DE1998287U - Temperiereinrichtung. - Google Patents

Description

"Temperiereinrichtung"

Die Teisjjerierung kleiner Objekte, beispielsweise von Materialproben oder Stoffgemischen zwecks Alterung, Durchführung von chemischen Reaktionen urnter definierten Bedingungen oder Messung von irgendwelchen chemischen oder physikalischen Eigenschaften,, erfolgt üblicherweise unter Verwendung von Waraetibertragungsmitteln, beispielsweise von cemperierter Luft oder temperierter Flüssigkeit. Zur Temperierung bei höheren Temperaturen ist ein Metallblock geeignet, der von einem Heizmatitel umschlossen und zur Aufnahme des zu temperierenden Objektes mit einer Aussparung versehen ist. Zur Temperierung bei höheren Temperaturen können auch noch Strahlungs- und Hochfrequenzheizung verwendet werden.

Bei der Temperierung mit Hilfe eines Plüssigkeitsbades lassen sich bei Verwendung von Alkohol als Temperierflüssigkeit Temperaturen bis zu etwa *70° und bei Verwendung von hitzebeständigen Temperierflüssigkeiten Temperaturen bis

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Patentanwälte Dipl.-Incj. Martin LiAt, Dtal.AVirlsch.-lng. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

zu etwa + 350 C erzielen. Für jeden Temperaturbereich ist also eine bestimmte Temperierflüssigkeit erforderlieh. Zum Durchfahren des oben genannten Temperaturbereiches sind also mindestens zwei Flüssigkeiten erforderlich, d.h. bei irgendeiner Temperatur muß die Temperierflüssigkeit gewechselt werden. Darüberhinaus weisen hitzbeständige Flüssigkeiten nur eine sehr begrenzte Haltbarkeit auf. Mit Hilfe der anderen genannten Temperierverfahren lassen sich jedoch nur oberhalb von Raumtemperatur liegende Temperaturen einwandfrei einstellen. Eine ausreichende Genauigkeit ist erst ab +5O⁰C gewährleistet. Diese Temperierverfahren eignen sich also nicht zur Einstellung der sehr häufig erforderlichen Temperatur von genau 20,0°C.

Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Temperiereinrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ein Objekt in einem Arbeitsgang von einer unterhalb des Gefrierpunktes liegenden Temperatur bis zu hohen und sehr hohen Temperaturen temperiert werden kann.

Dies wird nun bei einer Temperiereinriehtung, die aus einem Metallblock bette¹t, der mit einer Heizeinrichtung sowie Kühlkanälen ausgerüstet und zur Aufnahme des zu temperierenden Objektes mit einer Aussparung versehen ist, neuerungsgemäss dadurch erreichtj daß sum Ausgleich des Temperaturgefalles des durch die Kanäle strömenden Kühlmittels die Kühlkanäle \

in Form einer bifilaren Kühlschlange angeordnet sind. \

** Die Neuerung wird nun anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der eine Auslührungsform der Neuerung dargestellt ist.

Der in der Zeichnung dargestellte, vorzugsweise zylindrisch ausgebildete Metallblock 2 ist mit einer Aussparung k versehen, die zur Aufnahmt eines zu temperierenden Objektes 6 dient und durch einen Deckel 8 verschließbar ist. Der Metallblock 2 ist _?tg von einem Heizmantel 10 umschlossen, der in einfachster Weise aus einem elektrischen Widerstandsheizkörper besteht. Zur Herstellung des Metallblockes 2 verwendet man ein Material mit sehr guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, um einen Möglichst schnellen und guten Temperaturausgleich zu erzielen. Anstelle einer Widerstandsheizung kann man natürlich auch eine Strahlungsheizung, Induktionsheizung oder Flammenheizung verwenden.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführung«form sind in

die ümfangsfläche 12 des Metallblockes 2 zwei parallel zueinander verlaufende schraubenförmige Kühlkanale lh und 16 eingearbeitet. Die Kühlkanale können beispielsweise aus der UmXangsfläche 12 des Metallblockes 2 ausgeXräst und durch eine auf die Ümfangsfläche 12 aufgezogene Hülse IS abgeschlossen verden.

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Die Kühlkanäle 14 und l6 sind in der Nähe des Deckels 8 durch eine Ringnut 20 Miteinander verbunden, so daß sie eine bifilare Kühl- oder Heizschlange bilden. Das untere Ende des Kühlkanals 14 steht mit einer Einlaßleitung 22 und das untere Ende des Kühlkanals 16 mit einer Auslaßleitung 24 in Verbindung. Die Einlaßieitung 22 steht mit einer lCühlmittelquelle, beispielsweise mit dem Wasserleitungsnetz in Verbindung. Zur Einstellung des Kühlmittelstromes ist in der Einlaßleitung 22 oder auch in der Auslaßleitung 24 ein Ventil vorgesehen.

Anstelle der sich schraubenförmig entlang der Umfangsflache 12 des Metallklotzes 2 erstreckenden Kühlkanäle 14 und 16 könnte «an natürlich auch Kühlkanäle verwenden^ die sich in Längsrichtung durch den Metallblock 2 erstrecken und in geeigneter Weise an den beiden Stirnflächen des Metallblockes 2 miteinander verbunden sind.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform ist zwischen der Aussparung 4 und den Kühlkanälen 14 und 16 eine sich in Längsrichtung des Metallblockes 2 erstreckende Bohrung 26 vorgesehen, die zur Aufnahme eines Temperaturfühlers dient, der zur Temperaturregelung und/oder zur Temperaturkonitrolle verwendet wird.

