DE714125C

DE714125C - Device for temperature measurement during the heat treatment of substances, in particular vulcanized fiber and cellulose, in an electrical high-frequency field

Info

Publication number: DE714125C
Application number: DES137323D
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Eugen Sauter
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1939-06-06
Filing date: 1939-06-06
Publication date: 1941-11-21

Description

Einrichtung zur Temperaturmessung bei der Wärmebehandlung von Stoffen, insbesondere von Vulkanfiber und Zellstoff, im elektrischen Hochfrequenzfeld Es hat sich bei vielen Stoffen gezeigt, daß eine einwandfreie Wärmebehandlung, z. B.Device for temperature measurement during the heat treatment of substances, especially of vulcanized fiber and cellulose, in the high-frequency electric field Es it has been shown with many substances that proper heat treatment, e.g. B.

Trocknen; Vulkanisieren, Verleimen, Brennen, Entkeimen, Entwesen usw., nur unterhalb bestimmter Temperaturgrenzen durchgeführt werden kann. So ist es z. B. bekannt, daß vielfach schon eine verhältnismäßig geringe Überschreitung dieser Temperaturgrenzen zu einer nachteiligen Beeinflussung des zu behandelnden Gutes führt. Das Gut kann dabei verkohlen oder in seiner Struktur so verändert werden, daß es für eine praktische Verwendung nicht mehr geeignet ist. Die Trocknung von Stoffen ist dann um so schwieriger durchzuführen und zu überwachen, wenn die Behandlung der Stoffe vergleichsweise lange Zeit in Anspruch nimmt. Dies ist insbesondere bei der Trocknung von Vulkanfiberplatten, Zellstoff usw. der Fall. Wird der vorgenannte Stoff z. B. in einem Hoch frequenzfeld getrocknet, so sind hierzu mitunter mehrere-hundert Stunden erforderlich. Dabei muß in besonderem- Maße darauf geachtet werden, daß während dieser Zeit eine bestimmte Temperatur nicht überschritten wird, da sonst das Material zerstört wird bzw. die für seine praktische Verwendung außerordentlich wichtige Elastizität verliert. Besonders bei der Trocknung von Vulkanfiberplatten hat sich gezeigt, daß zu hohe Trockentemperaturen eine vollkommene Zerstörung der Platten durch Aufreißen und eine steinharte Verfestigung des Materials zur Folgen haben.Dry; Vulcanizing, gluing, burning, disinfecting, demining, etc., can only be carried out below certain temperature limits. So it is z. B. known that in many cases a relatively small excess of this Temperature limits adversely affect the material to be treated leads. The good can char or be changed in its structure in such a way that that it is no longer suitable for practical use. The drying of Substances is then all the more difficult to perform and monitor when the treatment the fabrics take a comparatively long time. This is particularly the case the drying of vulcanized fiber boards, cellulose, etc. is the case. Will the aforementioned Fabric z. B. dried in a high-frequency field, this is sometimes several hundred Hours required. Particular care must be taken to ensure that a certain temperature is not exceeded during this time, otherwise the material is destroyed or which is extraordinary for its practical use loses important elasticity. Especially when drying vulcanized fiber boards it has been shown that drying temperatures are too high a perfect one Destruction of the panels by tearing open and a rock-hard solidification of the material have consequences.

Aus vorstehenden Gründen ist es großer Wichtigkeit. die Temperaturen. die in dem zu trocknenden Material während seiner Behandlung im Hochfrequenzfeld auftreten. möglichst genau festzustellen und ihren Verlauf zu überwachen. It is of great importance for the above reasons. the temperatures. those in the material to be dried during its treatment in the high frequency field appear. determine as precisely as possible and monitor their progress.

