DE102016202560A1 - Schmelzvorrichtung zum dosierten Schmelzen von Paraffin - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schmelzvorrichtung (100) zum Schmelzen von Paraffin (1), mit einem Schmelzbehälter (110) zum Aufnehmen von zu schmelzendem Paraffin (1), einem Aufbewahrungsbehälter (190) zum Aufbewahren von geschmolzenem Paraffin (4), mit einer Schmelzbehälter-Heizeinrichtung (120) zum Beheizen des Schmelzbehälters (110), mit einer Aufbewahrungsbehälter-Heizeinrichtung (191) zum Beheizen des Aufbewahrungsbehälters (190), mit einer den Schmelzbehälter (110) und den Aufbewahrungsbehälter fluidverbindenden Fluidverbindung (113), wobei der Schmelzbehälter (110), der Aufbewahrungsbehälter (190) und die Fluidverbindung (113) so angeordnet sind, dass geschmolzenes Paraffin (4) aus dem Schmelzbehälter (110) in den Aufbewahrungsbehälter (190) fließt.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzen von Paraffin sowie ein Laborgerät mit einer solchen Vorrichtung.
- Stand der Technik
- Aus der
DE 102 23 304 A1 ist eine Vorrichtung zum Einbetten von Proben in Paraffin mit einer Ausgießstation und einem Vorratsbehälter für das Paraffin bekannt. Der Vorratsbehälter ist mit einer Heizeinrichtung zum Aufschmelzen von Paraffin in fester Form ausgestattet. Es wird hier das gesamte Paraffin geschmolzen und in geschmolzenem Zustand im Betrieb bevorratet. - Aus der
DE 10 2008 054 071 A1 ist ein Gewebeprozessor zum Bearbeiten von Gewebeproben beschrieben. Der Prozessor weist neben mehreren Chemikalientanks Behälter für flüssiges Paraffin sowie eine Vorratsstation zum Aufschmelzen von Paraffin-PeIlets oder Paraffin-Schuppen auf. Aufgeschmolzenes Paraffin lässt über Leitungen von der Vorratsstation in die Behälter pumpen. - Aus der
WO 2006/089365 A1 - Nachteilig an den bekannten Schmelzvorrichtungen ist, dass das Schmelzen relativ lange dauert und während dessen keine Entnahme von flüssigem Paraffin möglich ist. Ausgehend von diesem Stand der Technik soll die Schmelzzeit verkürzt werden.
- Offenbarung der Erfindung
- Erfindungsgemäß werden eine Vorrichtung zum Schmelzen von Paraffin sowie ein Laborgerät mit einer solchen Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
- Im Rahmen der Erfindung wird eine Schmelzvorrichtung zum Schmelzen von Paraffin mit einem beheizten Schmelzbehälter zum Aufnehmen von zu schmelzendem Paraffin und einem beheizten Aufbewahrungsbehälter zum Aufbewahren von geschmolzenem Paraffin vorgestellt, wobei geschmolzenes Paraffin aus dem Schmelzbehälter in den Aufbewahrungsbehälter fließen kann. Insbesondere muss das Paraffin nicht in den Aufbewahrungsbehälter gepumpt werden. Durch das Vorsehen von zwei speziellen Behältern kann sowohl das Zuführen von zu schmelzendem Paraffin und das Schmelzen einerseits als auch das Entnehmen von geschmolzenem Paraffin andererseits unabhängig voneinander und insbesondere gleichzeitig stattfinden. Es ist nicht nötig, das gesamte im Schmelzbehälter befindliche Paraffin zu schmelzen. Dadurch werden Schmelzzeit und Energiebedarf reduziert. Die Erfindung ermöglicht, dass immer genau eine erwünschte bzw. vorgebbare Menge an geschmolzenem Paraffin im Aufbewahrungsbehälter vorgehalten wird, ohne dass dafür viel Energie nötig wäre.
- Die Erfindung kann besonders vorteilhaft in Laborgeräten, wie Gewebeprozessoren (vgl.
