DE3532979A1 - Innenliegende begleitheizung fuer rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beheizung von im wesentlichen rohrförmigen Transport- und/oder Förderleitungen, insbesondere aus Glas.

Häufig ist es notwendig, Transport- und/oder Förderleitungen chemischer oder verfahrenstechnischer Produktions- sowie Technikums- und Laboranlagen mit einer Beheizung zu versehen. Dies geschieht beispielsweise, um dafür zu sorgen, daß das in einer derartigen Leitung geführte Medium, wie etwa gesättigter oder überhitzter Dampf oder eine schmelzflüssige Substanz, seinen Bestimmungsort in dem gewünschten Aggregatzustand erreicht und ein Niederschlag oder Kondensieren beziehungsweise Erstarren des Mediums in der Leitung vermieden wird. Derartige Leitungen sind in der Regel als Doppelmantelleitung ausgeführt, deren äußerer Bereich beispielsweise von Warmwasser oder Dampf durchströmt wird oder es finden Rohre mit einfacher Wandung Verwendung, die mit einer elektrischen Außenheizung versehen sind. Dies be­ dingt einen hohen konstruktiven und baulichen sowie anlagentech­ nischen Aufwand, insbesondere in Bereichen wo Doppelmantel­ leitungsrohre aneinander gefügt sind, ist bei der Erstellung derartiger Leitungen ein besonderer Aufwand notwendig, um Übergangsmöglichkeiten für das im äußeren Rohrbereich strö­ mende Heizmedium zu schaffen.

Ferner bestehen derartige Transport- und/oder Förderleitungen vielfach aus Glasrohren, wenn durch sie hochaggressive oder hochkorrosive Substanzen durchgeführt werden und/oder Substanzen während des Transports beobachtet werden sollen. So sind beispielsweise Anlagen zur Sulfochlorierung oftmals in Glas ausgeführt.

Derartige Glasleitungen sind in der Regel aus einzelnen relativ kurzen Doppelmantelrohren, die handelsüblich in verschiedenen Standardlängen geliefert werden, baukastenähnlich erstellt. Diese Rohrstücke müssen beim Zusammenbau abdichtend anein­ andergefügt werden, wobei auch jedesmal ein Übergang für die Doppelmantelleitung beziehungsweise das Heizmedium geschaffen werden muß, was einen besonders hohen konstruktiven und baulichen sowie anlagentechnischen Aufwand bedingt, da sich üblicherweise die Doppelwand nicht bis in den Anflanschungs- oder Verbindungsbereich erstreckt.

Sind in Glas ausgeführte Leitungen etwa durch Umwickeln mit Heizbändern mit einer elektrischen Außenheizung versehen, ist der gewünschte Einblick in die Transport- und/oder Förderleitung verstellt oder zumindest sehr stark beeinträchtigt.

Ist es darüber hinaus notwendig, bestehende Transporte und/oder Förderleitungen nachzurüsten, beispielsweise um eine schmelz­ flüssige Substanz hindurchleiten zu können, welche einen höheren Stockpunkt aufweist als die ursprünglich vorgesehene, ist auch dies nur mit erheblichem konstruktivem und technischem Aufwand möglich. Entweder muß eine neue oder zusätzliche elektrische Außenheizung installiert werden, was nicht immer ohne weiteres durchführbar ist und insbesondere bei Glasleitungen die er­ wünschte Leitungstransparenz beeinträchtigt, oder es muß die Heizkapazität der etwa vorhandenen Doppelmantelleitung durch Erhöhung der Temperatur des durchgeleiteten Heizmediums erhöht werden, wozu die installierten Vorrichtungen nicht immer aus­ reichend ausgelegt sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, die die Beheizung von im wesentlichen rohrförmigen Transport- und/oder Förderleitungen, insbesondere aus Glas, mit geringem konstruktivem und baulichem und anlagentechnischem Aufwand in kostengünstiger und wirtschaftlicher Weise, insbesondere auch eine Nachrüstung bestehender Leitungen ermöglicht, wobei bei in Glas ausgeführten Transport- und/oder Förderleitungen die Leitungstransparenz erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch mindestens einen im Inneren der Transport- und/oder Förderleitung angeordneten und von einem Heizmedium durchströmten sowie von dem in der Transport- und/oder Förderleitung befindlichen Medium voll umströmten schlauch­ förmigen Hohlkörper gelöst.

