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Gerät zum elektrischen Beheizen von Rundkolben aus
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Glas oder dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum elektrischen Beheizen
von Rundkolben aus Glas oder dgl., insbesondere zur Verwendung in chemischen Laboratorien,
mit einem Trägerteil für den Rundkolben, das einen kugelkalottenförmlgen hohlen
Abschnitt zur passenden Aufnahme des zu beheizenden Teils des Rundkolbens aufweist,
einem im gleichmäßigen radialen Abstand vom Trägerteil nach außen angeordneten Reflektor
für die Wärmestrahlung, einer zwischen dem kugelkalottenförmigen Abschnitt des Tragerteils
und dem Reflektor vorgesehenen elektrischen Heizeinrichtung und einem das Trägerteil,
die Heizeinrichtung und den Reflektor aufnehmenden Gehäuse.
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Ein derartiges Gerät Ist durch die DE-OS 2 201 6Q4 bekanntgeb worden.
Bei diesem Heizgerät ist auf der dem Reflektor zugekehrten Seite des kugelkalottenförmigen
hohlen Abschnitts des Trägerteils eine Heizschicht aufgetragen, welche beim Anlegen
einer elektrischen Soannung Wärme zur Beheizung der im Rundkolben
befindlichen
Flüssigkeit erzeugt. Das Trägerteil ist dabei zusammen mit den übrigen Komponenten
des Geräts fest in dem Gehäuse eingebaut und ferner ist das Trägerteil in der Form
dem zu beheizenden Rundkolbenabschnitt eng angepaßt. Dies hat zur Folge, daß ein
bestimmter Gerätetyp nur jeweils zur R.eheizung einer Rundkolben-Größe geeignet
ist un@ für unterschiedlich große Rundkolben demzufolge entsprechend zahlreiche
Geräte mit unterschiedlichen Trägerteil@n benötigt werden. Dies ist jedoch unwirtschaftlich.
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Den gleichen Nachteil wejsen auch jene Heizgeräte auf, deren Heizeinrichtung
aus elektrischen Widt;rstandsdrähten basteht, welche mit Glasfäden umsponnen spiralig
in eine Schalenform gewickelt sind, die einen Rundkolben bestimmter Größe passend
aufnehmen kann.
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Zwar hat man das an erster Stelle genannte Heizgerät u.a. zur Lösung
des Problems entwickelt, eine ungleichmäßige Erhitzung des Rundkolbens bzw. örtliche
0berhitzung desselben zu vermeiden. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß dieses Ziel
mit dem eingangs genannten Heizgerät nicht einwandfrei gelöst werden konnte.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zum elektrischen
Beheizen von Rundkolben aus Glas oder dgl. zu schaffen, welches auf einfache Welse
unter Beibehaltung seiner wesentlichen Baukomponenten an Rundkolben unterschiedlicher
Größe
angepaßt werden kann und somit äußerst wirtschaftlich ist.
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Die Heizeinrichtung des Geräts soll ferner so ausgelegt sein, daß
eise gleichmäßige Erwärmung des im Rundkolben befindlichen Guts erzielt wird, und
zwar unabhängig von der jeweiligen Kolbengröße.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Gerät der eingangs
bezeichneten Art dadurch gelöst, daß die elektrische Heizeinrichtung in Form einer
spiralig gewendelten, der Kugelkalottenform des Reflektors folgenden Infrarothei7schlange
Uber dem Reflektor starr angeordnet und das Trägerteil als auswechsebares Elamen
ausgebildet und angeordnet ist, und ferner zwischen dem Geräte-Gehäuse und dem Trägerteil
Zentrie mittel vorgesehen sind, um das Trägerteil gegenüber der Infrarot-Heizschlange
und em Reflektor stets im gleichen Abstand (mittig) zu positionieren. Dadurch, daß
die Erfindung den Weg der Trennung zwischen Heizeinrichtung und Trägerteil einschlägt.
