daß dadurch die Regelung der Temperatur nachteilig beeinflußt wird, und ohne daß die Temperatur in dem
Ofen dadurch beeinflußt wird, daß die geöffneten Brenner durch die Gasdruckvariation in der Umlaufleitung
schwächer bzw. stärker zu brennen anfangen.
Die Erfindung verschafft dazu eine Vorrichtung der obengenannten Art, wobei ein über im wesentlichen die
ganze Länge des Ofens angeordnetes, längliches, temperaturempfindliches Organ vorgesehen ist, sowie Mittel
zur Regelung der Stellung jedes Hauptgasventils unter Steuerung dieses temperaturempfindlichen Organs vorhanden
sind, wobei auch Mittel zum Detektieren des Gasdruckes für eine Brennergruppe vorgesehen sind,
welche Mittel gleichfalls die Mittel zur Regelung der Stellung jedes Hauptgasventils steuern können.
Dadurch, daß gemäß der Erfindung das temperaturempfindliche
Organ über die ganze Länge des Ofens angebracht ist, wird dieses Organ unabhängig von der
Anzahl angezündeter Brenner genau die mittlere Temperatur in dem Ofen bestimmen können.
GemäS einer Vorzugsaüsfühningsfomi der Erfindung
ist das temperaturempfindliche Organ ein j^hraubenförmig
gewickelter 80/20 Nickel/Chrom-Leiter, der zum
Erhalten von stabilen Eigenschaften während einiger Zeit, z. B. 3 Stunden, künstlich gealtert worden ist bei
einer Temperatur, die etwa 150° C über der Temperatur
liegt, die maximal in dem Ofen herrschen kann.
Ein solches temperaturempfindliches Organ hat sich als sehr stabil und linear erwiesen.
Die Mittel zur Aufrechterhaltung eines minimalen Gasdruckes für die geöffneten Brenner sind derart mit
der Steuerung für das Hauptgasventil verbunden, daß, wenn die von dem temperaturempfindlichen Organ gesteuerte
Stellung des Gasventils kleiner ist als die, welche zur Aufrechterhaltung des Minimaldruckes notwendig
ist, das Gasventil unter Einfluß der Minimumdruckregelung in eine weiter geöffnete Stellung gebracht
wird.
Es ist bei längeren Tunnelofen selbstverständlich möglich, dit Temperaturregelung gemäß der Erfindung
nicht die Temperatur in dem ganzen Ofen regeln zu lassen, sondern jeder Ofenabteilung eine eigene Temperaturregelung
zuzuordnen.
Weil es bei der Temperaturregelung gemäß der Erfindung ohne Probleme möglich ist, unter Aufrechterhaitung
der gewünschten Temperatur efne Anzahl Brenner zu schließen, kann mit Hilfe einer Vorzugsausführungsform
der erfindungsgemäSen Temperaturregelupg eine Lösung für das Problem gegeben werden, daß bei herkömmlichen
Temperaturregelungen beim Auftreten einer Unterbrechung in dem Strom durch den Ofen transportierter
Brennprodukte eine starke örtliche Abweichung der gewünschten Temperatur auftritt. Wenn
nämlich eine solche Unterbrechung an der Stelle einer Anzahl Brenner vorhanden ist, wird die von den unteren
Brennern des Ofens produzierte Wärme nicht von dem Brenngut aufgenommen werden, sondern dahingegen
aufsteigen und direkt die Temperatur in dem oberen Teil des Ofens beeinflussen. Diese Beeinflussung ist,
auch wenn die unteren Brenner auf minimalen Stellungen brennen, so stark, daß die Temperaturregelung in
der Umgebung der Unterbrechung in dem Strom Brenngut völlig entregelt wird und die Produkte, die der
Unterbrechung vorangehend transportiert werden und die Produkte auf dis Unterbrechung folgen, verbrennen.
Nach einer Vorzugsausführungsform gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen zum Detektieren, ob auf
dem Transportorgan in dem Ofen Brenngut vorhanden ist, Mittel zum proportional zu der Transportgeschwindigkeit
durch den Ofen Abgeben von ZeitgebersignaJen, und Mittel zum öffnen und Schließen eines oder mehrerer
Gasventile unter Steuerung der Detektionsmittel und der Zeitgebersignale.
