DE1704206A1

DE1704206A1 - Einrichtung zur kontinuierlichen Beheizung eines Heizspiegels zum Stumpfschweissen von Werkstuecken,insbesondere Kunststoffrohren

Info

Publication number: DE1704206A1
Application number: DE19671704206
Authority: DE
Inventors: Karl Bemelmann
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1967-11-02
Filing date: 1967-11-02
Publication date: 1971-04-22
Also published as: DE1704206B2

Description

Einrichtung zur kontinuierlichen Beheizung eines Heizspiegels zum Stumpfschweißen von Werkstücken, insbesondere Kunststoffrohren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Beheizung eines Heizspiegels zum Stumpfschwei#en von WerkstUcken aus thermoplastischem Material, insbesondere Kunststoffrohren.
Ringförmige Heizspiegel dienen beispielsweise zum Stumpfschweißen von Kunatstoffrohren. Auch Kunststoffteile anderer Form können mitt eis entsprechend geformt er Heizspiegel gesohweißt werden.
Die Beheizung bekannter Heizspiegel erfolgte bisher in indirekter Weise durch Rohrheizkörper, beispielsweise Backerrohre, Heizkabel oder Bodenheizkörper mit Glimmerisolation. Die aufgrund der indirekten Beheizung und Isolation erforderlichen Betriebespannungen lagen meist bei 220 Volt, einen fQr den Menschen schon eehr gefährlichen Betrag.
Mit derartigen Heizspiegeln konnten beispielsweise Kunststoffrohre bis naxinal 120 mm Durchmesser verschweißt werden. Kunststoffrohre grö#eren Durchmessers waren bislang wenig üblich.
Es besteht jedoch neuerdings die Tendenz, für Abwasserleitungen Kunststoffrohre zu verwenden, die vergleichsweise billig verlegt werden können, da sie beispielsweise aufgrund ihrer Elastisität keine geglätteten und befestigten Grabensohlen benötigen. Solche Abwässerrohre können Durchmesser bie zu 1500 mm aufweisen.
Zur Verschweißung derartig umfangreicher Rohre hat man vorgeschlagen, -den Heizspiegel durch Anschluß an die Sekundärwicklung eines Auftautransformators direkt elektriech aufzuheizen.
Dieees Verfahren führt nur dann zu brauchbaren Ergebnissen, wenn man eine gleichmäßige Temperaturverteilung über der gesamten Heizfläche des Heizspiegels erreicht. Das Problem konnte ebenfalls bereits gelost werden, und zwar durch Anordnung von Laschen an den Anschlußstellen des Heizspiegels zum allmählichen Temperaturaufbau sowie ferner dadurch, daß man an bestimmten Stellen des Heizspiegels Einsohnitte, Bohrungen bzw. Elemente aus gut wärmeleitendem Material anbrachte.
Nun bringt Jedoch die an sich technisch vollkommene elektrische Beheizung des Heizspiegels - sei sie nun indirekt oder direkt - taler den Nachteil mit sich, daß man von einer Stromquelle beträchtlicher Leistung abhängig ist. Dies spielt inebesondere dann eine Rolle, wenn die Rohre - was gerade bei Abwasserleitungen häufig geschieht - in freiem unwegeamen Gelände verlegt werden mUesen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, einen Heizspiegel eingangs genannter Art unabhängig von elektrischen Stromquellen zu beheizen. Zur Lösung des Problems wird erfindungsgemä# im wesentlichen vorgeschlagen, daß der Heizspiegel hohl ausgebildet und von einem heißen Medium durchströmt ist.
Dio Temperatur des heißen Mediums geht dabei an die Wände des Heizspiegels und von dort an die zu verschweißenden Fläohen des Werksttloks Uber. Durch entsprachende Dimensionierung der Heizspiegelwände kann leicht eine gleichmä#ige Temperaturverteilung Uber die mit dem Werksttiok in Eingriff stehenden Heizspiegelfächen erreicht werden. Selb.tveretändlich ist es zweckmä#ig, das Medium durch den Heizspiegel strömen zu lassen, während dieser mit dem Werkstück in Eingriff stcht.
Als wärmeübertragendes Medium kann beispielsweise eine Flüssigkeit dienen. Erfindungsgemä# wird jedooh, beispielsweise au@ Gewichtsgründen, bevorzugt, daB als Heizmedium ein Gas dient.
Das Gas, beispielsweise Luft, kann in einer separaten Heizanlage erhitzt werden. Einfacher und zweckmäßiger ist es Jedoch und wird entsprechend erfindungsgemä# bevorzugt, wenn als Heizmedium die beim Verbrennen eines Brenngas-Luftgemisches entstehenden Abgase dienen. Eine separate Heizanlage kann dadurch eingespart werden.
Der Heizspiegel kann eine einzige Öffnung aufweisen, in die das heiße Gas eintritt und durch welche es nach Durchströmen des beispielsweise ringförmigen Heizspiegels auch wieder austritt.
Strömungstechnisch zweckmä#iger ist es Jedoch, wenn der Heisspiegel eine separate Austrittsöffnung aufweist.
Dae Einführen der heißen Abgase in den Heizspiegel erfolgt erfindungsgemä# vorzugsweise derart, daß unmittelbar an der Eintrittsöffnung des Heisspiegels ein an sich bekannter Luftbrenner angeordnet ist.
Besonders vorteilhaft ist ee, wenn die heißen Abgase mit hoher Geschwindigkeit in den Heizepiegel einströmen. Um eine solche hohe Geschwindigkeit - in diesem Fall sogar Schallgeschwindigkeit - zu erreichen, schlägt die Eriindung vor, daß an der Eintrittsöffnung des Heizspiegels eine Lavaldüse angeordnet ist, in welche die heißen Abgase unmittelbar eintreten.
