DE2734283A1 - DIVERSEER - Google Patents
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Description
Firma COGBTIiERM GmbH F - 93250 Villemomble FrankreichCompany COGBTIiERM GmbH F-93250 Villemomble France
Die Erfindung bezieht eich auf einen Tauchsieder mit einem oder mehreren Heizelementen und einem Montagekopf oder Träger als Halterung, in welchem die Zuleitungsanschlüsse der mit einer elektrischen Stromquelle verbindbaren Heizelemente angeordnet sind.The invention relates to an immersion heater with a calibration or several heating elements and a mounting head or carrier as a holder in which the lead connections of the with an electrical power source connectable heating elements are arranged.
Derartige Vorrichtungen, welche üblicherweise zum Wärmen von Medien, insbesondere Flüssigkeiten in Behältern dienen, bestehen bekannterweise aus einem oder mehreren gepanzerten Heizwiderständen, die in einem Kopf befestigt und mit elektrischem Strom gespeist werde...Such devices, which are usually used for heating Media, especially liquids used in containers, are known to consist of one or more armored Heating resistors that are fixed in a head and fed with electrical current ...
Eines der sich in der chemischen Industrie und besonders in der retrochemie bei der Verwendung solcher Tauchsieder stellenden Probleme ist die Begrenzung der Temperatur der Tauchsieder, um aus Sicherheitsgründen Temperaturen zu vermeiden, durch die eine Selbstentzündung der in geschlossener Umgebung enthaltenen Gase bzw. Dämpfe verursacht wird und die eventuell auch eine Explosion zur Folge haben wurden.One of the problems that arises in the chemical industry and especially in retrochemistry when using such immersion heaters is the limitation of the temperature of the immersion heater in order to avoid temperatures for safety reasons. which cause self-ignition of the gases or vapors contained in a closed environment and which may also result in an explosion.
Un dieses Problem zu losen, wurde bereits ein System vorgeschlagen, welches in Verbindung mit einem Tauchsieder einen geschlossenen Raum, mit Flüssigkeit, z.B. Wasser, gefüllt.Un to solve this problem, a system has already been proposed which, in conjunction with an immersion heater, a closed space filled with liquid, e.g. water.
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kombiniert mit einem äußeren Kreislauf für den Umlauf und die Kühlung dieser Flüssigkeit, um in diesem Raum die Temperatur zu begrenzen« umfaßt.combined with an external circuit for the circulation and cooling of this liquid in order to maintain the temperature in this room to limit «includes.
In diesem Fall handelt es sich allerdings um eine verhältnismäßig komplizierte und sperrige Vorrichtung, welche für gewisse Anlagen nicht benützt werden kann.In this case, however, it is a relatively complicated and bulky device which cannot be used for certain systems.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Sicherheitstauchsieder zu schaffen, mit dem Unfälle, wie z.B. Explosionen durch zu hohe Temperaturen, die von dem Tauchsieder oder seiner Umgebung verursacht werden, zu vermeiden. Des weiteren soll der Tauchsieder derart ausgebildet sein, daß die maximale Arbeitstemperatur einfach und sicher der vorgesehenen Anwendung angepaßt werden kann und dieser soll mit keinem Element oder Vorrichtung, welche eine Flüssigkeitsbewegung wie z.B. für die Kühlung erforderlich, in Berührung kommen, so daß der Tauchsieder "statisch" ist.The object of the invention is therefore to create a safety immersion heater with which accidents such as explosions due to excessive temperatures caused by the immersion heater or its environment. Further the immersion heater should be designed in such a way that the maximum working temperature can be easily and safely adapted to the intended application and it should not be used with any element or device which such as fluid movement e.g. necessary for cooling, come into contact so that the immersion heater is "static".
