DE3342249C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetrührer mit einer Heizeinrichtung zum Beheizen von Rührgut, wobei die Heizeinrichtung eine Heizung, eine elektronische Einrichtung mit einem Temperaturregler sowie einer Einrichtung zur Überwachung eines mit dem zu beheizenden Rührgut in Verbindung bringbaren Kontaktthermometers aufweist, das insbesondere über eine Steckverbindung an die elektronische Einrichtung des Magnetrührer-Gerätes anschließbar ist.

Solche Magnetrührer (DE 31 02 661 A1) werden insbesondere bei genau zu temperierendem Rührgut in Verbindung mit Kontaktthermometern, die als Temperaturfühler direkt in das Rührgut ragen, betrieben. Diese Kontaktthermometer sind als Quecksilber-Thermometer ausgebildet und können mittels einer verstellbaren Gegenelektrode auf einen gewünschten Temperatursollwert eingestellt werden, bei dem dann durch Schließen eines Kontaktes zwischen der Gegenelektrode und dem Quecksilberfaden die Heizung abgeschaltet wird.

Um zu vermeiden, daß bei einem Bruch der Quecksilber-Kapillarröhre ein unbeabsichtigtes Hochheizen erfolgt, sind auch bereits sogenannte Sicherheits-Kontaktthermometer bekannt, bei denen das Kapillarröhrchen auf Bruch überwacht wird.

Dabei sind sogenannte Dreileiter-Sicherheitskontaktthermometer bekannt, die eine äußere Leitbeschichtung des Kapillarröhrchens aufweisen, die einerseits mit der Quecksilber-Elektrode und andererseits mit einem dritten Anschluß verbunden sind. Bei Bruch des Kapillarröhrchens wird auch die Leitbeschichtung unterbrochen, so daß eine Fehlermeldung bzw. Abschaltung der Heizung erfolgen kann.

Außerdem sind Sicherheits-Kontaktthermometer bekannt, bei denen der Thermometerkontakt durch einen vergleichsweise hoch­ ohmigen Widerstand unter Einbeziehung der Leitbeschichtung des Kapillarröhrchens überbrückt ist. Über den hochohmigen Über­ wachungsstromkreis ist ebenfalls eine Kontrolle des Thermome­ ters möglich, wobei diese Ausführungsform nur zwei Anschlüsse benötigt.

Geräteseitig ist nun das Magnetrührer-Gerät für den Anschluß eines dieser Kontaktthermometer ausgebildet. In der Praxis ha­ ben sich dadurch erhebliche Schwierigkeiten und Umstände er­ geben, da anwenderseitig häufig bereits Kontaktthermometer vor­ handen sind, die dann ggfs. nicht mit dem gelieferten Gerät verwendbar sind. Auch hinsichtlich der Lagerhaltung insbe­ sondere von Kontaktthermometern bedeutet dies einen erheblichen Aufwand. Zusätzlich ist zumindest problematisch, daß z.T. auch Kontaktthermometer ohne Sicherheitseinrichtung verwendet werden, was aber, wie eingangs schon erwähnt, bei Kapillarröhrchen- Bruch zu einem praktisch unkontrollierten Hochheizen des Rühr­ gutes mit den daraus ggfs. entstehenden Gefahren führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Magnetrührer der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem insbesondere unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile, einerseits Sicherheits-Kontaktthermometer verschiedener Ausführungsformen verwendet und ohne Änderungen angeschlossen werden können, und wobei aber gleichzeitig bei Anschluß eines Kontaktthermometers ohne Sicherheitseinrichtung ein Hochheizen sicher vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vor­ geschlagen, daß die Überwachungseinrichtung des Gerätes eingangs­ seitig einen Spannungsteiler aufweist, der mit offenem Knoten­ punkt getrennt an separate Pole der geräteseitigen Steckverbindung od. dgl. angeschlossen ist, wobei diese Pole bei einem ange­ schlossenen Dreileiter-Kontaktthermometer durch dessen Sicher­ heitsleiterstrecke überbrückt sind.