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und das Trägerteil als auswechselbares Element gestaltet ist, können
vorteilhaft für unterschiedlich große Rundkolben entsprechend zahlreiche; Trägerteile
bereitgestellt werden deren kugelkalottenförmigen hohlen Abschnitte jeweils dem
Durchmesser des zu beheizenden Teils der Rundkolben angepaßt sind. Diese unterschiedlichen
Trägerteile können vorteilhaft einfach gegeneinander ausgewechselt und dabei stets
mit den gleichen Grundbauelementen des Geräts verwendet werden, nämlich der Heizeinwichtung,
dem Reflektor und dem tragenden Gehäuse. Die zwischen dem Geräte-Gehäuse und dem
Trägerteil vorgesehenen Zentriermittel
gewährleisten dabei, daß
das jeweilige Trägerteil stets einwandfrei gegenUber der Heizeinrichtung un dem
Reflektor mittig positioniert ist. Dadurch, daß ferner als elektrische Heizeinrichtung
eine Infrarotheizschlange mit der erfindungsgemäßen Raumform verwendet wird, erreicht
@an zuverlässig eine gleichmäßge Beheizung der Rundkolben bzw. des in diessn befindlichen
zu erhitzenden Guts Mit anderen Worten, ö@tliche Oberhitgzungen der Rundkolben wer@sn
beim erfindungsgemäßen Gerät infolge der Verwendung einer Strahlungsheizquelle mit
Sicherheit ausgeschlossen.
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Weitere Ausgestaltungen de@ Erfindung genen aus den Unte@ansprUchen
hervor, So wird das Auswechseln eines Trágerteils gegen ein anderes zur Beheizung
einer anderen Rundkolben-Größe dadurch erleichtert, daß das Trägerteil einen als
Grifftoil ausgebildeten, radial nach außen ragenden Halteflansch aufweist, mit dem
das Trägerteil auf dem oberen Rand des to fförmigen Geräte-Gehäuses aufgelagert
ist. Der Halteflansch erfüllt somit vorteilhaft zwei funktionen.
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Wenn ferner der Reflektor in dem Gerätegehäuse @eihängend angeordnet
und das Geräte-Gehäuse als Doppelmantelgehäuse mit einem der Warmluftabfuhr dienenden
Zwischenraum ausgebileet ist, kann man vorteilhaft auf eine Wärmeisollerung im Hchlreum
@wischen dem Reflektor und der Inr.enseite des Gehäuse verzichten, so daß auch die
in manchen Fellen unerwUnschte Wärmespeicherung nicht auftreten kann. Eine solche
Wärmespeicherung kann nämlich ein Nachheizen der im Kolben befindlichen Flüssigkeit
bewirken,
was in gewissen Fällen höchst unerwünscht ist, z.B. bei
der Ätherdestillation. Während der Reflektor den größten Teil der Strahlungswärme
in Richtung des zu beheizenden TeIls des Rundkolbens lenkt wird der relativ kleinere
Wärmefluß in umgekehrter Richtung durch das Doppelmantelgehäuse soweit aufgefangen
und abgefUhrt, daß der äußere Gehäusemantel nur noch auf einen akzeptablen Wert
erwärmt wird, so daß Verletzungen des Bedienungspersonals durch Verbrennungen am
äußern GehXusemantel mit Sicherheit ausgeschlossen werden können.
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Eine besonders wirkungsvolle Ausgestaltung des Doppelmantelgehäuses
ist dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gehäusemantel im Gegensatz zu dem mit
zahlreichen Warmluft-Eintrlttsöffnunge versehenen inneren Gehäusemantel allseitig
geschlossen ist und sein oberer, umlaufender Rand gegenüber dem oberen, umlaufenden
Rand des inneren Gehäusemantels etwas nach unten ersetzt ist, um einen Austrittsspalt
für die Warmluft zwischen dem oberen Rand des äußeren Gehäusemantels und dem UbergreRfenden
Halteflansch des Trägerteils auszubilden. Dadurch kann die Warmluft aus dem Zwischenraum
des Doppelmantel gehäuses nach oben und seitlich nach außen entweichenJ während
zugleich der oben offene Zwischenraum durch den übergreifenden Halteflansch des
Trägerteils z.B. gegen umherspritzende Flüssigkeit geschützt ist.
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Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet.
daß in dem Halteflansch Paßbohrungen
für den Eingriff von Zentrierstiften
und/oder Gewindebolzen vorgesehen sind, die Flügelmuttern oder dgl. zur lösbaren
Befestigung des Trägerteils am Geräte-Gehäuse tragen.
