DE4413463C2

DE4413463C2 - Magnetic stirring device

Info

Publication number: DE4413463C2
Application number: DE4413463A
Authority: DE
Inventors: Helmut Herz; Klaus Kaufmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Thermo Electron LED GmbH
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2014-04-19
Also published as: DE4413463A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnet-Rühreinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.The invention relates to a magnetic stirring device with the Features of the preamble of claim 1.

Es ist allgemein bekannt, Flüssigkeiten in Gefäßen mittels in das Gefäß und in die Flüssigkeit eingegebener magneti scher Rührstäbe zu rühren, welche in dem Gefäß durch ein das Gefäß und seinen Inhalt durchsetzendes magnetisches Feld in Umdrehung versetzt werden, wobei das Magnetfeld von einer Gerätebasis ausgeht, auf deren Basisfläche das Gefäß mit dem zu rührenden Inhalt und dem magnetischen Rührstab aufge stellt wird. Das Magnetfeld, in dem sich der magnetische Rührstab ausrichtet, ist bevorzugtermaßen ein etwa in einer horizontalen Ebene oberhalb der Basisoberfläche wirksames Drehfeld, das entweder dadurch erzeugt wird, daß innerhalb der Basis ein Magnetfelderzeugungssystem körperlich gedreht wird, oder dadurch, daß innerhalb der Basis ein Statorsystem durch Wechselströme geeigneter Phase beaufschlagt wird, der art, daß in bekannter Weise hieraus ein entsprechendes Dreh feld resultiert.It is generally known to use liquids in vessels magneti entered into the vessel and into the liquid to stir shear sticks, which in the vessel through a magnetic field penetrating the vessel and its contents be rotated, the magnetic field of a Device base, on the base surface of which the vessel with the content to be stirred and the magnetic stir bar is posed. The magnetic field in which the magnetic Aligning the stirring rod is preferably approximately in one effective horizontal level above the base surface Rotating field that is generated either by the fact that within the base of a magnetic field generation system physically rotated or by having a stator system inside the base is acted upon by alternating currents of a suitable phase art that in a known manner a corresponding turn field results.

Es ist auch bekannt, in einer Gerätebasis mehrere Magnet felderzeugungssysteme in solcher Weise unterzubringen, daß auf eine Basisoberfläche eine Mehrzahl von Gefäßen mit darin befindlichen, zu rührenden Flüssigkeiten oder Substanzen an bestimmten Punkten oder Bereichen der Basisfläche aufge stellt werden können, wobei einzelne in den Gefäßen befind liche Rührstäbe gleichzeitig zum Durchrühren der Substanzen zu Drehbewegungen veranlaßt werden. Derartige Magnet-Rühr einrichtungen sind für Reihenversuche unter jeweils ver gleichbaren Bedingungen an einer Vielzahl von Proben im La borbetrieb besonders zweckmäßig. It is also known to have multiple magnets in a device base to accommodate field generation systems in such a way that a plurality of vessels on a base surface liquids or substances to be stirred certain points or areas of the base surface can be placed, with individual located in the vessels Liche stirrers at the same time for stirring the substances are caused to rotate. Such magnetic stirring facilities are for series trials under ver comparable conditions on a large number of samples in La on-board operation particularly useful.

Bei Magnet-Rühreinrichtungen der zuvor kurz beschriebenen Art ist es von Wichtigkeit, daß, um reproduzierbare Versuchsbedingungen einzuhalten, Rührstäbe innerhalb der die zu rührende Flüssigkeit enthaltenden Gefäße sicher in den Synchronismus mit dem von der Basis erzeugten magnetischen Drehfeld gezogen werden und gleichzeitig einen guten Rühreffekt haben. Dieser Rühreffekt soll zu einer sicheren Durchmischung des gesamten Inhalts in dem bzw. jedem auf die Gerätebasis aufgestellten Gefäß führen.For magnetic stirring devices of the type briefly described above It is important that in order to be reproducible Adhere to test conditions, stir bars within the the vessels containing the liquid to be stirred safely in the synchronism with that generated by the base magnetic rotating field and at the same time a have a good stir effect. This stirring effect is said to be one safe mixing of the entire content in the or guide each vessel placed on the device base.

Man hat zur Verbesserung des Rühreffektes einen Magnetstab mit einer im Querschnitt dreieckigen Umkleidung versehen, deren Prismenflächen als Rührflächen wirksam sind (DE 25 15 634 A1).You have a magnetic rod to improve the stirring effect provided with a triangular casing in cross section, whose prism surfaces are effective as stirring surfaces (DE 25 15 634 A1).

Bekannt sind auch Rührgeräte mit einem in das jeweilige Gefäß eingegebenen, teilweise rautenförmigen Rührflügel, dessen nach unten weisende Spitze als Spitzenlagerung mit dem Gefäßboden zusammenwirkt und der im oberen Bereich einen quer zur Rührflügelfläche verlaufenden Magnetstab enthält (DE 24 58 904 A1).Mixers with one in each are also known Vessel, partially diamond-shaped impeller, its downward-pointing tip as a tip bearing the bottom of the vessel interacts and that in the upper area a magnetic bar running across the surface of the impeller contains (DE 24 58 904 A1).

Es sind schließlich Rührkörper bekannt, welche in einem scheibenförmigen Teil aus nichtmagnetischem Material einen mit einem Dreh-Magnetfled in Wechselwirkung tretenden Permanentmagnetstab und von dem scheibenförmigen Teil wegragende, Rührflächen bildende Schaufelelemente enthalten (GB 14 93 776).Finally, stirring bodies are known, which are in one disc-shaped part made of non-magnetic material interacting with a rotating magnetic flux Permanent magnet rod and from the disc-shaped part contain protruding blade elements forming stirring surfaces (GB 14 93 776).

