DE2536062C3

DE2536062C3 - Vorrichtung zum Erwärmen des aufzuweitenden Endbereiches eines Rohres

Info

Publication number: DE2536062C3
Application number: DE19752536062
Authority: DE
Inventors: Gerd 7844 Neuenburg Arweiler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-13
Filing date: 1975-08-13
Publication date: 1979-01-04
Also published as: FR2320815B1; DE2536062A1; FR2320815A1; DE2536062B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erwärmen des aufzuweitenden Endbereiches eines Rohres aus einem thermoplastischen Kunststoff mittels eines Heizfluids bzw. zütti Abkühlen des aufgeweiteten Endbereiches mittels eines Kühlfluids, mit einem in den ^M Endbereichen einführbaren oder über den Endbereich aufstülpbaren, in seinem vorderen Bereich mindestens eine Austi'ittsöffnung für das Heizfluid bzw, das

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45 Kühlfluid aufweisenden Rohrelement, das mit einem Ventilator zum Bewegen des Heizfluids bzw. des Kühlfluids in das Rohrelement verbunden ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-AS 1166 451) wird ein Strom eines erwärmten Gases mittels über den Endbereich des Rohres gesteckter sowie ggf. sich in den Endbereich des Rohres erstreckender Rohrelemente entlang der Wand des zu erwärmenden Endbereiches bewegt Dieser durch Austrittsöffnungen aus den Rohrelementen austretende Gasstrom hat eine verhältnismäßig geringe Strömungsgeschwindigkeit d. h, er bewegt sich verhältnismäßig langsam an der zu erwärmenden Wand des Rohres entlang. Infolge dieser verhältnismäßig geringen Strömungsgeschwindigkeit ist der Wärmeübergang von Gas auf das Rohr verhältnismäßig schlecht, und eine Verbesserung dieses Wärmeübergangs durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases wäre nur dadurch zu erreichen, daß man das Gas unter einem sehr hohen Druck durch die Rohrelemente hindurchgeführt und damit mit großer Geschwindigkeit aus den Austrittsöffnungen austreten läßt Dies erfordert jedoch einen leistungsstarken Ventilator, und darüber hinaus sind für einen derartigen Betrieb sehr große Gasmengen erforderlich, so daß sich die vorbekannte Vorrichtung auf diese Weise nicht wirtschaftlich einsetzen läßt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der auf einfache Weise eine Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit des Heizoder Kühlfluids entlang der zu erwärmenden bzw. zu kühlenden Wand und damit ein besserer Wärmeübergang erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß das Rohrelement um seine Längsachse drehbar ist und eine Führungseinrichtung zur Erzeugung einer Bewegungskomponente für das Heizfluid bzw. für das Kühlfluid in der Umfangsrichtung des Endbereiches des Rohres aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen V&r ichtung wird also eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids dadurch erreicht, daß das Rohrelement um seine Längsachse gedreht wird, so daß das aus den Austrittsöffnungen austretende Fluid infolge der Führeinrichtung eine Beschleunigung erfährt und eine Bewegungskomponente in Umfangsrichtung der Wand des F.ndbereiches des Rohres entsteht. Dadurch daß dem Fluid mechanische Bewegungsenergie zugeführt wird, kann seine Strömungsgeschwindigkeii erheblich erhöht werden, ohne daß ein leistungsfähiger Ventilator verwendet und seine große Fluidmenge verbraucht wird.

Da das Fluid in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur mit sehr hoher Strömungsgeschwindigkeit bewegt wird, wodurch an sich bereits eine Verbesserung des Wärmeübergangs erreicht wird, sondern außerdem eine Bewegungskomponente in Umfangsrichtung vorhanden ist, und zwar eine verhältnismäßig große Komponente, wird zusätzlich erreicht, daß das Fluid entlang eines verhältnismäßig langen Weges in Berührung mit der Wand des Endbereighs des Rohres steht und so eine besonders gute Ausnutzung des Wärmeinhalts des Heizfluids erreicht wird bzw. das Kühlfluid sehr lange in Berührung mit der zu kühlenden Wandung des Rohres steht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der

schematisch zwei Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert

Es zeigen

Fig. 1 in einer Teildarstellung ein in den Endbereich eines Rohres aus einem thermoplastischen Kunststoff eingeschobenes Rohrelement zum Erwärmen und

Fig.2 in einer Teildarstellung ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem in den Endbereich eines Rohres eingeführten und einem über den Endbereich des Rohres gestülpten Rohrelements zum Erwärmen.