Die Verwendung der gebräuchliehen Quecksilber- oder Alkoholthermometer zur Messung von Temperaturen in einem Hochfrequenzfeld scheidet aus bekannten Gründen aus. Auch Toluolthermometer kommen nicht in Frage, obwohl die Ni'Ießflüssigkeit an sich geeignet wäre. I)ie Ausbildung dieser Thermometer würde jedoch nur eine Temperaturmessung der Randzone des zu behandelnden Gutes ermöglichen. in das zu diesem Zwecke besondere Bohrungen zur Aufnahme eines Teiles des Thermometers angebracht werden müßten. The use of the common mercury or alcohol thermometers for measuring temperatures in a high-frequency field differs for known reasons the end. Toluene thermometers are also out of the question, although the measuring liquid would be suitable in itself. I) The training of these thermometers would only be one Allow temperature measurement of the edge zone of the goods to be treated. in that too For this purpose, special bores are made to accommodate part of the thermometer would have to be.

Diese Bohrungen oder Löcher würden jedoch in den meisten Fällen eine Beschädigung eines Teiles des zu behandelnden Gutes darstellen. Außerdem sind Thermometer der vorgenannten Art aus Glas und für eine Verwendung im praktischen Betrieb. auch wenn sie in bekannter NVeise mit einer Schutzhülle umgeben sind. nicht geeignet. weil sie durch die häufige Beanspruchung heim Ein- und Ausbau des jeweiligen Trockengutes sehr leicht beschädigt werden können. Diese Schwierigkeiten und Nachteile der Toluolthermometer vergrößern sich noch ganz besonders, wenn die Temperatur im Innern des zu behandelnden Gutes. z. B. bei dessen plattenförmiger Ausbildung zu messen ist. However, in most cases, these bores or holes would be a Represent damage to a part of the goods to be treated. Also are thermometers of the aforementioned type made of glass and for use in practical operation. even if they are enclosed in a protective cover in the known manner. not suitable. because they are due to the frequent use at home installation and removal of the respective dry goods can be damaged very easily. These difficulties and disadvantages of the toluene thermometer increase especially when the temperature inside the to be treated Good. z. B. is to be measured in its plate-shaped design.

Es ist aber bei der Hochfrequenzbehandlung im besonderen notwendig. auch die Temperatur im Innern des Gutes festzustellen.However, it is particularly necessary for high-frequency treatment. also determine the temperature inside the goods.

Auch der Verwendung von Thermoelementen zur Temperaturmessung stellen sich insofern Schwierigkeiten entgegen, als in den zwischen die Schicht des zu behandelnden Gutes eingelegten Thermodrähten Ströme induziert werden. die eine Aufheizung der Lötstelle des Thermoelementes bewirken und damit dessen praktische Anwendung ausschließen. Die Induktion in den Thermodrähten kann zwar bis zu einem gewissen Grade dadurch ausgeschaltet werden, daß man die Drähte genau senkrecht zur Feldrichtung des Hochfrequenzfeldes in das zu behandelnde Gut einbringt. Es läßt sich jedoch dabei nicht vermeiden, daß im Grbeitsgang mehr oder weniger weitgehende Verschiebungen der Drähte auftreten, die sofort weder eine Induktion in den Drähten und damit eine zusätzliche Wärmeentwicklung in dem Thermoelement selbst hervorrufen. Also make the use of thermocouples for temperature measurement to the extent that difficulties are encountered, as in those between the layer of the to be treated Good inlaid thermal wires currents are induced. which is a heating of the Cause the soldering point of the thermocouple and thus exclude its practical application. The induction in the thermowires can up to a certain extent thereby be switched off that the wires are exactly perpendicular to the direction of the high-frequency field brings into the good to be treated. However, it cannot be avoided that more or less extensive displacements of the wires occur in the working process, which immediately neither induces an induction in the wires and thus generates additional heat in the thermocouple itself.

