DE2939766C2

DE2939766C2 - Device for temperature control of heat carriers

Info

Publication number: DE2939766C2
Application number: DE19792939766
Authority: DE
Inventors: Rudolf 6050 Offenbach Hagedorn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-01
Filing date: 1979-10-01
Publication date: 1981-07-30
Also published as: FR2466734A1; DE2939766B1; FR2466734B3; GB2062836A

Description

Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The application relates to a device according to the preamble of claim 1.

Für die Kunststoffverarbeitung, beim Metalldruckgußverfahren, zur Durchführung chemischer Prozesse und für die Verfahrenstechnik werden Heiz- und Kühlaggregate benötigt, die meist als Temperiergeräte bezeichnet werden und die Aufgabe haben, Verbraucher wie Maschinen, Werkzeuge, Autoklaven, Behälter, Gußformen und dergl. auf die für den Verarbeitungsbzw. Verfahrensprozeß erforderliche Temperatur aufzuheizen und diese Temperatur konstant zu halten.For plastics processing, metal die casting, for performing chemical processes and for process engineering, heating and cooling units are required, mostly as temperature control units and have the task of supplying consumers such as machines, tools, autoclaves, containers, Casting molds and the like. On the processing or. Process process to heat up the required temperature and to keep this temperature constant.

Hierbei ist nach dem Aufheizen, je nach Prozeßablauf, weitere Wärme zuzuführen, z. B. wegen dauernder Wärmeaufnahme des zu verarbeitenden Materials, wegen dauernder Abstrahlungsverluste oder wegen endothermer Reaktionen, bzw. Wärme abzuführen, z. B.Here is after heating, depending on the process, add more heat, z. B. because of permanent Heat absorption of the material to be processed, because of permanent radiation losses or because of endothermic reactions or dissipate heat, e.g. B.

wegen erforderlichen Entzugs von Schmelzwärme zwecks Erstarrung des Gießmaterials, wegen Abfuhr von Friktionswärme oder wegen exothermer Reaktionen. Bei Betriebsunterbrechung eines statischen Prozesses kann ebenso wie bei diskontinuierlichem Prozeßablauf die Heiz- und Kühlfunktion abwechselnd benötitgt werden.because of the necessary removal of heat of fusion for the purpose of solidification of the casting material, because of removal from frictional heat or due to exothermic reactions. When a static process is interrupted As with discontinuous processes, the heating and cooling function can alternate are required.

Die Wärmeübertragung erfolgt in den meisten Fällen mit flüssigen Medien, und zwar kommen zum Einsatz: Wasser drucklos bis 95°C, Druckwasser bis ca. 130°C, geeignete Mineralöle und synthetische Medien bis ca. 35O⁰C oder eutektische Salze für noch höhere Temperaturen.In most cases, the heat transfer takes place with liquid media, namely: water without pressure up to 95 ° C, pressurized water up to approx. 130 ° C, suitable mineral oils and synthetic media up to approx. 35O ⁰ C or eutectic salts for even higher temperatures .

Temperiergeräte für Warmwasser sind naturgemäßTemperature control devices for hot water are natural

weniger problematisch, obwohl auch an diese bestimmte Anforderungen bezüglich Regelgenauigkeit, Betriebssicherheit und Servicefreundlichkeit gestellt werden müssen. Temperiergeräte für höhere Betriebstemperaturen werden vorzugsweise mit öl betrieben, das brennbar ist, was besondere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich macht An Leckstellen austretendes ÖL das mit atmosphärischem Sauerstoff in Berührung kommt, ist leicht entzündbar, örtliche Überhitzung des Wärmeträgeröls mangels definierter Strömungsverhäl'nisse führt zura Cracken, d. h. die leicht siedenden Bestandteile des Öls spalten sich ab, und es entsteht ein gasförmiges, mit Benzindämpfen vergleichbares Explosionsgemisch. Auch darf heißes Wärmeträgeröl nicht der freien Atmosphäre ausgesetzt werden, da die Einwirkung von Luftsauerstoff zur Oxydation führt Hierbei kann der Zündpunkt des Öls soweit herabgesetzt werden, daß schon bei den üblichen Betriebstemperaturen Selbstentzündungen auftreten können.less problematic, although also to this particular one Requirements regarding control accuracy, operational safety and ease of servicing are made have to. Temperature control units for higher operating temperatures are preferably operated with oil, the is flammable, which requires special safety measures comes into contact with atmospheric oxygen is highly flammable, local overheating of the thermal oil due to a lack of defined flow conditions leads to cracking, d. H. the low-boiling components of the oil split off, and a gaseous explosion mixture comparable to gasoline vapors is created. Also, hot thermal oil must not be exposed to the open atmosphere, as the The effect of atmospheric oxygen leads to oxidation. The ignition point of the oil can be reduced to that extent that self-ignition can occur even at the usual operating temperatures.

