DE8218486U1

DE8218486U1 - Schlauchleitung mit einem in oder an der Innenwand verlaufenden mechanischen Stützelement (Armierung) in Form einer Drahtwendel

Info

Publication number: DE8218486U1
Application number: DE8218486U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-06-28
Filing date: 1982-06-28
Publication date: 1986-04-17

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen
Berlin und München VPA 82 P 4427 DE

Schlauchleitung mit einem in oder an der Innenwand verlaufenden mechanischen Stützelement (Armierung) in Form einer
Drahtwendel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlauchleitung mit
einem in oder an der Innenwand verlaufenden mechanischen
Stützelement (Armierung) in Form einer Drahtwendel.

Derartige, relativ leichte, aber mechanisch stabile
Schlauchleitungen finden vielfach Anwendung zum Transport
von Gasen oder Flüssigkeiten oder zur Aufnahme empfindlicher elektrischer Leitungen.

Ein spezielles Anwendungsgebiet ist die industrielle und

medizinische Analysentechnik. Hier müssen Proben zu analy- |

sierender Gase oder Gasgemische häufig aus nicht ortsfest *

angeordneten Probennehmern, z. B₄ einem Ansaugrohr oder f

einem Mundstück, dem Analysengerät zur Weiterverarbeitung jj

zugeleitet werden. |

Dazu dienen flexible Schlauchleitungen der eingangs genann- I

ten Art, insbesondere Wellschläuche und Schlauchwendeln, I

die sowohl längs dehnbar wie quer biegbar sind. I

Zur Vermeidung von Fehlmessungen muß bei der Zuleitung
von Gasgemischen über größere Strecken dafür Sorge getra-

gen werden, daß zwischen Probennahme und Analyse die Gastemperatur nicht unter die Taupunkttemperatur einer der
Komponenten des Gasgemischs absinkt.

Bekannt ist, Meßleitungen zwischen Probennehmer und Analysengerät elektrisch zu beheizen, insbesondere durch eine

auf die Außenfläche der Leitung aufgebrachte elektrische
Widerstandsheizung.
Dies ist jedoch bei stark flexiblen Schlauchleitungen, ins-

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besondere bei We 11 schlaue hen und gewendelten Leitungen, mit erheblichen Schwierigkeiten verbünden. |

Es besteht somit die Aufgabe, mit einfachen Mitteln eine \

Ij Möglichkeit zur elektrischen Beheizung und/oder Thermosta- § tisierung von Medien zu schaffen, die in Schlauchleitungen der eingangs genannten Art, insbesondere in Wellschläuchen oder Schlauchwendeln, gefördert werden

Eine Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß darin gesehen, daß die Enden der aus elektrisch leitendem Material bestehenden Drahtwendel aus den Schlauchenden herausgeführt und mit elektrischen Anschlußmitteln versehen sind.

Damit ist es möglich, die als mechanisches Stützelement sowieso vorhandene Drahtwendel an eine elektrische Stromquelle anzuschließen und als Heizwiderstand zu betreiben bzw. einen elektrischen Heizwiderstand in Form einer Drahtwendel so in der Schlauchleitung anzubringen, daß er zugleich als mechanisches Stützelement wirkt.

Darüber hinaus kann die Drahtwendel auch noch als Widerstandsthermometer, d. h. als Meßwiderstand einer Tempera- 1 turmeß- und -regeleinrichtung, eingesetzt werden. 25

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus den folgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen zu entnehmen.

Figur 1 zeigt Ausschnitte von Wellrohren oder -schlauchen mit unterschiedlichen Anordnungen der Drahtwendel. Figur 2 zeigt im Schnitt eine Schlauchwendel mit eingelegten Drahtwendeln.

Figur 3 zeigt schematisiert eine Schlauchleitung mit elek- . ®

trischen Anschluß- und Verbindungsmöglichkeiten. i

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Figur 4 ist das Schaltschema einer Temperaturmeß- und -regalanordnung mit der Drahtwendel einer Schlauchleitung als Meß- und Heizwiderstand.

In Figur 1 sind verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der beheizbaren Schlauchleitung in Form verschiedener Abschnitte und Ausschnitte in nicht maßstäblicher Darstellung gezeigt. In dem Rohrlängsschnitt a rechts der Mittellinie m ist ein mechanisches Stützelement in Form einer Drahtwendel 1 aus Strahldraht zu sehen, auf die ein Kunststoffschlauch 2 aufgeschrumpft ist und so eine Schlauchleitung in Form eines Wellschlauch^ 3 gebildet wird. Das in der Figur dargestellte obere Ende 4 des Wellschlauches 3 ist mit einem gestrichelt angedeuteten Kupplungsstück 5 versehen zum Anschluß an eine weiterführende Lei¹? tung. Das dort befindliche Ende 6 der Drahtwendel 1 ist herausgeführt und mit einem elektrischen Anschlußmittel 7 versehen, hier mit einer Steckbuchse, die in dem Kupplungsstück 5 festgelegt ist.

