DE9108598U1 - Device for heating a container - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses, insbesondere zum Beheizen eines Laborgefäßes, mit einem eine Öffnung für das Behältnis aufweisenden Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Heizleiter und einer zwischen dem Gehäuse und dem Heizleiter wirkenden thermischen Isolierung, wobei der Heizleiter auf einem Tragekorb vorzugsweise spiralförmig der Form des Behältnisses zumindest weitgehend angepaßt ist.The invention relates to a device for heating a container, in particular for heating a laboratory vessel, with a housing having an opening for the container, an electrical heating conductor arranged in the housing and thermal insulation acting between the housing and the heating conductor, wherein the heating conductor on a carrying basket is preferably spiral-shaped and at least largely adapted to the shape of the container.
Vorrichtungen der in Rede stehenden Art sind seit Jahren aus der Praxis bekannt und werden schlichtweg als Heizhauben bezeichnet. Diese Heizhauben werden meist in Labors zur Erwärmung von Gefäßen jeglicher Art, insbesondere von Rundkolben, bzw. darin befindlichen Flüssigkeiten verwendet. Die meisten Heizhauben der in Rede stehenden Art sind so ausgebildet, daß der elektrische Heizleiter eine Heizleiterisolation aufweist, die vorzugsweise aus Glasseide besteht. Diese Heizleiterisolation bewirkt jedoch gleichzeitig eine erhebliche Wärmeisolation, wodurch der Wirkungsgrad der Heizhaube erheblich eingeschränkt ist.Devices of the type in question have been known in practice for years and are simply referred to as heating mantles. These heating mantles are mostly used in laboratories to heat vessels of all kinds, especially round-bottom flasks, or the liquids contained therein. Most heating mantles of the type in question are designed in such a way that the electrical heating conductor has heating conductor insulation, which is preferably made of glass silk. However, this heating conductor insulation also provides considerable thermal insulation, which significantly limits the efficiency of the heating mantle.
Die als Isolierung bzw. auch zum besseren Halt des Rundkolbens dienende Glasseide ist in der Regel um den Heizleiter gewirkt bzw. gehäkelt. Aus der Praxis ist es des weiteren bekannt, daß der Heizleiter insgesamt mit einem aus Glasseide gewebten Tuch abgedeckt ist. Auch hier stellt sich stets das Problem der verminderten Wärmeleitfähigkeit und somit des verringerten Wirkungsgrades .The glass silk, which serves as insulation or to better hold the round-bottomed flask, is usually knitted or crocheted around the heating conductor. It is also known from practice that the heating conductor is completely covered with a cloth woven from glass silk. Here, too, the problem of reduced thermal conductivity and thus reduced efficiency always arises.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses der eingangs genannten Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß bei äußerst betriebssicherer Bauweise eine gute Wärmeverteilung bei hohem Wirkungsgrad erreicht wird.The invention is therefore based on the object of designing and developing the device for heating a container of the type mentioned at the outset in such a way that good heat distribution with high efficiency is achieved with an extremely reliable design.
Die erfindungsgeraäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Schutzanspruches 1. Danach ist bei der eingangs genannten Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses der Heizleiter mit einem Metallgeflecht belegt. Das Metallgeflecht dient zur direkten Kontaktierung einerseits des Heizleiters, andererseits des Behältnisses. Erfindungsgemäß ist demnach erkannt worden, daß die Wärme des Heizleiters möglichst ohne Wärmedämmung direkt auf das Behältnis übertragen werden kann. Da es sich bei den Heizleitern meist um elektrisch isolierte Heizleiter, beispielsweise aus Teflon, handelt, ist eine besondere elektrische Isolation nach außen nicht erforderlich. Das Metallgeflecht sorgt auf den einzelnen Windungen des Heizleiters für ein quasi homogenes Temperaturfeld. Eine gute Wärmeverteilung ist demnach gewährleistet. Das Metallgeflecht bietet darüber hinaus mehrfachen Punkt- bzw. Linienkontakt mit dem zu erwärmenden Behältnis, so daß auch insoweit ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Jedenfalls bewirkt das Metallgeflecht einerseits eine bessere Wärmeverteilung und andererseits einen besseren Wärmeübergang von dem Heizleiter auf das Behältnis .The device according to the invention solves the above problem by the features of claim 1. According to this, in the device mentioned at the beginning for heating a container, the heating conductor is covered with a metal mesh. The metal mesh serves to directly contact the heating conductor on the one hand and the container on the other. According to the invention, it has therefore been recognized that the heat from the heating conductor can be transferred directly to the container without thermal insulation. Since the heating conductors are usually electrically insulated heating conductors, for example made of Teflon, special electrical insulation from the outside is not necessary. The metal mesh ensures a quasi-homogeneous temperature field on the individual turns of the heating conductor. Good heat distribution is therefore guaranteed. The metal mesh also offers multiple point or line contact with the container to be heated, so that good heat transfer is also guaranteed in this respect. In any case, the metal mesh provides, on the one hand, better heat distribution and, on the other hand, better heat transfer from the heating conductor to the container.
