DE2014460B2

DE2014460B2 - HEATING DEVICE FOR CONVEYOR PIPES CONSISTING OF INDIVIDUAL TUBE SECTIONS

Info

Publication number: DE2014460B2
Application number: DE19702014460
Authority: DE
Inventors: Masao Yokohama Ando (Japan)
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1970-03-25
Publication date: 1972-06-22
Also published as: DE2014460A1; FR2039949A5; GB1279537A; JPS4823928B1; US3665154A

Description

4040

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung für aus einzelnen Rohrabschnitten bestehende Forderrohre, welche mit Hilfe von mehreren an deren Umfang aufgebrachten ferromagnetischen Rohren beheizt sind, durch deren Inneres an einer Wechselstromquelle angeschlossene elektrische Leiter isoliert durchgeführt sind, wodurch an der Innenseite der ferromagnetischen Rohre >.n entgegengesetzter Richtung fließende Ströme induziert sind.The present invention relates to a heating device for individual pipe sections existing feed pipes, which with the help of several ferromagnetic Pipes are heated, through their interior connected to an alternating current source electrical Conductors are carried out insulated, whereby on the inside of the ferromagnetic tubes> .n opposite Direction flowing currents are induced.

Das Prinzip von unter Verwendung des Hauteffekts beheizten ferromagnetischen Rohren soll unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 3 erläutert werden.The principle of using the skin effect heated ferromagnetic tubes is said to be under Reference to FIG. 1 to 3 are explained.

F i g. 1 zeigt ein ferromagnetisches Rohr 1. z. B. ein Stahlrohr, in welchem ein isolierter Innenleitcr 2 angeordnet ist, der am einen Ende mit dem des ferromagnetischen Rohres 1 und am anderen Ende mit einer Stromquelle verbunden ist. über einen Leiter 4 wird der Stromkreis zwischen dem anderen Ende des ferromagnetischen Rohres 1 und der an· deren Klemme der Stromquelle geschlossen. F i g. 1 shows a ferromagnetic tube 1. z. B. a steel tube in which an insulated Innenleitcr 2 is arranged, which is connected at one end to that of the ferromagnetic tube 1 and at the other end to a power source. The circuit between the other end of the ferromagnetic tube 1 and the other terminal of the power source is closed via a conductor 4.

Wenn man den Widerstand des ferromagnetischen Rohres 1 mit ρ (Q cm), die Permeabilität mit μ und die Frequenz mit / (Hz) bezeichnet, so erhält man fur die Eindringtiefe S (cm) des Hautcffebts:If one denotes the resistance of the ferromagnetic tube 1 with ρ (Q cm), the permeability with μ and the frequency with / (Hz), one obtains for the penetration depth S (cm) of the skin:

S = 5030S = 5030

(D(D

fließt der Wechselstrom lediglich an der Innenseite des ferromagnetischen Rohres 1, während an dessen Außenseite kein Potential auftritt. Wenn somit zwei Punkte an der Außenseite des ferromagneiischen Rohres 1 durch einen Leiter verbunden wtrden, fließt somit in diesem Leiter kein Strom.the alternating current flows only on the inside of the ferromagnetic tube 1, while on it There is no potential outside. If thus two points on the outside of the ferromagnetic Tube 1 would be connected by a conductor, so no current flows in this conductor.

