-
-
Laborkühler
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Laborkühler zum Kühlen von
in einem Verdampfer verdampfter Analysenflüssigkeit.
-
Zur labormaßigen Analyse von Flüssigkeiten werden diese vielfach mittels
eines Verdampfers in den gasförmigen Zustand gebracht und mittels eines dem Verdampfer
nachgeschalteten Kühlers destilliert. Dabei unterscheidet man je nach dem Zustand
der zu analysierenden Flüssigkeit beim Verlassen des Kühlers zwischen einer Rückfluß-
und Abdampfdestillation.
-
Die bisher bekannten Kühler sind entweder für die itückflußdestillation
oder aber ftir die Abdampfdestillation ausgelegt. Es ist deshalb im Labor erforderlich,
je nach Art der durchzuführenden Destillation den entsprechenden Kühler -einzusetzen.
Dies bedingt ein haufiges
Wechseln der aus zerbrechlichem Material
bestehenden Kühler, so daß es leicht passieren kann, daß durch unsachgemäße Behandlung
od.dgl. ein Kühler zerstört wird, so daß ein vermeidbarer wirtschaftlicher Verlust
entsteht.
-
Darüber hinaus sind die Kühler so ausgelegt, daß sie nur in einer
Schräglage funktionsfähig sind. Daraus ergibt sich eine ungünstige Anordnung des
vorgeschalteten Probengefäßes bzw. eine ungünstige Verbindung mit dem vorgeschalteten
Probengefäß.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde,
einen Laborkühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der sowohl für die Rückflußdestillation
als auch für die Abdampfdestillation ohne Wechsel oder Umrüsten einsetzbar ist und
der darüber hinaus in einer kompakten Bauweise ausführbar ist und daß weiterhin
die Längsachse des Laborkühlers im Betriebszustand senkrecht oder annähernd senkrecht
steht.
-
Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1.
-
Es ist nunmehr möglich, den Kühler entsprechend der gestellten Destillationsaufgabe
die Kühlmittelführung auf die Rückfluß- bzw. die Abdampfdestillation zu schalten,
ohne Wechsel bzw. Lageveränderung des Kühlers. Der erfindungsgemäße Kühler kann
bei den verschiedenartigen Destillationen in einer gleichbleibenden Position an
einer Haltevorrichtung befestigt werden, so daß die Gefahr einer Zerstörung wesentlich
herabgesetzt wird.
-
Da die Kühlkammern des Laborkühlers gegeneinander thermisch isoliert
sind, wird ein unerwünscht hoher Rückfluß während des Abdampfdestillationsvorganges
der
zu analysierenden Flüssigkeit verhindert.
-
Im praktischen Einsatz des Laborkühlers wird bei der Rückflußdestillation
der in die erste, innere Kühlkammer eingeführte Wärmetauscher in Betrieb gesetzt.
Dabei besteht die Möglichkeit, die im Normalbetriebszustand ausgeschaltete zweite
Kühlkammer zusätzlich mit einzusetzen. Bei der Abdampfdestillation wird der Laborkühler
ausschließlich mit der zweiten Kühlkammer durch Außerbetriebsetzung des in der ersten
Kammer einge£ührten Wärmetauschers gefahren Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, daß in die erste Kühlkammer ein die Form einer Rohrspirale beschreibender
Wärmetauscher eingeführt ist, dessen Zu- und Abführstutzen durch die äußere Kühlkammer
geführt sind. Bei einer derartigen Gestaltung ist die wirksame Fläche des Wärmetauschers
auf einfache Weise den jeweiligen Erfordernissen anpaßbar.
-
Gemäß einem weiterhin noch bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen,
daß die erste Kühlkammer mit einem weiteren, dem Verdampferanschlußstutzen gegenüberliegenden
Anschluf3stutzen versehen ist. Es ist dadurch die Möglichkeit gegeben, daß für Sonderaufgaben
Schläuche oder Rohre durch den Anschlußstutzen bis in das unterhalb des Kühlers
liegende Verdampfergefäß eingeführt werden können.
-
Die thermische Isolatior der beiden Kühl kammern läßt sich in wirkungsvoller
Weise dadurch erreichen, daß die erste Kammer durch einen evakuierten Isoliermantel
von der äußeren Kammer thermisch isoliert ist. Dabei wird noch zusätzlich eine Erhöhung
erreicht, wenn der
Isoliermantel an den einander zugewandten, inneren
Seiten mit einer Metallbeschichtung - vorzugsweise aus Silber - versehen ist.
-
Bei einem weiterhin noch bevorzugten Ausfkihrungsbeispiel ist vorgesehen,
daß die Rückflußleitung der äußeren Kühlkammer nach Art einer Rohrspirale ausgebildet
ist. Es läßt sich dadurch die Länge der von dem Kühlmittel der zweiten Kühlkammer
umströmen Rückflußleitung und daraus folgend die wirksame Fläche den Erfordernissen
anpassen Weitere Kennzeichen und Merkmale einer vorteilhaften Ausgestaltung der
vorliegenden Erfindung sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen und ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
-
Es zeigt die Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Laborkühlers im Schnitt.