In weiter vorteilhafter Weise überlappt das Metallgeflecht den Heizleiter bzw. den Tragekorb des Heizleiters am oberen Randbereich bzw. an einem zum Festlegen des Tragekorbs dienenden Metallring zumindest geringfügig. Diese Überlappung des Metallgeflechts hat zur Folge, daß durch Festlegen des Heizleiters bzw. des Tragekorbs am Gehäuse zwischen dem Heizleiter bzw. dem Drahtkorb und dem Gehäuse ein Festklemmen des Metallgeflechts stattfindet. Somit ist das Metallgeflecht unverrutschbar auf dem Heizleiter innerhalb des Gehäuses festgelegt. Ein Lösen des Metallgeflechts läßt sich einfach durch Lösen des Tragekorbs vom Gehäuse vollziehen. Dazu ist der Tragekorb bzw. dessen Metallring mittels vorzugsweise als Rändelschrauben ausgebildetenIn a further advantageous manner, the metal mesh overlaps the heating conductor or the carrying basket of the heating conductor at least slightly at the upper edge area or on a metal ring used to secure the carrying basket. This overlap of the metal mesh means that by securing the heating conductor or the carrying basket to the housing, the metal mesh is clamped between the heating conductor or the wire basket and the housing. The metal mesh is thus fixed to the heating conductor inside the housing so that it cannot slip. The metal mesh can be easily removed by removing the carrying basket from the housing. To do this, the carrying basket or its metal ring is secured using screws, preferably designed as knurled screws.
Schrauben am Gehäuse festgelegt. Diese Rändelschrauben sind in weiter vorteilhafter Weise von außerhalb des Gehäuses betätigbar, so daß zum Wechsel des Metallgeflechts lediglich die in Rede stehenden Rändelschrauben geringfügig zu lösen sind.Screws on the housing. These knurled screws can be operated from outside the housing in a further advantageous manner, so that in order to change the metal mesh, only the knurled screws in question have to be loosened slightly.
In weiter vorteilhafter Weise ist direkt unter dem Heizleiter eine Wärmestrahlung reflektierende Folie vorgesehen. Somit ist der Heizleiter sandwichartig zwischen der Folie und dem Metallgeflecht angeordnet. Diese Folie bewirkt, daß Strahlungswärme zu dem zu erwärmenden Behältnis hin reflektiert wird, also nicht ins Gehäuseinnere und somit in die Isolierung eindringen kann. Auch insoweit ist der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich verbessert.In a further advantageous manner, a film that reflects heat radiation is provided directly under the heating conductor. The heating conductor is thus arranged like a sandwich between the film and the metal mesh. This film ensures that radiant heat is reflected towards the container to be heated, i.e. cannot penetrate into the interior of the housing and thus into the insulation. In this respect, too, the efficiency of the device according to the invention is significantly improved.
An dieser Stelle ist besonders hervorzuheben, daß die Kombination von Metallgeflecht und Folie insgesamt zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades der Vorrichtung einerseits durch gerichtete Strahlungswärme, andererseits durch erhöhte Kontaktwärme zwischen Metallgitter und Behältnis führt. Dies wiederum bewirkt insgesamt eine bessere Wärmeverteilung innerhalb der Vorrichtung, wodurch auch die erforderlichen Aufheizzeiten zum Erhalt vorgegebener Temperaturen erheblich verringert werden.At this point, it is particularly important to note that the combination of metal mesh and foil leads to an overall increase in the efficiency of the device, on the one hand through directed radiant heat, and on the other hand through increased contact heat between the metal grid and the container. This in turn results in better heat distribution within the device, which also significantly reduces the heating times required to maintain the specified temperatures.
Die zuvor bereits erörterte Folie ist in vorteilhafter Weise als Metallfolie ausgeführt. Beispielsweise kommt hier eine VA-Folie oder gar eine Aluminiumfolie in Frage.The foil discussed above is advantageously designed as a metal foil. For example, a stainless steel foil or even an aluminum foil can be used here.
