DE853784C

DE853784C - Radiant heater

Info

Publication number: DE853784C
Application number: DES23503A
Authority: DE
Inventors: Harold Ernest Scotton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-06-14
Filing date: 1951-06-13
Publication date: 1952-10-27

Description

Strahlungs-Heizgerät Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Heizgerätes unter Benutzung von Infrarotstrahlung mittels elektrischer Heizelemente. Ein Gerät dieser .Art besitzt vielfache Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Textil-, chemischen und Nahrungsmittelindustrie, um lediglich diese wenigen Beispiele aufzuzählen.Radiant Heater The present invention relates to the Use of a heater using infrared radiation by means of electrical Heating elements. A device of this .Art has multiple uses, for example in the textile, chemical and food industries, just to name a few List examples.

In der Praxis werden die zu beheizenden Substanzen oder Gegenstände zu einer oder mehreren solcher Infrarotheizeinheiten hin- und von denselben wieder weggefördert, nachdem sie auf den gewünschten Hitzegrad erwärmt worden sind. So wird z. B. ein feuchtes Gewebe auf einer endlosen Fördervorrichtung unterhalb oder in sonst geeigneter Weise an ein derartiges Heizgerät herangebracht, das ein oder mehrere stabförmige Heizelemente besitzt, hinter denen ein Reflektor oder Strahlkörper angeordnet ist, um die Strahlung auf das Arbeitsstück zu konzentrieren. Die Fördervorrichtung läuft an den Heizelementen vorbei, wobei die Fördergeschwindigkeit bezüglich der gegen das Arbeitsstück gestrahlten Beheizung so gewählt ist, @daß dasselbe in dem gewünschten Maß zu der Zeit getrocknet ist, zu der es etwa den Bereich dieser Heizelemente wieder verläßt.In practice, the substances or objects to be heated to and from one or more such infrared heating units conveyed away after they have been heated to the desired degree of heat. So is z. B. a wet tissue on an endless conveyor below or brought up to such a heater in an otherwise suitable manner, the one or has several rod-shaped heating elements, behind which a reflector or radiator is arranged to concentrate the radiation on the workpiece. The conveyor runs past the heating elements, the conveying speed with respect to the against the workpiece radiated heating is chosen so that the same in the desired level is dried by the time it is about the area of these heating elements leaves again.

Das Arbeitsstück wird selbsttätig in die und aus der Heizzone heraus befördert. Tritt nun eine Unterbrechung im Arbeitsgang der Fördervorrichtung ein, z. B. infolge eines elektrischen Fehlers, eines mechanischen Bruches oder des Aussetzens des Kraftantriebs oder aus sonstigen Gründen, dann kommt die Bewegung des Arbeitsstückes innerhalb der Heizzone zum Stillstand, so daß normalerweise eine Beschädigung desselben infolge übermäßiger Beheizung, z. B. bei Temperaturen von ungefähr 700', unvermeidlich ist. Wird der den Heizelementen zugeführte Strom in diesem Fall automatisch oder in sonst einer Weise sofort abgeschaltet, dann ist die verbleibende Heizwirkung der Elemente immer noch so groß und die Ableitung der Wärme, d. h. die Kühlungsmöglichkeit der Elemente, so gering, daß Schäden unter Umständen bis zum Verkohlen oder Verbrennen auftreten können.The work piece is automatically transported into and out of the heating zone. If there is an interruption in the operation of the conveyor, z. B. as a result of an electrical fault, a mechanical break or the failure of the power drive or for other reasons, then the movement of the workpiece comes to a standstill within the heating zone, so that normally damage to the same as a result of excessive heating, e.g. B. at temperatures of about 700 ' , is inevitable. If the current supplied to the heating elements is switched off automatically or in some other way immediately in this case, then the remaining heating effect of the elements is still so great and the dissipation of heat, ie the possibility of cooling the elements, is so low that damage may be up to Charring or burning can occur.

