DE2500158B2

DE2500158B2 - Biegsamer bandheizleiter

Info

Publication number: DE2500158B2
Application number: DE19752500158
Authority: DE
Original assignee: Specialnoe Konstruktorskoe Bjuro Transnefteavtomatika, Moskau
Priority date: 1974-01-04
Filing date: 1975-01-03
Publication date: 1978-02-09
Also published as: FR2257184A1; FR2257184B1; GB1493838A; SE402851B; CA1027159A; US3959622A; DE2500158A1; SE7500027L; DE2500158C3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen biegsamen Bandheizleiter mit in einem Isoliermaterial eingebetteten Heizdrähten und wenigstens einem stromführenden Draht, der auf einer Seite der Heizdrähte in der gleichen Ebene wie diese verläuft. Ein solcher biegsamer Bandheizleiter ist aus den US-Patentschriften 28 22 460 oder 33 41 690 bekannt.

Bandheizleiter dieser Art werden vor allem in der Weise verwendet, daß sie längs Rohrleitungen von chemischen, petrochemischen oder nahrungsmittelchemischen Anlagen, auf Behältern, Gefäßen oder anderen Anlageteilen verlegt werden und diese bzw. die in diesen strömenden oder aufbewahrten Substanzen auf einer erforderlichen Temperatur halten. Es kann dabei insbesondere auch um den Schutz vor dem Einfrieren dieser Substanzen gehen.

Bei der aus der US-Patentschrift 28 22 460 bekannten Ausbildung liegen zwei Heizdrähte eingebettet in einem Isoliermaterial und zu beiden Seiten derselben verläuft je ein stromführender Draht, der im gleichen Isoliermaterial eingebettet ist. Es handelt sich dabei also um ein einheitliches Flachkabel, das sowohl die Heizdrähte, als auch die stromführenden Drähte enthält.

Ähnlich ist es bei der Ausbildung gemäß der US-Patentschrift 33 41 690, wo nur ein Heizdraht, der zickzackförmig gebogen sein kann, von beidseits verlaufenden stromführenden Drähten umgeben ist und alle drei Drähte in einem gemeinsamen Isoliermaterialband eingebettet sind.

Bei den bekannten Ausbildungen, kann es wegen der gemeinsamen Unterbringung und nahen Anordnung der verschiedenen Leiterarten in dem gleichen Isoliermaterialband zu einer Überhitzung der niederohmigen stromführenden Drähte kommen.

Gewöhnlich bestehen diese stromführenden Drähte aus Kupfer, das insbesondere bei Erhöhung seiner Temperatur zur Oxydation neigt. Außerdem steigt der elektrische Widerstand dieser Drähte mit wachsender Temperatur, was den Aufheizeffekt verstärkt, da bei aufgrund der höheren Temperaturen gestiegenen Widerstand der stromführenden Drähte die in diesen auftretenden elektrischen Verluste ebenfalls steigen, welche sich in eigener Wärmeentwicklung auswirken.

Um diese unterwünschten Erscheinungen, die bis zur Zerstörung der stromführenden Kupferdrähte führen

ίο können, zu beseitigen, muß man entweder die Arbeitstemperatur des gesamten Bandheizleiters herabsetzen, was dessen Einsatzgebiete beschränkt, oder die Kupferdrähte müssen aufplattierte Schutzüberzüge, z. B. aus Silber oder Nickel erhalten. Diese letztere Maßnahme wird angewandt bei Bandheizleitern für Temperaturen im Bereich von über 200⁰C.

Die Verwendung von silber- oder nickelplattierten stromführenden Drähten verteuert den Bandheizleiter beträchtlich. Außerdem ist ein gleichmäßiger Schutzüberzug nur schwer zu erreichen.

Bei den bekannten Ausbildungen ist das die Drähte einbettende Isoliermaterial nicht weiter geschützt. Es ist aber oft wünschenswert, das Isoliermaterial des Bandheizleiiers nochmals in einer geschlossenen Hülle zu kapseln, z. B. um einen Schutz vor rauhen Beanspruchungen und Umgebungsbedingungen zu bieten. Auch wird die Verlegung der Bandheizleiter leichter, wenn sie in einer dichten Hülle gekapselt sind und diese aus einem Material besteht, das sich leicht bleibend verformt, wie z. B. Aluminium. Eine solche Kapselung der bekannten Bandheizleiter würde das Problem der Aufheizung der stromführenden Drähte noch verschärfen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen biegsamen Bandheizleiter zu schaffen, bei dem die Gefahr und die nachteiligen Folgen einer Überhitzung der niederohmigen stromführenden Drähte beseitigt sind und der sich dennoch leicht als Einheit verlegen läßt.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die stromführenden Drähte außerhalb einer das Isoliermaterial mit den Heizdrähten umschließenden dichten Hülle verlegt sind und mittels Klammern oder angeformten Stegen befestigt sind.

