DE3220875C2

DE3220875C2 - Laborkühler

Info

Publication number: DE3220875C2
Application number: DE19823220875
Authority: DE
Inventors: Siegfried 4800 Bielefeld Liebisch
Original assignee: Gebr Liebisch 4800 Bielefeld De
Current assignee: Gebr Liebisch 4800 Bielefeld De
Priority date: 1982-06-03
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1984-03-22
Also published as: DE3220875A1

Abstract

Die labormäßige Analyse von Flüssigkeiten erfolgt durch einen Verdampfer, dem ein Kühler nachgeschaltet ist. Die Destillation erfolgt in einer sogenannten Rückfluß- oder in einer Abdampfdestillation. Für jede Art der Destillation ist ein dafür ausgelegter Kühler erforderlich. Der erfindungsgemäße Laborkühler ist gekennzeichnet durch zwei Kühlkammern, die durch einen evakuierten Isolationsmantel voneinander getrennt sind. In die im Inneren liegende Kühlkammer ist ein darin geschlossener, aus Rohrschlangen gebildeter Wärmetauscher eingeführt. Die äußere Kühlkammer ist mit einer Rückflußleitung versehen, die über eine Destillationsbrücke mit der im Inneren liegenden Kühlkammer verbunden ist. Bei der Rückflußdestillation wird der in der inneren Kühlkammer liegende Wärmetauscher in Betrieb gesetzt. Dabei kann die außenliegende Kühlkammer mit einem Kühlmittel beaufschlagt werden. Bei der Abdampfdestillation wird der Wärmetauscher entleert, die Kühlung erfolgt dann lediglich durch das in der äußeren Kühlkammer eingeleitete Kühlmittel. Die Bauart des Kühlers erlaubt eine ortsfeste Anbringung an einem entsprechend gestalteten Halter in senkrechter Lage. Im Gegensatz zu den bekannten Kühlern handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Kühler um einen Universalsenkrechtkühler.

Description

Die Erfindung betrifft einen Laborkühler gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem derartigen bekannten Laborkühler (W. Teile: Chemische Laboratoriumsgeräte, 2. Auflage, Leipzig 1969, Seite 61, 171) sind die beiden Kühlkammern funktionsmäßig so gleichgeschaltet, daß sich ihre Kühlwirkungen zur Erzielung einer besonders intensiven Kühlung addieren. Die Kühlkammern sind insbesondere nicht etwa thermisch gegeneinander isoliert.

Zur labormäßigen Analyse von Flüssigkeiten werden diese vielfach mittels eines Verdampfers in den gasförmigen Zustand gebracht und mittels eines nachgeschalteten Kühlers destilliert Dabei unterscheidet man je nach dem Zustand der zu analysierenden Flüssigkeit beim Verlassen des Kühlers zwischen einer Rückfluß- und einer Dampfdestillation.

Vorbekannte Kühler, seien sie nun mit einer Kühlkammer oder als Intensivkühler mit zwei Kühlkammern ausgerüstet, sind entweder nur für die Rückflußdestillation oder nur für die Abdampfdestillation ausgelegt Im Labor müssen aber beide Destillationen durchgeführt werden. Dies bedingt häufiges Wechseln der aus zerbrechlichem Material bestehenden Kühler mit entsprechender Beschädigungsgefahr.

Es sind ferner Kühler bekannt, die dadurch für beide Destillationsarten eingesetzt werden können, daß sie kippbar gehalten sind. In einer ersten senkrecht aufrechten oder halb aufrechten Lage v/erden sie für die Rückflußdestillation benutzt. Durch Kippen in eine halb schräg abwärts gerichtete oder in eine voll abwärts gerichtete Lage können sie für die Abdampfdestillation eingesetzt werden. Abgesehen davon, daß auch diese Handhabungen zu Beschädigungen der empfindlichen Kühler führen können, ergeben sich aus diesen unterschiedlichen Arbeitslagen erhebliche Probleme bei der Zuordnung von vorgeschalteten Probengefäßen, zu tätigenden Verbindungen und dergleichen. Es ist dabei insbesondere auch ein komplizierter kombinierter Halte- und Kippmechanismus erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, einen Laborkühler der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der ohne jedwede Veränderung seiner Lage sowohl für die Rückflußdestillation wie auch Für die Abdampfdestillation eingesetzt werden kann.

Die Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patenanspruches 1.

Durch die dort angegebenen Merkmale kann der Kühler zunächst für die Rückflußdestillation unter Verwendung seiner ersten Kühlkammer eingesetzt werden. Für die Durchführung der Abdampfdestillation genügt es, die erste Kühlkammer nicht mit Kühlmittel zu

beschicken, den Dampf aber durch sie hindurchzuführen, woraufhin dann der Dampf durch die Rückflußleir.ung in der zweiten Kühlkammer, die jetzt mit Kühlmedium beschickt wird, zurückläuft und kondensiert. Die thermische Isolation zwischen den Kühlkammern verhindert dabei während der Abdampfdestillalion ein Kondensieren des Dampfes schon in der ersten Kühlkammer. Der Kühler verbleibt immer in seiner Lage und kann an einer denkbar einfachen Haltevorrichtung befestigt werden. Eine Gefahr der Zerstörung durch Auswechsein von Kühlern oder durch Kippen eines Kühlers besteht nicht mehr.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen eines derartigen Laborkühlers sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Diese beziehen sich auf Merkmale einer besonders einfachen baulichen Ausgestaltung, die zu einer kompakten Bauweise führt, sowie auf besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Isolierung zwischen den beiden Kühlkammern und schließlich auf die besondere Ausgestaltung und Führung der den Wartnetauschern bildenden Rohrspirale und ihrer Zuführ- und Abführstutzen sowie das Vorsehen weiterer Anschiußstutzen zur Durchführung von Sönderaufgaben.

