DE202006005668U1 - Tempering device for sample containers, especially for use in laboratory tests, comprises a housing with an opening for the container, using a medium flowing in a closed circuit through the housing and round the container - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung, insbesondere für Laboruntersuchungen, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Öffnung für einen Probenbehälter, wobei das Gehäuse von einem Medium durchströmt wird.The The invention relates to a temperature control device, in particular for laboratory tests, consisting of a housing with an opening for a sample container, wherein the housing flows through a medium becomes.
Bei Laboruntersuchungen wird das Probenmaterial aus unterschiedlichen Gründen häufig auf relativ genau vorgegebene Temperaturen erwärmt oder gekühlt. Hierbei können Probenbehälter mit unterschiedlichen Abmessungen verwendet werden.at Laboratory tests will be the sample material from different establish often heated to relatively accurate temperatures or cooled. in this connection can sample container be used with different dimensions.
Gattungsgemäße Temperiervorrichtungen bestehen aus einem Gehäuse, in dessen Oberfläche eine runde Öffnung vorhanden ist, die der Aufnahme von Probenbehältern in runder Form dient. Diese Probenbehälter müssen aus wärmeleitendem Material bestehend, damit eine rasche Wärmeübertragung stattfinden kann. Derartige Temperiervorrichtungen sind meistens geschlossene Behälter mit einer Einlassöffung und einer Auslassöffnung zum Umwälzen eines Temperaturfluids. Diese Flüssigkeiten werden beim Erwärmen durch ein separates Thermostatbad oder zum Kühlen mittels eines separaten Kühlaggregates auf eine bestimmte Temperatur gebracht. Solche Geräte sind in der Herstellung relativ teuer und bei der Erwärmung oder Abkühlung relativ träge, wodurch es nicht möglich ist, die Temperaturen mit einer hohen Genauigkeit einzustellen.Generic temperature control exist from a housing, in its surface a round opening is present, which serves to accommodate sample containers in a round shape. These sample containers have to made of thermally conductive Material exists, so that a rapid heat transfer can take place. Such tempering are usually closed containers with an inlet opening and an outlet opening for circulating a Temperature fluid. These liquids when heating through a separate thermostatic bath or for cooling by means of a separate cooling unit brought to a certain temperature. Such devices are relatively expensive to manufacture and relatively warming or cooling sluggish, which makes it impossible is to set the temperatures with high accuracy.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Temperiervorrichtung zu schaffen, die ein sehr genaues und rasches Temperieren von Probengefäßen ermöglicht.Of the The invention is therefore based on the object, a tempering to create, which allows a very accurate and rapid tempering of sample vessels.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Medium in einem geschlossenen Kreislauf innerhalb des Gehäuses geführt ist und den Probenbehälter zumindest partiell umströmt. Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung liegt darin, dass in einem eng begrenzten Volumen ein geschlossener Kreislauf gebildet ist, der sich innerhalb des Gehäuses befindet und somit mittels einer geringen Energieleistung zur Heizung oder Kühlung eine Temperierung ermöglicht. Ein eingesetzter Probenbehälter wird somit zumindest im unteren Bereich umströmt und kann somit auf die innerhalb des Gehäuses eingestellte Temperatur innerhalb kürzester Zeit gebracht werden.These Task is characterized in a device of the type mentioned by solved, that the medium is guided in a closed circuit within the housing and the sample container at least partially flows around. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. Of the particular advantage of the embodiment of the invention is that in a closed circuit formed a narrow volume is inside the case located and thus by means of a low energy output for heating or cooling allows a temperature. An inserted sample container is thus flows around at least in the lower area and can thus on the inside of the housing set temperature can be brought within a very short time.
