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Elektrisches Heizelement Die Erfindung betrifft ein elektrisches Heizelement
aus einem. Metall von hohem elektrischem Widerstand. Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf einen Träger für einen spiralförmig oder schraubenlinienförmig ausgebildeten
Heizwiderstand.
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Die ibisher bekannten Heizelemente besteben gewöhnlich aus einem Widerstandsdraht,
ider in ein Rohr eingesetzt ist, das von. .dem zu erhitzende Material umgeben wird.
Solche Heizelemente haben sich als besonders nützlich bei der Erhitzung von Bädern
.aus. Blei od. dgl. in. Tnetallurgischen Prozessen erwiesen. Der Metal,ldräht kann
in üblicher Weise aus einer Drahtspirale mit einem elektrisch nichtleitenden Träger
bestehen, der innerhalb der Drahtspirale artgeordnet ist.
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Ein Zweck ider Erfindung ist, einen Träger zu schaffen, der eliektrisch
nichtleitend ist und sich leicht in eine Drahtspirale einführen lüßt,deren einzelne
Windungen er voneinander trennt und isoliert rund außer Berührung mit den Wänden
.des Rohres hält, in welchem die Spirale angeordnet ist.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Trägers,
.der aus einzelnen Elementen igebillidet wird, die der Drahtspirale und dem Träger
ermöglicht, sich einer Krümmung eines als @Gehäuse für den Erhitzer verwendeten
Rohres anzupassen.
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Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Träger zu schaffen,
der zwei Arten von Einzelelementen aufweist, wobei die eine Art mit einem spiralförmigen
Gewinde versehen und die andere Art mit einer Mehrzahl von spiralförmig angeordneten
Vorsprüngen ausgebildet ist. Derartige Vorspr,ünge'haben den Vorteil, daß sie einen
größeren
Teil &r Drahtspirale für die Wärmestrahlung frei liegen lassen, während das
Spiralgewinde eine igenaue Zentrierung und Albstützung des, Drahtes innerhalb eines
Rohres durch seine Berührung mit dem Rohr ermöglicht.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung Beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. i ist ein Querschnitt durch einen Heiztiegel; dalbei ist das
in das Rohr eingesetzte Heizelement gemäß der Erfindlung teilweise in Ansicht gezeigt;
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie 2-2 von Fig. i ; Fig. 3 ist eine Endansicht
und Fing. 4 eine Seitenansicht der einen Art der gemäß der Erfindung verwendeten
Tragelemente; Fig. 5 ist leine Endansicht und Fig.6 eine Seitenansicht der anderen
Art von Tragelementen, die bei der Erfindung verwendet weriCen können; Fig. 7 und
Fig. 8 sind End- bzw. Seitenansichten der Drahtspirale.
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In der Zeichnung und insbesondere in Fig. i ist im Querschnitt ein
Rohr i wiedergegeben, ;das sich querdurch einen (Siohmelztie@gel, 2 erstreckt und
z.. 'B. in ein Loch -der Seitenwand .des Tiegels ist. Der Schmelztiegel 2 ist in
einem Gehäuse 3 angeordnet, wobei der Zwischenraum zwischen den Wänden des .Schmelztiegels
und des Gehäuses mit Isoliermaterial ,ausgefüllt ist, um die Wärme im Schmelztiegel
zurückzuhalten. Das innere Ende des Rohres i i-st mittels eines Metal'1-p,fropifens
q., der in :dem Rohr eingeschweißt oder auf andere Weise befestigt ist, und wird
in dem Tiegel 2 in seiner Lage durch einen Ansatz 5 ,gehalten, der an der Wand des
Tiegels 2 angeschweißt ist. Das äußere Ende des Rohres i des Heizelementes ragt
,durch eine Öffnung 6 in der Wand des Gehäuses 3 'hindurch., und auf dieser Wand
sind um .diel, Öffnung 6 herum übliche Mittel zur isolierten Anbringung von. Anschlußklemmen
für die Zuführung eines Heizstromes vorgesehen. -Eine Spirale 7 aus Metall von hohem
elektrnschem Widerstand bildet den Heizwiderstand des Heizelementes und wird innerhalb
des Rohres i von einem allgemein mit A .bezeichneten Träger aus feuerfestem Material
geihalten, der aus einzelnen, `kurzen Längen öder Abschnitfen eines Zylinders zusammengesetzt
ist, umr dem Träger und der :Spirale die Möglichkeit zu geben, sich einer Krümmung
des Rohres i anzupassen, 'welches als Gehäuse für den Erhitzer verwendet werden
kann. Wenn in der Praxis das Heizelement z. B. in ein Bleibad eingetaucht wird,,
',bewirkt der Auftrieb eines solchen Bades, daß sich der innerhalb des Schmelztiegels
liegende Teil des Heizelementes nach oben .durchbiegt, und daher hat es sich als
wünschenswert erwiesen, einen Träger vorzusehen, der sich einem so durchgebogenen
Rohr anzupassen vermag.
