DE496462C - Elektrischer Induktionsofen zum Schmelzen oder zur Behandlung von Stoffen in Waerme - Google Patents

Description

• Elektrischer Induktionsofen zum Schmelzen oder zur Behandlung von Stoffen in Wärme Es sind bereits elektrische Induktionsöfen zum Schmelzen oder zur Behandlung von Stoffen in Wärme bekannt, bei welchen die von dem elektrischen Strom durchflossene Spule als Grundlage für den Aufbau der Ofenseitenwandung dient. Bei den bekannten Üfen dieser Art wird zwischen die Windungen der Spule ein Stoff gebracht. welcher im «-eichen Zustande die Form einer Paste hat und der dann erhärtet und gebacken wird. Es findet infolgedessen zwar eine genügende Isolierung statt, das Material dichtet aber den Raum zwischen den Windungen der Spule nicht ab, insbesondere kann es einen Widerstand gegen einen inneren oder äußeren Überdruck nicht leisten.
• Die Erfindung bezweckt nun, diesen Nachteil zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird zwischen die einzelnen Windungen der in an sich beliebiger Weise gewundenen Spule ein Stoa eingebracht, welcher gleichzeitig einen luftdichten Abschluß herbeiführt und ferner fest genug ist, um die Spule zu einer geeigneten Wandung für den Ofen zu gestalten und die auftretenden Drücke von innen oder von außen auszuhalten und gleichzeitig die Isolierung herbeizuführen. Vorzugsweise werden die einzelnen Windungen der Spule in an sich bekannter Weise aus einem abgeflachten Leiter gebildet, weil dieser besser in der Lage ist, das dazwischen eingebrachte Isolier- und Dichtungsmaterial zu halten. Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform eines Ofens gemäß der Erfindung, und zwar ist Abb. r ein senkrechter Schnitt.
• Abb. -2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Teil der Spule, während Ab. 2 a eine der Abb. 2 entsprechende Darstellung ist, jedoch bei abgeänderter =lusfiihrungsform der Windung.
• Bei der Verwendung von Ofenspulen als Teil der Wandung eines elektrischen Ofens wird gemäß der Erfindung durch Verwendung eines Isolierstoffes, welcher gleichzeitig Dichtungsmaterial bildet, der genügende Zwischenraum innegehalten und die Herstellung erleichtert, so daß das Vakuum oder der Druck aufrechterhalten und trotzdem die Menge des sonst vorhandenen Dichtungsmaterials herabgesetzt wird, ferner wird gleichzeitig das eigentliche Isoliermaterial der Spule versteift und gestützt und der Raum gespart, welche sonst für das Dichtungsmittel notwendig ist.
• Der Ofen besitzt eine obere und eine untere Wandung 5 und 6. Zwischen ihnen und den Raum abdichtend liegen die Seitenwandungen;. Zum größeren Teil werden die Seitenwandungen durch eine fortlaufend gewundene und vorzugsweise schraubenförmige Spule 8 und das zwischen die Windungen der Spule eingebrachte Isolier- und Dichtungsmittel 9 gebildet. Die Spule kann aus vollem Metall t@estclicn, und zwar entweder einen solchen Querschnitt haben, daß eine Kühlung nicht notwendig ist, oder einen solchen, daß die Windungen nur in das Dichtungsmittel hineinragen und eine Luftkühlung vorgesehen ist. -wie in Abb. 2a gezeigt ist. Vorzugsweise jedoch verwendet man einen wassergekühlten Leiter nach Abb. i und 2, und zwar sowohl «wegen der sehr vorteilhaften Kühlung als auch deswegen, weil der Ouerschnitt der Spule dann dazu beitragen kann, das Dichtungsmittel in der richtigen Lage festzuhalten. Bei wassergekühlten Spulen geht das Wasser mehr durch die Windungen der Spule hindurch, es tritt durch das Rohr 39 ein und fließt durch die Rohre io und ii ab.
