EP2979763A1 - Temperiergerät mit einem temperaturgeregelten Bad - Google Patents

Temperiergerät mit einem temperaturgeregelten Bad Download PDF

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EP2979763A1
EP2979763A1 EP14002680.8A EP14002680A EP2979763A1 EP 2979763 A1 EP2979763 A1 EP 2979763A1 EP 14002680 A EP14002680 A EP 14002680A EP 2979763 A1 EP2979763 A1 EP 2979763A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature control
bath
temperature
control device
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14002680.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kristofer Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG
Original Assignee
Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG filed Critical Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG
Priority to EP14002680.8A priority Critical patent/EP2979763A1/de
Publication of EP2979763A1 publication Critical patent/EP2979763A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/143—Quality control, feedback systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867—Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1838—Means for temperature control using fluid heat transfer medium
    • B01L2300/185—Means for temperature control using fluid heat transfer medium using a liquid as fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics

Definitions

  • the invention relates to a temperature control unit with a temperature-controlled bath, in which a heater, a cold evaporator and a pump are arranged, which are connected to an outside of the bath arranged application object, typically a heat exchanger, tempering liquid conducting connected to the application subject with the temperature-controlled bath fluid of the bath act, and with a relative to the bath thermally decoupled, arranged in the temperature control unit internal buffer tank, which is connected via a metering pump with the bath tempering fluid conducting, according to the preamble of claim 1.
  • a heater, a cold evaporator and a pump are arranged, which are connected to an outside of the bath arranged application object, typically a heat exchanger, tempering liquid conducting connected to the application subject with the temperature-controlled bath fluid of the bath act, and with a relative to the bath thermally decoupled, arranged in the temperature control unit internal buffer tank, which is connected via a metering pump with the bath tempering fluid conducting, according to the preamble of claim 1.
  • the tempering When using tempering, there is a desire, the tempering, a tempering, which is passed from the temperature control unit to the external application, typically a reactor or a heat exchanger, and back, with high temperature control or adjust to the desired temperature.
  • the tempering a tempering, which is passed from the temperature control unit to the external application, typically a reactor or a heat exchanger, and back, with high temperature control or adjust to the desired temperature.
  • the external application typically a reactor or a heat exchanger
  • the tempering a tempering, which is passed from the temperature control unit to the external application, typically a reactor or a heat exchanger, and back, with high temperature control or adjust to the desired temperature.
  • the tempering a tempering, which is passed from the temperature control unit to the external application, typically a reactor or a heat exchanger, and back, with high temperature control or adjust to the desired temperature.
  • the external application typically a reactor or a heat exchanger
  • the compensating volume The volume of the thermally active tempering medium which is to be compensated for in the operation of the tempering device, which is referred to as the compensating volume, is to be taken as much as possible when the thermally active tempering medium is heated, so that the compensating volume is thermally decoupled or missing when the thermally active tempering medium cools down Compensation volume must be returned to the thermally active temperature control medium.
  • the thermally active bath is provided with an overflow, via which the resulting equalizing volume is discharged into a buffer tank arranged below the active bath. From this, the required equalization volume can be pumped back into the active bath via a small pump that only has to deliver in one direction.
  • the inevitably deep arrangement of the buffer container can interfere with respect to the thermally active bath, which can oppose a compact design.
  • the present invention has for its object to propose while avoiding the disadvantages of the known temperature control such that are achieved with the large cooling capacities and low lows, in which a thermally decoupled arrangement of the expansion tank in the temperature control is not structurally limited and a compact design is achieved ,
  • a metering pump which is provided for transporting the compensation volume of the temperature control in the temperature, is in one of two opposite flow directions switchable metering pump over a Control in response to a arranged in the temperature-controlled bath level sensor is switchable.
  • the switching is particularly advantageous with an electrical control containing a software algorithm, which in conjunction with a signal of the level sensor, which constantly detects the filling level in the thermally active bath during operation of the temperature control, the software algorithm from the signal of the Level sensor which controls each optimal displacement of equalization volume from the thermally active bath in the buffer tank or in the reverse flow direction from the buffer tank into the active bath, in order to keep the filling level at a constant low value.
  • the metering pump which can be switched over in each case in one of two opposite conveying directions, is used.
  • thermocontrol device With the temperature control device according to the invention, very high cooling capacities and low cryogenic temperatures and, due to the minimized volume of the thermally active bath, very high tempering rates as well as minimal thermal losses can be achieved with less required bath insulation.