Des weiteren ist es von besonderem Vorteil, wenn die Metallfolie und/oder das Metallgeflecht eine Schutzleiterfunktion hat bzw. haben, was die Betriebssicherheit der Vorrichtung erheblich verbessert.Furthermore, it is particularly advantageous if the metal foil and/or the metal braid has a protective conductor function, which significantly improves the operational safety of the device.
Hinsichtlich einer hinreichenden Betriebssicherheit ist es von weiterem Vorteil, wenn zur Temperaturmessung Temperaturfühler,With regard to sufficient operational safety, it is further advantageous if temperature sensors,
beispielsweise sogenannte Kapillarrohrfühler, vorgesehen sind und wenn die Kapillarrohrfühler im unteren Bereich des Heizleiters zwischen dessen Windungen angeordnet sind. Die Kapillarrohrfühler können dabei einerseits zur Temperaturbegrenzung auf einen Maximalwert, andererseits zur Temperaturregelung dienen. Von innerhalb des Gehäuses führen dann die Kapillarrohrfühler nach außerhalb des Gehäuses und münden dort beispielsweise in einen besonders isolierten bzw. abgeschirmten Schaltkasten oder dgl.for example, so-called capillary tube sensors are provided and if the capillary tube sensors are arranged in the lower area of the heating conductor between its windings. The capillary tube sensors can be used on the one hand to limit the temperature to a maximum value, and on the other hand to regulate the temperature. The capillary tube sensors then lead from inside the housing to the outside of the housing and there open into a specially insulated or shielded switch box or the like.
Schließlich ist es zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit von besonderer Bedeutung, wenn sämtliche Bauteile der hier in Rede stehenden Vorrichtung, die für sich eine Zündquelle darstellen können, explosionsgeschützt sind (ex-geschützt). Die Vorkehrung der Kapillarrohrfühler ist bereits für sich ein Beitrag in Richtung der explosionsgeschützten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Finally, to further increase operational safety, it is particularly important if all components of the device in question that could represent an ignition source are explosion-proof (ex-protected). The provision of capillary tube sensors is in itself a contribution to the explosion-proof design of the device according to the invention.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigtThere are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, reference is made on the one hand to the claims subordinate to claim 1 and on the other hand to the following explanation of an embodiment of the invention based on the drawing. In connection with the explanation of the preferred embodiment of the invention based on the drawing, generally preferred embodiments and developments of the teaching are also explained. The drawing shows
Fig. 1 in schematischer Darstellung, geschnitten, eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beheizen eines Behältnisses undFig. 1 in a schematic representation, in section, a device according to the invention for heating a container and
Fig. 2 in schematischer Darstellung, vergrößert und teilweise, den Gegenstand aus Fig. 1.Fig. 2 in schematic representation, enlarged and partially, the object from Fig. 1.
Die Fig. 1 und 2 zeigen gemeinsam eine Vorrichtung zum Beheizen eines in den Figuren nicht gezeigten Behältnisses, insbesondere zum Beheizen eines in den Figuren nicht gezeigten Laborgefäßes. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einer ÖffnungFig. 1 and 2 together show a device for heating a container not shown in the figures, in particular for heating a laboratory vessel not shown in the figures. The device has a housing 1 which is provided with an opening
2 für das Behältnis ausgestattet ist. In dem Gehäuse 1 ist ein elektrischer Heizleiter 3 angeordnet. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Heizleiter 3 wirkt eine thermische Isolierung 4, die vorzugsweise aus Mineralwolle oder dgl. besteht. Des weiteren ist in den Figuren angedeutet, daß der Heizleiter 3 auf einem Tragekorb 5 spiralförmig der Form des in den Figuren nicht gezeigten Behältnisses zumindest weitgehend angepaßt ist.2 for the container. An electrical heating conductor 3 is arranged in the housing 1. Between the housing 1 and the heating conductor 3 there is a thermal insulation 4, which preferably consists of mineral wool or the like. Furthermore, it is indicated in the figures that the heating conductor 3 is spirally arranged on a carrying basket 5 and is at least largely adapted to the shape of the container (not shown in the figures).
Erfindungsgemäß ist der Heizleiter 3 mit einem Metallgeflecht 6 belegt. Das Metallgeflecht 6 dient zur direkten Kontaktierung einerseits des Heizleiters 3, andererseits des nicht gezeigten Behältnisses.According to the invention, the heating conductor 3 is covered with a metal braid 6. The metal braid 6 serves to directly contact the heating conductor 3 on the one hand and the container (not shown) on the other hand.
