer, via de opening. Tegelijkertijd wordt er vloeistof aangezogen vanaf het proximaal eind van de houder tot in de halfopen kamer, wat de doorstroming langsheen de zijwand van de behuizing verder bevordert. Een voordeel hiervan is opnieuw dat de zelfreinigende, zelfkoelende en/of zelfsmerende werking van de roerinrichting verder wordt versterkt.According to a further or alternative embodiment, said opening is positioned decentralized. In particular, the opening is preferably not centrally positioned axially. The radial pumping action then consists in that liquid is ejected outwards from the semi-open chamber, via the opening. At the same time, liquid is drawn in from the proximal end of the container into the semi-open chamber, which further promotes flow along the side wall of the housing. An advantage of this is again that the self-cleaning, self-cooling and / or self-lubricating effect of the stirrer is further enhanced.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, is de genoemde opening deels radiaal gericht. In het bijzonder is de opening bij voorkeur niet zuiver axiaal gericht. Bijvoorbeeld is de opening radiaal gericht, weg van de as, of maakt de normaal op de opening een hoek van 45° met de axiale richting. Meer in het algemeen is de hoek tussen deze normaal en de axiale richting minimaal 5°, bij voorkeur minimaal 10°, bij verdere voorkeur minimaal 20°, bij verdere voorkeur minimaal 30°. Een voordeel is dat de radiale pompwerking verder wordt bevorderd. Volgens een niet-limitatieve uitvoeringsvorm, worden de openingen voorzien van schoepen, om het effect van het radiaal pompen nog meer te versterken.According to a further or alternative embodiment, said opening is partly radially oriented. In particular, the opening is preferably not oriented purely axially. For example, the opening is oriented radially away from the axis, or the normally on the opening is at an angle of 45 ° to the axial direction. More generally, the angle between this normal and the axial direction is at least 5 °, preferably at least 10 °, more preferably at least 20 °, more preferably at least 30 °. An advantage is that the radial pumping action is further enhanced. According to a non-limitative embodiment, the openings are provided with vanes to further enhance the effect of radial pumping.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, is het genoemde roerelement losmaakbaar verbonden met de rotor. Een voordeel is dat het roerelement eenvoudig kan worden vervangen wanneer het versleten is. Nog een voordeel is dat het productieproces zo efficiënt en algemeen mogelijk verloopt, terwijl het roerelement specifiek wordt gekozen, naargelang de aard van de roeractie.According to a further or alternative embodiment, said stirring element is releasably connected to the rotor. An advantage is that the rudder element can be easily replaced when it is worn out. Another advantage is that the production process is as efficient and general as possible, while the rudder element is specifically chosen, depending on the nature of the rudder action.

Volgens een verdere of alternatieve uitvoeringsvorm, omvat de inrichting minstens twee roerelementen, die elk geconfigureerd zijn voor het losmaakbaar verbinden ervan met de rotor. Een voordeel is dat de eindgebruiker zelf het geschikte roerelement kan kiezen en variëren naargelang de aard van de benodigde roeractie.According to a further or alternative embodiment, the device comprises at least two stirring elements, each configured to detachably connect it to the rotor. An advantage is that the end user can choose the suitable stirring element and vary depending on the nature of the stirring action required.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een roervat voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels; in het bijzonder is dat roervat voorzien van de inrichting hierboven beschreven. Bovengenoemde voordelen van de inrichting kunnen in dit verband worden hernomen.In a second aspect, the invention relates to a stirring vessel for stirring liquids and liquid mixtures; in particular, that stirring vessel provided with the device has been described above. The above-mentioned advantages of the device can be reaffirmed in this connection.

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.In what follows, the invention is described by means of non-limiting examples illustrating the invention, which are not intended or should be interpreted to limit the scope of the invention.