• Da die Seitenwandungen im wesentlichen aus der Spule selbst bestehen, so ist es zweckmäßig. wenn auch nicht notwendig, die Spule, nlag sie hohl oder voll sein, von größerer axialer Länge auszuführen, als für den Schmelzprozeß notwendig ist. Dementsprechend werden die elektrischen Verbindungen, wie in der Zeichnung gezeigt. an den Stellen 12 und 13, also innerhalb der gesamten Länge der Spule, hergestellt. Es wird Wechselstrom vorzugsweise von einer Frequenz von 300 oder .Ioo oder darüber verwendet.
• An der Ober- und Unterseite der Spule sind Ringe 14 bzw. 15 und Dichtungs- und Isolierscheiben 16 bzw. 17 vorgesehen.
• Wenn ein hohler Leiter durch Flachdrücken eines Rohres hergestellt wird, wie es sich als sehr zweckmäßig erwiesen hat, so kann man dem Rohr die in der Zeichnung dargestellte Form geben, bei welcher die mittleren Teile 18 und i9 des Rohres 2o näher aneinanderliegen als die äußeren Teile 21 und 22, so daß ,las Rohr an den einander gegenüberliegenden Flächen 23 konkav ist, wodurch in sehr wünschenswerter Weise das Festhalten des in den Zwischenräumen liegenden Isolier- und Dichtungsmittels 9 gegen Druck unterstützt wird, inag dieser Druck von außen kommen, wenn der Innenraum des Ofens unter Vakuum steht, oder mag der Druck von innen auftreten. Da die Wärme innerhalb des Schmelzgutes entwickelt «wird und eine Kühlung vorhanden ist, welche bewirkt, daß keine bemerkenswerte Temperatursteigerung in der Spule selbst stattfindet, so schützt eine gute Wärmeisolation die Spule genügend von dem Schmelzgut, so daß es möglich ist, mit Hilfe von Gummi zu isolieren, welches selbst ein gutes Dichtungsmittel ist. Irgendein guter Kitt kann auch für diesen Zweck dienen, wenn er dicht genug ist, um den Luftdurchgang zu verhindern. Welches Isoliermittel auch angewendet wird, es wird jedenfalls zwischen den Windungen der Spule hindurchgeführt und erstreckt sich um ein genügendes Stück über das obere und untere Ende 2q. und 25 der Spule, so daß eine flache Oberfläche vorhanden ist, die zur Anlage an die Isolierscheiben 16 und 17 oder an die Ringe 14 und 15 dient, letzteres dann, wenn die Isolation zwischen den Windungen der Spule sich so weit nach oben hin erstreckt, daß sie an Stelle der Isolierscheiben 16 und 17 tritt. Um Induktionsströme zu verhindern, sind die Ringe, welche vorzugsweise aus Metall, aber aus nichtmagnetischem Metall hergestellt werden, bei 26 unterbrochen. Aus demselben Grunde sind Deckel und Boden nicht magnetisch, und zwar bestehen sie entweder aus nichtmetallischem Stoff oder sie sind so unterbrochen,- daß sie einen störenden beständigen Str omfluß verhindern, da dieser ja einen Verlust bedeuten und die Platte unnötigerweise erhitzen würde. Die Unterbrechungsstellen müssen mit einem Kitt oder einem sonstigen Füllmaterial ausgefüllt werden, um das Vakuum oder den Druck im Ofen aufrechterhalten zu können. Deckel und Bodenplatte werden durch Bolzen 27 gegeneinandergepreßt, wobei zwischen ihnen auch die Ringe, Isoliermaterial und Spule zusammengehalten werden. Man kann auf diese Weise auch die Deckelplatte leicht entfernen, wenn man in das Innere des Ofens gelangen will.
• Um einen überdruck oder ein Vakuum in dem Ofen erzeugen zu können, ist ein Rohr 28 in der oberen Platte 5 vorgesehen, welches ein Ventil 29 und einen Anschlag 30 trägt.
