DE1269749B - Heating cartridge for electric ovens - Google Patents
Heating cartridge for electric ovensInfo
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Description
Heizpatrone für Elektroöfen Die Erfindung betrifft eine Heizpatrone für Elektroöfen, z. B. Muffelöfen, die bei verhältnismäßig hohen Temperaturen um 180Ö° C und höher im wesentlichen als Strahlungsheizkörper betrieben wird.Heating cartridge for electric ovens The invention relates to a heating cartridge for electric ovens, e.g. B. Muffle furnaces that operate at relatively high temperatures 180Ö ° C and higher is operated essentially as a radiant heater.
Für Heizelemente von Widerstandsöfen mit hohen Betriebstemperaturen werden im allgemeinen Siliciumverbindungen wie Siliciümcarbid oder Molybdänsilicid als Werkstoffe verwendet. Alle diese und ähnliche Elemente werden als stab- oder schleifenförmige Vollkörper hergestellt. Für Temperaturen über 1800° C sind jedoch auch diese Werkstoffe nicht geeignet, zumal bei Heizstäben als Molybdänsilicid noch als weiteres Problem die Erscheinung hinzutritt, daß bei Temperaturen zwischen 400 und 700° C unter dem Einfiuß von Sauerstoff ein oxydativer Zerfall eintritt.For heating elements of resistance furnaces with high operating temperatures are generally silicon compounds such as silicon carbide or molybdenum silicide used as materials. All of these and similar elements are called rod or loop-shaped solid body produced. However, for temperatures above 1800 ° C these materials are not suitable either, especially as molybdenum silicide in heating rods Another problem is the phenomenon that at temperatures between 400 and at 700 ° C under the influence of oxygen an oxidative decomposition occurs.
Es ist auch bereits bekannt, derartige Glühschleifen in keramisches Material einzubetten, um die bei sehr hohen Temperaturen eintretende plastische Verformung des Heizelementes unwirksam zu machen. Wegen der schlechten Wärmeableitung der keramischen Einbettmasse tritt jedoch hierbei eine starke Überhitzung des Heizteiles ein, die zu einer raschen Zerstörung des Elementes führt.It is also already known to produce such annealing grinding in ceramic Embed material to reduce the plasticity that occurs at very high temperatures To make deformation of the heating element ineffective. Because of the poor heat dissipation However, the ceramic investment material causes severe overheating of the heating part a, which leads to a rapid destruction of the element.
Schließlich sind auch aus einem Stück gefertigte, aus Verbindungen des Siliciums mit Elementen der IV. bis VI. Gruppe des Periodischen Systems hergestellte Heizteile bekanntgeworden. Da auch bei diesen Heizelementen die Gefahr der Überhitzung des Glühteilkernes und des Entstehens von Gasen im Inneren unvermindert besteht, hat man versucht, diesem durch rohrförmige Ausbildung und Vorsehen von Schlitzen sowie Öffnungen im Rohrelement zu begegnen.Finally, they are also made from one piece, from connections of silicon with elements of IV. to VI. Group of the Periodic Table Heating parts become known. There is also a risk of overheating with these heating elements the glow part core and the formation of gases inside is undiminished, one has tried to do this by tubular design and the provision of slots as well as openings in the pipe element.
Abgesehen davon, daß die Reaktion des Siliciums mit Oxyden zu flüchtigen Siliciumoxyden dadurch nicht verhindert werden kann, wird durch die Schlitze und Öffnungen ein unterschiedlicher Widerstand über die Länge und den Querschnitt des Heizelementes erzeugt, was vielfach unerwünscht ist, so daß meist besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen, um dem entgegenzuwirken.Apart from the fact that the reaction of silicon with oxides becomes volatile Silicon oxides cannot be prevented by this being through the slots and Openings have a different resistance over the length and cross-section of the Heating element generated, which is often undesirable, so that usually special precautions need to be taken to counter this.
