DE441099C

DE441099C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Regeln der Innentemperatur von OEfen

Info

Publication number: DE441099C
Application number: DER60365D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1927-02-24

Description

Die thermische Behandlung von keramischen

Gegenständen, metallurgischen Erzeugnissen

u. dgl. ist sehr schwierig und erfordert eine beständige Überwachung seitens des Personals.

Die Erwärmung und die Abkühlung der Gegenstände muß einem gewissen, in langer Praxis festgelegten Gesetz folgen, das einerseits von der zu behandelnden Masse, anderseits von den Abmessungen des Ofens abhängt.

In gewissen Fällen, z. B. bei der Behandlung keramischer Gegenstände, ist es erforderlich, daß die Erwärmung bei Beginn sehr langsam ansteigt und in der Folge schneller, um gegen Ende des Vorganges langsamer zu erfolgen. Ferner muß die Endtemperatur nach einer gewissen Zahl von Stunden erreicht sein, um einen vollkommenen Brand der Gegenstände zu erzielen.

Abb. ι zeigt ein Beispiel des Gesetzes zur Regelung der Temperatur des Ofens als '. Funktion der Zeit. Es ist zu bemerken, daß j die in dieser Abbildung angegebenen Werte ! willkürlich gewählt sind und nur zur Erleichterung der Erklärung dienen sollen. : * Die Erfindung ermöglicht eine selbsttätige j Regelung der Temperatur als Funktion der" j Zeit, so daß es möglich ist, einem beliebigen i Gesetz der Veränderung der Temperatur zu ■ folgen. Die Erfindung paßt für alle Arten i von Öfen, mögen sie mit Gas, Dampf, Öl, ! Masut, Kohlenstaub oder auf elektrischem Wege beheizt werden.

Vorrichtungen, welche die Temperatur als ' Funktion der Zeit regeln, sind an sich bekannt. Ihre Anordnung ist jedoch nicht die im folgenden beschriebene. i Die Erfindung beruht auf dem folgenden i Grundsatz: Man sieht in einem elektrischen [ Stromkreis zwei Zweige oder Abschnitte vor und macht die elektromotorische Kraft oder > den Widerstand des einen Zweiges mit der zu regelnden Temperatur veränderlich und diejenige eines zweiten Zweiges mit der Zeit \^reränderlich. Diese Zweige liegen in einer Wheatstoneschen Brücken- oder einer anderen Meßschaltung. Die relativen Werte dieser ! elektromotorischen Kräfte oder Widerstände j sind so berechnet, daß ein Relais so lange . nicht in Tätigkeit tritt, als die Temperatur ' dem vorgeschriebenen Gesetz folgt, daß aber , das Relais in Tätigkeit gesetzt wird, wenn die , Temperatur von diesem Gesetz abweicht. Das j Relais regelt dann die Temperatur in dem i einen oder dem anderen Sinne durch geeignete Zwischenglieder.

• Die Abb. 2 bis 5 zeigen Ausführungs-I beispiele der Erfindung. In diesen Abbildun- \ gen bezeichnet 1 den als Funktion der Zeit ^; veränderlichen Zweig, 2 den als Funktion der ! Temperatur veränderlichen Zweig, 5 das Rei lais, 7 eine Stromquelle und 8 einen Gleit-[ kontakt.

; Die möglichen Schaltungen sind durch die ; dargestellten Ausführüngsbeispiele nicht er- ! schöpft. In den Rahmen der Erfindung fällt jede Anordnung, bei der ein Relais in 1 Tätigkeit gesetzt wird, sobald die elektromotorischen Kräfte oder die Widerstände ; der Zweige oder Abschnitte, die als Funktion ' der Zeit und der zu regelnden Temperatur ■ gemäß einer Zeittemperaturkurve verändert werden, nicht mehr solche Werte haben, daß die Temperatur in einem gegebenen Augenblick dem vorgeschriebenen Wert entspricht. In Abb. 2 ist eine Wheatstonesche Brücke dargestellt. Die Temperatur im Innern des Ofens wird mittels eines Pyrometers mit einem Quadranten 6 bestimmt, dessen Zeiger bei seiner Verstellung den Widerstand des Zweiges 2 ändert. Der Gleitkontakt 8, der von einem Uhrwerk angetrieben wird, verändert andererseits den Widerstand der Zweige 1 und 3 als Funktion der Zeit.

Die Verteilung der Widerstände von 1 und 2 muß in der Weise geschehen, daß sie der Temperaturkurve von Abb. 1 entsprechen. Der Widerstand von 1 muß nach dem gewählten Beispiel nach 6 Stunden Arbeitszeit gleich demjenigen von 2 sein, wenn die Temperatur ioo° erreicht hat, oder nach 12 Stunden, wenn die Temperatur 400⁰ erreicht hat usf. Wenn der Ofen in Betrieb gesetzt ist, kommt ein Augenblick, wo seine Temperatur nicht genau den in der Kurve angenommenen Werten folgt und- die Widerstände von 1 und 2 unter sich, nicht gleich sind, so daß ein Strom in dem Zweig 5 fließt. Je nach seiner Richtung betätigt dieser Strom ein Relais, das auf Zufuhr der Heizmittel wirkt, indem es dieselben verringert oder ganz absperrt, wenn die Temperatur zu hoch gestiegen ist, oder indem die Zufuhr verstärkt oder ganz freigegeben wird, wenn die Temperatur zu niedrig ist. Bei elektrischen öfen regelt das Relais

mit bekannten Mitteln den Wert des in dem Ofen kreisenden Stromes.

