DE2402285C3

DE2402285C3 - Widerstandsbeheizter Industrieofen

Info

Publication number: DE2402285C3
Application number: DE2402285A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Kieffer
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: EOn Ruhrgas AG
Priority date: 1974-01-18
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1982-12-02
Also published as: DE2402285A1; DE2402285B2

Description

Diι: Erfindung betrifH eines, widerstandbeheizten Industrieofen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die netzsynchrone Pulssteuerung elektrisch beheizter öfen, deren Heizelemente über steuerbare Halbleiterventile am Stromnetz liegen, ist beispielsweise aus der DE-OS 20 28 909 bekannt.

Beim Erwärmen von Gut in Industrieöfen liegt praktisch immer der Fall vor, daß zu Beginn des Erwärmungsvorgangcs eine verhältnismäßig große Leistung zugeführt werden muß und daß nach Erreichen der gewünschten Solltemperatur und beim Halten des Gutes auf dieser Temperatur nur noch die laufenden Wänneverluste zu decken sind, so daß der Leistungsbedarf dann im wesentlichen konstant und niedrig bleibt.

Aus der DE-AS 12 80 445 ist bekannt, die wärmeerzeugjnden Bauteile des Ofens, d. h. die Heizwiderstär,-de, für eine große Erwärmungsieistung zu dimensionieren. Sobald das zu erwärmende Gut eine obere Temperatur erreicht hat, wird mit Hilfe eines Leistungsschalters die gesamte elektrische Leistung abgeschaltet und im stromlosen Zustand eine niedrigere Leistungsstiife an einem vorgeschalteten Stufentransformator angewählt. Unterschreitet die Temperatur des zu erwärmenden Guter, dann eine untere Temperaturgrenze, so wirJ an Jem vorgeschalteten Transformator eine höhere Leistungsstufc eingeschaltet.

Aus derselben Literalurstelle ist ferner bekannt, daß /tisiii/lii.h /.'.] J:" beschrieben·..'·! T':iiif)era:!;n';._-'j!:; ·.■;· der'.!er lirwarmungseinrichiunR ziigofiihrt«. Stron; b/.■·>. die ^ugnfiihr'e ! eistung überwacht und bei Ubcrsc-rci-'.e·¹ eines in-. Hinblick auf die Belastbarkeit, der I !r:i;'.vornch''J^:v·: b/w. des .Stufentransformator, test/i:- legenden Höch'-twerles selbsttätig abgeschaltet "<^;·.; vertv.indcrt werden kjnn. Hine derartige zusätzliche Überwachung wird fur den Ri! oniyfohkn. d:i!3 die Heizwiderstände eine größere Änderung des elektrischen Widerstandswertes zwischen Kalt- und Warmzustand aufweisen. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß die Heizwiderstände im Anfahrzustand mit unzulässig hoher Leistung beaufschlagt werden.

Da bisher zum Aufheizen von widerstandsbeheizten öfen Anschlußspannungen für die Heizwiderstände verwendet werden, die im Dauerbetrieb eine zerstörende Überhitzung mit Sicherheit ausschließen, ergeben

ίο sich entweder verhältnismäßig lange Zeiträume zum Aufwärmen des Gutes, oder aber die Zahl der Heizwiderstände und damit die elektrische Ofenanschlußleistung muß auf einen stark überhöhten Wert dimensioniert werden.

is Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen widerstandbeheizten Industrieofen anzugeben, der in kürzeren Zeitabschnitten als bisher auf Solltemperatur aufgeheizt werden kann, ohne daß die Anschlußleistung überdimensioniert werden muß.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Industrieofens ergibt sich durch das intermittierende Zuführen der für den Dauerbetrieb unzulässig hohen Spannung und der gleichzeitigen Überwachung der maximal zulässigen Temperatur der Heizwiderstände. Diese Maßnahmen ermöglichen ein optimal schnelles Aufheizen der Heizwiderstände auf ihre Maximaltemperatur ohne daß gleichzeitig die Gefahr bestünde, daß sie dureh Übertemperaturen zerstört werden. Durch die zusätzliche Überwachung der Temperatur der Ofenatmosphäre wird ferner zuverlässig verhindert, daß der Ofen selbst Schaden leidet. Erst dann, wenn auch das zu erwärmende Gut seine Solltemperatur erreicht hat, wird die Heizleistung so weit reduziert, daß nur noch die laufenden Wärmeverluste gedeckt werden. Die drei unabhängig voneinander arbeitenden Temperaturüberwachungsgeräte sind an ihren Ausgängen so miteinander verknüpft, daß keine der drei überwachten

Temperaturen überschritten wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung sowie deren Vorteil ergeben sich aus dem Unteranspruch in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Man erkennt einen widerstandsbeheizten Industrieofen im Querschnitt zusammen mit einem Blockschaltbild einer Steuer- und Regelschaltung zum sicheren Betreiben des Ofens.

In einem aus eit.em Boden, Seitenwänden und einer Decke bestehenden Industrieofen 1 befindet sich 7a\ erhitzendes Gut 2.

An den Seitenwänden 3 sind innen mit Abstand übereinander Heizwiderstände 4 angeordnet.

An einem der Heizw iderstände 4 ist isoliert ein Fühler

Yi 5 angebracht, der mit einem Temperriturüber.v;K:liungsgerat 6 verbunden ist.

