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Einrichtung zur Regelung der Energiezufuhr zu industriellen Öfen
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oderDurchsatzöfenRückführung ; sie wird als Kompensationsspannung in Serie zur Messspannung geschaltet. Durch die Anschaltung des Nachlaufwerkes an diese zweite Brücke besteht die Möglichkeit, beliebig viele Ofenraum- temperaturregelkreise anzuschliessen, die elektrisch vollkommen voneinander getrennt sind. Durch das Nachlaufwerk wird ein Kontaktwerk betätigt, das eine Signaleinrichtung steuert. Jeder dieser Reglerbrückenschaltungen ist je eine weitere Brückenschaltung zugeordnet, die aus Potentiameterwldereändm aufgebaut ist und mittels welcher Spannungen gewonnen werden, die als Korrekturspannung in dem Ofenraumtemperaturregler bzw. in der zweiten Brücke wirksam sind.
Gleichfalls ermöglichen diese beiden weiteren den Reglerbrücken zugeordneten Brückenschaltungen durch Verstellung von Widerständen, die den Stromquellen parallel liegen, die Brückenanspeisung zu verändern und somit die Grösse des Einflusses der Korrekturspannung einzustellen. Durch Verstellung des Widerstandes parallel zur Stromquelle der zweiten Brücke kann der Proportionalitätsbereich des zweiten Reglers verschieden gewählt werden.
Mit Hilfe je eines weiteren veränderbaren Widerstandes In jeder der beiden zusätzlichen Brücken kann die Nullage gefunden bzw. kann der Brückenabgleich vorgenommen werden und auch die mechanische Nulllage der Brücken mit der elektrischen Nullage in Übereinstimmung gebracht werden,
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Dieses Ausfühnmgsbeispiel betrifft eine Einrichtung nach der Erfindung, bei der die Abweichung der Isttemperatur des Wärmegutes von seiner Solltemperatur in den Regler eingeführt ist, der die dem Ofen zugeführte Energiemenge in Abhängigkeit von der Ofentemperatur regelt.
Im vorliegenden Beispiel wird die Temperatur des Ofenraumes, z. B. die Temperatur der Ofenl1tmo- sphäre mit wenigstens einem Thermoelement 1 oder auch mit einem Gesamtstrahlungspyrometer mit Glührohr gemessen. Der dem Thermoelement 1 zugeordnete Temperaturregler ist mit I bezeichnet Das Nullgalvanometer 2 dieses Reglers liegt In der Diagonale einer aus den Widerständen 3-7 aufgebauten Brückenschaltung in Serie mit dem Thermoelement 1. Zur SollwerteiJ1Stellung für die vom Regler einzuhaltende Ofentemperatur dient das Potentiometer 7, an dessen Abgriff die Brückendiagonale angeschlossen ist. Mit 8 ist die Rückführung angedeutet.
Die Anspeisung der Brückenschaltung erfolgt über die Anschlusspunkte 9 und 10. An die Ausgangskontakte 11, 12 ist das hier nicht gezeichnete Stellglied des Reglers gegebenenfalls über ein Fallbügelsystem angeschlossen, das die Energiezufuhr zum Ofen z. B. durch Drosselung der zugeführten Brennstoffmenge beeinflusst. Mit 13 ist die Kontaktzunge des Nullgalvanometers angedeutet.
Zur Messung der Isttemperatur des Wärmegutes ist weiters ein Gesamtstrahlungspyrometer 14 mit Visierrohr vorgesehen. DiesesPyrometer liefert eine der Isttemperatur des Wärmegutes, gegebenenfalls auch nur eine der Isttemperatur der Oberfläche des Wärmegutes entsprechende elektrische Gleichspannung, die in einer aus den Widerständen 15 - 19 aufgebauten Brückenschaltung Il mit der der Solltemperatur des Wärmegutes entsprechenden Gleichspannung verglichen wird, die am Sollwertgeber 19 durch Verstellung des Potentiometerabgriffes vorgegeben werden kann. DerVergleich wird vom Nullgalvanometer 20 durchgeführt, das in der Brückendiagonale angeordnet ist und in Serie zum Potentiometer 14 liegt. Die Brükkenschaltung II ist weitgehend ähnlich wie die Brückenschaltung I aufgebaut.