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Die Aden Träger A bildenden einzelnen Längen schließen Teil- -8 ein
(Fig. 3 und q.), deren jeder einen Abschnitt eines Zylinders darstellt und mit von
seiner Oberfläche radial vorstehenden Vorsprüngen 9 ausgebildet ist. Diese Vorsprünge
sind am Umfang im Abstand vorneinan-der und in spiralförmiger Anordnung vorgesehen.,
wodurch. auf einem solchen Trägerabschnitt unterbrochene Teile eines Schraubengewindes
.gebildet werden, welche das Einsetzen des Trägers in die Drahtspirale erleichtern
und die einzelnen Windungen Bier Spirale voneinander getrennt halten. Einige Vorsprünge,
in ider Zeichnung vier, sind etwas länger als die anderen, wie dies bei ro angedeutet
ist, und diese längeren Vorsprünge io können über .die Außenseite des Umfanges der
Dräktspirale vorstehen, um mit der Innenwand des Rohres i in Berührung zu treten
und dabei die ,Spirale innerthalib,,des Rohres i abzustützen und in bestimmter Lage
zu .halten.. Die Enden idlieser Trägerteile 8 haben scharfe Querebenen i i, so idaß
benachbarte Trägerteile ,genau axial :zueinandier angeordtet werden können.
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Die ,andere Art von Träger-teiilen, die gemäß der Erfindung verwendet
wenden können, ist in den Fig. 5 und 6 wiedergegeben. Jeder dieser allgemein mit
12 bezeichneten Teile stellt gleichfalls einen Abschnitt eines Zylinders idar. Diese
Teile 12 unterscheiden siech von den Teilen 8 .dadurch, daß sie statt mit einer
Mehrzahl von Vorsprüngen je mit einer fortlaufenden, radial vorstehenden Spiralri;ppe
13 ausgebildet sind, die der Wirkung nach ein .Sehrawbengewinde ist, welches das
Einsetzen in die Drahtspirale erleichtert und benachbarte Windungen der rSpirale
voneinander getrennt hält. Die Rippe 13 .hat einen Durchmesser, .der im wesentlichen
gleich dem. Abstand zwischen den Außenwänden izweier stich .diagonal gegenüberliegenden
Vorsprüngen 1o des Trägerteiles 8 ist. Durch die Rippe 13 mit Odem Durchmesser der
Innenwand -des Rohres i wird die Lage der Spirale innerhalb des Rohres festgelegt
und eine Berührung mit .der Rohrwand vermieden. Auch die Enden des Trägerteiles
12 haben, wie .dargestellt, Spiralform und endigen wie ,die Teile 8 in scharfen
Q erebienen 14-Die Vorsprünge io und. die Rippen: 13 der verschiedenen Trägerteilie
dienen somit dazu, ;die Lage der Drahtspirale innerhalb des Rohres i festzulegen.