WO 2006/089365 A1 DE 10 2008 054 071 A1 ,WO 2005/116609 A1 DE 102 23 304 A1 ,DE 10 2007 022 014 A1 ), eingesetzt werden. - Eine konstruktiv einfache und sehr praktische Lösung ist, wenn der Schmelzbehälter einen Abfluss aufweist, an dem eine den Schmelzbehälter und den Aufbewahrungsbehälter fluidverbindende Fluidleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise kann das geschmolzene Paraffin immer sehr einfach und direkt aus dem Schmelzbehälter in den Aufbewahrungsbehälter fließen. Der Abfluss kann ein Ventil aufweisen, um die Fluidverbindung abzusperren.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schmelzbehälter einen Boden auf, der zum Abfluss hin abfällt. So kann das geschmolzene Paraffin den Abfluss selbständig und ohne Pumpen o.ä. erreichen. Beispielsweise kann der Boden einen trichterförmigen und/oder schief verlaufenden Abschnitt aufweisen oder insgesamt trichterförmig oder in Form einer schiefen Ebene oder auf der Spitze stehenden Pyramide o.ä. ausgebildet sein.
- Zum Entnehmen des geschmolzenen Paraffins aus dem Aufbewahrungsbehälter können ebenfalls ein solcher Abfluss, vorzugsweise mit ebenfalls abfallendem Boden, und/oder eine Entnahmepumpe vorgesehen sein.
- Vorteilhafterweise weist der Aufbewahrungsbehälter eine Messeinrichtung zum Messen des Gewichts und/oder Volumens des geschmolzenen Paraffins auf. Auf diese Weise kann insbesondere eine Füllmengenüberwachung implementiert werden, welche ermöglicht, dass immer genau eine erwünschte bzw. vorgebbare Menge an geschmolzenem Paraffin im Aufbewahrungsbehälter vorgehalten wird. Beispielsweise kann bei Unterschreiten eines unteren Schwellwerts eine Schmelzbehälter-Heizeinrichtung aktiviert und/oder ein Ventil zwischen Schmelzbehälter und Aufbewahrungsbehälter geöffnet werden. Beispielsweise kann bei Erreichen oder Überschreiten eines oberen Schwellwerts die Schmelzbehälter-Heizeinrichtung deaktiviert und/oder das Ventil geschlossen werden.
- Zweckmäßigerweise weist der Schmelzbehälter eine Messeinrichtung zum Messen des Gewichts und/oder Volumens des zu schmelzenden Paraffins auf. Dadurch kann der Bediener der Schmelzvorrichtung rechtzeitig darüber informiert werden, beispielsweise mittels Warnmeldungen und/oder Warnsignalen, dass zu schmelzendes Paraffin zur Neige geht und nachgefüllt werden muss. Alternativ oder zusätzlich kann ein automatisches Nachfüllen aus einem Vorratsbehälter erfolgen, z.B. mittels einer automatischen Transporteinrichtung (z.B. Schneckenfördersystem) oder Schüttvorrichtung.
- Die Schmelzbehälter-Heizeinrichtung und/oder die Aufbewahrungsbehälter-Heizeinrichtung weisen vorzugsweise einen Induktor zum Induzieren von Wirbelströmen in einem Boden und/oder einer Wand des Behälters und/oder in metallischen Körpern, die in dem Behälter aufgenommen sind, auf. Ein induktives Erhitzen weist einen besseren Wirkungsgrad und schnellere Ansprechzeiten als ein Widerstandsheizen auf. Dennoch können Schmelzbehälter-Heizeinrichtung und/oder Aufbewahrungsbehälter-Heizeinrichtung auch ein oder mehrere Widerstandsheizelemente aufweisen.
- Vorzugsweise ist die Schmelzbehälter-Heizeinrichtung im Bereich des Abflusses angeordnet, so dass (nur) der Bereich um den Abfluss, beispielsweise der abfallende Bereich des Behälterbodens, beheizt wird. Beispielsweise kann der Boden zumindest im Bereich des Abflusses metallisch sein und induktiv und/oder mittels eines Widerstandsheizelements erwärmt werden. Da immer nur eine begrenzte Menge an flüssigem Paraffin aus dem Schmelzbehälter in den Aufbewahrungsbehälter zum Füllen des letzteren entnommen wird, ist es insbesondere nicht nötig, den gesamten Schmelzbehälter zu heizen.