Zur weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein zweiter Kreislauf für ein Medium vorgesehen ist, um die Temperatur des ersten Kreislaufes zu beeinflussen. Diese Beeinflussung kann mittelbar oder unmittelbar durchgeführt werden, um beispielweise eine Kühlung des ersten Kreislaufes vorzunehmen. Die erfindungsgemäße Temperiervorrichtung ist hierbei mit einer Heiz- und/oder Kühleinrichtung ausgestatten, die zur Temperaturbeeinflussung vorgesehen sind, wobei ein Temperatursteuergerät sowohl die Heizeinrichtung als auch die Kühleinrichtung ansteuern kann, um die voreingestellte Temperatur mittels eines Potentiometers oder ähnlichen elektronischen Komponenten auf einen eingestellten Sollwert einzuregeln. Zu diesem Zweck sind Sensoren vorgesehen, die beispielweise in dem Probenbehälter aufgenommen sein können, ebenso ist es möglich innerhalb des Gehäuses Sensoren vorzusehen, die zur Ermittlung der Temperatur und Ansteuerung des Temperatursteuergerätes verwendet werden können.to Another embodiment of the invention is provided that a second Cycle for a medium is provided to the temperature of the first circuit to influence. This influence can be indirect or immediate carried out be, for example, a cooling of the first cycle. The temperature control device according to the invention is equipped with a heating and / or cooling device, which are provided for temperature control, wherein a temperature control device both can control the heating device as well as the cooling device, at the preset temperature by means of a potentiometer or the like electronic components to a set target value. For this purpose, sensors are provided, for example, received in the sample container could be, it is possible as well inside the case Provide sensors that determine the temperature and control of the temperature control unit can be used.
Vorzugsweise ist das Gehäuse als geschlossener Behälter ausgebildet und direkt beheizbar und/oder kühlbar. Hierbei kann das Temperatursteuergerät innerhalb des Gehäuses oder einem angeflanschten Gehäuseteil angeordnet sein. Als bevorzugte Heizeinrichtung ist eine Halogenbirne vorgesehen, es besteht jedoch die Möglichkeit andere Heizquellen, die über das Temperatursteuergerät angesteuert werden, vorzusehen. Als Kühleinrichtung wird vorzugsweise ein Peltier-Element verwendet jedoch könnten auch andere Kühlgeräte vorgesehen werden, die ebenfalls über das Temperatursteuergerät angesteuert werden.Preferably is the case as a closed container trained and directly heated and / or cooled. Here, the temperature control unit within of the housing or a flanged housing part be arranged. As a preferred heater is a halogen bulb However, there is the possibility of other sources of heat, the above the temperature control unit be controlled to provide. As a cooling device is preferably However, a Peltier element could also be used to provide other cooling devices which are also over the temperature control unit is activated become.
Das Peltier-Element steht hierbei auf einer Seite in einem thermischen Kontakt mit dem ersten Kreislauf und auf der anderen Seite in einem thermischen Kontakt mit einem zweiten Kreislauf, um eine Temperaturbeeinflussung des ersten Kreislaufes über den zweiten Kreislauf zu ermöglichen. Zusätzlich sind beide Kreisläufe mit einem Lüfter ausgestattet, damit eine Luftzirkulation gewährleistet ist, insbesondere im ersten Kreislauf, damit der Probenbehälter ständig umströmt wird. Ein weiterer Lüfter kann beispielweise im zweiten Kreislauf integriert sein, um eine Strömung auf einer Seite des Peltier-Elements zu erzeugen. Hierzu besitzt das Peltier-Element beidseitig einen Strangkühlkörper, welcher unmittelbar durch das Medium des ersten und des zweiten Heizkreislaufes umströmt wird. Der besondere Vorteil bei dieser Lösung besteht darin, dass gegebenenfalls unterschiedliche Medien verwendet werden können.The Peltier element stands here on one side in a thermal Contact with the first circuit and on the other side in one thermal contact with a second circuit to a temperature influence the first cycle over to enable the second cycle. additionally are both circuits with a fan equipped to ensure air circulation, in particular in the first circuit, so that the sample container is constantly flowing around. Another fan can, for example be integrated in the second cycle to create a flow to create one side of the Peltier element. For this has the Peltier element on both sides of a strand cooling body, which directly through the medium of the first and the second heating circuit is flowed around. The particular advantage of this solution is that possibly different Media can be used.