Ein bekanntes Temperiergerät besteh» aus mäanderförmig angeordneten Heiz- und Kühlrohren, durch die der Wärmeträger mittels einer Umwälzpumpe gefördert wird. An das Rohrsystem und an die Pumpe wird ein Verbraucher angeschlossen, wobei die Pumpe den Wärmeträger zunächst dem Verbraucher zuführt Von dort gelangt der Wärmeträger in das zum Temperieren vorgesehene Rohrsystem und wird dann wieder in den Verbraucher gepumpt. In die einzelnen Rohre sind stirnseitig teils spiralförmig gewickelte Heizrohre oder Heizpatronen, teils Kühlmedium führende Rohrbündel eingeflanscht. Der Wärmeträger fließt über die Saugleitung zur Pumpe. In der Saugleitung ist ein Gasabscheider angeordnet, der mit einem Ausdehnungsgefäß verbunden ist. Unter dem Aggregat befindet sich eine Auffangwanne, in die bei einer eventuell auftretenden Leckage der Wärmeträger tropft. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß im Fall eines erforderlichen Austausches der Heiz- oder Kühleinsätze der Wärmeträger abgelassen und das System geöffnet werden muß.A well-known temperature control device consists of »meandering arranged heating and cooling pipes through which the heat transfer medium is conveyed by means of a circulation pump will. A consumer is connected to the pipe system and to the pump, the pump being the Heat transfer medium initially supplied to the consumer. From there, the heat transfer medium is fed into the temperature control unit provided pipe system and is then pumped back into the consumer. In the individual tubes are heating pipes or heating cartridges partly wound in a spiral shape, partly pipe bundles carrying cooling medium flanged in. The heat transfer medium flows through the suction line to the pump. There is a in the suction line Arranged gas separator, which is connected to an expansion vessel. Under the unit there is a collecting basin in which the heat transfer medium can be found in the event of a leak drips. This arrangement has the disadvantage that in the event of a necessary replacement of the heating or The heat transfer medium must be drained and the system must be opened.

Zur Vermeidung dieses Nachteils sind bei einem anderen bekannten Temperiergerät in die Mantelrohre des mäanderförmig angeordneten Rohrpakets Kernrohre eingeschweißt, wobei der Wärmeträger im Ringspalt zwischen den beiden Rohren strömt, so daß die Heiz- oder Kühleinsätze trocken ohne Ablassen des Wärmeträgers eingesetzt bzw. ausgetauscht werden können. Bei diesem Gerät saugt die Pumpe den Wärmeträgei aus dem Verbraucher und fördert ihn durch das Ringspaltsystem, so daß der gesamte Druck, der durch den dynamischen Widerstand des Verbrauchers entsteht, im Erhitzeraggregat wirkt. Im Fall eines Lecks an einer Schweißnaht würde dies zum Versprühen des Wärmeträgers führen, was bei öl in den meisten Fällen Selbstentzündung zur Folge hat. Das Ausdehnungsgefäß ist hierbei zugleich Sammelgefäß für den Anlageninhalt.To avoid this disadvantage, in another known temperature control device in the jacket pipes of the meandering tube package core tubes are welded, the heat transfer medium in the Annular gap flows between the two tubes, so that the heating or cooling inserts dry without draining the Heat transfer medium can be used or exchanged. With this device, the pump sucks the Heat transfer from the consumer and convey it through the annular gap system, so that the entire pressure, caused by the dynamic resistance of the consumer, acts in the heater unit. In the case of one Leaks at a weld would lead to the spray of the heat carrier, which is the case with oil in most In some cases causes spontaneous combustion. The expansion vessel is also the collecting vessel for the Plant content.

Die beiden bekannten Temperiergeräte sind mit separat angeordneten Umwälzpumpen ausgerüstet, die mit aufwendigen Dichtungen ausgestattet sein müssen. Eventuelle Leckmessungen an der Pumpenwelle müssen gefahrlos abgeleitet werden. Beide Geräte bestehen aus vielen Einzelteilen und deren Außenwände müssen absolut dicht sein und aus temperaturabhängigem Werkstoff bestehen. Alle Einzelteile sind aufwendig miteinander zu verbinden. Dir vorhandenen großen Abstrahlungsflächen führen zu entsprechenden Wärmeverlusten. Ferner sind die bekannten Geräte wegen der sicherheitstechnischen Belange aufwendig gebaut, beanspruchen viel Platz und sind in der Anschaffung teuer. Wegen der unvermeidlichen Wärmeverluste an den großen Isolierflächen sind die Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Betrieb nicht erfülltThe two known temperature control units are equipped with separately arranged circulating pumps that must be equipped with complex seals. Any leak measurements on the pump shaft must can be safely diverted. Both devices consist of many individual parts and their outer walls must be be absolutely tight and made of temperature-dependent material. All individual parts are complex to connect with each other. The existing large radiation surfaces lead to corresponding heat losses. Furthermore, the known devices are built in a complex manner because of the safety concerns lots of space and are expensive to buy. Because of the inevitable heat losses at the large insulating areas, the prerequisites for economic operation are not met

