-
Temperaturregelvorrichtung für mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen
beheizte Öfen, insbesondere Schmelzöfen Die Erfindung betrifft-eine Temperaturregelvorrichtung
für mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen beheizte Ofen, insbesondere Schmelzöfen,
zur selbsttätigen Verstellung des Brennstoffventils in zwei aufeinanderfolgenden
und in, dem gleichen Sinne wirkenden Stufen, nämlich einer groben und einer feinen
Regelstufe. Bei einer bekannten derartigen Regelvorrichtung wird bei der Abweichung
der einzuregelnden Temperatur von dem Sollwert zunächst eine feinstufige Regelung
und erst später, falls diese feinstufige Regelung nicht ausreicht, eine grobe Regelung
bewirkt, wobei beide Regelstufen von der Temperatur abhängig sind. Wenn die Ofentemperatur
über ihren zulässigen Höchstwert steigt und dann zuerst die feinstufige Regelung
vorgenommen wird, besteht die Gefahr, daß die Temperatur zunächst über den Höchstwert
weiter hinaus steigt, bevor die Verringerung in der Brennstoffzuleitung ausreicht,
die Temperaturänderung umzukehren. Dieselbe Gefahr besteht, wenn die gewünschte
untere Temperaturgrenze erreicht ist.
-
Es ist auch eine selbsttätig arbeitende Regelvorrichtung zur absatzweisen
Verstellung des Brennstoffventils bekannt, bei der die Verstellwege des Ventils
kleiner werden, je mehr die einzuregelnde Temperatur sich ihrem Sollwert wieder
nähert. Die hierbei in Anwendung kommenden kleineren Regelbewegungen oder feinstufigen
Verstellungen des Brennstoffventils, die von der einzutegelnden Temperatur abhängig
sind, werden daher zuerst nur sehr wenig geringer als die anfängliche Regelbewegung
seins, da die Länge jedes Verstellweges von der Temperatur abhängt, welche von dem
Temperaturmeßgerät gemessen wird.
-
Abweichend davon ist gemäß der Erfindung bei einer Temperaturregelvorrichtung
für mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen beheizte Ofen zur selbsttätigen
Verstellung des Brennstoffventils in zwei aufeinanderfolgenden und in gleichem Sinne
wirkenden Regelstufen eine durch das Temperaturmeßgerät beeinflußte Steuereinrichtung
vorgesehen, die die einzuregelnde Temperatur zwischen zwei Grenzwerten durch Beeinflussung
der Brennstoffzufuhr ununterbrochen ändert, indem sie nach ihrer Umsteuerung durch
das Temperaturmeßgerät beim Erreichen einer der Grenzwerte die Brennstoffzufuhr
sofort um einen verhältnismäßig großen Betrag ändert und alsdann unabhängig von
der Bewegungsrichtung der einzuregelnden Temperatur langsam um bedeutend kleinere
Beträge in der Zeiteinheit in gleichem Sinne weiter ändert, bis das Temperaturmeßgerät
beim Erreichen
des anderen Grenzwertes der einzuregelnden Temperatur
eine Umsteuerung der Steuereinrichtung bewirkt.
-
Wenn die einzuregelnde Temperatur einen Grenzwert annimmt, so wird
sofort eine größe Änderung der Brennstoffmenge bewirkt, so daß sofort eine weitere
Änderung der Temperatur -in dem bisherigen Sinne vermieden wird. Alsdann wird eine
langsame feinstufige Verstellung des Brennstoffventils in demselben Sinne vorgenommen
mit der Wirkung, daß die Temperatur allmählich auf den anderen Grenzwert gebracht
wird, worauf wieder zuerst eine grobstufige und darauf eine feinstufige Änderung
der Brennstoffzufuhr bewirkt wird, um eine weitere Änderung der Temperatur in der
jetzigen Bewegungsrichtung zu unterbinden und die Temperatur wieder auf den ersten
Grenzwert zu bringen. Hierdurch soll ermöglicht werden, die einzuregelnde Temperatur
innerhalb enger Grenzen gleichzuhalten, ohne daß Überregelungen auftreten.