Über einen stabförmigen Temperatursensor, der durch den Deckel in den Probenbehälter einsetzbar ist, kann eine Temperaturüberwachung vorgenommen werden, wobei der Temperatursensor selbstverständlich mit dem Temperatursteuergerät verbunden ist, welches zur Steuerung der Lüfter und der Halogenbirne sowie der Kühleinrichtung vorgesehen ist.About one rod-shaped Temperature sensor, which can be inserted through the lid into the sample container is, can be a temperature monitor be made with the temperature sensor of course with connected to the temperature control unit which is to control the fan and the halogen bulb and the cooling device is provided.
Der Probenbehälter selbst kann durch die Öffnung des Gehäuses eingeschoben werden und sitzt unmittelbar auf dem Gehäuseboden auf oder wird durch eine Isolierschicht thermisch von dem Gehäuse zusätzlich getrennt, damit unbeabsichtigte Kühl- oder Heizeffekte durch die Umgebungsluft vermieden werden. Aus diesem Grunde wird die Öffnung für den Probenbehälter zusätzlich mit einem Abdichtungsring ausgestattet, der den Zwischenraum zwischen dem Probenbehälter und der Öffnung soweit abdichtet, dass der Kreislauf der Temperiervorrichtung auf einen konstanten Wert gehalten werden kann.The sample container itself can through the Opening of the housing are inserted and sits directly on the housing bottom or is thermally separated by an insulating layer of the housing in addition, so that unintentional cooling or heating effects are avoided by the ambient air. For this reason, the opening for the sample container is additionally equipped with a sealing ring which seals the gap between the sample container and the opening so far that the circulation of the temperature control can be kept at a constant value.
In einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Temperiervorrichtung ist im seitlichen Innenbereich des Behälters ein Lüfter mit einer daran montierten Halogenbirne vorgesehen, dessen Wärmeabstrahlung von dem Lüfter erfasst wird und direkt gegen den Probenbehälter geleitet wird.In an embodiment the temperature control device according to the invention is in the lateral interior of the container a fan with a mounted halogen bulb provided, its heat radiation from the fan is detected and directed directly against the sample container.
Auf der anderen Seite des Behälters ist eine Öffnung vorgesehen, wodurch kühle Luft in das Gerät geblasen werden kann. Diese kühle Luft wird durch ein an dieser Seite des Behälters vorhandenes Kühlsystem mit einem Peltier-Element erreicht. Dieses Peltier-Element könnte gegebenenfalls auch zum Heizelement umgepolt werden, um die Temperatur in dem Behälter zu erhöhen. Das Umschalten von kalt auf warm wird allerdings relativ lange dauern, wodurch keine genaue Temperatureinstellung möglich wäre. Aus diesem Grunde wird vorzugsweise eine einseitige Nutzung des Peltier-Elements als Kühleinrichtung verwendet.On the other side of the container is an opening provided, thereby cooling Air blown into the unit can be. This cool Air is passed through a cooling system on this side of the tank achieved with a Peltier element. If necessary, this Peltier element could also be reversed to the heating element to the temperature in the container to increase. Switching from cold to warm, however, will take a relatively long time whereby no accurate temperature setting would be possible. That's why preferably a one-sided use of the Peltier element as a cooling device used.
Hierdurch entstehen mehrere Vorteile:
- 1. Die Kühlung wird in dem im Kühlsystem vorhandenen Strang-Kühlkörper gespeichert und ist sofort vorhanden, wenn die Lüfter der Kühlung eingeschaltet werden.
- 2. Durch das Zusammenspiel von Heizlüfter und Kühllüfter ist eine genaue Temperatureinstellung von bis zu +/- 0,1° C möglich. Ein im zu temperierenden Probenbehälter am Deckel angebrachter Präzisions-Temperatursensor steuert das kurzzeitige Umschalten von Heizen auf Kühlen.
- 3. Mit dem Peltier-Kühlsystem ist es ebenfalls möglich das Probengefäß auf eine Temperatur einzustellen, welche niedriger ist als die vorhandene Umgebungstemperatur zum Beispiel in südlichen Ländern oder in der heißen Jahreszeit.
- 1. The cooling is stored in the existing in the cooling system strand heatsink and is immediately available when the cooling fans are turned on.