Durch die Erfindung ist es möglich. die vorgenannten Schwierigkeiten auszuschalten und Temperaturfehlmessungen während der Trocknung von Stoffen im Hochfrequenzfeld @@@ mit Ultrakurzwellen bei der Verwendung von Thermoelementen zu vermeiden. The invention makes it possible. the aforementioned difficulties switch off and incorrect temperature measurements during the drying of substances in the high-frequency field @@@ with ultra-short waves when using thermocouples.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Einrichtun zur Temperaturmessung bei der Wärmebchandlung von St offen, insl)esondere bei der Trocknung von Vulkanüber. Zellstoff usw., im elektrischen Hochfrequenzfeld mittels Thermoelements in dem zu behandelnden Gut. beispielsweise zwischen einer oder mehreren Schichten des Gutes. eine oder mehrere Metallplatten oder -bleche angeordnet sind. in die oder zwischen die das Thermoelement eingebracht ist. Wegen seiner für diese Verwendung günstigen physikalischen Eigenschaften werden die Metallplatten zweckmäßig aus Aluminium (geringes spezifisches Gewicht und geringe spezifische Wärme) oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Bei Verwendung von mehreren Metallplatten oder blechen kann die Anordnung so getroffen werden, daß jeweils zwischen einander zugeordneten Platteil. d. h. zwischen denen das Thermoelement liegt, ein Hohlraum entsteht, der so hoch ist. daß in ihn die Drähte des Thermoelements eingelegt werden können. Selbstverständlich darf dabei zwischen den Drähten des Thermoelements kein metallischer Schluß über die Platten oder Bleche entstehen. Das Shermoelement muß also in hinreichender Weise isoliert sein. Es ist auch möglich, die einanker zugekehrten Platten oder Bleche direkt aufeinanderzulegen. In beiden Fällen ist es erforderlich. die einander zugeordneten Teile miteinander in metallische Berührung zu bringen. In dem zuletzt genannten Falle ist es jedoch zweckmäßig. mindestens in dem einen Teil. und zwar an den Stellen. in denen die Thermodrähte liegen, Aussparungen oder Ausbuchtungen itl den Metallplatten vorzusehen Sind die Platten. wie vorstehend bereits erwähnt, mit einem gewissen Abstand voneinander angeordnet. so werden sie an geeigneten Stellen. vorteilhaft am äußeren Rand, miteinander metallisch verbunden. Um ein Verbiegen der Platten zu vermeiden, kann in diesem Falle in den Hohlraum zwischen den beiden Platten ein Stoff eingebracht werden. The invention consists in that in a device for temperature measurement in the heat treatment of St open, especially in the drying of volcano over. Pulp, etc., in the high-frequency electric field by means of thermocouples in the to treating good. for example between one or more layers of the goods. one or more metal plates or sheets are arranged. in or between which the thermocouple is inserted. Because of its favorable for this use physical properties, the metal plates are expediently made of aluminum (low specific weight and low specific heat) or an aluminum alloy manufactured. When using several metal plates or sheets, the arrangement be taken so that each between plate part assigned to one another. d. H. between which the thermocouple lies, a cavity is created that is so high. that the wires of the thermocouple can be inserted into it. Of course There must be no metallic connection between the wires of the thermocouple the plates or sheets are created. The shermocouple must therefore be sufficient be isolated. It is also possible to use the plates or sheets facing an anchor to lay directly on top of each other. In both cases it is required. the associated Bringing parts into metallic contact with one another. In the latter Case, however, it is expedient. at least in one part. namely in the places. in which the thermal wires lie, recesses or bulges itl the metal plates Provide the panels. as already mentioned above, with a certain Arranged at a distance from each other. so they will be in appropriate places. advantageous at the outer edge, connected to each other by metal. About bending the panels In this case, it is possible to avoid entering the cavity between the two plates Substance are introduced.

