CH694633A5 - SICHERHEITS - Scheidetrichter. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheidetrichter, im Folgenden Sicherheits-Scheidetrichter genannt, gemäss dem unabhängigen Patentanspruch 1.

Die Wirkungsweise der in der Labortechnik verwendeten Scheidetrichter beruht auf dem physikalischen Prinzip der unterschiedlichen Dichten von Flüssigkeiten, die sich gegenseitig nicht lösen oder nur minimal löslich sind. Dadurch können Flüssigkeitsgemische, beispielsweise von Extraktionen, auf einfachste Weise abgetrennt werden.

Die bisher üblicherweise in der Labortechnik verwendeten Scheidetrichter bestehen aus Geräteglas oder Quarzglas. Die einfachste Ausführungsform besteht aus einem birnenkolbenförmigen oder zylindrischen Gefäss mit einem koaxialen Kegelschliff-Stutzen und Stopfen sowie einem diametral angeordneten vertikalaxialen Ablaufrohr mit Reiberhahn. Eine verbesserte Ausführungsform ist der Erlenmeyer-Scheidetrichter, bestehend aus einem kegelförmigen Gefäss, dem bekannten Erlenmeyer, mit Kegelschliff-Hülse und einem Einsatz mit Kegelschliff-Kern mit koaxialem Belüftungsrohr. Dieses ist oberhalb vom Schliff innen seitlich angeschmolzen, nach unten rechtwinklig abgebogen und endet unten knapp über dem Niveau des halben Volumens des Erlenmeyer. Am oberen Ende des Kegelschliff-Einsatzes ist koaxial das Ablaufrohr mit Reiberhahn angeordnet, zum Abtrennen der Flüssigkeitsschichten.

Da beim oben beschriebenen konventionellen Scheidetrichter beim Ausschütteln bzw. Extrahieren einer wässrigen Lösung mit einem Lösungsmittel, durch die Lösungsmitteldämpfe ein Druckanstieg entsteht, kann durch Aufdrücken des Stopfens oder bei zu schnellem Öffnen des Reiberhahns Flüssigkeit herausspritzen. Diese oft aggressiven und oder toxischen Extraktionsflüssigkeiten können Arbeitsunfälle verursachen.

Dies ist mit den Erlenmeyer-Scheidetrichtern mit integriertem Belüftungsrohr nicht möglich. Hingegen kann bei diesen, nach dem Mischen durch Schütteln oder üblicherweisem Rühren mit Magnetrührer, beim Umkippen um 180 DEG und evtl. Schwenken zum Abtrennen der Flüssigkeitsschicht via Reiberhahn, durch das Belüftungsrohr Extraktionsflüssigkeit herausfliessen. Dadurch wird die Arbeits-Sicherheit und die Arbeits-Hygiene beeinträchtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es diese Nachteile zu beseitigen. Dies wird erreicht mit den erfindunsgemässen Sicherheits-Scheidetrichtern Fig. 1 und 2, welche die nötigen Sicherheits-Anforderungen erfüllen sowie kompakt und benutzerfreundlich konstruiert wurden. Der hervorragende Vorteil der Sicherheits-Scheidetrichter, gegenüber den bestehenden Scheidetrichtern, ist die wesentliche Verbesserung der Arbeits-Sicherheit und Arbeits-Hygiene. Dieser hohe Sicherheits-Effekt wird erreicht mit einer koaxialen Konstruktion des Scheidetrichter-Einsatzes, mit einem Sicherheits-Belüftungsrohr kombiniert mit einem Scheidetrichter-Gefäss, beispielsweise einem Rundkolben mit flachem Boden, im Folgenden Stehkolben genannt, oder einem Erlenmeyer-Kolben. Als Verbindungselement können beispielsweise Kegelschliffe angeschmolzen sein. Das neuartige Sicherheits-Belüftungsrohr ist im nach oben verlängerten Rohr des Kegelschliff-Kerns, im Folgenden Verbindungs-Rohr genannt, oberhalb des Schliffs seitlich angeschmolzen, nach unten rechtwinklig abgebogen und koaxial verlängert mit einem erweiterten Rohr, im Folgenden äusseres Rohr genannt, mit anschliessender kugelförmigen oder zylindrischen Erweiterung, im Folgenden unterer Sicherheits-Raum genannt, unterhalb des Kegelschliffs und endet unten mit den Abtropfspitzen eines Rohres, im Folgenden Endrohr genannt, knapp über dem Niveau des halben Stehkolben-Volumens. Das innere Rohr, im Folgenden Sicherheits-Rohr genannt, ist oben mit dem äusseren Rohr und dem Sicherheits-Belüftungsrohr koaxial verschmolzen und endet im unteren Teil des unteren Sicherheits-Raumes. Mit diesem ist nach oben verbunden der obere Sicherheits-Raum, zwischen dem äusseren Rohr und dem Sicherheits-Rohr. Am Sicherheits-Rohr, das unten zugeschmolzen ist, ist direkt über der Verschmelzung eine ablaufbündige Belüftungsöffnung angeordnet. Oberhalb des Kegelschliff-Kerns ist an dessen Verbindungs-Rohr und anschliessendem engeren Rohr ein Reiberhahn mit Ablaufrohr angeschmolzen zum Abtrennen der Flüssigkeitsschichten.

