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Die
Erfindung betrifft einen Rotationsverdampfer mit einer Basisstation
zur Aufnahme eines Heizbades sowie ein Heizbad für einen Rotationsverdampfer
mit einer Basisstation zur Aufnahme eines Heizbades.
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Der
Fachmann versteht unter einem Rotationsverdampfer eine Apparatur,
bei der ein Reaktionskolben durch einen Drehantrieb in Rotation
versetzt wird. Der Reaktionskolben wird in einem Heizbad durch Oberflächenkontakt
mit einem flüssigen Medium,
wie Wasser oder Öl,
temperiert, wobei das Heizbad eine Wanne zur Aufnahme des flüssigen Mediums
und des Reaktionskolbens und eine Heiz- bzw. Kühleinrichtung umfasst. Durch
die Rotation im Heizbad verdampft ein im Reaktionskolben befindliches
Lösungsmittel
als feiner Film an der Gefässinnenwand
und strömt
in einen Kühler
auf. Dort kann der Lösungsmitteldampf
an der Kühlfläche kondensieren
und in einen Auffangkolben abfließen. Durch Anlegen eines Vakuums
in den Kolben kann die Siedetemperatur gesenkt werden, wodurch sich
die Destillationsleistung steigert.
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Ein
typischer Aufbau für
einen Rotationsverdampfer besteht aus einem Drehantrieb für den Reaktionskolben,
einem Stativ mit einem Lift, einem Heizbad, einem Reaktionskolben,
einem Kühler
und einem Auffangkolben. Das Stativ ist so ausgebildet, dass ein
Heizbad Platz findet, welches bezüglich des Reaktionskolbens
korrekt positioniert ist. Das Stativ kann eine Basisstation aufweisen,
auf welche das Heizbad gestellt wird, oder das Heizbad wird beigestellt.
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Mit
dem Lift kann dafür
gesorgt werden, dass Reaktionskolben und Heizbad nach dem Ablauf
einer bestimmten Zeit oder beim Errei chen einer bestimmten Reaktion
unverzüglich
getrennt werden, da die Bäder
relativ träge
sind.
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Bekannte
Heizbäder
sind dazu geeignet, Kolben mit einem Innenvolumen von beispielsweise 50 – 500 ml
aufzunehmen. Des Weiteren sind bekannte Heizbäder dafür geeignet, unterschiedliche Heizflüssigkeiten
aufzuwärmen,
zum Beispiel Wasser oder, falls höhere Temperaturen erzielt werden sollen, Öl.
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Zum
Vorbereiten des Verdampfens, zum Reinigen der Komponenten und zum
Austausch der Komponenten bei der Änderung von Ablaufparametern,
werden die Komponenten des Aufbaus getrennt.
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Insbesondere
wird das Heizbad zum Befüllen,
Entleeren und Reinigen von dem Rest der Apparatur entfernt. Da es
sich um ein elektrisches Gerät mit
entsprechenden Anschlüssen,
häufig
auch Schaltern und Anzeigen, handelt, deren elektrische Leitungen
getrennt werden müssen,
ist dies ein mühsames Unterfangen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile
des Bekannten zu überwinden
und insbesondere einen Rotationsverdampfer und ein Heizbad vorzustellen,
die erlauben, das Heizbad bequem auszutauschen, bzw. zu entfernen
und zu bedienen und dabei die gewohnte Funktionalität aufzuweisen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Rotationsverdampfer mit einer Basisstation zur Aufnahme eines
Heizbades, wobei die Basisstation ein elektrisches Gegensteckverbindungsteil
aufweist, das lösbar
elektrisch mit einem elektrischen Steckverbindungsteil des Heizbades
verbindbar ist.
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Der
erfindungsgemässe
Rotationsverdampfer kann mit einem Heizbad betrieben werden, das keinen
eigenen Anschluss für
eine Verbindung zum elektrischen Netz benötigt.
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Vorteilhafterweise
weist der Rotationsverdampfer ein Heizbad mit einem elektrischen
Steckverbindungsteil zum lösbaren
Kontaktieren eines Gegensteckverbindungsteils sowie eine das Gegensteckverbindungsteil
tragende Basisstation auf.
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Typischerweise
steht das Heizbad auf der Basisstation. Beim Positionieren des Heizbades
auf der Basisstation wird gleichzeitig eine elektrische Verbindung
erzeugt.
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Das
Heizbad umfasst eine Heiz- bzw. Kühleinrichtung und eine Wanne
zur Aufnahme des flüssigen
Mediums. Die elektrischen Anschlüsse
zur Verbindung an das Netz befinden sich an der Basisstation.
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Das
Steckverbindungsteil und das Gegensteckverbindungsteil können identisch
mit Bauteilen sein, die an Wasserkochern mit Basisstationen eingesetzt
werden.