Wenn jetzt die Produktionsdetektiermittel am Anfang des Ofens kein Produkt detektieren, schließen sich
die Gasventile der Brenner an der Stelle der Unterbrechung, während mittels der Zeitgeberimpulse das Signal,
das das Abschließen einer Anzahl Brenner bewirkt, mit einer Geschwindigkeit, die der des Transportorgans
gleich ist, immer den folgenden Brennern zugeführt wid, während Brenner, die anfangs an der Stelle der Unterbrechung
geschlossen waren, sich wieder öffnen, so daß ausschließlich an der Stelle der Unterbrechung keine
Brenner geöffnet sind. Es ist selbstverständlich- auch
möglich, das Schließsignal für die Brenner in bezug auf die Stelle der Unterbrechung in dem Produktstrom,
wenn dies erwünscht ist, zu verfrühen oder zu verzögern.
Es hat sich gezeigt, daß es mi'tfJs der erfindungsgemäßeri
Temperaturregelung in K.embination mit den
Mitein zum Detektieren einer Unterbrechung in dem Produktstrom möglich ist, sogar wenn in Zwischenräumen
kein Produkt auf dem Transportband vorhanden ist, die Temperatur in dem Ofen auf 1 ° C genau aufrechtzuerhalten.
Die Erfindung wird im Nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild der Temperaturregelung gemäß der Erfindung;
F i g. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Regelung der Temperatur beiir. Auftreten einer Unterbrechungin
dem Produktstrom.
In der Wheatstone-Brücke 1, die von einer konstanten
Stromquelle 2 gespeist wird, ist mit 3 der schraubenfömig gewundene temperaturempfindliche Draht angegeben,
dessen Impedanz unter Einfluß von Änderungen in der Temperatur variiert. Mit zwei gegenübereinander
liegenden Knotenpunkten der Brücke sind die Eingänge 4 i-ad 5 eines Meßverstärkes 6 gekuppelt. Der Ausgang
7 des Meßverstärkers ist mit dem Eingang 8 eines Analog/Digital-Umwandlers
9 gekuppelt; der wieder mit einer Ablese-Einrichtung 10 verbunden ist, auf welcher
Einrichtung die in dem Ofen herrschende Temperatur abgelesen werden kann. Der Ausgang 7 des Verstärkers
6 ist gleichfalls mit dem invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 13 gekuppelt. Der nicht-invertierende
Eingang dieses Verstärkers 13 ist mit der Abzweigung eines Potentiometers 14 gekuppelt. Die Endan
Schlüsse dieses Potentiometers 14 sind mit den Klemmen einer Referenzspannungsquelle U\ verbunden. Der
Ausjiüng 15 des Verstärkers 13 ist über ein Gleichrichtorgan
16 mit dem Eingang 17 eines die Impulsbreite modulierenden Kreises 18 gekuppelt, dessen Ausgang
ein Signal abgeben kann, das dazu geeignet ist, über eine Endstufe die Stellung des Hauptgasventils des Ofens zu
steuern.
In die Gaszufuhr zu den Brennern ist ein an sich bekannter
Druckfühler 19 aufgenommen, der ein Ausgangsslgr.al abgeben kann, dessen Größe eine Indikation
des herrschenden Gasdruckes gibt. Oer Fühler 19 ist mit dem Eingang 20 des Meßverstärkers 21 gekuppelt,
dessen Ausgang 22 mit dem Eingang 23 eines Ana-Iog/Digital-Umwanü!ers
24 verbunden ist, der wieder mit einer Ablese-Einrichtung 25 gekuppelt ist. Auf der
Ablese-Einrichtung 25 kann der in der Gasleitung zu den Brennern herrschende Druck abgelesen werden.
Der Ausgang 22 ist auch mit dem invertierenden Eingang 27 eines Differenzvertärkers 29 gekuppelt. Der
nicht invertierende Eingang 28 des Differenzverstärkers ist mit dem Schleifkontakt eines Potentiometers 26 gekuppelt, an dessen beide Endanschlüsse die Klemmen
einer Referenzspannungsquelle ΙΛ angeschlossen sind.
Der Ausgang 30 des Verstärkers 29 ist über ein Gleichrichtorgan 31 gleichfalls mit dem Eingang 17 des die
Impulsbreite modulierenden Kreises 18 verbunden.
