DE4135082C1 - Heatable hose for flowing medium connectable to installation or machine - has electrical element surrounding inner conveying core and sleeve for connector to prevent heat loss - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine beheizbare Leitung für ein Strö­ mungsmedium, insbesondere eine Schlauchleitung, mit einer einen Strömungspfad bildenden Innenseele, einem die Innenseele umge­ benden elektrischen Heizleiter, ggf. einer den Heizleiter und die Innenseele umgebenden thermischen Isolation und endseitig an der Innenseele vorgesehenen Anschlußstücken, wobei die An­ schlußstücke zum Anschluß an Anlagen, Maschinen und andere Lei­ tungen dienen.

Beheizbare Leitungen der in Rede stehenden Art sind in den un­ terschiedlichsten Ausführungsformen aus der Praxis bekannt. Le­ diglich beispielhaft wird nachfolgend der beheizbare Schlauch genannt. Dabei handelt es sich meist um einen flexiblen Schlauch mit einer entsprechend flexiblen Innenseele, ggf. ei­ ner Edelstahlumklöppelung der Innenseele, einem darum gewickel­ ten Heizleiter, einer thermischen Isolation des Heizleiters aus Glasfasergewebe und einer weiteren thermischen Isolation aus aufgeschäumten Gummi oder dergleichen. Zur Vermeidung von Be­ schädigungen der thermischen Isolation aus geschäumten Gummi ist darum meist ein Außengeflecht aus Kunststoff oder derglei­ chen vorgesehen. Beidseitig des Schlauches, d. h. an den jewei­ ligen Enden, sind in der Regel Anschlußkappen aus Silikon vor­ gesehen, wobei an einer der Anschlußkappen der elektrische An­ schluß für den Heizleiter von innerhalb der Leitung nach außen tritt. Zum Anschluß an Anlagen, Maschinen bzw. andere Leitungen sind üblicherweise Armaturen bzw. Anschlußnippel oder Anschluß­ pins vorgesehen.

Beheizbare Leitungen bzw. Heizschläuche der in Rede stehenden Art werden beispielsweise als Meßleitungen für Probegasmessun­ gen, Extruderschweißanlagen, Kaltleimanlagen, die Nahrungsmit­ telindustrie, Abfüllvorrichtungen, Etikettiermaschinen, PU- Schaum-Spritzanlagen, Ölbrennerzuleitungen, Schwerölleitungen, Hotmeltklebeanlagen, Klebeanlagen zum Verbinden von Doppelglas­ fenstern, etc. verwendet. Das innerhalb der Leitung bzw. inner­ halb der Innenseele der Leitung zu transportierende Medium ist durch die Leitung auf einer bestimmten vorgegebenen Temperatur zu halten. Entsprechend dem Einsatz ist die Wärmeisolation der beheizbaren Leitung unterschiedlich. So können beispielsweise mehrschichtige thermische Isolationen aus Glasfasergewebe und Silikonschaum vorgesehen sein.

Aus der DE-AS 24 54 349 ist ein biegsames Heizrohr bekannt, bei dem im Inneren der Wand des Heizrohres ein schraubenförmig an­ geordneter elektrischer Heizleiter vorgesehen ist. Dieser Heiz­ leiter ist als Band ausgebildet. Des weiteren ist eine draht­ förmige Temperaturmeßsonde ebenfalls schraubenförmig in der Wand des Heizrohres angeordnet. Von außen ist ein isolierender Überzug fest aufgebracht, wobei dieser gleichzeitig die Wand des biegsamen Heizrohres bildet. Ein Anschlußstück zum Anschluß des Heizrohres an Anlagen, Maschinen und andere Leitungen ist hier nicht vorgesehen.