- Im Gegensatz dazu wird der Aufbewahrungsbehälter vorzugsweise insgesamt beheizt, z.B. über einen (widerstands- und/oder induktiv) beheizten Boden bzw. Außenwände und/oder Heizschlangen im Behälter. Insbesondere das Heizen bzw. Warmhalten des geschmolzenen Paraffins im Aufbewahrungsbehälter kann sich der Maßnahme bedienen, einen Behälterboden und/oder Behälterwände induktiv zu erwärmen oder das flüssige Paraffin und metallische Körper in dem Aufbewahrungsbehälter anzuordnen und dann die metallischen Körper induktiv zu erwärmen. Durch die weiträumige Verteilung der metallischen Körper in dem flüssigen Paraffin wird dieses nicht nur von außen, wie bei herkömmlichen Schmelzverfahren, sondern im Volumen erwärmt, was deutlich energieeffizienter ist.
- Bevorzugterweise umfassen die metallischen Körper Partikel und/oder Kugeln und/oder Gitterstreben und/oder ferromagnetische Körper, z.B. aufweisend Eisen, Kobalt, Nickel und/oder seltene Erden, und/oder haben ein Volumen von weniger als 5mm3, insbesondere von 2–3 mm3. Bevorzugterweise bestehen die metallischen Körper aus einem nicht-rostenden Metall oder haben einen Überzug aus einem nicht-rostenden Metall.
- Vorzugsweise umfassen die metallischen Körper in dem Aufbewahrungsbehälter befestigte oder eingelegte metallische Körper, z.B. eingelegte, aufgehängte und/oder aufgespießte Kugeln und/oder ein eingelegtes oder befestigtes Gitter o.ä. Das Volumen von befestigten oder eingelegten metallischen Körpern ist zweckmäßigerweise größer als das Volumen von losen Körpern. Es kann vorgesehen sein, dass die befestigten Körper, z.B. zu Reinigungszwecken, entfernbar in dem Aufbewahrungsbehälter befestigt sind. So können die metallischen Körper wiederverwendet werden, was diese Alternative sehr preisgünstig macht.
- Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
- Figurenbeschreibung
-
1 zeigt grob schematisch eine prinzipielle Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmelzvorrichtung. -
2 zeigt grob schematisch eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmelzvorrichtung. -
3 zeigt grob schematisch eine alternative Ausführungsform eines Schmelzbehälters für eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmelzvorrichtung. - Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
- In
1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmelzvorrichtung grob schematisch dargestellt und insgesamt mit100 bezeichnet. - Die Schmelzvorrichtung
100 weist einen Schmelzbehälter110 zum Aufnehmen von zu schmelzendem Paraffin1 und einen Aufbewahrungsbehälter190 zum Aufbewahren von geschmolzenem Paraffin4 auf. Das Paraffin kann beispielsweise in Form von Blöcken oder Platten, Stückchen, Kügelchen, Pellets, Schuppen usw. in den Schmelzbehälter110 eingebracht bzw. eingefüllt werden. - Der Schmelzbehälter
110 weist einen Boden mit einem trichterförmigen Abschnitt111 auf, der auf einen Abfluss112 hin abfällt. An dem Abfluss ist ein Sieb130 zum Zurückhalten von festem Paraffin1 angeordnet. Weiterhin kann ein Ventil zum Absperren einer Fluidverbindung113 zwischen dem Schmelzbehälter110 und dem Aufbewahrungsbehälter190 vorgesehen sein. - Bei dieser Ausführung wäre es auch denkbar, Paraffinblöcke in Trichterform zu verwenden.