VOORBEELDEN EN FIGURENEXAMPLES AND FIGURES

In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende voorbeelden en figuren die de uitvinding illustreren, en die geenszins bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.In what follows, the invention is described by means of non-limiting examples and figures illustrating the invention, which are by no means intended or should be interpreted to limit the scope of the invention.

Figuur 1 toont, in doorsnede, een uitvoeringsvorm van de inrichting 21 volgens onderhavige werkwijze, voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels. Daarbij is die roerinrichting 21 gemonteerd in een roervat, langs de binnenzijde van de roervatwand 1. De genoemde wand 1 is daartoe voorzien van een bevestigingsflens 2, en de inrichting 21 omvat een wandflens 3. Beide flensen 2, 3 zijn voorzien van een overeenkomstige set gaten, voor onderlinge bevestiging middels bouten 4, waarbij de gaten in de bevestigingsflens 2 zijn voorzien van tapdraad. Om te voorkomen dat deze bevestiging zou lostrillen tijdens gebruik van de inrichting 21, worden de bouten 4 geborgd middels veerringen 5. Bovendien wordt er gebruik gemaakt van een dichtingsring 6, zodat de verbinding tussen wandflens 3 en bevestigingsflens 2 ondoordringbaar is voor de geroerde vloeistoffen en mengsels.Figure 1 shows, in cross section, an embodiment of the device 21 according to the present method, for stirring liquids and liquid mixtures. The stirring device 21 is mounted in a stirring vessel, along the inside of the stirring vessel wall 1. The said wall 1 is provided for this purpose with a mounting flange 2, and the device 21 comprises a wall flange 3. Both flanges 2, 3 are provided with a corresponding set holes, for mutual fixing by means of bolts 4, the holes in the fixing flange 2 being provided with tap thread. To prevent this fastening from loosening during use of the device 21, the bolts 4 are secured by means of spring washers 5. In addition, a sealing ring 6 is used, so that the connection between wall flange 3 and fastening flange 2 is impermeable to the stirred liquids and mixtures.

De roerinrichting 21 omvat verder een behuizing 7, die zich axiaal vanaf de genoemde wandflens 3 uitstrekt. Daarbij is de behuizing 7 opgebouwd uit een cilindrische zijwand 7a, en zij is distaai afgesloten d.m.v. een cirkelvormig, distaai deksel 7b. Dichtingsringen 6’ bewaken de vloeistofdichte aansluiting van die zijwand 7a op de wandflens 3 enerzijds, en van het distaai deksel 7b op de zijwand 7a anderzijds. Het geheel wordt samengehouden door middel van een centrale bout 4’ met veerring 5’. Zodoende definieert de behuizing 7 een inwendig volume, welk volume vloeistofdicht is afgesloten van de inhoud van het roervat. Langs de buitenzijde van het roervat is dat inwendig volume verder afgesloten door middel van een proximaal deksel 8. Bovendien is er binnenin het volume een veelheid aan elektromagneten 9 voorzien, welke zijn aangesloten op een elektrisch aansluitblokThe stirrer 21 further comprises a housing 7 which extends axially from the said wall flange 3. Thereby the housing 7 is built up from a cylindrical side wall 7a, and it is closed tightly by means of a circular dista lid 7b. Grommets 6 monitor the liquid tight connection of that side wall 7a to the wall flange 3 on the one hand, and of the distai cover 7b to the side wall 7a on the other. The whole is held together by means of a central bolt 4 "with spring washer 5". Thus, the housing 7 defines an internal volume, which volume is sealed liquid-tight from the contents of the stirring vessel. Along the outside of the stirring vessel, that internal volume is further closed by means of a proximal cover 8. In addition, a plurality of electromagnets 9 are provided inside the volume, which are connected to an electrical connection block

10.10.

