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Ofen mit einer Heizeinrichtung, die von einem Temperaturmeßgerät selbsttätig
gesteuert wird Es ist bekannt, die Temperatur von elektrisch wie auch brennstoffbeheizten
Ofen durch Temperaturregler zu regeln. Der Regler besteht meist aus einem Temperaturfühler,
z. B. Thermoelement, und dem eigentlichen Regelgerät mit Meßwerk, dessen Zeiger
z. B. durch Fallbügel in Zeitabständen getastet wird. Je nach der Stellung des Zeigers
zu einem einstellbaren Kontakt wird dieser aus- und eingeschaltet und dadurch die
Zufuhr der Heizenergie zum Ofen freigegeben oder unterbrochen, so daß die Temperatur
des Ofens entsprechend der Kontakteinstellung konstant gehalten wird.
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Beim Verwenden derartiger Regler können nun aber Betriebsstörungen
dann auftreten, wenn bei eingeschalteter Heizung durch irgendeinen Zwischenfall
der Übertragungsweg für die Meßwerte vom Temperaturfühler zum Meßwerk des Reglers
unterbrochen wird. Dies kann z. B. geschehen durch Bruch des Thermoelements oder
seiner Zuleitungen, Kurzschluß in dem Meßstromkreis od. dgl. Dann geht der Zeiger
des Meßwerkes auf Null zurück und hat keine Möglichkeit, die Heizenergie des Ofens
zu unterbrechen. Die Folge davon.ist, daß die Temperatur des Ofens unkontrolliert
steigt.
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Als Abwehrmaßnahme sind nun Schaltungen bekanntgeworden, die Sicherheitskontakte
im Anfangsbereich der Meßteilungen benutzen. Diese Sicherheitskontakte schalten
die Heizenergie ab, sobald der Meßzeiger unter einen bestimmten Wert
sinkt.
Selbstverständlich muß dieser Sicherheitskontakt beim Anheizen des kalten Ofens
überbrückt werden, da es sonst nicht möglich ist, die Heizung einzuschalten.
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Hierin liegt ein Mangel der üblichen Sicherheitsschaltungen, da der
Ofen so lange der Überwachung bedarf, bis die Temperatur so weit gestiegen ist,
daß der Meßzeiger den Bereich des Sicherheitskontaktes verlassen hat.
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Es ist zur Regelung der Temperatur einer elektrischen Heizvorrichtung
auch noch eine Anordnung bekanntgeworden, bei der ein Heizwiderstand mit zwei Heizstufen
vorgesehen ist. Die eine Heizstufe wird durch ein Schütz zu- bzw. abgeschaltet,
wobei die Steuerung des Schützes über eine Meßbrücke erfolgt, deren einer Widerstand
innerhalb der Heizeinrichtung angeordnet ist.
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Es ist auch weiterhin schon eine Regeleinrichtung für elektrisch beheizte,
rohrförmige Durchziehöfen bekanntgeworden. Bei dieser Einrichtung ist das Heizrohr
des Ofens vom elektrischen Strom durchflossen, besitzt über seine ganze Länge einen
gleichmäßigen Querschnitt und ist in zwei Abschnitte ungleicher Länge unterteilt.
Beide als Heizwiderstand dienende Rohrabschnitte werden je von einem besonderen
Transformator gespeist. Der eine Abschnitt hat eine Temperatursteuerung, die mit
Hilfe eines Bimetallstreifens vorgenommen wird und die in der Weise wirkt, daß in
Abhängigkeit von der jeweils im Heizrohr herrschenden Temperatur die Transformatorspannung
erhöht und erniedrigt wird.
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Fernerhin ist eine Steuervorrichtung für elektromotorisch angetriebene,
vorzugsweise in die Brennstoffzuleitungen zu technischen Öfen einschaltbare Ventile
bekanntgeworden. Diese Vorrichtung hat eine Temperaturmeßeinrichtung mit Maximum-
und Minimumkontakt und bewirkt den Rechts- bzw. Linkslauf eines Elektromotors. Über
ein besonders ausgebildetes Getriebe erfolgt von dem Elektromotor das Einstellen
eines Ventils, so daß neben einer gleichbleibend zugeführten Brennstoffmenge noch
eine zusätzliche, den jeweiligen Betriebsverhältnissen angepaßte Brennstoffmenge
zugeführt wird.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf einen Ofen mit einer Heizeinrichtung,
die von einem Temperaturmeßgerät selbsttätig gesteuert wird, das zugleich eine Sicherheitsabstellvorrichtung
betätigt, die die Heizenergiezufuhr unterbricht, wenn die Temperaturanzeige unter
einen bestimmten Anzeigewert absinkt, und besteht darin, daß eine zweite ständig
eingeschaltete Heizeinrichtung vorgesehen ist, die im allein eingeschalteten Zustand
den Ofenraum auf eine oberhalb dieses Anzeigewertes liegende ungefährliche Beharrungstemperatur
anzeigt.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sofort von Beginn des Anheizens
an keine umständliche Überwachung des Ofens erforderlich wird. Daneben bleibt die
unbedingt notwendige Sicherheit für den Ofen vollkommen gewährleistet. Bei Betriebsstörungen
im Temperaturregler entstehen keine unzulässigen Temperaturen im Ofen. Daneben ergibt
sich eine Verkürzung der Wiederanheizzeit, falls bei irgendeiner Störung des Temperaturreglers
ein teilweises Abschalten der Heizung des Ofens erfolgt ist. Der Ofen nach der Erfindung
kann eine Heizeinrichtung erhalten, die aus beliebigen Wärmequellen, z. B. Ölbrennern,
Heizwiderständen od.hdgl. bestehen.