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Magnet-Rühreinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 so auszugestalten, daß bei vergleichsweise geringem Gewicht des bzw. jedes Rührorganes dessen Magnetwerkstoff von einem hohen magnetischen Fluß durchsetzt werden kann und ein sicheres Anlaufen des Rührorganes unter dem Einfluß eines magnetischen Drehfeldes gleichzeitig mit einem hohen Rühreffekt erzielt wird.The object of the invention is to solve a problem Magnetic stirring device with the features of the generic term of claim 1 so that at comparatively light weight of the or each stirring element Magnetic material with a high magnetic flux can be enforced and a safe start of the Stirring device under the influence of a magnetic rotating field is achieved at the same time with a high stirring effect.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der dort gekennzeichneten Magnet- Rühreinrichtung bilden Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche. This task is characterized by the characteristics of Claim 1 solved. Advantageous configurations and Further developments of the magnetic Stirring device form the subject of claim 1 subordinate claims.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der hier angegebenen Ma gnet-Rühreinrichtung hat der Magnetwerkstoff des oder jedes Rührorganes die Gestalt mindestens einer flachen Samarium- Kobalt-Scheibe oder -Platte oder die Gestalt einer flachen Neodym-Bor-Scheibe oder -Platte.According to preferred embodiments of the Ma specified here gnet stirrer has the magnetic material of the or each Stirring element the shape of at least one flat samarium Cobalt disc or plate or the shape of a flat one Neodymium boron disc or plate.

In der hier angegebenen Weise ausgebildete Rührorgane können zu einem wesentlichen Teil ihres Volumens von dem Magnet werkstoff selbst gebildet sein, der aufgrund der Scheiben form oder Plattenform in Zusammenwirkung mit der Magnetisie rungsrichtung senkrecht zur Scheibenebene oder Plattenebene im Magnetfeld eine solche Ausrichtung und Bewegung erfährt, daß das Magnetwerkstoffteil um eine zur Scheibenebene oder Plattenebene parallele Achse rotiert.Stirring devices designed in the manner specified here can to a substantial part of their volume from the magnet material itself be formed due to the washers shape or plate shape in interaction with the magnetisie direction perpendicular to the disc plane or plate plane undergoes such alignment and movement in the magnetic field, that the magnetic material part by one to the disk plane or Plate plane parallel axis rotates.

Bei Magnet-Rühreinrichtungen der hier vorgeschlagenen Kon struktion mit Mehrfach-Rührstellen können diese auf der Ba sisoberfläche auf vergleichsweise kleine Durchmesser be schränkte, hochkonzentrierte Drehfelder vorsehen, die in die vom jeweiligen Rührorgan eingenommenen Höhenbereiche ober halb der Basisoberfläche reichen, wobei eine Vielzahl von Rührstellen auf einer Basis-Stellfläche möglich ist.With magnetic stirring devices of the Kon proposed here structure with multiple stirring points can be found on the Ba sis surface to a comparatively small diameter provide restricted, highly concentrated rotating fields, which in the height ranges occupied by the respective agitator half of the base surface range, with a variety of Stirring points on a basic footprint is possible.

Nachfolgend werden zweckmäßige Ausführungsformen anhand der Zeichnung erläutert. Es stellen dar:Appropriate embodiments are described below with the aid of Drawing explained. They represent:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Magnet-Rühreinrichtung der hier angegebenen Art, FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic stirrer of the type specified here,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausfüh rungsform einer Magnet-Rühreinrichtung, dessen Rührorgan zwei scheibenförmige oder plattenförmige Magnetwerk stoffteile aufweist, Fig. 2 is a perspective view of a first exporting approximate shape of a magnetic stirring device, the stirring element comprises two disc-shaped or plate-like magnetic material parts,

Fig. 3 eine Schnitt-Seitenansicht einer gegenüber Fig. 2 abgewandelten Ausführungsform, Fig. 3 is a sectional side view of a comparison with FIG. 2 modified embodiment,

Fig. 4 eine schematische perspektivische Teilansicht des unteren Abschnitts eines Rührorgans in Abwandlung gegen über der Ausführungsform nach Fig. 3, FIG. 4 shows a schematic perspective partial view of the lower section of a stirring element in a modification compared to the embodiment according to FIG. 3, FIG.

Fig. 5 eine Schnitt-Seitenansicht einer gegenüber Fig. 3 nochmals abgewandelten Ausführungsform, Fig. 5 is a sectional side view of a comparison with FIG. 3 further modified embodiment,

Fig. 6 eine Schnitt-Seitenansicht einer Ausführungsform mit pendelnd gelagertem Rührorgan, Fig. 6 is a sectional side view of an embodiment with an oscillating stirrer stored,

Fig. 7 bis 9 schematische perspektivische Ansichten des unteren Teiles von Reagenzgläsern mit darin befindlichen Rührorganen der hier angegebenen Art als Bestandteil von Magnet-Rühreinrichtungen verschiedener Ausführungsform und FIGS. 7 to 9 are schematic perspective views of the lower part of test tubes therein with stirring elements of the type indicated here as a component of magnetic stirrers of various embodiment and

Fig. 10 eine Schnitt-Seitenansicht einer weiteren Ma gnet-Rühreinrichtung der vorliegend angegebenen Art mit einer Rührpaddelanordnung als Rührorgan. Fig. 10 is a sectional side view of another Ma gnet stirring device of the type specified here with a paddle arrangement as a stirring element.