Ein erfindungsgemäßer schlauchförmiger Hohlkörper ist einfach und mit geringem technischen Aufwand praktisch an beliebiger Stelle in Transport- und/oder Förderleitungen einziehbar und unabhängig von der Länge der Rohrleitung und einzelner Rohrleitungselemente über ausgedehnte Bereiche längs der axialen Leitungserstreckung im Inneren der Leitung anzuordnen. Auch Anflanschungs- oder Übergangsbereiche von einem Rohr zu einem anderen erfordern keinen besonderen konstruktiven Aufwand bezüglich der Durchleitung dieser Heizungsvorrichtung. Eine Verlängerung des im Inneren der Rohrleitung angeordneten schlauchförmigen Hohlkörpers über den jeweiligen Anflanschungs- oder Übergangsbereich hinaus, ermöglicht einen problemlosen Übergang des Heizmediums von einem Rohrstück in das folgende, wobei gleichzeitig auch die Beheizung des Anflanschungs- oder Übergangsbereiches sichergestellt ist. Somit lassen sich mit einer derartigen Vorrichtung Transport- und/oder Förderleitungen in vorteilhafter Weise beheizen.

Insbesondere sind auch bestehende Anlagen mit einem erfindungsgemäß angeordneten schlauchförmigen Hohlkörper ein­ fach und problemlos nachrüstbar.

Bei in Glas ausgeführten Transport- und/oder Förderleitungen bleibt durch den im Inneren der Leitung angeordneten schlauchförmigen Hohlkörper die Transparenz der Leitung erhalten und wird der Einblick in die Leitung und somit die Beobachtung des darin strömenden Mediums nicht beeinträchtigt.

Insbesondere muß eine beheizbare Leitung in Glasausführung nicht mehr aus einzelnen relativ kurzen Doppelwandglasrohr­ stücken baukastenähnlich erstellt sein, sondern es können lange Rohre mit einer einfachen Wand Verwendung finden. Dies führt ebenfalls zu einer deutlichen Verringerung des konstruktiven und baulichen sowie anlagentechnischen Aufwandes und ermöglicht somit eine kostengünstige Erstellung beheizter Rohrleitungen.

Ein im Inneren von Transport- und/oder Förderleitungen ange­ ordneter schlauchförmiger Hohlkörper gewährleistet eine gute Wärmeübertragung von dem in ihm strömenden Heizmedium auf das ihn umströmende Medium. Als Heizmedium kann z. B. Dampf, Warmwasser, Wärmeträgeröl oder dergleichen den Hohlkörper durchströmen.

In vorteilhafter Weise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung von einem flexiblen, bei Ausführung in Kunststoff insbesondere hohe Anteile an PTFE, PVDF oder PFA aufweisenden schlauchförmigen Hohlkörper mit geringer Wanddicke gebildet. Die flexible Ausführung des schlauchförmigen Hohlkörpers gewährleistet sein problemloses Einziehen in Rohrleitungen. Weiterhin unterstützt die Flexibilität des schlauchförmigen Hohlkörpers den Wärmeübergang durch die dünne Schlauchwand auf das ihn umströmende Medium, indem der schlauchförmige Hohlkörper bei aufgrund von Strömungsverhältnissen eventuell auftretenden Turbulenzen etwa durch schwingende Bewegungen nachgibt, was zu einem Aufbrechen der hohlkörpernahen laminaren Strömungsgrenzschicht führt, womit der Wärmeübergang auf das den Hohlkörper umströmende Medium verbessert wird.