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Gemäß der weiteren Erfindung werden die beiden Heizstufen durch zwei
voneinander unabhängige Heizwiderstände gebildet. Es kann aber auch ein einziger
Heizwiderstand vorgesehen sein, der an einem mit zwei verschiedenen Spannungsstufen
arbeitendenTransformator angeschlossen ist.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i die Temperaturregelung eines elektrischen
Widerstandsofens mit zwei voneinander unabhängigen Heizwiderständen und Fig. 2 einen
solchen Ofen mit einem Heizwiderstand, der an verschiedenen Spannungsstufen eines
Transformators angeschlossen ist.
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Der Ofen i ist mit einem dauernd eingeschalteten Heizwiderstand 2
versehen, der über die Leitung 3 unter Zwischenschaltung eines Hauptschalters q.
vom Netz 5 gespeist wird. Ferner ist noch ein weiterer Heizwiderstand 6 vorgesehen,
der durch den Temperaturregler 7 selbsttätig ein- und ausgeschaltet wird. Der Temperaturregler
7 .besteht aus einem Sicherheitskontakt 8 und einem oder mehreren Regelkontakten
9, die von einem durch einen Temperaturfühler io (z. B. Thermoelement) beeinflußten
Meßwerk i i betätigt werden. Je nach der Stellung des Zeigers 12 des Meßwerkes i
i wird der Heizwiderstand 6 ein- oder ausgeschaltet.
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Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist folgende: Nach dem
Einschalten des Hauptschalters q. erhält der Heizwiderstand 2 Spannung und erwärmt
den Ofen. Allmählich steigt nun die Temperatur im Ofen an, und die vom Temperaturfühler
io auf das Meßwerk ii übertragene Meßgröße beeinflußt den Zeiger des Meßwerkes.
Dieser Zeiger 12 überschreitet beim Anheizen zunächst den Sicherheitskontakt 8,
wodurch die zweite Heizstufe 6 eingeschaltet wird. Die Temperatur im Ofen kann so
lange ansteigen, bis der Zeiger in den Bereich der Regelkontakte 9 kommt, die dann
die Temperatur im Ofen völlig selbsttätig steuern. Tritt nun in dem Meßwerk i i,
das mit dem Temperaturfühler io verbunden ist, ein Leitungsbruch oder Kurzschluß
auf, dann sinkt der Zeiger 12 auf den Nullwert zurück. Hierbei überschreitet er
den Sicherheitskontakt 8 und schaltet die zweite Heizstufe 6 aus. Da die erste Heizstufe
2 mit ihrer Höchsttemperatur unterhalb der gefährlichen Temperatur liegt, können
am Ofen bzw. am Glühgut keinerlei Zerstörungen auftreten.
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In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperaturregeleinrichtung
veranschaulicht. Die Heizeinrichtung des Ofens i besteht in diesem Fall lediglich
aus einem Heizwiderstand
13, der an die Sekundärseite 14. eines
mit verschiedenen Spannungsstufen versehenen Transformators 15 angeschlossen ist.
Der Transformator 15 steht mit seiner Sekundärseite 16 mit einem Schütz 17 in Verbindung,
das mit Ruhekontakten 18, Arbeitskontakten i9 und einer Erregerwicklung 20 ausgestattet
ist.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Beim Einschalten
des Hauptschalters q. erhält die Primärspule 16 des Transformators 15 Spannung vom
Netz 5, da der Stromkreis über die Ruhekontakte 18 des Schützes 17 geschlossen ist.
Die Spule 2o des Schützes 17 ist zunächst spannungslos, da der Kontakt 8 noch nicht
eingeschaltet ist. Die Primärspule 16 des Transformators induziert in der Sekundärspule
14 nun eine Spannung, die den Heizwiderstand 13 speist. Dadurch wird der Ofen i
allmählich aufgeheizt. Entsprechend der Temperaturzunahme im Ofen steigt auch die
vom Temperaturfühler To auf das Meßwerk 1i übertragene Meßgröße an. Der Zeiger i2
des Meßwerkes i i verläßt dann nach einer gewissen Zeit den Sicherheitskontakt 8,
und es wird die Spule 2o des Schützes 17 erregt. Das Schütz 17 spricht an und schließt
die Arbeitskontakte ig, während die Ruhekontakte 18 geöffnet werden. Durch das Betätigen
des Schützes wird die höhere Spannungsstufe des Transformators eingeschaltet, so
daß die Temperatur im Ofen schneller ansteigt. Nach einiger Zeit erreicht nun der
Zeiger 12 des Meßwerkes i i den Regelkontakt g, der dann durch Ein- und Ausschalten
zwischen den beiden Spannungsstufen die Temperatur im Ofen nahezu gleichbleibend
hält. Bei Störungen in der Meßleitung fällt der Zeiger auf Null und betätigt den
Sicherheitskontakt B. Hierdurch wird der Stromkreis unterbrochen und das Schütz
17 entregt, wodurch es in seine Ausgangslage zurückkehrt, bei der die niedrige,
ungefährliche Spannungsstufe eingeschaltet ist.