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die zum Temperieren erforderliche Kühl- und Heizeinrichtung in einem wärmeträgerdichten Behälter integriert sind, um eine Kompaktbauweise zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen als Vorlage- und Ausdehnungsgefäß für den zu temperierenden Wärmeträger dienenden, zylindrischen Behälter gelöst der in seiner Wand einen Strömungskanal für den Wärmeträger sowie getrennt vom Strömungskanal Hohlräume zur Aufnahme der Kühleinrichtung und der elektrischen Heizelemente zum Temperieren des im Strömungskanal fließenden Wärmeträgers aufweistThe invention is based on the object of creating a device in which the temperature control required cooling and heating device are integrated in a heat-transfer-tight container to a To enable compact design. This object is achieved according to the invention by a template and Expansion vessel for the temperature-controlled, cylindrical container used in its wall has a flow channel for the heat transfer medium and cavities separated from the flow channel to accommodate the cooling device and the electrical heating elements to control the temperature in the flow channel having flowing heat carrier

Die erfindungsgemäße Anordnung ist einfach im Aufbau, läßt sich leicht zusammensetzen und ist kostengünstig in der Herstellung. Sie benötigt wenig Platz und hat wegen ihrer zylindrischen Form die geringstmögliche Abstrahlungsoberfläche. Konstruktionsbedingt gibt es im gesamten System keine ausgesprochenen Verschleißteile. Eine Überlastung de>Heizkörper ist ebenso ausgeschlossen wie die Überhitzung des Wärmeträgers. Verschleiß an den Dichtungen der Pumpenwelle entfällt Ein einfaches druckgemindertes Gleitlager ersetzt die sonst übliche Gleitring- bzw. Packungsdichtung. Das Kühlsystem bleibt frei von Dampfstößen. Eine Dampfbildung beim Einsetzen der Kühlung wird genauso vermieden, wie eine zu große Temperaturabsenkung mit der Folge unerwünschter Regelschwankungen. Ein weiterer beachtlicher Vorteil ist die gute Reinigungsfähigkeit aller Kühlwasser führenden Teile, die ohne öffnung des Wärmeträgersystems zugängig sind. Die Wärmeisolation der kompakten Temperiereinheit ist einfach zu realisieren. Die alle Wärmeträger führenden Bauteile einschließende kreisrunde Bauform erlaubt die Verwendung zweier Halbschalen aus Isoliermaterial, deren Entfernung mit wenigen Handgriffen möglich ist. Danach können bei gefüllter Anlage die Heizkörper trocken nach oben herausgenommen werden. Die Kühlwasser führenden Teile können gereinigt werden ohne öffnen des Wärmeträger führenden Systems. Der Antriebsmotor für die Pumpe kann separat ausgetauscht, die Pumpe selbst nach oben herausgehoben werden, ohne daß der Behälter entleert werden muß. Meßfühler und eventuell ein Schwimmkörper für die Füllstandsüberwachung sind ebenfalls von oben zugänglich und austauschbar. Ein ganz wesentlicher Vorteil ist auch der Wegfall des Gasabscheiders und eines gesonderten Ausdehnungsgefäßes. The arrangement according to the invention is simple in construction, can be easily assembled and is inexpensive to manufacture. It takes up little space and, because of its cylindrical shape, has the smallest possible radiation surface. Due to the design, there are none in the entire system pronounced wear parts. Overloading the radiator is just as impossible as overheating of the heat transfer medium. Wear on the seals the pump shaft is omitted A simple pressure-reduced slide bearing replaces the otherwise usual slide ring or Packing seal. The cooling system remains free from bursts of steam. A build-up of steam when inserting the Cooling is avoided in the same way as an excessive temperature drop, which is undesirable as a result Control fluctuations. Another notable advantage is that all cooling water is easy to clean leading parts that are accessible without opening the heat transfer system. The thermal insulation of the compact The temperature control unit is easy to implement. The components containing all the heat transfer media are circular Design allows the use of two half-shells made of insulating material, their removal with is possible in a few simple steps. After that, when the system is full, the radiators can go up dry be taken out. The parts carrying the cooling water can be cleaned without opening the Heat carrier leading system. The drive motor for the pump can be replaced separately, the pump can be lifted upwards without the container having to be emptied. Probe and possibly a float for level monitoring are also accessible from above and can be replaced. A Another very important advantage is the elimination of the gas separator and a separate expansion vessel.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Behälter nach oben durch einen Deckel abgeschlossen ist, der Öffnungen zum Einsetzen der Heizelemente, der Kühlrohre und einer Tauchpumpe zum Fördern der temperierten Flüssigkeit besitzt, im Innern des Behälters können zur Bildung des die von unten einströmende Flüssigkeit (Wärmeträger) aufnehmenden Kanals eine weitere Wand mit geringem Abstand zur Behälterwand angeordnet und in dem Kanal eine wendeiförmige nacii oben führende Leitspirale eingesetzt sein. Der Kanal mit der wendeiförmigen Leitspirale kann unterhalb des Behälterdeckels im Abstand von diesem enden, damit die durch den Kanal strömende Flüssigkeit in den Innenraum des BehältersAn advantageous development of the invention is that the container up through a Cover is complete, the openings for inserting the heating elements, the cooling tubes and a submersible pump for conveying the temperature-controlled liquid, inside the container can be used to form the of below inflowing liquid (heat transfer medium) receiving channel another wall with little Arranged at a distance from the container wall and in the channel a helical nacii leading spiral guide at the top be used. The channel with the helical guide spiral can be located below the container lid in the Distance from this end so that the liquid flowing through the channel into the interior of the container