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Die
Heiz- bzw. Kühleinrichtung
und eine Steuereinheit mit dem elektrischen Steckverbindungsteil
zum Kontaktieren des Gegensteckverbindungsteils bilden bevorzugt
eine konstruktive Einheit, die beispielsweise in eine Behältereinheit
mit einem Gehäuse
aus Kunststoff eingesetzt wird. Diese konstruktive Einheit ist zum
Beispiel im unteren Bereich der Seitenwand oder im Boden der Behältereinheit angeordnet.
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Ist
das Heizbad vom übrigen
Aufbau zu entfernen, so kann die Behältereinheit mit der Wanne von
der Basisstation entkoppelt wer den. Die elektrische Verbindung zum
Netz muss dafür
nicht unbedingt gelöst
werden.
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Mit
einem Handgriff lässt
sich das Heizbad vom Laborplatz entfernen. Zurück bleibt nur der Rotationsverdampfer
mit der Basisstation, welche über den
elektrischen Anschluss verfügt.
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Bei
Reinigen, Leeren, Befüllen
oder Wechseln der Flüssigkeit
ist das Netzkabel nicht im Wege, was die Unfallgefahr reduziert.
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Eine
Basisstation kann einem Laborplatz fest zugeordnet sein. Sie kann
mit verschiedenen Behältereinheiten
bestückt
werden, zum Beispiel mit unterschiedlichen Heizböden, mit Wannen unterschiedlicher
Grösse,
Wannen mit einer speziellen Eignung für bestimmte Heiz- oder Kühlflüssigkeiten
oder Wannen mit einer bestimmten Geometrie ihrer Aufnahmevolumina.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Heizbad mit einem An-/Aus-Schalter, einem Regler für die Temperatureinstellung
und/oder einer Betriebsanzeige, z.B. zur Anzeige der gewählten oder
tatsächlich
vorhandenen Temperatur, versehen. An-/Aus-Schalter, der Regler für die Temperatureinstellung
und/oder die Betriebsanzeige können
auch an der Basisstation angeordnet sind.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist an der Basisstation ein Anschluss zur lösbaren Verbindung eines Netzsteckerkabels
vorgesehen. Der Anschluss ist vorzugsweise zur Aufnahme eines genormten
Netzsteckers geeignet und kann mit normierten Netzkabeln an Netzsteckdosen
angeschlossen werden. Die Bedienbarkeit wird dadurch weiter erleichtert,
da normierte Netzkabel in einem Labor häufig vorhanden sind.
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Das
Heizbad ist in einer bevorzugten Ausführung mit einer Abschaltautomatik
versehen, die zum Beispiel in Kraft tritt, wenn die Wanne nicht
genügend Flüssigkeit
enthält.
Dies kann der Fall sein, wenn nicht genügend Flüssigkeit eingefüllt wurde,
die Flüssigkeit
verdampft ist oder die Behältereinheit
versehentlich leer im eingeschalteten Zustand auf die Basisstation
gestellt wird. Der automatischen Ausschalter kann die die Temperierung
auch unterbrechen, wenn der Reaktionskolben Kontakt mit der Wanne hat.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist der Rotationsverdampfer mit einem Lift ausgestattet, an dem
die Basisstation fixiert werden kann.
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Ein
Lift besteht zumeist aus einem feststehenden Fussteil und einem
vertikal beweglichen Element.
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Der
Lift kann zum Trennen von Flüssigkeit und
Reaktionskolben entweder den Reaktionskolben nach oben bewegen oder
das Heizbad nach unten. Im einen Fall ist das Fussteil des Lifts
mit der Basisstation verbunden, im anderen Fall das vertikal bewegliche
Element.
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Ein
kompakter Laborplatzaufbau kann erreicht werden, wenn der Drehantrieb
für den
Reaktionskolben an einem Stativ angebracht ist, welches mit der
Basisstation verbunden ist. Ein Standfuss des Stativs und die Basisstation
können
einteilig verbunden sein oder die Basisstation ist so ausgebildet, dass
sie als Standfuss wirkt, an welchem sich weitere Laborplatzkomponenten,
wie der Drehantrieb oder der Lift, befestigen lassen.
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Der
Netzanschluss der Basisstation kann gleichzeitig zur Versorgung
des Drehantriebs und oder des Lifts, sowie einer entsprechenden
Steuerung genutzt werden.
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Die
Aufgabe wird des Weiteren durch ein Heizbad für einen Rotationsverdampfer
mit einer Basisstation zur Aufnahme des Heizbades gelöst, wobei
das Heizbad ein elektrisches Steckverbindungsteil aufweist, das
lösbar
elektrisch mit einem elektrischen Gegensteckverbindungsteil der
Basisstation verbindbar ist.
