DE524876C

DE524876C - Device for automatic monitoring and control of the temperature of electric ovens

Info

Publication number: DE524876C
Application number: DES86245D
Authority: DE
Original assignee: UGINE INFRA SA
Current assignee: UGINE INFRA SA
Priority date: 1927-09-29
Filing date: 1928-06-26
Publication date: 1931-05-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur selbsttätigen Überwachung und Regelung der Temperatur von elektrischen öfen. Derartige Überwachungen und Regehingen erfolgen für gewöhnlich dadurch, daß durch außerhalb des Ofens angeordnete Schaltvorrichtungen der Stromkreis unterbrochen wird und die Schaltvorrichtungen ihrerseits durch im Ofen liegende KontakteThe invention relates to devices for automatic monitoring and Regulation of the temperature of electric ovens. Such monitoring and monitoring usually take place in that the circuit is interrupted by switching devices arranged outside the furnace and the switching devices in turn by contacts located in the furnace

ίο beeinflußt werden. Eine Regelung der Ein- und Ausschaltung des Stromes entsprechend der Eigenschaft des im Ofen zu behandelnden Gutes ist, wenn überhaupt möglich, mit Schwierigkeiten verknüpft und zuweilen äußerst umständlich.ίο be influenced. A regulation of the and switching off the current according to the property of the furnace to be treated Good things, if at all possible, are associated with difficulties and are sometimes extremely cumbersome.

Der Zweck der Erfindung ist nun, eine in der Bauart sehr einfache Vorrichtung zu schaffen, mit Hilfe welcher lediglich durch Auswechseln eines magnetischen, im OfenThe purpose of the invention is now to provide a device that is very simple in construction create, with the help of which only by changing a magnetic one in the furnace

ao hängenden Körpers die gewünschte Regelung erzielt wird.ao hanging body the desired scheme is achieved.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch, daß die Überwachungsund Regelungsvorrichtung aus einer Waage besteht, deren Balken einerseits ein auswechselbares Gewicht und andererseits einen Schalter sowie einen in den Ofen hineinhängenden Körper aus magnetischem Stoff trägt, der mit einem außerhalb des Heizraumes des Ofens liegenden Elektromagneten o. dgl. zusammenarbeitet.This is achieved according to the invention essentially in that the monitoring and Control device consists of a scale, the bars of which are on the one hand a replaceable Weight and on the other hand a switch and a body made of magnetic material hanging in the oven carries, which is located outside of the boiler room of the furnace with an electromagnet or the like.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und es istThe drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, and it is

Abb. ι ein senkrechter Schnitt durch einen Ofen gemäß der Erfindung,Fig. Ι a vertical section through a furnace according to the invention,

Abb. 2 ein Querschnitt undFig. 2 is a cross section and

Abb. 3 eine Einzelansicht.Fig. 3 is a single view.

Um einen Zylinder b beliebigen Querschnittes aus schwach magnetischem oder einem Metall, d'essen Magnetismus bei einer unter der Betriebstemperatur des Ofens liegenden Temperatur verschwindet, ist außen ein isolierter Heizdraht c herumgelegt. Unterhalb des Zylinders b bzw. seines Bodens ist ein durch Gleich- oder Wechselstrom gespeister Elektromagnet d, Hufeisenmagnet, zweipoliger oder mehrpoliger oder kreisförmiger gepanzerter Magnet, angeordnet. An insulated heating wire c is wrapped around a cylinder b of any cross-section made of weakly magnetic or a metal whose magnetism disappears at a temperature below the operating temperature of the furnace. An electromagnet d, a horseshoe magnet, two-pole or multi-pole or circular armored magnet, fed by direct or alternating current, is arranged below the cylinder b or its bottom.

Die Gesamtvorrichtung ist in einen Blechmantel e eingesetzt, und der zwischen diesem und dem Zylinder liegende Ringraum ist mit Wärmeschutzstoffen f ausgefüllt.The entire device is inserted into a sheet metal jacket e , and the annular space lying between this and the cylinder is filled with heat protection substances f.

Als oberer Verschluß des Ofens dient ein Deckel g aus feuerfestem Stoff, der aus zwei durch Gelenke h-h verbundenen, in Richtung der Pfeile der Abb. 1 öffnenden Teilen besteht und auf einem feststehenden, den Ringraum zwischen Ofen und Außenmantel abdeckenden Ring i aufliegt.The upper closure of the furnace is a lid g made of refractory material, which consists of two parts connected by joints hh , opening in the direction of the arrows in Fig. 1 and resting on a stationary ring i covering the annular space between the furnace and the outer jacket.