Durch diese Sicherheits-Konstruktion werden, beispielsweise bei unsorgfältigem Umkippen um 180 DEG und evtl. Schwenken des Sicherheits-Scheide-trichters vor dem Abtrennen der Extraktionsflüssigkeiten, oft aggressive und oder toxische Flüssigkeits-Spritzer im oberen und unteren Sicherheits-Raum zurückgehalten und können nicht aus dem Sicherheits-Belüftungsrohr herausfliessen. Mit einfachem Rück-Kippen kann diese Flüssigkeit wieder mit der Hauptmenge verlustfrei vereinigt werden.

Die Kompakten und handlichen Sicherheits-Scheidetrichter sind, dank ihrer einfachen Einsetzbarkeit sowie ihrer hohen Betriebs- und Arbeits-Sicherheit, sehr nützliche und effiziente Laborgeräte.

Die neuartige konstruktive Lösung besteht im -erfindungsgemässen Sicherheits-Scheidetrichter des unabhängigen Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Im Folgenden werden zwei beispielsweise Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Sicherheits-Scheidetrichters anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 je einen teilweisen Axialschnitt durch die zwei Ausführungsbeispiele der Sicherheits-Scheidetrichter, in der für derartige Geräte üblichen schematischen Darstellung.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Sicherheits-Scheidetrichter sind Kombinationen von einem Scheidetrichter-Gefäss (1), beispielsweise Stehkolben (2) und einem Scheidetrichter-Einsatz (3) oder (4). Als Verbindungselement (5) können beispielsweise Kegelschliffe (6, 7) koaxial angeschmolzen sein. Am Scheidetrichter-Einsatz (3) ist am nach oben verlängerten Verbindungs-Rohr (8) des Kegelschliff-Kerns (7) und dem anschliessend engeren Rohr (9) ein Reiberhahn (10) mit abgeschrägtem Ablaufrohr (11) angeschmolzen, zum Abtrennen der Extraktionsflüssigkeiten (12). Das Sicherheits-Belüftungsrohr (13) ist oberhalb des Kegelschliff-Kerns (7) im Verbindungs-Rohr (8) seitlich angeschmolzen, nach unten rechtwinklig abgebogen und koaxial verlängert mit dem äusseren Rohr (14), der kugelförmigen Erweiterung (15) unterhalb vom Kegelschliff-Kern (7) und endet mit dem diametral abgeschrägten weiten Endrohr (16) mit den Abtropfspitzen (17), knapp über dem Niveau des halben Stehkolben-Volumens (18). Das Sicherheits-Rohr (19) ist oben mit dem äusseren Rohr (14) und dem Sicherheits-Belüftungsrohr (13) koaxial verschmolzen und endet, nach der seitlichen ablaufbündigen Belüftungsöffnung (20), spitzförmig zugeschmolzen im unteren Teil des kugelförmigen unteren Sicherheits-Raumes (21). Mit diesem ist nach oben verbunden der obere Sicherheits-Raum (22) zwischen dem äusseren Rohr (14) und dem Sicherheits-Rohr (19).

Bei der Ausführungsvariante Fig. 2 ist am Scheidetrichter-Einsatz (4) das im unteren Teil des zylindrischen unteren Sicherheits-Raumes (24) endende Sicherheits-Rohr (19), nach der seitlichen ablaufbündigen Belüftungsöffnung (20), mit einer überlappenden konvexen oder spitzförmigen Sicherheits-Kuppe (25, 26) zugeschmolzen. Im Weiteren ist das unterhalb des zylindrischen unteren Sicherheits-Raumes (24) angeschmolzene enge Endrohr (27) mit den Abtropfspitzen (17) enger dimensioniert als das weite Endrohr (16).

Bei den Ausführungsbeispielen Fig. 1 und 2 kann während dem Mischen und Kippen keine Flüssigkeit in die seitlich angeordneten Belüftungsöffnungen (20) eindringen und somit auch nicht aus dem Sicherheits-Belüftungsrohr (13) herausfliessen.

Dieses drucklose Sicherheits-System verhindert auch bei unsorgfältigem Arbeiten das Auslaufen von oft aggressiven und oder toxischen Flüssigkeiten durch das Sicherheits-Belüftungsrohr (13). Dies ist besonders aus Sicherheitsgründen ein wesentlicher Vorteil gegenüber den bekannten Erlenmeyer-Scheidetrichtern.