An die Ausgangskontakte 21, 21'des Nullgalvanometers sind gegebenenfalls über ein Fallbügelsystem die Motoren 24, 25 angeschlossen. Die Kontaktzunge 23 schliesst z. B. bei Unterschreitung der Isttemperatur des Wärmegutes gegenüber der Solltemperatur die Kontakte 21, wodurch der Motor 25 zu laufen bfgt-mit, während bei Überschreitung der Temperatur des Wärmegutes die Kontakte 21'geschlossen werden und der Motor 24 mit entgegengesetzter Drehrichtung anläuft. Die Motoren werden vom Netz 26 gespeist. Sie drehen die Welle 27 im oder entgegen dem Uhrzeigersinn, je nachdem welcher Motor vom Nullgalvaitometer Impulse bekommt. Die Welle 27 verstellt den Abgriff von Potentiometerwiderständen 28, 29.
Der Widerstand 29 dient dabei als feste Rückführung für die Brückenschaltung n zur Feststellung der Abweichung der Isttemperatur des Wärmegutes vom Sollwert.
Die Drehwiderstände 28 und 29 bilden mit den Widerständen 30 und 31 jeBrückenschaltungen III und IV. Die Diagonalspannung der Brücke III wird über das Pyrometer 1 in die Diagonale der Brücke I eingeführt. In der Diagonale der von den Widerständen 29 und 31 gebildeten Brücke IV liegt das Pyrometer 14 und die Diagonalspannung ist in die Diagonale der Brückenschaltung II eingeführt.
Die Brückenschaltungen III und IV erhalten von den Justierwiderständen 32 bzw. 33 Spannung von einer Gleichstromquelle 34 bzw. 35. Die aus den Widerständen 28 und 30 einerseits und aus den Widerständen 29 und 31 anderseits aufgebauten Brückenschaltungen III und IV sind so justiert, dass bei Übereinstimmung der Isttemperatur des Wärmegutes mit seiner Solltemperatur in den Brückendiagonalen keine Spannungen auftreten.
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Die dargestellte Einrichtung arbeitet wie folgt, wobei angenommen wird, dass die vom Thermoelement 1 gemessene Temperatur des Ofenraumes mit der Solltemperatur übereinstimmt. Weicht in diesem Fall die Temperatur des Wärmegutes von der Solltemperatur ab, so bedeutet da. szunächsteineVerstil11- mung der zugeordneten Brückenschaltung II. Das Nullgalvanometer 20 schlägt nach der entsprechenden Richtung aus und einer der Motoren 24 oder 25 beginnt zu laufen. Dadurch werden über die Welle 27 die Abgriffe der Widerstände 28 und 29 so weit verstellt, bis durch die geänderte Stellung des Abgriffes am Widerstand 29 die der Temperaturabweichung des Wärmegutes entsprechende Spannung des Pyrometers 14 kompensiert ist.
Die Verdrehung der Welle 27 hat weiters eine Änderung der Stellung des Abgriffes am Widerstand 28 zur Folge. An den Abgriffen der Widerstände 28 und 30 entsteht daher eine Spannung, deren Grösse vom
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War-megutes von der Solltemperatur ist. Diese Korrekturspannung wird in den Diagonalzweig der Brückenschaltung I eingeführt und ruft eine Verstimmung der Brückenschaltung hervor, die z. B. b. 3i zu geringer Isttemperatur des Wärmegutes wie eine Erhöhung des am Widerstand 8 eingestellten Sollwertes, hingegen bei zu hoher Isttemperatur des Wärmegutes wie eine Herabsetzung des am Widerstand 8 eingestellten Sollwertes der Brücke I wirkt. Dadurch schlägt das Nullgalvanometer 2 aus und schaltet gegebenenfalls über ein Fallbügelsystem das Stellglied zur Beeinflussung der Energiezufuhr zum Ofen ein.