  • the buffer tank freely, in particular according to claim 3 at least to be arranged as high as the thermally active bath or a bath container containing the thermally active bath in order to arrive at an optimized design of the temperature control.
  • the thermally active bath is taken up by the bath container, which is closed at the top by a bath lid.
  • the preferably electrical control of the switchable metering pump as a function of the level sensor in the bath container or the thermally active bath can be understood as Temperiernewkeit management system for the transport of the equalization volume between the thermally active bath and the thermally inactive buffer container, which is expandable:
  • the temperature control device is supplemented by the fact that a Temperierniankeitsan gleich the switchable metering leads a Temperiernewkeitstechnisch via a shut-off valve to the internal buffer tank and a second Temperiernewkeitstechnisch leads to a hydraulic quick coupling to which an external buffer tank outside the temperature control connected is.
  • the optional external buffer tank which is necessarily thermally decoupled from the thermally active bath due to its location outside of the temperature control
  • an expansion of the limited volume of the internal buffer tank of the temperature control can be achieved if necessary.
  • the compact temperature control unit is sufficient. If necessary, by connecting the external buffer tank to the hydraulic quick coupling and closing the shut-off valve in the Temperiernewkeitsön to the internal buffer tank according to the external buffer tank arbitrary large compensation volume can be compensated.
  • the external buffer tank can be freely arranged higher or lower than the thermally active bath.
  • the temperature control unit and the application object connected thereto via the metering pump in the conveying direction to the bath be filled with bath liquid.
  • the external buffer tank can be prefilled manually; but it may be even more convenient to connect an external media transport container, for example a canister, to the temperature control unit via the quick coupling.
  • the process can be reversed, to which the metering pump is switched in the opposite direction, so that the tempering is fed back from the temperature and the application object connected to this in the external buffer tank or transport container.
  • the external buffer tank is not pre-filled prior to commissioning of the temperature, it is thus possible to carry out the preparation of the operation, operation and decommissioning of the temperature without manual transfer of tempering, which also a risk of contamination is avoided.
  • the deactivation of the internal buffer container with the shut-off valve, when an external buffer tank is connected to the temperature control unit, can be done in a simple manner by the manually adjustable shut-off valve according to claim 6.
  • the shut-off of the internal buffer container is more comfortable when the scavenge valve is designed according to claim 7 as a solenoid valve, which is actuated by the electrical control of the temperature control or the Temperier deviskeit management system.
  • FIG. 1 an embodiment of the temperature control unit 1 is shown on the right of the dotted line 1 '.
  • an optional external buffer tank 2 set up which may also be a temperature medium transport container in the form of a canister which can be temperierwormkeits facedd with the temperature.
  • the temperature control device constructed on the principle of a bath thermostat comprises a bath tank 3, which receives a thermally active bath 4 of a temperature control medium.
  • the terms "saddle container” and “thermally active bath” are used interchangeably in the present text.
  • the bath tank is covered by a non-designated bath cover with a vent 5 of the thermally active bath and provided with an inlet / outlet 6 in the non-designated bottom.
  • a temperature-controlled electric heater 7 and an evaporator 8 are also arranged in the bath tank 3.
  • Other means of temperature control which belong to conventional bath thermostats, such as a temperature sensor, are not shown.
  • a pump 9 which is connected via a flow 10 and a return 10 'with an application, not shown, for example, a reactor or a heat exchanger.
  • FIG. 1 a level sensor 11 can be seen, which extends into the region of the thermally active heat transfer fluid and with an electrical Control 12 is connected, which is shown as a block.
  • the electrical control includes a software algorithm that can be implemented by hardware.
  • the inlet / outlet 6 of the bath tank 3 is connected via a pipe system 13, in which a closable end is a knurled screw 14 for emergency emptying, and a cooling section 15 with a Temperier basicallykeitsan gleich 16 of a reversible metering pump 17 in connection, thus in one of two opposite directions can be switched by a connection, not shown, to the controller 12.
  • the internal buffer tank 21 is disposed above the thermally active bath 4 in the bath tank 3 due to its distance from the thermally active bath 4 from being thermally insulated from it.
  • this thermal insulation is supported by a solid heat insulation, not shown, around the bath tank 3.
  • a Temperier basicallykeitstransport notioner 2 which can serve as an external buffer tank with a larger buffer volume than that of the internal buffer tank 21 only.