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Das erflndungsgemäße Gerät behält zusätzlich zu den vorstehend aufgefUhrten
Vorteilen auch jene bei, die dem eingangs genannten Heizgerät eigen sind. Dies sind
im einzelnen folgende: Das Gerät kann "trocken oder naß betrieben werden. Dies bedeutet,
daß in dem Spalt zwischen dem Trägerteil und dem Rundkolben entweder eine gut wärmeleitende
Flüssigkeit, z.B. U1 oder ein entsprechend kugelkalottenähnlich geformtes Glasfasergespinst
bzw. Vlies eingebracht werden kann.
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Ein hoher Wirkungsgrad des Heizgeräts ist dadurch gewährleistet daß
durch den Reflektor ein Teil der von der Infrarotheizschlange ausgehenden Wärmestrahlung
in Richtung Rundkolben umgelenkt und dadurch dem Wärmefluß zugeführt wird, der in
das zu beheizende Gut im Rundkolben gelangt.
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Möglicherweise aus dem Rundkolben (auch bei einem Bruch des Rundkolbens)
austretende zu beheizende Flussigkeit wird vom Trägerteil aufgefangen.
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Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung ven AusfUhrungsbe1spielen
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten
AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Geräts, zur Hälfte im Schnitt mit einem eingesetzten
Rundkolben; Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Anordnung; Fig. 3 eine
Querschnittsansicht eines Trägerteils für den Rundkolben, das in das Gerät der Fig.
1 eingesetzt werden kann; Fig. 4 eine Draufsicht des Trägerteils der Fig. 3 in vielen
Linien mit einem ringförmigen Halteflansch, wobei in gestrichelten Linien ein alternativer
rachteckiger Halteflansch für ein Gehäuse mit er,tsprechend rechteckigem Grundriv
angg deutet ist; Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Geräts mit eingesetztem Rundkplben, zur Hälfte geschnitten; Fig. 6 eine Draufsicht
der in Fig. 5 gezeigten Anordnung und Fig. 7 eine Einzelheit im Bereich von x in
Fig. l.
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Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Gerät 10 zur elektrischen Beheizung
eines Rundkolbens lt weist ein kreisrundes Doppelmantelgehäuse 12 als z.B. Stahlblech
auf. Am inneren Genäussmantel
13 ist z.B. mittels Stiften 14 ein
Reflektor 15 aufgehängt, der einen Teil der von einer Infrarot-Heizschlange 16 erzeugten
Strahlungswärme in Richtung Rundkolben 11 umlenkt.
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Die Infrarot-Heizschlange 16 ist der Kugelkalottenform des Reflektors
15 angepaßt entsprechend spiralig gewendelt und Im verhältnismäßIg geringen Abstand
Uber dem Reflektor 15 durch nicht gezeigte Halterungen befestigt.
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Mit 17 ist ein Trägertell für den Rundkolben 11 bezeichnet.
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das z.B, aus Feinkeramik, Glaskeramik, Glas oder V2A-V4A-Stahl bestehen
kann. Das Trägerteil 17 enthält einen kugelkalottenförmigen hohlen Abschnitt 18
zur passenden Aufnahme des au beheizenden Teils des Rundkolbens 11 sowie einen Halteflansch
19. mittels dessen das Trägerteil 17 auf dem oberen umlaufenden Rand 20 des Rnneren
Gehäusemantels 13 aufgelagert ist.
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Damit das Trägerteil 17 gegenüber der Infrarotheiaschlange 16 bzw.