Des weiteren ist aus der DE-OS 40 42 056 eine Vorrichtung zum Transportieren von Medien mittels thermisch isolierten Rohren bekannt. Zum Vermindern des Wärmeentzugs und ggf. zum Erhitzen von flüssigem und/oder gasförmigem Medium sind hier auf einem als elektrisch isolierender Tragkörper ausgebildeten Kernrohr Heizleiter angeordnet. Diese sind von einer thermischen Iso­ lierschicht und insbesondere von einem radial äußeren Mantel­ rohr umgeben. Die Isolierschicht und das äußere Mantelrohr un­ terstützen die Funktion des rohrförmigen Heizleiters, so daß nur wenig Wärmeenergie vom Medium an die Umgebung abgegeben wird. Auf dem Endteil des Kernrohres ist hier eine elektrisch leitfähige Anschlußstelle in elektrischer Verbindung mit dem Heizleiter aufgebracht, wobei die elektrisch leitfähige An­ schlußstelle mit einem Kontaktorgan zum Anschluß einer elek­ trischen Verbindungsleitung versehen ist. Die Verbindungslei­ tung dient zur elektrischen Verbindung zweier aufeinander fol­ gender Kernrohre. Des weiteren werden aufeinander folgende Kernrohre durch eine auf deren Endteile aufgesteckte Rohrmuffe mechanisch miteinander verbunden. Die zuvor erwähnte Verbin­ dungsleitung wird radial außerhalb der Rohrmuffe längs dersel­ ben entlang geführt. Die Endteile der Mantelrohre sind mittels einer auf dieser aufgesteckten Außenmuffe verbunden und der Zwischenraum zwischen der Rohrmuffe und der Außenmuffe ist mit thermischem Isolierstoff ausgefüllt. Weitere Maßnahmen zur Ver­ minderung eines Wärmeübergangs an den Anschlußstellen bzw. An­ schlußstücken sind hier nicht vorgesehen.

Die aus der Praxis bzw. den zuvor genannten Druckschriften be­ kannten beheizbaren Leitungen bzw. Heizschläuche oder Heizrohre der in Rede stehenden Art sind jedoch im Einsatz äußerst pro­ blematisch, zumal die Anschlußbereiche, d. h. die Anschlußnip­ pel, Anschlußpins oder Armaturen außerhalb des temperaturiso­ lierten Bereichs der Leitung bzw. des Schlauchs liegen. Folg­ lich findet insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen und hohen Schlauchtemperaturen aufgrund der stets guten Wärme­ leitfähigkeit der Anschlußpins, Anschlußnippel oder Armaturen gerade an den Anschlußbereichen ein sehr hoher Wärmeverlust statt. Dieser hohe Wärmeverlust kann beispielsweise zu Entmi­ schungen innerhalb des zu transportierenden Mediums oder zu zwangsweise erforderlichen erhöhten Heizleistungen innerhalb des Schlauches bzw. innerhalb der beheizbaren Leitung führen. Wenn zur Überwindung großer Distanzen mehrere Leitungen der in Rede stehenden Art zusammengeschaltet bzw. verbunden werden müssen, ist der Wärmeverlust an den zahlreichen Verbindungs­ stellen erheblich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine beheizbare Leitung für ein Strömungsmedium anzugeben, bei der an den Anschlußbereichen bzw. Armaturen keine oder nur ge­ ringe Wärmeverluste bei dem Strömungsmedium auftreten.

Die erfindungsgemäße beheizbare Leitung für ein Strömungsmedium löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Pa­ tentanspruches 1. Danach ist die eingangs genannte beheizbare Leitung so ausgebildet, daß das Anschlußstuck von einer Man­ schette umgeben ist und daß die Manschette eine das Anschluß­ stück zumindest teilweise umgebende Heizeinrichtung und ggf. eine die Heizeinrichtung umgebende thermische Isolation auf­ weist.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß die Anschluß­ stücke zur Vermeidung von Wärmeverlusten einerseits termisch isoliert werden müssen, andererseits durch eine zusätzliche Reizeinrichtung auf der gewünschten Temperatur zu halten sind. Dies wird in erfindungsgemäßer Weise mit einer sich der Leitung anschließenden Manschette erreicht, deren integrierte Heizein­ richtung das Anschlußstück zumindest teilweise umgibt. Neben der Heizeinrichtung weist diese Manschette eine thermische Iso­ lation auf, so daß die Manschette in ähnlicher Weise aufgebaut ist wie der restliche Teil der beheizbaren Leitung.

In besonders vorteilhafter Weise weist die Heizeinrichtung der Manschette eine mit Abstand zumindest teilweise um das Anschlußstück und ggf. um die zum Anschluß dienende Armatur angeordnete Hülse aus termisch gut leitendem Material auf. Diese Hülse wird durch einen vorzugsweise an der Außenwand der Hülse vorgesehenen elektrischen Heizleiter aufgeheizt, so daß innerhalb der elektrischen Hülse ein vorgebbares Temperaturfeld entsteht. Folglich lassen sich die zumindest weitgehend inner­ halb der Hülse angeordneten Anschlußstücke einerseits der be­ heizbaren Leitung, andererseits einer Maschine, einer Anlage oder einer weiteren Leitung auf der gewünschten Temperatur hal­ ten, so daß keine Wärmeverluste an den Anschlußstücken auftre­ ten.