  • an unspecified further solenoid valve which is actuated by the software algorithm of the controller 12, may be placed in the fluid line 22.
  • the shut-off valve 20 in a version as a solenoid valve in the Temperier crampkeitsön 19 to the internal buffer tank 21 the loading of the buffer tank 2 and 21 can thereby be automated, depending on the volume of each tempering liquid is to compensate and depending on whether the external buffer tank is excluded.
  • the temperature control unit 1 Before startup of the temperature control unit 1 with at its flow 10 and return 10 'connected, not shown in the drawing application object, the temperature control unit 1 can first from a prefilled external buffer tank 2, which is connected to the hydraulic quick coupling 23, or via a corresponding Temperier basicallykeitstransport meanser with the necessary for operation temperature control liquid are applied.
  • the temperature control liquid by means of the metering pump 17, controlled by the electronic control 12, sucked via the hydraulic quick coupling 23 and pressed over the cooling section 15 and the pipe system 13 in the inlet / outlet 6 of the bath tank.
  • the tempering liquid is heated or cooled in the thermally active bath 4 by a sensor, not shown, and other means of temperature control to the desired temperature and via the pump 9 and the flow 10 the subject of the application from which it flows back via the return 10 'and the pump 9 in the thermally active bath 4.
  • the compensating volume of the thermally active tempering liquid resulting from heating of the thermally active bath 4 causes a change in the level of the thermally active bath 4 which is detected by the level sensor 11 and the electrical control 12, which indicates a deviation of the level of one from the electrical control determined set low target level range, controls the metering pump 17 in the sense that excess compensating volume of the thermally active bath liquid is sucked from the thermally active bath 4 via the inlet / drain or vice versa missing compensating volume supplied by the reversed metering pump 17 to the thermally active bath 4 becomes.
  • the Temperierwhikeitsan gleich 18 of the metering pump 17 is connected via the quick coupling 23 with the external buffer tank 2 temperierroughkeits faced or otherwise via the open shut-off valve 20 so connected to the internal buffer tank 21.

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Abstract

In einem Temperiergerät mit einem temperaturgeregelten Bad (4) sind eine elektrische Heizung (7), ein Kälte-Verdampfer (8) und eine Pumpe (9) angeordnet, die mit einem außerhalb des Bads (4) angeordneten Anwendungsgegenstand temperierflüssigkeitsleitend verbunden werden können. Das Temperiergerät umfasst weiterhin einen gegenüber dem Bad (4) thermisch isolierten, in dem Temperiergerät (1) angeordneten internen Pufferbehälter (21), der über eine Dosierpumpe (17) mit dem Bad (4) temperierflüssigkeitsleitend verbunden ist. Die Dosierpumpe (17) ist als eine in eine von zwei entgegengesetzten Förderrichtungen umschaltbare Dosierpumpe ausgebildet, die über eine Steuerung (12) in Abhängigkeit von einem in dem Bad angeordneten Niveausensor (11) umgeschaltet werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Temperiergerät mit einem temperaturgeregelten Bad, in dem eine Heizung, ein Kälteverdampfer und eine Pumpe angeordnet sind, die mit einem außerhalb des Bads angeordneten Anwendungsgegenstand, typisch einem Wärmetauscher, temperierflüssigkeitsleitend verbindbar sind, um den Anwendungsgegenstand mit der temperaturgeregelten Temperierflüssigkeit des Bads zu beaufschlagen, sowie mit einem gegenüber dem Bad thermisch entkoppelten, in dem Temperiergerät angeordneten internen Puffer-behälter, der über eine Dosierpumpe mit dem Bad temperierflüssigkeitsleitend verbunden ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei der Anwendung von Temperiergeräten, besteht der Wunsch, das Temperiermedium, eine Temperierflüssigkeit, die aus dem Temperiergerät zu der externen Anwendung, typisch einem Reaktor oder einem Wärmetauscher, geleitet wird und zurück, mit hoher Temperiergeschwindigkeit auf die gewünschte Temperatur einzustellen bzw. zu regeln. Hierzu üblicherweise eingesetzte Badthermostate, bei denen eine Heizung, ein Verdampfer und eine Pumpe in einem gemeinsamen temperaturgeregelten, das heißt thermisch aktiven Bad angeordnet sind, weisen meist ein verhältnismäßig großes, einem vollen Temperaturhub der Regelung ausgesetztes - thermisch aktives - Volumen Temperiermedium bzw. Temperierflüssigkeit auf, welches einem schnellen Temperaturwechsel entgegenwirkt. Um schnelle Temperaturwechsel zu ermöglichen, ist daher generell ein möglichst geringes Volumen des thermisch aktiven Temperiermediums in dem temperaturgeregelten Bad erwünscht, das ausreicht, um die Anwendung zu temperieren.
