DE3032010A1

DE3032010A1 - Thermoelement mit schutzrohrgruppe

Info

Publication number: DE3032010A1
Application number: DE19803032010
Authority: DE
Inventors: László von Dipl.-Phys. 4190 Kleve Körtvélyessy
Original assignee: Individual
Current assignee: Thermo-Control Koertvelyessy 4190 Kleve De GmbH
Priority date: 1980-08-25
Filing date: 1980-08-25
Publication date: 1982-04-01
Also published as: DE3032010C2

Description

Thermoel ement mit Schutzrohrqrupoe
Zweck dieser Erfindung ist, die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit der Temperatur-Messung und -Regelung zu verbessern mit Anwendung von zuei oder mehreren Schutzrohren, die in einem (z. B. Thermselementj Anschlußkopf befestigt sind, nicht die bisher- ineinander, sondern nebeneinander.
Stand der Technik ist, 2 Schutzrohre ineinander in einem Anschlußkopf zu montieren. Diese Schutzrohre sind aus unterschiedlichen Materialien entweder um Thermoschocks auf das Innenrohr zu mildern oder um für die Widerstandsthermometer-Spule(n) oder für die Thermodrähte eine günstige Atmosphäre und für den Prozess ein chemisch, neutrales Schutzrohr zu gewährleisten. Um sich einfacher auszudrücken wird unten nur über Thermoelemente gesprochen, alles andere gilt auch für Widerstandsthermometer mit Schutzrohr.
Ebenso ist der Stand der Technik, in einem Thermoelementschutzrohr 2 Thermopaare einzubauen, entweder in einer 4-Loch-Kapilare oder al Doppel-Mantelthermselement.
Diese Ausführung war dafür entwickelt, daß ein Temperaturr ein Temperaturschreiber galvanisch voneinander unabhängig arbeiten kann.
Eine andere neue Entwicklung ist, ein Thermoelement-Schutzrohr mit doppeltem Durchmesser einzubauen, so daß das eingebaute Thermopaar in diesem Schutzrohr nur die Hälfte des Durchmessers in Anspruch nimmt. Dadurch kann man jederzeit ein Kontroll-Thermoelement noch in das gleiche Schutzrohr hineinschieben und damit während des Betriebes die Temperatur überprüfen. Die beiden -zuletzt genannten- bekannten Lösung kann man kritisieren: 1. Die Doppelthermopaare in einem Schutzrohr sind sehr verbreitet, doch bei einem Thermoelementbruch haben alle Thermodrähte die gleiche schädliche Einwirkung und ändern ihre Thermo-Spannung etwa gleichmäßig.
Man kann also nicht ein Thermoelement mit dem anderen uberprüfen, obwohl die 2 Thermometer theoretisch voneinander völlig unabhängig sind. Diese Ausführung ist kaum während des Betriebes zu kontrollieren.
2. Wenn das zu überprüfende Thermoelement mit dem zu dicken Schutzrohr eben das Reglerthermoelement des Ofens ist, dann wird dieses durch das Kontroll-Thermoelement beim Einschieben abgekühlt. Dadurch entsteht eine vorübergehend Überhitzung des Ofens, bis das Kontroll-Thermoelement auf die gleiche Temperatur erwärmt ist, die es vor der -Prüfung hatte. Wenn die Charge auf Überhitzung empfindlich ist, dann kann man in diesem dicken Schutzrohr das Reglerthermoelement nicht überprüfen, trotz vorhandenorn Platz im Schutzrohr.
Die Schreiber Aeserve-oder andere Thermoelemente im Ofen können zwar mit dieser Methode theoretisch ohne Betriebsstörung überprüft werden, aber auch diese Thermoelemente werden durch das kalte Kontroll-Thermoelement in der Praxis um etwa 100 K abgekühlt. Dadurch entsteht eine später vielleicht unerklärliche Kurve an dem Schreiberband. Außerdem dauert die Überprüfung recht lange.
Ein anderer Nachteil ist, daß das Schutzrohr viel großer (z. B. mit einem Durchmesser von 24 mm) dimensioniert werden muß. Es behindert mit seiner großen Masse und dem großen Luftspalt zwischen Schutzrohrwand und Thermopaar die schnelle Messung oder Regelung der Ofentemperatur.
Die Idee der Erfindung liegt darin, daß in einem

(Ther-

elementtAnschlußkopf zwei oder mehrere Schutzrohre nebeneinander im wesetlichen aber miteinander parallel eingebaut sind. Mit Hilfe dieser Schutzrohrgruppe ist die Temperatur eines Heizraumes schneller und zuverlässiger zu messen als bisher.
Die vorteilhafte Verwendung dieses neuen Thermoelementes mit Schutzrohr-Gruppe sind folgende: 1. Die Schutzrohre nebeneinander sind meistens dünner als 10 mm und deswegen haben eine Zeitkonstante, die bei etwa nur 40 % vh Vergleich der bisherigen