Es sei noch bemerkt, daß bei Schmelzöfen in das Schmelzgut eintauchende Heizkörper verwendet werden, die aus einem in einem Schutzgehäuse an gekühlten Stromzuführungen aufgehängten Heizwiderstand mit darüberliegenden gestaffelt angeordneten Querwänden bestehen. Es ist ohne weiteres verständlich, daß der Werkstoff für das Schutzgehäuse bei derartigen Heizkörpern im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit gegen Metallschmelzen bestimmt werden muß, wie sich überhaupt der Gesamtaufbau dieses Heizkörpers auf das Eintauchen in das Schmelzgut ausrichten muß.It should also be noted that in melting furnaces immersed into the melting material Radiators are used that consist of a cooled power supply in a protective housing Hanging heating resistor with transverse walls arranged in a staggered manner above exist. It is readily understandable that the material for the protective housing in such radiators in terms of resistance to molten metal it must be determined how the overall structure of this radiator will look at all the immersion in the melting material must align.
Im Gegensatz hierzu liegt der Erflndung die Aufgabe zugrunde, für Elektroöfen eine Heizpatrone zu schaffen, die im wesentlichen als Strahlungsheizkörper bei Temperaturen um 1800° C betrieben werden kann, ohne daß die vor allem bei den auf Siliciumbasis hergestellten Heizkörpern vorstehend erläuterten Nachteile auftreten.In contrast, the invention is based on the task for Electric furnaces create a heating cartridge that essentially functions as a radiant heater can be operated at temperatures around 1800 ° C without the above all in the Silicon-based radiators produced above occur disadvantages.
Gemäß der Erfindung besteht das Gehäuse der Patrone aus rekristallisierter Tonerde. Eine derartige Heizpatrone wird mit einem an sich bekannten Heizelement aus Molybdän oder Wolfram ausgerüstet, wobei in dem rohrförmigen Gehäuse eine Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten wird.According to the invention, the housing of the cartridge is made of recrystallized Clay. Such a heating cartridge is equipped with a heating element known per se made of molybdenum or tungsten, with a protective gas atmosphere in the tubular housing is maintained.
Man gewinnt somit einen widerstandsfähigen Strahlungskörper, der nur relativ geringe Mengen von Schutzgas benötigt und bei dem trotzdem nicht die Gefahr der Oxydation des Heizleitermaterials besteht. Die Oberfläche des Heizelementes ist gleichmäßig, und es kann daher nicht die Gefahr von örtlichen Überhitzungen, unterschiedlicher Abstrahlung usw. wie bei den bisher bekannten Elementen auftreten.One thus gains a resistant radiation body that only Relatively small amounts of protective gas are required and still do not pose a risk the oxidation of the heating conductor material exists. The surface of the heating element is uniform, and therefore there can be no risk of local overheating, different radiation etc. occur as with the previously known elements.
Das Gehäuse ist mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Umwälzen des Schutzgases im Gehäuse versehen. Es ist möglich, das Gehäuse an seinem einen Ende geschlossen, am anderen Ende offen zu halten und mit einer Verschlußkappe zu versehen, in die eine zum Umwälzen des Schutzgases im Gehäuse bestimmte Schutzgasröhre eingesetzt wird. Die Kappe kann aus Kupfer, Messing oder Stahl bestehen und gegen das Gehäuse durch einen federnden Dichtungsring, z. B. aus hitzebeständigem Gummi oder Kunstgummi, abgedichtet sein. Das Gehäuse soll verhältnismäßig lang und das Heizelement näher an dem geschlossenen Gehäuseende als an der Kappe angeordnet sein. Hierdurch ergibt sich eine so niedrige Kappentemperatur, daß eine Beschädigung des Dichtungsringes durch die Wärme vermieden wird.The housing is provided with an inlet and an outlet for circulation the protective gas in the housing. It is possible to have the case on its one Closed at the end, to be kept open at the other end and closed with a cap provided, into which a protective gas tube intended to circulate the protective gas in the housing is used. The cap can be made of copper, brass or steel and against the housing by a resilient sealing ring, e.g. B. from heat-resistant Rubber or synthetic rubber. The case should be relatively long and the heating element is arranged closer to the closed end of the housing than to the cap be. This results in a cap temperature that is so low that it is damaged of the sealing ring is avoided by the heat.