  • Dabei ist wegen des Temperaturhubs des aktiven Temperiermediums dessen Volumen in dem Bad nicht ohne weiteres konstant. Das deswegen im Betrieb des Temperiergeräts möglichst auszugleichende Volumen des thermisch aktiven Temperiermediums, welches als Ausgleichsvolumen bezeichnet wird, ist bei Erwärmung des thermisch aktiven Temperiermediums diesem möglichst zu entnehmen, so dass das Ausgleichsvolumen thermisch entkoppelt ist, bzw. das bei Abkühlung des thermisch aktiven Temperiermediums fehlende Ausgleichsvolumen ist dem thermisch aktiven Temperiermedium wieder zuzuführen.
  • Hierzu ist es beispielsweise bekannt, in einem Badthermostaten ("LAUDA Integral") neben dem thermisch aktiven Bad einen von diesem thermisch entkoppelten Behälter als Pufferbehälter anzuordnen und die beiden Behälter über ein Rohr mit geringem Querschnitt zu verbinden. In dem thermisch aktiven Bad anfallendes oder aber fehlendes Ausgleichsvolumen teilt sich entsprechend den Grundflächen beider Behälter auf diese auf, so dass wenigstens ein teilweiser Ausgleich erfolgen kann, um das Volumen in dem thermisch aktiven Bad annähernd gleich zu halten.
  • Bei einem bekannten, aufwändigeren Temperiergerät, dessen Komponenten wie Heizung, Verdampfer und eine Druckpumpe in einem geschlossenen Rohrsystem getrennt angeordnet sind, wird nur ein relativ kleines Volumen thermisch aktiven Temperiermediums benötigt, und das Ausgleichsvolumen ist entsprechend gering. Deswegen kann das Ausgleichsvolumen allein durch die Druckverhältnisse in dem Rohrsystem selbsttätig in einen Pufferbehälter des Rohrsystems gelangen, wenn der Druck in dem Rohrsystem hoch ist, und aus dem Pufferbehälter in das Rohrsystem zurückströmen, wenn in dem Rohrsystem bei Abkühlung Unterdruck entsteht. Außer dem Herstellungsaufwand für ein solches Temperiergerät ist nachteilig, dass Geräte dieser Bauart üblicherweise mit reinen Druckpumpen ausgestattet sind, was in Folge des mit der Druckpumpe erzeugten Drucks der thermisch aktiven Temperierflüssigkeit, die den Anwendungsgegenstand beaufschlagt, den Anwendungsgegenstand unter Umständen stark belastet. Diese Belastung kann zum Beispiel bei Einsatz von Glasreaktoren kritisch sein.
  • In einem auf einem Badthermostaten mit einem temperaturgeregelten Bad beruhenden Temperiergerät der eingangs genannten Gattung ist das thermisch aktive Bad mit einem Überlauf ausgestattet, über den entstehendes Ausgleichsvolumen in einen unterhalb des aktiven Bads angeordneten Pufferbehälter abgeleitet wird. Aus diesem kann wieder benötigtes Ausgleichsvolumen über eine kleine Pumpe, die nur in einer Richtung fördern muss, in das aktive Bad zurückgefördert werden. Bei dieser Bauweise kann die zwangsläufig tiefe Anordnung des Pufferbehälters bezüglich des thermisch aktiven Bads stören, die einer kompakten Bauweise entgegenstehen kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Temperiergeräte ein solches vorzuschlagen, mit dem große Kälteleistungen und niedrige Tiefsttemperaturen erreicht werden, bei dem eine thermisch entkoppelte Anordnung des Ausgleichsbehälters in dem Temperiergerät nicht baulich eingeschränkt ist und eine kompakte Bauform erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 für ein Temperiergerät der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass eine Dosierpumpe, die zum Transport des Ausgleichsvolumens der Temperierflüssigkeit in dem Temperiergerät vorgesehen ist, eine in eine von zwei entgegengesetzten Förderrichtungen umschaltbare Dosierpumpe ist, die über eine Steuerung in Abhängigkeit von einem in dem temperaturgeregelten Bad angeordneten Niveausensor umschaltbar ist. Die Umschaltung erfolgt besonders vorteilhaft mit einer elektrischen Steuerung, die einen Software-Algorithmus enthält, der in Verbindung mit einem Signal des Niveausensors, der im Betrieb des Temperiergeräts das Füllniveau in dem thermisch aktiven Bad ständig erfasst, wobei der Software-Algorithmus aus dem Signal des Niveausensors die jeweils optimale Verlagerung von Ausgleichsvolumen aus dem thermisch aktiven Bad in den Pufferbehälter bzw. mit umgekehrter Strömungsrichtung aus dem Pufferbehälter in das aktive Bad steuert, um in diesem das Füllniveau auf einem konstant niedrigen Wert zu halten. Zur Verlagerung des Ausgleichsniveaus dient also die in jeweils eine von zwei einander entgegengesetzte Förderrichtungen umschaltbare Dosierpumpe.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Temperiergerät können sehr große Kälteleistungen und niedrige Tiefsttemperaturen und durch das minimierte Volumen des thermisch aktiven Bads sehr hohe Temperiergeschwindigkeiten sowie bei geringer erforderlicher Badisolation minimale thermische Verluste erreicht werden.