Eine weitere Teilaufgabe der Erfindung ist es, einen Tauchsieder so auszubilden, daß darin bei einer vorgewählten maximalen Temperatur eine nicht umkehrbare Unterbrechung der elektrischen Stromspeisung der Heizelemente erfolgt, um mit Sicherheit jegliche Unfallmöglichkeit auszuschließen.Another sub-object of the invention is to design an immersion heater in such a way that a non-reversible interruption of the temperature at a preselected maximum temperature Electric power supply to the heating elements takes place in order to rule out any possibility of accidents with certainty.
Bei einem Tauchsieder mit einem oder mehreren Heizelementen sowie einem Einbau- bzw. Trägerkopf, in welchem sich die Zuleitungsanschlüsse der Heizelemente befinden, die an eine Stromquelle angeschlossen werden können, wird dies dadurch erreicht, daß die Heizelemente innerhalb eines wärmeleitenden Mantels eingebaut sind, in den sich auch eine Vorrichtung zur Temperaturbegrenzung befindet, die direkt der aus den Heizelementen ausgestrahlten Wärme durch entsprechende Anordnung in unmittelbarer Nähe dieser Heizelemente ausgesetzt ist. Die Begrenzungsvorrichtung ist auch mechanisch mit demIn the case of an immersion heater with one or more heating elements and a built-in or carrier head in which the feed line connections of the heating elements are located, which are connected to a Power source can be connected, this is achieved in that the heating elements are built into a thermally conductive jacket in which a device is also located for temperature limitation, which is directly exposed to the heat radiated from the heating elements by appropriate arrangement in the immediate vicinity of these heating elements is. The limiting device is also mechanical with the
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Einbaukopf abnehmbar derart verbunden, daß sie, ohne die Heizelemente berühren zu müssen, ausgebaut und ausgetauscht werden kann. Außerdem ist diese Begrenzungsvorrichtung direkt oder indirekt in der Stromspeiseleitung eingebaut und so eingestellt, daß sie eine Unterbrechung bewirkt, sobald die Temperatur den vorgewählten Maximalwert erreicht.Built-in head detachably connected in such a way that it can, without the Having to touch heating elements can be removed and replaced. In addition, this limiting device is direct or indirectly built into the power supply line and set so that it causes an interruption as soon as the Temperature has reached the preselected maximum value.
Nach einer vorzugsweise gewählten Herstellungsart sind die Heizelemente und die Teinperatur-Begrenzungsvorrichtung in einer wärmeleitenden Masse innerhalb des Mantels eingebettet. Somit wird die Temperatur-Begrenzungsvorrichtung entweder durch Ausstrahlung oder vorzugsweise durch Wärmeleitung, d.h. auf eine sichere und einwandfrei vorwählbare Art der von der im Mantel des Tauchsieders befindlichen Heizelemente ausgestrahlten Wärme ausgesetzt, so daß es genügt, eine Vorrichtung zu wählen, welche die Unterbrechung der Stromzufuhr bei einer bestimmten Temperatur bewirkt, um jegliche Überschreitung dieser Temperatur durch den Tauchsieder zu vermeiden.According to a preferred manufacturing method, the heating elements and the temperature-limiting device are shown in FIG a thermally conductive mass embedded within the jacket. Thus, the temperature limiting device will either through radiation or preferably through heat conduction, i.e. in a safe and flawlessly pre-selectable way of the In the jacket of the immersion heater located heating elements exposed to radiated heat, so that it is sufficient to have a device to choose which causes the interruption of the power supply at a certain temperature in order to avoid any exceeding to avoid this temperature through the immersion heater.
Um einen wirksamen Übergang der von den Heizelementen ausgestrahlten Wärme in ihrer Umgebung, z.B. der Flüssigkeit, in der der Tauchsieder zu deren Erwärmung eingetaucht ist, zu sichern, ist zweckmäßigerweise der Mantel des Tauchsieders aus Metall hergestellt, obwohl selbstverst .dlich auch andere Werkstoffe verwendet werden können.To ensure an effective transition of the radiated by the heating elements Heat in their surroundings, e.g. the liquid in which the immersion heater is immersed to heat it secure, the jacket of the immersion heater is expediently made of metal, although of course others too Materials can be used.