Nu omvat deze roerinrichting 21 verder nog een rotor 11, die is aangepast om rechtstreeks door de te roeren vloeistoffen en vloeibare mengsels te worden omgeven. Deze rotor 11 is verbonden met een roeras 12, zich in axiale richting van die rotor 11 uitstrekkend, en op zijn beurt verbonden met een roerelement 13. Dat roerelement 13 is hier uitgevoerd als een roerpropeller met drie propellerbladen - waarvan er slechts twee zichtbaar zijn in de getoonde doorsnede. De rotor 11 zelf definieert een houder 11a, voor het ontvangen van de genoemde behuizing 7, langs het distaai eind ervan. Daarbij omsluit de houder 11a de zijwand 7a van die behuizing 7 radiaal, en op onderling passende wijze. Zodoende verzorgt deze houder 11a een radiale glijlagering van de rotor 11 op de behuizing 7, omheen de axiale richting. Aan zijn distaai eind is de houder 11a gedeeltelijk afgesloten d.m.v. een distale kap 11b. Deze kap 11b zorgt voor aansluiting op en ondersteuning van de roeras 12.Now, this stirrer 21 further comprises a rotor 11 adapted to be surrounded directly by the liquids and liquid mixtures to be stirred. This rotor 11 is connected to a stirring shaft 12, extending in the axial direction of that rotor 11, and in turn connected to a stirring element 13. This stirring element 13 is here designed as a stirring propeller with three propeller blades - of which only two are visible in the section shown. The rotor 11 itself defines a holder 11a for receiving said housing 7 along its distal end. The holder 11a thereby encloses the side wall 7a of said housing 7 radially, and in an appropriate manner. Thus, this holder 11a provides radial sliding bearing of the rotor 11 on the housing 7 around the axial direction. At its distal end, the container 11a is partially closed by means of a distal cap 11b. This cap 11b provides connection to and support for the agitator shaft 12.

In de getoonde uitvoeringsvorm vormt de houder 11a een cilindrische zijwand, welke zijwand de cilindrische zijwand 7a van de behuizing 7 radiaal omsluit. De houder 11 a is langs de binnenzijde van die cilindrische zijwand voorzien van een veelheid aan permanentmagneten 14. De elektromagneten 9 binnen de behuizing 7 interageren, wanneer zij stroom voeren, met de permanentmagneten 14 van de rotor, door het materiaal van de zijwand 7a van de behuizing 7 heen; zij oefenen daarbij een krachtkoppel uit op de rotor 11, omheen de axiale richting. Ter optimalisatie van deze elektromagnetische koppeling, is de zijwand 7a van de behuizing 7 uitgevoerd in een diamagnetisch materiaal zoals siliciumcarbide. Ook zijn de permanentmagneten 14 zo dicht als mogelijk bij de elektromagneten 9 voorzien, aan de binnenzijde van de zijwand van de houder 11a. Bij voorkeur scheidt enkel een smalle luchtspleet 1 5 de permanentmagneten 14 van die zijwand 7a van de behuizing 7. Deze luchtspleet 15 kan uiteraard worden bezet door een vacuüm of door eender welke substantie, bijvoorbeeld een smeringsmiddel, een koelingsmiddel of bij voorbeeld door het te roeren mengsel.In the shown embodiment the holder 11a forms a cylindrical side wall, which side wall radially encloses the cylindrical side wall 7a of the housing 7. The holder 11a is provided along the inner side of that cylindrical side wall with a plurality of permanent magnets 14. The electromagnets 9 within the housing 7 interact, when carrying current, with the permanent magnets 14 of the rotor, through the material of the side wall 7a of the housing 7; they thereby exert a torque on the rotor 11, around the axial direction. To optimize this electromagnetic coupling, the side wall 7a of the housing 7 is made of a diamagnetic material such as silicon carbide. The permanent magnets 14 are also provided as close as possible to the electromagnets 9, on the inside of the side wall of the holder 11a. Preferably, only a narrow air gap 15 separates the permanent magnets 14 of that side wall 7a from the housing 7. This air gap 15 can of course be occupied by a vacuum or by any substance, for example a lubricant, a cooling agent or, for example, by stirring it mixture.