In dem Abschnitt b links der Mittellinie m ist eine andere Ausführungsform eines Wellrohrs oder -schlauchs 3 gezeigt, bei welchem innerhalb eines gewellten Kunststoffmantels 8 die als Stütz- und Heizelement wirkende Drahtwendel 1 angeordnet ist. Das Ende 6 der Drahtwendel 1 ist mit einem elektrischen Anschlußmittel 7, hier einem Steckerstift, versehen, welcher in einer Vertiefung 9 des Kupplungsstücks 5 angeordnet ist.

Die Wellrohrausführung 3 im Abschnitt c ist mit zwei Drahtwendeln 1 und 1' ausgestattet, welche mit parallelen Windüngen koaxial zueinander angeordnet sind.

Die Drahtwendel 1 kann aus Stahldraht der für Schlauchbewehrungen üblicher Art bestehen oder, für besondere Anwendungsfälle, aus speziellem Drahtmaterial, beispielsweise Nickeleisen, wie es für elektrische Heiz- und/oder Meß-

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widerstände mit einem Temperaturkoeffizienten von ca. 3 %/10 ⁰C verwendet wird.

Figur 2 zeigt eine halbe Windung 10' einer in Zeichenebene geschnittenen Schlauchwendel 10, in deren Kunststoffmantel 11 die zwei Drahtwendeln 1 und 1' einander gegenüberliegend parallel angeordnet sind. Sie dienen auch hier als mechanisches Stütz- und Federelement. Die hier nicht eingezeichneten elektrischen Anschlüsse für die Drahtwendeln können, wie auch bei anderen Ausführungen, beliebig gewählt werden.

Da erfindungsgemäß die Drahtwendeln 1 bzw. 1' neben ihrer Funktion als Stützelemente auch noch die von elektrischen Heizwiderständen zu erfüllen haben und zu diesem Zweck mit elektrischen Anschlußmitteln 7 versehen sind, werden in Figur 3 verschiedene Schaltungsmöglichkeiten aufgezeigt. In der rechts der Mittellinie m dargestellten Ausführung mit einer Drahtwendel 1 ist deren oberes Ende 6 - wie bereits gezeigt - herausgeführt und mit einem elektrischen Anschlußmittel 7 in Form einer Steckbuchse versehen. Das untere Ende 6' ist ebenfalls herausgeführt, mit einer anderen Art von elektrischem Anschlußmittel 7', ζ. Β. einer Lötfahl.?, versehen, an welche ein flexibler elektrischer Leiter 12, beispielsweise eine isolierte Drahtlitze, angeschlossen, im Innern der Schlauchleitung wieder zu deren oberem Ende zurückgeführt und dort ebenfalls mit einem entsprechenden Anschlußmittel 7 versehen ist. Der elektrische Leiter 12 ist mit der Drahtwendel 1 in Reihe geschaltet und dient als Rückleitung. Sind seine Enden in den hier nicht gezeichneten oberen und unteren Kupplungsstücken der Schlauchleitung festgelegt, kann seine Länge so bemessen werden, daß er gleichzeitig als mechanische Begrenzung der axialen Dehnung der Schlauchleitung dient.

Bei einer Schlauchleitung in Form einer Schlauchwendel nach Figur 2 ist der elektrische Leiter 12 entsprechend durch den von der Schlauchwendel 10 umschlossenen Innenraum zu führen.

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In dem Abschnitt links der Mittellinie m der Figur 3 sind diii Möglichkeiten der elektrischen Schaltung von zwei mechanisch parallel angeordneten Drahtwendeln 1 und 1' angegeben, die an dem oberen Ende der Schlauchleitung herausgeführten Enden 6 der beiden Drahtwendel 1 und 1' sind über einen Kurzschlußbügel 13 miteinander verbunden, die anderen Enden 6' der beiden Drahtwendel 1 und 1' sind mit . elektrischen Anschlußmitteln 7, beispielsweise einer Doppe Isteckbuchse, versehen.

Die Drahtwendel 1 und 1' sind somit elektrisch in Reihe geschaltet, wobei beide Drahtwendel als Widerstandselemente gleicher Art dienen. Durch Verwendung zweier unterschiedlicher Drahtmaterialien und/oder -querschnitte ist es auch möglich, eine der Wendeln als Heizelement, die andere als Rückleitung auszubilden.

Zur. Erwärmung oder Thermostatisierung von in derartigen Schlauchleitungen geförderten Fluiden läßt sich die Drahtwendel 1 bzw. die Drahtwendeln 1 und 1' mit Hilfe der elektrischen Anschlußmittel 7 an eine elektrische Stromquelle anschließen, deren Stromstärke gemäß dem aus Drahtlänge, -querschnitt und -material bestimmten elektrischen Widerstand und der zu erreichenden Solltemperatur gewählt wird.

Die Drahtwendel 1 kann neben ihren Funktionen als mechanisches Stützelement und als elektrischer Heizwiderstand auch noch als Teil eines elektrischen Widerstandsthermometers, also als Temperaturmeßwiderstand, eingesetzt werden. In Figur 4 ist eine derartige Schaltung dargestellt.