eintreten kann. Die Zuführungsleitung für die zu temperierende Flüssigkeit kann am Boden des Behälters in den Strömungskanal einmünden. Der runde Behälterdeckel kann in seinem Randbereich einen Schlitz aufweisen, an dem ein in das Behälterinnere hineinragendes Strömumgsblech vorgesehen ist, und der zum Einsetzen einer Rohrleitung mit parallel zueinander verlaufenden oind unten verschlossenen Kühlrohren dient. Die Rohre der Kühlrohranordnung können in einen Flansch eingesetzt sein. In die Kühlrohranordnung kann eine mit Zu- und Ablauf für die Flüssigkeit versehene Rohranordnung einsetzbar sein, deren ebenfalls parallel zueinander verlaufenden Rohre nach unten offen sind und einen kleineren Durchmesser als die Rohre der Kühlrohranordnung haben. Die in die Kühlrohre einsteckbaren Rohre können in einen Flansch eingesetzt und durch ein Verteilerrohr zusammengefaßt sein. Die Flansche der ineinandersteckbaren Rohranordnungen können so angeordnet und ausgebildet sein, daß sie einen Sammelkanal bilden, durch den die Kühlflüssigkeit nach außen abgeleitet werden kann. Auf der Außenseite der Behälterwand kann ein Material zur Aufnahme der elektrischen Heizelemente aufgesetzt sein, der an seiner Oberseite schlitzförmige öffnungen zum Einführen der Heizelemente aufweist. In den Mantel für die Heizelemente kann ein Reflektor eingesetzt sein. Am Behälterdeckel kann ein Entlüftungsrohr und ein Füllstandsmesser angebracht sein. Zum Ein- und Ausschalten des Kühl- und Heizsystems kann ein Temperaturregler vorgesehen sein. Am Behälterboden kann ein Rohr zum Füllen und Entleeren des Behälters vorgesehen sein. Der Behälter kann zur Vermeidung von Wärmeverlusten mit Isoliermaterial umhüllt sein.can occur. The feed line for the liquid to be tempered can be at the bottom of the container open into the flow channel. The round container lid can have a slot in its edge area have, on which a protruding into the container interior flow sheet is provided, and the for Insertion of a pipeline with cooling pipes that run parallel to one another and are closed at the bottom serves. The tubes of the cooling tube arrangement can be inserted into a flange. In the cooling pipe assembly a pipe arrangement provided with an inlet and outlet for the liquid can be used also pipes running parallel to one another are open at the bottom and have a smaller diameter than the tubes of the cooling tube assembly have. The tubes that can be inserted into the cooling tubes can be inserted into a Flange inserted and summarized by a manifold. The flanges of the nestable Pipe assemblies can be arranged and designed so that they form a collecting channel through the the coolant can be drained to the outside. A material can be used on the outside of the container wall be placed to accommodate the electrical heating elements, the slot-shaped on its top has openings for inserting the heating elements. A reflector can be placed in the jacket for the heating elements be used. A ventilation pipe and a level meter can be attached to the container lid. A temperature controller can be provided to switch the cooling and heating system on and off. At the At the bottom of the container, a tube can be provided for filling and emptying the container. The container can be used for To avoid heat loss, be encased with insulating material.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigenThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawing demonstrate

F i g. 1 und 2 bekannte Temperiergeräte,F i g. 1 and 2 known temperature control devices,

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, und zwar einen Längsschnitt durch eine Temperiervorrichtung. F i g. 3 shows an exemplary embodiment according to the invention, specifically a longitudinal section through a temperature control device.

Fig.4 den Behälter für die Wärmeträgerflüssigkeit mit Deckel im Längsschnitt,Fig. 4 the container for the heat transfer fluid with cover in longitudinal section,

F i g. 5 einen Draufblick auf den Deckel des Behälters nach F i g. 4,F i g. 5 shows a plan view of the lid of the container according to FIG. 4,

F i g. 6 einen Abschlußring für den Heizelementenmantel, F i g. 6 an end ring for the heating element jacket,

F i g. 7 einen Rohrheizkörper mit Halter,F i g. 7 a tubular heater with holder,

F i g. 8 einen Draufblick auf den Rohrheizkörper mit seinem Halter,F i g. 8 a plan view of the tubular heater with its holder,

F i g. 9 eine Seitenansicht einer Rohranordnung für die Kühleinrichtung,F i g. 9 is a side view of a pipe arrangement for the cooling device;

F i g. 10 einen Draufblick auf die Rohranordnung nach Fig. 9.F i g. 10 shows a plan view of the pipe arrangement according to FIG. 9.