Bei Anschluß eines Dreileiter-Kontaktthermometers ist der er­ forderliche Eingangsspannungsteiler durch die dabei vorhandene Knotenpunktverbindung in Betriebsstellung gebildet, während bei Verwendung eines Kontaktthermometers mit einem in diesem einge­ bauten Widerstand zur Überbrückung des Thermometerkontaktes dieser Widerstand einen Teil des Spannungsteilers bildet und somit ebenfalls eine ordnungsgemäße Funktion erlaubt.

Zweckmäßigerweise ist der Spannungsteiler symmetrisch mit gleichen Widerständen aufgebaut, deren Widerstandswerte dem eines in einem Sicherheits-Kontaktthermometer zur Über­ brückung des Thermometerkontaktes eingebauten Widerstandes entsprechen.

Dadurch sind bei Sicherheits-Kontaktthermometern in Dreileiter- Ausführung als auch bei Kontaktthermometern mit Überbrückungs­ widerstand, eingangsseitig bei Anschluß des jeweiligen Kontakt­ thermometers der Spannungsteiler vollständig vorhanden, so daß dementsprechend auch die Überwachungsschaltung einen Heizbetrieb zuläßt.

Vorteilhaft ist es, wenn ein einseitig an Bezugspotential angeschlossener Widerstand des Spannungsteilers direkt an der geräteseitigen Steckverbindung angeschlossen und der andere Spannungsteiler-Widerstand auf der Leiterplatte der Über­ wachungseinrichtung angeordnet sind. Vorhandene Magnetrührer- Geräte lassen sich so auch auf einfache Weise nachträglich noch umrüsten, so daß sie dann in vorteilhafter Weise mit unterschiedlichen Sicherheits-Kontaktthermometern betrieben werden können.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt etwas schematisiert:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines z.T. aufgebrochen darge­ stellten Magnetrührers mit Heizeinrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Kontaktthermo­ meters mit zugeordneten, geräteseitigen Anschlüssen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Dreileiter- Sicherheits-Kontaktthermometers mit zugeordneten, geräteseitigen Anschlüssen,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Sicherheits- Kontaktthermometers mit Überbrückungswiderstand und zugeordneten, geräteseitigen Anschlüssen und

Fig. 5 eine Schaltung einer Überwachungseinrichtung.

Ein Magnetrührer 1 weist an der Oberseite seines Gehäuses 2 eine Aufstellplatte 3 mit einer Heizung 4 auf. Außerdem sind unterhalb der Aufstellplatte 3 hier nicht näher dargestellte Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes vorgesehen, wodurch ein in einem Behälter 5 für das Rührgut 6 befindlicher Rührstab 7 in Rotation versetzt werden kann.

Eine im ganzen mit 8 bezeichnete Heizeinrichtung weist neben der in der Aufstellplatte 3 befindlichen Heizung 4 eine elektronische Einrichtung 9 auf, die insbesondere einen Tem­ peraturregler sowie eine Überwachungseinrichtung 10 umfaßt.

Der Temperaturregler arbeitet mit einem Temperaturfühler, insbesondere einem Thermoelement 11 zusammen, das bei der Auf­ stellplatte 3 angebracht ist. Mittels des Temperaturreglers kann die Aufstell- und Heizplatte 3 auf einer voreinstellbaren Temperatur gehalten werden.

Zur Rückmeldung der Temperatur des Rührgutes 6 ist ein Kontakt­ thermometer 12 vorgesehen, das über eine Verbindungsleitung sowie eine Steckverbindung 13 mit der elektronischen Einrichtung des Magnetrührer-Gerätes verbindbar ist.