Das gute Wärmeübertragungsverhalten macht die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch bei in Metall oder Kunststoff ausgeführten Transport- und/oder Förderleitungen sinnvoll, da sich mit Hilfe des innenliegenden, dünnen und einen geringen Wärmeleitwiderstand aufweisenden Hohlkörpers eine bessere Wärmeübertragung auf die zu beheizende Substanz in der Leitung erreichen läßt, als beispielsweise über die relativ dicke und durch geringe Wärmeleitfähigkeit gekennzeichnete Außenwandung eines Kunststoffleitungsrohres.

Schlauchförmige Hohlkörper mit hohen Anteilen an PTFE, PVDF oder PFA sowie mit geringer Wanddicke eignen sich insbesondere zur Beheizung aggressiver oder hochkorrosiver Substanzen wie sie beispielsweise bei der Sulfochlorierung in Transport- und/oder Förderleitungen zu bewegen sind. Aufgrund der hohen Anteile an PTFE, PVDF oder PFA ist der schlauchförmige Hohlkörper wider­ standsfähig gegen derartige aggressive oder hochkorrosive Medien und wird die Ausbildung einer geringen Wanddicke ermöglicht, die eine ausreichende Wärmeübertragung auf die in solchen Anwen­ dungsfällen zu beheizenden Substanzen ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Verhältnis von zu Innendurchmesser D der Transport- und/oder Förderleitung zu Außendurchmesser d des schlauchförmigen Hohlkörpers Werte im Bereich von 2 bis 10 aufweist. Dieser Bereich des Durchmesser­ verhältnisses D zu d hat sich zur Aufrechterhaltung von gün­ stigen Strömungsverhältnissen in Transport- und/oder Förder­ leitungen als sinnvoll erwiesen.

In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung in Abständen an der Transport- und/oder Förderleitung zur abdichtenden Ein­ führung und/oder Herausführung von mindestens einem schlauch­ förmigen Hohlkörper angeordnete Stutzen vor. Durch diese Stutzen kann der schlauchförmige Hohlkörper in einfacher Weise aus der Transport- und/oder Förderleitung herausgeführt wer­ den und z. B. das Heizmedium einem Heizaggregat zur Wiederauf­ heizung zuzuführen. Die Stutzen können praktisch an beliebiger Stelle der Leitung angeordnet sein, so daß überall ein schlauchförmiger Hohlkörper und somit Wärme in die Leitung einbringbar ist. Die Abstände zwischen den Stutzen werden von dem Wärmeverlust des Heizmediums innerhalb der Transport- und/oder Förderleitung sowie der für das in der Leitung transportierte Produkt erforderlichen Temperatur bestimmt. Der Abstand zweier Stutzen beträgt bei in Glas ausgeführten Anlagen in der Regel ein Vielfaches der Länge von handelsüblichen Doppelwandglasrohren und kann z. B. bei einer Anlage zur Herstellung von sulfochlorierten Produkten, wo insbesondere organische Substanzen oder Medien in den Transport- und/oder Förderleitungen schmelzflüssig gehalten werden müssen, bis zu 20 Meter betragen. Die Stutzen sind so dimensoniert, daß sie einen und/oder mehrere schlauchförmige Hohlkörper umfassen können.

Bei der Nachrüstung bestehender Anlagen sind derartige Stutzen an beliebiger Stelle einer Leitung anzuordnen und anzufügen oder es können einzelne mit Stutzen versehene Leitungselemente in die Leitung eingefügt werden.

In vorteilhafter Weise, insbesondere zur Verwendung bei aus einzelnen Glasrohrelementen baukastenähnlich erstellten gläsernen Transport- und/oder Förderleitungen weist die Erfindung mindestens einen mindestens eine Anflanschungs- oder Ver­ bindungsstelle zweier Rohrelemente von einem Stutzen der Leitung zu einem anderen Stutzen der Leitung überbrückenden schlauchförmigen Hohlkörper auf. Auf diese Weise wird durch die Erfindung der üblicherweise anfallende konstruktive und bauliche sowie anlagentechnische Aufwand bei der Überbrückung von Anflanschungs- oder Verbindungsstellen beheizter Leitungselemente, wie er insbesondere bei doppelwandig ausgebildeten Leitungselementen auftritt, deutlich verringert. Der schlauchförmige Hohlkörper kann problemlos und ohne besonderen Aufwand durch jeweils zwei Rohrstücke verbindende Verbindungs- beziehungsweise Anflanschungsstellen durchgeführt werden. In besonders günstiger Weise ist auf diese Art die Nachrüstung bestehender Anlagen mit geringem baulichem und anlagentechnischem Aufwand kostengünstig durchführbar, wobei zudem bei Glasleitungen noch die Transparenz weitestgehend erhalten bleibt.