F i g. 11 eine Seitenansicht einer in die Rohre nach F i g. 9 einsetzbaren Rohranordnung undF i g. 11 is a side view of one in the tubes according to FIG F i g. 9 usable pipe assembly and

F i g. 12 einen Draufblick auf die Rohranordnung nach Fig. 11.F i g. 12 shows a plan view of the pipe arrangement according to FIG. 11.

Die bekannten Temperieranordnungen nach F i g. 1 und 2 bestehen aus den mäanderförrnig angeordneten Rohren 1 bis 5, wobei in die Rohre 1 bis 4 Heizelemente 11 bis 14 und in das Rohr 5 eine Kühleinrichtung 15 eingesetzt sind. Die Umwälzpumpe 6 fördert die Wärmeträgerflüssigkeit durch den Verbraucher und die Rohre 1 bis 5. An die Pumpe 6 ist ein Gasabscheider 7 und ein Vorrats- und Ausdehnungsgefäß 8 für die Wärmeträgerflüssigkeit angeschlossen. Bei der Ausführungsform nach F1 g. 1 pumpt die Pumpe 6 die Wärmeträgerflüssigkeit zunächst durch den Verbraucher und anschließend durch die Rohre 1 bis 5 des Temperiergerätes, während bei der Ausführungsform nach F i g. 2 die Wärmeträgerflüssigkeit erst durch die Rohre 1 bis 5 des Temperiergerätes und anschließend durch den Verbraucher gepumpt wird. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß bei der Anordnung nach F i g. 1 die Wärmeträgerflüssigkeit abgelassen werden muß, wenn die Heizelemente 11 bis 14 oder die Kühleinrichtung 15 ausgetauscht werden sollen, was bei der Anordnung nach F i g. 2 nicht erforderlich ist, da hier in die Rohre 1 bis 5 zusätzliche Rohre 21 bis 25 für die Heizelemente 11 bis 14 und die Kühleinrichtung 15 eingesetzt sind, in die keine Wärmeträgerflüssigkeil eindringen kann.The known temperature control arrangements according to FIG. 1 and 2 consist of the meandering ones Pipes 1 to 5, with heating elements 11 to 14 in pipes 1 to 4 and a cooling device 15 in pipe 5 are used. The circulation pump 6 promotes the heat transfer fluid through the consumer and the Pipes 1 to 5. To the pump 6 is a gas separator 7 and a storage and expansion vessel 8 for the Heat transfer fluid connected. In the embodiment according to F1 g. 1 pumps the pump 6 the Heat transfer fluid initially through the consumer and then through pipes 1 to 5 of the Temperature control device, while in the embodiment according to F i g. 2 the heat transfer fluid only through the Pipes 1 to 5 of the temperature control unit and then pumped through the consumer. Another The difference is that in the arrangement according to FIG. 1 the heat transfer fluid can be drained must if the heating elements 11 to 14 or the cooling device 15 are to be replaced, which is at the arrangement according to FIG. 2 is not required, since here in the tubes 1 to 5 additional tubes 21 to 25 for the Heating elements 11 to 14 and the cooling device 15 are used, in which no heat transfer fluid wedge can penetrate.

Die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Behälter 30, auf den ein Deckel 31 aufgesetzt ist. Dieser Behälter dient gleichzeitig als Vorlage- und Ausdehnungsgefäß für die Wärmeflüssigkeit. Der freibleibende Raum im Behälterinneren ist so groß, daß er den Inhalt der Wärmeträgerflüssigkeit des Gesamtkreislaufes aufnehmen kann. Gleichzeitig entfällt damit ein sonst benötigtes, gesondertes Ausdehnungsgefäß. Auf die Behälterwand 32 ist in geringem Abstand eine weitere Wand 33 aufgesetzt, so daß ein Hohlraum entsteht, in den eine wendeiförmige Leitspirale 34 eingesetzt ist. Der wendelförmig nach oben führende Strömungskanal 35 mit der Leitspirale 34 ist im Bereich des Behälterbodens 36 an die Rücklaufleitung 37 des Verbrauchers angeschlossen und endet in einem geringen Abstand unter dem Deckel 31, so daß die durch den Strömungskanal 35 hindurchtretende Flüssigkeit in den Behälter 30 gelangen kann, wobei der zwangsgeführte Wärmeträger an der Wand 33 nach unten läuft.The in F i g. The device shown in FIG. 3 consists of a container 30 on which a lid 31 is placed. This container also serves as a reservoir and expansion vessel for the thermal fluid. Of the The space remaining free inside the container is so large that it contains the contents of the heat transfer fluid of the overall circuit can accommodate. At the same time, there is no need for a separate expansion vessel that would otherwise be required. A further wall 33 is placed on the container wall 32 at a small distance, so that a cavity arises, in which a helical guide spiral 34 is inserted. The one leading helically upwards The flow channel 35 with the guide spiral 34 is connected to the return line 37 of the tank bottom 36 in the region of the container bottom 36 Connected consumer and ends at a small distance under the cover 31, so that the through the flow channel 35 passing liquid can get into the container 30, the positively driven The heat transfer medium runs down on the wall 33.

