DE1907097U

DE1907097U - ELECTRIC SHELL-TUBE RADIATOR.

Info

Publication number: DE1907097U
Application number: DEST15095U
Authority: DE
Original assignee: Stiebel Werke & Co Dr GmbH
Current assignee: Stiebel Werke & Co Dr GmbH
Priority date: 1962-09-01
Filing date: 1962-09-01
Publication date: 1964-12-23

Description

Electric tubular heater

Die Neuerung bezieht sich auf einen Mantelrohrheizkörper mit dem lichten Querschnitt des metallischen Mantelrohres ausfüllendem und den Heizdraht in sich aufnehmenden, elektrisch isolierendem Granulat sowie aus durch Dichtungskörper verschlossenen Mantelrohrenden herausgeführten Stromanschlußbolzen. The innovation relates to a tubular heating element with the clear Cross-section of the metallic jacket pipe filling and the heating wire in receiving, electrically insulating granules and through Sealing body closed casing pipe ends led out power connection bolts.

Bei derartigen Mantelrohrheizkörpern kommt der Abdichtung an den Mantelrohrenden besondere Bedeutung zu, da bereits bei Eindringen von Luftfeuchtigkeit das an sich hygroskopische Granulat nach Monaten weniger gut isoliert und folglich elektrische Ströme in gefährlichem Maße vom Heizdraht zum Mantelrohr abfließen, wie man immer wieder feststellen muß.In such tubular heating elements, the seal comes from the tubular casing ends It is of particular importance, since even after the penetration of air humidity the hygroscopic granulate becomes less after months well insulated and consequently dangerous amounts of electrical currents flow from the heating wire to the jacket pipe, as one has to find out again and again.

In diesem Zusammenhang hat man sich bemüht, die Mantelrohrenden regelrecht zu versiegeln und auch bestimmte, elektrisch isolierende, aushärtbare Flüssigkeiten, Massen und Materialien gefunden, welche den normalerweise recht unterschiedlichen Wärmeausdehnungen vom Mantelrohr und Stromanschlußbolzen standhalten ohne rissig zu werden bzw. ohne sich dabei von diesen Teilen zu lösen.In this context, efforts have been made to literally adjust the casing pipe ends to seal and also certain, electrically insulating, hardenable liquids, masses and materials found, which the normally withstand quite different thermal expansions from the jacket pipe and power connection bolt without cracking or without to break away from these parts.

Dennoch werden diese Abdichtungen mit der Zeit defekt, wenn auch nur in geringfügigem Maße, ζ. B. durch Bildung von Haarrissen. Dies ist - wie sich herausgestellt hat - auf den großen und schnellen Druckanstieg der im Granulat eingeschlossenen Luft bei Heizbeginn zurückzuführen. In einem so defekt gewordenen Mantelrohrheizkörper entsteht darüber hinausHowever, over time, these seals will break, if only in insignificant extent, ζ. B. by the formation of hairline cracks. This is - as it turned out - due to the large and rapid increase in pressure of the air trapped in the granulate at the start of heating. In a tubular heater that has become defective in this way, it also occurs

unmittelbar nach dem Abschalten ein erheblicher Unterdruck infolge Abkühlung der Luft, da der entstandene Riß bzw. Spalt wie eine Drosselstelle wirkt und ein Ausgleich auf Atmosphärendruck nur sehr langsam vor sich gehen kann. Unterdruck in Verbindung mit erhöhter Temperatur führt aber zum Verdampfen der äußeren Heizdrahtschichten und der häufige Luftwechsel zur weitergehenden Oxydation des Heizdrahtes und Verschlechterungen des Isolationswertes des Granulates.Immediately after switching off, a considerable negative pressure as a result Cooling of the air, as the resulting crack or gap acts like a throttle point and compensation to atmospheric pressure only very slowly can go on. However, negative pressure in connection with increased temperature leads to evaporation of the outer heating wire layers and the frequent air change for further oxidation of the heating wire and deterioration in the insulation value of the granulate.

Da ein Undichtwerden hermetischer Abschlüsse also nicht vermeidbar war, ging man daran, den Dichtkörper in Form eines Zellkörpers auszubilden, d. h. künstlich porös und damit durchlässig zu gestalten, so daß der Druckausgleich sich ungleich schneller einstellt und die erwähnten Metallverdampfungen vermieden werden. Die Luftwechsel und der damit einhergehende Feuchtigkeitseinzug finden jedoch nach wie vor statt, wenn auch in verringertem Maße.Since leaking hermetic seals was unavoidable, one set out to design the sealing body in the form of a cell body, d. H. artificially porous and thus permeable, so that the pressure equalization occurs much faster and the mentioned Metal evaporation can be avoided. However, the air exchange and the associated moisture intake still take place, albeit to a lesser extent.

