NL7900927A - Verwarmingspatroon. - Google Patents

Description

Anthonie van den Brink te Westmaas Vervarmingspatroon

De uitvinding heeft "betrekking op een vervarmingspatroon voor het vervarmen van fluidumstromen, bestaande uit een buitenmantel met daarin een kern waaromheen een veerstandselement is aangebracht dat in aanraking is mét 5 electrisch isolerend doch varmtegeleidend materiaal dat de ruimte tussen de buitenmantel en de kern verder opvult.

Een dergelijke vervarmingspatroon is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.010.155·

Dergelijke vervarmingspatronen vorden onder andere 10 toegepast in verdelerbalken, matrijshuizen en/of spuitmonden van aanspuitloze spuitgietsystemen voor kunststoffen om zorg te dragen voor de temperatuurregeling van de vloeistof, velke door deze bussen of matrijshuizen stroomt. De betreffende vervarmingspatronen vorden als losse elementen in de aah-15 spuitbus vastgeklemd, geschroefd, gesoldeerd of ingegoten.

De bekende patroon bestaat uit een veerstandsdraad die om een keramische kern is gevikkeld, vaar dan buitenom, door middel van mechanisch gecomprimeerd magnesium-oxyde of vergelijkbaar isolerend poeder de varmtegeleiding naar de 20 buitenmantel van het vervarmingselement vordt verkregen.

Door het geringe contact van de vervarmingsveerstandsdraden, die een ronde doorsnede hebben en slechts door lijncontact met het centrale keramische element zijn verbonden, en de ongelijkmatige verdichting van de magnesium-oxyde isolatielaag 25 rondom de bedrading, kan niet altijd volledig zeker vorden gesteld, dat de varmte-overdracht van vervarmingsspiraal naar de buitenmantel van de vervarmingspatroon optimaal geschiedt.

Tevens zijn er door de extra staalbehuizing van de.

790 0.9 27 2 r losse verwarmingspatronen twee extra warmte-overdrachtsvlakken aanwezig, namelijk warmte-overdracht van magnesium-oxy depoeder. naar buitenmantel en van buitenmantel naar binnenoppervlak van het gat waarin de verwarmingspatronen zijn ingebracht, zodat 5 extra doch onnodige isolatiewerkzaamheden moeten worden uit gevoerd.

Ook is het bij de bekende verwarmingspatronen door het wikkelen van de weerstandsbedrading niet mogelijk om een verwarmingspatroon op een andere wijze dan aan êên of beide 10 einden te voeden en verder kan slechts een beperkte variatie van de warmte-intensiteitsverdeling over het verwarmde oppervlak worden bereikt. Slechts ctoor variatie van de onderlinge afstand van de wikkeling en onder gebruik making van andere spiraaldiktes, hetgeen weer onbetrouwbare extra contacten ver-15 eist· , kan in deze constructie enige wijziging in de warmte- intensiteit worden bereikt. Dit is echter speciaal bij hoge vermogens in een beperkte ruimte door de dichte' wikkeling en fijne bedrading zo goed als onmogelijk.

De uitvinding ba ogt in het voorgaande verbetering 20 te brengen.

Volgens de uitvinding is dit bereikt, doordat het weerstandselement bestaat uit een gedrukte bedrading van chroom, nikkel of soortgelijk materiaal dat langs fotochemische of dergelijke weg op de kern is aangebracht. De gedrukte be-25 drading kan in de lengterichting van de kern lopen en in de' buurt van de einden van de kernfSogere wee-rstand hebben dan in’het meer tussen de einden gelegen gedeelte.

Bij· een doelmatige uitvoeringsvorm is vastgesteld, dat het gunstig is om de gedrukte bedrading in het meer tussen 30 de einden gelegen gedeelte aan te sluiten op in de kern loodrecht op diens wand staande koperen busjes die inwendig van schroefdraad zijn voorzien om verbinding met voedingsdra-den mogelijk te maken.

De buitenmantel is ter plaatse van de doorvoer van 35 de voedingsdraden naar buiten, voorzien van een ringvormige 790 0 9 27 η.

3 flens net een aantal doorstroomopeningen, de aansluitdraden van een eventueel aanwezig thermokoppel kunnen op dezelfde wijze als de voedingsdraden naar buiten worden geleid.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht 5 aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld een aantal uitvoeringsvormen van een verwarmingspatroon volgens de uitvinding zijn weergegeven. In de tekening toont:

Fig. 1 een axiale doorsnede door een eerste uitvoeringsvorm, 10 fig. 2 een bovenaanzicht van fig. 1, fig. 3 op grotere schaal een detail van de aansluitmogelijkheid van de voedingsdraden van de verwarmingspatroon, fig. U op grotere schaal een detail van de gedrukte bedrading, en 15 de fig, 5-9 op kleinere schaal een aantal toepassings- voorbeelden van de verwarmingspatroon volgens de uitvinding.

