DE2201604A1

DE2201604A1 - ELECTRIC HEATER FOR ROUND FLASK FOR LABORATORIES

Info

Publication number: DE2201604A1
Application number: DE19722201604
Authority: DE
Inventors: Helmut Antlinger
Original assignee: WITEG WISSENSCHAFTLICH TECH GL
Current assignee: WITEG WISSENSCHAFTLICH TECH GL
Priority date: 1972-01-14
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1973-07-19

Description

Beschreibung Elektrisches Heizgerät für Rundkolben für Laboratorien Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zum elektrischen Beheizen von Rundkolben fur Laboratorien (z.B. nach DIN 12343; 12344; 12391;), wie sie zum Beispiel aus Glas in chemjschen Laboratorien verwendet werden. Description Electric heater for round-bottom flasks for laboratories The invention relates to a device for the electrical heating of round-bottom flasks for laboratories (e.g. according to DIN 12343; 12344; 12391;), such as those from Glass can be used in chemical laboratories.

Solche Heizgeräte müssen elektrische Energie möglichst wirtschaftlich in Wärme energie überführen und diese möglichst verlustarm und gleichmäßig in das in dem Rundkolben aus Glas befindliche, zu erwärmenden Gut überführen. Dabei sollen örtlicheOberhitzungen am Rundkolben ebenso ausgeschlossen werden wie Energieverluste durch Wärmefluß in den umgebenden freien Raum. Die Heizgeräte müssen Sicherheit gegen Beruhrung stromführender Teile und gegen Kurzschlüsse beim Oberlaufen des zu erwärmenden Gutes bieten. Sie sollen auch ohne Gefahr für den Benutzer einen eventuellen Bruch des Rundkolbens und Austreten der mUglicherweise leicht entflamnbaren oder sehr aggressiven Substanz überstehen.Such heating devices need electrical energy to be as economical as possible to heat energy and transfer it to the Transfer the material to be heated that is located in the round-bottomed flask made of glass. This should Local overheating of the round bottom flask as well as energy losses are excluded by heat flow into the surrounding free space. The heaters need safety against contact with live parts and against short circuits when the to offer good to be heated. They should also be safe for the user possible breakage of the round bottom flask and leakage of the possibly highly flammable or survive very aggressive substances.

Heizgeräte zum Beheizen von Rundkolben sind bereits bekannt und werden in großen Stückzahlen in den chemischen Laboratorien in vielfältiger Ausführung verwendet.Heaters for heating round-bottom flasks are already known and will be in large numbers in the chemical laboratories in various designs used.

Dte elektrische Energie wird dabei üblicherweise in stromdurchflossenen Widerstandsdrähten in Wärme umgesetzt, die mit Isolierungen, vorwiegend aus Glasfäden, umspannen oder umwickelt sind. Diese Widerstandsdrähte werden dann spiralig in Malbkugelschalenform gewickelt und mechanisch in dieser Form gesichert. Eine Isoleerung nach außen aus Stein- oder Glaswolle und manchmal ein Gehäuse aus Blech vervollständigen das Gerät. Beim Anlegen einer Spannung an die Enden der Widerstandsdrahtspirale fließt durch dieser ein Strom, der ihn erwärmt. Die Wärme wird durch Strahlung und Konvektion durch die Glasseideisolierung, den Luftraum zwischen isolierung und Rundkolben und die Wand des Rundkolben an das zu erwärmende Gut gebracht.The electrical energy is usually in a current flowing through it Resistance wires converted into heat, which with insulation, predominantly made of glass threads, span or are wrapped. These resistance wires are then spirally shaped in a Malbkugelshellshell wrapped and mechanically secured in this form. An insulation to the outside Rock or glass wool and sometimes a sheet metal housing complete the device. When a voltage is applied to the ends of the resistance wire spiral flows through this a current that warms him. The heat is generated by radiation and convection through the fiberglass insulation, the air space between the insulation and the round bottom flask and brought the wall of the round bottom flask to the material to be heated.

Diese beschriebene Anordnung zum Beheizen von Rundkolben hat mehrere Nachteile.This described arrangement for heating round bottom flasks has several Disadvantage.

Der erste Nachteil ist, daß die Wärme nicht gleichmäßig über der zu beheizenden Flache des Rundkolbens erzeugt wird, sondern der Wärmefluß in das zu beheizende Gut an den den Widerstandsdrähten unmittelbar benachbarten Stellen wegen deren höherer Temperatur größer ist als In den daneben liegenden. Dadurch entstehen an der Rundkolbenwand spiralförmig Zonen höherer Temperatur, die empfindliche Prozesse stören können.The first disadvantage is that the heat is not evenly distributed over the area heating surface of the round bottom flask is generated, but the flow of heat into it because of the heating material at the points immediately adjacent to the resistance wires whose higher temperature is greater than In the adjacent ones. This creates on the wall of the round-bottomed flask, zones of higher temperature, which are sensitive processes, are formed in a spiral can disturb.