Gemäß Fig. 2 sind zwei ferromagnetische Rohre 1, i' vorgesehen, deren Innenleiter 2, 2' an zwei Einphasenwechselstromquellen 3, 3' angeschlossen sind. Ein Stromkreis wird von der einen Wechselstromquelle 3, dem Innenleiter 2, einer die ferromagnetischen Rohre 1 und 1' verbindenden Kurzschlußleitung 7, einer Verbindungsleitung 5, dem ferromagneiischen Rohr 1, einem Teil einer Kurzschlußleitung 6 und einer Verbindungsleitung 4 gebildet. Entsprechend besteht ein weiterer Stromkreis aus der anderen Wechselstromquelle 3', dem Innenleiter T, einem Teil einer Kurzschlußleitung 7, einer Verbindungsleitung 5, dem ferromagnetischen Rohr Γ. einem Teil einer Kurzschlußleitung 6 und einer Verbindungsleitung 4. Bei zwei äquivalenten Stromkreisen können «toe Verbindungsleitungen 4 und 5 weggelassen und die beiden Wechselstromquellen 3 und 3' zu einer einzigen Wechselstromquelle vereinigt werden. Dabei bleiben die Kurzschlußleitungen 6 und 7 erhalten, so daß sich ein Sekundärkreis ausbildet. According to FIG. 2, two ferromagnetic tubes 1, i 'are provided, the inner conductors 2, 2' of which are connected to two single-phase alternating current sources 3, 3 '. A circuit is formed by an alternating current source 3, the inner conductor 2, a short-circuit line 7 connecting the ferromagnetic tubes 1 and 1 ', a connecting line 5, the ferromagnetic tube 1, part of a short-circuit line 6 and a connecting line 4. Correspondingly, another circuit consists of the other alternating current source 3 ', the inner conductor T, part of a short-circuit line 7, a connecting line 5, the ferromagnetic tube Γ. a part of a short-circuit line 6 and a connecting line 4. In the case of two equivalent circuits, connecting lines 4 and 5 can be omitted and the two alternating current sources 3 and 3 'can be combined to form a single alternating current source. The short-circuit lines 6 and 7 are retained, so that a secondary circuit is formed.

Gemäß F i g. 3 können auch drei ferromagnetische Rohre 1, Γ, 1" vorgesehen sein, deren Innenleiter 2, 2'. 2" mit einer dreiphasigen Wechselstromquelle verbunden sind. Ein Stromkreis wird gebildet von der einen Wechselstromquelle 3, der Innenleitung 2, einem Teil der Verbindungs'.eitung 5, der KurzscbJuß-Ieitung7, dem ferromagnetischen Rohr 1, 1' und 1", einer Kurzschlußleitung 6 und einer Verbindungsleitung 4. Entsprechende Stromkreise bestehen für die W echselstR.mquellen 3' und 3". Bei einem Ausgleich jeder Phase gemäß F i g. 2 können eine oder beide Verbindungsleitungen 4 und 5 entfallen. Dabei müssen jedoch die Kurzschlußleitungen 6, 7, 6', 7' erhalten bleiben, wobei sich dreiphasige Sekundärkreise ausbilden.According to FIG. 3 three ferromagnetic tubes 1, Γ, 1 "can be provided, the inner conductor 2, 2 '. 2 "are connected to a three-phase AC power source. A circuit is formed by the an alternating current source 3, the inner line 2, part of the connecting line 5, the short-circuit line 7, the ferromagnetic tube 1, 1 'and 1 ", a short-circuit line 6 and a connecting line 4. Corresponding circuits exist for the Alternating sources 3 'and 3 ". In the event of compensation each phase according to FIG. 2, one or both connecting lines 4 and 5 can be omitted. Have to however, the short-circuit lines 6, 7, 6 ', 7' received remain, forming three-phase secondary circuits.

Entsprechend dem Forderrohr können zwei oder mehrere Einphasenschaltungen nach Fig. 2 — d.h. mit vier, sechs und acht ferromagnetischen Rohren — v^ler zwei oder mehrere Dreiphasenschaltungen gemäß Fig. 3 — d. h. mit einem Vielfachen von drei, also mit drei, sechs oder neun ferromagnetischen Rohren — <· erwendet werden.According to the delivery pipe, two or more single-phase circuits as shown in Fig. 2 - i. E. with four, six and eight ferromagnetic tubes - v ^ ler two or more three-phase circuits according to Fig. 3 - d. H. with a multiple of three, so with three, six or nine ferromagnetic Pipes - <· are used.