In Fig. 1 ist die Durchmischung der flüssigen Extraktionskomponenten mit Magnetrührer (29) dargestellt und in Fig. 2 die Abscheidungs-Funktion bzw. die abgetrennten Flüssigkeits-Phasen nach dem Umkippen um 180 DEG .

Das maximale Arbeits-Volumen variiert zwischen 45 und 55% des Volumens des Scheidetrichter-Gefässes (1), je nach Grösse und Art des Gefässes, und ist unübersehbar zu markieren (30).

Die Länge des Scheidetrichter-Einsatzes (3) variiert je nach Grösse und Art des Scheidetrichter-Gefässes (1) und endet mit den Abtropfspitzen (17) etwa 2-5 mm über der Markierung (30) des maximalen Arbeits-Volumens am Scheidetrichter-Gefäss (1).

Das Sicherheits-Belüftungsrohr (13) kann bei der seitlichen Anschmelzstelle im Verbindungs-Rohr (8) wahlweise nach aussen mit einem Begasungs-Stutzen (28) verlängert werden, womit spezielle Arbeiten, beispielsweise bei Luftausschluss oder Begasung, durchgeführt werden können.

Das maximale Sicherheits-Volumen der oberen Sicherheits-Räume (22) und der kugelförmigen bzw. zylindrischen unteren Sicherheits-Räume (21, 24) wird erreicht mit optimaler Dimensionierung der Rohr- Querschnitte, der Länge vom äusseren Rohr (14) und vom Sicherheits-Rohr (19) sowie der kugelförmigen bzw. zylindrischen Erweiterung (15, 23), bezüglich der Grösse und Art des Scheidetrichter-Gefässes (1).

Der Aussendurchmesser des weiten Endrohrs (16) bzw. engen Endrohr (27) ist vorzugsweise etwa 10 mm bzw. 6 mm, kann aber je nach Grösse und Art des Scheidetrichter-Gefässes (1) etwa 10-16 mm bzw. etwa 4-8 mm betragen.

Die Winkel des einfach oder diametral abgeschrägten weiten Endrohres (16) und des engen Endrohres (27) sind vorzugsweise etwa 30 DEG , können aber je nach Rohrdurchmesser sowie Grösse und Art des Scheidetrichter-Gefässes (1) etwa 20-45 DEG betragen.

Die überlappende konvexe oder spitzförmige Sicherheits-Kuppe (25, 26) am Sicherheits-Rohr (19) sowie der kugelförmige bzw. zylindrische untere Sicherheits-Raum (21, 24) oder das abgeschrägte weite Endrohr (16) bzw. enge Endrohr (27) können wahlweise am Sicherheits-Belüftungsrohr (13) angeordnet werden.

Die erfindungsgemässen Sicherheits-Scheidetrichter können in verschiedenen Grossen hergestellt und verwendet werden. Sie sind vorzugsweise aus Borosilicatglas 3.3 gefertigt, mit etwa 1-5 mm Wandstärke, können aber auch aus Quarzglas und transparenten Kunststoffen hergestellt werden. Zur -Verhinderung von fotolytischen Zersetzungen lichtempfindlicher Substanzen, können sie mit UV-strahlenabsorbierenden transparenten Materialien aussen beschichtet werden. Die in den Zeichnungen Fig. 1 und 2 angegebenen Kegelschliffe (6 und 7) sind -bevorzugte Ausführungsbeispiele. Generell können aber als Verbindungselemente (5) beispielsweise Kugel- und Planschliffe oder Schraubverbindungen angebracht werden. Ebenso können anstelle des Reiberhahns auch andere Ventile angebracht werden. Für Spezialfälle können auch einteilige Ausführungsformen hergestellt werden, wobei anstelle des Verbindungselementes (5) beide Teile verschmolzen sind. Dabei kann am Scheidetrichter-Gefäss (1) ein verschliessbarer Stutzen angebracht werden, zum Einfüllen der Bearbeitungskomponenten und oder eines Rührelementes, wie beispielsweise eines Magnetrührstabes. Die einteilige Ausführungsform eignet sich besonders für die manuelle oder maschinelle Ausschüttel-Technik, die üblicherweise mit den konventionellen Scheidetrichtern angewandt wird.

Für den beispielsweisen Einsatz in Forschungs-, Entwicklungs-, Betriebs- und Qualitätskontroll-Laboratorien eignen sich besonders die aus Borosilicatglas 3.3 hergestellten Modelle Fig. 1 und 2, mit zweckmässigen Scheidetrichter-Gefässen von etwa 50 ml bis 5 Liter. Als Scheidetrichter-Gefäss (1) können beispielsweise Erlenmeyer-Kolben, Stehkolben, Rundkolben und Flaschen jeglicher Querschnittsform verwendet werden.