Voor een slijtvaste, minstens radiale glijlagering van de rotor 11 op de behuizing 7, omvat de rotor 11 twee siliciumcarbide glijringen 16. Bovendien vormt de zijwand 7a van de behuizing 7 een spoorkrans 17. Deze spoorkrans 17 verzorgt bijkomend een axiale glijlagering van de rotor 11 op die behuizing 7. Daarbij vormt de zijwand 7a van de behuizing 7 samen met de spoorkrans 17 één integraal deel uit siliciumcarbide. In het bijzonder verhindert de spoorkrans 17 enkel het axiaal verlopen van de rotor 11 t.o.v. de behuizing 7, naar de roervatwand 1 toe. Deze opstelling kan eenvoudig worden gereinigd, waarbij de rotor 11 simpelweg van de behuizing 7 af wordt geschoven. Een dergelijke glijlagering kan bijvoorbeeld geschikt zijn voor roerders die verticaal opwaarts gericht in een roervat worden voorzien, en waarbij de reactiekrachten op de rotor 11 tijdens het roeren niet volstaan om de rotor 11 van de behuizing 7 te lichten. De genoemde reactiekrachten zijn daarbij voldoende laag, vergeleken met het gewicht van de rotor 11, en/of deze reactiekrachten zijn neerwaarts gericht.For a wear-resistant, at least radial sliding bearing of the rotor 11 on the housing 7, the rotor 11 comprises two silicon carbide sliding rings 16. In addition, the side wall 7a of the housing 7 forms a track ring 17. This track ring 17 also provides an axial slide bearing of the rotor 11 on said housing 7. Thereby the side wall 7a of the housing 7 together with the track ring 17 forms one integral part of silicon carbide. In particular, the track rim 17 only prevents the rotor 11 from running axially with respect to the housing 7, towards the stirring vessel wall 1. This arrangement can be easily cleaned, the rotor 11 simply being slid away from the housing 7. Such a slide bearing can for instance be suitable for stirrers which are provided vertically upwards in a stirring vessel, and wherein the reaction forces on the rotor 11 during stirring are not sufficient to lift the rotor 11 from the housing 7. The said reaction forces are then sufficiently low compared to the weight of the rotor 11, and / or these reaction forces are directed downwards.

De distale kap 11b waarvan sprake, voor afsluiting van het distaai eind van de houder 11a, heeft in hoofdzaak de vorm van een holle, afgeknotte kegel. Daarbij vormt de zijwand van deze kap 11b een hoek van ongeveer 45° met de axiale richting, en deze zijwand is bovendien voorzien van minstens één opening 19. De opening is dus niet zuiver axiaal, en meer bepaald onder een hoek van ongeveer 45° t.o.v. de axiale richting gericht; zij is dus deels radiaal gericht. De holle, distale kap 11b omsluit nu een halfopen kamer 18, welke kamer 18 deels is afgebakend door de kap 11b met opening 19, en door het distaai deksel 7b van de behuizingThe distal cap 11b referred to for sealing the distal end of the container 11a is essentially in the form of a hollow, truncated cone. In addition, the side wall of this hood 11b forms an angle of about 45 ° with the axial direction, and this side wall is moreover provided with at least one opening 19. The opening is therefore not purely axial, and more particularly at an angle of about 45 ° with respect to directed in the axial direction; it is therefore partly radial. The hollow distal cap 11b now encloses a semi-open chamber 18, which chamber 18 is partially demarcated by the cap 11b with opening 19, and by the dista lid 7b of the housing