Die Neuerung zeigt nun einen Weg, wie hermetische Abdichtungen der Mantelrohrenden für unbegrenzte Zeit-wirklich funktionstüchtig, d. h. dicht gegen Eindringen von Luft, Gas, Feuchtigkeit und Flüssigkeiten gestaltet werden können.The innovation now shows a way of making hermetic seals Jacket pipe ends for an unlimited time - really functional, d. H. tight against ingress of air, gas, moisture and liquids can be designed.

Dies alles läßt sich erreichen, wenn im Mantelrohr ein Luft oder ein inertes Gas enthaltender Raum in weniger oder praktisch nicht beheizten Zonen belassen wird.All of this can be achieved if there is an air or a inert gas-containing space is left in less or practically unheated zones.

Ein derartiges, durch die Beheizung nicht oder nur wenig direkt beeinflußbares und nach dem Boyle-Mariotte'sehen Gesetz verdichtbares Druckpolster dient im genannten Zusammenhang als Ausweichquartier für die sich in der elektrisch isolierenden Masse bei Beheizung sonst selbst unter sehr hohen Druck setzenden Lufteinschlüsse, so daß der Druckanstieg und damit der Druck auf den Dichtkörper in erträglichen Grenzen bleibt, d. h. im Dichtkörper keine zu Undichtigkeiten führenden mechanischen Beschädigungen oder Lockerungen erfolgen können.Such a system that cannot be influenced, or can only be influenced to a limited extent, directly by the heating and, according to Boyle-Mariotte's law, compressible pressure pad In the context mentioned, it serves as an alternative accommodation for those who otherwise find themselves in the electrically insulating mass when heated high pressure air pockets, so that the pressure increase and thus the pressure on the sealing body remains within tolerable limits, d. H. No mechanical damage in the sealing body leading to leaks or relaxations can take place.

W X MW X M

Es sind nun viele Ausgestaltungen des Druckpolsters, dazu mit weitergehenden Vorteilen möglich und zweckmäßig. Hierzu gehören auf der Innenseite des Dichtungskörpers gelegene freie, d.h. nur atmosphärische oder vorverdichtete Luft enthaltende Ausnehmungen ebenso wie elastische, in sich geschlossene Hohlkörper, vorzugsweise in Form von auf den Anschlußbolzen aufschiebbare Hohlringe mit Luft- oder Gasfüllung, die zugleich auch als Dichtkörper ausgebildet sind oder dienen können.There are now many configurations of the pressure pad, with further advantages, possible and expedient. These include Free recesses located on the inside of the sealing body, i.e. recesses containing only atmospheric or pre-compressed air as well as elastic, self-contained hollow bodies, preferably in the form of hollow rings which can be pushed onto the connecting bolt Air or gas filling, which are also designed or can serve as sealing bodies.

Im nachfolgenden wird der Neuerungsgedanke an Hand von Beispielen näher verdeutlicht.In the following, the idea of innovation is illustrated using examples clarified in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Einen neuen MantelrohrheizkörperabschlußFig. 1 A new tubular heating element closure

im Längsschnitt.in longitudinal section.

Fig. 2,3,^ Alternativ-Ausführungen des Mantelrohrheizkörperabschlusses nach Fig. 1 , ebenfalls im Längsschnitt.Fig. 2, 3, ^ alternative versions of the tubular heating element closure according to Fig. 1, also in longitudinal section.