Wird auf Grund der sich einstellenden erhöhten Brennerleistung die Solltemperatur des Wärmegutes erreicht, so wird die von der Brücke II kommende Korrekturspannung Null. In diesem Falle ist die Arbeitsweise des Reglers I zur Konstanthaltung der Ofentemperatur nur von der Übereinstimmung oder der Abweichung der vom Thermoelement 1 gemessenen Isttemperatur des Ofens von der am Widerstand 8 eingestellten Solltemperatur abhängig.
Mit Hilfe der Justierwiderstände 32 und 33, über die die Speisespannung zu den Brttckengchaltungen der Widerstände 28 und 30 bzw. 29 und 31 geführt wird, ist es möglich, den Einfluss der von der Temperatur des Wärmegutes abhängigen Korrekturspannung für die Brückenschaltung I zu wählen und zu bestimmen, in welchen Grenzen der Sollwert der Ofentemperatur bei Abweichung der Isttemperatur des Wärmegutes vom Sollwert durch die Korrekturspannung beeinflusst werden soll.
An die dargestellte Einrichtung können beliebig viele Ofentemperaturregler 1 angeschlossen werden, wenn die Temperatur des Ofenraumes an mehreren Stellen mit Thermoelementen gemessen wird oder die Aufheizung des Ofens über mehrere Heizstellen erfolgt. Für jede dieser Regeleinrichtungen ist dann ein eigener Widerstand 28 auf der Welle 27 an einer entsprechenden Brückenschaltung anzuordnen. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Einrichtung liegt darin, dass die Regelung der Ofentemperatur mittels des Reglers I auch bei Ausfall oder Störung der in Abhängigkeit von der Wärmeguttemperatur arbeitenden Einrichtung II nicht beeinflusst wird. Sie lässt sich ausserdem an praktisch jeden Betriebsfall anpassen.
Es ist z. B. im Hinblick auf eine willkürlich vorzunehmende Änderung des eingestellten Sollwertes für die einzuhaltende Ofentemperatur am Widerstand 8 des Reglers I von Vorteil, anzuzeigen, ob die erfindungsgemässe Regeleinrichtung auf dem am Widerstand 8 des Reglers I eingestellten Sollwert oder auf dem durch die Koirekturspannung der Brücke II und in der Folge dutch die Diagona. lspannung der Brücke III abgeänderten Sollwert arbeitet. Zu diesem Zweck sind auf der vom Nachlaufwerk 24,25 betätigten Achse 27 zur Einstellung der Potentiomeierwidsrstände 28 und 29 verstellbare Nockenscheiben 36 und 37 befestigt, die über Kontakte 38, 39 Signaleinrichtungen z. B. Signallampe 40 und 41 schalten, die vom Netz 42 gespeist werden.
Die Signaleinrichtung lässt sich durch entsprechende Justierung derNockenschei- ben 36 und 37 so einstellen, dass das eine Signal 40 z. B. eine rote Lampe dann brennt, wenn sich die Welle 27 verstellt und eine Korrektur im Sinne einer Erhöhung des am Widerstand 8 in der Brücke I eingestellten Sollwertes bewirkt, hingegen das andere Signal z. B. eine grüne Lampe dann eingeschaltet wird, wenn die Welle 27 nach der andern Richtung verstellt wird und keine Korrektur im Sinne einer Herabsetzung des am Widerstand 8 in der Brücke I eingestellten Sollwertes über die Diagonalspannung der Brükke III zustande kommt. In der Nullage der Welle 27 können gegebenenfalls beide Signale gleichzeitig eingeschaltet sein.
Diese den Betriebszustand der Regeleinrichtung kennzeichnende Signalgebung lässt auch einen Rückschluss auf den Zustand des behandelten Wärmegutes zu Das Brennen des einen Signales z. B. des Signales 40 bedeutet nämlich zugleich, dass die Isttemperatur des Wärmegutes unterhalb seiner Solltemperatur liegt, das Brennen des andern Signalen 41 zeigt an, dass die Isttemperatur des Wärmegutes die Solltemperatur überschritten hat, während das gleichzeitige Brennen beider Signale der Übereinstimmung von Soll- und Isttemperatur des Wärmegutes entspricht.