DE3818697C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Heizgerät dieser Art ist in der EP 01 98 675 A2 beschrieben und dargestellt. Mit diesem Gerät kann das in einem oder mehreren Behältern angeordnete Probenmaterial aufgeschlossen werden, wobei durch die Erhitzung der Druck in den Behältern ansteigt. Um zu verhindern, daß ein Behälter explodiert, ist bei dem bekannten Heizgerät jedem Behälter ein Sicherheitsventil zugeordnet, das öffnet, wenn der Innendruck im Behälter einen vorbestimmten Wert übersteigt. Beim Öffnen des Sicherheitsventils entweicht ein Teil der im Behälter vorhandenen Substanzen.

Bei der bekannten Ausgestaltung ist nachteilig, daß solche Verluste beim Öffnen des Sicherheitsventils nicht erkannt werden können, da das Sicherheitsventil nach Minderung des Überdruckes wieder in seinen Normalzustand zurückkehrt, also schließt. Da Substanz aus dem Behälter auszutreten vermag, treten Fehlmessungen auf.

Aus der DE 27 45 211 A1 ist eine Vorrichtung zum Entwässern und Veraschen von Materialproben, insbesondere kontaminierten Tierabfällen, zu entnehmen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird die Materialprobe in einer nicht druckdicht abgeschlossenen Unterdruckkammer erhitzt, wobei gleichzeitig ein Luftstrom durch die Unterdruckkammer geleitet wird. Bei dieser Behandlung verdampft die Feuchtigkeit in der Materialprobe, und sie verläßt die Unterdruckkammer in Form von Dampf in einer besonderen Dampfleitung. Die Behandlung ist dann abgeschlossen, wenn die in der Materialprobe enthaltene Feuchtigkeit verdampft ist. Dies läßt sich durch einen im Dampfleitungsbereich vorhandenen Detektor ermitteln, der eine abrupte Abnahme des Dampfdruckes anzeigt. Daraufhin wird die Heizung dieser bekannten Vorrichtung automatisch abgeschaltet.

Aus der DE 26 05 560 A1 ist ein Aufschlußgefäß zum Aufschließen von Biomaterialien, insbesondere Fleisch, zu entnehmen. Bei diesem Aufschluß wird eine feuchte Probe des Biomaterials in einem geschlossenen Druckgefäß vorgetrocknet und anschließend in Sauerstoff verbrannt. In dem verschließbaren Aufschlußgefaß ist eine Hochfrequenzinduktionsheizung, insbesondere eine Widerstandsheizung mit einem das Aufschlußgefäß durchquerenden Heizdraht vorgesehen. Außerdem ist ein Thermoelement im Aufschlußgerät angeordnet. Zur Verbrennung sind weiterhin ein Sauerstoffeinlaß und -auslaß vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß ein Innendruckanstieg über einen vorgegebenen Wert verhindert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Heizgerät mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Bei dieser Vorrichtung erfolgt eine Reduzierung der Heizleistung in Abhängigkeit des Innendrucks im Behälter, so daß ein übermäßiger oder schädlicher Innendruck gar nicht entstehen kann. Bei dem hierzu verwendeten Druckindikator kann es sich um einen solchen handeln, der einen bestimmten Druckwert feststellt und oberhalb diesem die Heizung abstellt, oder es kann sich auch um einen den Druck kontinuierlich feststellenden Druckindikator im Sinne eines Druckmessers handeln, der die Heizleistung in Abhängigkeit vom Druckverlauf steuert, d. h. verringert, wenn der Druck einen bestimmten Wert übersteigt und vergrößert, wenn der Druck sinkt.

Vorzugsweise wird das Heizgerät durch einen Mikrowellenofen gebildet, wodurch nicht nur eine vorteilhafte Erhitzung des Probenmaterials sondern auch eine einfache und wirksame Steuerung der Heizleistung und somit der wirksamen Erhitzung erreicht wird.

Weitere, in den Unteransprüchen gekennzeichnete Merkmale verbessern die Funktionssicherheit und führen zu einfachen und kostengünstig herstellbaren Ausgestaltungen, wobei auch die Abdichtung des Behälters verbessert wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Heizgerät in perspektivischer Darstellung und

Fig. 2 einen Behälter zum Erhitzen von Probenmaterial im vertikalen Schnitt.