7. Bij roterende aansturing van de rotor 11 omheen die behuizing 7, verzorgt dit ontwerp een radiale pompwerking. De vloeistof aanwezig in de halfopen kamer 18 wordt daarbij doorheen de opening 19 naar buiten geslingerd. Nieuwe vloeistof wordt daardoor aangezogen, vanaf het proximaal eind van de houder 11a, langs voorgenoemde luchtspleet 1 5 en tot in de halfopen kamer 18. Het resultaat is een zelfreinigende, zelfkoelende en zelfsmerende roerinrichting 21.7. Rotary actuation of the rotor 11 around that housing 7, this design provides radial pumping action. The liquid present in the semi-open chamber 18 is thereby thrown out through the opening 19. New fluid is thereby drawn in, from the proximal end of the container 11a, along the aforementioned air gap 15 and into the semi-open chamber 18. The result is a self-cleaning, self-cooling and self-lubricating stirrer 21.

Voor het versterken van dit effect, zijn de genoemde openingen 1 9 in de distale kap 11b bij voorkeur zo groot als mogelijk. Bijvoorbeeld beslaat de totale oppervlakte van de openingen 19 ongeveer 80% van het distaai eind 11b en de eventuele distale zijwand van de rotor 11. In de configuratie van de figuur zal de distale kap 11b echter voldoende stevig moeten zijn, voor de rechtstreekse ondersteuning van de roeras 12. In alternatieve uitvoeringsvormen is zij gevormd uit twee of meerdere spaken die zich uitstrekken tussen de houder 11a en de roeras 1 2.To enhance this effect, said openings 1 9 in the distal cap 11b are preferably as large as possible. For example, the total area of the apertures 19 occupies about 80% of the distal end 11b and any distal sidewall of the rotor 11. However, in the configuration of the figure, the distal cap 11b should be sufficiently strong for the direct support of the agitator shaft 12. In alternative embodiments, it is formed of two or more spokes extending between the container 11a and the agitator shaft 1 2.

Figuur 2 toont, wederom in doorsnede, een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting 21 volgens onderhavige werkwijze, voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels. Het voornaamste verschil met de uitvoeringsvorm volgens figuur 1, is dat de rotor 11 nu dubbel axiaal gelagerd zit omheen de behuizing 7. De zijwand 7a van de behuizing 7, net als de spoorkrans 17 zijn daarbij nog steeds integraal gevormd uit siliciumcarbide. Dit deel is echter omgedraaid t.o.v. de axiale richting. Bijkomend is er nu een losstaande, siliciumcarbide voetkrans 20 voorzien. De twee kransen 17, 20 beperken daarbij het axiaal verlopen van de rotor t.o.v. de behuizing 7 in twee richtingen, door glijdende samenwerking met de twee glijringen 16. Drie dichtingsringen 6 verzorgen het vloeistofdicht aansluiten van die voetkrans 20, op de wandflens 3 enerzijds en op de zijwand 7a van de behuizing 7 anderzijds.Figure 2 shows, again in cross-section, a second embodiment of the device 21 according to the present method, for stirring liquids and liquid mixtures. The main difference with the embodiment according to figure 1 is that the rotor 11 now has double axial bearings around the housing 7. The side wall 7a of the housing 7, just like the track rim 17, are still integrally formed from silicon carbide. However, this part is reversed from the axial direction. In addition, a free-standing, silicon carbide base ring 20 is now provided. The two crowns 17, 20 thereby limit the axial running of the rotor in two directions relative to the housing 7, by sliding cooperation with the two sliding rings 16. Three sealing rings 6 ensure that the foot ring 20 is connected liquid-tight, on the wall flange 3 on the one hand and on the side wall 7a of the housing 7 on the other hand.