Es sei an dieser Stelle vorausgeschickt, daß die beschriebe nen Ausführungsformen sich insbesondere mit Basisteilen ver wirklichen lassen, welche Mehrfach-Rührstellen an sich be kannter Art aufweisen, wobei sich besonders solche, an sich bekannte Basisteilkonstruktionen eignen, bei denen stillste hende Magneterzeugungssysteme vorgesehen sind, deren unter der Basisfläche oder Basis-Stellfläche befindliche Pole je weils mehreren Rührstellen gemeinsam sind und jeweils in Richtung auf den Rührstellenmittelpunkt nach aufwärts ge kröpfte Polschuhe tragen, die im Bereich um den Rührstellen mittelpunkt ein hochkonzentriertes Magnetfeld oberhalb der Basisfläche oder Basis-Stellfläche bewirken, das mit den nachfolgend beschriebenen Rührorganen besonders zweckmäßig in Wechselwirkung tritt.At this point it should be said that the description NEN embodiments in particular ver with base parts really let which multiple stirring points per se be have known type, with particular ones per se known base part designs are suitable, in which the quietest Magnetic generating systems are provided, the under depending on the base area or base footprint because several stirring points are common and each in Direction up to the center of the stirring point wear cranked pole shoes in the area around the stirring points a highly concentrated magnetic field above the center Base area or base footprint, that with the Stirring devices described below are particularly useful interacts.

In Fig. 1 ist eine Basis einer Magnet-Rühreinrichtung mit 1 bezeichnet. Sie enthält einen elektromotorischen Antrieb 2, der über nicht dargestellte Steuer- oder Regeleinrichtungen an eine Spannungsquelle 3 angeschlossen ist. Der Antrieb be tätigt ein umlaufendes Magnetfelderzeugungssystem 4, von dessen Polen magnetische Kraftlinien ausgehen, die sich zwi schen den Polen oberhalb einer Basis-Stellfläche 5 schließen, derart, daß oberhalb der Basis-Stellfläche ein magnetisches Drehfeld wirksam ist.In Fig. 1, a base of a magnetic stirring device is designated 1 . It contains an electric motor drive 2 , which is connected to a voltage source 3 via control or regulating devices, not shown. The drive be actuates a rotating magnetic field generation system 4 , the poles of which emanate magnetic lines of force that close between the poles above a base footprint 5 , such that a magnetic rotating field is effective above the base footprint.

Auf die Basis-Stellfläche 5 ist ein Gefäß 6 aufgestellt, das eine zu rührende Flüssigkeit 7 und ein Rührorgan 8 enthält. Dieses Rührorgan hat die Gestalt einer flachen Scheibe oder Platte aus Samarium-Kobalt. In Abwandlung hiervon kann das Rührorgan 8 auch die Gestalt einer flachen Scheibe oder Platte aus Neodym-Bor haben. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, richtet sich das aus einem der genannten Magnetwerkstoffe bestehende Rührorgan 8 in dem oberhalb der Basis-Stellfläche 5 wirksamen magnetischen Drehfeld derart aus, daß die Magnetlinien im wesentlichen senkrecht zu der Hauptebene des Rührorganes 8 in dieses eintreten oder das Rührorgan verlassen. Diese Ausrichtung beruht darauf, daß die flache Scheibe oder Platte des Rührorgans 8 eine Magnetisierung senkrecht zu ihrer Ebene aufweist, derart, daß auf der einen großen Oberfläche des Rührorgans sich ein Südpol und auf der anderen großen Oberfläche des Rührorgans sich ein Nordpol ausbilden.A vessel 6 is placed on the base footprint 5 and contains a liquid 7 to be stirred and a stirring element 8 . This agitator has the shape of a flat disk or plate made of samarium cobalt. In a modification of this, the stirring element 8 can also have the shape of a flat disk or plate made of neodymium boron. As shown in Fig. 1, the existing from one of the magnetic materials stirring element 8 in the effective above the base footprint 5 magnetic rotating field such that the magnetic lines substantially perpendicular to the main plane of the stirring element 8 enter this or that Leave agitator. This orientation is based on the fact that the flat disk or plate of the agitator 8 has a magnetization perpendicular to its plane, such that a south pole is formed on one large surface of the agitator and a north pole is formed on the other large surface of the agitator.

Aufgrund der gewählten Gestalt des magnetischen Werkstoff teils des Rührorgans und aufgrund der Orientierung von des sen Magnetisierung wird erreicht, daß das magnetische Werk stoffteil selbst bei vergleichsweise geringem Gewicht und geringem Volumen der Gestalt eines Rührlöffels oder Rührflü gels angepaßt ist und daher eine beträchtliche Rührwirkung entfaltet.Due to the chosen shape of the magnetic material part of the agitator and due to the orientation of the Sen magnetization is achieved that the magnetic work fabric part even with comparatively low weight and small volume in the shape of a mixing spoon or mixer Gel is adjusted and therefore a considerable stirring effect unfolded.

Wie zuvor schon angedeutet, kann die Basis 1 ein stillste hendes Magnetfelderzeugungssystem oder mehrere stillstehende Magnetfelderzeugungssysteme enthalten, deren Erregerwicklun gen durch in geeigneter Weise phasenverschobene Wechsel ströme erregt werden können, um eine oberhalb der Basis- Stellfläche befindliche Rührstelle mit einem Magnetfeld oder mehrere solche Rührstellen zu verwirklichen.As previously indicated, the base 1 can contain a stationary magnetic field generation system or a plurality of stationary magnetic field generation systems, the excitation windings of which can be excited by suitably phase-shifted alternating currents in order to provide a stirring point with a magnetic field or a plurality of such stirring points, which is located above the base footprint realize.