Bei einer solchen Ausbildung bleiben die stromführenden Drähte weitgehend von der durch die Heizdrähte entwickelten Wärme verschont, was nicht nur ihre Leitfähigkeit und Lebensdauer günstig beeinflußt, sondern auch dazu führt, daß die Wärme besser zur Einleitung in die zu beheizende Armatur zur Verfügung steht.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind längs der Schmalseiten der dichten Hülle Formvorsprünge ausgebildet, die mit entsprechenden Formvorsprüngen von zur Befestigung dienenden Bügeln unter Bildung einer formschlüssigen Verbindung zusammenwirken.

Eine solche Ausbildung hat den Vorteil einer leichten Montage, wobei die stromführenden Drähte wärmeleitungsmäßig fast völlig von den Heizdrähten getrennt sind. Der Einfluß der als Wärmebrücken wirkenden Klammern ist vernachlässigbar, besonders wenn deren Material ein schlechter Wärmeleiter ist.

Eine andere zweckmäßige Ausbildung kann es sein, wenn längs der Schmalseiten der dichten Hülle je ein an diese angeformter Steg verläuft, der einen Kanal zur Aufnahme der stromführenden Drähte bildet.

Zur Erleichterung des Verlegens der stromführenden Drähte kann es hierbei weiterhin zweckmäßig sein, wenn der Steg einen offenen Kanal bildet, der nach Einlegen des stromführenden Drahtes zu dessen Befestigung einbiegbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 die Ansicht eines biegsamen Bandheizleittrs mit einem mittels Klammern befestigten stromführenden Draht;

Fig.2 die Ansicht eines biegsamen Bandheizleiters mit zwei mittels Klammern befestigten stromführenden Drähten;

F i g. 3 den Querschnitt einer Klammer zur Befestigung von zwei stromführenden Drähten;

Fig.4 den Querschnitt einer Klammer zur Befestigung eines stromführenden Drahtes;

Fig.5 den Schnitt V-V aus Fig. 1, d.h. den Querschnitt durch den Heizleiter ohne stromführenden Draht;

Fig.6 den Schnitt VI-VI aus Fig.2, d.h. den Querschnitt durch den Heizleiter mit je einem beidseits befestigten stromführenden Draht;

F i g. 7 die perspektivische Darstellung eines Heizleiters gemäß Fig. 2;

F i g. 8 die Ansicht eines biegsamen Heizleiters mit zwei stromführenden Drähten, die in angeformten Kanälen verlegt sind;

Fig.9 die perspektivische Darstellung des Heizleiters gemäß F ig. 8;

F i g. 10 den Schnitt X-X aus F i g. 8;

Fig. 11 den Querschnitt eines biegsamen Bandheizleiters mit angeformten offenen Kanälen zum Einlegen der stromführenden Drähte;

Fig. 12 die Verbindung zweier biegsamer Bandheizleiter mittels je einer Anschlußdose.

Der erfindungsgemäße biegsame Bandheizleiter besteht aus Heizdrähten 1 auf der Grundlage von Widerstandslegierungen, die eingebettet sind in ein wärmebeständiges Elektroisoliermaterial 2 in Form eines Bandes.

Das Isoliermaterial 2 ist eingeschlossen in eine dichte Hülle 3, die aus einem feuchtigkeits- und wärmebeständigen Material, beispielsweise aus Silikongummi hergestellt ist.

Wenigstens ein stromführender Draht 4, z. B. aus Kupfer mit einer ihn umgebenden Isolation 5 ist außerhalb der dichten Hülle 3 des Isoliermaterialbandes 2 längs der Schmalseiten des Bandheizleiters verlegt.

Die elektrischen Verbindungen der Heizdrähte 1, der stromführenden Drähte 4 und der Zuleitungs- bzw. Verbindungskabel 6 befinden sich in Anschlußdosen 7.

Gemäß F i g. 1 bis 7 sind die stromführenden Drähte 4 mit Hilfe von Klammern 8 befestigt, welche Formvorsprünge 9 aufweisen, die mit passend gestalteten Formvorsprüngen 10 der dichten Hülle 3 zusammenwirken und dabei eine formschlüssige Verbindung 11 herstellen.

Die biegsamen Bandheizleiter haben je nach dem Verwendungszweck entweder zwei stromführende Drähte 4, wie das aus F i g. 2 zu ersehen ist, oder nur einen stromführenden Draht 4, wie in F i g. 1 gezeigt. Dementsprechend werden auch verschiedene Ausführungsarten der Klammern verwendet. F i g. 3 zeigt eine Klammer zur Befestigung von zwei stromführenden Drähten und F i g. 4 zeigt eine Klammer zur Befestigung von nur einem stromführenden Draht.