Die Figuren zeigen des weiteren, daß das Metallgeflecht 6 den Heizleiter 3 bzw. den Tragekorb 5 am oberen Randbereich bzw. an einem zum Festlegen des Tragekorbs 5 dienenden Metallring 7 zumindest geringfügig überlappt. Durch Festlegen des HeizleitersThe figures also show that the metal mesh 6 at least slightly overlaps the heating conductor 3 or the carrying basket 5 at the upper edge area or at a metal ring 7 used to secure the carrying basket 5. By securing the heating conductor
3 bzw. des Tragekorbs 5 am Gehäuse 1 wird das Metallgeflecht 6 zwischen dem Heizleiter 3 bzw. dem Tragekorb 5 und dem Gehäuse 1 festgeklemmt.3 or the carrying basket 5 on the housing 1, the metal mesh 6 is clamped between the heating conductor 3 or the carrying basket 5 and the housing 1.
Fig. 2 zeigt besonders deutlich, daß der Tragekorb 5 bzw. dessen Metallring 7 mittels Rändelschrauben 8 am Gehäuse 1 festgelegt ist. Die Rändelschrauben 8 sind von außerhalb des Gehäuses 1 - entweder von oberhalb des Gehäuses oder von unterhalb des Gehäuses durch entsprechende Öffnungen und durch die IsolierungFig. 2 shows particularly clearly that the carrying basket 5 or its metal ring 7 is fixed to the housing 1 by means of knurled screws 8. The knurled screws 8 can be removed from outside the housing 1 - either from above the housing or from below the housing through corresponding openings and through the insulation.
4 hindurch - betätigbar. Die Figuren zeigen des weiteren, daß direkt unter dem Heizleiter 3 eine Wärmestrahlung reflektie-4 - can be operated. The figures also show that directly under the heating conductor 3 a heat radiation is reflected.
rende Folie 9 ausgebildet ist, so daß der Heizleiter 3 sandwichartig
zwischen der Folie 9 und dem Metallgeflecht 6 angeordnet ist. Die Folie 9 ist im vorliegenden Falle als Metallfolie
ausgeführt. Genauer gesagt handelt es sich hierbei um eine
VA-Folie. Sowohl die Folie 9 als auch das Metallgeflecht 6 können Schutzleiterfunktion haben.foil 9 is formed so that the heating conductor 3 is sandwiched between the foil 9 and the metal mesh 6. The foil 9 is designed as a metal foil in the present case. More precisely, it is a
VA foil. Both the foil 9 and the metal braid 6 can have a protective conductor function.
Den Figuren läßt sich weiter entnehmen, daß zur Temperaturmessung Kapillarrohrfühler 10 im unteren Bereich des Heizleiters 3 zwischen dessen Windungen angeordnet sind. Die Kapillarrohrfühler 10 dienen einerseits zur Temperaturbegrenzung auf einen Maximalwert, andererseits zur Temperaturregelung.The figures also show that capillary tube sensors 10 are arranged in the lower area of the heating conductor 3 between its windings for temperature measurement. The capillary tube sensors 10 serve on the one hand to limit the temperature to a maximum value, and on the other hand to regulate the temperature.
Nachfolgend sei anhand des in den Figuren gewählten Ausführungsbeispiels
der Zusammenbau einer solchen Vorrichtung kurz
erläutert.The assembly of such a device is briefly described below using the embodiment selected in the figures.
explained.