Zum Erwärmen des Endbereiches eines Kunststoffrohres R dient ein in das Rohr R einführbares Rohrelement I, das mit einer Rohrleitung 2 für Heißluft verbunden ist (F i g. 1). Das Rohrelement 1 ist an seinem vorderen Ende verschlossen und trägt dort einen Dichtstopfen 5, aus elastischem Material der an der Innenwand des Rohres R anliegt Der Dichtstopfen 5 trennt den zu erwärmenden und aufzumuffenden Endbereich des Rohres R vom übrigen Teil dieses Rohres R.

Das Rohrelement 1 weist in seinem vorderen Bereich am Umfang und in axialer Richtung verteilte Austpttsöffnungen 3 für die Heißluft auf und trägt auberdem auf seiner Umfangsfläche drei schraubenlinienförmig verlaufende, als Führungseinrichtung dienende Rippen 4. Zwischen der Oberfläche des Rohrelementes 1 und der Innenwand des Endbereichs des Rohres R ist somit ein Ringraum gebildet, der eine verhältnismäßig geringe Dicke hat und in den die Rippen 4 hineinragen.

Das Rohrelement 1 wird während des Betiiebes um seine Längsachse gedreht, so daß die aus den Austrittsöffnungen 3 austretende Heißluft mittels der Rippen 4, deren Steigung zur Verkleinerung der axialen Bewegungskomponente es Fluidstroms sich von vorn nach hinten verringert, in einer schraubenlinienförmigen Bewegung entlang der Innenwand des Endbereichs des Rohres R und aus dem Endbereich heraus geführt wird. Dabei wird die Strömungsgeschwindigkeit der Heißluft durch die Drehzahl des Rohrelementes 1 auf den gewünschten hohen Wert eingestellt, so daß sich ein guter Wärmeübergang und infolge der schraubenlinienförmigen Bewegung der Heißluft auch eine gute Ausnutzung dieser Heißluft ergibt, d. h. die Wand des Endbereiches des Rohres R sehr schnell auf die gewünschte Temperatur erwärmt wird.

Die aus dem F.ndbereich austretende, inzwischen etwas abgekühlte Heißluft wird abgesaugt und erneut verwendet.

Mit der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung erfolgt das Erwärmen des Endhereichs des Rohres R sov/ohl über dessen Innen als auch über dessen Außenwand. Diesem Zweck dient ein in das Rohr R einführbares Rohrelement Γ und ein über das Rohr R aufstülpbares Rohrelement 6. Das Rohrelement Γ ist mit einer Rohrleitung 2 für Heißluft verbunden und in den Endbereich des Rohres R eingeschoben. Es trägt ?.n seinem vorderen Ende einen Dichtstopfen 5.
Das Rohrelement 6, das außen über den Endbereich geschoben ist, ist doppelwandig ausgebildet, so daß ein an eine nicht dargestellte Quelle für Heißluft angeschlossener Ringraum 7 gebildet wird. Der Ringraum 7 ist an seinem vorderen Ende verschlossen, und an diesem vorderen Ende ist außerdem eine Dichtung 8 angeordnet die an der Außenwand des Rohres R anliegt und aus elastischem Material besteht

Zur Zufuhr der Heißluft zum Ringraum 7 dient eine stationäre Leitung 18 während der Rohrleitung 2 die Heißluft von einer sich in Form eines Rohrknies durch die Leitung 18 erstreckenden stationären Leitung 17 zugeführt wird. Durch Schließen einer Absperrung 22 in der Leitung 17 und durch öffnen einer Klappe 19 sowohl dem Ringraum 7 als auch der Rohrleitung 2 Heißluft von der gleichen Quelle zugeführt werden.