  • Weil das Ausgleichsvolumen des Temperiermediums bzw. der Temperierflüssigkeit mit der umschaltbaren Dosierpumpe in zwei entgegengesetzten Transportrichtungen zwischen dem temperaturgeregelten Bad und dem internen Pufferbehälter transportiert werden kann, in dem das Ausgleichsvolumen gespeichert wird, ist es möglich, den Pufferbehälter freizügig, insbesondere auch gemäß Anspruch 3 mindestens so hoch wie das thermisch aktive Bad bzw. einem Badbehälter anzuordnen, der das thermisch aktive Bad enthält, um zu einer optimierten Gestaltung des Temperiergeräts zu gelangen. Generell wird das thermisch aktive Bad von dem Badbehälter aufgenommen, der oben durch einen Baddeckel abgeschlossen ist.
  • Die vorzugsweise elektrische Steuerung der umschaltbaren Dosierpumpe in Abhängigkeit von dem Niveausensor in dem Badbehälter bzw. dem thermisch aktiven Bad kann als Temperierflüssigkeit-Management-System für den Transport des Ausgleichsvolumens zwischen dem thermisch aktiven Bad und dem thermisch inaktiven Pufferbehälter aufgefasst werden, das erweiterbar ist:
  • In besonders vorteilhafter Weise ist dazu das Temperiergerät nach Anspruch 5 damit ergänzt, dass von einem Temperierflüssigkeitsanschluss der umschaltbaren Dosierpumpe eine Temperierflüssigkeitsleitung über ein Absperrventil zu dem internen Pufferbehälter führt sowie eine zweite Temperierflüssigkeitsleitung zu einer hydraulischen Schnellkupplung führt, an die ein externer Pufferbehälter außerhalb des Temperiergeräts anschließbar ist.
  • Mit dem optionalen externen Pufferbehälter, der wegen seiner Anordnung außerhalb des Temperiergeräts zwangsläufig von dem thermisch aktiven Bad thermisch entkoppelt ist, kann, wenn es notwendig ist, eine Erweiterung des begrenzten Volumens des internen Pufferbehälters des Temperiergeräts erreicht werden. Für Anwendungen des Temperiergeräts, bei denen das Volumen des internen Pufferbehälters ausreicht, genügt das kompakte Temperiergerät. Im Bedarfsfall kann durch Anschluss des externen Pufferbehälters an die hydraulische Schnellkupplung und Schließen des Absperrventils in der Temperierflüssigkeitsleitung zu dem internen Pufferbehälter ein entsprechend dem externen Pufferbehälter frei wählbares großes Ausgleichsvolumen ausgeglichen werden. Auch der externe Pufferbehälter kann freizügig höher oder tiefer als das thermisch aktive Bad angeordnet sein.