■\n der Decke de.:· Ofens 1 befinde; sich ein weiterer Fühler 7, der an ein Tcmperaturiibcrwachungsgcrä; H angeschlossen is;.

ho Zur Feststellung der Temperatur der. Gutes 2 ist

eiti'iobrachii's S''ha'i^!:< ' 10 durchdringend .uü das /'.; erii-.jnnendc CiM' 2 'jerk hie' ι->t P's's·"- kühler Mein im; -·, einci Terriucrai'; :;b.:r'.v:ich\:n: .■ ?:·Γ I! i· V.v'nindi-, ;.

k'ie Temperatur')!·■.■rw.icrii.iiiussr.-nitc β, 8 und Il haken in der Tempeniturhfvr: c ins' τ lit ■■;(_-. nicht

besonders dargestellte Sollwertgeber. Zwei an den Temperaturüberwachungseinrichtungen angebrachte Anschlußklemmen sind so lange elektrisch leite! miteinander verbunden, bis die eingestellte Solltemperatur am zu kontrollierenden Gegenstand erreicht ist. Dann wird die Verbindung zwischen den beiden Anschlußklemmen so lange unterbrochen, bis die Temperatur des überwachien Objektes wieder unter den Sollwert abgesunken ist. Von diesem Moment an besteht zwischen den beiden Anschlußklemmen wieder so !ans? ^e'^nf- stromleitende Verbindung, bis an dem betreffenden Teil oder im Ofenraum die Solltemperatur wieder erreicht ist

Die Sollwertgeber der Temperaturüberwachungsgeräte 6, 8 und 11 sind entsprechend der Anordnung der ihnen zugeordneten Fühler 5, 7 und 9 vor der Inbetriebnahme des Ofens auf die obere Grenztemperatur der Heizwiderstände 4, der zulässigen Ofentemperatur oder die Temperatur eingestellt, die das Gutstück 2 erhalten soll.

Die Temperaturüberwachungsgeräte 6, 8 und 11 sind über ihre Anschlußklemmen in Reihenschaltung mit der Zuleitung 12- zum Steuergerät 13 verbunden, das die Wechselstromsteller 14 beeinflußt, die als elektronische Schalter in der Zuleitung vom Transformator 15 zu den Heizwiderständen 4 angeordnet sind.

Wenn durch eines oder mehrere der Temperaturüberwachungsgeräte die Zuleitung 12 zum Steuergerät 13 unterbrochen ist, so sind während dieses Schaltzustandes die Wechselstromsteller 14 gesperrt; sie sind stromführend, wenn die Zuleitung 12 zum Steuergerät 13 elektrisch leitend ist.

Mit diesem allgemein bekannten, durch Wechselstromsteller möglichen Taktbetrieb werden die Heizwiderstände mit Strom versorgt.

Um das im Ofen 1 zu erhitzende Gm 2 innerhalb kürzester Frist auf die erwünscht« T«:>pe'itur zu bringen, wird zur schnellen Auiheizung des i)U.tn der Heizwiderständen 4 intermittierend eine für den Dauerbetrieb unzulässig hohe Spannung zugeführt.

Dies ist möglich, da vom Anfang der Ofenreise tr, die obere Grenztemperatur der Heizwiderstände 4 überwacht und beim Erreichen derselben die Stromzufuhr jedes Mal so lange unterbrochen wird, bis sich die Heizwiderstände 4 auf eine eingestellte niedrigere Tempsraiur abgekühlt haben. Durch diese Maßnahme können also keine Schaden an den Heizwiderständen entstehen.

Nach Vorstehendem leitet bei Aufheizen des Ofens 1 zunächst über den an einem Heizwiderstand 4 angelegten Fühler 5 das Temperaturüberwachungsgerät 6 den Taktbetrieb ein, wenn die Heizwiderstände ihre Grenztemperatur erreicht haben. Dieser Taktbetrieb wird dann nach Erreichen der zulässigen Ofentemperatur auch noch von dem Temperaturüberwachungsgerät 8 mit beeinflußt, des.^n Fühler 7 nahe der Decke im Ofen 1 angebracht h*. Schließlich unterbricht dann das Temperaturüberwachungsgerät 11 die Stromzufuhr unabhängig von den anderen Ge^räten 6 und 8, wenn der Fühler 9 anzeigt, daß das Gut 2 die eingeste^::te Temperatur erreicht hat.

Ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, können die Wechselstromsteller durch andere bekannte Schaltelemente ersetzt werden.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß sich der Ofen nach dem Chargenwechsel schneller als bisher wieder aufheizen läßt und dadurch der Behandlungszeitraum für das jedes Mal neu eingebrachte kalte Gut wesentlich verkürzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Widerstandbeheizter Industrieofen mit mehreren Temperaturmeßfühlern und diesen nachgeordnelen Überwachungsgeräten ur.d mit Wechseistromstellern, die im Laststromkreis angeordnet und durch eine Steuereinrichtung derart beeinflußbar sind, daß in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen dem Ofen die Betriebsspannung intermittierend zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß drei unabhängig voneinander arbeitende Temperaturüberwachungsgeräte (6, 8, 11) vorhanden sind, daß die Ausgänge der Temperaturüberwachungsgeräte (6,8,11) in Reihenschaltung mit der Zuleitung (12) zur Steuereinrichtung (13) verbunden sind und daß dem Ofen (1) eine für Dauerbetrieb unzulässig hohe Spannung zuführbar ist

2. Widerstandsbeheizter Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (5) für das erste Temperatur-Überwachungsgerät (6) isoliert an einem der Heizwiderstände (4) angelegt ist, sich der Fühler (7) für das zweite Temperaturüberwachungsgerät (8) im Ofen (1) befindet und der Fühler (9) für das dritte Temperaturüberwachungsgerät (11) am Gut (2) angebracht oder der Sirahlengang dieses Fühlers (9) auf das Gut (2) gerichtet ist.