Die oben erwähnte separate Austrittsöffnung kann grundsätzlich an beliebiger Stelle des Heizepiegele angeordnet sein, beispielsweise - bei einem ringförmigen Heizspiegel - gegentiber der Eintrfltsöfftung. Die hei#en Abgase treten dann in den Ring ein, teilen sich auf, durchströmen den Ring in jeweils entgegengesetzter Riahtung, treffen sich auf dar der Eintrittsöffnung diametral gegenüberliegenden Seite und verlassen durch die dort befindliche Austrittsöffnung den Heizspiegel. Eine bessere Ausnutzung der in den Gasen enthaltenen Wärme wird jedoch dadurch erreicht, daß der Heizspiegel innen in mehrere parallele, vorzugsweise drei, miteinander verbundene Kammern aufgeteilt ist, und daß das heiße Medium die Kammern nach dem Gegenstromprinzip durchströmt, In diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn die Verbindungebohrun- r gen der einzelnen Kammern diametral gegenUber der Eintritts-Öffnung liegen und Eintritts- und Austrittsöffnung des Heizspiegelt benachbart angeordnet sind.
Die Temperatur des Heizspiegels hängt von dem Durchsatz an hei#en Gasen, d.H. von der Menge des pro 2eiteinheit dem Brenner zugeführten Brenngases ab, Durch Regulierung der Brenngasmenge kann also auch die Temperatur des Heizspiegels reguliert werden. Dies kann gemäß einem Vorschlag der Erfin- @ dung dadurch erfolgen, daß in der Austrittsöffnung ein Regel-. organ angeordnet ist, welches in Abhängigkeit von der Temperatur der austretenden Gase die Brenngaszufuhr regelt.
Als Regelorgan kann beispielsweise ein Bi-Metall verwendet werden, welches zugleich als Brenngasventil dient. Eine weitere erfindungsgemä#e Ausführungsform ist gekennzeichnet durch ein Thermostatventil als Regelorgan und Brenngasventil, dessen Fühler im Heizspiegel direkt angeordnet ist.
Die Erfindung ist nun anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. ii Die Zeichnung zeigt in schematischer Form einen Schnitt durch einen Heizspiegel.
Der mit 10 bezeichnete ringförmige Heizspiegel besteht aus drei Kammern 11, 12 und 13, bezw. 11', 12' und 13', Die Kammern sind durch eine Trennwand 14 unterteilt.
Auf seiner der Trennwand 14 diametral gegenüberliegenden Seite weist der Heizspiegel 10 eine Eintrittsöffnung 19 auf.
Oberhalb der Eintrittsöffnung 19 ist ein Luftbrenner 2Q angeordnet. Die Heiz- bezw. Brenngasleitung ist in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt und mit 21 bezeichnet. Durch einen Kanal 22 tritt Außenluft in den Brenner 20 ein, wobei das @@@en derselben durch die Injektorwirkung des Brenngases erfolgt. Das so entstandane Brenngas-Luftgemisch wird an der mit 23 bezeichneten Brennerdüse gezündet. Die Flamme 24 ist ton einem Rohrstutzen 25 umgeben, der radiale Bohrungen 26 aufweist, durch welche weitere Verbrennungsluft zu der Plamme hinzutreten kann.
Innerhalb des Rohretutzens 25 ist eine lavaldüse angeordnet, wo.: durch Schallgeschwindigkeit der Abgase erreicht wird.
Die bei der Verbrennung entstehenden hei#en Abgase gelangen durch die Eintrittsöffnung und einen Kanal 27 unmittelbar in die mittleren Heisspiegelkammern 12, 12', wo eie in Pfeilrichtung die Kammer 12, 12' durohströmen, An der Trennwand werden die Gase aufgehalten, umgelenkt und treten nun in die Kammern 11, 11' und 13, 13' Uber und strömen in entgegengesetzter Richtung wieder,,, in den oberen Teil des Heizspiegels zurück. Dabei tritt nach dem Gegenstromprinzip ein intensiver Wärmeaustausch zwischen den in der mittldren Kammer 12, 12' und den in der inneren besw. äu#eren Kammer 11, 11@ bezw. 13, 13' strömenden Gase auf, Auf ihrem Wege durch die Kammern 11, 12, 13 bezw. 11', 12', 13' geben die Gase atändig Wärae an die Wendungen des Heisspiegels ab, so da# eine gleichmä#ige Erwärmung desselben gewährleistet ist.
Bochli#lich gelangen die Gase durch eine mit 28 besifferte Austrittsöffnung, die in unmittelbarer Machbarschaft der Eintritt@-öffnung 19 liegt, ins Preis.
In einem Rohrstutsen 29, an dessen Ende sich die Austrittsöffnung 28 befindet, ist ein schematisch angedeutetes und mit 30 bezeichnetes Bi-Metall angeordnet. Das auf die Temperatur der austretenden Abgabe reagierende Bi-Metall 30 betätigt ein Ventil 31, welches in der Brenngaslettung 21 angeordnet ist und die Brenngaszufuhr zum Brenner 20 reguliert. Ist num die Temperatur der austretenden Gase zu hoch, so betätigt das Bi-Metall 30 das Ventil 31 in Schließrichtung, die Brenngaszufuhr wird gedrosselt, woraufhin die Temperatur des Heizspiegels und damit auch der austretenden Gase absinkt. Wird dabei der vorgegebene Temperatur-Soll-Wert unterschritten, so wird das Ventil 31 durch das Bi-Metall 30 wieder entsprechend geöffnet usf. Auf diese Weise ist eine ausreichend genaue Konatanthaltung der Temperatur des Meizspiegels mdglich.