Hinsichtlich der Anbringung des elektrischen Leiters der Hülse ist es von besonderem Vorteil, wenn dieser zwischen der thermi­ schen Isolation und der Hülse angeordnet ist. Durch die an der Hülse haftende Isolation wäre dann der Heiz­ leiter fixiert, d. h. ortsfest angeordnet. Eine sichere Handha­ bung der Manschette ist dann ohne weiteres gewährleistet.

Des weiteren könnte der elektrische Heizleiter der Manschette bzw. der Hülse zusätzlich durch ein Glasfasergewebe elektrisch und ggf. auch thermisch isoliert sein. Das Glasfasergewebe würde einen Kurzschluß zwischen Windungen bzw. Schleifen des Heizleiters wirkungsvoll verhindern. Zusätzlich könnte das Glasfasergewebe silikongetränkt bzw. mit Silikon imprägniert sein.

Hinsichtlich der Energieversorgung sowohl des elektrischen Heizleiters der Leitung als auch des elektrischen Heizleiters der Manschette bzw. der Hülse wäre es von ganz besonderem Vor­ teil, wenn - bei integraler Ausgestaltung von Leitung und Man­ schette - beide Heizleiter an einen gemeinsamen Heizkreis ange­ schlossen wären. Ebenso könnten jedoch auch die Heizleiter je­ weils für sich mit Energie bzw. Strom versorgt werden, wobei sie dann an getrennte Heizkreise angeschlossen wä­ ren. Die Anschlüsse der Heizleiter würden - ungeachtet des An­ schlusses an einen gemeinsamen Heizkreis oder an getrennte Heizkreise - durch die thermische Isolation hindurch verlaufen und vorzugsweise an einer endseitigen Anschlußkappe des Leiters über eine elektrische Anschlußleitung nach außerhalb der be­ heizbaren Leitung geführt werden. Ist die Manschette als iso­ liertes Bauteil zu betrachten, so müßte beim Aufschieben der Manschette auf die Leitung der Anschluß über einen Steckkontakt oder dergleichen bewerkstelligt werden.

Zur weiteren Isolation bzw. zum Schutz vor mechanischer Beein­ trächtigung weist die Manschette einen aus Silikon bestehenden Mantel auf, der in weiter vorteilhafter Weise gewe­ beverstärkt sein kann.

Wie bereits zuvor erwähnt, kann die Manschette als eine von der beheizbaren Leitung abnehmbare eigenständige Einheit ausgeführt sein. Im Rahmen einer solchen Ausgestaltung müßte die Man­ schette über die beheizbare Leitung gestülpt bzw. geschoben werden, so daß das Anschlußstück in etwa im Bereich bzw. inner­ halb der Heizeinrichtung angeordnet ist. Ein entsprechendes Ge­ genstück bzw. eine entsprechende Armatur würde dann von der an­ deren Seite der Manschette her ebenfalls in diese eingeschoben und in Eingriff mit dem Anschlußstück verbracht werden. Der An­ schlußbereich würde sich dann insgesamt in etwa innerhalb der Heizeinrichtung der Manschette befinden, so daß ein Temperatur­ abfall wirkungsvoll verhindert ist.

Die Manschette könnte jedoch ebenso als integraler Bestandteil der beheizbaren Leitung ausgeführt sein. Die thermische Isola­ tion der Innenseele der beheizbaren Leitung und die thermische Isolation der Manschette bzw. Hülse könnten dann aus dem glei­ chen Material bestehen und dabei vorzugsweise einteilig ausge­ führt sein. Mit anderen Worten könnte die Manschette als quasi Verlängerung der beheizbaren Leitung über die Anschlußstücke hinaus ausgeführt sein, so daß das Anschlußstück nicht unge­ schützt freiliegt, sondern durch die integral ausgebildete Man­ schette rundum abgedeckt ist. Ein entsprechendes Gegenstück müßte dann zum Anschluß an das Anschlußstück in das freie Ende der Manschette zur Kontaktierung des Anschlußstückes eingescho­ ben bzw. eingedrückt werden.