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Die
Erfindung ist im Folgenden in Ausführungsbeispielen anhand von
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Darstellung eines Beispiels für ein
einen Rotationsverdampfer in seitlicher Ansicht;
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2 eine
erste perspektivische Darstellung eines Beispiels für ein Heizbad;
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3 eine
zweite perspektivische Darstellung eines Beispiels für ein Heizbad;
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4 eine
perspektivische Darstellung eines Beispiels für eine Basisstation zur Aufnahme
eines Heizbades;
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5 eine
weitere perspektivische Darstellung eines Beispiels für ein Heizbad.
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1 zeigt
eine Darstellung eines Beispiels für ein einen Rotationsverdampfer 101 in
seitlicher Ansicht.
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Der
Rotationsverdampfer 101 besteht aus einem Stativ 127,
das mit einer in der Figur nicht explizit gezeigten Schnellhebevorrichtung
oder einem Lift versehen sein kann.
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Ein
Reaktionskolben 128, der in ein Heizbad 1 taucht,
ist an einer Antriebsvorrichtung 129 befestigt, an der
es um seine Achse 130 gedreht werden kann. Am Stativ 127 ist
auch ein Kühler 131 und
ein Destillatgefäss 132 befestigt.
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Das
Stativ 127 ist mit einer Basisstation 4 zur Aufnahme
des Heizbades 1 verbunden.
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2 zeigt
eine erste perspektivische Darstellung eines Beispiels für ein Heizbad 1.
Das Heizbad 1 umfasst eine Behältereinheit 2 mit
einer Wanne 3 zur Aufnahme von in der Figur nicht gezeigter
Flüssigkeit
und steht auf einer Basisstation 4.
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An
der Basisstation 4 ist ein An-/Aus-Schalter 5 angebracht.
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Die
Wanne 3, die von einer in der Figur nicht gezeigten Heizeinheit
temperiert wird, ist aus einem Material gefertigt, das Wärme gut
weiterleitet und den Temperaturen der erhitzen, bzw. gekühlten, Flüssigkeit
in bekannter Weise standhält.
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Die
Behältereinheit 2 besitzt
ein Gehäuse 6 aus
Kunststoff, sodass sie nach aussen hin näherungsweise auf Zimmertemperatur
bleibt. Das Gehäuse 6 kann
jedoch auch aus Metall bestehen und gegen die Wanne 3 isoliert
sein.
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An
der Aussenseite 7 der Behältereinheit 2 befinden
sich zwei Griffe 8, an denen die Behältereinheit 2 gefasst
und von der Basisstation 4 abgehoben werden kann.
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An
der Behältereinheit 2 ist
des Weiteren eine Steuer- und Kontrolleinheit 9 vorgesehen.
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Diese
umfasst eine Betriebsanzeige 10, welche zum Beispiel die
Betriebstemperatur anzeigt, und einen Regler 11 für die Temperatureinstellung.
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Die
Behältereinheit 2 und
entsprechend die Basisstation 4 weisen eine runde Aussenkontur 12 auf,
um eine gleichmässige
Temperierung der in der Wanne 3 befindlichen Flüssigkeit
zu garantieren.
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3 zeigt
eine zweite perspektivische Darstellung eines Beispiels für ein Heizbad 1.
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Die
Behältereinheit 2 weist
eine Ausnehmung 13 auf, in welche zum einen das in der
Figur nicht gezeigte Gegensteckverbindungsteil der Basisstation 4 eingreift,
und in welcher zum anderen eine an der Basisstation 4 angebrachte
Dose 14 Platz findet. Die Dose 14 dient als Gegenstück für den in
der Figur ebenfalls nicht gezeigten Stecker eines Netzkabels, das
lösbar
mit der Basisstation 4 verbunden werden kann.
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Die
Behältereinheit 2 weist
am oberen Rand 15 eine Ausnehmung 16 auf, die
als Ausguss für
die Flüssigkeit
dient.
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4 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Beispiels für eine Basisstation 4.
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Die
Basisstation 4 trägt
das Gegensteckverbindungsteil 17, das mit dem in 5 gezeigten Steckverbindungsteil
der Behältereinheit
zusammenwirkt.
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Gegensteckverbindungsteil 17 und
Steckverbindungsteil stellen eine elektrische Verbindung her, sodass
das Heizbad mit Strom versorgt ist und die in der Wanne befindliche
Flüssigkeit
temperiert werden kann.
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Gegensteckverbindungsteil 17 und
Steckverbindungsteil sind identisch mit entsprechenden Bauteilen,
die z.B. in Wasserkochern verwendet werden.
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Als
Steckverbindungsteil und Gegensteckverbindungsteil wird beispielsweise
die die Schnellkupplung STRIX P72 verwendet, wie sie von der Firma
STRIX Group Limited, Isle of Man, angeboten wird.