-
Der in der Fig. 1 dargestellte, aus Glas bestehende Laborkühler besteht
im wesentlichen aus einer innenliegenden, ersten Kühlkammer 1, einem darin eingeführt
ten, aus mehreren Rohrschlangen 2 gebildeten Wärmetauscher 3, einer äußeren, zweiten
Kühlkammer 4, in der eine als Spirale ausgebildete Rückflußleitung 5 liegt, und
einem zwischen den Kühl kammern 1 und 4 liegenden Isoliermantel 6.
-
Die Rohrschlangen 2 und die Rückflußleitung 5 sind aus Glas mit einer
relativ geringen Wandstärke hergestellt.
-
Der Isoliermantel 6 ist zur Erhöhung der thermischen Isolierung evakuiert
und mittels eines Schmelztellers 7 verschlossen. Der Wärmetauscher 3 ist mit je
einem durch die äußere Kühlkammer 4 hindurchgeführten Zu-und Abführstutzen für das
Kühlmittel versehen. Die erste, innenliegende Kühlkammer 1 ist mit einem an der
Unterseite des Laborkühlers liegenden Verdampferanschlußstutzen 10 versehen. Am
oberen Ende ist die Kühlkammer 1 mit einem weiteren, mit dem Verdampferanschlußstutzen
10 fluchtenden Anschlußstutzen 11 versehen. Zur Herstellung eines leitenden Verbindung
zwischen der Kühlkammer 1 und der Hückflußleitung 5 ist an dem Anschlußstutzen 11
ein als Destillationsbrücke 12 wirkender Abzweig vorgesehen, dessen freies Ende
den Übergang zu der Rückflußleitung 5 bildet. Der Wärmetauscher 3 stützt sich mittels
angeformter Stützen 13 auf der der Kühlkammer 1 zugewandten Wandung des Isoliermantels
6 ab.
-
Die äußere Kühlkammer 4 ist im unteren Bereich mit einem AnschZußstutzen
14 für die Zuführung des Kühlmittels versehen. Die Abführung des Kühlmittels der
äußeren Kühlkammer 4 erfolgt durch einen in Höhe der Stutzen 8 bzw. 9 liegenden
Abführstutzen 15. Wie aus der Fig. 1 erkennbar, endet die Ruckflußleitung 5 an einem
im unteren Bereich an der Wandung der Kühlkammer 4 angeformten Destillatabfluß 16.
Wie ferner aus der Fig. 1 erkennbar, sind die Kühlkammern 1 bzw. 4 dünnwandig ausgeführt.
-
Weiterhin ist erkennbar, daß die Stutzen 8, 9, 11, 14 und 15 mit einem
Außengewinde zur Aufnahme eines entsprechend
gestalteten Anschlusses
versehen sind.
-
Zum Betrieb des Kühlers wird dieser in nicht dargestellter Weise mittels
Befestigungselementen in der senkrechten Stellung an einem ortsfesten Halter befestigt.
Zur Rückflußdestillation wird durch den Zuführstutzen 8 das Kühlwasser in den Wärmetauscher
3 eingeleitet, durchläuft die Rohrschlangen 2 in Richtung zum Verdampferanschlußstutzen
10 und steigt dann wieder in entgegengesetzter Richtung zum Abführstutzen 9 auf
und wird durch diesen abgeleitet. Das zu kühlende Medium steigt durch den Verdampferanschlußstutzen
in die Kühlkammer 1 und kondensiert. Bei dieser Arbeitsweise des Kühlers kann die
Kühlkammer 4 mit Kühlwasser beaufschlagt sein.
-
Zur Abdampfdestillation wird der Wärmetauscher 3 entleert. Die Kühlkammer
4 wird mittels der Stutzen 14 und 15 an einen Kühlwasserkreislauf angeschlossen
und das zu kühlende Medium wird wie bei der Rückflußdestillation durch den Verdampferanschlußstutzen
in die Kühlkammer 1 geführt und über die Destillationsbrücke 12 und die Rückflußleitung
5 dem Destillationsfluß 16 zugeführt.
-
Der Anschlußstutzen 11 kann für beide Betriebsarten mit einer Entlüftungsschraube,
einem Thermometer od.dgl.
-
versehen werden, so daß gewährleistet ist, daß das in die Kühlkammer
1 eingeleitete Medium nicht entweichen kann.
-
Bezugszeichenliste 1 Kühlkammer 2 Rohrschlangen 3 Wärmetauscher 4
Kühlkammer 5 Rückflußleitung 6 Isoliermantel 7 Schmelzteller 8 Zuführstutzen 9 Abführstutzen
10 Verdampferanschlußstutzen 11 Anschlußstutzen 12 Destillationsbrücke 13 Stutzen
14 Anschlußstutzen 15 Abführstutzen 16 Destillatabfluß