Damit nun eine wirkungsvolle thermische Isolation sowohl der Innenseele als auch der Heizeinrichtung der Manschette erfolgen kann, ist die Isolation in besonders vorteilhafter Weise aus einem Silikonschaum hergestellt, so daß die darin eingeschlos­ senen Poren als zusätzliche Wärmepuffer dienen.

Die Hülse der Heizeinrichtung, d. h. das den Innenraum innerhalb der Manschette zum Anschluß der Anschlußstücke bzw. Armaturen vorgebende Bauteil, ist aus einem thermisch gut leitenden Mate­ rial hergestellt. Insoweit ist Kupfer besonders geeignet. Ebenso könnte die Hülse jedoch auch aus einem thermisch gut leitenden Kunststoff hergestellt sein, was insbesondere im Hin­ blick auf die spritzgußtechnische Formgebung besonders günstig und preiswert ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung, teilweise ge­ schnitten, ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen be­ heizbaren Leitung für ein Strömungsmedium, nämlich einen erfin­ dungsgemäßen beheizbaren flexiblen Schlauch.

Gemäß der Darstellung in der einzigen Figur wurde hier zur Be­ schreibung der erfindungsgemäßen Lehre - rein willkürlich - ein beheizbarer flexibler Schlauch als Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lehre gewählt. Dieser Schlauch bzw. diese Schlauchleitung weist eine einen Strömungspfad für Strömungsme­ dium bildende Innenseele 1 auf. Diese Innenseele 1 ist ela­ stisch und besteht aus PTFE. Des weiteren ist die Innenseele 1 mit einer Edelstahl-Umklöppelung ausgestattet, die in der Figur nicht zu erkennen ist. Die Innenseele 1 ist des weiteren von einem elektrischen Heizleiter 2 umgeben. Der Heizleiter 2 ist wiederum von einer als Glasfasergewebe ausgebildeten elektri­ schen Isolierung 3 umgeben. Diese elektrische Isolierung 3 kann zur verbesserten Isolation silikonimprägniert sein.

Des weiteren ist eine den elektrischen Heizleiter 2 und somit auch die Innenseele 1 umgebende thermische Isolation 4 vorgese­ hen. Endseitig an der Innenseele 1 sind Anschlußstücke 5 vorge­ sehen, wobei die Anschlußstücke 5 zum Anschluß an in der Figur nicht gezeigten Anlagen, Maschinen bzw. andere Leitungen die­ nen.

Der einzigen Figur läßt sich des weiteren entnehmen, daß an ei­ ner Seite des Heizschlauches eine Anschlußkappe 6 mit dem her­ ausragenden Anschlußstück 5 und einer elektrischen Zuleitung 7 zur Energieversorgung des elektrischen Heizleiters 2 vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß ist auf der der Anschlußkappe 6 gegenüberlie­ genden Seite des Heizschlauches das Anschlußstück 5 von einer Manschette 8 umgeben. Die Manschette 8 weist gemäß der Darstel­ lung in der einzigen Figur eine das Anschlußstück 5 zumindest teilweise umgebende Heizeinrichtung 9 auf. Des weiteren ist eine die Heizeinrichtung 9 umgebende thermische Isolation 10 vorgesehen.

Der einzigen Figur läßt sich des weiteren entnehmen, daß die Heizeinrichtung 9 eine mit Abstand zumindest teilweise um das Anschlußstück 5 angeordnete Hülse 11 aus thermisch gut leiten­ dem Material aufweist. Die Hülse 11 ist durch einen an der Au­ ßenwandung der Hülse 11 vorgesehenen elektrischen Heizleiter 12 aufheizbar. Der elektrische Heizleiter 12 der Hülse 11 ist bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel zwischen der thermischen Isolation 10 und der Hülse 11 angeordnet, so daß der elektri­ sche Heizleiter 12 durch die an der Hülse 11 haftende Isolation 10 fixiert ist. Der zum Beheizen der Hülse 11 dienende elektri­ sche Heizleiter 12 könnte - was hier nicht gezeigt ist - zu­ sätzlich durch ein Glasfasergewebe elektrisch und ggf. ther­ misch isoliert sein.

Bei dem in der einzigen Figur gewählten Ausführungsbeispiel sind der elektrische Heizleiter 2 der beheizbaren Leitung und der elektrische Heizleiter 12 der Manschette 8 an einen gemein­ samen Heizkreis angeschlossen. Die Anschlüsse der Heizleiter verlaufen demnach durch die thermische Isolation 4, 10 hindurch und sind an der endseitigen Anschlußkappe 6 über die elektri­ sche Anschlußleitung 7 nach außerhalb der beheizbaren Leitung geführt.