Die Drahtwendel 1 bildet als temperaturabhängiger Meßwiderstand einen Zweig einer Widerstandsmeßbrücke 14, die so ausgelegt ist, daß der von einer regelbaren Stromquelle 15 gelieferte Brückenspeisestrom in der Drahtwendel 1 die für ihre Funktion als Widerstandsheizelement erforderliche Wärmeenergie erzeugen kann.
Das Ausgangssignal der Widerstandsmeßbrücke 14 ist als Re-

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gelgröße auf den. Eingang eines Reglers 16 geschaltet, die Führungsgröße des Reglers 16 wird in dem Sollwertgeber als So11-Temperatur & ^ eingestellt. Das Ausgangssignal des Reglers 16 wirkt als Stellgröße auf die einstellbare Strom quelle 15, derart, daß bei Abweichungen von dem eingestell ten Soll-Temperaturwert der Stromfluß durch die Brücke und damit durch die Drahtwendel 1 erhöht oder erniedrigt wird.

Bevorzugtes Anwendungsgebiet derartig ausgestatteter und betriebener Schlauchleitungen ist die Gasanalysetechnik, wo sie zwischen Probennehmer und Gasanalysegerät eingeschaltet sind. Damit bei dem durch die Schlauchleitung transportierten und zu analysierenden Gasgemisch keine änderungen in der Zusammensetzung auftreten, muß das Gasgemisch auf einer Temperatur gehalten werden, die über den Taupunkttemperaturen der Gemischkomponenten liegt. Mit einer Schaltungsanordnung gemäß Figur 4 kann eine derartige Temperatur eingestellt und mit Hilfe der Regelung eingehalten werden. Der besondere Vorteil ist bei der Messung darin zu sehen, daß sich der Meßwiderstand, nämlich die Drahtwendel 1, über die ganze Schlauchlänge erstreckt und so eine gegenüber der üblichen punktförmigen Temperaturmessung erhöhte Genauigkeit erzielt wird. Um beim Auswechseln einer Schlauchleitung mit erfindungsgemäß ausgebildeter Drahtwendel nicht einen erneuten Abgleich der Meßbrücke vornehmen zu müssen, kann in dem Kupplungsstück 5 oder an einem anderen Ort einer Schlauchleitung ein Abgleichwiderstand 18 angeordnet werden, der die bei Serienfertigung oder Verwendung handelsüblicher bewehrter Schlauchleitungen unvermeidlichen Toleranzen und Abweichungen des Widerstandswerts ausgleicht. Neben der gezeigten seriellen Anordnung des AbgleichswiderStandes ist wahlweise auch eine Parallelschaltung möglich. Bei der Verwendung von Schlauchleitungen mit zwei elektrisch unabhängigen Drahtwendeln können diese durch Wahl

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des Widerstandsmaterials und des Querschnitts so ausgelegt werden, daß die niederohmige Wendel ausschließlich als Heizwendel benutzt wird, während die zweite, hochohmige Wendel als Temperaturmeßfühler dient. Diese Ausführung ermöglicht eine direkte Messung der Wandtemperatur, unbeeinflußt von dem Temperaturgefälle zwischen Heizwendel und Schlauchwandung.

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Claims

Neue Schutzanspruche ' Unser Zeichen (ersetzen die bisher VPA 82 H 4427 DE gültigen Schutzanspruche) Aktenzeichen G 82 18 486.0

1. Schlauchleitung mit mindestens einem in oder an der Innenwand verlaufenden mechanischen Stützelement in Form einer Drahtwendel, welche zugleich als elektrischer Leiter ausgebildet und an ihren aus der Schlauchleitung herausgeführten Enden mit elektrischen Anschlußmitteln versehen .ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Drahtwendeln (1, I¹) als Heizwiderstand einer elektrischen Widerstandsheizeinrichtung ausgebildet ist.

2. Schlauchleitung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine parallel zur ersten verlaufende zweite Drahtwendel (I¹), die als Heizwiderstand oder als Rückleitung ausgebildet ist und deren eines aus der Schlauchleitung herausgeführtes Ende mit dem entsprechenden, benachbarten Ende der ersten Drahtwendel (1) elektrisch leitend verbunden ist.

3. Schlauchleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtwendel (1, I¹) in der Wand eines Wellschlauchs (3) angeordnet ist.

4. Schlauchleitung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Drahtwendel (1, I¹) in der Wand einer Schlauchwendel (10) angeordnet ist.

5. Schlauchleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb des WeIl-

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schlauchs (3) oder der Schlauchwendel (10) ein als Rijckleitung und zur mechanischen Begrenzung der axialen Dehnung der Schlauchleitung wirkender flexibler elektrischer Leiter (12) angeordnet ist.
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6. Schlauchleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Drahtwendel (1, I¹) als temperaturabhängiger Meßwiderstand einer Temperaturmeß- und -regeleinrichtung für die Widerstandsheizung ausgebildet ist.