• Die Art des Aufnahmegefäßes für das zu schmelzende oder in der Wärme zu behandelnde Material in dem Vakuum oder unter Druck ist nicht von Bedeutung, da mit dem beschriebenen Ofen jedes beliebige Material behandelt werden kann, welches elektrisch leitend ist, mag das Schmelzgut in einem besonderen im Innern angebrachten Behälter eingebracht werden, der von Sand o. dgl. umgeben wird, oder mag es sonst in irgendeiner Weise gehalten werden. Es ist natürlich erwünscht, eine Hülse aus Wärmeisoliermaterial 31 zwischen das Schmelzgut und die Spule zu bringen.
• Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist ein Schmelzbehälter 32 vorgesehen, welcher das Schmelzgut 33 enthält. Er ist umgeben von Füllmaterial 34., z. B. reinem Manganoxyd oder Zirkonsand, welcher das Schmelzgefäß trägt und die Wärmeisolation vornimmt.
• In Abb. 2 a hat die Spule 8' die Form eines flachen Streifens 35 aus vollem Material. Die Windungen sind durch Füllmaterial 9' voneinander getrennt. Die Windungen erstrecken sich radial über das Füllmaterial hinaus, wie bei 36 gezeigt, so daß eine Verbreiterung des Leiters vorhanden ist, die darauf hinwirkt, daß sich die Säule weniger erwärmt und besser gekühlt werden kann. Der Leiter braucht in- radialer Richtung nicht größer zti sein. als für eine Abdichtung gegen Luftdurchgang und für die richtige Kühlung notweildig ist. da der erforderliche Zwischenraum und die Isolierung schon bei einer viel geringeren radialen Ausdehnung reichlicher erzielt wird, als für einen dichten Abschluß erforderlich ist.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Induktionsofen zum Schmelzen oder zur Behandlung von Stoffen in Wärme, bei welchem die von dem elektrischen Strom durchflossene Spule als Grundlage für den Aufbau der Ofenseitenwand dient, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den einzelnen Windungen der Spule befindliche Isoliermaterial gleichzeitig als Dichtungsmaterial dient und die Abmessungen der Windungen in radialer Richtung sowie die Anordnung des Dichtungsmaterials so getroffen sind, dall eine Abdichtung gegen den inneren oder äußeren Überdruck in der bei dem betreffenden Ofen auftretenden Stärke vorhanden ist.
2. 2. Elektrischer Induktionsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten flachen Seiten des Spulenleiters konvex ausgebildet sind, um das zwischen ihnen liegende Isoliermaterial gegen Drucke nach beiden Seiten hin zu sichern.
3. 3. Elektrischer Induktionsofen nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen aus einem flachgedrückten, vorzugsweise zum Zwecke der Kühlung von Wasser durchströmten Rohr bestehen, dessen flache Wandungen in der Mitte gegeneinander gewölbt sind. .I.
4. Elektrischer Induktionsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Seitenwand des Ofens bildende Spule zwischen einer Deck- und Bodenplatte, gegebenenfalls unter Einschiebung von Dichtungs- oder Zwischenringen, gehalten wird, so daß die zum Aneinanderhalten der Deck- und Bodenplatte dienenden Verbindungsmittel gleichzeitig zum Zusammenpressen der Spule dienen.
5. 5. Elektrischer Induktionsofen nach Anspruch i und .I, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsringe und die Deck-und Bodenplatten aus nichtmetallischem Material gebildet sind oder, wenn sie aus metallischem Material bestehen, derart unterteilt und die einzelnen Teile voneinander isoliert sind, daß keine elektrischen Ströme in ihnen auftreten können.
6. 6. Elektrischer Induktionsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Endteile der Spule nicht stromleitend sind, indem die Stromzu- und -ableitung an einem weiter nach der Mitte zu gelegenen Teil der Spule stattfindet, während die Wasserkühlung über einen größeren Teil der Spule hin stattfindet.