Es sind unterschiedliche Ausführungsformen von Kontaktthermometern 12 bekannt, wobei vom Grundprinzip her diese als Quecksilber- Thermometer ausgebildet sind und zu dem im Kapillarröhrchen be­ findlichen Quecksilberfaden gegenüberliegend eine verstellbare Gegenelektrode aufweisen. Diese Gegenelektrode kann auf einen gewünschten Temperatur-Sollwert eingestellt werden und bei Er­ reichen dieses Temperatur-Sollwertes wird der Kontakt zwischen der Oberseite des Quecksilberfadens und der Gegenelektrode ge­ schlossen. Bei Störungen innerhalb des Kontaktthermometers, ins­ besondere auch bei Bruch des das Quecksilber enthaltenden Ka­ pillarröhrchens, ist ein Schließen des Kontaktes nicht mehr möglich, so daß ein praktisch unkontrolliertes Hochheizen des Rührgutes 6 erfolgen kann. Prinzipiell ist ein solches Kontakt­ thermometer in Fig. 2 dargestellt, wobei C ein Elektrodenan­ schluß des Quecksilbers und A ein Anschluß der verstellbaren Gegenelektrode darstellt. Etwas abgesetzt sind noch die geräte­ seitigen Anschlüsse der Steckverbindung 13 dargestellt.

Aus Sicherheitsgründen sind überwiegend die schematisch in Fig. 3 und 4 dargestellten Sicherheits-Kontaktthermometer 12a, 12b im Einsatz. Dabei ist das Kapillarröhrchen mit einer äußeren Leitbeschichtung versehen, die einerseits mit der Quecksilber- Elektrode verbunden ist und am anderen Ende des Kapillarröhrchens bei dem Kontaktthermometer 12a als dritter Anschluß B herausge­ führt ist. Ist die Strecke B-C unterbrochen, so zeigt dies eine Unterbrechung der Leitbeschichtung o. dgl. an und somit einen Bruch des Kapillarröhrchens. In der Überwachungsein­ richtung 10 kann dies dann im Sinne einer Abschaltung der Heizung 4 ausgewertet werden.

Bei dem Sicherheits-Kontaktthermometer 12b gemäß Fig. 4 ist ebenfalls eine Leitbeschichtung des Kapillarröhrchens vorhanden, dessen eines Ende mit der Quecksilber-Elektrode C verbunden ist und dessen anderes Ende an einen vergleichsweise hochohmigen Widerstand R₁angeschlossen ist. Das andere Ende dieses Wider­ standes R₁ ist mit dem Gegenelektroden-Anschluß A verbunden. Das Kontaktthermometer 12b weist somit nur zwei Anschlüsse auf.

Auch hier wird der Stromkreis von A über den Widerstand R₁ zum Anschluß C, wobei in dieser Strecke auch die Leitbeschichtung des Kapillarröhrchens liegt, auf Durchgang überwacht. Auch hier kann durch die Überwachungseinrichtung 10 bei Beschädigung des Kapillarröhrchens ein Ausschalten der Heizung 4 erfolgen.

Die Überwachungseinrichtung 10 (Fig. 5) ist im wesentlichen durch einen Fensterdiskriminator 16 gebildet, dessen Ausgang über eine Transistorschaltstufe 15 und ein Relais 14 mit der Heizung 4 verbunden ist. Am Ausgang des Fensterdiskriminators 16 bzw. am Eingang der Transistorschaltstufe 15 ist auch noch der Ausgang 17 des Temperaturreglers bei X angeschlossen.

Wenn die Solltemperatur der Heizplatte 3 noch nicht erreicht ist und das angeschlossene Kontaktthermometer in Ordnung ist und für den Fensterdiskriminator 16 entsprechende Eingangsbedingungen liefert, ist das Relais 14 angezogen und die Heizung 4 in Be­ trieb. Bei Erreichen der Solltemperatur der Heizplatte 3 oder bei Erreichen der Solltemperatur des Rührgutes 6 wird die Transistorschaltstufe 15 gesperrt, wodurch das Relais 14 ab­ fällt und der Heizkreis unterbrochen wird. Gleichzeitig soll dieses Ausschalten der Heizung auch bei Störungen innerhalb des Kontaktthermometers, insbesondere bei einem Kapillarröhrchen- Bruch erfolgen.