Um bei der Behandlung im IIochfrequenzfeld diesen Stoff nicht unnötigerweise zu erhitzen. was außerdem über die Temperaturverhältnisse bei dem zu behandelnden Gut ein ganz falsches Bild geben würde, müssen dessen dielektrische Verluste geringer sein als die des zu trocknenden Materials. während der Behandlung im IIochfi-equeiizfeld gibt das zu trocknende Gut die in ihm auttretende Wärme an die metallischen Zwischenlager ab, die ihrerseits die ÄVirme auf das zwischen ihnen liegende Thermoelement übertragen, mit dem auf Grund seiner Anordnung eine störungsfreie und hinreichend genaue Messung in bekannter ÄÄTeise vorgenommen werden kann. In order not to use this substance unnecessarily during treatment in the high-frequency field to heat. what also about the temperature conditions in the to be treated Well, it would give a completely wrong picture if its dielectric losses have to be lower than that of the material to be dried. during treatment in the IIochfi-equeiizfeld gives the goods to be dried the heat occurring in them to the metallic intermediate storage away, which in turn transmit the shields to the thermocouple between them, with which, due to its arrangement, an interference-free and sufficiently accurate measurement can be made in a known ÄÄTeise.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erflndungsgegenstandes schematisch dargestellt. The drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown schematically.

Die Abb. I zeigt einen Querschnitt durch eine Trockeneinrichtung mit normal ausgebildeten Elektroden, während in der Abb. 2 eine weitere Ausführungsform der Einrichtung ebenfalls im Querschnitt dargestellt ist. Fig. I shows a cross section through a drying device with normally formed electrodes, while in Fig. 2 a further embodiment the device is also shown in cross section.

In Abb. i sind die plattenförmig ausgebildeten Elektroden mit den Bezugszeicheu 1 und 2 und die Anschlüsse mit den Bezugszeichen 3 und 4 versehen. Zwischen den Elektroden sind mehrere Schichten des zu behandelnden Gutes angeordnet, die das Bezugszeichen 5 aufweisen. Zwischen die Schichten sfnd an einer Stelle zwei Aluminiumplatten eingebracht, die am Rand miteinander metallisch verbunden sind und die Zwischenlage 6 bilden. Die zwischen die beiden Metallplatten eingelegten Thermoelementdrähte sind mit dem Bezugszeichen 7 versehen. Die bletallzwischenlagen weisen %weckmäßigerweise die gleichen Abmessungen auf wie die Kondensatorplatten I und 2. In Fig. I, the plate-shaped electrodes with the Reference numerals 1 and 2 and the connections with the reference numerals 3 and 4. Several layers of the material to be treated are arranged between the electrodes, which have the reference number 5. Between the layers there are two at one point Introduced aluminum plates, which are connected to one another by metal at the edge and form the intermediate layer 6. The ones inserted between the two metal plates Thermocouple wires are provided with the reference number 7. The metal liners usually have the same dimensions as the capacitor plates I and 2.

In der Abb. 2 sind die metallischen Zwischenlagen so ausgebildet, daß sie einen Teil der Elektrodenplatten der Einrichtung bilden. In Fig. 2 the metallic intermediate layers are designed in such a way that that they form part of the electrode plates of the device.

Die an die Stromzuleitungen 3 und 4 angeschlossenen Elektroden sind paarweise ausgebildet. Die Elektrodenplatten des einen Paares tragen die Bezugszeichen 8 und 8' und die Elektrodenplatten des anderen Paares die Bezugszeichen 9 und 9'. Wie aus der Abbildung hervorgeht, sind die Elektrodenplatten 8' und 9' gleichzeitig als Metallzwischenlagen ausgebildet, in denen die Thermoelemente 10 and II angeordnet sind. Das in Schichten zwischen den Elektroden angeordnete Gut ist wie in Abb. I mit dem Bezugszeichen 5 ver; sehen.The electrodes connected to the power supply lines 3 and 4 are trained in pairs. The electrode plates of one pair have the reference numerals 8 and 8 'and the electrode plates of the other pair are designated by reference numerals 9 and 9'. As can be seen from the figure, the electrode plates 8 'and 9' are at the same time designed as intermediate metal layers in which the thermocouples 10 and II are arranged are. The material arranged in layers between the electrodes is as in Fig. I. with the reference numeral 5 ver; see.