Figuur 3 toont op schematische wijze een roervat voorzien van vier roerinrichtingen 21, volgens een uitvoeringsvorm van onderhavige uitvinding. Elk van de roerinrichtingen 21 omvat een wandflens 3 voor bevestiging ervan langs de binnenzijde van de roervatwand 1. Die roervatwand 1 voorziet daarbij de overeenkomstige bevestigingsflens 2. Afhankelijk van de uitvoeringsvorm, wordt de wandflens 3 zelf langs de binnenzijde of langs de buitenzijde aan de bevestigingsflens 2 vastgemaakt; in onderhavige uitvoeringsvorm is dat langs de buitenzijde. Elk van de roerinrichtingen 21 omvat nu verder een rotor 11 die uitmondt in een roeras 12. Die roeras 12 is dan voorzien van één of meerdere roerelementen 13, onder de vorm van roerpropellers. De lengte van de roeras 12 kan variëren. Uiteraard kunnen andere roerelementen 13 worden gekozen, en/of kunnen delen ervan, zoals propellerbladen ook rechtstreeks langs de buitenzijde van de houder 11a worden voorzien. De roerinrichtingen 21 zijn decentraal in het roervat gemonteerd.Figure 3 schematically shows a stirring vessel provided with four stirring devices 21, according to an embodiment of the present invention. Each of the stirrers 21 comprises a wall flange 3 for its attachment along the inside of the stirring vessel wall 1. The stirring vessel wall 1 thereby provides the corresponding mounting flange 2. Depending on the embodiment, the wall flange 3 itself is attached to the mounting flange on the inside or along the outside 2 attached; in the present embodiment this is from the outside. Each of the stirrers 21 now further comprises a rotor 11 which opens into a stirring shaft 12. Said stirring shaft 12 is then provided with one or more stirring elements 13, in the form of stirring propellers. The length of the stirring shaft 12 can vary. Of course, other stirring elements 13 can be selected, and / or parts thereof, such as propeller blades, can also be provided directly along the outside of the holder 11a. The stirrers 21 are decentralized in the stirrer.

Figuren 4A en 4B tonen, op schematische wijze, een bovenaanzicht en een vooraanzicht van een roervat voorzien van twee roerinrichtingen 21, volgens een uitvoeringsvorm van onderhavige uitvinding. Ditmaal zijn de roerinrichtingen 21 centraal in het roervat voorzien. Bovendien vormt de binnenzijde van de roervatwand 1 vier tussenschotten 22. Deze tussenschotten 22 maken een degelijke, chaotische menging van de inhoud van het roervat mogelijk, zoals op zich gekend uit de roertechniek.Figures 4A and 4B schematically show a top view and a front view of a stirring vessel provided with two stirring devices 21, according to an embodiment of the present invention. This time, the stirrers 21 are provided centrally in the stirring vessel. In addition, the inside of the stirring vessel wall 1 forms four partitions 22. These partitions 22 enable a thorough, chaotic mixing of the contents of the stirring vessel, as known per se from the stirring technique.

De genummerde elementen op de figuren zijn:The numbered elements on the figures are:

1. Roervatwand1. Stirring vessel wall

2. Bevestigingsflens2. Mounting flange

3. Wandflens3. Wall flange

4. Bout4. Bolt

5. Veerring5. Spring washer

6. Dichtingsring6. Sealing ring

7. Behuizing7. Housing

a. Zijwanda. Sidewall

b. Distaai dekselb. Dista lid

8. Proximaal deksel8. Proximal lid

9. Elektromagneet9. Electromagnet

10. Elektrisch aansluitblok10. Electric terminal block

11. Rotor11. Rotor

a. Houdera. Holder

b. Distale kapb. Distal hood

12. Roeras12. Stirring shaft

13. Roerelement13. Rudder element

14. Permanentmagneet14. Permanent magnet

15. Luchtspleet15. Air gap

16. Glijring16. Slip ring

17. Spoorkrans17. Track wreath

18. Halfopen kamer18. Semi-open room

19. Opening19. Opening

20. Voetkrans20. Foot wreath

21. Roerinrichting21. Stirrer

22. Tussenschot22. Divider

Het is verondersteld dat de huidige uitvinding niet beperkt is tot de uitvoeringsvormen die hierboven beschreven zijn en dat enkele aanpassingen of veranderingen aan de beschreven voorbeelden kunnen toegevoegd worden zonder de toegevoegde conclusies te herwaarderen.It is believed that the present invention is not limited to the embodiments described above and that some modifications or changes to the described examples can be added without revaluating the added claims.