Das vereinfacht dargestellte und mit 1 bezeichnete Heizgerät weist ein den Heizraum 2 umschließendes Gehäuse 3 mit einer Tür 4 an der Frontseite auf. Im Bodenbereich des Heizraumes 2 ist ein Tragteil 5, vorzugsweise in Form einer runden Scheibe, um eine vertikale Achse 6 entweder kontinuierlich oder um einen bestimmten Winkel vor- und zurückdrehbar bzw. schwenkbar. Auf dem Tragteil 5 sind vorzugsweise auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilte Stellplätze 7 vorhanden, auf denen eine Mehrzahl Behälter 8 aufstellbar sind. Im Zentrum des Tragteils 5 befindet sich ein weiterer zentraler Stellplatz 9 auf einem stationären, d. h. nicht drehbaren Tragteil 10 für einen Referenz-Behälter 11, dem eine allgemeine mit 12 bezeichnete Druckmeßeinrichtung für den Innendruck im Behälter 11 zugeordnet ist.

Der Druckindikator 12 ist in den Behälter 11 integriert, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Der Druckindikator 12 weist einen vom Druck beaufschlagbaren Schieber 24 auf, der einen Schalter oder einen Drucksensor 16 betätigt. Der Drucksensor 16 ist durch eine elektrische Leitung mit einer elektronischen Steuerschaltung verbunden, die in Abhängigkeit des vom Drucksensor 16 abgegebenen Signals die Heizleistung des Heizgerätes 1 schwellenmäßig oder kontinuierlich in Abhängigkeit des Drucks steuert.

Der Behälter 11 (Fig. 2) besteht aus einem topfförmigen Gehäuse 21 und einem Verschlußglied, hier in Form eines auf das Gehäuse 21 aufschraubbaren Deckels 22. Zwischen dem Deckel 22 und dem oberen Rand des Gehäuses 21 ist ein im Sinne einer Membran elastisch biegsames Wandteil in Form einer Scheibe 23 eingesetzt, vorzugsweise eingespannt, von deren Oberseite zentral ein Schieber in Form eines Stößels 24 ausgeht, der in einer zentralen vertikalen Führungsbohrung 25 im Deckel 22 vertikal verschiebbar geführt ist, die innerhalb einer nabenförmigen Deckelverlängerung verläuft. Die Scheibe 23 ist aufgrund eigener Elastizität und aufgrund einer nach unten wirksamen Federkraft in ihre dargestellte Ausgangslage vorgespannt, in der sie einen Abstand von der Unterseite des Deckels 22 aufweist. Durch einen bestimmten Innendruck im Behälter 11 wird die Scheibe 23 hochgedrückt und der Stößel 24 hochgeschoben, wobei er eine Anzeige für das Vorhandensein eines erhöhten Überdrucks abgibt oder den Schalter oder Drucksensor 16 zu betätigen vermag. Die Elastizität der Scheibe 23 bzw. die auf sie wirkende Beaufschlagungskraft ist so zu bemessen, daß die Verschiebung des Stößels 24 erst bei Überschreiten eines bestimmten Druckwerts erfolgt. Der Schalter bzw. Drucksensor 16 kann am Gehäuse 3 oder auch direkt an bzw. auf dem Deckel 22 angeordnet bzw. gehalten sein.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird ein mittels des Druckindikators 12 drucküberwachter Behälter als Referenz-Behälter 11 im Heizgerät 1 angeordnet und vorteilhafterweise auf dem zentralen Stellplatz 9 abgestellt. Die übrigen Behälter können Behälter 8 mit einer Sollbruchstelle sein. Durch die Steuerung der Heizleistung in Abhängigkeit vom Druck im Referenz-Behälter 11 läßt sich damit auf einfache Weise ein über einen bestimmten Wert hinausgehender Druck im Referenz- Behälter 11 und somit auch in den anderen Behältern 8 vermeiden.

Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, mehrere oder alle Behälter 8, 11 mit einem Druckindikator 12 zu versehen, von denen jeder unabhängig von den jeweils anderen Druckindikatoren die Heizleistung steuert.