Claims

Ansprüche Einrichtung zur ontinuierlichen Beheizung eines Heizspiegels zum Stumpfschwei#en von Werkstücken aus thermoplastischem Haterisl, insbesondere Kunststoffrohren, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizepiegel (10) hohl ausgebildet und von einem heißen Medium durchströmt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizmedium ein Gas dient.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizmedium die beim Verbrennen eines Brenngas-Luftgemischer entstehenden Abgase dienen.
4. Einrichtung nach den Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizapiegel (10) eine separate Austrittsöffnung (28) aufweist,
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an der Eintrittsöffnung(L9) des des Heizspiegels (10) ein an sich bekannter Luftbrenner (20) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eintrittsöffnung (19) des Heizspiegels (10) eine Lavaldüse (32) angeordnet ist, in welche die hei#en Abgase unmittelbar eintreten.
7. @inrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnot, daß Eintritts- und Austrittsöffnung (19, 28) des Heizspiegels (10) benachbart angeordnet sind.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizspiegel (10) innen in mehrere parallele, vorzugsweise drei, mitoinander verbundene Kammern (11,12,13 bzw. 11',12',13') aufgeteilt ist wid daß das heiße Medium die Kammern flach Gegenstromprinzip durchströmt.
9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bie 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Austrittsöffnung (28) ein Regelorgan (30) angeordnet ist, welches in Abhängigkeit von der Temperatur der austretenden Gase die Brenngaszufuhr regelt.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Bi-Metall (30) als Regelorgan, welches Bi-Metall das Brenngasventil (31) betätigt.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein Thermostatventil als Regelorgan und Brenngasventil, dessen Fühler im Heizspiel direkt angeordnet ist.