Claims (16)

CONCLUSI ESCONCLUSI ES 1. Een inrichting 21 voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels, de inrichting 21 omvattende:An apparatus 21 for stirring liquids and liquid mixtures, the apparatus 21 comprising: een behuizing 7 die zich uitstrekt volgens een axiale richting, waarbij de behuizing 7 een proximaal eind en een distaal eind omvat, en een inwendig volume definieert dat langs het distaal eind ervan gesloten is, een rotor 11, aangepast om door vloeistoffen en vloeibare mengsels te worden omgeven en met minstens één roerelement 13 verbonden, waarbij de rotor 11 een houder 11a definieert die genoemde behuizing 7 langs het distaal eind ervan ontvangt, op zodanige wijze dat de rotor 11 radiaal gelagerd zit op de behuizing 7, op onderling roteerbare wijze omheen de axiale richting, de houder 11a verder omvattende een veelheid aan permanentmagneten 14 en de inrichting 21 verder omvattende een veelheid aan elektromagnetische wikkelingen 9, met het kenmerk, dat de genoemde elektromagnetische wikkelingen 9 omvat zijn door het genoemde inwendig volume en geconfigureerd zijn voor het elektromagnetisch interageren met de permanentmagneten 14, daarbij een krachtkoppel uitoefenend op de rotor 11, omheen de axiale richting.a housing 7 extending in an axial direction, the housing 7 comprising a proximal end and a distal end, and defining an internal volume closed along its distal end, a rotor 11 adapted to pass through liquids and liquid mixtures be surrounded and connected to at least one stirring element 13, the rotor 11 defining a holder 11a receiving said housing 7 along its distal end, such that the rotor 11 is radially supported on the housing 7, rotatably around it. axial direction, the holder 11a further comprising a plurality of permanent magnets 14 and the device 21 further comprising a plurality of electromagnetic windings 9, characterized in that said electromagnetic windings 9 are contained by said internal volume and are configured for electromagnetic interaction with the permanent magnets 14, thereby exerting a torque on the rotor 11, o around the axial direction. 2. De inrichting 21 volgens voorgaande conclusie 1, met het kenmerk, dat de behuizing 7 en/of de rotor 11 een keramisch materiaal omvatten.The device 21 according to the preceding claim 1, characterized in that the housing 7 and / or the rotor 11 comprise a ceramic material. 3. De inrichting 21 volgens voorgaande conclusie 2, met het kenmerk, dat de behuizing 7 een cilindrische zijwand 7a omvat die het inwendig volume radiaal omsluit, de zijwand 7a omvattende het keramisch materiaal.The device 21 according to the preceding claim 2, characterized in that the housing 7 comprises a cylindrical side wall 7a which radially encloses the internal volume, the side wall 7a comprising the ceramic material. 4. De inrichting 21 volgens één der voorgaande conclusies 2 en 3, met het kenmerk, dat het keramisch materiaal een thermische geleidbaarheid heeft van minstens 50 W.m'¹.K'¹.The device 21 according to any one of the preceding claims 2 and 3, characterized in that the ceramic material has a thermal conductivity of at least 50 W.m ' ¹ .K' ¹ . 5. De inrichting 21 volgens één der voorgaande conclusies 2 tot en met 4, met het kenmerk, dat het keramisch materiaal een Knoop hardheidswaarde heeft van minstens 500 kg.mm².The device 21 according to any one of the preceding claims 2 to 4, characterized in that the ceramic material has a Knoop hardness value of at least 500 kg.mm ² . 6. De inrichting 21 volgens één der voorgaande conclusies 2 tot en met 5, met het kenmerk, dat het keramisch materiaal diamagnetisch is.The device 21 according to any one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that the ceramic material is diamagnetic. 