Die wärmeleitende Masse innerhalb des Mantels des Tauchsieders besteh** in vorteilhafter Weise aus einem bei den vorgesehenen Temperaturen festbleibenden und inerten Stoff. Sie kann zweckmäßigerweise aus Naturgraphit in Pulverform oder aus einem Metallpulver, insbesondere Aluminium, bzw. Kupferpulver oder aus einem gleichwertigen Stoff bestehen, welcher eine ausreichend wirksame Wärmeleitfähigkeit gewährleistet.The thermally conductive mass within the jacket of the immersion heater consists in an advantageous manner of one of the provided Temperature solid and inert substance. You can expediently made of natural graphite in powder form or from a metal powder, in particular aluminum, or copper powder or an equivalent substance, which a sufficiently effective thermal conductivity guaranteed.
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Die gemäß der Erfindung vorgesehene Temperatur-Begrenzungsvorrichtung kann umkehrbar, aber auch vorzugsweise nicht umkehrbar sein, d.h., daß die letztere Ausgestaltung eine endτ gültige Unterbrechung der Stromspeisung der Heizelemente beim Erreichen der vorgewählten Temperatur hervorruft. Dazu kann eine Schmelzsicherung bekannter Art vorgesehen werden, in die z.B. in Wachs oder eine andere feste Masse ein Kontakt oder ein Bimetallstreifen und eine ähnliche Einrichtung eingebettet wird, die bei einer bestimmten Temperatur flüssig wird und so eine Trennung bewirkt.The temperature limiting device provided according to the invention can be reversible, but also preferably non-reversible, i.e. that the latter embodiment has an endτ causes a valid interruption of the power supply to the heating elements when the preselected temperature is reached. In addition a fuse of a known type can be provided, in which a contact is made e.g. in wax or another solid mass or a bimetallic strip and similar device is embedded, which is liquid at a certain temperature and so causes a separation.
Der Einbau der Temperatur-Begrenzungsvorrichtung in der Stromspeiseleitung der Heizelemente kann von jedem Techniker auf einfache Weise vorgenommen werden und die Unterbrechung kann je nach Anschlußleistung direkt oder indirekt erreicht werden.The installation of the temperature limiting device in the power feed line of the heating elements can be carried out by any technician can be made easily and the interruption can be achieved directly or indirectly depending on the connection load.
Gemäß einer anderen Besonderheit der Erfindung ist der Mantel, in dem sich die Heizelemente, die Temperatur-Begrenzungsvorrichtung und gegebenenfalls die wärmeleitende Masse, in welcher diese Elemente eingebettet sind, befinden, dicht mit einem Anschlußkasten verbunden. Dieser bildet den Kopf des Tauchsieders und kann jede gewünschte Form annehmen. Er ist zweckmäßigerweise mit Befestigungsmitteln des Tauchsieders auf dem Behälter, in dem sich das zu erwärmende Medium (bzw. Flüssigkeit) befindet, versehen.According to another special feature of the invention, the jacket, in which the heating elements, the temperature-limiting device and optionally the heat-conducting mass, are in which these elements are embedded, are located, tightly connected to a junction box. This forms the head of the immersion heater and can take any desired shape. It is expediently with fastening means of the immersion heater on the Container in which the medium (or liquid) to be heated is located.