Zur Vermeidung derartiger Nachteile ist das Heizgerät gemäß der vorliegenden Erfindung mit wenigstens einem stabförmigen elektrischen Heizelement zum Erzeugen von Infrarotstrahlung sowie mit einem dahinter angebrachten Reflektor zum Ausrichten der Strahlung auf das vorbeilaufende Arbeitsstück versehen, wobei das Wesen der Erfindung darin gesehen wird, den Reflektor derart anzuordnen, daß er auch in eine Stellung zwischen dem oder den Elementen und dem Arbeitsstück zwecks Abschirmung des letzteren gegen die Elemente bewegt werden kann.To avoid such disadvantages, the heater is according to the present Invention with at least one rod-shaped electrical heating element for generating from infrared radiation as well as with a reflector behind it for alignment the radiation provided on the passing workpiece, the essence of the Invention is seen in arranging the reflector in such a way that it is also in a Position between the element or elements and the workpiece for the purpose of shielding the latter can be moved against the elements.

Diese Abschirmung kann entweder selbsttätig oder von Hand durch das Bedienungspersonal betätigt werden; in ersterem Fall beispielsweise durch elektrische oder sonstige Mittel, die durch die Be wegung selbst oder den Antrieb der Fördervorrichtung gesteuert werden.This shielding can either be done automatically or manually by the Operating personnel are operated; in the former case, for example, by electrical means or other means caused by the movement itself or the drive of the conveyor being controlled.

Weiter ist zwecks schnellerer Abkühlung der Heizelemente, z. B. zur Vermeidung einer Beschädigung der Abschirmvorrichtung selbst, eine Vorrichtung vorgesehen, um die Heizelemente unter diesen Umständen einem verstärkten Luftstrom auszusetzen.Next is for the purpose of faster cooling of the heating elements, for. B. to Avoiding damage to the shielding device itself, a device provided to expose the heating elements to an increased flow of air under these circumstances.

Hierfür können der Reflektor und das oder die Heizelemente in einem Behälter untergebracht sein, der an seiner Rückseite mit einer Vielzahl von Luftöffnungen versehen ist derart, daß der Reflektor in seiner Strahlungsstellung das oder die Elemente gegen durch die genannten Öffnungen eintretende Kühlluft abschirmt, in seinerAbschirmstellung dem Arbeitsstück gegenüber jedoch den Zutritt von Luft an das oder die Elemente zuläßt. Weiterhin kann der Reflektor auch aus zwei Teilen hergestellt sein mit .der Maßnahme, daß beide Teile gleichzeitig aus der Strahlungs- in die Abschirmstellung bewegt werden oder umgekehrt.For this purpose, the reflector and the heating element (s) in one The container can be housed at its rear with a large number of air openings is provided such that the reflector in its radiation position or the Shields elements against cooling air entering through said openings, in however, its shielding position allows air to enter the workpiece that or the elements allow. Furthermore, the reflector can also consist of two parts be manufactured with the measure that both parts are simultaneously removed from the radiation be moved into the shielding position or vice versa.

Auch können mehrere Heizeinheiten, falls gewünscht, zu einer gemeinsamen Vorrichtung zusammengeschlossen werden, so daß sie, fest miteinander verbunden, gemeinsam arbeiten und betätigt werden.If desired, several heating units can also be combined into one Device are joined together so that they, firmly connected, work and be operated together.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. In den Zeichnungen sind lediglich Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt.Further features of the invention emerge from the following description. In the drawings, only exemplary embodiments according to the invention are shown.