Bei einer anderen Ausführungsform der Heizpatrone nach der Erfindung wird das Schutzgas nicht umgewälzt, sondern in das Gehäuse eingeschlossen. Hierbei kann das Gehäuse mit einem Gasbehälter in Form eines Tanks verbunden werden, der groß genug ist, um einen wesentlichen Druckanstieg, als Folge eines Temperaturanstiegs der Heizvorrichtung bis zu einem Wert der Größenordnung von 1800° C und darüber auszuschließen.In another embodiment of the heating cartridge according to the invention the shielding gas is not circulated, but enclosed in the housing. Here the housing can be connected to a gas container in the form of a tank, the is large enough to cause a substantial increase in pressure, as a result of an increase in temperature the heater to a value of the order of 1800 ° C and above to exclude.
Vorteilhaft ist es, das Gehäuse mit einem einzigen Gasanschluß zu versehen, durch den es mit einem Schutzgas gefüllt werden kann. Das Gehäuse wird dabei mit einem pulverförmigen oder körnigen Stoff gefüllt, der sich zu dem Gehäusematerial indifferent verhält und das Heizelement vollständig umgibt. Durch das Pulver in dem Gehäuse wird das verfügbare Volumen für das Schutzgas in dem heißeren Teil des Gehäuses, in dem das Heizelement liegt, herabgesetzt und dadurch der als Folge der hohen Temperatur auftretende Druckanstieg gemildert.It is advantageous to close the housing with a single gas connection provided, through which it can be filled with a protective gas. The case will filled with a powdery or granular substance that becomes the housing material behaves indifferently and completely surrounds the heating element. Through the powder in the available volume for the protective gas in the hotter part of the housing Housing in which the heating element lies, reduced and thereby the as a result of pressure rise occurring at high temperature is mitigated.
Das Heizelement kann als Wendel ausgebildet sein, wobei diese entweder selbsttragend ist oder federnd gegen die Innenfläche des Gehäuses drückt. Es kann aber auch als aufgerolltes Blech, als geschlitztes oder wendelförmig eingeschnittenes Rohr ausgebildet sein. Sofern das Gehäuse an beiden Enden offen ist, ist es günstig, das Heizelement als gerade Röhre oder als geraden Stab auszubilden. Es kann auch auf die Schutzgasröhre oder eine andere vorzugsweise röhrenförmige Haltevorrichtung aufgewickelt sein.The heating element can be designed as a helix, this being either is self-supporting or resiliently presses against the inner surface of the housing. It can but also as rolled up sheet metal, slotted or helically cut Be formed tube. If the housing is open at both ends, it is beneficial to to design the heating element as a straight tube or as a straight rod. It can also onto the protective gas tube or another preferably tubular holding device be wound up.
Der Innenraum des Ofens kann bei Verwendung , von Heizpatronen nach der Endung im Vergleich zum Rauminhalt der Heizpatrone groß sein.The interior of the furnace can, if used, by heating cartridges the ending must be large compared to the volume of the heating cartridge.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegen-Standes nach den Ansprüchen werden an Hand der Zeichnung näher erläutert, , F i g.1 und 2 zeigen zweifach un;terbrocheneLängsschnitte. durch zwei verschiedene Ausführungsformen von Heizpatronen nach der Erfindung.Further details and advantages of the subject matter according to the claims are explained in more detail with reference to the drawing, Figs. 1 and 2 show double unbroken longitudinal sections. by two different embodiments of heating cartridges according to the invention.