Die Kombination der Heizelemente und der Temperatur-Begrenzungsvorrichtung innerhalb des Mantels, insbesondere in einer wärmeleitenden Masse, in welcher diese Elemente eingebettet sind, gestattet die Herstellung eines Tauchsieders, der z.B. für Anwendungen in der chemischen bzw. petrochemisehen Industrie, wobei die Temperaturen wegen der Gefahren einer Selbstentzündung gewisser Produkte bestimmte Werte nicht übersteigen dUrfen, in vorteilhafter Weise geeignet ist. Der gemäßThe combination of the heating elements and the temperature-limiting device within the jacket, in particular in one thermally conductive mass, in which these elements are embedded, allows the manufacture of an immersion heater, e.g. for applications in the chemical or petrochemical industry, whereby the temperatures must not exceed certain values because of the danger of self-ignition of certain products, is advantageously suitable. According to
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der Erfindung ausgebildete Tauchsieder gibt die nötige Sicherheit, in dem er sicher eine Überschreitung der zu beachtenden Maximaltemperaturen verhindert. Durch die Kombination der vorgenannten Elemente mit einem explosionssicheren Anschlußkasten wird außerdem ein Tauchsieder gebildet, welcher in gefährdeten Umgebungen oder Bereichen, wie sie bereits genannt wurden, verwendet werden kann.The immersion heater designed according to the invention provides the necessary security by reliably preventing the maximum temperatures to be observed from being exceeded. By combining the aforementioned elements with an explosion-proof junction box is also an immersion heater is formed, which in endangered environments or areas, as they have already been mentioned, can be used.
Es gibt verschiedene handelsübliche Vorrichtungen für die Unterbrechung des Stromkreises bei verschiedenen Temperaturen, insbesondere Temperatur-Begrenzungsvorrichtungen der Art "Schmelzsicherung", welche angesichts der verschiedenen Zusammensetzungen des Schmelzstoffes die Unterbrechung bei den vorgeschriebenen Temperaturen gewährleisten. Somit ist die Möglichkeit vorhanden, Tauchsieder herzustellen, die in jedem vorliegenden Fall für die sicherheitshalber nicht zu überschreitende Temperatur leicht ausgelegt werden können.There are several commercially available devices for breaking the circuit at different temperatures, in particular temperature-limiting devices of the "fuse" type, which, in view of the different compositions of the melting material, prevent the interruption in the ensure the prescribed temperatures. So the There is a possibility of producing immersion heaters, which in each case can easily be designed for the temperature that is not to be exceeded for safety's sake.
In der Zeichnung, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, ist ein AusfUhrungsbeiapiel des gemäß der Erfindung auegebildeten Tauchsieders dargestellt und im einzelnen beschrieben. Hierbei zeigt:In the drawing, which does not claim to be complete, is an embodiment example according to the invention auegebilden immersion heater shown and described in detail. Here shows:
nach Fig. 1 gemäß der Linie II-II, undaccording to Fig. 1 along the line II-II, and
Fig. 3 und 4 Schaltschemen, die Einbaumöglichkeiten der Temperatur-Begrenzungsvorrichtung im Stromkreislauf der Heizelemente des Tauchsieders verdeutlichen.3 and 4 are circuit diagrams which illustrate the installation options for the temperature limiting device in the circuit of the heating elements of the immersion heater.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Tauchsieder besteht aus einem länglichen Metallmantel 1, welcher mit einem Befestigungeflansch 2 fest, z.B. durch Schweißung, verbunden ist.The immersion heater shown in Figs. 1 and 2 consists of an elongated metal jacket 1 which is fixedly connected to a fastening flange 2, for example by welding.
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Der Flansch 2 dient auf bekannte Weise zur Montage des Tauchsieders auf oder an der Wandung eines geschlossenen Behälters, in dem sich die zu erwärmende Flüssigkeit bzw. das zu erwärmende Medium befindet, oder auf einem ähnlichen Träger. Heizelemente (Widerstände) 3, die eine wohlbekannte Ausgestaltung aufweisen, sind innerhalb des länglichen Metallmantels 1 mit einem gewissen Abstand zu diesem angeordnet. Die Schenkel dieser U-förmigen Heizelemente 3 gehen durch einen Verschlußstopfen als Halterung 4 und ihre Endstücke sind mit Kabelschuhen oder Anschlußklemmen 5 in einem Anschlußkasten 6 versehen. Der Anschlußkasten 6 ist ebenfalls fest, z.B. durch Schweißen, mit dem Befestigungsflansch 2 verbunden.The flange 2 is used in a known manner to assemble the immersion heater on or on the wall of a closed container in which the liquid to be heated or the liquid to be heated Medium or on a similar medium. Heating elements (resistors) 3, which are a well-known design have, are arranged within the elongated metal shell 1 at a certain distance from this. the Legs of these U-shaped heating elements 3 go through one Sealing plugs as a holder 4 and their end pieces are with cable lugs or terminals 5 in a connection box 6 provided. The junction box 6 is also firmly connected to the fastening flange 2, for example by welding.