  • In besonders bedienungsfreundlicher, verschmutzungsfreier Weise zur Inbetriebnahme des Temperiergeräts, welches mit den Merkmalen des Anspruchs 5 ausgestattet ist, können das Temperiergerät und der daran angeschlossene Anwendungsgegenstand über die Dosierpumpe in Förderrichtung zu dem Bad mit Temperierflüssigkeit gefüllt werden. Hierzu kann zunächst der externe Pufferbehälter manuell vorbefüllt werden; es ist aber gegebenenfalls noch komfortabler, ein externes Medientransportgebinde, zum Beispiel einen Kanister, über die Schnellkupplung an das Temperiergerät anzuschließen. Bei Außerbetriebnahme kann der Vorgang umgekehrt erfolgen, wozu die Dosierpumpe in entgegengesetzte Förderrichtung umgeschaltet wird, so dass das Temperiermedium aus dem Temperiergerät und dem an diese angeschlossene Anwendungsgegenstand in den externen Pufferbehälter oder das Transportgebinde zurückgefördert wird. Soweit der externe Pufferbehälter nicht vor der Inbetriebnahme des Temperiergeräts vorbefüllt wird, ist es somit möglich, die Vorbereitung des Betriebs, den Betrieb sowie dies Außerbetriebnahme des Temperiergeräts ohne manuelles Umfüllen von Temperiermedien durchzuführen, womit auch eine Verschmutzungsgefahr vermieden wird.
  • Das Deaktivieren des internen Pufferbehälters mit dem Absperrventil, wenn an das Temperiergerät ein externer Pufferbehälter angeschlossen ist, kann in einfacher Weise durch das manuell einstellbare Absperrventil gemäß Anspruch 6 erfolgen.
  • Komfortabler ist das Absperren des internen Pufferbehälters, wenn das Abspenventil nach Anspruch 7 als Magnetventil ausgeführt ist, welches durch die elektrische Steuerung des Temperiergeräts bzw. das Temperierflüssigkeit-Management-System betätigt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung mit einer Figur beschrieben, aus der sich weitere vorteilhafte Einzelheiten ergeben. Es zeigt:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Temperiergeräts mit einem optional anschließbaren externen Pufferbehälter.
  • In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Temperiergeräts 1 rechts der strichpunktierten Linie 1' dargestellt. Links der strichpunktierten Linie, also außerhalb des Temperiergeräts 1 ein optionaler externer Pufferbehälter 2 aufgestellt, der auch ein Temperaturmediumtransportbehälter in Form eines Kanisters sein kann, der mit dem Temperiergerät temperierflüssigkeitsleitend werden kann. Das nach dem Prinzip eines Badthermostaten aufgebaute Temperiergerät umfasst einen Badbehälter 3, der ein thermisch aktives Bad 4 eines Temperiermediums aufnimmt. Die Ausdrücke "Sadbehälter" und thermisch aktives Bad" werden in dem vorliegenden Text teilweise synonym verwendet.
  • Der Badbehälter ist durch einen nicht bezeichneten Baddeckel mit einer Entlüftung 5 des thermisch aktiven Bads abgedeckt sowie mit einem Zulauf/Ablauf 6 in dem nicht bezeichneten Boden versehen. In dem Badbehälter 3, und zwar in dessen das thermisch aktive Bad aufnehmenden unteren Abschnitt sind eine temperaturgeregelte elektrische Heizung 7 und ein Verdampfer 8 einer ebenfalls temperaturgeregelten Kühleinrichtung angeordnet. Weitere Mittel zur Temperatursteuerung, die zu üblichen Badthermostaten gehören, wie ein Temperaturfühler, sind nicht gezeigt.
  • In den Abschnitt des Badbehälters 3, der das thermisch aktive Bad 4 aufnimmt, reicht eine Pumpe 9 hinein, die über einen Vorlauf 10 und einen Rücklauf 10' mit einem nicht dargestellten Anwendungsgegenstand, beispielsweise einem Reaktor oder einem Wärmetauscher, verbunden ist.
  • Weiterhin ist in Figur 1 ein Niveausensor 11 erkennbar, der in den Bereich der thermisch aktiven Temperierflüssigkeit hineinreicht und mit einer elektrischen Steuerung 12 verbunden ist, die als Block dargestellt ist. Die elektrische Steuerung enthält einen Software-Algorithmus, der durch eine Hardware realisiert werden kann.
  • Der Zulauf/Ablauf 6 des Badbehälters 3 steht über ein Rohrsystem 13, in dessen einem verschließbaren Ende sich eine Rändelschraube 14 zur Notentleerung befindet, und eine Kühlstrecke 15 mit einem Temperierflüssigkeitsanschluss 16 einer reversiblen Dosierpumpe 17 in Verbindung, die somit in eine von zwei entgegengesetzten Förderrichtungen durch eine nicht dargestellte Verbindung zu der Steuerung 12 umgeschaltet werden kann.