Die Manschette 8 weist des weiteren einen aus Silikon bestehen­ den Mantel 13 auf. Der Mantel 13 kann zur besseren Stabilität faserverstärkt sein.

Auch sei besonders hervorgehoben, daß die Manschette 8 als eine von der beheizbaren Leitung abnehmbare eigenständige Einheit ausgeführt sein kann. Im Rahmen des hier gewählten Ausführungs­ beispiels ist die Manschette 8 jedoch als integraler Bestand­ teil der beheizbaren Leitung ausgeführt. Die thermische Isola­ tion 4 der Innenseele 1 und die thermische Isolation 10 der Manschette 8 bzw. der Hülse 11 ist dann in besonders vorteil­ hafter Weise aus dem gleichen Material hergestellt, wobei beide Isolationen 4, 10 an einem Stück bzw. einteilig gefertigt sind.

Die thermische Isolation 4, 10 besteht aus einem Silikonschaum mit geringem Wärmedurchgang.

Schließlich sei darauf hingewiesen, daß die Hülse 11 bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel aus Kupfer besteht. Ebenso könnte es sich dabei auch um einen thermisch gut leitenden Kunststoff oder dergleichen handeln.

Claims (13)

1. Beheizbare Leitung für ein Strömungsmedium, insbesondere Schlauchleitung, mit einer einen Strömungspfad bildenden Innen­ seele (1), einem die Innenseele (1) umgebenden elektrischen Heizleiter (2), ggf. einer den Heizleiter (2) und die Innen­ seele (1) umgebenden thermischen Isolation (4) und endseitig an der Innenseele (1) vorgesehenen Anschlußstücken (5), wobei die Anschlußstücke (5) zum Anschluß an Anlagen, Maschinen und an­ dere Leitungen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschluß­ stück (5) von einer Manschette (8) umgeben ist und daß die Man­ schette (8) eine das Anschlußstück (5) zumindest teilweise um­ gebende Heizeinrichtung (9) und ggf. eine die Heizeinrichtung (9) umgebende thermische Isolation (10) aufweist.

2. Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (9) eine mit Abstand zumindest teilweise um das Anschlußstück (5) und ggf. eine zum Anschluß dienende Armatur angeordnete Hülse (11) aus thermisch gut leitendem Material aufweist und daß die Hülse (11) durch einen an der Außenwandung vorgesehenen elektrischen Heizleiter (12) aufheizbar ist.

3. Leitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Heizleiter (12) der Hülse (11) zwischen der thermi­ schen Isolation (10) und der Hülse (11) angeordnet ist und durch die an der Hülse (11) haftende Isolation (10) fixiert ist.

4. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elektrische Heizleiter (12) der Manschette (8) bzw. Hülse (11) zusätzlich durch ein Glasfasergewebe elek­ trisch und ggf. thermisch isoliert ist.

5. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der elektrische Heizleiter (2) der Leitung und der elektrische Heizleiter (12) der Manschette (8) bzw. Hülse (11) an einen gemeinsamen Heizkreis angeschlossen sind.

6. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der elektrische Heizleiter (2) der Leitung und der elektrische Heizleiter (12) der Manschette (8) bzw. Hülse (11) an getrennte Heizkreise angeschlossen sind.

7. Leitung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Heizleiter (2, 12) durch die thermische Isolation (4, 10) hindurch verlaufen und an einer endseitigen Anschlußkappe (6) über eine elektrische Anschlußleitung (7) nach außerhalb der Leitung geführt sind.

8. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Manschette (8) einen aus Silikon bestehenden Mantel (13) aufweist.

9. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Manschette (8) als eine von der Leitung abnehmbare eigenständige Einheit ausgeführt ist.

10. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Manschette (8) als integraler Bestandteil der Leitung ausgeführt ist und daß die thermische Isolation (4) der Innenseele (1) und die thermische Isolation (10) der Manschette (8) bzw. Hülse (11) aus dem gleichen Material bestehen und dabei einteilig ausgeführt sind.

11. Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die thermische Isolation (4, 10) aus einem Sili­ konschaum besteht.

12. Leitung nach Anspruch 2 und ggf. einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) aus Kupfer hergestellt ist.

13. Leitung nach Anspruch 2 und ggf. einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) aus einem ther­ misch gut leitenden Kunststoff hergestellt ist.