DE2918144A1

DE2918144A1 - Waermeisoliertes einzelrohr, rohrbuendel oder rohrbuendelkabel

Info

Publication number: DE2918144A1
Application number: DE19792918144
Authority: DE
Inventors: Hansjuergen Dipl Phy Schwartze
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1979-05-05
Filing date: 1979-05-05
Publication date: 1980-11-13
Also published as: DE2918144C2

Description

Wänneisoliertes Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel
Die Erfindung bezieht sich auf wärmeisolierte Einzelrohre, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel, bei denen zwischen der äußeren Wärmedämmschicht und dem zu temperierenden Einzelrohr oder Rohrbündel sowie auch innerhalb desselben ein oder mehrere Heizrohre, elektrische Heizleiter oder Heizbänder angeordnet sind.
Beispielsweise sind in der chemischen Industrie schon seit längerer Zeit Rohrleitungen bzw. Rohrleitungssysteme im Einsatz, die dem temperierbaren Medientransport dienen. Solche, auch als Analysen leitungen bekannten Rohrleitungen weisen eine Isolierung z. B. aus einer Glasfaser- oder Thermovlies-Bandbewicklung oder aus einem geschäumten Material über dem Einzelrohr bzw.
über dem aus Einzelrohren bestehenden Bündel auf, die die Aufgabe übernimmt, die Temperaturverluste gegenüber der äußeren Umgebung in Grenzen zu halten.
Insbesondere über längere Strecken reicht die beschriebene Isolierung im allgemeinen allein jedoch nicht aus, die Temperatur des zu transportierenden Mediums von der Aufnahme bis zur Abgabe konstant zu halten. Da dies aber in vielen Fällen eine unbedingte Forderung für den Transport solcher medien ist, die bei Temperaturänderung sonst ihren aggregatzustand ändern, hat sich die Beheizung oder Kühlung von Rohren oder Kohrsystemen (Rohrbündelka#el) bereits allgemein durchgesetzt.
Die Beheizung oder auch Kühlung kann z. B. durch ein oder mehrere zusätzlich mitgeführte Rohre erfolgen, die durch ein entsprechendes Heiz- oder Kühlmedien für die Temperierung sorgen Die Beheizung kann aber auch auf elektrischem Wege erfolgen, indem entsprechende Heizleiter oder Heizbänder mitgeführt werden, oder auch dadurch, daß die Rohrleitung oder das Rohrleitungssystem mit solchen Heizwicklungen umgeben ist. Durch eine darüber befindliche geeignete Wärmedämmschicht als Isolierung wird verhindert, daß die Wärme ungenutzt nach außen gelangt.
Schwierigkeiten treten bei den bekannten Anordnungen jedoch insofern auf, als die Verteilung der z. B. von den Heizbändern oder Heizrohren ausgehende Wärmemenge über den Umfang des zu temperierenden Einzelrohres oder über die gesamte Seele des Rohrbündels ungleichmäßig ist und nicht voll genutzt wird. Dieser Effekt tritt insbesondere bei Erwärmung von Medien führenden Kunststoffrohren auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, die für eine Verbesserung der Wärme- oder Kälteverteilung im Produkt bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades sorgt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Heizrohre, Heizleiter oder Heizbänder gemeinsam mit dem das zu temperierende Medium führende Einzelrohr oder Rohrbündel von einer Umhüllung aus wärmeleitendem Material umgeben sind.
Eine solche Umhüllung z. B. mit einem Band aus Kupfer, Aluminium oder Edelstahl entsprechender Wandstärke führt zu einer wesentlich gleichmäßigeren Wärmeverteilung und günstigeren Wärmenutzung. Lokale Bereiche mit zu hoher Temperatur und solche, die z. B. unterhalb der erforderlichen Betriebstemperatur der zu transportierenden Medien liegen, können weitgehend vermieden werden. Die Bänder bewirken zugleich eine bessere Wärmeausnutzung, so daß nicht nur Energie gespart wird, sondern auch z. B. billigere Heiz- Ränder kleinerer Leistung eingesetzt werden können.
Das iletallband kann wendelförmig auf die Seele eines Rohrleitungssystems oder auf die Seele eines beheizten Rohrleitun#ssystems oder auf eine Heizleiter- bzw. Heizbandro1rkolbination aufgebracht werden. Die andatzn können dabei auf Stoß oder auch mit Lücke aufgewickelt sein offene endel), so daß mit der Ausbildung der Umnüllung, etwa durch Wahl einer geeigneten Spaltbreite zwischen den Bandkanten, eine Steuerung der zu übertragenden Wärmemenge in bestimmten Grenzen möglich ist. Den gleichen Zweck kann z.d.
auch ein Metallband dienen, das perforiert ist.
Desgleichen kann es zu demselben Zweck oft vorteilhaft sein, wenn in ,'eiterführung des Erfindungsgedankens die Umhüllung aus einem längseinlaufenden, zum Rohr geformten Metallband besteht. Auch hier können die P>andkanten einen Spalt bilden, der je nach Aufbau des Ubertragungssystems und der räumlichen Anordnung des Heizleiters in diesem System unterschiedlich breit ausgeführt sein kann. Diese Wirkung kann ebenfalls mit einer Umhüllung aus einem mehr oder weniger offenen oder geschlossenen Geflecht oder einem perforierten 3and bewirkt werden.