-
Um die zugeleitete Brennstoffmenge zu regeln, können ein oder mehrere
Ventile verwendet werden. Sind zwei parallel geschaltete Brennstoffleitungen mit
je einem Regelventil vorgesehen, so wird die Steuereinrichtung derart ausgebildet,
daß sie -bei ihrer Umsteuerung ein Brennstoffventil sofort vollständig öffnet oder
schließt und dabei das andere Ventil langsam und allmählich in gleichem Sinne verstellt.
-
In der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. z schematisch eine Steuereinrichtung
für ein Brennstoffventil, die von einem umsteuerbaren Motor bewegt wird.
-
Fig. a zeigt eine Ansicht eines bei der in Fig. _ dargestellten Steuereinrichtung
verwendeten Zahnradgetriebes.
-
Fig. 3 veranschaulicht schematisch eine Anordnung zur Steuerung der
Brennstoffzuleitung durch zwei Ventile, die in parallelen Leitungen angeordnet sind.
-
In Fig: z bezeichnet a eine Welle,'die zur Verstellung eines Ventils
mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten dient. Auf einer Antriebswelle b, die mit
dem nicht dargestellten umsteuerbaren Motor verbunden ist, sitzt eine Schnecke c,
die mit einem Schrzeckenrade d in Eingriff steht, das auf einer Welle e befestigt
ist. Auf der Welle e sitzen ferner ein Stirnrad f, eine Schnecke g und eine Riemenscheibe
h. Das Stirnrad f steht mit einem anderen Stirnrade i
in Eingriff,
das lose auf der Welle a sitzt, so daß es auf letzterer frei drehbar ist. Die Schnecke
g ist durch ein Schneckenrad j und ein Kegelrad k mit einem Kegelrade il verbunden,
das ebenfalls lose auf der Welle a sitzt. Die gegenüberliegenden Flächen des Stirnrades
i und des Kegelrades il sind mit gezahnten Kupplungsteilen versehen, und zwischen
diesen beiden Rädern ist auf der Welle a mittels Feder und Nut
l
ein Kupplungsglied m verschiebbar gelagert, das an den. Enden mit ähnlichen
Kupplungszähnen versehen ist. Die Anordnung dieser Teile ist hierbei so, daß dann,
wenn der Kupplungsteil m sich in der dargestellten linken Endlage befindet, die
Welle a mittels des Kegelrades il mit niedrigem Übersetzungsverhältnis angetrieben
wird und dann, wenn der Kupplungsteil m in seine rechts befindliche Arbeitslage
bewegt ist, die Welle a mittels des Stirnrades i mit großem Übersetzungsverhältnis
angetrieben wird. Zum Verstellen des Kupplungsteiles m dient eine drehbare
Steuerscheibe n,
die eine endlose Kurvenbahn o aufweist, welche über den größeren
Teil ihrer Länge auf einem um die Achse der Steuerscheibe n geschlagenen Kreisbogen
verläuft und durch einen geraden Teil vervollständigt ist, der längs einer Sehrie
der Scheibe verläuft. Ein Hebel P ist an einer zwischen dem Kupplungsteil m und
der Steuerscheibe n befindlichen Stelle schwingbar gelagert, wobei eine an dem einen
Ende dieses Hebels sitzende Rolle von den Wandungen einer Nut q umfaßt wird, die
in dem Kupplungsteil »t gebildet ist, während eine an dem anderen Ende des Hebels
p sitzende Rolle mit der endlosen Kurvenbahn o in Eingriff steht. Die Lage des Lagerzapfens
für den Hebel P und die Länge des geraden Teiles der Kurvenbahn sind derart, daß
während einer Drehung der Steuerscheibe der Kupplungsteil m von der einen in die
andere seiner Arbeitslagen und darauf wieder zurückbewegt wird, während die Rolle
an dem unteren Ende des Hebels p in Eingriff mit dem geraden Teil der Kurvenbahn
o ist.