Bekanntlich werden Förderrohre in einzelnen Rohrabschnitten mi: einer Einheitslänge gefertigt und montiert. Sollten derartige Förderrohre mit ferromagnetischen Rohren beheizt werden, so besteht naturgemäß der Wunsch, derartige ferromagnetische Rohre bereits in der Fabrik an den Rohrabschnitten der Förderrohre zu befestigen, weil dadurch die Montage sehr erleichtert wird. It is known that conveyor pipes are manufactured and assembled in individual pipe sections with a unit length. If such conveying pipes are to be heated with ferromagnetic pipes, there is naturally a desire to fasten such ferromagnetic pipes to the pipe sections of the conveying pipes in the factory, because this makes assembly much easier.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Heizeinrichtung für aus einzelnen Rohrabschnitten bestehende Förderrohre zu schaffen, welche weitgehend bereits in der Fabrik herstellbar ist, wobei die Durchfuhrung von zeitraubenden Schweißverbindungen der ferromagnetischen Rohre bei der Montage vermieden ist.Accordingly, the aim of the present invention is to create a heating device for conveying pipes consisting of individual pipe sections which can largely be produced in the factory, with the implementation of time-consuming welded connections of the ferromagnetic tubes during assembly is avoided.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daßAccording to the invention this is achieved in that

die ferrcimttgneüschen Rohre an den Nahtstellen der Rohrabschnilte elektrisch getrennt sind und daß die Enden der denselben Rohrabschnitt angehörenden ferromagnetische!! Rohre jeweils über elektrische Lciter miteinander verbunden sind.the ferrcimttgneüschen tubes at the seams of the Pipe sections are electrically separated and that the ends of the same pipe section belong ferromagnetic !! Pipes are each connected to one another via electrical Lciter.

Im allgemeinen erscheint es zweckmäßig, wenn die einzelnen Rohrabschnitte des Förderrohres aus Metall bestehen und daß die ferromagnetischen Rohre an den Rohrabschnillen des Förderrohres festgeschweißt sind. ίο In general, it appears expedient if the individual pipe sections of the delivery pipe are made of metal and the ferromagnetic pipes are welded to the pipe sections of the delivery pipe. ίο

Die Erfindung soll nunmehr an Hand von Ausführungsbeispiden unter Bezugnahme auf die F i g. 4 bis 7 erläutert werden. Es zeigenThe invention will now be based on exemplary embodiments with reference to FIG. 4 to 7 are explained. Show it

Fig. 4 und 5 Ausführungsbeispiele mit Einphasen-Stromkreisen nach der Erfindung und4 and 5 exemplary embodiments with single-phase circuits according to the invention and

Fig. 6 und 7 Querschniltsansichten von Ausführungsbeispielen mit Einphasen- und Dreiphasenstromkreisen gemäß der Erfindung.Figures 6 and 7 are cross-sectional views of exemplary embodiments with single-phase and three-phase circuits according to the invention.

Die F i g. 4 bis 7 zeigen ferromagnetische Rohre 1, 1 und 1" - z.B. Stahlrohre -, welch? beispiels- *o weise durch Schweißen an einem Förderrohr 8 befestigt sind. Durch die ferromagnetischen Rohre 1, 1', 1" führen Innenleiter 2, 2' und 2". In den Figuren sind die Wechselstromquellen nicht dargestellt. Die Innenleitungen 2, 2', 2" bilden die Hin- und Rück- a₅ flußleitungen in bezug auf die Stromquellen.The F i g. 4 to 7 show ferromagnetic pipes 1, 1 and 1 "- for example steel pipes - which are? For example, fastened by welding to a conveyor pipe 8. Inner conductors 2, 2 'lead through the ferromagnetic pipes 1, 1', 1" and 2 ". in the figures, the AC power sources are not shown. the inner leads 2, 2 ', 2" form the outward and return flow lines in a ₅ with respect to the current sources.