Fig. 2 zeigt ein auf die Basis 1 im Bereich einer Rührstelle aufgestelltes zylindrisches Gefäß 6 mit einer darin befind lichen zu behandelnden Flüssigkeit 7 und einem Deckel 9. Durch einen mit einer zentrischen Bohrung versehenen Ansatz 10 des Deckels 9 ist eine Lagerachse 11 geführt, welche eine Reihe von Umfangsnuten 12 in ihrem oberen Teil aufweist, die dazu bestimmt sind, mit einem Rastmechanismus 13 zusammenzu wirken, um bestimmte Axialstellungen der Lagerachse 11 fest zulegen. Fig. 2 shows a on the base 1 in the region of a stirring position cylindrical vessel 6 with a liquid 7 to be treated therein and a lid 9th Through a provided with a central bore approach 10 of the cover 9 , a bearing axis 11 is guided, which has a series of circumferential grooves 12 in its upper part, which are intended to cooperate with a locking mechanism 13 to fix certain axial positions of the bearing axis 11 .

Am unteren Ende der Lagerachse 11 ist ein Rührflügelträger 14 drehbar gelagert, der von zwei zusammenklipsbaren Kunst stoffteilen gebildet sein kann, welche mit Ausnehmungen ver sehen sind, die der in Fig. 2 angedeuteten Gestalt des unte ren Endes der Lagerachse 11 angepaßt sind, wie in Fig. 2 bei 15 angedeutet ist. Die Teile des Rührflügels 14 sind ferner mit zwei einander über die Drehachse diametral gegenüberlie genden, flach scheibenförmigen Taschen versehen, in welche je eine flache Scheibe aus Magnetwerkstoff eingelegt und durch Zusammenklipsen der Teile des Rührflügels einge schlossen ist. Diese Magnetwerkstoffscheiben sind in Fig. 2 mit 16 und 17 bezeichnet. Je nach Ausbildung der Basis 1 und je nach Gestalt des über der Basis-Stellfläche 5 erzeugten magnetischen Drehfeldes können die flachen Scheiben 16 und 17 des Rührflügels 14 auf der dem Betrachter von Fig. 2 zu gekehrten Seite gleichnamige oder auch ungleichnamige magne tische Pole aufweisen.At the lower end of the bearing axis 11 , an impeller 14 is rotatably supported, which can be formed from two clip-on plastic parts, which are seen with recesses which are adapted to the shape indicated in FIG. 2 of the lower end of the bearing axis 11 , as in Fig. 2 is indicated at 15 . The parts of the impeller 14 are also provided with two diametrically opposed to each other across the axis of rotation, flat disc-shaped pockets, in each of which a flat disc made of magnetic material is inserted and closed by clipping together the parts of the impeller. These magnetic material disks are designated 16 and 17 in FIG. 2. Depending on the design of the base 1 and depending on the shape of the magnetic rotating field generated over the base footprint 5 , the flat disks 16 and 17 of the impeller 14 on the observer of FIG. 2 to the side facing the same or unlike magnetic poles.

Durch Anheben oder Absenken der Lagerachse 11 kann der Rühr flügel 14 auf verschiedene, durch den Rastmechanismus 13 des Ansatzes 10 fixierbare Höhen innerhalb des Gefäßes 6 einge stellt werden.By raising or lowering the bearing axis 11 , the agitator wing 14 can be set to different heights within the vessel 6 by means of the locking mechanism 13 of the attachment 10 .

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der jenigen nach Fig. 2 dadurch, daß die Achse 11 gegenüber dem Deckel 9 mit dem daran angeformten, bei der Ausführungsform nach Fig. 3 nach innen ragenden Ansatz 10 drehbar gelagert ist, wobei wiederum durch einen Rastmechanismus 13 und eine Anzahl axial beabstandeter Umfangsnuten 12 eine Höhenein stellbarkeit der Lagerachse 11 gegeben ist, wie dies in Zu sammenhang mit Fig. 2 bereits beschrieben wurde. Das untere Ende der Lagerachse 11 ist fest mit einem Teil des Rühror gans bildenden Bügel 18 verbunden, welcher die Peripherie einer flachen Magnetwerkstoffscheibe 19 umfaßt, die in den Bügel 18 eingeschnappt werden kann und, etwa zu Reinigungs zwecken, wieder aus dem Bügel 18 herausgezogen werden kann. Die Abmessungen des Bügels 18 und der magnetischen Kreis scheibe 19 sind so gewählt, daß das von diesen beiden Teilen gebildete Rührorgan in den Hals des als Flasche ausgebilde ten Gefäßes 6 eingeführt werden kann.The embodiment according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 in that the axis 11 is rotatably mounted with respect to the cover 9 with the projection 10 formed on it, which in the embodiment according to FIG. 3 projects inwards, again by a Locking mechanism 13 and a number of axially spaced circumferential grooves 12 a Höhenein adjustability of the bearing axis 11 is given, as has already been described in connection with FIG. 2. The lower end of the bearing shaft 11 is fixedly connected to a part of the Rühror gans forming bracket 18 , which comprises the periphery of a flat magnetic material disc 19 which can be snapped into the bracket 18 and, for cleaning purposes, pulled out of the bracket 18 again can. The dimensions of the bracket 18 and the magnetic circular disc 19 are chosen so that the stirring element formed by these two parts can be inserted into the neck of the vessel 6 formed as a bottle th.

Die flache Magnetwerkstoffscheibe 19 ist senkrecht zu ihrer Hauptebene magnetisiert und wird durch das von der Basis 1 oberhalb der Basis-Stellfläche 5 erzeugte magnetische Dreh feld synchron in Umdrehung versetzt.The flat magnetic material disk 19 is magnetized perpendicular to its main plane and is synchronously rotated in rotation by the magnetic field generated by the base 1 above the base footprint 5 .