Dabei erfolgt die Steuerung der Heizleistung in Abhängigkeit des Behälters 8, 11, in dem der größte Druck vorhanden ist, wobei durch die Heizleistungssteuerung ein bestimmter Druck im betreffenden Behälter angesteuert werden kann.

Das Heizgerät 1 wird vorzugsweise durch einen Mikrowellenofen gebildet. Ein hierzu erforderliches Magnetron ist in Fig. 1 an der Oberseite des Heizgerätes 1 angeordnet und mit 35 bezeichnet.

Der Behälter 11 besteht aus Kunststoff, nämlich Polytetrafluoräthylen (PTFE-Teflon). Dadurch können praktisch alle Laborchemikalien für den Aufschluß des Probenmaterials verwendet werden. Die Teile des Behälters 11 sind vorzugsweise isostatisch gepreßt. Hierdurch wird eine sehr dichte und glatte Oberfläche erreicht, wodurch Adsorptionseffekte extrem niedrig werden. Außerdem werden Kristallvorzugsrichtungen (amorphe Struktur) vermieden, wodurch ein ungleiches thermisches Verziehen verhindert und die Abdichtung verbessert wird. Außerdem lassen sich hohe Aufschlußtemperaturen verwirklichen, was einen schnellen und kontinuierlichen Aufschluß des Probenmaterials ermöglicht.

Claims (17)

1. Heizgerät (1) zum Erhitzen von Probenmaterial, welches sich in mindestens einem im Heizbereich (2) des Heizgerätes (1) anzuordnenden drucksicheren Behälter (11) befindet, wobei der Behälter (11) ein Gehäuse (21) und einen Deckel (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) mit einem Druckindikator (12) und dieser mit einer Steuerschaltung für die Heizleistung des Heizgerätes (1) verbunden ist, daß der Behälter (11) einen Schieber (24) aufweist und daß der Druckindikator (12) durch einen Drucksensor (16) oder Schalter und den Schieber (24) gebildet ist, wobei der Schieber (24) durch den Druck im Behälter (11) verschiebbar ist und den Drucksensor (16) beaufschlagt oder den Schalter betätigt.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizgerät (1) ein Mikrowellenofen ist.

3. Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein schwenk- oder drehbarer Träger (5) zur Aufnahme mehrerer Behälter (8, 11) vorgesehen ist.

4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (24) des Druckindikators (12) an einem durch den Innendruck im Behälter (11) beaufschlagbaren Wandteil (23) des Behälters (11), vorzugsweise in dessen oberem Bereich, angeordnet ist.

5. Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (23) zwischen dem Deckel (22) und dem Gehäuse (21) des Behälters (11) gehalten, vorzugsweise eingespannt ist.

6. Heizgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (24) in einer vertikalen Führungsbohrung (25) in dem Deckel (22) vertikal verschiebbar geführt ist.

7. Heizgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandteil (23) durch eine Scheibe gebildet ist.

8. Heizgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe elastisch biegsam ist.

9. Heizgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe durch eine nach unten wirksame Federkraft in ihre Ausgangslage vorgespannt ist.

10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) ein durch den Deckel (22) das Verschlußglied verschließbares, topfförmig ausgebildetes Teil ist.

11. Heizgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (22) auf das Gehäuse (21) aufschraubbar ist.

12. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) aus Polytetrafluoräthylen (PTFE-Teflon) besteht.

13. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (16) ein piezoelektrisches Element ist.

14. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor (16) oder der Schalter am Gehäuse (3) des Heizgerätes oder direkt an bzw. auf dem Deckel (22) des Behälters (11) angeordnet bzw. gehalten ist.

15. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (11) in einer Wand, vorzugsweise in seinem oberen Bereich eine Sollbruchstelle aufweist, die bei Überschreitung eines vorgegebenen Druckes im Behälter (11) öffnet.

16. Heizgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle in einem den Aufnahmeraum (14) des Behälters (11) von einer weiteren Innenkammer trennenden Wandteil angeordnet ist.

17. Heizgerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle in einem zwischen dem Gehäuse (21) und dem Deckel (22) angeordneten, vorzugsweise eingespannten Wandteil vorgesehen ist.