TechnikI,cpt

Diese kleine Zeitkonstante wirkt sich sehr günstig bei der Temperaturregelung aus, auch während der Aufheizdauer und ebenso während der Haltedauer. In einem konkreten Fall pendelte sich die Ein- Aus-Regelung zwischen 879,3 OC und 880,0 OC (bei einem Sollwert von 880 OC). Die Regelschwingung lag also bei + 0,35 K, bei einem bisher unerreichbar günstigen Wert.
2. Die Schutzrohre in dem gleichen Kopf mit je einem Thermopaar haben diese nach den Messungen des Erfinders in den Industrieöfen nur + 0,1 K Temperaturunterschied voneinander und deswegen können diese Thermoelemente die gleiche Temperatur anzeigen.
3. Wenn ein Schutzrohr aus der Schutzrohrgruppe leer ist, kann man jederzeit in ihm mit einem Kontrollthermoelement die anderen Thermoelemente überprüfen, ohne sie abzukühlen. Für diese Überprüfung braucht man nicht -wie bisher- im Prozeß eine längere Haltedauer auszusuchen.
Die Überprüfung kann auch während der Aufheiz- oder Abkühidauèr erfolgen.
4. Wenn ein Schutzrohr aus der Schutzrohrgruppe bricht, und dadurch z. B. der Schreiber ausfällt, kann man vorübergehend das leere Schutzrohr z. B. mit einem Schreiber-Thermopaar belegen und den Prozeß bis zum Ende fahren. Das leere Schutzrohr dient also nicht nur als eine Kontrollmöglichkeit, sondern auch als ein Reserve-Schutzrohr.
5. Dadurch, daß mehrere Schutzrohre in einer alten Thermoelementdurchführung Platz finden können, ist diese Ausführung für schon vorhandene Anlagen nachrüstbar, die Temperatur-Messung z. B. mit Sicherheitsregelung ergänzbar.
6. Beim Bruch e-ines Schutzrohres aus der Schutzrohrgruppe strömt viel weniger -evt. giftiges- Schutzgas aus, als im Falle eines Schutzrohrbruchs in der bisherigen Ausführung. Diese sind viel dünner und besser ausgefülilt 7. Die schmaleren Schutzrohre sind mechanisch elastischer und thermoschock-unempfindlicher. Sie können also besser in solchen Anlagen arbeiten, die durch Motoren oder Pumpen erschüttert werden. Diese schmalen Schutzrohre sind billiger und daher können sie aus 99 oder gar aus 99,7 sn reinem, chemisch neutralem, teuerem Aluminiumoxid gefertigt werden und dadurch auch bis 1500 OC ohne Durchbiegung arbeiten (evt. bis 2300 E in reinem Berylliumoxid).
In einem konkreten Fall fand man nach 17 Monaten bei 1050 OC eine bisher unerreichbar kleine Drift von 0,7 K; bei beiden Thermopaaren in der Schutzrohrgruppe völlig gleich. Nicht einmal ein Unterschied von 0,1 K trat auf.
8. Wenn durch flasche Chargierung oder aus anderen Gründen ein Schutzrohr bricht, dann werden die im gebrochenen Schutzrohr arbeitenden Thermodrähte angegriffen und eine andere Temperaturanzeige liefern, als die Thermodrähte in dem ungebrochenen Rohr, solange aber bis 2 oder mehrere Temperaturanzeigen bei der Schutzgruppe gleich sind, kann man sich auf die Temperaturmessung oder - Regelung verlassen.
Diese Erfindung ist in Fugur 1 veranschaulicht: 1 ist der Thermselement-Anschlußkopf, der evt. mit Anschlußhülse (2) versehen ist, und die Schutzrohre (3) und (4) sind dann an den 1 Anschlußkopf vorzugweise gasdicht befestigt.
Einfachheitshalber wurde hier der Thermoelementkopf im folgenden Sinne benutzt! Alles gehört zum Thermoelement-Anschlußkopf, was aus dem betriebsmäßig eingebauten Thermoelement aus dem Ofen herausragt, in Fig. 1 -also 1 und 2 zusammen.

Claims

Patentansprüche: 1. Thermoelement oder Widerstandsthermometer mit Anschlußkopf und Schutzrohre ausgerüstet -mit oder ohne Thermopaaredadurch qekennzeichnet, daß im Anschlußkopf 2 oder mehrere Schutzrohre nebeneinander, im wesentlichen miteinander parallel befestigt sind.
2. Thermoelement oder Widerstandsthermometer im Patentanspruch 1 definiert dadurch qekennzeichnet, daß in ihm ein Schutzrohr für die Durchführung einer Kontrollmessung betriebsmäaig leer ist.
3. Thermoelement oder Widerstandsthermometer im Patentanspruch 1 definiert dadurch qekennzeichnet, daß die Schutzrohre in ihm aus reinem Aluminiumoxid hergestellt sind.