Eine Temperatur-Begrenzungsvorrichtung 7, ebenfalls längsförmig ausgebildet, erstreckt sich, wie in Fig. 1 gezeigt, innerhalb des Metallmantels 1 in dessen Achsrichtung und zwischen den U-förmigen Heizelementen 3. Die Begrenzungsvorrichtung 7 kann z.B. durch eine handelsübliche Schmelzsicherung gebildet sein, welche für eine bestimmte, vom Tauchsieder nicht zu überschreitende Temperatur geeicht ist. Die Temperatur-Begrenzungsvorrichtung 7 ist ebenfalls z.T. im Anschlußka-^en 6 angeordnet und besitzt einen Anschlußkopf 8, dessen Klemmen einerseits mit der Zuleitung und andererseits mit den entsprechenden Heizelementen 3 durch Leiter 9 und 10 verbunden sind, so daß die Temperatürbegrenzungsvorrichtung 7 im Stromkreislauf der Heizelemente eingebaut ist. Die Pos. 11 in Fig. 1 zeigt die Stromzuführung des Tauchsieders, welche im Anschlußkasten 6 mittels einer Stopfbüchse 12 eingeführt wird.A temperature-limiting device 7, also of longitudinal design, extends, as shown in FIG. 1, within the metal jacket 1 in its axial direction and between the U-shaped heating elements 3. The limiting device 7 can be, for example, a commercially available fuse be formed, which is calibrated for a certain temperature not to be exceeded by the immersion heater. The temperature-limiting device 7 is also partly arranged in the connection box 6 and has a connection head 8, its terminals on the one hand with the supply line and on the other hand with the corresponding heating elements 3 through Conductors 9 and 10 are connected so that the temperature limiting device 7 is installed in the circuit of the heating elements. The pos. 11 in Fig. 1 shows the power supply of the immersion heater, which in the connection box 6 by means a stuffing box 12 is inserted.
Eine gut wärmeleitende Pulvermasse 13 füllt das Innere des Metallmantels 1 des Tauchsieders. Diese Masse kann z.B. aus Graphitpulver oder auch einem anderen Metallpulver bestehen. Dieses Füllpulver kann im Metallmantel 1 des TauchsiedersA highly thermally conductive powder mass 13 fills the interior of the metal jacket 1 of the immersion heater. This mass can consist, for example, of graphite powder or another metal powder. This filling powder can be in the metal jacket 1 of the immersion heater
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durch ein Loch in dem Mantel eingeführt werden, das danach mittels eines Gewindestopfens 14 oder durch Schweißung geschlossen wird.be inserted through a hole in the jacket, which is afterwards is closed by means of a threaded plug 14 or by welding.
Die Arbeitsweise des Tauchsieders mit Temperaturbegrenzunc* ist aus der vorstehenden Beschreibung leicht verständlich. Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsart ist die Temperaturbegrenzungsvorrichtung 7 direkt in Serie mit den Heizelementen 3 geschaltet, wie dies schematisch in Fig. 3 dargestellt ist.The mode of operation of the immersion heater with temperature limitation * can be easily understood from the above description. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is the temperature limiting device 7 is connected directly in series with the heating elements 3, as shown schematically in FIG Fig. 3 is shown.
