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Einrichtung zum selbsttätigen Durchmischen von Bädern, die von elektrischen, durch Elektroden zu- und abgeleiteten Strömen durchflossen werden.
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geleiteten Strömen durchflossen werden und durch das Zusammenwirken dieser Ströme mit einem im wesentlichen senkrecht zur Badoberfläche verlaufenden magnetischen Kraft-
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Mitteln eine dauernde und gründliche Durchmischung des Bades zu erzielen.
Dieser Zweck wird der Erfindung gemäss durch eine solche Anordnung des Kraftfeldes und der Elektrode erreicht, dass das Hraftfeid mindestens angenähert die ganze Badoberfläche durchsetzt und dass wenigstens eine Elektrode im Bereiche des mittleren Teiles der Badoberfläche liegt.
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Verbindung.
Beim Betrieb des Ofens wird das Bad B von Stromfaden durchsetzt, die zwischen der Elektrode C und den Bodenelektroden D im wesentlichen in radialer Richtung ver-
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der Erregerspule F ein magnetisches Kraftfeld erzeugt, dessen Kraftlinien das Bad B, wie durch die strichpunktierten Linien K angedeutet ist. im wesentlichen senkrecht zur Badoberfläche durchdringen. Die radial verlaufenden Stromfäden J können als bewfgliche
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geübt werden, die nach dem Induktionsgesetz quer u den durch die Richtung jedes Stromfadens bestimmten senkrechten Ebenen, d. h. in der Umfangsrichtung des Bades, wirken.
Würden das Schmelzbad B und die Erregerspule F von Gleichstrom durebflossen werden, so wäre ohneweiters klar, dass diese Kräfte stets in gleichem Sinne drehend auf
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erfolgt, muss das Bad in gleicher Weise umlaufen, da in diesem Fall das Wechselfeld seine Richtung stets in demselben Zeitpunkt umkehrt wie der Wechselstrom im Bade, BO dass die auf die Stromfäden ausgeübten Kräfte gleichfalls immer im gleichen Sinne drehend wirken müssen.
Der Betrieb mit Wechselstrom gewahrt gegenüber dem Betriebe mit Gleichstrom, der natürlich, wie sich aus dem oben Gesagten ergibt, ebenfalls möglich ist, den Vorteil, dass die Einwirkung des Elektrodenstroms durch Induktionsströme unterstützt wird, die hier ebenso wie bei Induktionsöfen im Schmelzbade erzeugt werden, und dass zugleich die von den Induktionsöfen her bekannte Erscheinung einer #Rollbewegung" im Schmelzbade auftritt.
Die Erfindung kann auch bei solchen Elektrodenöfen angewendet werden, die out Mehrphasenstrom (z. B. Drehstrom) betrieben werden. Ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es bei Schmelzöfen dieser Art Anwendung finden kann, zeigt Fig. 2.
Hier bezeichnet M ein Drebstromnetz, an welches die Primärwicklungen N, N1 und N2 eines Dreiphasentransformators angeschlossen sind. Die Sekundärwicklungen N3, N4 und N" des Transformators stehen an ihrem einen Ende mit drei Elektroden C1, C2 und C3 in
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Bad B ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 1 umgibt, und zwar sind die Sekundärwicklungen N3 und N4 an die eine und die Wicklung 1'5 au die andere Klemme der Erregerspule F angeschlossen. Zur Erzeugung des magnetischen Kraftfeldes wird also hier nur der Strom einer Phase benutzt, da die Erregerspule F mit der Phasen Wicklung A'5 und der Elektrode (J3 in Reihe geschaltet ist.
Die Durchmischung des Bades geht bei dieser Anordnung in etwas anderer Welse vor sich als bei der Anordnung nach Fig. 1. Während dort nur eine einzige. konzentrisch zur Mittelachse des Bades B erfolgende Drehbewegung auftritt, treten hier drei Drehbewegungen im Bade auf, von denen jede konzentrisch zu einer der : Elektroden CI, (} 2 und C3 erfolgt. Am stärksten wird naturgemäss die Drehbewegung um die Elektrode (13 sein, da hier Feld und Strom in gleicher Phase schwingen. Um die belden anderen Eiek- troden C'und C2 kreist das Bad im entgegengesetzten Sinne wie um die Elektrode (31
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eine geringere Miscbbewegung als die anderen Teile des Bades.
Gleichmässiger gestaltet sich die Umlaufbewegung des Bades bei der Jll Flg. 3 dargestellten Anordnung. Diese unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. : 2 dadurch,
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umgeben sind, die jeweils mit der zugehörigen Elektrode und Sekundarwtek) ung m Rethe geschaltet ist. Die Umlaufbewegung des Bades erfolgt um alle Elektroden im gleichen Sinne : die Gebiete, wo nur eine geringe Durchmischung des Bades auftritt, sind hieber sehr klein.
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einzige, das Schmelzbad B umschliessende Erregerspule F vorgesehen ist, die Umlaufbewegung aber, ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 3, um alle drei Elektroden Cl, C2 und c3 im gleichen Sinne erfolgt.