Die Wirkung der in F i g. 1 gezeigten Temperaturregelung ist wie folgt. Die Brücke 1 ist derart dimensioniert, daß diese bei 00C im Gleichgewicht ist. Wenn in
der Ofenabteilung eine Temperatur herrscht, die sich von 00C unterscheidet, ist die Brücke nicht im Gleichgewicht und es wird am Ausgang 7 des Verstärkes 6 ein
Signal vorhanden sein, das mit der mittleren Temperatur im Ofen proportional ist; dieses Signal wird in dem
Analog/Digital-Umwandler 9 derart bearbeitet, daß auf der Abiese-Einrichiung iO die Temperatur im Ofen in
0C abgelesen werden kann. Mit Hilfe des Potentiometers 14 stellt man die im Ofen erwünschte Temperatur
ein. Wenn jetzt die Temperatur im Ofen niedriger als die erwünschte Temperatur ist, wird das Signal an der Eingangsklemme 11 des Differenzverstärkers 13 kleiner als
das Signal des Potentiometers an der Klemme 12 sein. Am Ausgang des Differenzvestärkers wird jetzt ein positives Signal vorhanden sein, das mit dem Unterschied
zwischen den Spannungen an der Klemme 12 und der Klemme 11 proportional ist. Das Gleichrichtorgan 15 ist
derart gekuppelt, daß dieses ausschließlich positive Signale durchläßt; das Signal an der Klemme 15 wird also
den Eingang 17 des die Impulsbreite variierenden Kreises 18 erreichen können und dieser Kreis wird ein derartiges Ausgangssignal abgeben, daß über eine nicht gezeigte, geeignete Endstufe die Masse der öffnung des
Hauptgasventils gesteuert wird.
Wen" duS Sigü«! 2Π der iCIsnuns 1! ^roßer als oos ^n
der Klemme 12 ist, und also die Temperatur im Ofefti
höher als die erwünschte Temperatur ist, befindet sich am Ausgang 15 des Verstärkers 13 ein negatives Signal.
Dieses Signal wird von dem Gleichrichtorgan 16 nicht durchgelassen, so daß der Kreis 18 nicht gesteuert wird
und das Gasventil im Prinzip geschlosen bleibt
Damit jedoch dafür gesorgt wird, daß die geöffneten Brenner in diesem Fall doch in einer Sparstellung weiterbrennen, ist ein Druckfühler 19 in der Gasleitung zu
den Brennern vorgesehen. Der Fühler 19 gibt über den Verstärker 21 ein Signal ab, das eine Indikation des in
der Gasleitung herrschenden Druckes gibt; dieses Signal wird über den Analog/Digital-Wandler 24 der Ablese-Einrichtung 2S zugeführt, auf welcher der herrschende Druck in einer geeigneten Einheit abgelesen
werden kann.
Mit Hilfe des Potentiometers 26 kann man den gewünschten minimalen Druck einstellen. Die Wirkung
dieser Minimaldruckregelung ist im Übrigen der der Temperaturregelung gleich, d. h. daß ausschließlich,
wenn der gemessene Druck niedriger als der gewünschte, eingestellte Minimaldruck ist, am Ausgang 30 des
Verstärkers 29 ein positives Signal vorhanden ist, das über das Gleichrichtorgan 31 den Eingang 17 des Kreises 18 erreichen kann. Wenn der gemessene Druck höher als der eingestellte Minimaldruck ist, dann ist das
Ausgangssignal an der Klemme 30 negativ und dieses kann den Kreis 18 nicht erreichen. Durch die Wirkung
des im Vorstehenden beschriebenen Kreises wird der die Impulsbreite modulierende Kreis das Gasventil in
einer für den Minimaldruck benötigten Stellung geöffnet halten, wenn an der Klemme 30 ein positives Signal
vorhanden ist, das größer als das Signal an der Klemme 15 ist, und wird der Kreis 18 das Gasventil weiter öffnen,
wenn an der Klemme 15 ein positives Signal vorhanden ist, das größer als das an der Klemme 30 ist.