Der temperaturbeständige Heizleiter 3 - es kann sich hierbei um einen Ex-Heizleiter 3 (explosionsgeschützter Heizleiter) aus
PTFE handeln - wird unverrückbar auf dem vormontierten Tragekorb 5 mit einem Befestigungsband, beispielsweise einem VA-Spannband
11, montiert und gleichmäßig auf Abstand gehalten. Im unteren Drittel des Heizleiters 3, d.h. dort, wo sich die wärmste
Stelle der Vorrichtung befindet, werden die Kapillarrohrfühler 10 jeweils zwischen zwei Heizleiterwindungen - ebenfalls
vorzugsweise mit PTFE-Band - montiert. An die Enden der Ex-Heizleiter 3 werden dann in den Figuren nicht gezeigte Ex-Verbindungsmuffen
angeschlossen und mit Kaltenden zum Ex-Anschlußkasten 12 geführt. Der Tragekorb 5 wird mit dem daran befestigten
Heizleiter 3 mittels Rändelschrauben 8 am Gehäuse 1 befestigt, wobei das Metallgeflecht 6 auf den Heizleiter 3 aufgelegt
und bei der Befestigung des Heizleiters 3 zwischen das Gehäuse 1 und den Metallring 7 des Tragekorbs 5 geklemmt wird.The temperature-resistant heating conductor 3 - this can be an Ex heating conductor 3 (explosion-proof heating conductor) made of
PTFE - is immovably mounted on the pre-assembled carrying basket 5 with a fastening strap, for example a VA tension strap 11, and held at an even distance. In the lower third of the heating conductor 3, i.e. where the warmest part of the device is, the capillary tube sensors 10 are each mounted between two heating conductor turns - also preferably with PTFE tape. Ex connection sleeves (not shown in the figures) are then connected to the ends of the Ex heating conductors 3 and led with cold ends to the Ex connection box 12. The carrying basket 5 with the heating conductor 3 attached to it is attached to the housing 1 by means of knurled screws 8, with the metal braid 6 being placed on the heating conductor 3 and clamped between the housing 1 and the metal ring 7 of the carrying basket 5 when the heating conductor 3 is attached.
Nach der Montage des Tragekorbs 5 am Gehäuse 1 wird die Innenseite des Heizleiters 3 zur besseren Wärmeverteilung bzw. zur Wärmerückstrahlung mit einer wärmereflektierenden Folie 9 ausgekleidet. Anschließend wird die Folie 9 bzw. der Heizleiter 3 mit einer Isolierung, genauer gesagt mit Mineralwolle, hinterfüttert bzw. wird das Gehäuse 1 ausgestopft, damit der Bereich hinter der Folie 9 thermisch isoliert ist. Außerhalb des Gehäuses 1 befindet sich der Anschlußkasten 12, wobei es sich hier um ein kunststoffbeschichtetes Metallgehäuse handelt. Dort werden sämtliche Anschlüsse des Heizleiters 3 und der Kapillarrohrfühler 10 vorgesehen. Im Falle des Einsatzes eines Kapillarrohrbegrenzers befindet sich dieser vorzugsweise innerhalb des Anschlußkastens 12. Im Falle des Kapillarrohrreglers wird ein entsprechendes Einstellrädchen oder dgl. durch eine Bohrung nach außen geführt, damit die Temperatur eingestellt werden kann.After mounting the carrying basket 5 on the housing 1, the inside of the heating conductor 3 is lined with a heat-reflecting foil 9 for better heat distribution and heat reflection. The foil 9 or the heating conductor 3 is then backed with insulation, more precisely with mineral wool, or the housing 1 is stuffed so that the area behind the foil 9 is thermally insulated. Outside the housing 1 is the connection box 12, which is a plastic-coated metal housing. All connections for the heating conductor 3 and the capillary tube sensor 10 are provided there. If a capillary tube limiter is used, this is preferably located inside the connection box 12. In the case of the capillary tube regulator, a corresponding adjustment wheel or similar is led out through a hole so that the temperature can be set.
Wesentlich ist jedenfalls, daß zur explosionssicheren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung alle Anschlußleitungen im explosionsgeschützten Anschlußkasten 12 montiert werden, worunter auch die Anschlußleitung für das Netz fällt. Nach Durchführung sämtlicher Montagen innerhalb des Anschlußkastens 12 wird dieser mit einer Abdeckplatte sicher verschlossen.In any case, it is essential that, in order to ensure an explosion-proof design of the device according to the invention, all connecting cables are installed in the explosion-proof connection box 12, which also includes the connecting cable for the network. After all installation work has been carried out within the connection box 12, it is securely closed with a cover plate.
Abschließend sei hervorgehoben, daß die erfindungsgemäße Lehre nicht auf das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Die erfindungsgemäße Lehre läßt sich vielmehr auch bei anders ausgestalteten Vorrichtungen zum Beheizen eines Behältnisses realisieren.Finally, it should be emphasized that the teaching of the invention is not limited to the embodiment discussed above. Rather, the teaching of the invention can also be implemented with differently designed devices for heating a container.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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| DE9108598U DE9108598U1 (en) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | Device for heating a container |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992018247A1 (en) * | 1991-04-11 | 1992-10-29 | Isopad Gmbh | Device for heating a container |
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1991
- 1991-07-12 DE DE9108598U patent/DE9108598U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1992018247A1 (en) * | 1991-04-11 | 1992-10-29 | Isopad Gmbh | Device for heating a container |
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