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Laborkühlers wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigeführte Zeichnung beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen derartigen Laborkühler in schematisierter Schnittdarstellung.

Der in der Figur dargestellte, aus Glas bestehende Laborkühler besteht im wesentlichen aus einer innenliegenden, ersten Kühlkammer 1, einem darin eingeführten, 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 Kühlkammern 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 Schmelzteliers / 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 tiner leitenden Verbindung zwischen der Kühlkammer 1 und der Rückflußleitung 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 Anschlußstutzen 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 F i g. 1 erkennbar, endet die Rückflußleitung 5 an einem im unteren Bereich an der Wandung der Kühlkammer 4 angeformten Destillatabfluß 16. Wie ferner aus der F i g. 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 i^sen abgeleitet. Das zu kühlende Medium steigt durch der¹. 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 Verdampferanschiußstutzen 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	Kühlkammer
1	Fohrschlangen
2	Wärmetauscher
3	Kühlkammer
4	Rückflußleitung
5	Isoliermantel
6	Schmelzteller
7	Zuführstutzen
8	Abführstutzen
9	Verdampferanschlußstutzen
10	Anschlußstutzen
11	Destillationsbrücke
12	Stutzen
13	Arsrhlußstutzen
14	Abführstutzen
15	Destillatabfluß
16

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Laborkühler zum Kühlen von in einem Verdampfer verdampfter Analysenflüssigkeit, mit einer mit einem Verdampferanschlußstutzen und einem geschlossenen Wärmetauscher versehenen ersten Kühlkammer und einer die erste Kühlkammer umhüllenden, mit je einem Zu- und Ablaufstutzen für das Kühlmittel versehenen zweiten Kühlkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammern (1 und 4) gegeneinander thermisch isoliert sind und daß in der äußeren Kühlkammer (4) eine mit der ersten Kühlkammer (1) kommunizierende, zu einer Ablauföffnung (16) führende Rückflußleitung (5) angeordnet ist !

2. Laborkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühlkammer (1) mit der Rückflußleitung (5) durch eine im oberen Bereich des Laborkühlers angeordnete Destillationsbrücke (12) leitend miteinander verbunden sind.

3. Labot^ähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die erste Kühlkammer (l) ein die Form einer Rohrspirale (2) beschreibender Wärmetauscher (3) eingeführt ist, dessen Zu- und Abführstutzen (8, 9) durch die äußere Kühlkammer (4) i-, geführt sind.

4. Laborkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu- und Abführstutzen (8, 9) einander benachbart im oberen, dem Verdampferanschlußstutzen (10) gegenüberliegenden Bereich _}() angeordnet sind.

5. Laborku.ler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der WSrmetae-cher (3) an der dem Verdampferanschlußstu'zen (10) zugewandten Ende mit sich gegen die angrenzende Wandung legenden j-, Stützen (13) versehen ist

6. Laborkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühlkammer (1) mit einem weiteren, dem Verdampferanschlußstutzen (10) gegenüberliegenden Anschlußstutzen (11) versehen ist.

7. Laborkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu- und Ablaufstutzen (14,15) ίΰτ das Kühlmittel der zweiten Kühlkammer (4) einander gegenüberliegend im Bereich der Stirnenden des Laborkühlers angeordnet sind, wobei der Zulaufstutzen (14) im unteren, dem Verdampferanschlußstutzen (10) angrenzend liegenden Bereich angeordnet ist und der Ablaufstutzen (15) im oberen Bereich des Laborkühlers liegt.

8. Laborkühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablaufstutzen (15) in Höhe des Zu- bzw. Ablaufstutzens (8, 9) für das Kühlmittel des in der ersten Kammer (1) eingeführten Wärmetauschers (3) jedoch gegenüberliegend angeordnet ist.

9. Laborkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (1) durch einen evakuierten Isoliermantel von der äußeren Kammer (4) thermisch isoliert ist.

10. Laborkühler nach Anspruch 9, dadurch ge- mi kennzeichnet, daß der Isoliermantel (6) an den einander zugewandten, inneren Seiten mit einer Metallbeschichtung, vorzugsweise aus Silber, versehen ist.

11. Laborkühler nach Anspruch I, dadurch ge- t>5 kennzeichnet, daß die Rückflußleitung (5) der äußeren Kühlkammer (4) nach Art einer Rohrspirale ausgebildet ist.

12. Laborkühler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammern (1, 4) und der Isoliermantel (6) — im Querschnitt gesehen — kreis- bzw. kreisringförmig ausgebildet sind.

13. Laborkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laborkühler aus einem durchsichtigen Material, vorzugsweise aus Glas, besteht.

14. Laborkühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzen (8, 9, 11, 14, 15) mit einem Befestigungsgewinde,vorzugsweise einem Außengewinde, versehen sind.