Gemäß F i g. 4 sind die Rohrabschnitte des Förderrohres 8 jeweils über Flansche 9 miteinander verbunden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die einzelnen Abschnitte der ferromagnetischen Rohre nicht miteinander verbunden, während die einzelnen Abschnitte der Innenleiter2 und 2' miteinander verbunden sein müssen. Da die Abschnitte der ferromagnetischen Rohre 1 und 1' durch den Flansch 9 getrennt sind, fließt von dem ferromagnetischen Rohr 1 über die Leitungswege 6,7 des Förderrohres 8 zu dem ferromagnetischen Rohr 1' ein Sekundärstrom, welcher gemäß F i g. 2 zu einem Sekundärstromkreis führt. Da das Förderrohr 8 durchweg von einer isolierenden Schicht 11 umgeben ist, besteht keine Gefahr eines dichten Kontakts zwischen dem stromführenden Förderrohr 8 und einer im allgemeinen vorgesehenen äußeren Ummantelung, so wie sie in Fig^g4 und 5 dargestellt ist. Jedoch selbst bei direkter Berührung des Förderrohres 8 mit der äußeren Ummantelung ist der außen auftretende Leckstrom sehr gerirj, weil der Abstand zwischen zweiAccording to FIG. 4, the pipe sections of the conveying pipe 8 are each connected to one another via flanges 9. In the context of the present invention, the individual sections of the ferromagnetic tubes are not connected to one another, while the individual sections of the inner conductors 2 and 2 'must be connected to one another. Since the sections of the ferromagnetic pipes 1 and 1 'are separated by the flange 9, a secondary current flows from the ferromagnetic pipe 1 via the conduction paths 6, 7 of the conveying pipe 8 to the ferromagnetic pipe 1', which according to FIG. 2 leads to a secondary circuit. Since the conveyor pipe 8 is consistently surrounded by an insulating layer 11, there is no danger of a tight contact between the current-carrying conveyor pipe 8 and a designated generally outer shell, so as ^g in Fig 4 and is shown. 5 However, even if the conveying pipe 8 is in direct contact with the outer casing, the leakage current occurring outside is very low, because the distance between two

^{eine extrero} durch eine Verbindungsbüchse 10 miieinander verbunden. Derartige Verbindungsbüchsen iw Können jedoch auch bei Flanschverbindungen gemuur ιy. η verwendet werden. Bei Verwendung von yerüindungsbüchse 10 erweist es sich oft als scliwierig, °1." selbe beispielsweise durch Schweißen eleKtnscn m ι den Abschnitten der ferromagnetischen Konre zu verbinden. Das ferromagnetische Rohr erzeugt jeaocn auch dann durch Ausbildung von beKunaarsirornkreisen in gewünschter Weise Wärme, wenn die Abschnitte der ferromagnetischen Rohre nicht oder nur schlecht miteinander verbunden sind. ^{an extrero} connected to one another by a connecting sleeve 10. Such connecting sleeves can, however, also be used with flange connections . η can be used. When using connection bushing 10, it is often difficult to connect it to the sections of the ferromagnetic cone by welding, for example, electrical connections the ferromagnetic tubes are not or only poorly connected to one another.

Falls benachbarte Abschnitte der ierromagneiisehen Rohre 1 und 1' und die ^Ve,^rbm.^d"^nß,^SDUC11T*" nicht miteinander verschweißt sind, ftielit der eniwng der Innenseite ferromagnetischen Rohre 1 una ± strömende Sekundärstrom ein Stuck; an tue auucaseile des ferromagnetischen Rohresund erscheint bei 6 und 7 auf der Oberfläche des Forderrohres 8. Der Sekundärstrom fließt somit auf einem »^u« jer ferromagnetischen Rohre sowohl an oer »"«"-als auch der Außenseite, wobei ^die.^iJ ™*"J; größer als die in anderen Teilen der ferromagneti-If adjacent sections of the magnetic tubes 1 and 1 'and the ^Ve , ^rbm . ^d " ^nß , ^SDUC11 T *" are not welded together, ftielit the size of the inside of the ferromagnetic tubes 1 and the secondary stream flowing a piece; an tue auuca ropes of the ferromagnetic tube and appears at 6 and 7 on the surface of the feed tube 8. The secondary current thus flows on a " ^u " of each ferromagnetic tube on both the """" and the outside, whereby ^the . ^ iJ ™ * "J; larger than that in other parts of the ferromagnetic

sehen Rohre ist. r-i,r,,n«fnrm vonsee tubes is. r-i, r ,, n «fnrm from

Bei der Beschreibung der Ausfuhrungsform ^v°" F i g. 4 war davon ausgegangen worden dali die benachbarten Flansche 9 gegensemg elek^ 'sohert sind, während bei der Beschreibung ^der Abführung*- form von F i g. 5 Verbindungsbuchsen 10 aus lohe-In the description of the embodiment ^v ° "F i g. 4 it was assumed that the adjacent flanges 9 are opposite to each other, while in the description of ^the discharge * - form of FIG. 5 connecting sockets 10 from lohe-