In zweckmäßiger Weise ist mindestens ein Stutzen in der Nähe einer Anflanschungs- oder Verbindungsstelle angeordnet.

Schließlich ist in zweckdienlicher Ausgestaltung der Erfindung zusätzlich zu einer Außenheizung im Inneren der Transport- und/oder Förderleitung ein von einem Heizmedium durchströmter schlauchförmiger Hohlkörper angeordnet. Dies ermöglicht ins­ besondere die Erweiterung des Anwendungsbereiches bestehender chemischer oder verfahrenstechnischer Anlagen, die bereits mit einer Außenheizung versehen sind, durch Nachrüstung in baulich einfacher und wirtschaftlich günstiger Weise. Sollen durch eine bereits bestehende Transport- und/oder Förderleitung auch Produkte bewegt werden, die z. B. eine höhere Erstarrungstemperatur aufweisen, als das ursprüngliche vorgesehene Produkt, ist eine solche Leitung durch Einziehen eines erfindungsgemäßen schlauchförmigen Hohlkörpers schnell und einfach umzurüsten und mit Hilfe einer solchen Leitung zusätzlich Wärme in die Transport- und/oder Förderleitung einzubringen. Auch kann bei durch Störungen verursachten Verstopfungen oder beim Anfahren einer derartigen Anlage, die während der Produktion entweder von außen oder von innen beheizt wird, die Beheizung zusätzlich von innen oder außen unterstützt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur einen vereinfachten Längsschnitt durch eine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Transport- und/oder Förderleitung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem schlauch­ förmigen Hohlkörper 1, der im Inneren einer Transport- und/oder Förderleitung 2 angeordnet ist und über Stutzen 3 in die Transport- und/oder Förderleitung hinein beziehungsweise herausgeführt wird. Der schlauchförmige Hohlkörper ist in den Stutzen 3 lösbar fest und abdichtend angeordnet. Der Abstand A zwischen zwei Stutzen 3 wird durch die dem Innenraum der Transport- und/oder Förderleitung 2 zuzuführende Wärmemenge und die Heizkapazität und Temperatur des Heizmediums 4 be­ stimmt. Bei einer in Glas ausgeführten Transport- und/oder Förderleitung 2 beträgt der Abstand A insbesondere ein Vielfaches der Länge handelsüblicher Doppelwandglasrohrstücke. Der schlauchförmige Hohlkörper 1 wird in Pfeilrichtung von einem Heizmedium 4 durchströmt. Das Heizmedium ist beispielsweise gesättigter oder überhitzter Dampf bis zu einem Druck von 4 bar, Warmwasser oder Wärmeträgeröl. Das Heizmedium 4 gibt während des Durchflusses durch den schlauchförmigen Hohlkörper 1 im Inneren der Transport- und/oder Förderleitung 2 die Wärmemenge an das in der Leitung 2 bewegte Medium 5 ab, die benötigt wird, um zum Beispiel eine Erstarrung des Mediums 5, etwa ein bei der Sulfochlorierung in der Leitung 2 bewegtes organisches Medium, in dem Bereich der Schlauchanordnung zu verhindern.

Die Stutzen 3 sind in dem hier aufgezeigten Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß sie jeweils einen und/oder zwei schlauchförmige Hohlkörper umfassen. Zweckmäßigerweise befindet sich mindestens ein Stutzen 3 in der Nähe einer Anflanschungs- oder Verbin­ dungsstelle 6 zweier Rohrelemente 7.