An dem oberen Ende des Mantels e ist außen ein Rohr / befestigt, in welchem eineAt the upper end of the jacket e is outside a tube / attached, in which a

in der Höhe einstellbare Spindel k liegt. An letzterer ist eine Waage/ angebracht, deren einer 'Arm eine Stange m trägt. Diese reicht durch eine kleine Öffnung des Deckels g hindurch in das Innere des Ofens hinein und trägt einen magnetischen Körper in'. Der die Stange» tragende Waagebalken hat einen Kontakt n, durch den unmittelbar oder über ein Relais die Stromstärke des Heizdrahtes c ίο geregelt wird.height adjustable spindle k lies. A scale / is attached to the latter, one arm of which carries a rod m. This extends through a small opening in the cover g into the interior of the furnace and carries a magnetic body in '. The balance beam carrying the rod has a contact n through which the current intensity of the heating wire c ίο is regulated directly or via a relay.

In Abb. 3 ist schematisch ein einfacher Schalter zum Öffnen und Schließen des elektrischen Stromkreises dargestellt.· Der Kontakt η besteht aus einer Gabel I₁ welche unter Zwischenfügung eines Isolators 2 an dem Waagebalken befestigt ist, und deren Zinken in ein mit Quecksilber 4 gefülltes Gefäß 3 eintauchen. Letzteres ist mit einer der Klemmen des zu öffnenden und schließenden elektrischen Stromkreises verbunden.In Fig. 3 a simple switch for opening and closing the electrical circuit is shown schematically. The contact η consists of a fork I ₁ which is attached to the balance beam with an insulator 2 in between, and its prongs in a vessel filled with mercury 4 3 immerse. The latter is connected to one of the terminals of the electrical circuit to be opened and closed.

Die Schwankung der elektrischen Energie im Heizkörper c erfolgt durch bekannte Mittel, z. B. durch Reihen- oder Parallelschaltung von zwei oder mehreren Abschnitten der Heizwicklung, Kopplung von drei dieser Abschnitte in Stern- oder Dreieckform bei Verwendung eines Dreiphasenstromes, oder allgemein durch Änderung des Potential differenzes an den Klemmen durch Zwischenschaltung eines Rheostaten, eines die Spannung umwandelnden Transformators, eines Induktionsreglers oder in beliebig anderer Weise.The variation in electrical energy in the radiator c is done by known means, e.g. B. by series or parallel connection of two or more sections of the heating winding, coupling of three of these sections in a star or triangle shape when using a three-phase current, or generally by changing the potential difference at the terminals by interposing a rheostat, a voltage converting transformer , an induction regulator or in any other way.

Der Schalter η ist so eingerichtet, daß die . , Maximalerhitzung des elektrischen Ofens erfolgt, wenn der Waagebalken infolge der Anziehung des magnetischen Körpers m' durch den Elektromagneten d sich dem Boden des Ofens nähert, während Minimalerhitzung in dem Augenblick erfolgt, in welchem der Waagebalken in die Gleichgewichtsstellung zurückkehrt und der Magnetismus im Körper m' verschwindet.The switch η is set up so that the. 'Maximum heating of the electric furnace occurs when the balance beam approaches the bottom of the furnace as a result of the attraction of the magnetic body m' by the electromagnet d , while minimum heating occurs when the balance beam returns to equilibrium and the magnetism in the body m ' disappears.

Die Arbeitsweise ist folgende:
Die AVaage I wird durch den magnetischen Körper m ausgeglichen. Wird dann der Elektromagnet d erregt, so stört die magnetische Anziehungskraft des Körpers m'- das Gleichgewicht, und der Waagebalken bewegt -..ich abwärts und schaltet die Maximalheizung ein. Die Temperatur des Ofens steigt allmählich, bis die kritische, dem Verschwinden des Magnetismus entsprechende Temperatur in der Masse des magnetischen Körpers m' erreicht ist, worauf der Waagebalken sich hebt, in die Gleichgewichtslage zurückkehrt und die Minimalheizung einschaltet.The way it works is as follows:
The AVaage I is balanced by the magnetic body m. If the electromagnet d is then excited, the magnetic force of attraction of the body m 'disturbs the equilibrium, and the balance beam moves - I downwards and switches on the maximum heating. The temperature of the furnace gradually rises until the critical temperature in the mass of the magnetic body m ' corresponding to the disappearance of magnetism is reached, whereupon the balance beam rises, returns to the equilibrium position and the minimum heating is switched on.

