DE9108598U1 - Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses, insbesondere zum Beheizen eines Laborgefäßes, mit einem eine Öffnung für das Behältnis aufweisenden Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Heizleiter und einer zwischen dem Gehäuse und dem Heizleiter wirkenden thermischen Isolierung, wobei der Heizleiter auf einem Tragekorb vorzugsweise spiralförmig der Form des Behältnisses zumindest weitgehend angepaßt ist.

Vorrichtungen der in Rede stehenden Art sind seit Jahren aus der Praxis bekannt und werden schlichtweg als Heizhauben bezeichnet. Diese Heizhauben werden meist in Labors zur Erwärmung von Gefäßen jeglicher Art, insbesondere von Rundkolben, bzw. darin befindlichen Flüssigkeiten verwendet. Die meisten Heizhauben der in Rede stehenden Art sind so ausgebildet, daß der elektrische Heizleiter eine Heizleiterisolation aufweist, die vorzugsweise aus Glasseide besteht. Diese Heizleiterisolation bewirkt jedoch gleichzeitig eine erhebliche Wärmeisolation, wodurch der Wirkungsgrad der Heizhaube erheblich eingeschränkt ist.

Die als Isolierung bzw. auch zum besseren Halt des Rundkolbens dienende Glasseide ist in der Regel um den Heizleiter gewirkt bzw. gehäkelt. Aus der Praxis ist es des weiteren bekannt, daß der Heizleiter insgesamt mit einem aus Glasseide gewebten Tuch abgedeckt ist. Auch hier stellt sich stets das Problem der verminderten Wärmeleitfähigkeit und somit des verringerten Wirkungsgrades .

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses der eingangs genannten Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß bei äußerst betriebssicherer Bauweise eine gute Wärmeverteilung bei hohem Wirkungsgrad erreicht wird.

Die erfindungsgeraäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Schutzanspruches 1. Danach ist bei der eingangs genannten Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses der Heizleiter mit einem Metallgeflecht belegt. Das Metallgeflecht dient zur direkten Kontaktierung einerseits des Heizleiters, andererseits des Behältnisses. Erfindungsgemäß ist demnach erkannt worden, daß die Wärme des Heizleiters möglichst ohne Wärmedämmung direkt auf das Behältnis übertragen werden kann. Da es sich bei den Heizleitern meist um elektrisch isolierte Heizleiter, beispielsweise aus Teflon, handelt, ist eine besondere elektrische Isolation nach außen nicht erforderlich. Das Metallgeflecht sorgt auf den einzelnen Windungen des Heizleiters für ein quasi homogenes Temperaturfeld. Eine gute Wärmeverteilung ist demnach gewährleistet. Das Metallgeflecht bietet darüber hinaus mehrfachen Punkt- bzw. Linienkontakt mit dem zu erwärmenden Behältnis, so daß auch insoweit ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Jedenfalls bewirkt das Metallgeflecht einerseits eine bessere Wärmeverteilung und andererseits einen besseren Wärmeübergang von dem Heizleiter auf das Behältnis .

In weiter vorteilhafter Weise überlappt das Metallgeflecht den Heizleiter bzw. den Tragekorb des Heizleiters am oberen Randbereich bzw. an einem zum Festlegen des Tragekorbs dienenden Metallring zumindest geringfügig. Diese Überlappung des Metallgeflechts hat zur Folge, daß durch Festlegen des Heizleiters bzw. des Tragekorbs am Gehäuse zwischen dem Heizleiter bzw. dem Drahtkorb und dem Gehäuse ein Festklemmen des Metallgeflechts stattfindet. Somit ist das Metallgeflecht unverrutschbar auf dem Heizleiter innerhalb des Gehäuses festgelegt. Ein Lösen des Metallgeflechts läßt sich einfach durch Lösen des Tragekorbs vom Gehäuse vollziehen. Dazu ist der Tragekorb bzw. dessen Metallring mittels vorzugsweise als Rändelschrauben ausgebildeten

Schrauben am Gehäuse festgelegt. Diese Rändelschrauben sind in weiter vorteilhafter Weise von außerhalb des Gehäuses betätigbar, so daß zum Wechsel des Metallgeflechts lediglich die in Rede stehenden Rändelschrauben geringfügig zu lösen sind.

In weiter vorteilhafter Weise ist direkt unter dem Heizleiter eine Wärmestrahlung reflektierende Folie vorgesehen. Somit ist der Heizleiter sandwichartig zwischen der Folie und dem Metallgeflecht angeordnet. Diese Folie bewirkt, daß Strahlungswärme zu dem zu erwärmenden Behältnis hin reflektiert wird, also nicht ins Gehäuseinnere und somit in die Isolierung eindringen kann. Auch insoweit ist der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich verbessert.

An dieser Stelle ist besonders hervorzuheben, daß die Kombination von Metallgeflecht und Folie insgesamt zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades der Vorrichtung einerseits durch gerichtete Strahlungswärme, andererseits durch erhöhte Kontaktwärme zwischen Metallgitter und Behältnis führt. Dies wiederum bewirkt insgesamt eine bessere Wärmeverteilung innerhalb der Vorrichtung, wodurch auch die erforderlichen Aufheizzeiten zum Erhalt vorgegebener Temperaturen erheblich verringert werden.