Neben einer durch die Erfindung erzielbaren günstigeren Wärmeverteilung und Konzentrierung ergibt sich ein weiterer Vorteil dadurch, daß die Metall-Umhüllung zugleich als elektrischer Schutzleiter mit verwendet werden kann. Dies ist insbesondere beim Einsatz von temperierbaren Leitungsrohren oder Rohrbündelkabeln in explosionsgefährdeten Betrieben von Bedeutung, soweit die Beheizung elektrisch erfolgt. Erfindungsgemäß kann hierbei die metallische Umhüllung in Verbindung mit einem bei laufenden Schutzleiter zur Stromabschaltung im Falle der Kabelbeschädigung herangezogen werden.
Zu diesem Zweck dient in Weiterführung des Erfindungsgedankens ein blanker Schutzleiter, der in Längsrichtung weitergeführt ist und dabei in elektrisch leitfähigem Kontakt mit der Metall-Umhüllung steht. Besteht die Umhüllung z. B. aus zwei offenen Metallband-Wendeln, von denen sich die eine in der Wendel-Lücke der anderen befindet, so kann der längseinlaufende Schutzleiter aus Massiv-Draht oder Litze abwechselnd oberhalb des einen und unterhalb des anderen Bandes verlaufen. Damit ist eine besonders sichere Kontaktgabe zwischen dem Anschlußleiter und der Umhüllung gewährleistet.
Werden in Durchführung des Erfindungsgedankens elektrische Heizbänder verwendet, dann wird man vorteilhaft die bekannten Ausführungen verwenden, bei denen zwischen dem Hin- und dem Rückleiter sich ein halbleitender Steg befindet, der die gewünschte Wärme erzeugt und sich aufgrund seiner eigenen W i derstandscharakteri st i k hinsichtlich Strornaufnahme und 'vlänneabgabe selbst reguliert.
Die Erfindung sei anhand der in den Figuren 1 eis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Fig. 1 ist eine wärmeisolierte Ronrleitung mit elektrischem Heizband dargestellt, wie sie als einadrige Analysenleitung z. B. in chemischen llerken Anwendung finden kann. Sie besteht aus dem Rohr 1, etwa aus Edelstahl oder Teflon, für den Vedientranspot, dem Heizband 2, der Wärmedämmbewicklung aus Glasseide 3 und/oder mehrlagigem Thermovliesstoff aus z. B. Kunststoffasern 4 und schließlich, wie bei Elektrokabeln üblich, aus dem Außenmantel 5, z. B. aus einem flammwidrigen, thermisch hochstabilisierten PVC oder aus modifiziertem Polyäthylen hoher Dichte oder aus Polychloropren, Polyurethan oder dergl.
Zur gleichmäßigen Temperierung des im Rohr 1 fließenden mediums befindet sich über dem Rohr 1 und dem Heizleiter 2 ein wendelförmig gewickeltes Metallband 6. Dies bewirkt, daß iiunmehr die Wärmeübertragung nicht mehr im wesentlichen über die begrenzte Berührungsfläche des Heizbandes mit der Rohrwandung erfolgt, sondern durch die metallische'in Kontakt mit dem Heizband 2 und dem Rohr 1 stehende ketallumhüllung weitgehend gleichmäßig und intensiver über den gesamten Umfang geschieht.
Abweichend hiervon ist in Fig. 2 eine Ausführungsmöglichkeit als Kabel angegeben, bei der zwei Einzelrohre entweder parallel verlaufend oder miteinander verseilt zusammengefaßt sind. Eines dieser Rohre kann zur Heizung des anderen benutzt werden. Die Rohre können wiederum aus Metall bestehen. Sie können aber auch aus einem Kunststoff hergestellt sein.
Im vorliegenden Beispiel sind die beiden Rohre parallel nebeneinander geführt. Das zu temperierende Rohr 7 ist aus Polytetrafluoräthylen (Teflon) und das Heizrohr 8 aus Edelstahl hergestellt. Um die gleichmäßige allseitige und optimale Wärmeübertragung von Rohr 8 auf das Kohr 7 zu gewährleisten, ist die metallische Umhüllung 9 in Form eines wendelförmig umlegten Metallbandes vorgesehen. Ein enger, an Übertragungsverlusten armer Kontakt ist damit zwischen dem temperierenden und dem temperierten Rohr sichergestellt.
Im weiteren Schichtenaufbau folgt eine Thermovliesbewicklung 10 und darüber ein Kunststoff-Außenmantel 11.
Die Fig. 3 zeigt eine Rohrbündelkabelausführung, bei der z. B. inmitten des Bündels ein temperierfähige Medien führendes Kupferrohr 12 angeordnet ist. Dies kann mit Vorteil auch aus einem elektrischen Heizleiter oder Heizband bestehen. Die hierüber angeordneten Rohre 13 können aus Kunststoff oder auch aus Metall bestehen. Rohre aus Polytetrafluoräthylen dienen z. B.
zum Hindurchleiten aggressiver Medien. über dem Bündel sind wiederum Metallbandwickel 14 zur Vergleichmäßigung und Verbesserung der Wärmeübertragung auf die einzelnen Röhrchen vorgesehen. Gleichzeitig ist der Zusammenhalt des Bündels gewährleistet. Die Wärmedämmbewicklung ist mit 15 und der widerstandsfähige Außenmantel mit 16 bezeichnet.
Die Wirkung der gemäß Fig. 1 bis 3 verwendeten metallischen Umhüllung ist an einem Beispiel in Fig. 4 erläutert.
Hierbeiistineinem Diagramm in Abhängigkeit von der Temperatur der äußeren Kabel umgebung der Temperaturverlauf in den zu temperierenden Rohren dargestellt, und zwar im Falle a) der Temperaturverlauf und Streubereich bei einer Ausführung ohne Metallband-Umhüllung und im Falle b) der Temperaturverlauf und Streubereich bei einer Ausführung mit Metallband-Umhüllung. Als Ausführung war gewählt ein temperierbares Rohrbündelkabel mit selbstregulierendem Elektroheizband, Teflon-Rohren, Aluminiumbandumhüllung, Thermovlies-Isolierung und PVC-Außenmantel.