Fig. i ist eine schaubildliche Ansicht einer Heizeinheit gemäß der Erfindung, bei welcher sich der Reflektor in seiner rückwärtigen Strahlungsstellung befindet und bei der die Abdeckkappen an den Stirnseiten entfernt worden sind; Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht der gleichen Einheit vom anderen Ende her gesehen mit den Reflektorteilen in Abschirmstellung; Fig. 3 ist eine schaubildliche Ansicht der Rückseite der Einheit vom gleichen Ende her gesehen wie in Fig. 2, jedoch mit aufgebrachten Abdeckkappen; Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine Heizeinheit; Fig. 5 ist eine Ansicht der einen Endseite des Gerätes mit der Vorrichtung; zur Betätigung der Reflektorteile und eine teilweise Darstellung der Art, in der zwei Heizeinheiten nebeneinander befestigt sind; Fig. 6 ist eine schaubildlicheTeildarstellung einer Anzahl miteinander verbundener Heizeinheiten. Die erfindungsgemäße Heizeinheit besitzt einen kastenförmigen Behälter i, der an seiner Vorder-und Rückseite 2 bzw. 3 offen ist und aus Aluminium oder sonst geeignetem Werkstoff besteht. Die rückseitige Öffnung 3 ist durch eine abnehmbare Platte4 abgedeckt, die eine große Anzahl von Öffnungen 5 aufweist. Diese Platte stellt somit eine Schutzwand an der Rückseite der Einheit dar und ermöglicht gleichzeitig das Zuströmen einer erheblichen Menge Luft in den Behälter hinein und aus demselben hinaus.FIG. I is a perspective view of a heating unit according to FIG Invention, in which the reflector is in its rearward radiation position is located and in which the caps have been removed from the end faces; Fig. Figure 2 is a perspective view of the same unit seen from the other end with the reflector parts in the shielding position; Fig. 3 is a perspective view the rear of the unit seen from the same end as in Fig. 2, but with applied cover caps; Fig. 4 is a cross section through a heating unit; Fig. Fig. 5 is a view of one end face of the device with the device; for actuation the reflector parts and a partial illustration of the way in which two heating units are attached side by side; Fig. 6 is a fragmentary perspective view of a Number of interconnected heating units. The heating unit according to the invention has a box-shaped container i, which is open at its front and back 2 and 3, respectively and is made of aluminum or any other suitable material. The back opening 3 is covered by a removable plate 4 that has a large number of openings 5 has. This plate thus forms a protective wall at the rear of the unit and at the same time allows a significant amount of air to flow into the Container in and out of the same.

Zwischen den beiden Endwänden 6 des Behälters ist ein kanalartiger Träger 7 vorgesehen, an dem vermittels Stäbe 8 sowie an jedem Stab vorgesehene Halter 9 drei parallel liegende Heizstabeleinente io befestigt sind. Die Enden dieser Elemente sind mit Klemmen i i für deal Anschluß an Stromleiter zur Erzeugung der erforderlichen Infrarotstrahlungsenergie verbunden. jedes Element besteht aus einer in 'L%Tagne,siumoxyd eingebetteten Wolframwendel, die von einer rohrförmigen Abdeckung aus einer korrosionsfesten Legierung aus Nickel, Chrom und Eisen umhüllt ist.Between the two end walls 6 of the container is a channel-like Support 7 is provided, on which by means of rods 8 and on each rod provided holder 9 three parallel heating rod elements are attached. The ends of these elements are with terminals i i for deal connection to electrical conductors to generate the required Infrared radiation energy connected. each element consists of one in 'L% tagne, siumoxide embedded tungsten filament, covered by a tubular cover made of a corrosion-resistant Alloy of nickel, chromium and iron is coated.