Die zuvor bereits erörterte Folie ist in vorteilhafter Weise als Metallfolie ausgeführt. Beispielsweise kommt hier eine VA-Folie oder gar eine Aluminiumfolie in Frage.

Des weiteren ist es von besonderem Vorteil, wenn die Metallfolie und/oder das Metallgeflecht eine Schutzleiterfunktion hat bzw. haben, was die Betriebssicherheit der Vorrichtung erheblich verbessert.

Hinsichtlich einer hinreichenden Betriebssicherheit ist es von weiterem Vorteil, wenn zur Temperaturmessung Temperaturfühler,

beispielsweise sogenannte Kapillarrohrfühler, vorgesehen sind und wenn die Kapillarrohrfühler im unteren Bereich des Heizleiters zwischen dessen Windungen angeordnet sind. Die Kapillarrohrfühler können dabei einerseits zur Temperaturbegrenzung auf einen Maximalwert, andererseits zur Temperaturregelung dienen. Von innerhalb des Gehäuses führen dann die Kapillarrohrfühler nach außerhalb des Gehäuses und münden dort beispielsweise in einen besonders isolierten bzw. abgeschirmten Schaltkasten oder dgl.

Schließlich ist es zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit von besonderer Bedeutung, wenn sämtliche Bauteile der hier in Rede stehenden Vorrichtung, die für sich eine Zündquelle darstellen können, explosionsgeschützt sind (ex-geschützt). Die Vorkehrung der Kapillarrohrfühler ist bereits für sich ein Beitrag in Richtung der explosionsgeschützten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung, geschnitten, eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses und

Fig. 2 in schematischer Darstellung, vergrößert und teilweise, den Gegenstand aus Fig. 1.

Die Fig. 1 und 2 zeigen gemeinsam eine Vorrichtung zum Beheizen eines in den Figuren nicht gezeigten Behältnisses, insbesondere zum Beheizen eines in den Figuren nicht gezeigten Laborgefäßes. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einer Öffnung

2 für das Behältnis ausgestattet ist. In dem Gehäuse 1 ist ein elektrischer Heizleiter 3 angeordnet. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Heizleiter 3 wirkt eine thermische Isolierung 4, die vorzugsweise aus Mineralwolle oder dgl. besteht. Des weiteren ist in den Figuren angedeutet, daß der Heizleiter 3 auf einem Tragekorb 5 spiralförmig der Form des in den Figuren nicht gezeigten Behältnisses zumindest weitgehend angepaßt ist.

Erfindungsgemäß ist der Heizleiter 3 mit einem Metallgeflecht 6 belegt. Das Metallgeflecht 6 dient zur direkten Kontaktierung einerseits des Heizleiters 3, andererseits des nicht gezeigten Behältnisses.

Die Figuren zeigen des weiteren, daß das Metallgeflecht 6 den Heizleiter 3 bzw. den Tragekorb 5 am oberen Randbereich bzw. an einem zum Festlegen des Tragekorbs 5 dienenden Metallring 7 zumindest geringfügig überlappt. Durch Festlegen des Heizleiters

3 bzw. des Tragekorbs 5 am Gehäuse 1 wird das Metallgeflecht 6 zwischen dem Heizleiter 3 bzw. dem Tragekorb 5 und dem Gehäuse 1 festgeklemmt.

Fig. 2 zeigt besonders deutlich, daß der Tragekorb 5 bzw. dessen Metallring 7 mittels Rändelschrauben 8 am Gehäuse 1 festgelegt ist. Die Rändelschrauben 8 sind von außerhalb des Gehäuses 1 - entweder von oberhalb des Gehäuses oder von unterhalb des Gehäuses durch entsprechende Öffnungen und durch die Isolierung

4 hindurch - betätigbar. Die Figuren zeigen des weiteren, daß direkt unter dem Heizleiter 3 eine Wärmestrahlung reflektie-

rende Folie 9 ausgebildet ist, so daß der Heizleiter 3 sandwichartig zwischen der Folie 9 und dem Metallgeflecht 6 angeordnet ist. Die Folie 9 ist im vorliegenden Falle als Metallfolie ausgeführt. Genauer gesagt handelt es sich hierbei um eine
VA-Folie. Sowohl die Folie 9 als auch das Metallgeflecht 6 können Schutzleiterfunktion haben.

Den Figuren läßt sich weiter entnehmen, daß zur Temperaturmessung Kapillarrohrfühler 10 im unteren Bereich des Heizleiters 3 zwischen dessen Windungen angeordnet sind. Die Kapillarrohrfühler 10 dienen einerseits zur Temperaturbegrenzung auf einen Maximalwert, andererseits zur Temperaturregelung.

Nachfolgend sei anhand des in den Figuren gewählten Ausführungsbeispiels der Zusammenbau einer solchen Vorrichtung kurz
erläutert.