7. De inrichting 21 volgens één der voorgaande conclusies 2 tot en met 6, met het kenmerk, dat het keramisch materiaal silicium carbide is.The device 21 according to any one of the preceding claims 2 to 6, characterized in that the ceramic material is silicon carbide. 8. De inrichting 21 volgens één der voorgaande conclusies 1 tot en met 7, met het kenmerk, dat de houder 11a radiaal op de behuizing 7 gelagerd zit door middel van een glijlagering.The device 21 according to any one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the holder 11a is mounted radially on the housing 7 by means of a sliding bearing. 9. De inrichting 21 volgens voorgaande conclusie 8, met het kenmerk, dat de genoemde glijlagering bovendien een enkelvoudige of dubbele axiaallagering omvat.The device 21 according to the preceding claim 8, characterized in that said sliding bearing additionally comprises a single or double axial bearing. 10. De inrichting 21 volgens één der voorgaande conclusies 1 tot en met 9, met het kenmerk, dat de genoemde houder 11a een distaai eind omvat, waarbij de houder 11a nabij dat distaai eind van minstens één opening 19 is voorzien.The device 21 according to any one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that said container 11a comprises a distai end, wherein the container 11a is provided with at least one opening 19 near that distai end. 11. De inrichting 21 volgens voorgaande conclusie 10, met het kenmerk, dat de genoemde houder 11a een halfopen kamer 18 omsluit, die tussen het distaai eind van de houder 11 a en het distaai eind van de behuizing 7 is gepositioneerd, en waarbij voorgenoemde opening 19 een vloeistofverbinding van de halfopen kamer 18 naar de omgeving van de inrichting 21 realiseert.The device 21 according to the preceding claim 10, characterized in that said container 11a encloses a semi-open chamber 18 positioned between the distal end of the container 11a and the distal end of the housing 7, and wherein said opening 19 realizes a liquid connection from the semi-open chamber 18 to the environment of the device 21. 12. De inrichting 21 volgens één der voorgaande conclusies 10 en 11, met het kenmerk, dat de genoemde opening 19 decentraal is gepositioneerd.The device 21 according to any one of the preceding claims 10 and 11, characterized in that said opening 19 is positioned decentralized. 13. De inrichting 21 volgens één der voorgaande conclusies 10 tot en met 12, met het kenmerk, dat de genoemde opening 19 deels radiaal is gericht.The device 21 according to any one of the preceding claims 10 to 12, characterized in that said opening 19 is partly radially oriented. 14. De inrichting volgens één der voorgaande conclusies 1 tot en met 13, met het kenmerk, dat het genoemde roerelement 13 losmaakbaar verbonden is met de rotor 11.The device according to any one of the preceding claims 1 to 13, characterized in that said stirring element 13 is detachably connected to the rotor 11. 15. De inrichting 21 volgens voorgaande conclusie 14, met het kenmerk, dat de inrichting minstens twee roerelementen 13 omvat, die elk geconfigureerd zijn voor het losmaakbaar verbinden ervan met de rotor 11.The device 21 according to the preceding claim 14, characterized in that the device comprises at least two stirring elements 13, each of which is configured for releasably connecting it to the rotor 11. 16. Een roervat voor het roeren van vloeistoffen en vloeibare mengsels, met het kenmerk, dat het roervat voorzien is van de inrichting 21 volgens één der conclusies 1 tot en met 15.A stirring vessel for stirring liquids and liquid mixtures, characterized in that the stirring vessel is provided with the device 21 according to any one of claims 1 to 15. ÏÖIO I NRI CHTI NG VOOR HET ROEREN VAN VLOEI STOFFEN EN VLOEI BARE MENGSELSI NRI CHTI NG FOR STIRING LIQUIDS AND LIQUID MIXTURES