Bei der Temperierung im Temperaturbereich von +50 C — IQOO⁰G ist normalerweise keine zusätzliche Kühlung des Meiallbloekes 2 erforderlich, da das zwischen der Arbeitsteaperatur des Metall— blockes und der Umgebungstemperatur nerrseiieside

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fälle ausreicht, um eine der Heizwirkung der Heizung entgegengesetzte Kühlwirkung zu erzielen. D>le Temperatur des Metallblockes 2 kann mit Hilfe einer bekannten Temperatureinrichtung auf irgendeinen eingestellten Sollwert eingeregelt werden. Beispielsweise kam» ein in der Bohrung 26 angeordneter Temperaturfühler verwendet werden, der über ein Relais die Stromzufuhr zur Heizung iO steuert.

Soll die Temperatur des Metallbloekes 2 auf einen unterhalb von +50° C liegenden Wert eingestellt werden, dann wird das Kühl*anaisystem des Metallblockes 2 an eigene geeignete Kühleittelquelle angeschlossen, beispielsweise an die Wasserleitung. Es lässt sich jedoch eine hife-re Genauigkeit erzielen, wen», man das Kühlkanals/stem des Metallbloekes an einen Umwälzthermostaten anschliesst, der eine exakt temperierte Flüssigkeit liefert. Vorzugsweise soll näslich die Temperatur der Kühlflüssigkeit anr wenige zehntel Grad unter der Solltemperatur der Temperiereinrichtung liegen, da die Temperatur entlang des Kühlkanals nicht linear, sondern nach einer e-Funktion abnimmt. Bei unter +i5°C liegenden Arbeitstemperaturen wird das Kühlkanalsystem des Metallbloekes 2 an einen KaitexunwäIzthermostaten angeschlossen der sekundäre durch eine elektrische Kältemaschine, durch Wassereis oder durch Kohlensäureeis gekühlt wird. Auf diese Weise lassen sich Arbeitstemperaturen bis zu -100⁰C recht gut beherrschen. Zur Erzielung von Arbeite— temperaturen bis zu etwa —180 C kann man im Kühlkanalsystem des Metallbloekes flüssige Luft oder sonstige verflüssigte Gase verdampfen lassen.

Bei den tieferen Arbeitstemperaturen besteht die Möglichkeit, mjt dem im Metallbloek angeordneten Temperaturfühler
die Temperatur der Kühlflüssigkeit des Umwälzthermostaten zu steuern und dabei die Heizung des Metallblockes ganz stillzusetzen. Man erzielt jedoch eine höhere Genauigkeit, wenn man die Temperatursteuerung über dia Heizung vornimmt und die durch das Kühlsystem fliessende Thermostatflüssigkeit nur zum Gegenkühlen verwendet.

Mit der Temperiereinrichtung nach der Neuerung lässt sich also ein Temperaturbereich von -100° - +500⁰C und gegebenenfalls von -180 - 1000⁰C in einem Arbeitsgang ohne Unterbrechung durchfahren, wobei lediglich bei etwa +50⁰C die Kühlmittelzufuhr zum Kühlkanalsystem des Metallblockes eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden muß.

Claims (3)

U. 3ö3 223-5.7.68 PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. M A RTl N LICHT ^ PATENTANWALT, UCHT. HANSMANN. HERRMANN *' REINHOLD SCHMIDT 8MDNCHEN2-THERESIENST.ASSE33 Dipl.-Wirtsch.-Ing. A X E L HANSMANN Dipl.-Phy=:. SEBASTIAN HERRMANN H 48 Ο79Λ21 Gbm w , . . _ _. ,.ro ' Mönchen, den 4. Juli 1968 Ihr Zeichen Unser Zeichen PETER HAAKE He/De SCHUTZAtfSPRÜCHE

1. Temperiereinrichtung, bestehend aus einem Metallblock, der eine zur Aufnahme des zu temperierenden Objektes dienende Aussparung aufweist und mit einer Heizeinrichtung sowie mit Kühlkanälen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich des Temperaturgefälles des durch die Kanäle strömen den Kühlmittels die Kühlkanäle in Form einer bifilaren Kühlschlange angeordnet sind.

2. Temperi<*reinrichtui»6 nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle in die äussere Umfangsfläche des Metallblockes eingefräst und von einer auf dem Metallblock sitzenden Hülse abgeschlossen sind.

3. Temperiereinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse von einem Ileizraantel umschlossen ist.

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Patentanwälte Dipi.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtscb.^ttg. Axel Honsmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÜNCHEN 2, THEREStKNSTRASSESS · Tcilefoni 23Ϊ202 · Telegramm-Adresse: Lipatli/München Boyer. Vereinsbank München, Zweigst. OsVar-von-Mitlfti·-«^, Klo.-Nr. S&49S · Postschecic-Konlo t München Nr. 163397

Oppenauer BOtot PATENtARWAtT DR. REtNHOLD SCHMIDT