De in fig. 1 weergegeven verwarmingspatroon bestaat uit een cilindrische buitenmantel 1 met een puntig einde 2 en een door een eindkap 3 afgesloten einde, in welke mantel 20 een holle kern U van keramisch materiaal, zoals glas, waarop door middel van fotochemische, galvanische en/of opdamptech-niek een zeer fijne nader toe te lichten zogenaamde gedrukte bedrading is aangebracht van chroom, nikkel of soortgelijk metaal. De ruimte tussen de kern k en de buitenmantel 1 is 25 gevuld met een laag 5 van electrisch isolerend doch warmte goed geleidende kit of poeder. Het is gebruikelijk om hiervoor mechanisch samengeperst magnesium-oxyde toe te passen.

Op een willekeurige plaats tussen het puntige einde 2 en de eindk*ap 3 is rond de buitenmantel een ringvormige 30 flens 6 aangebracht die voorzien is van een drietal doorstroom openingen T voor het laten passeren van het te verwarmen fluidum indien de patroon bijvoorbeeld in een kanaal is geplaatst, Loodrecht op de stromingsrichting van de doorstroomopeningen T is in de flens een doorvoeropening 8 aangebracht 35 voor de voedingsdraden 9, door welke opening eveneens de aan- 790 09 27 k sluitdraden 10 van-een thermokoppel 11 bij het puntige einde van de patroon kunnen lopen, welke binnen de kern k door een gebrui.kelijke isolatiekous 27 omgeven zijn.

De binnenwand van de buitenmantel 1 is bij het puntige 5 einde 2 uitgevoerd mefttaps gedeelte 12 voor het centreren van de kern en een borstgedeelte 13 dat de vrije ruimte voor de kit of poeder begrenst en bij het door de eindkap 3 afgesloten einde is ook een puntig uiterlijk zichtbaar, doch dat is niet essentieel voor de uitvinding, zie ook de fig. 5-8.

10 Volstaan wordt hier met op te merken dat de eindkap 3 voorzien kan zijn van een binnenwaarts gerichte punt 1h die ook voor centreringsdoeleinden dient.

In fig. 3 is in detail weergegeven op welke wijze de voedingsdraden 9 van fig. 1 betrouwbaar met de nog niet 15 besproken gedrukte bedrading kunnen worden verbonden. In de kernmk is een tweetal koperen busjes 15 ingesmolten die inwendig van schroefdraad 16 zijn voorzien en aan de buitenomtrek rondlopende groeven 17 hebben die door het keramische materiaal worden opgevuld, zodat een stevige verankering wordt 20 verkregen. Het is reeds voldoende als een busje 15 enigszins in de wand van de kern is opgenomen die ligt tegenover de wand waardoorheen de busjes in de kern worden gestoken.

Thans zal mede aan de hand van fig. U het meest kenmerkende van de patroon worden toegelicht, namelijk de ge-25 drukte bedrading die op de kern is aangebracht. Vooropgesteld wordt, dat een dergelijke bedrading nauwelijks in de figuren is in te tekenen omdat het kan gaan om tientallen in de lengterichting van een kern met een diameter van ongeveer 7 mm op ongeveer 0,^ mm naast elkaar liggende slechts 5/** dikke 30 stroken van ten hoogste ongeveer 0,5 mm breed. Het in fig. k weergegeven detail betreft dan ook slechts een in het platte vlak weergegeven sterk vergroot aanzicht van een kort gedeelte aan het einde van de kern. In fig. ^ is wel goed te zien dat de strookgedeelten 18 smaller zijn dan de strookgedeelten 19.

35 Dit is bewust gedaan om duidelijk te maken dat het door het 790 0 9 2 7 > 5 aanbrengen van een fotochemisch patroon en vervolgens wegetsen van de opgedampte materialen tot de mogelijkheden behoort om elke gewenste patroonovergang geleidelijk te laten verlopen. In het onderhavige geval zou men kunnen stellen, dat 5 de veerstand van de keten aan de einden van de patroon wat hoger moet zijn om een gelijkmatige temperatuur langs de gehele patroon te verkrijgen. De meeste voor dit doel gebruikte gedrukte bedradingen zullen wel van het serie type zijn, doch parallelschakelingen en combinaties van beide behoren uiter-10 aard tot de mogelijkheden zolang niet de maximaal toelaatbare temperatuur van de gebruikte materialen wordt overschreden.

Fig. 5 toont de meest eenvoudige toepassing van een patroon volgens de uitvinding; de beide einden van de buitenmantel 1 zijn gewoon afgerond en er is dus geen thermokoppel 15 aangebracht. De patroon is eenvoudig met zijn flens 6 in een leiding of kanaal 20 geplaatst, waardoor bijvoorbeeld water stroomt,

Fig. 6 toont een patroon met puntig einde 2 met thermokoppel zoals die zou kunnen worden aangetroffen in de 20 spuitneus 21 van een spuitgietmachine voor kunststoffen, terwijl fig. 7 een patroon toont die via een tweetal ruggen 6 blijvend is verbonden met een kanaal 22 dat van extra isolatie 23 is voorzien om de warmteverliezen zo veel mogelijk te beperken.