-
Die Steuerscheibe zz ist ferner mit einem Zahnrade y verbunden, das
auf einem Teil seines Umfanges nicht verzahnt ist und in der einen oder anderen
Richtung (die von der Umdrehungsrichtung des umsteuerbaren Motors abhängt) durch
ein anderes Zahnrad s gedreht wird, das seinerseits von der Antriebswelle e aus
über eine mit einer Schnecke versehene Welle cl gedreht wird, die ihrerseits durch
einen Riemen t mit der auf der Welle e sitzenden Riemenscheibe 1a verbunden ist.
Auf ' dem Zahnrad r ist ein Paar unter Federwirkung stehender Klinken u ausschwingbar
gelagert, die sich über den nicht verzahnten Randteil des Zahnrades r nach außen
erstrecken, so daß sie mit Zapfen ii in Eingriff treten körnen, die seitlich an
den Zähnen des Rades s sitzen. Anschläge w dienen dazu, den Betrag zu begrenzen,
um den die Klinken as um ihre Lagerzapfen geschwenkt werden können. Bei einer Bewegung
der Welle e durch den nicht dargestellten umsteuerbaren Motor werden das Rad r und
die Steuerscheibe iz infolge des Eingriffs der Zähne der Räder y und s um annähernd
eine Umdrehung zwischen je zwei äufeinanderfolgenden Umsteuerungen des
Motors
gedreht, bis -der platte Randteil des Rades r gegenüber dem Zahnrade s zu liegen
kommt. Die Zähne des Rades s bewegen sich alsdann wirkungslos an dem Rade r vorbei,
wobei die Zapfen v des Rades s jeweils eine Sperrklinke zc um deren Lagerzapfen
schwenken, wie die Fig. 2 zeigt. Wird dann die Drehrichtung lies Zahnrades s umgekehrt,
so wird die Sperrklinke, die in Eingriff mit dem -Zapfen v ist, durch letztere in
der entgegengesetzten Richtung geschwenkt, so daß ihr anderes Ende in Berührung
mit dem zugehörigen Anschlage zv gebracht und das Rad y nunmehr gedreht wird, bis
seine Zähne von neuem mit den Zähnen des Rades s in Eingriff kommen.
-
Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß das Zahnrad y uni mit
ihm die Steuerscheibe n stehenbleiben; wenn der Zapfen am unteren Ende .des Hebels
p sich in der Mitte des geraden Teiles der Kurvennut o befindet. In Fig. i und 2
sind die Teile in dieser Lage dargestellt. Das Zahnrad s dreht sich entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn, wobei das Zahnrad r mit der Steuerscheibe n stillsteht und die
untere Klinke u durch die Zapfen v geschwenkt ist. Wird die Drehrichtung des Zahnrades
s geändert, wird die Klinke in entgegengesetztem Sinne geschwenkt, bis-sie auf den
unteren Anschlag w auftrifft, so daß das Zahnrad y mitgenommen wird und seine Zähne
mit denen des Zahnrades s in Eingriff kommen. Alsdann werden auch das Zahnrad Y
und die Steuerscheibe n um annähernd eine volle Umdrehung bewegt.
-
Das den Antriebsmotor steuernde Temperaturmeßgerät ist mit einem Schalter
oder einer Kupplung verbunden, um.die Drehrichtung des umsteuerbaren Motors zu bestimmen,
und es wird jedesmal, wenn die Temperatur einen ihrer vorher bestimmten Grenzwerte
erreicht und der :Motor umgesteuert wird, eine Drehung der Steuerscheibe n bewirkt.