Irr F i g. 1 ist ein hohles röhrenförmiges Gehäuse dargestellt, das an. seinem Unterende geschlossen und an seinem oberen offenen Ende mit einer Metallkappe 2 versehen ist. Die Kappe ist gegen das Gehäuse mit Hilfe eines Dichtungsringes ä, abgeschlossen, der an das Gehäuse durch eine überwurfmutter4 angedrückt wird. Die Kappe 2 weist einen stach ollen ragenden, mit Imengewinde versehenen Stutzen S auf, in den eine Schraubhülse 6 mit Hilfe eines an ihrem unteren Ende vorgesehenen Außengewindes eingeschraubt ist und dort eineu Dichtungsring 7 gegen eine Schutzgasröhre 8 drückt, die aus schwer schmelzbarem Stoff besteht und von der Kappe gegen das untere Ende des Gehäuses 1 verläuft. Die Kappe weist einen unteren Gasanschluß 9 und einen oberen Gasanschluß 10 auf. Der Anschluß 10 steht mit dem Innern der Röhre 8 in Verbindung.Irr F i g. 1 shows a hollow tubular housing which at. closed at its lower end and with a metal cap at its upper open end 2 is provided. The cap is against the housing with the help of a sealing ring ä, completed, which is pressed against the housing by a union nut4. The cap 2 has a protruding protruding stub provided with an Imengewinde S into which a screw sleeve 6 is provided at its lower end with the aid of a External thread is screwed in and there a sealing ring 7 against a protective gas tube 8, which is made of a material that is difficult to melt and from the cap against the lower end of the housing 1 runs. The cap has a lower gas connection 9 and an upper gas connection 10. The connector 10 is with the interior of the tube 8 in connection.
Das Gehäuse l enthält ein wendelförmiges Heizelement 11, dessen eines Ende elektrisch mit der Kappe 2 verbunden ist und dessen anderes Ende nach oben durch die Schutagasfhm 8 und durch einen Dichtungsstöpsel 12 geftrt ist, der im oberen Ende der Schraubhülse 6 sitzt. Der Stöpsel 12 kann aus keramischem Stoff, aus Gummi oder aus Kunstgummi bestehen. Das Ende des Heizelementes ist im Stöpsel 12 abgedichtet. Falls erwünscht, kann das Heizelement 11 auf die Schutzgasröhre 8 aufgewickelt sein, und diese Schutzgasröhre kann einen größeren als den in F i g.1 dargestellten Durchmesser haben.The housing l contains a helical heating element 11, one of which End is electrically connected to the cap 2 and the other end upwards through the Schutagasfhm 8 and through a sealing plug 12 is geftrt, which is in upper end of the screw sleeve 6 is seated. The plug 12 can be made of ceramic material, made of rubber or synthetic rubber. The end of the heating element is in the plug 12 sealed. If desired, the heating element 11 can be placed on the protective gas tube 8 be wound, and this protective gas tube can be larger than that in F i g.1 have the diameter shown.
Das Gehäuse ist aus rekristallisierter Tonerde, einem hohen Temperaturen standhaltenden Werkstoff, hergestellt, der auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine niedrige elektrische Leitfähigkeit innerhalb seines Arbeitstemperaturbereiches besitzt.The housing is made of recrystallized alumina, a high temperature Resistant material, manufactured, which also has high thermal conductivity and a low electrical conductivity within its working temperature range owns.
Die Schutzgasröhre 8 soll eine Temperaturbeständigkeit und Isolationseigenschaften haben, die nicht unter denen des Gehäuses 1 liegen, Wird andererseits die Schutzgasröhre $ aus schwer schmelzbarem Material, z. $. Molybdän, hergestellt, dann muß, das Heizelement gegen die Röhre isoliert und die elektrische Verbindung des Heizelementes in der Kappe isoliert werden.The protective gas tube 8 should have temperature resistance and insulation properties that are not below those of the housing 1, on the other hand, the protective gas tube $ made of difficult-to-melt material, e.g. $. Molybdenum, then, must be the heating element isolated from the tube and the electrical connection of the heating element in the Cap to be insulated.
Wie die Zeichung zeigt, hat das Heizelement 11 einen beträchtlichen Abstand vom Oberende des Gehäuses 1. Dieses ist daher erheblich kälter als das untere Ende, was für die Dichtungsringe 3 und 7 vorteilhaft ist.As the drawing shows, the heating element 11 has a considerable Distance from the upper end of the housing 1. This is therefore considerably colder than the lower one End of what is advantageous for the sealing rings 3 and 7.