Der Fensterdiskriminator 16 weist eingangsseitig unter anderem einen Spannungsteiler 18 mit den Widerständen R₂ und R₃ auf.

Dieser Spannungsteiler 18 ist mit offenem Knotenpunkt getrennt an separate Pole B und C der geräteseitigen Steckverbindung 13 angeschlossen.

Bei Verwendung eines Sicherheits-Kontaktthermometers 12a in Dreileiter-Anordnung (Fig. 3) sind die Pole B-C durch die Sicherheitsleiterstrecke des Kontaktthermometers überbrückt, so daß der Spannungsteiler 18 gebildet ist und der Diskrimina­ tor 16 über die Schaltstufe 15 ermöglicht, daß das Relais 14 anzieht. Ist die Solltemperatur des Rührgutes 6 erreicht und somit der Kontakt K des Thermometers 12a geschlossen, so werden die Anschlußpole A-B und damit auch der Widerstand R₃ über­ brückt. Durch diese Veränderung der Eingangsbedingungen des Diskriminators 16 wird das Relais 14 ausgeschaltet und damit der Heizkreis unterbrochen. Neben dieser "Normalbetriebssi­ tuation" wird aber auch die Sicherheitsleiterstrecke des Kontakt­ thermometers überwacht, die zwischen den Anschlußpunkten B u. C liegt. Würde nämlich bei offenem Kontakt K dieser Kreis B-C z. B. durch Bruch des Kapillarröhrchens unterbrochen werden, wäre entsprechend der Knotenpunkt des Spannungsteilers 18 offen, so daß auch bei diesem Störfall die Heizung 4 ausge­ schaltet wird.

Vorteilhafterweise können an das Magnetrührer-Gerät mit seiner Steckverbindung 13 ohne Änderungen auch Sicherheits- Kontaktthermometer 12b (Fig. 4) angeschlossen werden. In die­ sem Falle sind nur die Anschlußpole A und C der dreipoligen Steckverbindung 13 angeschlossen. Da sich der Spannungsteiler- Widerstand R₃ zwischen den Anschlußpolen A u. B befindet, ist er bei Anschluß dieses Thermometers 12b einseitig frei. Seine Funktion übernimmt in diesem Falle der im Kontaktthermometer 12b eingebaute Widerstand R₁. Dies bedeutet, daß im Normal­ betriebsfall beim Hochheizen der Spannungsteiler 18 durch den Widerstand R₂ und den externen Widerstand R₁ gebildet ist. Bei Erreichen der Rührgut-Solltemperatur schließt der Kontakt K des Thermometers 12b und überbrückt dabei den Thermo­ meter-Widerstand R₁, infolgedessen der Heizkreis unterbrochen wird. Auch bei Bruch des Kapillarröhrchens, dessen Sicherheits­ leiterstrecke sich innerhalb des Kreises von C über R₁ zu A be­ findet, ist dieser Kreis unterbrochen, so daß dann ebenfalls eine Abschaltung der Heizung erfolgt.

Die Überwachungseinrichtung 10 ist so ausgebildet, daß aus Sicherheitsgründen nur ein Betrieb mit den vorerwähnten Sicher­ heits-Kontaktthermometern 12a und 12b möglich ist. Bei An­ schluß eines Kontaktthermometers 12 bleibt der Knotenpunkt des Spannungsteilers 18 offen und somit die Heizung ausgeschaltet.