- Der Schmelzbehälter
110 wird von einer hier als Widerstandsheizelement ausgebildeten Schmelzbehälter-Heizeinrichtung im Bereich um den Abfluss112 beheizt. Auf dem erwärmten Abschnitt111 schmelzendes Paraffin kann somit in der Figur nach unten bis zum Abfluss112 und von dort den Aufbewahrungsbehälter190 fließen. - Eine alternative Ausführungsform eines Schmelzbehälters
110 ist in3 dargestellt. Zusammen mit dem zu schmelzenden Paraffin1 sind in dem Schmelzbehälter110 metallische Körper4 angeordnet. Die metallischen Körper können insbesondere als metallische Partikel in dem zu schmelzenden Paraffin1 eingebettet sein, und/oder sie können in dem Schmelzbehälter110 befestigt sein, beispielsweise in Form einer Anordnung4 aus aufgereihten bzw. aufgespießten Kugeln o.ä. - Zum Induzieren von Wirbelströmen in den metallischen Körpern
4 weist die Schmelzvorrichtung wenigstens einen Induktor120 auf, der insbesondere in Form einer flachen Induktionsspule ausgebildet sein kann. Der Induktor120 ist unter einem Boden des Schmelzbehälters110 angeordnet. - Zum Entnehmen bzw. Ablassen des geschmolzenen Paraffins in den Aufbewahrungsbehälter
190 weist der Schmelzbehälter110 eine Öffnung mit einem optionalen Ventil130 auf. - Der Aufbewahrungsbehälter
190 wird von einer Aufbewahrungsbehälter-Heizeinrichtung191 beheizt, welche beispielsweise als Induktor bzw. Induktionsspule ausgebildet ist, welche einen metallischen Boden und/oder metallische Wände des Aufbewahrungsbehälters190 und/oder innerhalb des Aufbewahrungsbehälters190 angeordnete metallische Körper erwärmt. Ebenso kann die Aufbewahrungsbehälter-Heizeinrichtung191 wenigstens ein Widerstandsheizelement aufweisen. - Zum Messen des Gewichts des geschmolzenen Paraffins
4 in dem Aufbewahrungsbehälter190 ist eine Waage192 (W) vorgesehen. - Die Waage
192 kann mit einer Steuereinrichtung195 in Verbindung stehen, welche zum Steuern der Schmelzbehälter-Heizeinrichtung120 und/oder eines bevorzugterweise zwischen Schmelzbehälter110 und Aufbewahrungsbehälter190 angeordneten Ventils ausgebildet ist. Erkennt die Steuereinrichtung195 , dass die Menge bzw. Masse des geschmolzenen Paraffins4 einen vorgebbaren Schwellwert erreicht oder unterschreitet, kann die Steuereinrichtung195 vorzugsweise dazu eingerichtet sein, die Schmelzbehälter-Heizeinrichtung120 zu aktivieren und/oder ein vorhandenes Ventil (z.B.130 in3 ) zu öffnen. Erkennt die Steuereinrichtung195 , dass die Menge des geschmolzenen Paraffins4 einen vorgebbaren oberen Schwellwert erreicht oder überschreitet, kann die Steuereinrichtung195 vorzugsweise dazu eingerichtet sein, die Schmelzbehälter-Heizeinrichtung120 zu deaktivieren und/oder das Ventil zu schließen. - Zum Entnehmen von geschmolzenem Paraffin
4 aus dem Aufbewahrungsbehälter190 ist eine Pumpe193 (P) vorgesehen. - In
2 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmelzvorrichtung200 grob schematisch dargestellt. Die Schmelzvorrichtung200 weist einen Schmelzbehälter210 auf, in welchem zu schmelzendes Paraffin1 und metallische Körper2 angeordnet werden. Der Schmelzvorrichtung200 weist weiterhin als Spulenwicklungen220 ausgebildete Induktoren auf, die hinter einer Seitenwand des Schmelzbehälters210 angeordnet sind. Die Spulenwicklungen können beispielsweise als Zylinderspule um den Schmelzbehälter210 herumgeführt werden, oder als Flachspulen neben beispielsweise ebenen Seitenwänden angeordnet sein. - In der gezeigten Darstellung weist der Schmelzbehälter
210 einen schiefen Boden211 auf, der in Richtung eines Abflusses mit einem Ventil230 geneigt ist. Diese Ausgestaltung dient dazu, das geschmolzene Paraffin sehr leicht aus dem Schmelzbehälter210 durch Öffnen eines Ventils230 entnehmen zu können. - Stromabwärts des Ventils ist ein Aufbewahrungsbehälter
300 für geschmolzenes Paraffin angeordnet, welcher ebenfalls beheizt ist, beispielsweise mittels herkömmlicher Widerstandsheizelemente310 . Ein Füllstandsensor320 des Aufbewahrungsbehälters300 dient zum Erfassen des Füllstands des geschmolzenen Paraffins und kann beispielsweise mit dem Ventil230 so zusammenwirken, dass das Ventil230 öffnet, sobald der Füllstand des geschmolzenen Paraffins im Aufbewahrungsbehälter300 einen vorgebbaren unteren Schwellwert erreicht oder unterschreitet, und/oder schließt, sobald der Füllstand des geschmolzenen Paraffins im Aufbewahrungsbehälter300 einen vorgebbaren oberen Schwellwert erreicht oder überschreitet. - Der Schmelzbehälter