- 2. The combination of fan heater and cooling fan allows a precise temperature setting of up to +/- 0.1 ° C. A precision temperature sensor attached to the lid to be tempered controls the short-term switching from heating to cooling.
- 3. With the Peltier cooling system it is also possible to set the sample vessel to a temperature which is lower than the existing ambient temperature, for example in southern countries or in the hot season.
Der Präzisions-Temperatursensor ist mit einem Thermostat mit Digitalanzeige verbunden. Im Bedienungspult des Temperatursteuergerätes ist zumindest ein Potentiometer zur genauen Einstellung der Wattleistung des Heizlüfters und zur Kühlleistung des Peltier-Elementes eingebaut. Diese mögliche Veränderung der Leistung ist sehr wichtig und abhängig von der vorhandenen Umgebungstemperatur.Of the Precision Temperature Sensor is connected to a thermostat with digital display. In the control panel of the temperature control unit is at least a potentiometer for precise adjustment of wattage of the fan heater and the cooling capacity of the Peltier element installed. This possible change in performance is very important and dependent from the existing ambient temperature.
Beim Kühlen wird die kalte Luft gegen und um das Probengefäß geleitet und gelangt durch den vorhandenen Seitenkanal wieder in das Kühlsystem, sodass die Luft schneller auf die benötigte Temperatur erniedrigt werden kann und bei höherer Umgebungstemperatur keine kalte Luft entweichen kann.At the Cool the cold air is directed against and around the sample vessel and passes through the existing side channel back into the cooling system, so that the air faster on the needed Temperature can be lowered and at higher ambient temperature no cold air can escape.
Ein
Anwendungsbeispiel:
Zur Messung der Viskosität von Flüssigkeiten
zum Beispiel bei Farben und Lacken wird durch die DIN NORM 53 211
und die ISO NORM 2431 vorgeschrieben, dass die Auslaufzeit mit einem
genormten Auslaufbecher aus Aluminium bei einer Temperatur von 23°C und einer
Toleranz von +/- 0,2°C
gemessen werden muss. Das ist mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung
ohne weiteres möglich.An application example:
For measuring the viscosity of liquids, for example in paints and varnishes, DIN NORM 53 211 and ISO NORM 2431 require the outflow time to be determined using a standard aluminum flow cup at a temperature of 23 ° C and a tolerance of +/- 0 , 2 ° C must be measured. This is readily possible with this device according to the invention.
Damit die Auslaufzeit mit einem in der Vorrichtung befindlichen Auslaufbecher als Probenbehälter gemessen werden kann, ist im Boden des Gehäuses eine verschließbare Öffnung vorgesehen, welche speziell für diesen Zweck geöffnet werden kann.In order to the flow time with a flow cup located in the device as a sample container can be measured, a closable opening is provided in the bottom of the housing, which especially for open this purpose can be.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.in the The following will be a preferred embodiment of the invention with reference to the attached drawings explained in more detail.
Es zeigtIt shows
Im
Innenraum des Gehäuses
An
einer in der Seitenfläche
Der
zweite Kreislauf wird hingegen durch eine Eintrittsöffnung
- 1010
- Temperiervorrichtungtempering
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212
- Seitenflächeside surface
- 1313
- Einlassöffnunginlet port
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- Seitenflächeside surface
- 1515
- Auslassöffnungoutlet
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- Probenbehältersample container
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- Höheheight
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- Bodenground
- 1919
- Öffnungopening
- 2020
- Deckplattecover plate
- 2121
- Gummimanschetterubber sleeve
- 2222
- Zwischenraumgap
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- Deckelcover
- 2424
- Präzisions-TemperatursensorPrecision Temperature Sensor
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- KabelführungstülleKabelführungstülle
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- Vorderseitefront
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- LüfterFan
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- Halogenbirnehalogen bulb
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- Kühlsystemcooling system
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- Peltier-ElementPeltier element
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- StrangkühlkörperExtruded heatsinks
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- LüfterFan
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- Verbindungsrohrconnecting pipe
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- LüfterFan
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Cited By (1)
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2006
- 2006-04-05 DE DE200620005668 patent/DE202006005668U1/en not_active Expired - Lifetime
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