Die Temperaturmessung bei der Trocknung im Hochfrequenzfeld erfoigt nach Ausschaltung des Hochfrequenzgenerators. Es ist aber ,iuch möglich, kontinuierliche Temperaturmessungen vorzunehmen. In diesem Falle ist es jedoch notwendig, die Thermoleitung gegen eine Beeinflussung durch das Hochfrequenzfeld gut abzuschirmen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Trockeneinrichtung, d. h. Kondensatorplatten, Zwischen lagen und das zu behandelnde Gut, in einen Abschirmkäfig untergebracht' werden, aus dem die Thermoleitung heraus- und zu dem Meßinstrument geführt ist. Auf diese Weise wird die Thermoleitung einer nachteiligen. die Anzeige der tatsächlichen Meßwerte verfälschenden Einwirkung des Hochfrequenzfeldes entzogen. The temperature measurement during drying in the high frequency field is required after switching off the high-frequency generator. But it is also possible, continuous Take temperature measurements. In this case, however, it is necessary to use the extension cable shield well against the influence of the high-frequency field. To this Purpose, for example, the drying device, i. H. Capacitor plates, between and the goods to be treated are 'housed in a screening cage', from which the thermal line is led out and to the measuring instrument. To this Way, the thermal line becomes a disadvantage. the display of the actual measured values withdrawn from the falsifying effect of the high-frequency field.

Der Gegenstand der Erfindung kann noch in verschiedener Weise abgewandelt werden. The subject matter of the invention can also be modified in various ways will.

So kann es z. B. vorteilhaft sein, zum Zweck einer ausgedehnteren und genaueren Temperaturmessung des zu behandelnden Gutes mehrere Thermoelemente in der gleichen Schicht an verschiedenen Stellen anzuordnen oder an mehreren Stellen innerhalb des Stapels unterzubringen. Zu diesem Zweck können die Metallzwischenlagen teilweise als Zwischenlagen und teilweise als Elektroden ausgebildet sein. Es ist -auch möglich, die Elektroden mehrteilig, z. B. drei- und vierteilig, zu machen und davon emen oder mehr Teile jeder Elektrode als Kondensatorplatten oder Metallzwischenlagen auszubilden und sie kammartig in- oder übereinander anzuordnen.So it can be B. be advantageous for the purpose of a more extensive and more precise temperature measurement of the goods to be treated several thermocouples to be arranged in the same layer in different places or in several places to be accommodated within the stack. For this purpose, the metal spacers be designed partly as intermediate layers and partly as electrodes. It is -Also possible, the electrodes in several parts, z. B. three and four parts to make and including one or more parts of each electrode as capacitor plates or metal spacers train and arrange them like a comb in or on top of each other.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for measuring temperature during heat treatment of materials, especially for drying vulcanized fiber, cellulose, etc., in the electrical High-frequency field by means of Thermolel emients, characterized in that in the to good to be treated, for example between one or more of the layers of the Good, one or more metal plates or sheets are arranged in the or between which the thermocouple is inserted.

2. device according to claim 1, characterized in that the Metal plates are made of aluminum or an aluminum alloy.

3. Device according to claims I and 2, characterized in that that when several metal plates are arranged, the sheets are assigned to one another; Plates or sheets are in metallic connection with one another,

4. Establishment according to claim 3, characterized in that the mutually associated metal plates or sheets lie on top of one another and at least one part has recesses or bends has, in which the wires of the thermocouple are inserted.

5. Device according to claim 3, characterized in that the each other assigned parts separately from each other and only in one or more places, expediently at the edge, electrically conductively connected to each other.

6. Device according to claim 5, characterized in that for stiffening the Plates or sheets between the arranged metal plates or sheets a substance is introduced whose dielectric losses in the high frequency field are smaller are than those of the goods to be treated.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that that the metal plates or sheets simultaneously act as electrodes (capacitor plates) of the high frequency device are formed.

S. Device according to claim 7, characterized in that the electrodes are designed in several parts and arranged in a comb-like manner in one another or one above the other.

9. Device according to claims 1 to 8 for continuous measurement, characterized in that the drying device is arranged in a shielding cage from which the thermo-cable is led out and to the display instrument.