An die Behälterwand 32 ist außen ein Mantel 38 angesetzt, der die an Haltern 39 angebrachten Heizelemente 40 (Fig.7 und 8) aufnimmt Zu diesem Zweck besitzt der Flanschring 41 des Mantels 38 mehrere Schlitze 42, durch welche die Heizelemente 40 hindurchgesteckt werden. In dem Mantel 38 befindet sich ein Reflektor 45, der dafür sorgt, daß die Wärme in Richtung auf die Behälterwand 32 abgestrahlt wird und die durch den Kanal 35 stömende Flüssigkeit erwärmtOn the outside of the container wall 32, a jacket 38 is attached, which is attached to the holders 39 The flange ring 41 of the jacket 38 accommodates heating elements 40 (FIGS. 7 and 8) for this purpose several slots 42 through which the heating elements 40 are inserted. In the jacket 38 is located a reflector 45, which ensures that the heat is radiated in the direction of the container wall 32 and the liquid flowing through the channel 35 is heated

Zur Aufnahme der Kühleinrichtung 46 ist am Rande des kreisförmigen Deckels 31 ein Schlitz 47 (Fig.5) vorgesehen. Am Deckel 31 ist ferner ein Strömungsblech 48 befestigt das nach unten am Behälterboden 36 eine Austrittsöffnung in das Innere des Behälters 30 besitzt. In die durch das Blech 48 gebildete Kammer 49 ragen die parallel zueinander verlaufenden und unten verschlossenen Rohre 50 der Rohrleitung 51 (Fig.9) hinein. Die Rohre 50 sind in ein Flanschstück 52 eingesetzt das auf dem Deckel 31 aufsitzt In die Rohre 50 sind die Rohre 55 einer zweiten Rohranordnung 56 nach F i g. 11 eingesetzt Die Rohre 55 sind nach unten offen und sind ebenfalls in ein Flanschstück 57 eingesetzt das auf Distanzstücken 58 und 59 aufruht Die Distanzstücke 58 und 59 liegen auf dem Flanschstück 52 der ersten Rohranordnung 51 auf und bilden einen Kanal 60 für die Kühlflüssigkeit Ein Rohrstutzen 61 am Flanschstück 57 dient der Kühlflüssigkeit als Abfluß. Am oberen Ende der Rohre 55 münden diese in ein rundes Rohrstück 65 mit Rohrstutzen 66, der als Zufluß für die Kühlflüssigkeit dient Vor dem Rohrstutzen 66 ist ein vom Temperaturregler 67 gesteuertes Magnetventil 68 angeordnet Die Kühleinrichtung 46 ist ebenfalls in umittelbarer Nähe des Srömungskanals 35 angeordnet Die aus diesemTo accommodate the cooling device 46 there is a slot 47 on the edge of the circular cover 31 (FIG. 5) intended. A flow plate 48 is also attached to the cover 31 and is attached to the bottom 36 of the container has an outlet opening into the interior of the container 30. Into the chamber 49 formed by the sheet metal 48 the pipes 50 of the pipeline 51, which run parallel to one another and are closed at the bottom, protrude (Fig. 9) into it. The tubes 50 are in a flange piece 52 inserted that rests on the cover 31. The tubes 55 of a second tube arrangement 56 are in the tubes 50 according to FIG. 11 inserted The tubes 55 are open at the bottom and are also in a flange piece 57 used that rests on spacers 58 and 59 The spacers 58 and 59 are on the Flange piece 52 of the first pipe arrangement 51 and form a channel 60 for the cooling liquid The pipe socket 61 on the flange piece 57 serves as a drain for the cooling liquid. At the top of the tubes 55 these open into a round pipe section 65 with pipe socket 66, which acts as an inflow for the cooling liquid A solenoid valve 68 controlled by the temperature controller 67 is arranged in front of the pipe socket 66 The cooling device 46 is also arranged in the immediate vicinity of the flow channel 35 from this

Kanal oben austretende Wärmeträgerflüssigkeit läuft in der Kammer 49 an den Rohren 50 entlang, bevor sie in den Behälter 30 eintrittThe heat transfer fluid exiting the top of the channel runs in the chamber 49 along the tubes 50 before it enters the container 30 enters