210 weist eine als entnehmbares Sieb250 ausgebildete Abscheidevorrichtung auf, um lose metallische Partikel2 aus dem Schmelzbehälter210 entnehmen zu können. Ein schiefer Zwischenboden211 dient zum Führen der losen metallischen Körper2 in die Abscheidevorrichtung250 , die eine Wannenform zum Sammeln der losen metallischen Körper aufweisen kann. Der Zwischenboden211 kann für das Paraffin durchlässig sein. - Ein Sensor
260 zum Bestimmen der Menge der losen metallischen Körper2 kann vorgesehen sein, um ein rechtzeitiges Entnehmen der metallischen Körper zu gewährleisten. - Die Schmelzvorrichtung
200 weist weiterhin einen Vorratsbehälter400 für das zu schmelzende Paraffin1 mit eingebetteten metallischen Körpern2 auf, aus welchem das zu schmelzende Paraffin1 mit eingebetteten metallischen Körpern2 über eine Schleuse, z.B. ein Schneckenfördersystem410 , in den Schmelzbehälter210 gefördert werden kann. - Die metallischen Körper
2 sind beispielsweise als ferromagnetische Partikel ausgebildet, die in das vereinzelte, insbesondere kugelförmige oder im Wesentlichen kugelförmige Paraffin eingebettet sind. Die Größe der metallischen Partikel2 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2 bis 3 mm3. - Ferromagnetische metallische Körper lassen sich einfacher durch Induktion erhitzen als nicht-ferromagnetische und können insbesondere auch nach dem Aufschmelzen über einen Magneten gesammelt und entsorgt werden.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (11)
- Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) zum Schmelzen von Paraffin (1 ), mit einem Schmelzbehälter (110 ,210 ) zum Aufnehmen von zu schmelzendem Paraffin (1 ), einem Aufbewahrungsbehälter (190 ) zum Aufbewahren von geschmolzenem Paraffin (4 ), mit einer Schmelzbehälter-Heizeinrichtung (120 ) zum Beheizen des Schmelzbehälters (110 ,210 ), mit einer Aufbewahrungsbehälter-Heizeinrichtung (191 ) zum Beheizen des Aufbewahrungsbehälters (190 ), mit einer den Schmelzbehälter (110 ,210 ) und den Aufbewahrungsbehälter fluidverbindenden Fluidverbindung (113 ), wobei der Schmelzbehälter (110 ,210 ), der Aufbewahrungsbehälter (190 ) und die Fluidverbindung (113 ) so angeordnet sind, dass geschmolzenes Paraffin (4 ) aus dem Schmelzbehälter (110 ,210 ) in den Aufbewahrungsbehälter (190 ) fließt. - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach Anspruch 1, wobei der Schmelzbehälter (110 ,210 ) einen Abfluss (112 ) aufweist, von dem die Fluidverbindung (113 ) ausgeht. - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach Anspruch 2, wobei der Abfluss (112 ) ein Ventil (230 ) aufweist. - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Schmelzbehälter (110 ,210 ) einen Boden (111 ) aufweist, der zum Abfluss (112 ) hin abfällt. - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach Anspruch 4, wobei der Boden (111 ) einen trichterförmigen Abschnitt aufweist. - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die dazu eingerichtet ist, eine vorgebbare Menge an geschmolzenem Paraffin im Aufbewahrungsbehälter(190 ) vorzuhalten. - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Entnahmepumpe (193 ) und/oder einem Abfluss zum Entnehmen von geschmolzenem Paraffin (4 ) aus dem Aufbewahrungsbehälter (190 ). - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aufbewahrungsbehälter (190 ) eine Messeinrichtung (192 ,320 ) zum Messen des Gewichts und/oder Volumens des geschmolzenen Paraffins (4 ) aufweist. - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schmelzbehälter (110 ,210 ) eine Messeinrichtung zum Messen des Gewichts und/oder Volumens des zu schmelzenden Paraffins aufweist. - Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schmelzbehälter-Heizeinrichtung (120 ,220 ) und/oder die Aufbewahrungsbehälter-Heizeinrichtung (191 ,310 ) einen Induktor zum Induzieren von Wirbelströmen in einen Boden und/oder eine Wand des Behälters (110 ,210 ,190 ,300 ) und/oder in metallische Körper (2 ), die in dem Behälter (110 ,210 ,190 ,300 ) aufgenommen sind, oder ein Widerstandsheizelement (310 ) aufweisen. - Laborgerät mit einer Schmelzvorrichtung (
100 ,200 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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