Die Schutzgasröbre 8 steht über das untere Ende des Heizelementes 11. hervor, damit sichergestellt wird, daß Glas Schutzgas über das ganze Heizelement strömt, das ein gutes Steck oberhalb des Gehäusebodens endet, damit Wärmespannungen am Gehäuseboden auf einen Mindestwert herabgesetzt werden.The protective gas tube 8 is above the lower end of the heating element 11. To ensure that the glass shields the entire heating element flows, which ends a good plug above the bottom of the case, so that thermal stresses be reduced to a minimum value at the bottom of the case.
Sofern das Heizelement 11 aus Molybdän oder Wolfram besteht, kann das durch das Gehäuse 1 umgewälzte Schutzgas Wasserstoff sein, Besteht das Heizelement 11. aus Tautal, so kann als Schutzgas Argon: verwendet werden.If the heating element 11 is made of molybdenum or tungsten, the protective gas circulated through the housing 1 can be hydrogen. If the heating element 11 is made of tautal, argon can be used as the protective gas.
Falls erwünscht, kann eine Wasserkühlung für die Kappe vorgesehen werden. Das Gehäuse 1 kann auch an beiden Enden offen und an jedem Ende mit einer geeigneten Verschlußkappe versehen sein.If desired, water cooling can be provided for the cap will. The housing 1 can also be open at both ends and with one at each end be provided with a suitable cap.
Eine weitere Ausführungsform der Reizpatrone nach der Erfuidung ist in. F i g, 2 dargestellt Diese weist ein röhrenförmiges Gehäuse 2(i mit geschlossenem unterem Ende auf. An ihrem offenen oberen Ende trägt sie eine Verschlußkappe 21 mit einem durch ein Ventil verschließbaren Anschluß 22, durch den das Gehäuse mit einem Schutzgas, wie Wasserstoff oder Argon, gefüllt werden kann. Anstatt hin;-durchzuströmen, verbleibt das Schutzgas im Gehäuse 20. Das Gehäuse 20 enthält ein gewendeltes Heizelement 23, dessen eines Ende elektrisch mit der Kappe 21 verbunden ist und dessen anderes Ende nach oben durch die Kappe 21 hindurchgeführt und in dieser durch einen Schmelzpfropfen; 24 abgedichtet ist.Another embodiment of the stimulus cartridge according to the invention is In. F i g, 2 shown This has a tubular housing 2 (i with closed lower end. It has a closure cap 21 at its open upper end with a closable by a valve connection 22 through which the housing with a protective gas, such as hydrogen or argon, can be filled. Instead of flowing through the protective gas remains in the housing 20. The housing 20 contains a coiled heating element 23, one end of which is electrically connected to the cap 21 and the other Passed end up through the cap 21 and in this through a melt plug; 24 is sealed.
Das untere Ende des Gehäuses 20 enthält eins Pulver 2$, das sich gegenüber dem Gehäusematerial aus rekristallisierter Tonerde indifferent verhält und in das das Heizelement 23 eingepackt ist.The lower end of the housing 20 contains a powder $ 2 facing each other the housing material made of recrystallized alumina behaves indifferently and into the the heating element 23 is packed.
Die Zwischenräume in denn Pulver werden. von dem Schutzgas ausgefüllt. Das Gasvolumen. in dem vom Pulver altgefüllten Gehäuseteil ist jedoch klein, und da dies der heißeste Teil des Gehäuses ist, wird durch das Vorhandensein des Pulvers der von der ansteigenden Temperatur im Gehäuse hervorgerufene Druckanstieg erheblich gemildert. Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruches, also einschließlich einer Rückbeziehung.The gaps in because powder will be. filled in by the protective gas. The gas volume. in the housing part filled with old powder, however, is small, and as this is the hottest part of the case, it is made up by the presence of the powder the increase in pressure caused by the rising temperature in the housing is considerable mitigated. Patent protection is only sought for the entirety the characteristics of each claim, including a back-reference.
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1269749X | 1958-09-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1269749B true DE1269749B (en) | 1968-06-06 |
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| DEP1269A Pending DE1269749B (en) | 1958-09-12 | 1959-09-09 | Heating cartridge for electric ovens |
Country Status (1)
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