Blatt Æ zur Beschreibung: "Elektrisches Heizgerät für Rundkolben für Laboratorien" Der zweiter Nachteil ist, daß der Wärmeübergang von den Heizdrähten zur Rundkolbenwand schlecht ist, weil die relativ große dazwischenliegende Luftstrecke ein schlechter Wärmeleiter ist. Ein Einbringen von diesem Wärmewiderstand herabsetzenden Flüssigkeiten zwischen Heizung und Rundkolbenwand kommt wegen der Porosität des Gewebes nicht in Betracht. Der dritte Nachteil ist, daß das Herstellen der Widerstandsdrähtey, deren Umspinnen oder Umwickeln mit Glasseide und das Fernen der spiraligen Anordnung in Kugeloberflächenform schwierig und arbeitsaufwendig ist. Der vierte Nachteil ist, daß bei oft nicht zu bemerkendem Bruch einer Isolierung Gefahr beim Oberlaufen oder Bruch des Kolbens für den Benutzer besteht, da die Flüssigkeit vor Erreichen der Heizung nicht aufgefangen werden kann.Sheet Æ for description: "Electric heater for round-bottom flasks for Laboratories "The second disadvantage is that the heat transfer from the heating wires to the wall of the round bottom flask is bad because of the relatively large air gap between them is a poor conductor of heat. An introduction of this thermal resistance lowering Liquids get between the heater and the flask wall because of the porosity of the Tissue not taken into account. The third disadvantage is that making the resistance wires y, their spinning or wrapping with fiberglass and the removal of the spiral arrangement in spherical surface form is difficult and laborious. The fourth disadvantage is that if an insulation breakage is often unnoticed, there is a risk of overflowing or rupture of the piston exists for the user because the liquid is before reaching the heater cannot be absorbed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Heizgerät zum Beheizen von Rundkolben zu schaffen, das die Wärmeenergie wirtschaftlich über die gesamte zu beheizende Fläche eines Rundkolbens gleichmäßig in das zu beheizende Gut überträgt und dabei die Möglichkeit gibt, zwischen Heizgerät und Rundkolben entweder eine Flüssigkeit mit geringem Widerstand für den Wärmefluß oder ein der Rundkolbenform angepaßtes gestricktes Stoßschutzteil ("Strickstrumpf") aus Glasfasern oder Glasseide einzubringen und das im übrigen den Sicherheitsanforderungen genügt.The invention is based on the object of an electric heater for heating round-bottom flasks that use the heat energy economically the entire surface to be heated of a round bottom flask evenly into the one to be heated Transmits well and gives the opportunity to move between the heater and the round bottom flask either a liquid with low resistance to heat flow or one of the Knitted shock protection part ("knitted stocking") made of glass fibers, adapted to the shape of a round butt or to bring in fiberglass and that otherwise meets the safety requirements.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gemäß Fig. 1 gelöst. Dabei ist ein Trägerteil (1), das in der Form dem zu beheizenden Rundkolbenabschnitt angepaßt ist und das aus einem anorganischen, nicht den elektrischen Strom leitenden undtemperaturfesten, nicht porösem Werkstoff besteht, auf der dem zu beheizenden Gut abgewandten Seite mit einem den elektrischen Strom leitenden, temperaturfesten Werkstoff beschichtet (2), der sich bei Anlegen einer Spannung zwischen einem Kontaktpunkt aus elektrisch gut leitendem Werkstoff am tiefsten Punkt der Anordnung (5') und einem Kontaktring ebenfalls aus elektrisch gut leitenden Werkstoff (6) durch Fließen eines elektrischen Stromes erwärmt. An der dem zu erwärmenden Gut abgewandten Seite ist mit geringem Abstand zur Heizschicht (2) ein hohlkugelabschnittförmiger Reflektor (3) angeordnet, dessen Werkstoff und Oberflächenbeschaffenheit so gewählt ist, daß er die von der Heizschicht ausgesandte langwellige Strahlung gut reflektiert. Zusätzliche Isolierung (7) durch Steinwolle, Glaswolle oder einen anderen schlecht die Wärme leitenden Stoff und ein mechanisch' stabiles GEhäuse (8) vervollständigen die ; ordnung.This object is achieved according to the invention by an arrangement according to FIG. 1 solved. There is a support part (1), which is in the form of the round-bottomed section to be heated is adapted and that of an inorganic, not the electrical current conductive and temperature-resistant, non-porous material on which the to be heated Well facing away from the side with an electrical current conductive, temperature-resistant Coated material (2) that moves when a voltage is applied between a contact point made of electrically good conductive material at the lowest point of the arrangement (5 ') and a contact ring also made of electrically good conductive material (6) by flowing heated by an electric current. On the side facing away from the item to be heated is a hollow spherical segment-shaped reflector with a small distance to the heating layer (2) (3) arranged, the material and surface properties of which is selected so that it reflects the long-wave radiation emitted by the heating layer well. Additional Insulation (7) by rock wool, glass wool or some other bad heat Conductive material and a mechanically stable housing (8) complete the; order.