Wird bei der in den Fig. i und 2 dargestellten Einrichtung die Drehrichtung des
Zahnrades s geändert, so daß sie sich im Uhrzeigersinn dreht und das Zahnrad y sowie
die Steuerscheibe n sich dagegen entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn drehen, so wird
der Hebel P um seinen Lagerzapfen ausgeschwenkt, so daß der Kupplungsteil m mit
dem mit dem Stirnrade i vereinigten Kupplungsteile in Eingriff kommt und die das
Brennstoffventil verstellende Welle a durch das Zahnrad mit hoher Übersetzung zwecks
einer schnellen Verstellung des Brennstoffventils angetrieben wird. Eine schnelle
Verstellung des Brennstoffventils erfolgt dann so lange, als die Rolle an dem unteren
Ende des Hebels p mit dem gekrümmten Teil der Kurvenbahn in Eingriff steht. Sobald
aber die Rolle mit dem geraden Teil der Kurvenbahn in Eingriff kommt, wird der Kupplungsteil
in wieder in seine andere Arbeitslage zurückbewegt und die Welle a durch das Rad
mit niedriger Übersetzung angetrieben, so daß eine langsame Verstellung des Brennstoffventils
in gleichem Sinn bewirkt wird. Da nunmehr das Rad y und die Steuerscheibe n zum
Stillstand gelangen, so wird die Welle a langsam weitergedreht, bis die einzuregelnde
Temperatur ihren anderen Grenzwerf erreicht und wiederum eine Umsteuerung des Motors
stattfindet, wodurch die Steuerscheibe in der entgegengesetzten Richtung gedreht
wird und die beschriebenen Vorgänge sich wiederholen. Es kann dabei eine Sicherheitsvorrichtung
vorgesehen sein, die den Motor abstellt, wenn das Brennstoffventil eine seiner äußersten
Stellungen erreicht. Falls Brennstoff-und Luftzuleitungen gesteuert werden sollen,
ist die Welle a durch einen Rädersatz in geeigneter Weise mit der Luftventilwelle
zu verbinden Bei der Einrichtung' nach Fig. 3 sind mit A -und B die parallel verlaufenden
Brennstoffleitungen bezeichnet, die an ihrem einen Ende mit einem Brennstoffzuführungsrohr
C und mit ihrem anderen Ende mit einem zu den Brennern führenden Rohr D verbunden
sind. In der Leitung A ist ein Solenoidventil E angeordnet, das diese Leitung vollständig
freigeben oder absperren kann. Die Steuerung des Ventils E erfolgt durch das Temperaturmeßgerät
mittels eines Schalters. In der Leitung B ist das Regelventil F angeordnet, das
durch den umsteuerbaren Motor G ständig langsam geöffnet wird, wenn das Solenoidventil
E offen ist, und langsam geschlossen wird,. wenn das Solenoidventil abgesperrt ist.
Der Umsteuermotor wird seinerseits durch das Temperaturmeßgerät beeinflußt, das
auch das Solenoidventil E verstellt. In der Leitung A ist noch ein einstellbares
Ventil H angeordnet, um die durch das Solenoidventil beeinflußte Brennstoffmenge
zusätzlich zu regeln. Die Anordnung der beschriebenen Teile ist so, daß das Solenoidventil
E die Zuleitung einer verhältnismäßig großen Menge von Brennstoff zu den Brennern
steuert, während das Regelventil F die Zuleitung der verbleibenden Menge beherrscht.
Sobald die einzuregelnde Temperatur einen der vorher bestimmten. Grenzwerte erreicht,
wird das Solenoidventil E durch das Temperaturmeßgerät verstellt, so daß, j e nachdem
die Temperatur den oberen oder' unteren Grenzwert erreicht hat, die Brennstoffzufuhr
durch die Leitung A hindurch abgesperrt oder freigegeben wird, worauf das Regelventil
F der Bewegung des Solenoidventils langsam folgt, bis die Temperatur ihren anderen
Grenzwert erreicht, worauf beide Ventile in umgekehrtem Sinne verstellt werden.