Bei dem schlauchförmigen Hohlkörper 1 handelt es sich um einen flexiblen Schlauch, beispielsweise hohe Anteile an PFA, PVDF oder PTFE aufweisend. Der schlauchförmige Hohlkörper 1 weist bei einem Innendurchmesser D der Produkt- und/oder Förder­ leitung 1 von 40 bis 50 mm eine Abmessung von 8 mm × 0,6 mm, d. h. einen Außendurchmesser d von 8 mm und eine Wanddicke von 0,6 mm auf. In seiner Gebrauchslage in der Leitung 2 wird der schlauchförmige Hohlkörper 1 von dem Medium 5 voll umspült.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So können beispielsweise die Stutzen 3 so ausgelegt sein, daß sie auch mehr als einen schlauchförmigen Hohlkörper 1 umfassen, so daß durch diese Stutzen mehrere schlauchförmige Hohlkörper hinein- und/oder herausgeführt werden können, die sich dann unterhalb der Stutzen in der Transport- und/oder Förderleitung 2 axial zu der Leitung 2 beispielsweise in entgegengesetzte Richtungen erstrecken.

Auch stellen die Durchmesser und die Wanddickenangabe nur ein zweckmäßiges Beispiel dar. Diese können unter Berücksichtigung der in der Transport- und/oder Förderleitung herrschenden Strömungsverhältnisse oder auch in Abhängigkeit von der mittels des Hohlkörpers an das im Inneren der Transport- und/oder Förderleitung bewegte Medium 5 abzugebenden Wärmemenge variiert werden.

Die Erfindung ist auch nicht auf schlauchförmige Hohlkörper aus Kunststoff mit hohen Anteilen an PTFE, PVDF oder PFA beschränkt. Es ist vorstellbar, daß der erfindungsgemäße Hohlkörper auch aus anderen Kunststoffen oder Materialen besteht.

Des weiteren muß nicht unbedingt jedes Rohrelement 7 einen Stutzen 3 aufweisen, wie man es etwa der einzigen Zeichnung entnehmen könnte.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Beheizung von im wesentlichen rohrförmigen Transport- und/oder Förderleitungen, insbesondere aus Glas, gekennzeichnet durch, mindestens einen im Inneren der Transport- und/oder Förder­ leitung (2) angeordneten und von einem Heizmedium (4) durchströmten sowie von dem in der Transport- und/oder Förderleitung (2) befindlichen Medium (5) voll umströmten schlauchförmigen Hohlkörper (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen flexiblen, bei der Ausführung in Kunststoff insbesondere hohe Anteile an PTFE, PVDF oder PFA aufweisenden schlauchförmigen Hohlkörper (1) mit geringer Wanddicke.

3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Innendurchmesser (D) der Tansport- und/oder Förderleitung (2) zu Außendurchmesser (d) des schlauchförmigen Hohlkörpers (1) Werte im Bereich von 2 bis 10 aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch in Abständen (A) an der Transport- und/oder Förderleitung (2 ) zur abdichtenden Einführung und/oder Herausführung von mindestens einem schlauchförmigen Hohlkörper (1) angeordneten Stutzen.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, insbe­ sondere zur Verwendung bei aus einzelnen Glasrohrelementen baukastenähnlich erstellten gläsernen Transport- und/oder Förderleitungen, gekennzeichnet durch mindestens eine Anflanschungs- oder Verbindungsstelle (6) zweier Rohrelemente (7) von einem Stutzen (3) der Leitung (2) zu einem anderen Stutzen (3) der Leitung (2) überbrückenden schlauchförmigen Hohlkörper (1).

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen in der Nähe einer Anflanschungs- oder Verbindungsstelle (6) angeordneten Stutzen (3 ).

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch einen zusätzlich zu einer Außenheizung im Inneren der Transport- und/oder Förderleitung (2) angeord­ neten und von einem Heizmedium (4) durchströmten schlauch­ förmigen Hohlkörper (1).