In gewissen Fällen ist es unzweckmäßig, die Zufuhr zu vergrößern oder zu verringern. In diesem Fall läßt man das Relais nur im Sinne der Vergrößerung wirken. Wenn die Zufuhr während einer gewissen Zeit konstant ist, verändert sich die Temperatur nicht mehr und bleibt ein wenig unterhalb der vorgeschriebenen Temperatur. Da der Gleitkontakt 8 beständig verschoben wird, wird der Unterschied zwischen den Widerständen ι und 2 immer größer, und der Strom in dem Zweig 5 wächst bis zu einem Wert, bei dem das Relais wieder in Tätigkeit tritt. Hierdurch wird die Zufuhr wieder so weit vergrößert, daß die Temperatur den vorgeschriebenen Wert leicht überschreitet. Der Strom in 5 nimmt ab und ändert gar seinen Sinn, und das Relais wird geöffnet.

Die Temperatur bleibt von neuem konstant bis zu dem Augenblick, wo der Strom in 5 infolge der Verschiebung des Gleitkontaktes 8 einen Wert angenommen hat, der genügt, um das Relais von neuem zu betätigen, und das Spiel beginnt von neuem.

Es kann vorkommen, daß die Erhöhung der Temperatur nicht genügt, um das Relais zu öffnen. In diesem Fall nimmt der Strom in 5 beständig zu, ohne daß die Temperatur sich ändert. Man kann ein zweites Relais vorsehen, das in Tätigkeit tritt, sobald der Strom einen gegebenen Wert erreicht hat, der höher ist als derjenige, bei dem das erste Relais in Tätigkeit tritt, so daß dieses geöffnet und die Zufuhr genügend vergrößert wird. Durch dieses zweite Relais kann auch ein optisches oder akustisches Signal in Tätigkeit gesetzt werden, das die Aufmerksamkeit des Personals erregt.

Der Zweig 2 kann unmittelbar in dem Ofen angeordnet werden, wobei sein Widerstand sich mit der Temperatur ändert. Es ist zweckmäßig, für diesen Zweig ein Metall zu wählen, das einen hohen Temperaturkoeffizienten hat. In diesem Fall muß die Verteilung des Widerstandes von ι so gewählt werden, daß das Gesetz von Abb. r verwirklicht wird, indem die Veränderung des Widerstandes von 2 mit der Temperatur in Rechnung gezogen wird. Die Wirkungsweise der in Abb. 3 dargestellten Anordnung ist ganz analog derjenigen des Schemas von Abb. 2.

In dem Schema der Abb. 4 speisen die Zweige 1 und 2, von denen der erste mit der Zeit und der zweite mit der Temperatur verändert wird, die beiden Wicklungen des Differentialrelais. Die Wirkungen der in den beiden Wicklungen des Relais kreisenden Ströme halten sich so lange das Gleichgewicht, wie die Temperatur des Ofens dem vorgeschriebenen Gesetz folgt; sie setzen das Relais aber in dem einen oder dem anderen Sinn in Tätigkeit, sobald die Temperatur sich von diesem Gesetz entfernt. ■

! Bei der Anordnung nach Abb. 5 sind die beiden Abschnitte 1 und 2 in Reihe geschaltet, wobei der Widerstand von 1 sich mit der Zeit ändert und der Widerstand von 2 mit der Temperatur.

Die Summe der beiden Widerstände ist so, daß in dem Relais 5 ein gewisser Strom kreist, dessen Wirkung z. B. durch eine Feder auf- ! gehöben wird. Der Widerstand von 1 muß sich verringern, wenn der von 2 sich vergrößert, und diese Verringerung mit der Zeit muß dem vorgeschriebenen Gesetz der Veränderung der Temperatur entsprechen. Sobald die Temperatur diesem Gesetz nicht mehr folgt, weicht der Strom in dem Relais von dem geeigneten Wert ab, und das Relais tritt in dem einen oder dem anderen Sinn in Tätigkeit.

In allen Fällen kann der Abschnitt 2 aus einem thermoelektrische!! Element bestehen an Stelle eines Widerstandes. Die Änderung des Widerstandes des Abschnittes 1 muß natürlich in einem geeigneten Sinne erfolgen und muß so sein, daß in jedem Augenblick ■ das vorgeschriebene Gesetz innegehalten wird.

Der Abschnitt ι kann auch durch eine Stromquelle ersetzt werden, deren Spannun in geeigneter Weise mit der Zeit sich ände

Dieselben Einrichtungen können auch zum Regeln der Temperatur von öfen bei ihrer Abkühlung dienen, wenn diese infolge der natürlichen Bedingungen der Ausstrahlung des Ofens zu schnell vor sich geht.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln der Innentemperatur von Öfen entsprechend einer vorgeschriebenen Zeittemperaturkurve, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei Abschnitten (1,2) eines Stromkreises der Widerstand des einen (1) mit der Brenndauer verändert, der Widerstand oder die elektromotorische Kraft des andern (2) durch die Ofentemperatur beeinflußt wird, und daß die die beiden Stromkreisabschnitte durchlaufenden Ströme ein Relais (5) beeinflussen, das bei Innehaltung der vorgeschriebenen Zeittemperaturkurve in Ruhe bleibt, beim Abweichen davon aber die Ofentemperatur regelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.