  • Von einem zu dem Temperierflüssigkeitsanschluss 16 der Dosierpumpe 17 strömungsmäßig entgegegengesetzten Temperierflüssigkeitsanschluss 18 zweigt eine Temperierflüssigkeitsleitung 19 über ein Absperrventil 20 zu einem in dem Temperiergerät angeordneten internen Pufferbehälter 21 ab, sowie eine zweite Temperierflüssigkeitsleitung 22 zu einer selbstdichtenden hydraulischen Schnellkupplung 23, die von außerhalb des Temperiergeräts zugänglich ist.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der interne Pufferbehälter 21 oberhalb des thermisch aktiven Bads 4 in dem Badbehälter 3 angeordnet, und zwar aufgrund seines Abstands zu dem thermisch aktiven Bad 4 gegenüber diesem thermisch isoliert. Gegebenenfalls ist diese thermische Isolierung unterstützt durch eine nicht dargestellte feste Wärmeisolierung um den Badbehälter 3.
  • An die selbstdichtende Schnellkupplung 23 kann über eine nicht bezeichnete Schlauchleitung ein Temperierflüssigkeitstransportbehälter 2 angeschlossen sein, der auch nur als externer Pufferbehälter mit einem größeren Puffervolumen als dasjenige des internen Pufferbehälters 21 dienen kann.
  • Weiterhin kann in die Flüssigkeitsleitung 22 ein nicht bezeichnetes weiteres Magnetventil, das durch den Software Algorithmus der Steuerung 12 betätigt wird, angeordnet werden. In Verbindung mit dem Absperrventil 20 in einer Ausführung als Magnetventil in der Temperierflüssigkeitsleitung 19 zu dem internen Pufferbehälter 21 kann die Beaufschlagung der Pufferbehälter 2 und 21 dadurch automatisiert erfolgen, je nachdem, welches Volumen Temperierflüssigkeit jeweils auszugleichen ist und in Abhängigkeit davon, ob der externe Pufferbehälter ausgeschlossen ist.
  • Vor Inbetriebnahme des Temperiergeräts 1 mit an dessen Vorlauf 10 und Rücklauf 10' angeschlossenem, in der Zeichnung nicht dargestelltem Anwendungsgegenstand, kann das Temperiergerät 1 zunächst aus einem vorbefüllten externen Pufferbehälter 2, der an die hydraulische Schnellkupplung 23 angeschlossen ist, oder über einen entsprechenden Temperierflüssigkeitstransportbehälter mit der zum Betrieb notwendigen Temperierflüssigkeit beaufschlagt werden. Hierzu wird die Temperierflüssigkeit mittels der Dosierpumpe 17, durch die elektronische Steuerung 12 gesteuert, über die hydraulische Schnellkupplung 23 angesaugt und über die Kühlstrecke 15 und das Rohrsystem 13 in den Zulauf/Ablauf 6 des Badbehälters gedrückt.
  • Für den anschließenden Betrieb kann der optionale externe Puffer 2 entweder je nach zu erwartendem Ausgleichsvolumen angeschlossen bleiben oder von der hydraulischen Schnellkupplung 23 getrennt werden, wobei der interne Pufferbehälter 21 durch Öffnen des Absperrventils 20 aktiviert wird.
  • Bei Betrieb des Temperiergeräts 1 wird die Temperlerflüssigkeit in dem thermisch aktiven Bad 4 durch einen nicht dargestellten Sensor und weiteren Mitteln einer Temperaturregelung auf die gewünschte Temperatur erwärmt oder gekühlt und über die Pumpe 9 und den Vorlauf 10 dem Anwendungsgegenstand zugeleitet, von dem sie über den Rücklauf 10' und die Pumpe 9 in das thermisch aktive Bad 4 zurückfließt. Das bei Erwärmung des thermisch aktiven Bads 4 entstehende Ausgleichsvolumen der thermisch aktiven Temperierflüssigkeit bewirkt eine Änderung des Niveaus des thermisch aktiven Bads 4, welches mit dem Niveausensor 11 erfasst wird, und die elektrische Steuerung 12, welche eine Abweichung des Niveaus von einem an der elektrischen Steuerung eingestellten niedrigen Sollniveau-Bereich ermittelt, steuert die Dosierpumpe 17 in dem Sinne, dass überschüssiges Ausgleichsvolumen der thermisch aktiven Temperierflüssigkeit aus dem thermisch aktiven Bad 4 über den Zulauf/Ablauf abgesaugt wird oder umgekehrt fehlendes Ausgleichsvolumen durch die reversierte Dosierpumpe 17 dem thermisch aktiven Bad 4 zugeführt wird. Dazu ist der Temperierflüssigkeitsanschluss 18 der Dosierpumpe 17 über die Schnellkupplung 23 mit dem externen Pufferbehälter 2 temperierflüssigkeitsleitend verbunden oder andernfalls über das geöffnete Absperrventil 20 so mit dem internen Pufferbehälter 21 verbunden.