Der Mantelrohrheizkörper gemäß Fig. 1 besteht aus einem metallischen Mantelrohr 1, in welchem eine Heizwendel 2 nebst Anschlußgewindebolzen 5 iⁿ einem aus körnigem Magnesiumoxyd bestehendem, verdichteten und elektrisch isolierenden Granulat k eingebettet ist. Der Anschlußgewindebolzen 3 ragt aus dem metallischen Mantelrohr 1 heraus, welches durch einen den Anschlußgewindebolzen 3 fest umgebenden, elastischen und vollen Dichtkörper 5 hermetisch, verschlossen ist. Zur Zentrierung des Anschlußgewindebolzens 3 sowie zur Pressung des Dichtkörpers 5 gegen das metallische Mantelrohr 1 und den Anschlußgewindebolzen 3 dient ein Keramikkörper 6 in Verbindung mit einer auf den Anschlußgewxndebolzen 3 aufgeschraubten Mutter 7 nebst Unterlegescheibe An der Innenseite 11 des Dichtkörpers 5 ist ein freier Raum 9 gelassen, in welchem sich nur vorverdichtete Luft 10 befindet. Die VerdichtungThe tubular heating element according to FIG. 1 consists of a metallic tubular casing 1, in which a heating coil 2 and connecting threaded bolts 5 i ⁿ a compacted and electrically insulating granulate k consisting of granular magnesium oxide is embedded. The threaded connection bolt 3 protrudes from the metallic jacket tube 1, which is hermetically sealed by an elastic, solid sealing body 5 that firmly surrounds the threaded connection bolt 3. A ceramic body 6 in conjunction with a nut 7 and washer screwed onto the connecting threaded bolt 3 and washer On the inside 11 of the sealing body 5 is a free space 9 left for centering the threaded connection bolt 3 and for pressing the sealing body 5 against the metallic jacket pipe 1 and the threaded connection bolt 3 , in which there is only pre-compressed air 10. The compression

der Luft 10 kann auf einfache Weise durch Vorschieben des Dichtkörpers beim Einsetzvorgang erfolgen und/oder durch die im Rahmen des Mantelrohrheizkörper-Herstellungsprozesses übliche Rohrdurchmesser-Reduzierung zwecks Verdichtung des Granulates h erreicht werden.of the air 10 can be achieved in a simple manner by advancing the sealing body during the insertion process and / or by reducing the pipe diameter for the purpose of compressing the granulate h , which is customary in the context of the tubular heating element manufacturing process.

Wird nun der Mantelrohrheizkörper in Betrieb genommen, so versuchen sich im Granulat k in Nestern eingeschlossene Luft- und Feuchtigkeitsteilchen entsprechend der Aufheiztemperatur auszudehnen bzw. infolge Verdampfung auszudehnen in Richtung auf den Anschlußgewindebolzen 3, wo die Luft- und Feuchtigkeitsteilchen sich in kälteren Zonen befinden und weniger stark ausdehnen. Die dort befindlichen Lufteinschlüsse sind jedoch nicht so zahlreich bzw. groß genug, um einen gefährlichen Druckanstieg aufzufangen, wie auch der elastische Dichtkörper durch den aufkommenden Innendruck nicht soweit zusammengedrückt werden kann, daß dadurch eine vorbestimmte Volumenvergrößerung, d. h. eine zur Erhaltung des hermetischen Abschlusses hinreichende Druckbegrenzung stattfindet.If the tubular heating element is now put into operation, air and moisture particles enclosed in nests in the granulate k try to expand according to the heating temperature or, as a result of evaporation, expand in the direction of the connecting threaded bolt 3, where the air and moisture particles are in colder zones and less expand greatly. However, the air pockets there are not so numerous or large enough to absorb a dangerous rise in pressure, just as the elastic sealing body cannot be compressed by the internal pressure to such an extent that this results in a predetermined increase in volume, i.e. a pressure limit sufficient to maintain the hermetic seal takes place.

Die erwünschte und notwendige Druckbegrenzung wird aber mit Hilfe der im freien Raum 9 als hochelastisches Druckpolster anzusehenden, nicht miterwärmten Luft 10 erreicht. Nach dem Abschalten des Mantelrohrheizkörpers erfolgen entsprechende Rückbildungen sinngemäß und ohne bleibende Veränderungen, so daß der Ausgangszustand wieder erreicht wird.The desired and necessary pressure limitation is achieved with the help of the to be seen in the free space 9 as a highly elastic pressure cushion, not achieved with heated air 10. After switching off the tubular heater Corresponding regressions take place analogously and without permanent changes, so that the initial state is reached again.

In Fig. 2 ist der freie, mit Luft 10 angefüllte Raum 9 aus Fig. 1 in Form einer auf der Innenseite 11 des Dichtkörpers 5 vorgesehenen Ausnehmung 12 ausgebildet, die eine bessere Dosierung der Luft 10 gestattet. Da der freie Raum 9 dann zum Mantelrohr 1 hin von einem Randteil 5a des Dichtkörpers 5 abgegrenzt wird, bleibt die Überschlagsfestigkeit zwischen dem Anschlußbolzen 3 ^un(i d-^em Mantelrohr 1 voll erhalten. Am Ablauf der beim Aufheiz- bzw. Abkühlvorgang sich im metallischenIn FIG. 2, the free space 9 from FIG. 1 filled with air 10 is designed in the form of a recess 12 provided on the inside 11 of the sealing body 5, which recess 12 allows better metering of the air 10. Since the free space 9 is then bounded to the casing pipe 1 side of an edge portion 5a of the sealing body 5, the flashover resistance between the terminal pin 3 ^{un (i} ^the casing pipe 1 is fully preserved. At the end of the in heating or cooling in the metallic

Mantelrohr 1 abspielenden Vorgänge ändert sich gegenüber demjenigen im Mantelrohr 1 nach Fig. 1 nichts.Jacket pipe 1 playing processes changes compared to that in Jacket pipe 1 according to FIG. 1 nothing.

