Drehstrom-Hochvakuumofen Die Erfindung bezieht sich auf einer. 1)rehstrom-Ilochvakuumofen, wie er z. B. dazu benützt wird, Stoffe oder Werl-,stücke im Hochvakuum bei hohen Temperaturen zu sintern oder zu entgasen. Hierfür kommen hohe Temperaturen, z.
B. von 2000 C, in Be- iraeht. Wird ein solcher Ofen mit \Vider- standsheizung betrieben, wofür vorzugsweise Wolframstäbe als Heizelemente benützt wer den, und ist hierbei der Ofen für grosse Lei stungen bestimmt.,
so ist ein einphasiger echselstrombetrieb nicht mehr gut durch- lührbar. Bei grösseren Leistungen ist vielmehr zur Erzielung einer gleichmässigen Belastung des Ktromversorgungsnetzes Drehstrombeirieb notwendig oder doch erwünscht. Es hat sich gezeigt, da.ss die Stromzuleitung zu den Heiz- elementen bei Drehstrombetrieb erhebliche konstruktive Sehwierigkeiten bereitet.
(legenstand der Erfindung ist eine Aus- führung, durch die die Schwierigkeiten weit ;chend beseitigt sind. Die Lösung besteht darin, dass auf der :einen Seite de.3 Hoch- vakuumofens für die Halterung und den elek- trisehen Anschluss der Heizelemente drei übereinanderliegende, den Ofenmantel fort setzende,
elektrisch isolierte Aussenringe und Lerner ein in drei Segmente unterteilter Innenring vorgesehen sind, dessen Segmente mechanisch und elektrisch je mit einem der Aussenringe verbunden sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel., Fig. 2 eine Draufsicht auf die Stromzul.ei- tungsa.rmatur, Fig. 3 eine Vorderansicht der Stromzulei- tungsa.rmatur, bei .der die drei Teile zeichne risch - der Übersicht halber - auseinander gezogen sind, Fig. 4 ebenfalls eine Seitenansicht der Stromzuleitungsarmatur,
jedoch in zusam mengesetztem Zustand, und Fig. 5 in einem Schnitt in grösserem Mass stab eine Einzelheit der Stromzuleitungs- a,rmatur.
Bei dem dargestellten Ausführungsbei spiel sind die meisten Ofenteile so ausgebil det, dass sie mit durchlaufendem Wasser ge kühlt werden können. Demgemäss besteht der Ofenmantel im wesentlichen aus zwei konzen trischen Rohrstücken 1 und 2, die durch Flanschringe 3 und 4 miteinander verbunden sind. Auf den Plansehring 3 ist die Strom zuleitungsarma.tur aufgesetzt. Sie besteht in der Hauptsache aus den drei Aussenringen 5, 6 und 7 und dem in die drei Segmente 5a, 6a und 7a unterteilten Innenring.
Diese drei Segmente sind je mit einem der Aussenringe 5 bis 7 verbunden; die Zugehörigkeit, ist durch die gewählten Bezugszeichen deutlich gemacht. So ist z. B. das Segment 5a mit. dem Aussenring 5 verbunden. Die Verbindung des einzelnen Segmentes mit dem zugehörigen Aussenring wird z. B. durch Schweissen her gestellt. Es können aber auch die einzelnen Segmente 5a, bis 7a je mit dem zugehörigen Aussenring in einem Stück gegossen oder sonstwie hergestellt werden.
Im zusammen gesetzten Zustand der Stromzuleitungsa.rma- tur (siehe Fig. -1 und Fig. 2) bilden die S äamente 5a, 6a und 7a einen Ring, so dass also die obere und untere Stirnfläche der Seg mente in je einer Ebene E", E" liegen.
Dies bedeutet, dass - in Richtung der Ofen achse - jedes Segment zu seinem Aussen ring eine andere Lage hat als die beiden an dern S ämrnente. Zwischen den einzelnen Seg menten sind Spalte vorgesehen, wie deutlich aus Fig. 2 hervorgeht. Der Aussendurcr.ines- ser der Segmente bzw.
des von diesen gebilde ten Innenringes ist - abgesehen von der Stelle, an der das einzelne Segment mit sei nem Aussenring verbunden ist - kleiner ge wählt als der Innendurchmesser der Aussen ringe 5 bis 7, so dass hierdurch und durch die vorerwähnten Spalte zwischen den einzel nen Segmenten jedes Segment von den beiden andern Segmenten und den beiden andern Aussenringen elektrisch isoliert ist. Durch die Dichtungsringe, z. B. Gummiringe 8, 9, 10 und 11, wird der Ofen abgedichtet, und es werden zugleich die Teile, zwischen denen sich diese Dichtungsringe befinden, insbeson dere also die Aussenringe 5, 6 und 7, gegen einander elektrisch isoliert.