Claims

Patentansprüche 3 ilärmeisoliertes Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel, bei denen zwischen der äußeren Wärmedämmschicht und dem zu temperierenden Rohr oder Rohrbündel sowie auch innerhalb desselben ein oder mehrere Heizrohre, elektrische Heizleiter oder Heizbänder angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Heizrohre, Heizleiter oder Heizbänder gemeinsam mit dem das zu temperierende Medium führenden Einzelrohr oder dem Rohrbündel von einer Umhüllung aus wärmeleitendem Material umgeben sind.
2. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem wendelförmig gewickelten Metallband besteht.
3. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband auf Stoß gewickelt ist.
4, Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband auf Lücke gewickelt ist.
5. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Umhüllung aus einem längseinlaufenden, zum Rohr geformten Metallband besteht.
6. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband perforiert ist.
7. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 1,- dadurchgekennzeichnet, daß die Umhüllung aus einem metallischen Geflecht besteht.
8. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung gleichzeitig als elektrischer Schutzleiter dient.
9. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel, mit einer Abschirmung über den elektrischen Heizbändern, insbesondere für explosionsgefährdete Anlagen, nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung durch einen längsverlaufenden, in elektrischem Kontakt mit der metallischen Umhüllung stehenden gesonderten blanken Leiter gebildet ist.
10. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung aus zwei offenen Metallband-Wendeln besteht.
11. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 9 und 10, bei dem sich die eine Wendel in der Wendel lücke der anderen befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der blanke Leiter, Massivdraht oder Litze, abwechselnd oberhalb des einen und unterhalb des anderen Bandes verläuft.
12. Einzelrohr, Rohrbündel oder Rohrbündelkabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Heizbänder sog. selbstregulierende Bänder mit zwischen dem Hin- und Rückleiter befindlichem halbleitenden Steg verwendet sind.