Die Klammern 8 umfassen die dichte Hülle 3, wie in F i g. 6 zu sehen, nur auf der oberen und an den schmalen Seitenflächen. Mit der freibleibenden unteren Fläche

ίο kommt die dichte Hülle 3 auf das zu erwärmende Objekt zu liegen, so daß die Klammern keinen Wärmeübergangswiderstand verursachen.

Zu den Ausführungsvariariten des Heizleiters gehört die Gestaltung des Schaltbügels 8 als ein durchgehendes Element, das sich über die Gesamtlänge des Heizleiters erstreckt. In den Zeichnungen ist nur der Fall einzelner Klammern gezeigt.

Eine weitere Ausführungsvariante ist der biegsame Bandheizleiter gemäß Fig.8 bis 10. Auch hier sind die Heizdrähte 1 in dem Isoliermaterial eingebettet, das seinerseits von der dichten Hülle 3 eingeschlossen ist.

Auch die Anschlußdosen 7 und die Zuleitungs- bzw. Verbindungskabel 6 sind von der bekannten ArL

Die Befestigung der stromführenden Drähte erfolgt hier mit Hilfe von an der dichten Hülle 3 angeformten Stegen 12, die geschlossene Kanäle 13 zur Verlegung der stromführenden Drähte 4 aufweisen.

Eine Abwandlung dieser Ausführungsart ist in F i g. 11 dargestellt. Hier ist die dichte Hülle 3 aus einem Material mit bleibender plastischer Verformung, beispielsweise aus Aluminium ausgeführt, und die Stege 12 bilden offene Kanäle 14, die nach dem Einlegen der stromführenden Drähte 4 zugewalzt werden, wodurch sich ein zylindrischer Schlitzkanal (F i g. 11 links) ergibt.

Zum Erwärmen von Objekten größerer Länge verbindet man einige Bandheizleiter miteinander. Ein Verbindungsbeispiel der Heizleiter mittels der Anschlußdosen ist in F i g. 12 gezeigt.
Die Heizdrähte 1 sind mit Hilfe einer Klemmleiste 15 an die stromführenden Drähte 4 und an die Verbindungskabel 6 durch Schrauben 16 angeschlossen. Die Verbindungskabel 6 sind an ihrer Einführungsstelle in die Anschlußdose mittels einer Einlage 17 abgedichtet. Zur Installation des beschriebenen Heizleiters auf einem zu erwärmenden Objekt, z. B. auf einem Rohr, wird ein Ende des Bandheizieiters an dem Rohr befestigt, und je nach der Verwendungsart wird der Heizleiter entweder auf das Rohr mit einer bestimmten Steigung schraubenlinienförmig verlegt oder geradlinig

so längs einer Mantellinie verlegt. Bei der Schraubenlinienwicklung genügt es, das andere Ende des Heizleiters auch noch am Rohr zu befestigen, während bei der geradlinigen Anordnung eine Befestigung, z. B. mittels eines Glasbands in Abständen von 0,4 bis 0,6 m am Rohr notwendig wird.

Zur Verringerung der Wärmeverluste in die Umgebung wird das Objekt mit dem auf ihm angeordneten biegsamen Bandheizleiter wärmeisoliert. Danach werden über der Wärmeisolationsschicht metallische Schutzmäntel angeordnet. Beim Anschluß an die Speisequelle wird in den Heizdrähten Wärme entwikkelt, welche sich auf das Objekt überträgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

25 OO 158 Patentansprüche:

1. Biegsamer Bandheizleiter mit in einem Isoliermaterial eingebetteten Heizdrähten und wenigstens einem stromführenden Draht, der auf einer Seite der Heizdrähte in der gleichen Ebene wie diese verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Drähte (4) außerhalb einer das Isoliermaterial (2) mit den Heizdrähten (1) umschließenden dichten Hülle (3) verlegt sind und mittels Klammern oder angeformten Stegen befestigt sind.

2. Biegsamer Bandheizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Schmalseiten der dichten Hülle (3) Formvorsprünge (10) ausgebildet sind, die mit entsprechenden Formvorsprüngen (9) von zur Befestigung dienenden Bügeln (8) unter Bildung einer formschlüssigen Verbindung (11) zusammenwirken.

3. Biegsamer Bandheizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Schmalseiten der dichten Hülle (3) je ein an diese angeformter Steg (12) verläuft, der einen Kanal (13) zur Aufnahme der stromführenden Drähte (4) bildet.

4. Biegsamer Bandheizleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (12) einen offenen Kanal (14) bildet, der nach Einlegen des stromführenden Drahtes (4) zu dessen Befestigung einbiegbar ist.