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Die
Schnellkupplung besteht aus einem Gegensteckverbindungsteil und
einem Steckverbindungsteil, die beide eine in etwa zylindrische
Form aufweisen. Beide Komponenten weisen konische Führungsflächen auf,
die eine zentrierende Positionierung vor der eigentlichen elektrischen
Kontaktierung bewirken. Das Steckverbindungsteil besteht aus einem
hitzebeständigen
Polymerpressling mit zwei konzentrisch angeordneten Ringkontakten
aus Kupfer und Messing sowie einem zentralen Kupferpin.
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Sind
Steckverbindungsteil und Gegensteckverbindungsteil zusammen gebracht,
greifen der Kupferpin und der Kupferringkontakt in entsprechende
Ausnehmungen des Gegensteckverbindungsteils ein und bilden eine
elektrische Verbindung mit silberkontaktierten Blattfedern. Der
Messingring wird mit der Erde der Basisstation verbunden.
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Das
Gegensteckverbindungsteil ist so geformt, dass ein Eindringen von
Wasser und eine Kurzschlussbildung verhindert wird.
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Die
Stromversorgung erfolgt nur dann, wenn der Ein-/Aus-Schalter 5 entsprechend
betätigt
wird und über
ein an der Dose 14 angeschlossenes Netzkabel eine Verbindung
zum Stromnetz hergestellt wird.
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Das
Gegensteckverbindungsteil 17 ist auf einem Sockel 18 angeordnet,
der in die Dose 14 übergeht.
Der Sockel 18 ist in der von der Basisstation 4 wegweisenden
Richtung 19 konisch verjüngt, sodass sich die Behältereinheit 2 leicht
auf die Basisstation 4 setzen lässt. Gleichzeitig verhindert
die asymmetrische Grundform des Sockels 18, dass sich die
Behältereinheit
im aufgesetzten Zustand gegen die Basisstation 4 drehen
oder verschieben lässt.
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Die
Basisstation 4 ist mit Lüftungsschlitzen 20 versehen,
die einen Luftstrom durch die Basisstation 4 und das Heizbad
erlauben, welcher zur Kühlung
dient und verhindert, dass die Elektronik im Heizbad überhitzt
und sich die Aussenfläche
des Heizbades zu sehr erwärmt.
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5 zeigt
eine weitere perspektivische Darstellung eines Beispiels für ein Heizbad 1.
An der Unterseite 21 der Behältereinheit 2 ist
eine Ausnehmung 13 vorgesehen, die zur Aufnahme des in 4 gezeigten
Sockels 18 der Basisstation 4 dient.
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Innerhalb
der Ausnehmung ist ein Steckverbindungsteil 22 angeordnet,
das mit dem in 4 gezeigten Gegensteckverbindungsteil 17 der
Basisstation 4 zusammenwirkt.
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Ein
zentraler Kupferpin 23 und ein Ringkontakt 24 aus
Kupfer greifen dabei in entsprechende Ausnehmungen in dem Gegensteckverbindungsteil 17 ein.
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Die
Erfindung betrifft einen Rotationsverdampfer (101) mit
einer Basisstation zur Aufnahme eines Heizbades (1) wobei
die Basisstation (4) ein elektrisches Gegensteckverbindungsteil
(17) aufweist, das lösbar
elektrisch mit einem elektrischen Steckverbindungsteil (22)
des Heizbades (1) verbindbar ist, sowie ein Heizbad (1)
für einen
Rotationsverdampfer mit einer Basisstation (4) zur Aufnahme
eines Heizbades (1). Der erfindungsgemässe Rotationsverdampfer (101)
und das erfindungsgemässe Heizbad
(1) erlauben, das Heizbad (1) einfach auszutauschen,
bzw. von den übrigen
Komponenten des Rotationsverdampfers (101) zu entfernen,
sind bequem zu bedienen und weisen dabei die gewohnte Funktionalität auf.
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- 1
- Heizbad
- 2
- Behältereinheit
- 3
- Wanne
- 4
- Basisstation
- 5
- An-/Aus-Schalter
- 6
- Korpus
- 7
- Aussenseite
- 8
- Griffe
- 9
- Steuer-
und Kontrolleinheit
- 10
- Betriebsanzeige
- 11
- Regler
- 12
- Aussenkontur
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Dose
- 15
- oberen
Rand
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Gegensteckverbindungsteil
- 18
- Sockel
- 19
- Richtung
- 20
- Lüftungsschlitze
- 21
- Unterseite
- 22
- Steckverbindungsteil
- 23
- Kupferpin
- 24
- Ringkontakt
- 101
- Rotationsverdampfer
- 127
- Stativ
- 128
- Reaktionskolben
- 129
- Antriebsvorrichtung
- 130
- Achse
- 131
- Kühler
- 132
- Destillatgefäss