  • Bei Außerbetriebnahme des Temperiergeräts 1 wird grundsätzlich umgekehrt verfahren wie bei der vorangehenden Inbetriebnahme, indem die thermisch aktive Temperierflüssigkeit über den Zulauf/Ablauf 6 aus dem thermisch aktiven Bad 4 ganz abgesaugt wird, gegebenenfalls in der Kühlstrecke 15 gekühlt wird und über die hydraulische Schnellkupplung 23 in den optionalen externen Pufferbehälter 2 bzw. einen entsprechenden Temperierflüssigkeitstransportbehälter zurückgepumpt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Temperiergerät
    1'
    Linie
    2
    externer Pufferbehälter
    3
    Badbehälter
    4
    thermisch aktives Bad
    5
    Entlüftung
    6
    Zulauf/Ablauf
    7
    elektr. Heizung
    8
    Verdampfer
    9
    Pumpe
    10'
    Vorlauf
    10
    Rücklauf
    11
    Niveausensor
    12
    elektr. Steuerung
    13
    Rohrsystem
    14
    Rändelschraube/Notentleerung
    15
    Kühlstrecke
    16
    Temperierflüssigkeitsanschluss
    17
    reversible Dosierpumpe
    18
    Tomperierflüssigkeitsanschluss
    19
    Temperierflüssigkeitsleitung
    20
    Absperrventil
    21
    interner Pufferbehälter
    22
    Temperierflüssigkeitsleitung
    23
    Schnellkupplung

Claims (8)

  1. Temperiergerät mit einem temperaturgeregelten Bad (4), in dem eine elektrische Heizung (7), ein Kälte-Verdampfer (8) und eine Pumpe (9) angeordnet sind, die mit einem außerhalb des Bads (4) angeordneten Anwendungsgegenstand temperierflüssigkeitsleitend verbindbar ist, sowie mit einem gegenüber dem Bad (4) thermisch isolierten, in dem Temperiergerät (1) angeordneten internen Pufferbehälter (21), der über eine Dosierpumpe (17) mit dem Bad (4) temperierflüssigkeitsleitend verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dosierpumpe (17) eine in eine von zwei entgegengesetzten Förderrichtungen umschaltbare Dosierpumpe ist, die über eine Steuerung (12) in Abhängigkeit von einem in dem Bad angeordneten Niveausensor (11) umschaltbar ist.
  2. Temperiergerät nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Pumpe (9), die mit dem Anwendungsgegenstand verbindbar ist, eine Druck-/Saugpumpe ist.
  3. Temperiergerät nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der interne Pufferbehälter (21) höher oder tiefer als ein das Bad (4) aufnehmender Badbehälter (3) in dem Temperiergerät (1) angeordnet werden kann.
  4. Temperiergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerung (12) eine elektrische Steuerung ist, die einen Software-Algorithmus enthält.
  5. Temperiergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass von einem Temperierflüssigkeitsanschluss (18) der umschaltbaren Dosierpumpe (17) eine Temperierflüssigkeitsleitung (19) über ein Absperrventil (20) zu dem internen Pufferbehälter (21) führt, sowie eine zweite Temperierflüssigkeitsleitung (22) zu einer hydraulischen selbstdichtenden Schnellkupplung (23) führt, an die ein externer Pufferbehälter (2) außerhalb des Temperiergeräts (1) anschließbar ist.
  6. Temperiergerät nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Absperrventil (20) manuell einstellbar ist.
  7. Temperiergerät nach den Ansprüchen 4 und 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Absperrventil (20) ein Magnetventil ist, das durch die elektrische Steuerung (12) betätigbar ist.
  8. Temperiergerät nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in die Flüssigkeitsleitung (22) ein weiteres Magnetventil angeordnet ist, das durch die elektrische Steuerung (12) betätigbar ist
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