Wenn der Tauchsieder zur Erwärmung eines in einem Behälter befindlichen Mediums bzw. einer Flüssigkeit im Betrieb ist, steigt durch die Heizelemente seine Temperatur. Die von diesen ausgestrahlte Wärme wird nach außen durch die Füllmasse 13 des Mantels 1 und den Mantel selbst übertragen, während die Temperatur-Begrenzungsvorrichtung 7 durch direkte Wärmeleitung in der Füllmasse 13 erwärmt wird.If the immersion heater is in operation to heat a medium or liquid in a container, its temperature rises due to the heating elements. The heat radiated by these is to the outside through the filling compound 13 of the jacket 1 and the jacket itself transferred, while the temperature limiting device 7 by direct Heat conduction in the filling compound 13 is heated.
Wenn die Temperatur derart steigt, daß diese den vorbestimmten maximal zulässigen Wert, z.B. hinsichtlich der Selbstentzündungseigenschaften des zu erwärmenden Mediums zu überschreiten droht, tritt die Temperatur-Begrenzungsvorrichtung 7 in Funktion. Durch Unterbrechung des Stromkreislaufs, in dem diese eingebaut ist, z.B. infolge der Schmelzung des wachsartigen Stoffes in ihrem Inneren, werden die in dieser Vorrichtung vorgesehenen Kontakte getrennt. Somit ist der Kreislauf der Heizelemente 3 geöffnet - wie die Fig. 3 zeigt und der Tauchsieder ist abgeschaltet, um jeglichen Unfall zu vermeiden.When the temperature rises to such an extent that it reaches the predetermined maximum allowable value, e.g. the medium to be heated threatens to exceed, the temperature limiting device occurs 7 in function. By breaking the circuit, in which this is built in, e.g. as a result of the melting of the waxy substance inside, the Device provided contacts separated. Thus, the circuit of the heating elements 3 is open - as FIG. 3 shows and the immersion heater is switched off to avoid any accident.
In diesem Fall erfolgt die Unterbrechung in nicht umkehrbarer Weise.In this case the interruption is irreversible.
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In Fig. 4 ist eine Bauweise schematisch dargestellt, welche u.a., wenn die Leistung der Heizelemente 3 verhältnismäßig groß ist und die Temperatur-Begrenzungsvorrichtung 7 nicht in der Lage wäre, die gesamte Leistung zu übertragen, vorgesehen wird.In Fig. 4 a construction is shown schematically, which, inter alia, when the output of the heating elements 3 is relatively is large and the temperature limiting device 7 would not be able to transmit all of the power is provided.
In diesem Fall wird die Begrenzungsvorrichtung 7 in einem Steuerkreis 15 angeordnet. Der Steuerkreis 15 enthält hierbei eine Relaisspule 16, welche in Ruhestellung einen Schutzkontakt 17 geschlossen hält. Der Schutzkontakt 17 ist im Stromkreislauf der Heizelemente 3 eingebaut. Es ist leicht verständlich, daß bei Öffnung der Temperatur-Begrenzungsvorrichtung 7 bei Erreichen der maximal zulässigen Temperatur der Steuerkreis ebenfalls unterbrochen und die Spule 16 stromlos wird. Der Schutzkontakt 17 öffnet und unterbricht nämlich den Stromkreis der Heizelemente 3.In this case, the limiting device 7 is arranged in a control circuit 15. The control circuit 15 here contains a relay coil 16, which in the rest position a Protective contact 17 keeps closed. The protective contact 17 is installed in the circuit of the heating elements 3. It is It is easy to understand that when the temperature-limiting device 7 is opened, when the maximum permissible value is reached Temperature, the control circuit is also interrupted and the coil 16 is de-energized. The protective contact 17 opens and namely interrupts the circuit of the heating elements 3.
Änderungen können im Rahmen der hier beschriebenen Ausführungsarten und im Bereich der technischen Gleichwertigkeiten, ohne daß dadurch die Erfindung berührt wird, vorgenommen werden.Changes can be made within the scope of the types of execution described here and in the area of technical equivalencies, without affecting the invention.
A 1953 e-i 28. Juli 19t7A 1953 e-i July 28th 19t7
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