Mieszadło mechaniczne

Mieszadło mechaniczne – sprzęt laboratoryjny składający się zazwyczaj z silnika elektrycznego, napędzającego szklany lub metalowy pręt zakończony łopatkami, które zanurza się w mieszanym płynie.

Silniki

(c) Polimerek, CC-BY-SA-3.0 Silnik mieszadła mechanicznego

(c) Polimerek, CC-BY-SA-3.0 Mieszadło KPG

Współczesne mieszadła mechaniczne posiadają wydajne, wytrzymujące długotrwałą pracę i ciche silniki o niewielkich wymiarach. Silniki te zwykle nie napędzają bezpośrednio łopatek, lecz są zaopatrzone w sprzęgła i przekładnie umożliwiające precyzyjną regulację szybkości obrotowej i zabezpieczające silniki przed przeciążeniem. Silniki te wraz z mechanizmami regulacyjnymi są umieszczane w szczelnych obudowach zabezpieczających je przed agresywną atmosferą (np. oparami chlorowodoru) panującą często w laboratoriach.

Starsze typy silników były często prostymi adaptacjami silników od maszyn do szycia lub dentystycznych maszyn do borowania zębów, które bardzo często nie wytrzymywały stałych i długotrwałych obciążeń połączonych z przebywaniem w agresywnej atmosferze.

Pręty i ich sposoby łączenia z kolbami

Pręt łączący silnik z łopatkami mieszadła jest najtrudniejszym do wykonania i najbardziej newralgicznym elementem tego sprzętu. Musi on z jednej strony być odporny mechanicznie, a z drugiej strony być odporny na działanie agresywnych chemikaliów. Większość prętów jest wykonywana ze specjalnych gatunków zbrojonego szkła, gdyż jest to w praktyce jedyny dostępny materiał, odporny na wysokie temperatury i agresywne odczynniki chemiczne.

Kluczową sprawą jest też konstrukcja połączenia pręta z kolbą. Połączenie to musi z jednej strony zapewniać jak największą szczelność, a z drugiej strony umożliwiać swobodne obracanie się pręta i łopatek. Najczęściej stosowane są dwa rodzaje połączeń:

• system KPG - w systemie tym pręty mają na pewnym odcinku szlifowaną powierzchnię zewnętrzną, która idealnie pasuje do szlifowanej tulei zakończonej szlifem męskim, który łączy się ze szlifem żeńskim w środkowej szyi kolby lub innego naczynia laboratoryjnego. System ten zapewnia szczelność pod warunkiem idealnego dopasowania tulei do pręta. Oba te elementy są zwykle produkowane i sprzedawane jako pasujące tylko do siebie pary. Stłuczenie jednego z tych elementów powoduje więc, że drugi staje się całkowicie bezużyteczny.
• system olejowy - w którym szczelność jest zapewniona przez mały zbiornik z olejem umieszczonym u szczytu tulei. Tuleja i pręt nie muszą być szlifowane ani idealnie dopasowanej, gdyż uszczelnienie jest gwarantowane przez powoli wsączający się w szczeliny między nimi olej. System ten można jednak stosować tylko wtedy, gdy w kolbie panuje stałe nadciśnienie. W przeciwnym razie olej może przeciekać przez tuleję do wnętrza kolby i zanieczyszczać jej zawartość.

W nowoczesnych mieszadłach między silnikiem i prętem napędowym występują też często rozmaitej konstrukcji elastyczne elementy pośrednie (przepony gumowe, elastyczne węże) które ułatwiają montowanie całej aparatury i zabezpieczają pręt przed pęknięciem.

Łopatki

W mieszadłach starego typu stosowano zazwyczaj łopatki szklane na stałe stopione z prętem. Utrudniało to mocno montowanie aparatury i wymagało stosowania kolb z szerokimi szyjami. Oczywiście, w momencie stłuczenia łopatek, pręt również stawał się bezużyteczny.

Obecnie stosuje się częściej łopatki teflonowe, które łączy się z prętem za pomocą gwintu. Umożliwia to z jednej strony łatwe dobieranie kształtu i rozmiaru łopatek do aktualnych potrzeb, a z drugiej ułatwia montowanie aparatury. Dotyczy to szczególnie łopatek z uchylnymi skrzydłami, które można zwinąć w momencie montażu aparatury i które same rozchylają się po uruchomieniu mieszadła na skutek działania siły odśrodkowej.

Kształt łopatek - zarówno szklanych, jak i teflonowych bywa bardzo różny. W praktyce jednak najlepiej sprawdzają się łopatki o prostych, prostokątnych lub trójkątnych kształtach, zaś przesadnie wymyślne łopatki, których cena jest często bardzo wysoka, mieszają tak samo, albo nawet gorzej.

Zobacz też

• mieszadło magnetyczne
• mieszanie