dem Reflektor 15 stets in gleichem Abstand positioniert bzw. in bezug auf die zuletzt
genannten Teile einwandfrei zentriert werden kann, sind fm Halteflansch 19 P 3bohrungen
21 vorgesehen, in welche im Ausführungsbeiel ein Zentrie@stift 22 bzw. ein Gewindebolzen
23 eingreift. D«r Zentrierstift 22 bzw. Gewindebolzen 23 sind oben an der inneren
Seite des inneren Gehäusemantels 13 !befestigt. Bci dem Trägerteil 17 handelt es
sich womit um ein auswechselbares Element, das in Einbaulage z,B. durch eine auf
dem Gewinindebolzen 23 aufgedrehte Flügelmutter 24 gestchert werden kann. Der ringförmige
Halteflansch 19 ist radial nach außen verbreitert und bb 5 nach unten gezogen, um
ein Griffteil auszubilden, an dem das
Trägerteil 17 zum Zwecke
des Auswechselns bequem erfaßt werden kann. In der Praxis werden In der Regel drei
bis vier unterschiedlich große Trägerteile 17 bereitgehalten; um eine entsprechende
Zahl unterschiedlich großer Rundkolben mit ein und demselben Grundgeräteaufbau behe@zen
zu können, Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist zwischen dem yu beheizenden
Teil des Rundkolbens lt und dem Trägerteil 17 eine Schicht aus einer die Wärme gut
leitenden Flüssigkeit 26 eingebracht, die den Wärmefluß vom Trägerteil 17 in R2chtung
Rundkolben 11 verbessert. Anstelle einer solchen FlUssigkeitsschicht aus z.B. öl
kann auch ein entsprechend schalenförmig ausgeformtes Glasfasergespinst bzw Vlies
zwischen Trägerteil und Rundkolben eingebracht werden. Durch die Maßnahmen sowie
durch eine entsprechende gegenseitige Beabstandung der Spiralen der Infrarotheizschlange
16 erreicht man eine einwandfrei gleichmäßige Beheizung von Rundkolben verschiedener
Größe in entsprechend angepaßten Trägerteilen.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Fig 1 und 2 ist ferner der Raum zwischen
dem Reflektor 15 und dem inneren Gehäusemantel 13 mit Luft gefüllt, die sich beim
Betrieb des Geräts erwärmt.
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Diese so erwärmte Luft kann durch zahlreiche Eintrittsöffnungen 27
im inneren Gehäusemantel 13 in einen Zwischenraum 28 des Doppelmantelgehäuses 12
gelangen, wo sie aufgrund der Kaminwirkung nach oben und schließlich seitlich nach
außen strömt. Der äußere Gehäusemantel 29, der zur Ausbildung des Zwischenraums
28 durch Distanzstücke 30 mit dem inneren
Gehäusemantel 13 verbunden
ist, ist mit seinem oberen umlauf fenden Rand 31 gegenüber dem oberen Rand 20 des
inneren Gehäusemantels 13 etwas nach unten zurückversetzt. L'adurch ist zwischen
dem Halteflansch 19 des Trägerteils 17 und dem äußeren Gehäusemantel 29 ein durchgehender
Austrittsspalt 33 für die Warmluft geschaffen, die im Zwischenraum 28 beim Betrieb
des Geräts nach oben strönt. Aufgrund dieser Anordnung wird vermieden, daß der äußere
Gehäusemantel 29 sich bei der Benutzung des Geräts zu stark erwärmt.
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vn Fig 4 ist in gestrichelten Linien ein rechteckförmiger Halteflansch
19' für das Trägerteil 17 angedeutet, der den ringförmigen Halteflansch 19 ersetzen
kann, wenn das Geräts Gehäuse einen entsprechend rechteckigen Grundriß aufweist.
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Das in den Fig. 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht in
seinem grundsätzlichen Aufbau demjenigen der Fig.1 und 2 und gleiche Teile sind
daher nilt den gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet. Im Gegensatz zur Ausführungsform
nach den Fig. t und 2 hat das DoppelmantelgehEuse 12a jeduch einen rechteckigen
Grundriß, und ebenso der Halteflansch 19a das Trägerteils 17 für den Rundkolben
1i. Ferner ist das Gerät 10a nach den Fig. 5 und 6 für jene Fälle ausgelegt, bei
welchen 3ine Wärmespeicherung erwünscht ist und eine damit verbundene Nachheizung
des im Kolben 11 befindlichen Guts keine Rolle spielt. Zu diesem Zweck ist in traditioneller
Weise der Hohlraum zwischen dem Reflektor 15 und dem inneren Gehäusemantel 13 mit
einem thermischen Isolierstoff 32, z.B. Steinwolle, Glaswolle oder dgl. ausgefüllt.
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L e e r s e i t e