Eine Abwandlung des Rührorgans der Magnet-Rühreinrichtung nach Fig. 3 ist in Fig. 4 gezeigt. An das untere Ende der Lagerachse 11 ist hier ein Rührorganträger 20 angeformt, welcher die Gestalt eines Rührflügels ähnlich demjenigen von Fig. 2 hat. A modification of the stirring element of the magnetic stirring device according to FIG. 3 is shown in FIG. 4. At the lower end of the bearing axis 11 , an agitator support 20 is formed here, which has the shape of an agitator blade similar to that of FIG. 2.

In einander gegenüberstehenden Vertikalflächen des Rührflü gels 20 sind zylindrische Ansenkungen 21 eingeformt, welche voneinander durch eine dünne Materialwand 22 getrennt sind. In die Ansenkungen 21 sind aus Magnetwerkstoff bestehende Kreisscheiben 23 eingesetzt, welche jeweils senkrecht zu ih rer Hauptebene magnetisiert sind, wobei die Polarisierung, wie in Fig. 4 gezeigt, gewählt ist. Dies hat zur Folge, daß sich die Kreisscheiben 23 mit ihren einander zugekehrten un gleichnamigen Polen anziehen und sich gegenseitig in dem Rührorgan 20 festhalten.In opposite vertical surfaces of the Rührflü gels 20 cylindrical recesses 21 are formed , which are separated from each other by a thin material wall 22 . Circular disks 23 made of magnetic material are inserted into the counterbores 21 , each of which is magnetized perpendicular to their main plane, the polarization being chosen as shown in FIG. 4. This has the consequence that the circular discs 23 attract with their mutually facing un the same poles and hold each other in the agitator 20 .

Es versteht sich, daß bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 4 die Rührflügelträger aus nicht magnetischem Werkstoff gefertigt sind. Vorzugsweise wird als Werkstoff für die Lagerachse und die Rührflügelträger ein chemisch wi derstandsfähiger, magnetisch neutraler Werkstoff gewählt, beispielsweise ein Kunststoff.It is understood that in the embodiments according to FIGS . 2 and 4, the impeller carriers are made of non-magnetic material. A chemically resistant, magnetically neutral material, for example a plastic, is preferably selected as the material for the bearing axis and the impeller carrier.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Lagerachse 11 an dem Deckel 9 des flaschenförmigen Gefäßes 6 befestigt oder in bestimmten Grenzen gegenüber dem Deckelteil 9 axial ver schieblich. Das untere Ende der Lagerachse 11 ist drehbar und axial verschieblich mit dem Rührorgan 24 verbunden. Die ses enthält eine aus Magnetwerkstoff, beispielsweise aus Sa marium-Kobalt oder aus Neodym-Bor, gefertigte flache Scheibe 19, welche in einen Rührflügelträger 25 eingesetzt ist. Die ser Rührflügelträger 25 weist an einer Halteeinrichtung für die Kreisscheibe 19 aus Magnetwerkstoff angeformte Lagerwan gen 26 auf, die parallel zur Drehachse 11 von der Magnet scheibe 19 aus nach aufwärts ragen und zwischen sich einen Führungsspalt 27 ausbilden. In diesem Führungsspalt 27 ist ein am unteren Ende der Lagerachse 11 drehbar befestigtes Führungsstück 28 in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise axial verschieblich geführt. Außerdem reicht die Lagerachse 11 durch eine Bohrung in einem Verbindungsstück 29 der Wangen 26 hindurch. Aufgrund dieser Konstruktion wird erreicht, daß das Rührorgan 24 der Ausführungsform nach Fig. 5 im Betrieb jeweils unterschiedliche Höhen relativ zu dem Deckel 9 ein nehmen kann. Der Rührflügelträger 24 der Ausführungsform nach Fig. 5 kann ebenso wie der Rührflügelträger 14 der Aus führungsform nach Fig. 2 zweiteilig ausgebildet sein, wobei die einzelnen Teile, welche beispielsweise aus zähelasti schem Kunststoff bestehen, um die Drehlagerung zu der Lager achse 11 herum und um die flachen Scheiben oder Platten aus Magnetwerkstoff zusammengeschlossen und verrastet werden können.In the embodiment of Fig. 5, the bearing shaft 11 is fixed to the lid 9 of the bottle-shaped container 6 or axially ver displaceable within certain limits relative to the cover part 9. The lower end of the bearing axis 11 is rotatably and axially displaceably connected to the stirring element 24 . The ses contains a flat disk 19 made of magnetic material, for example, of sodium cobalt or neodymium boron, which is inserted into an impeller carrier 25 . The water impeller carrier 25 has on a holding device for the circular disk 19 made of magnetic material molded Lagerwan gene 26 , which project parallel to the axis of rotation 11 from the magnetic disk 19 upwards and form a guide gap 27 between them. In this guide gap 27 , a guide piece 28 rotatably fastened at the lower end of the bearing axis 11 is guided axially displaceably in the manner shown in FIG. 5. In addition, the bearing axis 11 extends through a bore in a connecting piece 29 of the cheeks 26 . Due to this construction it is achieved that the stirring element 24 of the embodiment according to FIG. 5 can each take different heights in operation relative to the cover 9 . The Rührflügelträger 24 of the embodiment of FIG. 5 can, like the Rührflügelträger 14 of the imple mentation form of FIG. 2 may be formed in two parts, the individual parts which, for example, consist of zähelasti schem plastic, axially to the pivot bearing to the bearing 11, and around the flat disks or plates made of magnetic material can be locked together and locked.