Der Spannungsteiler 18 ist insbesondere symmetrisch mit gleichen Widerständen aufgebaut, wobei deren Widerstandswerte dem des in einem Sicherheits-Kontaktthermometer 12b eingebauten Wider­ standes R₁ entspricht. Die Widerstände können dabei beispiels­ weise einen Wert von 38 kΩ haben. Wie schon vorerwähnt, ist die Steckverbindung 13 dreipolig mit einem Anschluß A für ein Bezugspotential sowie für die beiden separaten Knotenpunktan­ schlüsse B u. C ausgebildet. Der Spannungsteiler-Widerstand R₃ befindet sich zwischen den Anschlüssen A u. B.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn der einseitig am Bezugspotential angeschlossene Widerstand R₃ direkt an der geräteseitigen Steck­ verbindung 13 angeschlossen ist. Somit lassen sich Magnetrührer- Geräte, deren Überwachungseinrichtung 10 ursprünglich ausschließ­ lich für den Betrieb von Sicherheits-Kontaktthermometern 12b mit eingebautem Widerstand R₁ ausgelegt waren, nun auch mit Dreileiter- Sicherheits-Kontaktthermometern 12a betreiben. Der nachträgliche Umbau durch Einfügen des Widerstandes R₃ bei der Steckverbindung 13 ist dabei besonders einfach durchführbar. Die Anordnung dieses Widerstandes ist gut auch in Fig. 1 erkennbar.

Claims (7)

1. Magnetrührer mit einer Heizeinrichtung zum Beheizen von Rührgut, wobei die Heizeinrichtung eine Heizung, eine elektronische Einrichtung mit einem Temperaturregler sowie eine Einrichtung zur Überwachung eines mit dem zu beheizen­ den Rührgut in Verbindung bringbaren Kontaktthermometers aufweist, das insbesondere über eine Steckverbindung an die elektronische Einrichtung des Magnetrührer-Gerätes an­ schließbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Überwachungseinrichtung (10) eingangssei­ tig einen Spannungsteiler (18) aufweist, der mit offenem Knotenpunkt getrennt an separate Pole (B, C) der gerätesei­ tigen Steckverbindung (13) od. dgl. angeschlossen ist, wobei diese Pole (B, C) bei einem angeschlossenen Dreileiter- Kontaktthermometer (12a) durch dessen Sicherheitsleiter­ strecke überbrückt sind.

2. Magnetrührer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung (13) dreipolig mit einem Anschluß (A) für ein Bezugspotential sowie für die beiden separaten Knotenpunktanschlüsse (B u. C) ist.

3. Magnetrührer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (18) symmetrisch mit gleichen Wider­ ständen (R₂, R₃) aufgebaut ist, deren Widerstandswerte dem eines in einem Sicherheits-Kontaktthermometer (12b) zur Über­ brückung des Thermometerkontaktes (K) eingebauten Widerstandes (R₁) entsprechen.

4. Magnetrührer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (10) im we­ sentlichen durch einen Fensterdiskriminator (16) gebildet ist, dessen Ausgang mit der Heizung verbunden ist und dessen Ein­ gang den Anschluß-Spannungsteiler (18) aufweist.

5. Magnetrührer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der einseitig am Bezugspotential ange­ schlossene Widerstand (R₃) direkt an der geräteseitigen Steckverbindung (13) angeschlossen und der andere Spannungs­ teiler-Widerstand (R₂) auf der Leiterplatte der Über­ wachungseinrichtung (10) angeordnet sind.

6. Magnetrührer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Anschluß eines Kontaktthermometers (12b) mit einem im Thermometer eingebauten Kontakt-Über­ brückungswiderstand (R₁), einer seiner beiden Anschlüsse (A) mit dem Bezugspotential und der andere Anschluß (C) mit einem Knotenpunkt-Pol C verbunden ist, und daß der mit dem Bezugspotential verbundene Spannungsteiler-Widerstand (R₃) der Überwachungseinrichtung (10) mit seinem Knotenpunkt- Anschlußende (B) freibleibt.

7. Magnetrührer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß einer der Spannungsteiler-Widerstände (R₃) wahlweise durch einen in einem Thermometer (12b) eingebauten Widerstand umgangen oder bei Anschluß eines Dreileiter- Kontaktthermometers (12a) an den Knotenpunkt angeschlossen ist.