Die Anordnung nach Fig. 4 ucn'rscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 2 im wesentlichen nur dadurch, dass die Sekundärwicklung N5 des Transformators in an sich bekannter Weise den anderen beiden Sekundarwicklungen A's und N4 entgegengeschaltet und mit dem Verkettungspunkte o dieser Sekundärwicklungen verbunden ist, während diejenige Klemme der Erregerspule F, die bei der Anordnung nach Fig. 2 an die Sekundärwicklung N5 unmittelbar angeschlossen ist, mit dem Schmelzbade B (z. B. durch Bodenelektroden) in leitender Verbindung steht.
Flg. 5 zeigt eine Anordnung, bei der durch eine Änderung der Schaltungsweise ein Unterschied in der Stärke der Umlaufbewegung des Bades erzielt werden kann. Bei der einen Schaltungsweise stimmt die Anordnung in allem wesentlichen mit der Anordnung nach Fig. 2 überein. Ein Unterschied besteht nur insofern, als bei dieser Schaltungsweise, bei der die von der Sekundärwicklung N5 ausgehenden Leitungen den in Fig. 5 durch die ausgezogenen Linien veranschaulichten Verlauf nehmen, die das Bad B umschliessende Er-
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einander verbunden sind.
Da die beiden in Reihe miteinander verbundenen Erregerspulen F4 und F5 genau so wirken wie die ungeteilte Erregerspule F der Anordnung nach Fig. 2, so stimmt die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 5 bei der erwähnten Schaltungsweise völlig mit der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 überein.
Die Schaltungsweise kann nun in der Weise abgeändert werden, dass einerseits die Sekundärwicklung N3, wie in Fig. 5 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, den
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Schmelzabde B in Verbindung gebracht wird.
Ist bei Gegenschaltung der Wicklung N5 der Schalter Q geöffnet, so kreist daa Bad am die Elektrode C3 ebenso wie bei der Anordnung nach Fig. 3 und 4 im gleichen Sinne
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troden Cl und C kreist.
Dadurch, dass man bei jeder der beiden Scbaltungsweisen den Schalter Q schliesst, können weitere Änderungen in der Stärke der Umlaufbewegung des Bades erzielt werden.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist die Elektrodenanordnung die gleiche wie bei der Anordnung nach Fig. 1 (die Bodenelektroden sind nicht dargestellt), und auch hier umgibt die Erregerspule F das Schmelzbad B. Der Hauptteil des Heizstroms wird hier von einer starken Gleichstromquelle R geliefert. Diese ist einerseits durch Vermittlung der Bodenelektroden mit dem Scbmetzbade B und andererseits über eine Drosselspule 8 mit der Elektrode C verbunden. Dieselbe Elektrode C steht ausserdem mit der einen Klemme
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dieser Spule ist durch Vermittlung der Bodenelektroden mtt dem Schmelzbade B verbunden. Die Drosselspule S hat den Zweck, zu verhindern, dass Wechselstrom in die Gleichstromquelle R Obertritt.
Diese Anordnung wirkt wie folgt : Dem von der Gleichstromquelle R gelieferten Strom lagert sich im Schmelzbade ein Wechselstrom aber, so dass ein sogenannter Wellenstrom entsteht, der al Heizstrom wirkt. Far die Umlaufbewegung des Bades kommt nur der ubergeiagerte Wechselstrom in Betracht, da nur dieser die Erregerspule F durcbfùesst
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bestimmten Sinne hervorrufen kann. Die Stärke der Umlaufbewegung kann hiebei durch Regelung der Stärke des Wechselstroms geändert werden, ohne dass die Heizwirkung wesentlichbeeinflusstwird.
Statt mit Gliechstrom das Bad B zu heizen und mit Wechselstrom die Spule F zu
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Auch hiebei ist die Gleichstromquelle durch eine Droselspule zu schützen.
Die Wirkung der Anordnung ist ganz ahulich wie bei der u ! Fig. 6 eranschaulicbten Anordnung.
Das Anwendungsgt-btct der Erfindung ist nicht auf Schmelzofen zur Herstellung von Siahl und dgl beschränkt. So kann man sie z. B. mtt VorteH auch bei elektrischen Harte- öfen mit Salzbad benutzen. um das Bad in schnellen Umlauf zu versetzen und dadurch zu bewirken, dass die Salzmassen sich schneller erwärmen und die am eingetauchten Härte-
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Auch bei elektrolytischen Badern. insbesondere bei der Schmelzflusselektrolyse, ist die Ertindung anwendbar. Hier vermeidet man durch die Umlaufewegung jede Konzentrations- änderung nnerhalb des Rades sowie das Entstehen von unebenen Oberflächen und die
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Wird die Erfindung beim Metallgiessen mit elektrischer Heizung des Gusskopfes angewendet, so kann man sowohl die Lunkerbildung als auch die gefürchtete Kristallisation im Innern des Gusses verhindern. E) n Nebenvorteil besteht in der Möglichkeit, den Gusskopf etwa auf die Hälfte zu verkleinern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum selbsttätigen Durchmischen von Bädern, die von elektrischen, durch Elektroden zu- und abgeleiteten Strömen durchflossen werden und durch das Zu-
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laufenden magnetischen Kraftfelde eine Mischbewegung erhalten. dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Kraftfeld (K) mindestens angenähert die ganze Badoberfläche durchsetzt und dass wenigstens eine Elektrode (C) im Bereiche des mittleren Teiles der Badoberflächeliegt.
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