In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, das Rührorgan, welches in Fig. 6 mit 30 bezeichnet ist, gegenüber dem die Flüssigkeit 7 enthaltenden Gefäß nicht axial drehbar, son dern um eine im Winkel zu der Gefäßachse orientierte Achse drehbar zu lagern.In certain cases, it may be expedient for the stirring element, which is designated in FIG. 6 at 30 , to be axially rotatable relative to the vessel containing the liquid 7 , but to be rotatable about an axis oriented at an angle to the vessel axis.

Zu diesem Zwecke ist am oberen Ende der Lagerachse 11 eine Gelenkkugel 31 angeordnet, welche mit einer Kugelgelenk pfanne des Deckels 9 des Gefäßes 6 zusammenwirkt. Das Rühr organ 30 ist am unteren Ende der Lagerachse 11 befestigt. Die Kugelgelenkabstützung der Lagerachse 11 gegenüber dem Deckel 9 bildet nicht nur eine Schwenklagerung sondern auch eine Drehlagerung für die Achse 11.For this purpose, a joint ball 31 is arranged at the upper end of the bearing axis 11 , which cooperates with a ball joint pan of the lid 9 of the vessel 6 . The stirring organ 30 is attached to the lower end of the bearing axis 11 . The ball joint support of the bearing axis 11 with respect to the cover 9 not only forms a pivot bearing but also a pivot bearing for the axis 11 .

Das Rührorgan 30 besteht ähnlich wie bei den Ausführungsfor men nach den Fig. 3 und 5 aus einem etwa aus Kunststoff gefertigten Rührflügelträger 32, welcher an der Lagerachse 11 befestigt ist und in welchen eine flache Kreisscheibe aus Magnetwerkstoff 33 eingesetzt ist. Die Magnetwerkstoff scheibe 33 ist so magnetisiert, daß sie auf der dem Betrach ter von Fig. 6 zugekehrten Seite einen Nordpol oder Südpol ausbildet und auf der gegenüberliegenden Seite einen Südpol oder Nordpol ausbildet. The agitator 30 is similar to the embodiment according to FIGS. 3 and 5 from an approximately plastic agitator blade carrier 32 , which is fixed to the bearing axis 11 and in which a flat circular disc made of magnetic material 33 is used. The magnetic material disc 33 is magnetized so that it forms a north pole or south pole on the side facing the viewer of FIG. 6 and forms a south pole or north pole on the opposite side.

Je nach Ausgestaltung des von der Gerätebasis 1 oberhalb der Basis-Stellfläche 5 erzeugten magnetischen Drehfeldes kann das sich in diesem Drehfeld ausrichtende Rührorgan 30 um die Lagerachse 11 rotieren und dabei beispielsweise die in Fig. 6 gezeigte Schrägstellung der Lagerachse 11 beibehalten oder aber die Rührbewegungen unter Präzession der Lagerachse 11 ausführen. Eine Rotation des Rührorganes in der in Fig. 6 gezeigten Stellung der Lagerachse 11 ist beispielsweise dann möglich, wenn das Gefäß 6 unbeabsichtigt oder auch bewußt exzentrisch zu der betreffenden Rührstelle auf die Basis- Stellfläche 5 der Basis 1 aufgestellt ist.Depending on the design of the magnetic rotating field generated by the device base 1 above the base footprint 5 , the stirring element 30 aligned in this rotating field can rotate about the bearing axis 11 and, for example, maintain the inclined position of the bearing axis 11 shown in FIG. 6 or else keep the stirring movements below Carry out precession of bearing axis 11 . A rotation of the stirring element in the position of the bearing axis 11 shown in FIG. 6 is possible, for example, if the vessel 6 is inadvertently or consciously set up eccentrically to the stirring point in question on the base footprint 5 of the base 1 .

Aus den Fig. 7 bis 9 ist ersichtlich, daß Rührorgane für Magnet-Rühreinrichtungen der hier angegebenen Art nicht not wendigerweise einer Abstützung einer Lagerachse oder Lager konstruktion bedürfen, sondern, wie in Fig. 1 prinzipiell gezeigt, auch lediglich in das Gefäß 6 eingesetzt werden können und sich im Betrieb am Gefäßboden abstützen, soweit sie nicht durch die Rotationsbewegung in der zu mischenden oder zu rührenden Flüssigkeit 7 schwimmen.From Fig. 7 to 9 it can be seen that stirring elements for magnetic stirring devices of the type specified here do not need a support of a bearing axis or bearing construction, but, as shown in Fig. 1 in principle, only used in the vessel 6 can and are supported in operation on the bottom of the vessel, provided that they do not float in the liquid 7 to be mixed or stirred by the rotational movement.