Der Reflektor oder Strahler der Einheit besteht aus den beiden Teilen 12 und 13, die z. B. aus Aluminium hergestellt sind, welches an der Strahlungsfläche eloxiert ist. Die Enden der beiden Reflektorteile sind in der jeweiligen Endwand 6 mittels Drehzapfen 14 eines Halters 1,4', der an dem zugehörigen Reflektorteil befestigt ist, drehbar gelagert. Die Teile 12 und 13 können demnach paarweise mit jeweils zusammengehörigen Kanten so zur Anlage gebracht werden, daß einmal die Rückwand für die Heizelemente io gebildet wird, um die Hitze nach vorn auf das Arbeitsstück durch die offene Vorderseite 2 des Behälters zu werfen (s. dic ausgezogene Stellung in Fig. ,4), oder aber so verstellt werden (s. strichpunktierte Stellung in Fig.4), daß sie die Elemente gegen die Vorderseite abdecken und das Arbeitsstück abschirmen, wobei gleichzeitig ermöglicht wird, daß Kühlluft durch die Öffnungen 5 -an die Elemente herantreten kann.The reflector or radiator of the unit consists of the two parts 12 and 13, the z. B. are made of aluminum, which is attached to the radiation surface is anodized. The ends of the two reflector parts are in the respective end wall 6 by means of pivot pin 14 of a holder 1,4 ', which is attached to the associated reflector part is attached, rotatably mounted. The parts 12 and 13 can therefore be paired with edges that belong together are brought to bear in such a way that once the rear wall for the heating elements io is formed to keep the heat forward on the work piece through the open front 2 of the container (see the extended position in Fig., 4), or can be adjusted in this way (see dot-dash position in Fig. 4), that they cover the elements from the front and shield the work piece, at the same time it is made possible that cooling air through the openings 5 to the elements can approach.

Hierbei ist zu erwähnen, daß der Reflektor in seiner rückwärtigen oder Strahlungsstellung annähernd parabolischen Querschnitt besitzt, wobei die Heizstäbe etwa im Brennpunkt angeordnet, d. h. teilweise vom Reflektor umgeben sind, und daß jedes Reflektorteil aus einem gebogenen Stück i q und einem abgeflachten Stück 16 besteht, derart, daß die flachen Stucke 16 in der Strahlungsstellung und die gebogenen Stucke 15 in der Abschirmstellung zur Anlage kommen. Um ein genaues Anliegen der Reflektorteile und zusätzlich eine Erhöhung der Steifheit des Reflektors auch unter Arbeitsbedingungen bei höchster Temperatur zu ermöglichen, sind die Ränder der Teile-12 und 13 bei 17 leicht abgesetzt (Fig. a).It should be mentioned here that the reflector has an approximately parabolic cross-section in its rearward or radiation position, the heating rods being arranged approximately at the focal point, ie being partially surrounded by the reflector, and that each reflector part consists of a curved piece iq and a flattened piece 16, such that the flat pieces 16 come to rest in the radiation position and the curved pieces 15 in the shielding position. In order to enable the reflector parts to rest precisely and also to increase the stiffness of the reflector even under working conditions at the highest temperature, the edges of parts 12 and 13 are slightly offset at 17 (FIG. A).

Die, Bewegung der Reflektorteile wird durch Antriebsteile an der Außenseite der einen Endwand ermöglicht, die normalerweise durch eine abnehmbare Kappe 1$ abgedeckt sind (Fig. 3). Die Drehzapfen 14 sind auf diesem Ende mit Ritzeln ig bzw. 20 versehen (Fig. j). Das Ritzel 1g kämmt mit einem Zahnstangenstück 21 einer Zugstange 22, während das Ritzel 2o mit einem Hilfsumkehrritzel 20° im Eingriff steht, welches seinerseits mit einem weiteren Zahnstangenstück 23 kämmt. Demnach wird durch Betätigung der Zugstange 22 in der einen oder anderen Richtung eine Schwingbewegung der Reflektorteile 112 und 13 hervorgerufen, so daß deren Kanten entweder zusammengeführt oder voneinander fortbewegt werden. Für die Zugstange sind Führungsrollen 24 vorgesehen, die ebenso wie die Wellen der Ritzel an geeigneten Stützhaltern angebracht sind.The movement of the reflector parts is driven by drive parts on the outside which allows one end wall, normally covered by a removable cap $ 1 are (Fig. 3). The pivot pins 14 are provided with pinions ig and 20 on this end (Fig. J). The pinion 1g meshes with a rack piece 21 of a pull rod 22, while the pinion 2o is engaged with an auxiliary reverse pinion 20 °, which in turn meshes with a further piece of rack 23. Accordingly, through actuation of the pull rod 22 in one direction or the other, an oscillating movement of the reflector parts 112 and 13 caused so that their edges either merge or separate from each other be moved. Guide rollers 24 are provided for the pull rod, as are how the shafts of the pinions are attached to suitable support brackets.