In dem Deckel 31 ist eine Mittelbohrung 70 (F i g. 5) vorgesehen, durch die eine Tauchpumpe 71 mit Elektromotor 72 in den Behälter 30 hineinragt, die zur Förderung der Wärmeträgerflüssigkeit durch das Rohr 73 zum Verbraucher dient Gegenüber einer sonst außen in der Rohrleitung angeordneten Pumpe entfallen dabei die Saugleitung und ein Gasabscheider. Weiterhin befindet sich am Deckel 31 ein Füllstandsmesser 74 mit Schwimmer 75. Am Rohr 73 ist der Temperaturregler 67 angebracht, der die Heizelemente 40 und die Kühleinrichtung 46 ein- oder ausschaltet, damit die im Behälter 30 befindliche Wärmeträgerflüssigkeit auf einer konstanten Temperatur gehalten wird. Ferner kann noch ein Entlüftungsrohr 76 am Deckel 31 befestigt sein.A central bore 70 (FIG. 5) is provided in the cover 31 through which a submersible pump 71 is connected Electric motor 72 protrudes into container 30, which is used to convey the heat transfer fluid through the pipe 73 to the consumer, compared to a pump that is otherwise arranged on the outside of the pipeline, is omitted the suction line and a gas separator. Furthermore, a level meter 74 is located on the cover 31 Float 75. The temperature controller 67 is attached to the pipe 73, which controls the heating elements 40 and the cooling device 46 switches on or off so that the heat transfer fluid in the container 30 is at a constant Temperature is maintained. Furthermore, a ventilation pipe 76 can also be attached to the cover 31.

Am Boden 36 des Behälters 30 ist ein Rohr 77 zum Entleeren und Füllen des Behälters mit Wärmeträgerflüssigkeit vorgesehen. Die Füllöffnung 78 befindet sich an einem Rohrstutzen 79 und kann durch ein Ventil 80 abgesperrt werden. Standfüße 85 am Boden 36 tragen den Behälter 30. Um den Behälter 30 ist ein Mantel 86 aus Isoliermaterial gelegtAt the bottom 36 of the container 30 is a tube 77 for emptying and filling the container with heat transfer fluid intended. The filling opening 78 is located on a pipe socket 79 and can be opened through a valve 80 be locked. Feet 85 on the floor 36 support the container 30. A jacket 86 is around the container 30 laid out of insulating material

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: In die Füllöffnung 78 wird die Wärmeträgerflüssigkeit eingefüllt bis die vorgeschriebene Füllmenge im Behälter 30 ist Die Tauchpumpe 71 wird eingeschaltet und die Flüssigkeit aus dem Behälter 30 in die zum Verbraucher führende Leitung 73 gepumpt Als Verbraucher kommen Maschinen, Werkzeuge, Formen, Autoklaven und dergl. in Betracht Mit den eingeschalteten Heizelementen 40 wird der Wärmeträger auf die erforderliche Arbeitstemperatur gebracht. Die durch ein wegen Füllung und Volumenausdehnung bedingtes Ansteigen des Füllstandsspiegels verdrängte Luft entweicht durch das Entlüftungsrohr 76 ins Freie. Sie führt über eine Kühlstrecke zunächst nach oben, so daß leichtflüchtige Bestandteile des Wärmeträgermediums kondensieren und im System bleiben, und dann nach unten, so daß eine schädliche Sauerstoffzufuhr zum heißen Wärmeträger verhindert wird, weil kältere Luft nicht nach oben steigt. Nachdem die Flüssigkeit durch den Verbraucher geströmt ist und dort Wärme aufgenommen oder abgegeben hat, gelangt sie in die Rücklaufleitung 37, von dort in den Kanal 35 mit der Leitspirale 34 und in die Kammer 49. Je nachdem, ob die Flüssigkeit beim Durchlaufen durch das System erwärmt oder abgekühlt werden soll, werden durch den Temperaturregler 67 die Heizelemente 40 oder die Kühleinrichtung 46 (Magnetventil 68) eingeschaltet. Die Kühlflüssigkeit gelangt beim öffnen des Magnetventils 68 über den Rohrstutzen 66 in das Zulaufrohr 65 und von dort in die Rohre 55 der Rohranordnung 56. Nach Austritt aus den unteren Rohrenden steigt die Kühlflüssigkeit in den Rohren 50 der Rohranordnung 51 nach oben und fließt durch den Kanal 60 und durch den Rohrstutzen 61 in die Abflußleitung. Da die zu kühlende Wärmeträgerflüssigkeit entlang der Rohre 50 von oben nach unten und das Kühlmedium in den Rohren 50 von unten nach oben fließt, entsteht eine Gegenstrom zwischen den beiden Wärme tauschenden Flüssigkeiten. Dies ist die Voraussetzung für eine genaue Temperaturregelung. Das Kühlsystem ist besonders zur Rückkühlung des Wärmeträgers bei hohen Temperaturen geeignet. Durch die Parallelbeschickung der vielen relativ kurzen Rohre 50 und 55 ergeben sich niedrige Strömungsgeschwindigkeiten und dadurch kleine Wärmeübergangswerte. Im Gegensatz zur Aufheizung, wo zur Vermeidung örtlicher Überhitzungen möglichst kleine Temperaturdifferenzen zwischen Wärmeübertragungsflächen und Wärmeträger benötigt werden, muß die Wärmeübertragung vom heißen Wärmeträger zum kalten Kühlwasser wegen der unvermeidlich großen Temperaturdifferenz träge sein.The method of operation of the device described is as follows: The heat transfer fluid is fed into the filling opening 78 filled until the prescribed filling amount is in the container 30. The submersible pump 71 is switched on and the liquid is pumped from the container 30 into the line 73 leading to the consumer Consumers come machines, tools, molds, autoclaves and the like. With the switched on Heating elements 40, the heat transfer medium is brought to the required working temperature. By an increase in the fill level caused by filling and volume expansion due to displaced air escapes through the vent pipe 76 to the outside. It first leads upwards via a cooling section, so that volatile components of the heat transfer medium condense and remain in the system, and then after below, so that a harmful supply of oxygen to the hot heat carrier is prevented because the air is colder does not rise to the top. After the liquid has passed through the consumer and there is heat has received or released, it reaches the return line 37, from there into the channel 35 with the Guide spiral 34 and into the chamber 49. Depending on whether the liquid is flowing through the system is to be heated or cooled, the heating elements 40 or the Cooling device 46 (solenoid valve 68) switched on. The coolant arrives when the solenoid valve is opened 68 via the pipe socket 66 into the inlet pipe 65 and from there into the pipes 55 of the pipe arrangement 56. After Leaving the lower pipe ends, the cooling liquid rises in the pipes 50 of the pipe arrangement 51 upwards and flows through the channel 60 and through the pipe socket 61 into the drainage line. Since the to be cooled Heat transfer fluid along the tubes 50 from top to bottom and the cooling medium in the tubes 50 from flows upwards from the bottom, a countercurrent is created between the two heat-exchanging liquids. This is the prerequisite for precise temperature control. The cooling system is especially designed for recooling of the heat transfer medium at high temperatures. Due to the parallel feeding of the many relatively short tubes 50 and 55 result in low flow velocities and, as a result, low heat transfer values. In contrast to heating, where possible to avoid local overheating small temperature differences between heat transfer surfaces and heat transfer medium are required the heat transfer from the hot heat carrier to the cold cooling water because of the inevitably large Temperature difference be sluggish.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for controlling the temperature of a heat transfer medium circulating in a closed system, in particular of oil, with a cooling device and electrical heating elements and a device to compensate for the expansion of the heat transfer medium, characterized by a and expansion vessel for the temperature-controlled heat transfer medium serving, cylindrical container (30), which has a flow channel (35) in its wall for the heat transfer medium and separate from the flow channel (35) Cavities for receiving the cooling device (46) and the electrical heating elements (40) for controlling the temperature of the heat carrier flowing through the flow channel (35)