Die Anwendung dieser Einrichtung ermöglicht durch. Wahl des an dem Waagebalken aufgehängten magnetischen Körpers, Nickel, Magnetit, Eisen, Stahl, Kobalt usw., entweder die selbsttätige Herstellung einer konstanten, der Umwandlungstemperatur des Magnetismus im Körperm' gleichen oder einer Temperatur, die sehr langsam vom kritischen Punkt der Umwandlung des magnetischen Körpers m ab ansteigt. Im ersten Falle ist die Höhe der beim Bau des Ofens festgelegten oder während des Betriebes eingestellten Minimalleistung so berechnet, daß die Temperatur unter die der kritischen Um-Wandlung zu sinken trachtet. Der Magnetismus stellt sich wieder ein, das Gleichgewicht der Waage wird wieder unterbrochen und stellt infolge der intensiven Erhitzung die gewünschte Temperatur wieder her.The application of this facility enables through. Choice of the magnetic body suspended on the balance beam, nickel, magnetite, iron, steel, cobalt, etc., either the automatic production of a constant, equal to the transformation temperature of the magnetism in the body or a temperature which very slowly from the critical point of the transformation of the magnetic Body m decreases. In the first case, the level of the minimum power specified when the furnace was built or set during operation is calculated in such a way that the temperature tends to fall below that of the critical conversion. The magnetism is restored, the balance of the scales is interrupted again and, as a result of the intense heating, the desired temperature is restored.

Im zweiten Falle wird die Höhe der Minimalerhitzung so geregelt, daß die Gleichgewichtstemperatur des Ofens etwas höher ist als die kritische Umwandlungstemperatur des magnetischen Körpers nt'. Der Magnetismus dieses Körpers kann dann nicht wieder auftreten, und die Temperatur des Ofens steigt leicht weiter.In the second case, the level of minimum heating is regulated so that the equilibrium temperature of the furnace is somewhat higher than the critical transformation temperature of the magnetic body nt '. The magnetism of this body can then not reappear, and the temperature of the furnace continues to rise slightly.

Die beschriebene Einrichtung und Arbeitsweise eignen sich besonders zum raschen und sicheren Härten von Stahlgegenständen. In diesem Falle werden die Werkstücke an dem Waagebalken aufgehängt und so ausgeglichen, daß der Waagebalken sich waagerecht einstellt. Wenn dann der Elektromagnet d er- go regt wird, senkt sich der Waagebalken und schaltet selbsttätig die Maximalbeheizung des Ofens ein. Sobald die Umwandlungstemperatur der Werkstücke, d. h. die kritische Temperatur, bei welcher der Magnetismus verschwindet, erreicht wird, kehrt die Waage selbsttätig in die Gleichgewichtsstellung zurück und schaltet die Minimalerhitzung ein, so daß die Temperatur des Ofens nur ganz allmählich weiter steigt. 10cThe device and mode of operation described are particularly suitable for the rapid and safe hardening of steel objects. In this case, the workpieces are suspended from the balance beam and balanced so that the balance beam adjusts itself horizontally. Then when the electromagnet d ER- go upset is, the balance beam lowers and switches itself on the maximum heating of the oven. As soon as the transformation temperature of the workpieces, ie the critical temperature at which the magnetism disappears, is reached, the balance automatically returns to the equilibrium position and switches on the minimum heating, so that the temperature of the furnace only rises very gradually. 10c

Die neue Vorrichtung eignet sich auch zum Ausglühen von Metallen oder Metallegierungen, wobei die auszuglühenden Gegenstände in den Ofen gebracht und an dem Waagebalken ein magnetischer Körper aufgehängt wird, dessen kritischer Punkt annähernd der Ausglühtemperatur entspricht. Bei dieser Anordnung wird Gewähr dafür geleistet, daß bei der Maximalerhitzung die Umwandlungstemperatur nicht wesentlich überschritten wird.The new device is also suitable for annealing metals or metal alloys, the objects to be annealed are placed in the furnace and a magnetic body is suspended from the balance beam whose critical point corresponds approximately to the annealing temperature. This arrangement guarantees that that the transition temperature is not significantly exceeded at maximum heating.

Claims

Patent claims:

i. Device for automatic monitoring and control of the temperature of electric ovens, characterized in that the monitoring and Control device consists of a scale, the bars of which are on the one hand a replaceable Weight and on the other hand a switch and one in the oven

hanging body made of magnetic material, which is connected to an outside of the Co-operating electromagnets o. The like.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the heating shaft of the furnace is made of non-magnetic metal or a metal that has its magnetic conductivity by far lower temperature than the working temperature usually prevailing in the furnace loses.

For this purpose ι sheet of drawings