stoff angenommen worden ^aren. In der f<eg^^wer" den jedoch Flansche und Vertandungbuchwn^u Stahl hergesteUt so dalein.Teil des ^J"^"™« durch diese Teile fließt Es ergibt sich1 dabei eine etwas unterschiedliche Verteilung der Ströme was jedoch das Prinzip der Ε^^^,^Ξ^^,, Die Γ i g. 6 und 7 zeigen Q"^e«^chnitt|^ns'^c.^ht™ eines mit der Heizeinrichtung gemäß der Erfindung versehenen Förderrohres 8, welches in ^dJ ™ ™ einphasig und in dem anderen Fa 1 .^d«Ä'f,!™^e"2 ist. In beiden Fällen führen Innenleiter 2, 2 2; durch die ferromagnetischen Rohre 1. 1 , 1 , wooe. s.cn Strompfade 6, 6 , 6 , 7, 7 , 7 ^ausD'^iae"_p . . . Die vorhergehende Beschreibung bezog sich_ aut Förderrohre aus einem elektr.sch leitender^ Material wie etwa Stahl. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können jedoch auch F°^rderr™J ™ einem elektrisch .soherenden Matt*,al■ ™™ fabric has been accepted. In the f <^ eg ^who "However the flanges and Vertandungbuchwn ^ u steel hergesteUt so dalein.Teil of ^ J" ^ "™" through these parts flows It gives sich1 doing a slightly different distribution of currents which, however, the principle of Ε ^ ^^, ^ Ξ ^^ ,, The Γ i g. 6 and 7 show Q " ^e « ^chnitt | ^ns ' ^c . ^ht ™ of a conveyor pipe 8 provided with the heating device according to the invention, which in ^d J ™ ™ is single-phase and in the other Fa 1. ^d «Ä'f,! ™ ^e " 2. In both cases, inner conductors 2, 2, 2 ; lead through the ferromagnetic tubes 1. 1, 1, wooe. see current paths 6, 6, 6, 7, 7, 7 ^{from D} ' ^iae " _p . . . The preceding description referred to delivery pipes made of an electrically conductive material such as steel. In an advantageous embodiment of the invention, however, can also ° F ^rderr ™ J ™ an electrically .soherenden Matt *, al ■ ™™

sr?n;rn;Lsr? n; rn; L

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind benachbartc Abschnitte des Förderrohres 8 durch Schweißen und die einzelnen ferromagnetischen Rohre Fftrdermhres müssen dann Verb.ndungsleiter aus einem Material guter elektnscner Leitfähigkeit verwendet werden.In the embodiment of FIG. 5 are adjacent c Sections of the conveyor pipe 8 by welding and the individual ferromagnetic pipes Funding staff then have to make liaison managers a material with good electrical conductivity is used will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Heating device for individual sections of the Ruhr existing delivery pipes, which are applied to their circumference with the help of several ferromagnetic tubes are heated, connected to an alternating current source through their interior electrical conductors are carried out insulated, whereby on the inside of the ferromagnetic Currents flowing in opposite directions are induced in pipes, thereby characterized in that the ferromagnetic tubes (1, 1 ', 1 ") at the seams of the Rohrahschnitte are electrically separated and that the ends of the same pipe section belong ferromagnetic tubes (1, 1 ', 1 ") each via electrical conductors (6, 6', 6", 7, 7 ', 7 ") with one another are connected.

2. Heating device according to claim 1, characterized in that the individual Ruhr sections of the delivery tube (8) made of metal and that the ferromagnetic tubes (1, 1 ', 1 ") to the Pipe sections of the conveyor pipe (8) are welded.

3. Heating device according to claim 1, characterized in that the individual pipe sections of the conveying pipe (8) consist of insulating material and that the ends of the same pipe section associated 'electromagnetic tubes (1, 1', 1 ") are connected to one another via separate connecting conductors.

4. Heating device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the individual sections of the ferromagnetic tubes (1, 1 ', 1 ") are connected to one another by connecting bushes (10) made of insulating material.

If the conditions are met
i> 2S, d> S, 1>