Als Werkstoff für das trägerteil (1) eignet sich vorzugsweise Glas, Glaskeramik oder Feinkeramik. Für die Heizschicht kommen bekannte oxidische Substanzen in Betracht, die aufgebracht und eingebrannt werden. Der Reflektor (3) besteht vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff hoher Leitfähigkeit; die der Heizschicht zugèwandten Seite ist hochglanapollert. Es können aber auch versilberte oder bedampft Reflektoren aus Glas oder anderen ikrkstoffen verwandt werden.The material for the carrier part (1) is preferably glass, Glass ceramic or fine ceramic. Known oxidic substances are used for the heating layer into consideration, which are applied and burned in. The reflector (3) is preferably made made of a metallic material of high conductivity; those facing the heating layer The side is glossy. Silver-plated or vapor-coated reflectors can also be used made of glass or other ikrkstoffe can be used.

glatt 1 zur Beschreibung: "Elektrisches Heizgerät für Rundkolben für Laboratorien'* Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere: a.) Das porenfreie, mechanische stabile Trägerteil (1) ermöglicht das Einbringen einer gut die Wärme leitenden Flüssigkeit in den Spalt (9) zwischen das Trägerteil (1) und den Rundkolben (4), wodurch ein möglichst rascher, verlustarmer Wärnefluß zwischen Heizgerät und zu beheizendem Gut ermöglicht wird. Das Trägerteil ermöglicht aber ebenso die Anwendung eines hohlkugelschalenabschnittförmigen gestrickten oder gewebten oder sonstwie gefertigten Teiles als Stoßschutz und Luftverdränger in den Spalt (9) zwischen Trägerteilwand und Rundkolben. Das erfindungsgemäße Gerät ermöglicht also alternativ eine "nasse" oder "trockene" Betri eb swe i se.smooth 1 for description: "Electric heater for round bottom flasks for Laboratories' * The advantages achieved with the invention are in particular: a.) That pore-free, mechanically stable carrier part (1) enables a well to be introduced the heat-conducting liquid in the gap (9) between the carrier part (1) and the round bottom flask (4), whereby the fastest possible, low-loss heat flow between Heating device and material to be heated is made possible. But the carrier part allows likewise the use of a knitted or woven in the form of a hollow spherical shell section or otherwise manufactured part as shock protection and air displacer in the gap (9) between the wall of the support part and the round bottom flask. The device according to the invention enables alternatively a "wet" or "dry" operation.

b.) Auf Grund der flächigen Ausdehnung der Heizschicht (2) ist bei gleichmäßigen Auftrag der Wärmefluß senkrecht zur Heizschicht in jeder Flächeneinheit gleich.b.) Due to the areal expansion of the heating layer (2) is at Uniform application of the heat flow perpendicular to the heating layer in each unit area same.

Urtliche Oberhitzungen sind damit ausgeschlossen. Local overheating is thus excluded.

c.) Der Wirkungsgrad der Umsetzung der elektrischen in Wärmeenergie und deren Transpo rt in das zu erwänmde Gut ist besonders gut, weil der Werkstoff des Trägerteils so gewählt werden kann, daß die Absorption der Wärmestrahlung möglichst gering ist und weil die an der dem zu beheizenden Gut abgewandten Seite der Heizschicht (2) ausgesandte Strahlung durch den Strahlungsreflektor (3) reflektiert und durch die Heizschicht (2) und das Trägerteil (1) hindurch dem in das zu beheizenden Gut gelangenden Wärmefluß wieder zugeführt wird.c.) The efficiency of the conversion of electrical energy into thermal energy and their transport into the goods to be heated is particularly good because the material of the support part can be chosen so that the absorption of the thermal radiation is possible is low and because the side of the heating layer facing away from the item to be heated (2) Emitted radiation reflected by the radiation reflector (3) and through the heating layer (2) and the carrier part (1) through into the material to be heated arriving heat flux is supplied again.

d.) Beim Austreten des zu beheizenden Gutes aus dem Rundkolben, beispielsweise durch Oberlaufen oder Bruch des Kolbens, wird die Flüssigkeit im Trägerteil aufgefangen.d.) When the material to be heated emerges from the round bottom flask, for example If the piston overflows or breaks, the liquid is caught in the carrier part.