Der temperaturbeständige Heizleiter 3 - es kann sich hierbei um einen Ex-Heizleiter 3 (explosionsgeschützter Heizleiter) aus
PTFE handeln - wird unverrückbar auf dem vormontierten Tragekorb 5 mit einem Befestigungsband, beispielsweise einem VA-Spannband 11, montiert und gleichmäßig auf Abstand gehalten. Im unteren Drittel des Heizleiters 3, d.h. dort, wo sich die wärmste Stelle der Vorrichtung befindet, werden die Kapillarrohrfühler 10 jeweils zwischen zwei Heizleiterwindungen - ebenfalls vorzugsweise mit PTFE-Band - montiert. An die Enden der Ex-Heizleiter 3 werden dann in den Figuren nicht gezeigte Ex-Verbindungsmuffen angeschlossen und mit Kaltenden zum Ex-Anschlußkasten 12 geführt. Der Tragekorb 5 wird mit dem daran befestigten Heizleiter 3 mittels Rändelschrauben 8 am Gehäuse 1 befestigt, wobei das Metallgeflecht 6 auf den Heizleiter 3 aufgelegt und bei der Befestigung des Heizleiters 3 zwischen das Gehäuse 1 und den Metallring 7 des Tragekorbs 5 geklemmt wird.

Nach der Montage des Tragekorbs 5 am Gehäuse 1 wird die Innenseite des Heizleiters 3 zur besseren Wärmeverteilung bzw. zur Wärmerückstrahlung mit einer wärmereflektierenden Folie 9 ausgekleidet. Anschließend wird die Folie 9 bzw. der Heizleiter 3 mit einer Isolierung, genauer gesagt mit Mineralwolle, hinterfüttert bzw. wird das Gehäuse 1 ausgestopft, damit der Bereich hinter der Folie 9 thermisch isoliert ist. Außerhalb des Gehäuses 1 befindet sich der Anschlußkasten 12, wobei es sich hier um ein kunststoffbeschichtetes Metallgehäuse handelt. Dort werden sämtliche Anschlüsse des Heizleiters 3 und der Kapillarrohrfühler 10 vorgesehen. Im Falle des Einsatzes eines Kapillarrohrbegrenzers befindet sich dieser vorzugsweise innerhalb des Anschlußkastens 12. Im Falle des Kapillarrohrreglers wird ein entsprechendes Einstellrädchen oder dgl. durch eine Bohrung nach außen geführt, damit die Temperatur eingestellt werden kann.

Wesentlich ist jedenfalls, daß zur explosionssicheren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung alle Anschlußleitungen im explosionsgeschützten Anschlußkasten 12 montiert werden, worunter auch die Anschlußleitung für das Netz fällt. Nach Durchführung sämtlicher Montagen innerhalb des Anschlußkastens 12 wird dieser mit einer Abdeckplatte sicher verschlossen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Lehre nicht auf das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Die erfindungsgemäße Lehre läßt sich vielmehr auch bei anders ausgestalteten Vorrichtungen zum Beheizen eines Behältnisses realisieren.

Claims (8)

Klaus Winkler Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses, insbesondere zum Beheizen eines Laborgefäßes, mit einem eine Öffnung (2) für das Behältnis aufweisenden Gehäuse (1), einem in dem Gehäuse (1) angeordneten elektrischen Heizleiter (3) und einer zwischen dem Gehäuse (1) und dem Heizleiter (3) wirkenden thermischen Isolierung (4), wobei der Heizleiter (3) auf einem Tragekorb (5) vorzugsweise spiralförmig der Form des Behältnisses zumindest weitgehend angepaßt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (3) mit einem Metallgeflecht (6) belegt ist und daß das Metallgeflecht (6) zur direkten Kontaktierung einerseits des Heizleiters (3), andererseits des Behältnisses dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgeflecht (6) den Heizleiter (3) bzw. den Tragekorb (5) am oberen Randbereich bzw. an einem zum Festlegen des Tragekorbs (5) dienenden Metallring (7) zumindest geringfügig überlappt und durch Festlegen des Heizleiters (3) bzw. des Tragekorbs (5) am Gehäuse (1) zwischen dem Heizleiter (3) bzw. dem Tragekorb (5) und dem Gehäuse (1) festgeklemmt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragekorb (5) bzw. dessen Metallring (7) mittels vorzugsweise als Rändelschrauben (8) ausgebildete Schrauben am Gehäuse (1) festgelegt ist und daß die Rändelschrauben (8) von außerhalb des Gehäuses (1) betätigbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß direkt unter dem Heizleiter (3) eine Wärmestrahlung reflektierende Folie (9) ausgebildet ist, so daß der

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Heizleiter (3) sandwichartig zwischen der Folie (9) und dem Metallgeflecht (6) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (9) eine Metallfolie ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Metallfolie (9) um eine VA-Folie handelt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ö, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturmessung Kapillarrohrfühler (10) vorgesehen sind und daß die Kapillarrohrfühler (10) vorzugsweise im unteren Bereich des Heizleiters (3) zwischen dessen Windungen angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bauteile, die eine Zündguelle darstellen können, explosionsgeschützt sind.