F i g. 2 zeigt den Kreis, der dient zur Steuerung der einzelnen Brenner des Ofens beim Auftreten einer Unterbrechung in dem Brenngutstrom. Ein Detektionsorgan 31 ist mit seinem Ausgang gekuppelt mit dem Dato teneingang eines »Serie ein/parallel aus«-Schieberegisters 34, während der Ausgang eines Organs 32, das
impulse angibt mit einer Frequenz, die der Transportgeschwindigkeit des Transportbandes im Ofen proportional sind, mit dem Zeitgeberimpulseingang 35 des Schieis beregisters 34 gekuppelt ist. Das Detektionsorgan 31
und der Impulsgeber 32 können in jeder an sich bekannter Weise verwirklicht sein. Die Ausgänge 36, 37 des
Schieberegisters 34, deren Anzahl durch die Anzahl in dem Ofen zu steuernde Brenner bestimmt v."rd, und z. B.
20 betragen kann, sind immer mit einem durch Fernbedienung zu steuernden, bei jedem Brenner vorhandenen
Gasventil gekuppelt
In der Praxis ist jeder Brenner schon mit einem eigenen Gasventil versehen zur Sicherung gegen Ausströmung von Gas, wenn der Gasdruck z. B. während kurzer
Zeit weggefallen ist und der Brenner gelöscht ist, oder wenn z. ti. der Brenner von einem Windstoß gelöscht ist.
In einem -.olchen Fall wird sich das Gasventil, das zu
dem Brenner gehört, unter Einfluß einer an sich bekannten Vorrichtung schließen, damit kein Gas frei ausströ
men kann.
Die Wirkung der Vorrichtung ium Detektieren der Abwesenheit von Produkten ist wie folgt Wenn das
Detektionsorgan 31, das z. B. ein photoempfindliches Element sein kann, detektiert, daß auf dem Transportband kein Produkt vorhanden ist, gibt dieses ein solches
Signa), daß beim Auftreten des nächsten Impulses des Impulsgebers 32 das Schieberegister 34 am ersten Ausgang 36 desselben ein Signal abgibt, das bewirkt, daß
das Gasventil, das zu dem dem ersten Ausgang zugeordneten Brenner gehört, geschlossen wird. Bei dem darauffolgenden zweiten Impuls des Impulsgebers kommt
das Signal des ersten Ausgangs zur Verfügung an dem zweiten Ausgang 37 und schließt das Gasventil des zu
diesem Ausgang gehörenden Brenners. Wenn das Detektionsorgan noch immer kein Produkt detektiert hat,
wird dieses noch immer ein Ausgangssignal abgeben, so daß zur Zeit des zweiten Impulses auch der erste Ausgang 36 des Schieberegisters weiter aktiviert wird und
daher der diesem zugeordnete Brenner geschlossen bleibt Wenn das Detektionsorgan jedoch wohl ein Produkt auf dem Transportband detektiert, wird der erste
Ausgang 36 zur Zeit des zweiten Impulses nicht mehr aktiviert sein und wird der zugeordnete Brenner wieder
angezündet
Es wird klar sein, daß in dieser Weise ein Gebiet von
nicht geöffneten Brennern erhalten wird, das sich über nahezu eine gleiche Breite erstreckt wie die Breite des
Gebietes auf dem Transportband, wo kein Brenngut vorhanden ist. Auch wird erreicht, daß die Gruppe der
geschlossenen Brenner sich synchron mit der Verschiebung des leeren Gebietes auf dem Transportband durch
den Ofen verschiebt
Erwünschtenfalls ist es selbstverständlich mit geeigneten Mitteln auch möglich, das Gebiet mit geschlosse
nen Brennern in bezug auf das leere Gebiet auf dem Transportband vor- oder nacheilen zu lassen.
Die im Vorstehenden beschriebenen Temperaturre-
gelung für einen Tunnelofen macht es in einfacher Weise möglich, die Temperatur in dem Ofen unter äußerst
wechselnden Betriebsbedingungen binnen etwa 1°C konstant zu halten.
Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung eine große Anzahl Ausführungsformen möglich. So kann
man die Größe der durch die Temperaturregelung gesteueriii-i
Ofenabteilung sowie auch die Anzahl gesteuerter Brenner nach Belieben wählen. Man kann einzelne
Temperaturregelungen für die oberen Brenner und für die unteren Brenner anwenden. Man kann J;e Vorrichtung
zum Detektieren der An- oder Abwesenheit von Brenngut mit z. B. ausschließlich den unteren Brennern
kuppeln. Auch viele mögliche Abwandlungen in der elektronischen Verwirklichung der Schaltung der Tem- is
peraturregelung fallen in den Rahmen der Erfindung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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50
55
60
65