Der Werkstoff des Trägerteils kann so gewählt werden, daR er besonders widerstandsfähig gegen den Angriff von Chemikalien ist. Das Trägerteil kann an seinen oberen Rand so geformt sein, daß übertretende Flüssigkeit in einer ringförmigen Rinne (10) aufgefangen wird. The material of the carrier part can be chosen so that it is special is resistant to attack by chemicals. The carrier part can be at his upper edge be shaped so that overflowing liquid in an annular Channel (10) is collected.

e.) Stromführende Teile sind durch das trägerteil berührngssicher abgeschirmt.e.) Live parts are safe to touch thanks to the carrier part shielded.

tibertretende Flüssigkeit as dem Rundkolben kann nie mit Stromführenden Teilen in Berührung kommen. Spilled liquid as the round bottom flask can never be connected to live Parts come into contact.

f.) Die Heizschicht kann mit einfachen Mittel, zum Beispiel durch Tauchen, Spritzen oder Pinseln, aufgebracht erden. Ihr Widerstandswert kann durch einfache Verfahren wie zum Beispiel Schleifen, Sandstrahlen oder ähnliche abtragende Verfahren modifiziert werden.f.) The heating layer can with simple means, for example by Dipping, spraying or brushing, ground applied. Your resistance value can go through simple processes such as grinding, sandblasting or similar abrasive processes Procedure to be modified.

Blatt { zur Beschreibung: HElektrisches Heizgerät für Rundkolben fUr Laboratorien1 g.) Durch Abtragen der Heizschicht in bestimmten Zonen lassen sich einfach beliebige Verteilungen der Temperaturen über die Heizfläche modifizieren. So'lädt sich die durch die geometrische Form und die Lage der Stromanschlüsse bedingte unterschiedliche Stromdichte durch Zunahme der Schichtdicke zum unteren Anschluß hin leicht kompensieren.Blatt {for description: HElectric heater for round bottom flasks for Laboratories1 g.) By removing the heating layer in certain zones, simply modify any distribution of temperatures over the heating surface. This is how the load caused by the geometric shape and the location of the power connections different current density by increasing the layer thickness to the lower connection compensate slightly.

Folgen 5 Ansprüche Follow 5 claims

Claims

Claims tyr invention "Electric heater for round-bottom flasks for laboratories 1.) Electric heater for round-bottom flasks for laboratories, thereby characterized in that the round bottom flask (4) is held in a carrier part (1) whose The shape of the round bottom flask is geometrically adapted to the surface to be heated, its material consists of an inorganic material that does not conduct electricity well Temperature-resistant and non-porous material and that of the round bottom flask facing away, to be heated surface with a closed, the electric current conductive heating layer (2) is coated, to which in turn by a contact point made of material that conducts electricity well at the lowest point (5) and one at the upper end of the heating layer in the form of a hollow spherical segment Contact ring (6) made of a material that conducts electricity well, an electrical one Voltage can be applied, which causes a current to flow in the entire heating layer between the contacts and thus causes heating.

2.} Electric heater for round bottom flasks for laboratories according to claim 1, characterized in that on the side of the heating layer facing away from the round bottom flask (4) (2) a hollow spherical segment-shaped reflector (3) arranged at a short distance is the one that emerges on the side of the heating layer facing away from the round-bottomed flask Radiation well reflected and through the heating layer (2) and the carrier part (1) contributes to the heat flow in the round bottom flask (4).

3.) Electric heater. for round-bottom flasks for laboratories Claim 1 and 2, characterized in that the material of the carrier part (1) is a Glass, a glass ceramic or a fine ceramic.

4.) Electric heater for round bottom flasks for laboratories according to claim 1 to 3, characterized in that the carrier part (1) is above the heated zone is shaped in such a way that in the event of upper sounds or rupture of the round-bottomed flask, the escaping liquid Can be well collected in a ring-shaped cavity (10).

t) Electrical heater for round-bottom flasks for laboratories according to claim 1 to 4, dadiPc * #knowèichneti Sheet 2 to claims: "Electrical Heater for round-bottom flasks for laboratories "that between the wall of the support part (1) and the round-bottomed flask in the entire hollow sphere section a small gap (9) is provided in which either a liquid that conducts heat well in the area of the heated Surface can be introduced or a knitted, woven 6 of the otherwise manufactured thin-walled part made of fiberglass, fiberglass or another material inserted can be, which is formed in the shape of a hollow sphere section and as a shock protection, air displacer and dry heat conductor is used.