Die bevorzugtermaßen die Gestalt einer flachen Scheibe auf weisenden Magnetwerkstoffteile der Rührorgane sind bei Aus führungsformen gemäß Fig. 7 in eine etwa aus Kunststoff ge fertigte Stabilisationsscheibe 34 eingedrückt, welche mit einem Schlitz zur Aufnahme der Magnetwerkstoffscheibe 35 versehen ist. Die Magnetwerkstoffscheibe 35 besitzt wieder eine Magnetisierung senkrecht zu ihrer Hauptebene und wird von der Stabilisierungsscheibe 34 bei Ausführung der Drehbe wegung unter Ausrichtung im Drehmagnetfeld der Basis 1 der art vertikal gehalten, daß sie einen maximalen Rühreffekt in der Flüssigkeit 7 erzeugt. Bevorzugter Werkstoff für die Ma gnetwerkstoffscheibe 35 ist wiederum Samarium-Kobalt oder Neodym-Bor. Bei dem in Fig. 7 in seinem unteren Teil gezeig ten Gefäß kann es sich um ein Reagenzglas handeln, das zu sammen mit einer Vielzahl weiterer, ebenfalls Rührorgane nach Fig. 7 enthaltender Reagenzgläser in einer Haltevor richtung auf eine Basis 1 aufgesetzt ist, die eine entspre chende Vielzahl von Rührstellen hat.The preferred the shape of a flat disc on pointing magnetic material parts of the stirring elements are pressed in the embodiment according to FIG. 7 in an approximately plastic ge stabilizing disc 34 , which is provided with a slot for receiving the magnetic material disc 35 . The magnetic material disk 35 again has a magnetization perpendicular to its main plane and is held vertically by the stabilizing disk 34 when executing the rotary motion under alignment in the rotating magnetic field of the base 1 of the type that it produces a maximum stirring effect in the liquid 7 . The preferred material for the magnetic disk 35 is again samarium cobalt or neodymium boron. In the lower part shown in FIG. 7, the vessel can be a test tube which is placed on a base 1 in a holding device together with a large number of further test elements, also containing stirring elements according to FIG. 7, which a Corresponding large number of stirring points.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 7 das Rührorgan insbesondere derart rotiert, daß die Rotationsachse mit der Achse der Stabilisierungsscheibe 34 etwa zusammenfällt, ist bei der Ausführungsform nach Fig. 6 die Anordnung so getrof fen, daß die Magnetwerkstoffscheibe 35 dieser Ausführungs form in einen Rührflügelring 36 eingesetzt ist, der bei spielsweise aus Kunststoff besteht und an den senkrecht zu den Hauptebenen der Magnetwerkstoffscheibe 35 kreissegment förmige Rührflügel 37 angeformt sind, so daß die Umrisse des Rührorgans nach Fig. 8 in seiner Gesamtheit einer Kugelform angenähert sind.While the agitator in particular rotates in the embodiment according to FIG. 7 in such a way that the axis of rotation coincides approximately with the axis of the stabilizing disk 34 , in the embodiment according to FIG. 6 the arrangement is made so that the magnetic material disk 35 of this embodiment form in an impeller ring 36 is used, which consists, for example, of plastic and on the perpendicular to the main planes of the magnetic material disk 35, segment-shaped agitator blades 37 are formed, so that the outlines of the agitator according to FIG. 8 are approximated in their entirety to a spherical shape.

Schließlich hat bei der Ausführungsform nach Fig. 9 die fla che Magnetwerkstoffplatte 38 Rautengestalt und ist in eine Stabilisierungsscheibe 39 eingesetzt, die der Stabilisie rungsscheibe 34 der Ausführungsform nach Fig. 7 etwa ent spricht und die mit Durchbrüchen 40 zur Erhöhung des Rühref fekts versehen ist. Die Rautenform der Magnetwerkstoffplatte 34 ermöglicht es, das gesamte Rührorgan über eine Rauten spitze als Spitzenlagerung gegenüber dem Boden des Gefäßes 6 abzustützen. Die Magnetisierung der Magnetwerkstoffplatte 38 ist wiederum so gewählt, daß diese senkrecht zu ihrer Hauptebene magnetisiert ist.Finally, in the embodiment according to FIG. 9, the flat magnetic material plate 38 has a diamond shape and is inserted into a stabilizing disk 39 , which speaks about the stabilizing disk 34 of the embodiment according to FIG. 7 and which is provided with openings 40 to increase the stirring effect. The diamond shape of the magnetic material plate 34 makes it possible to support the entire stirring element via a diamond tip as a tip bearing against the bottom of the vessel 6 . The magnetization of the magnetic material plate 38 is again selected so that it is magnetized perpendicular to its main plane.

Während bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen das Rührorgan bzw. jedes Rührorgan eine Rotationsbewegung rela tiv zu dem Gefäß 6 innerhalb der Flüssigkeit 7 ausführt, kann gemäß einer abgewandelten, in Fig. 10 gezeigten Ausfüh rungsform des Rührorgan auch Schlagbewegungen oder Paddelbe wegungen in der Flüssigkeit 7 ausführen, um die Flüssigkeit in dem Gefäß 6 zu durchmischen. While in the previously described embodiments the stirring member or each stirring member performs a rotational movement relative to the vessel 6 within the liquid 7 , according to a modified embodiment shown in FIG. 10, the stirring member can also perform striking movements or paddle movements in the liquid 7 to mix the liquid in the vessel 6 .

Von dem Deckel 9 des Gefäßes 6 der Einrichtung nach Fig. 10 aus ragt ein Trägerstab 41 in das Gefäß und in die Flüssig keit 7 hinein. Am unteren Ende des Trägerstabes 41 ist eine Nabe 42 befestigt, an deren Außenumfang über Filmgelenke 43 blütenblattartig Rührpaddel 44 angeschlossen sind, in denen jeweils beispielsweise kreisscheibenförmige Magnetwerkstoff teile 45 eingelagert oder eingegossen sind. Diese Magnet werkstoffscheiben sind wiederum senkrecht zu ihrer Haupte bene magnetisiert, wie dies in Fig. 10 angedeutet ist. In nerhalb der Basis 1 der Einrichtung nach Fig. 10 befindet sich ein Antrieb 46, welcher einen starken Magneten 47 an einem Trägerarm 48 exzentrisch zur Achse des Antriebs 46 und zu der Achse des Trägerstabes 41 rundum führt. Unter dem Einfluß des ortsbeweglichen Magnetfeldes des Magneten 47 führen die Rührpaddel des Rührorganes unter Rückstellung durch die Federkraft der Filmgelenke 43 in der Flüssigkeit Paddel-Rührbewegungen aus.From the cover 9 of the vessel 6 of the device according to FIG. 10, a support rod 41 projects into the vessel and into the liquid 7 . At the lower end of the support bar 41 a hub 42 is fixed, petal-like manner on the outer periphery thereof via hinges 43 agitator paddles 44 are connected, in which, for example, circular disc-shaped each magnetic material parts are embedded or molded 45th These magnetic material disks are in turn magnetized perpendicular to their main plane, as indicated in Fig. 10. In the base 1 of the device according to FIG. 10 there is a drive 46 which leads a strong magnet 47 on a support arm 48 eccentrically to the axis of the drive 46 and to the axis of the support rod 41 all around. Under the influence of the portable magnetic field of the magnet 47 , the paddles of the stirring element perform paddle stirring movements in the liquid under resetting by the spring force of the film joints 43 .