Die neuartigen Sicherheits-Scheidetrichter können in der Labortechnik, beispielsweise für Flüssig-/ Flüssig-Extraktionen, bei verschiedenen Temperaturen drucklos eingesetzt werden. Sie erfüllen die Anforderungen bezüglich optimaler Funktion, rationeller Arbeits-Technik und hoher Arbeits-Sicherheit, welche beispielsweise beim Arbeiten in chemischen, biochemischen und medizinischen Laboratorien erforderlich sind.

Claims (10)

1. Sicherheits-Scheidetrichter mit einem Scheidetrichter-Gefäss (1) und einem Scheidetrichter-Einsatz (3) mit einem oberhalb eines Verbindungselementes (5) koaxial verlängerten Verbindungs-Rohr (8) und einem anschliessend engeren Rohr (9) mit einem Reiberhahn (10) und einem abgeschrägten Ablaufrohr (11), wobei im Verbindungs-Rohr (8) direkt oberhalb vom Verbindungselement (5) ein Sicherheits-Belüftungsrohr (13) seitlich angeschmolzen ist und anschliessend nach unten rechtwinklig abgebogen und koaxial verlängert ist mit einem äusseren Rohr (14), einer kugelförmigen Erweiterung (15) oder einer zylindrischen Erweiterung (23) und einem weiten Endrohr (16) mit Abtropfspitzen (17), dadurch gekennzeichnet, dass ein unten diametral abgeschrägtes weites Endrohr (16) oder enges Endrohr (27) mit Abtropfspitzen (17) 2-5 mm über dem Niveau (18) vom halben Volumen des Scheidetrichter-Gefässes (1) endet und ein Sicherheits-Rohr (19) oben mit einem äusseren Rohr (14) und dem Sicherheits-Belüftungsrohr (13) koaxial verschmolzen ist und unten, direkt nach einer seitlichen und ablaufbündigen Belüftungsöffnung (20), spitzförmig zugeschmolzen in der unteren Hälfte des kugelförmigen oder zylindrischen unteren Sicherheits-Raumes (21, 24) endet.

2. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein äusseres Rohr (14) mit einer zylindrischen Erweiterung (23) und einem anschliessenden engen Endrohr (27), mit Abtropfspitzen (17), koaxial verbunden ist, wobei ein oben im äusseren Rohr (14) und am Sicherheits-Belüftungsrohr (13) koaxial angeschmolzenes Sicherheits-Rohr (19) in der unteren Hälfte des zylindrischen unteren Sicherheits-Raumes (24) mit einer 1-3 mm überlappenden konvexen oder spitzförmigen Sicherheits-Kuppe (25) bzw. (26) verschmolzen ist, und zwar ablaufbündig bezüglich der seitlichen Belüftungsöffnung (20).

3. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des äusseren Rohrs (14) etwa 3 mm kleiner ist als die engste lichte Weite des inneren Verbindungselementes (7) oder anderer Verbindungselemente und Anschlussrohre.

4. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Sicherheits-Rohrs (19) 4-10 mm betragen kann.

5. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des kugelförmigen unteren Sicherheits-Raumes (21) und des zylindrischen unteren Sicherheits-Raumes (24) etwa 3 mm kleiner ist als die engste lichte Weite des äusseren Verbindungselementes (6) oder anderer Verbindungselemente und Anschlussrohre.

6. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der kugelförmige untere Sicherheits-Raum (21) bzw. der zylindrische untere Sicherheits-Raum (24) zwischen dem äusseren Rohr (14) und dem weiten Endrohr (16) bzw. engen Endrohr (27) unterhalb vom Verbindungselement (5) derart angeordnet ist, dass bezüglich der Grosse und Form des Scheidetrichter-Gefässes (1) das maximale Sicherheits-Volumen erreicht wird, durch optimale Länge vom äusseren Rohr (14) und dem Sicherheits-Rohr (19) sowie der kugelförmigen bzw. zylindrischen Rohrerweiterung (15, 23).

7. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des weiten Endrohrs (16) 10-16 mm und die lichte Weite 8-12 mm beträgt.

8. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des engen Endrohrs (27) 4-8 mm und die lichte Weite 2-6 mm beträgt.

9. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Belüftungsöffnung (20), mit 2-5 mm Durchmesser, am Sicherheits-Rohr (19) unten seitlich angeordnet ist, und zwar ablaufbündig direkt oberhalb der konvexen oder spitzförmigen Verschmelzung des Sicherheits-Rohres (19).

10. Sicherheits-Scheidetrichter gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheidetrichter-Einsatz (3, 4) mit einem Stehkolben (2) oder einem Erlenmeyer-Kolben mittels einer Kegelschliffverbindung (5) kombiniert ist.