2. Device according to claim I _1, characterized in that the container (30) is closed at the top by a cover (31), the openings for inserting the cooling tubes (50, 55) and a submersible pump (72) for conveying the temperature-controlled liquid ( Heat transfer medium).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that in the interior of the container (30) for Formation of the channel (35) receiving the liquid flowing in from below (line 37) is another Wall (33) arranged at a small distance from the container wall (32) and in the channel (35) a helically upward leading guide spiral (34) is used.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the channel (35) with the helical guide spiral (34) in the area of the cooling device (46) below the container lid (31) ends at a distance from this so that the liquid flowing through the channel (35) into the Interior of the container (30j can enter.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the feed line (37) for the liquid to be tempered opens into the flow channel (35) at the bottom of the container (30).

6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the round container lid (31) in its edge area has a slot (47) at which a Flow plate (48) is provided, and for inserting a pipe arrangement (51) with parallel Cooling tubes (50) arranged to one another and closed at the bottom are used.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the tubes (50) of the cooling arrangement (51) are inserted into a flange (52) which rests on the container lid (31).

8. Apparatus according to claim 1 to 7, characterized in that in the cooling pipe arrangement (51) a pipe arrangement (56) provided with an inlet (65) and outlet (61) for the cooling liquid can be used whose tubes (55) are open at the bottom and have a smaller diameter than the tubes (50) the cooling tube assembly (51).

9. Apparatus according to claim 1 to 8, characterized in that the in the cooling tubes (50) insertable pipes (55) combined by a distributor pipe (65) and inserted into a flange (57) are used, which has spacers (58, 59)

the flange (52) of the pipe assembly (51) rests

10. Apparatus according to claim 1 to 9, characterized in that the flanges (52, 57) of the nested pipe assemblies (51, 56) are arranged and designed so that they a Form a collecting channel (60) through which the cooling liquid is discharged to the outside (pipe socket 61) can.

11. The device according to claim 1 to 10, characterized characterized in that on the outside of the container wall (32) a jacket (38) for receiving the electrical heating elements (40) is placed, the slot-shaped on its top (flange ring 41) Has openings (42) for introducing the heating elements (40)

12. The device according to claim 1 to 11, characterized characterized in that a reflector (45) is inserted into the jacket (38) for the heating elements (40).

13. Apparatus according to claim 1 to 12, characterized in that the container lid (31) is a Vent pipe (76) and a level meter (74, 75) are attached.

14. Apparatus according to claim 1 to 13, characterized in that for switching on and off the Cooling and heating system, a temperature controller (67) is provided.

15. Apparatus according to claim 1 to 14, characterized in that the container bottom (36) is a Tube (77) is provided for filling and emptying the container (30).

16. The device according to claim 1 to 15, characterized in that the container (30) to avoid is enveloped by heat losses with insulating material (86).