Die Zugstange 22 kann entweder durch einen Handgriff od. dgl. betätigt oder selbsttätig durch nicht dargestellte Steuerteile bewegt werden, welche finit dem Antrieb der Fördervorrichtung oder der Förderbewegung selbst zusammenhängen. Hierfür kann z. B. ein Solenoid Verwendung finden, welchem Energie normalerweise von der Kraftquelle der Fördervorrichtung her zugeleitet wird, das jedoch so angeordnet ist, daß eine Betätigung der Zugstange durch Federwirkung infolge Ausfalls der Energiezufuhr von der Kraftquelle her oder infolge Betätigung eines Schalters beim Anhalten der Fördervorrichtung möglich ist.The pull rod 22 can either be operated by a handle or the like or are moved automatically by control parts (not shown), which are finite related to the drive of the conveyor device or the conveyor movement itself. For this, z. B. find a solenoid use, which energy normally is fed from the power source of the conveyor device, but so arranged is that an actuation of the pull rod by spring action as a result of failure of the power supply from the power source or as a result of operating a switch when stopping the Conveyor is possible.

Die vorstehend beschriebene Einheit kann in beliebiger, jeweils geeigneter Lage gegenüber dem zu beheizenden Arbeitsstück angeordnet sein. Zum Beispiel kann sie hängend oberhalb der oberen oder unteren Bahn eines endlosen oder sonstigen Werkstückförderers (mit ununterbrochener oder unterbrochener Arbeitsweise) mit ihrer offenen Seite nach unten zeigend angebracht sein; jedoch können auch beliebig viele sonstige Lagen je nach Bedarf vorgesehen werden.The unit described above can be in any, respectively suitable Position opposite the workpiece to be heated. For example can they hanging above the upper or lower track of an endless or other Workpiece conveyor (with uninterrupted or interrupted mode of operation) with their be attached with the open side facing downwards; however, any number can also be used other locations can be provided as required.

Weiterhin ist es möglich, mehrere Einheiten in Gruppen zusammenzuschließen. Eine derartige Gruppe ist als Beispiel in Fig. j und 6 dargestellt. Hierbei sind die Behälter i der jeweiligen Einheiten mittels Rahmens 25 seitlich aneinander befestigt. Bei einer derartigen Anordnung kann die Energie für die Heizelemente von einer gemeinsamen Quelle her entnommen werden, wobei die Phasenklemmen 1-i an gemeinsame Phasenleiter A, B und C und die Phasenklemmen 26 der entsprechenden neutralen Leiter an einen gemeinsamen Leiter D angeschlossen sind. der als Sammelschiene z. B. in einem besonderen Gehäuse oder Kanal angeordnet sein kann. Durch derartige Parallelschaltungen an eine gemeinsame Stromquelle ist es möglich, daß Einheiten ohne Schwierigkeiten zu- oder abgeschaltet werden können und daß der Ausfall eines Elementes keine Wirkung auf die übrige Anordnung ausübt.It is also possible to combine several units in groups. Such a group is shown as an example in FIGS. Here are the containers i of the respective units are laterally attached to one another by means of a frame 25. With such an arrangement, the energy for the heating elements from a common Source, with the phase terminals 1-i connected to common phase conductors A, B and C and the phase terminals 26 of the corresponding neutral conductors to one common conductor D are connected. as a busbar z. B. in a special Housing or channel can be arranged. By such parallel connections a common power source makes it possible for units to be connected without difficulty. or can be switched off and that the failure of an element has no effect exercises on the rest of the order.