Vorzugsweise werden die Trägerteile 8 -lind 12 abwechselnd angeordnet, wie .dies
in Fig: z wiedergegeben ist,- und es werden (beide Arten von Trägerteilen ;benutzt,
um den Träger A aufzubauen,. Die Verwendung,der runden Trägerteile i2 allein würde
z. B. dazu führen, daß die einzelnen Windungen ider Drahtspirale in nachteiliger
Weise albgeschirmt würden, wodurch eine Herabsetzung ihrer Wärmeabstrahlung und
damit eine entsprechende Verminderung oder Wirksamkeit des Erhitzers erhalten würde.
Wenn andererseits nur Trägerteile 8 verwendet würden, dann würden die Vorsprünge
io allein die Spirale innerhalb des Rohres. i abstützen, und,diese Vorsprünge würden
nicht sto ,gut für diesen Zweck geeignet sein wie die auf den Trägerteilen i2 vorgesehenen
Spiralrippen r3.
Beim Einbringen des Trägers A in das Röhr i werden
die Trägerteile 8 und 12 abwechselnd mit einer Schraubbewegung eingesetzt, wobei
die Vorsprünge und Rippen der betreffenden Trägerteile die einzelnen Windungen der
Spirale voneinander trennen. Es werden so viele Trägerteile eingesetzt, bis die
Heizspirale aufgetragen ist. Durch eine axiale Bohrung 16 in den Trägerteilen 8
und 12 ist eine Metallstange 15 durchgeführt und am inneren Ende der Spirale ;bei
17 angeschweißt. Am anderen Ende der Spirale ist bei i9 ein Metallstreifen 18 angeschweißt,
dessen äußeres freies Ende 20 im Winkel abgebogen ist. Die freien Enden der Stange
15 und ,des Streifens 18 sind außerhalb des Rohres i .in üblicher Weise mit Anschlußklemmen
verbunden. Wenn die Spirale und .der Träger zusammengefügt sind, werden zum besseren
Zurückhalten der Wärme feuerfeste Scheiben 21 in dem Rohr i angeordnet. Die Stange
15 und der Streifen 18 sind durch Bohrungen hindurchgeführt, welche in .den Scheiben
21 vorgesehen sind; dabei werden die Scheiben 21 in ihrer Lage durch :Stifte 22
gehalten, die durch die Stange hindurchgehen. Eine Scheibe 23 kann in das Rohr i
eingesetzt werden, bevor die Spirale und der Träger eingebaut werden, um Idas geschlossene
angeschweißte Ende des Rohres i gegen eine Berührung mit der Schweißstelle 17 zwischen
.der Spirale und der Stange zu, schützen. Da, wie oben hervorgehoben, das Rohr auf
Grund der Auftrie@bwirkung des Bleibades sich oft aufwärts krümmt, ist es erwünscht,
die Stange 15 innerhalb des Schmelztiegels im Querschnitt .zu verringern, wie dies
bei 24 angedeutet ist, damit es einer solchen Krümmung oder Biegung einen geringeren
Widerstand entgegensetzt.
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Der mit der Erfindung verfolgte Zweck wird somit .dadurch erreicht,
daß ein Träger aus feuerfestem Material gebildet und in idie Spirale des Heizelementes
eingefügt wird und daß der Träger mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen und Rippen
versehen ist, die die Trennung :der einzelnen benachb@arten Windungen der Spirale
und ihre bestimmte Lage innerhalb des Rohres sichern. Die Träger lassen den igrößeren
Teil der Drahtspirale bloßliegen,, während !die Spiralrippen durch ihre Berührung
mit der Innenwand des Rohres die Lage der .Spirale genau festlegen.
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Die Trägerteile 8 und 12 sind vorzugsweise aus keramischem Material
geformt und gebrannt, wobei die Kosten eines solchen aus einzelnen Abschnitten hergestellten
Trägers: geringer sind als die Kosten eines ähnlichen Trägers., der aus einem Stück
aus demselben Material besteht.