25 Fig. 6 tenslotte toont een gedeelte van een zogenaamde verdelerbalk 2h die van aftakkingen 25 naar verschillende spuitkoppen 26 is voorzien en waaruit blijkt, dat de patronen volgens de uitvinding zich ook bijzonder goed lenen om te worden opgesteld op plaatsen waar het fluidum wordt gedwongen 30 van richting te veranderen.

De basisgedachte van de uitvinding laat zich zoals in fig. 9 is weergegeven ook goed toepassen voor verwarming van buitenaf in plaats van van binnenuit, terwijl uit die fig. 9 tevens blijkt dat er sprake kan zijn van een soort 35 bouwdoossysteem waarbij in het kanaal 20 een bochtstuk 28 790 0 9 2 7

Claims (16)

1. Verwarmingspatroon voor het verwarmen van fluidum- 10 stromen, bestaande uit een buitenmantel met daarin een kern waaromheen een weerstandselement is aangebracht dat in aanraking is met een electrisch isolerend doch warmtegeleidend materiaal dat de ruimte tussen de buitenmantel en de kern verder opvult, met het kenmerk, dat het weerstandselement be- 15 staat uit een gedrukte bedrading (18, 19) van chroom, nikkel of soortgelijk materiaal dat langs fotoehemische of dergelijke weg op de kern (b) is aangebracht.

2. Patroon volgens conclusie 1, met het kenmerk« dat de gedrukte bedrading in de lengterichting van de kern 20 loopt en in de buurt van de einden van de kern een hogere weerstand heeft dan in het meer tussen de einden gelegen gedeelte.

3. Patroon volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de kern (U) een holle cilinder is van keramisch materiaal.

25 U. Patroon volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk. dat het electrisch isolerende doch warmtegeleidende materiaal .een kit of poeder is.

5. Patroon volgens conclusie U, met het kenmerk, dat het poeder een magnesium-oxyde is. 30 6, Patroon volgens êén der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de gedrukte bedrading in het meer tussen de einden gelegen gedeelte is aangesloten op in de kern (b) loodrecht op diens wand staande busjes (15) die inwendig van schroefdraad (16) zijn voorzien om verbinding met voedingsdra- •. * 790 0 9 2 7 τ den (9) mogelijk te maken. - * 7. Patroon volgens conclusie 6, met het kenmerk. dat de "busjes slechts aan één einde door de wand van de kern steken.

8. Patroon volgens een der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de huitenmantel (1) ter plaatse van de doorvoer van de voedingsdraden naar buiten, voorzien is van een ringvormige flens (6) met een aantal doorstroomopeningen (7).

9. Patroon volgens één der conclusies 1-8, met het 10 kenmerk, dat de buitenmantel een puntig einde (2) heeft en in de kern in de buurt van het puntige'einde een thermokoppel (11) is opgenomen.

10. Patroon volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de aansluitdraden (10) van het thermokoppel op dezelfde plaats 15 naar buiten komen als de voedingsdraden.

11. Patroon volgens één der conclusies 1-10, met het kenmerk, dat de boring in de buitenmantel in de buurt van het puntige einde (2) taps toeloopt en de kern (H) met het oog op centrering van een daaraan aangepast afgeknot-kegel- 20 vormig uiterlijk is voorzien.

12. Patroon volgens één der conclusies 1-11, met het kenmerk, dat het van het puntige einde afgekeerde einde van de buitenmantel door een eindkap (3) met perspassing is afgesloten.

13. Patroon volgens een der conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de patroon deel uitmaakt van een aanspuitloos spuitgietsysteem voor kunststoffen en is geplaatst in de fluidumstromen door de verdelerbalk (2h), het matrijshuis, en/of de spuitmonden.

14. Patroon volgens één der conclusies 1-12, met het kenmerk, dat de ringvormige flens (6) ook een geheel vormt met een fluidumdoorvoerkanaal (22) dat dus als een eenheid in een leidingnet kan worden opgenomen.

15. Patroon volgens conclusie 1U, met het kenmerk. 35 dat de eenheid tussen het fluidumdoorvoerkanaal en de buiten- 790 0 9 2 7 f . 8 zijde van extra isolatie (23) is voorzien.

16. Patroon volgens conclusie of 13. met het kenmerk. dat de eenheid is opgenomen in de nabijheid van een tapkraan die daardoor zowel koud als warm fluïdum kan leveren. 5 17. Patroon voor het verwarmen van fluidumstromen, met het kenmerk, dat hij bestaat uit een metalen buisstuk (30) waar doorheen het fluïdum kan stromen, met op de buitenzijde een keramischs bekleding (31) op welke buitenzijde een gedrukte bedrading is aangebracht op dezelfde wijze als in 10 conclusie 1 en 2.

18. Patroon volgens conclusie 17» met het kenmerk. dat om de gedrukte bedrading heen een warmte en electri'citeit riet geleidend materiaal is aangebracht.

19. Patroon zoals weergegeven in de tekening en/of 15 besproken aan de hand daarvan. 790 0927