Weiterhin können die Zugstangen 22 der nebeneinander angeordneten Einheiten z. B. mittels Verbindungsplatte 27 zusammengeschlossen werden. um derart gemeinsam betätigt zu werden.Furthermore, the tie rods 22 can be arranged side by side Units e.g. B. be connected by means of connecting plate 27. around like that to be operated together.

Wie bereits erwähnt, finden die Heizeinheiten oder Heizgruppen gemäß der Erfindung in zahlreichen Fällen Anwendung, von denen im folgenden nur einige Beispiele angeführt werden sollen: Das Trocknen von Textilgeweben nach dem Färben oder sonstiger Naßbehandlung, das Trocknen von Ledertuch, von feuchtem Druck auf Papierbogen oder anderen Bahnen, von Pulpe bei der Papierherstellung, von Tabak, von plastischen Pulvern und von Textilien in Streckmaschinen oder Streckrahmen, das Plastifizieren von Strümpfen oder anderen Gegenständen aus Nylon, .die Polymerisation von Polvvinil-Chlorid und verwandter Verbindungen auf Stoff, das Erhitzen von Cellulosefarbanstrich und Harnstofformaldehyd in Stoffen, sowie das Kochen von Nahrungsmitteln.As already mentioned, find the heating units or heating groups according to the invention has application in numerous cases, only a few of which are given below Examples to be given are: The drying of textile fabrics after dyeing or other wet treatment, the drying of leather cloth, from damp pressure on Sheets of paper or other webs, of pulp in papermaking, of tobacco, of plastic powders and textiles in stretching machines or frames, plasticizing stockings or other nylon objects, .polymerization of Polvvinil chloride and related compounds on fabric, heating of cellulose paint and urea formaldehyde in fabrics, as well as food cooking.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Heating device with at least one rod-shaped electrical element for generating infrared radiation and a radiator or reflector for directing the radiation onto passing workpieces, characterized in that the reflector can be moved into a position in which it is between the element or elements and the workpiece for the purpose of shielding the latter from the element or elements.

2. Heater according to claim i, characterized in that the movement of the reflector in one between the or the elements and the work piece located position is carried out so that the or the elements are exposed to ventilation.

3. Heater according to claim 2, characterized in that the reflector and the element or elements in one Containers are housed, which on its rear side a variety of air openings, the reflector in its rearward radiation position the element or elements against cooling by means of stroking through this opening Air covers, but that he is in its shielding position against the work piece Permits access of air to the element or elements. .I.

Heating device according to claim i to 3, characterized in that the reflector is made from two longitudinal parts is, which are rotatably mounted in such a way that each one or the other Longitudinal edges can be brought together to thereby create a reflective surface form that partially surrounds the element or elements and either on the workpiece is directed towards or turned away from it.

5. Heater after Claim 4, characterized in that each reflector part consists of a curved and a straight part, each from one end to the other of the reflector extend and which are arranged so that in the rear radiation position of the combined reflector the straight parts and in the one directed against the workpiece Shielding the bent parts come to rest.

6. Heater nachAnspruch 4 or 5, characterized in that @ each reflector part has a pivot pin at each end, which is rotatably mounted in an end wall of the container, and that means are provided on the outside of one of these end walls around the pivot pin of the two reflector parts together, but to rotate in the opposite direction. Heating device according to Claim 6, characterized. .that the pivot pins each have a toothed pinion and that a pull rod is in meshing engagement with the pinions, with one pinion directly and with the other via an auxiliary reversing pinion. B. heater from a plurality of heating units according to claim i to j, characterized in that the heating elements of the units are connected to a common energy source and that ittel are provided to operate the reflectors 2 of each unit together.