Die in Fig. 10 strichpunktiert angedeuteten Rührpaddelstel lungen ergeben sich beim Einführen und Entnehmen des Rühror ganes aus dem Gefäß 6 über dessen engen Flaschenhals unter Abbiegung um die Filmgelenke 43. Gemäß nicht gezeigten Ab wandlungen der Ausführungsform nach Fig. 10 können die Rühr paddel auch begrenzte, in Umfangsrichtung verlaufende Pad delbewegungen ausführen. In jedem Falle aber verlaufen die Bewegungen etwa senkrecht zur Hauptebene und etwa parallel zur Magnetisierungsrichtung der flachplattenförmigen oder scheibenförmigen Magnetwerkstoffteile, die auf diese Weise einen wesentlichen Teil der wirksamen Rührflügel-Quer schnittsfläche ausfüllen.The dash-dotted lines indicated in FIG. 10 result in the insertion and removal of the stirring organs from the vessel 6 via its narrow bottle neck by turning around the film joints 43 . According to changes not shown from the embodiment of FIG. 10, the paddle can also perform limited, circumferential paddle movements. In any case, however, the movements run approximately perpendicular to the main plane and approximately parallel to the direction of magnetization of the flat plate-shaped or disk-shaped magnetic material parts, which in this way fill a substantial part of the effective impeller cross-sectional area.

Es sei noch erwähnt, daß innerhalb der Basis 1 anstelle elektrisch erregter Magnetfelderzeugungssysteme in bestimm ten Fällen auch insbesondere rotierend angetriebene passive Teile eines magnetischen Kreises vorgesehen sein können, derart, daß sich ein Rührorgan mit einem hochmagnetisierten magnetischen Werkstoff als Teil des magnetischen Kreises ausrichtet und der Drehbewegung der in der Basis befindli chen Systemteile folgt.It should also be mentioned that within the base 1 instead of electrically excited magnetic field generation systems in certain cases, in particular rotatingly driven passive parts of a magnetic circuit can also be provided, such that an agitator is aligned with a highly magnetized magnetic material as part of the magnetic circuit and the Rotation of the system parts in the base follows.

Claims

1. Magnetic stirring device with a base ( 1 ), by means of which at least one periodically changing, in particular rotating, magnetic field can be generated near a base surface, with one or each of a vessel ( 6 ) arranged near or on the base surface ( 5 ) made of magnetically neutral material for receiving a substance ( 7 ) to be stirred, and with a stirring element ( 8 ) located in the or each vessel, which contains at least magnetic material which is aligned in the magnetic field in such a way that the stirring element executes stirring movements in the container, characterized in that the magnetic material is in the form of at least one flat disk or plate ( 8 ; 16 ; 17 ; 19 ; 23 ; 33 ; 35 ; 38 ; 45 ) which is magnetized perpendicular to the plane of the disk or plate.

2. Device according to claim 1, characterized in that the at least one disc or plate ( 8 ; 16 ; 17 ; 19 ; 23 ; 33 ; 35 ; 38 ; 45 ) consists of samarium cobalt or neodymium boron.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one disc or plate in a stirring blade or mixing spoon ( 14 ; 18 ; 20 ; 25 ; 30 ) is embedded, which is based on a magnetic field for the rotational movement and / or Hin - and movement is initiated.

4. Device according to claim 3, characterized in that the stirring blade or mixing spoon ( 25 ), in particular via a height-adjustable, snap-in rotary bearing ( 26 , 27 , 28 , 29 ), is mounted on a stationary axis ( 11 ) which is attached to a cover ( 9 ) of the vessel ( 6 ) is attached.

5. Device according to claim 3, characterized in that the stirring blade or mixing spoon ( 14 ; 18 ; 20 ; 30 ) is attached to an axis ( 11 ) which, in particular by means of a height-adjustable rotary bearing or pendulum bearing ( 12 ; 13 ; 31 ) with the Lid ( 9 ) of the vessel ( 6 ) has connection.

6. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the stirring member has at least one carrier disc ( 20 ), in which the at least one disc or plate is inserted such that it rotates with its plate main plane standing vertically about a vertical axis.

7. Device according to claim 1 or 2, characterized in that along diameter lines interpenetrating, circular disk-shaped carrier disks ( 36 , 37 ) are provided, one of which ( 36 ) in its central region contains the flat disk or plate made of magnetic material and that Form stirring element ( Fig. 8).

8. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stirring member has an impeller carrier ( 14 ) which is magnetized perpendicular to its main plane around one or at least one flat disc or plate ( 16 , 17 ) made of magnetic material or are, is assembled or clipped together.

9. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the or each stirring element via elastic film joints ( 43 ) to a support rod ( 41 ) connected stirring paddles ( 44 ) into which the flat disks or plates ( 45 ) are molded from magnetic material are ( Fig. 10).