In Fig. 3 dient als Druckpolster ein die Luft 10 enthaltender elastischer Hohlring 13, der auf den Anschlußgewindebolzen 3 dicht aufgeschoben ist. Die in ihm eingeschlossene Luft 10 und damit der im Mantelrohr 1 maximal entstehende Innendruck ist ganz genau vorbestimmbar. Weiterhin kann in den freien Raum 9 praktisch kein Granulat k eindringen.In FIG. 3, an elastic hollow ring 13 which contains the air 10 and which is pushed tightly onto the threaded connection bolt 3 is used as a pressure cushion. The air 10 enclosed in it and thus the maximum internal pressure occurring in the jacket tube 1 can be precisely predetermined. Furthermore, practically no granulate k can penetrate into the free space 9.

Beim Aufheizen wird durch den ansteigenden Innendruck der Hohlring zusammengedrückt und umgekehrt beim Abkühlen und damit Absinken des Innendruckes von der noch beim Aufheizvorgang indirekt verdichteten Luft 10 wieder auseinandergedrückt. Ansonsten bleiben auch hier die sich beim Aufheizen und Abkühlen im Mantelrohr 1 vollziehenden Vorgänge die gleichen wie bei der Konstruktion nach Fig. 1.As the internal pressure rises, the hollow ring is heated up compressed and vice versa during cooling and thus lowering of the internal pressure of the indirectly compressed during the heating process Air 10 pushed apart again. Otherwise, the processes taking place in the jacket tube 1 during heating and cooling also remain here the same as in the construction of FIG. 1.

Im Mantelrohrheizkörper nach Fig. k ist der Dichtungskörper 5 Hohlring I3 aus Fig. 3 zu einem einzigen Körper Ik zusammengefaßt und der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Keramikkörper 6 sowie das Anschlußbolzengewinde nebst Mutter 7 und Unterlegscheibe 8 fortgelassen. In the tubular heating element according to FIG. K , the sealing body 5 hollow ring I3 from FIG. 3 is combined into a single body Ik and the ceramic body 6 shown in FIGS. 1 to 3 and the connecting bolt thread together with nut 7 and washer 8 are omitted.

Dieser Körper 14 übernimmt damit sowohl die Aufgabe der Abdichtung als auch des Druckpolsters und infolge seiner größeren Länge auch die Zentrierung des Anschlußgewindebolzens 3· Der Hohlringteil des Körpers 14 ist so ausgelegt, daß er sich schon beim Einsetzen, also vor Inbetriebnahme des Mantelrohrheizkorpers, auch gegen das Mantelrohr 1 legt und damit die Dichtwirkung erhöht.This body 14 thus takes on both the task of sealing as well as the pressure pad and, due to its greater length, also the centering of the connecting threaded bolt 3 · The hollow ring part of the Body 14 is designed so that it is already when inserting, so before putting the tubular heating element into operation, also against the tubular casing 1 sets and thus increases the sealing effect.

Claims

f i ■ RA. 815 729 * 20.116ί »PROTECTION CLAIMS:

1. Electrical jacket pipe hex body with in jacket pipe of one Heating wire surrounded by electrically insulating granulate, together with the ends of the casing pipe hermetically sealed by sealing bodies Outgoing current connection bolts, characterized in that an air or gas containing Space is provided in less or unheated areas.

2. Electrical tubular heater according to claim 1, characterized characterized in that on the inside of the sealing body recesses for receiving the air or the gas are provided.

J. Electric jacket tube heater according to claim 1, characterized characterized in that the air or the gas is housed in elastic and self-contained hollow bodies is.

k. Electrical tubular heating element according to Claims 1 and J, characterized in that the elastic hollow bodies are designed as hollow rings which can be pushed onto the connecting bolts.

5 · Electrical tubular heating element according to claim k, characterized in that the elastic hollow rings are also designed as sealing bodies.