Eine Dichtung 21 verhindert ein·. Vermischung der zuzuführenden Heißluft mit der »verbrauchten« Heißluft die über ein Ventil 20 ausreicht

Bei Zufuhr von Heißluft strömt diese einerseits aus den Austrittsöffnungen 3 des Rohrelements Γ und andere-seits aus den in der Innenwand des Rohrelementes 6 angeordneten Austrittsöffnungen 10 aus und kommt in Berührung mit der Wand des Endbereichs des Rohres R.

j» Um die gewünschte Strömung der Heißluft entlang der Innen- und Außenwand des Rohres R zu erreichen, sind die Austrittsöffnungen 3 und 10 in tangentialer Richtung geneigt, so daß die austretende Heißluft eine Bewegungskomponente in Umfangsrichtung des Roh-

n res R erhält. Ferner sind die Achsen der Austnttsöffnungen 3 und 10 zum Ende des Endbereichs hin geneigt Zur Verkleinerung der axialen Bewegungskomponente des Heißluftstromes von vorn nach hinten ist die Neigung der Achsen der Austrittsöffnungen 3 und 10 üoer die

■io Länge der Rohrelemente 1' entsprechend geändert

Werden das Rohrelement Γ und das Rohrelement 6 um ihre gemeinsame Längsachse gedreht, so entsteht eine schraubenlinienförmige Heißluftströmung hoher Geschwindigkeit, durch die eine sehr schnelle Erwär-

■fi mungdes Endbereichs des Rohres Rerreicht wird.

Die aus den beiden Rohrelementen Γ und 6 ausgetretene Heißluft sammelt sich nach Verlassen der Wand des Rohres R im mittels der Dichtung 21 abgedichteten Ringraum zwischen dem Rohrelement Γ

■>o bzw. der Rohrleitung 2 und dem Rohrelement 6. Von dort kann die verbrauchte Heißluft durch das Ventil 20 in die Umgebungsluft austreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erwärmen des aufzuweitenden Endbereiches eines Rohres aus einem thermoplastischen Kunststoff mittels eines Heizfluids bzw. zum Abkühlen des aufgeweiteten Endbereiches mittels eines Kühlfluids, mit einem in den Endbereich einführbaren oder über den Endbereich aufstülpbaren, in seinem vorderen Bereich mindestens eine Austrittsöffnung für das Heizfluid bzw. das Kühlfluid aufweisenden Rohrelement, das mit einem Ventilator zum Bewegen des Heizfluids bzw. des Kühlfluids in das Rohrelement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement (I₁ Γ, " 6) um seine Längsachse drehbar ist und seine Führungseinrichtung zum Erzeugen einer Bewegungskomponente für das Heizfluid bzw. für das Kühlfluid in der Umfangsrichtung des Endbereiches des Rohres (^aufweist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende de? ir ^Tsn Endbereich des Rohres (R) einführbaren Rohrelementes (1, V) einen sich an die Innenwand des Rohres (R) anlegenden Dichtstopfen (5) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das über den Feldbereich des Rohres (R) aui'stülpbare Rohrelement (6) doppelwandig ausgebildet und der zwischen den beiden Wänden gebildete Ringraum (7) an seinem dem Rohr (R) zugewandten Ende verschlossen ist und daß die Austrittsöfi. ung (10) für das Heizfluid bzw. das Kühlfluid in der inneren W-nd des aufstülpbaren Rohrelementes (6) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende des über den Endbereich des Rohres (R) aufstülpbaren Rohrelementes (6) eine sich an die Außenwand des Rohres (T^ anlegende Dichtung (8) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung des einführbaren Rohrelementes (V) und/oder des aufstülpbaren Rohrelementes (6) als unter einen Winkel zu der tangentialen Richtung des Rohrelementes (V bzw. 6) angeordnete Wandflächen der Austrittsöffnungen (3', 10) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung des einführbaren Rohrelementes (1) und/oder des aufstülpbaren Rohrelementes (6) als aus der dem Rohr (R) zugewandten Oberfläche des Rohrelementes (1 b-!w. 6) herausragende Rippen (4) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Rippen (4) wendelförmig angeordnet sind