Mit dem einzelnen Aussenring 5, 6 bzw. 7 ist. eine Anschluss- fahne 5b, 6b bzw. 7h verbunden, über die der einzelne Aussenring mit. der Phase R, S bzw. T des Drehstromnetzes verbunden wird. An die Aussenringe 5, 6 und 7, die den Ofenman tel 1, 2 auf der einen Seite fortsetzen, schliesst sich die Abschlusskappe 12 an; zwischen ihr und dem Aussenring 7 befindet sich der schon erwähnte Dichtungsring 11.
Die Abschluss- kappe 12 ist als Doppelblechboden ausgebil det, so dass durch die Kappe 12 ebenfalls ein Kühlwasserstrom hindurchgeleitet werden kann. Auch die Seg-niente 5a bis 7a sind, wie hier noch nachzuholen ist und wie auch aus Fig. 1 ersichtlich ist, hohl ausgebildet, damit auch durch sie Kühlwasser hincliirchgeleitet werden kann.
Auf die Darstellung der Külil- wasseransehlüsse ist verzichtet, weil diese Ein zelheiten an sich bekannt oder naheliegend sind oder weil es auf diese Einzelheiten hier nicht ankommt.
An die andere Seite des Ofenmantels l., 2 ist unter Einfügung eines Dichtungsringes 13 ein Zwischenboden 1.1 und an diesen wieder unter Einfügung eines Dichtungsringes 15 eine Abschlusskappe 16 angeschlossen.. Der Zwischenboden 11 ist hohl ausgebildet, und für die Kappe 1.6 ist. wieder ein Doppelblech- bod.en verwendet, um durch beide Teile 14 und 16 Kühlwasser hindurehleiten zu können.
Die untere Abschlusskappe 16 trägt. ein Stütz gestell 17 mit einem Teller 18, auf den das Glühgut aufgelegt wird. Rings um dieses Stützgestell 17 befinden sieh die Heizelemente, vorzugsweise in Gestalt von Wolframstäben 19.
Diese Wolfram gitter bilden ein zviindri- sehes Sta.bgitter. Sie sind oben an einen Klemmring angeklemmt, der an den Segmen ten 5a bis 7a <I>bei</I> 5c,', 6a', 7a' gebildet ist.
Der Klemmring 5x' bis 7<B>d</B> besitzt eine Anzahl, vorzugsweise gleiehinässig verteilte Bohrun- gen, in, die die Wolframstä.be eingesteckt wer den. Jeder Stab wird durch eine Kle iin- sehraube gehalten. Es wird dies deutlich aus Fig. 5; in ihr ist der Wolframsta.b mit 19 und die zugehörige Klemmschraube mit 20 be zeichnet.
In Fig. 1 und 2 sind die einzelnen Wolframstäbe und die zugehörigen Klemm schrauben der Übersieht halber nur schema tisch angedeutet und sämtlich mit 19 bzw. 20 bezeichnet. Am andern Ende sind die<I>Wolf-</I> ramstäbe 19 in einen zweiten Klemmrinfl 21 mit Hilfe von Klemmschrauben 22 einge spannt.. Dieser zweite Klemmring 21 ist frei beweglich, das heisst. er wird von den Wolf ramstäben 19 getragen.
Diese frei bewegliche Anordnung des Klemmringes 21 ist vor- gesehen, um die beim Einschalten des Ofens eintretende Wärineausdehnung der Wolfram stäbe ohne Herbeiführung von Schäden. zu er- möglichen. Der Klemmring 21 ist über beweg liche Kupferlitzen 23 mit dem Zwischenboden 14 elektrisch verbunden. Es ist schon er wähnt, dass dieser Zwischenboden 14 durch die Dichtungsringe 13 und 15 gegen den Ofenmantel 1, 2 und die untere Abschluss kappe 16 elektrisch isoliert ist.
Zur Speisung der Wolframstäbe 19 werden die Ansehl.uss- f.'ahnen 5b bis 7b an die zugehörigen Phasen R, S bzw. T des in Sternschaltung geschalte ten Drehstromnetzes angeschlossen, während der Zwischenboden 14 mit dem Sternpunkt des Drehstromnetzes verbunden wird. Öfen der vorliegenden Art können z. B. mit einer Spannung von 15 V und einem Strom von 3000 Ampere in der einzelnen Phase R, S bzw. I' betrieben werden.
Es ist, schon erwähnt, dass der Ofen als lloehvakuumofen ausgebildet wird. Bei einem solchen Ofen bietet es grosse Schwierigkeiten., Stromzuführungen vakuumdicht auszuführen. Bei der neuen Anordnung hingegen bilden die einzelnen Stromzuführungen Teile des Ofen mantels bzw. Fortsetzungen des Ofenmantels; die Anschlüsse sind also von aussen zugäng lich, wie das aus der obigen Beschreibung und Zeichnung hervorgeht.
Es ist schon oben ausgeführt, dass die wesentlichen Teile des Ofens hohl ausgebildet bzw. mit Durrhflusskanälen versehen sind, so dass eine Kühlflüssigkeit, z. B. Kühlwasser, hindurchgeführt werden kann. Die Pumpen- anlage zur Erzeugung des Hochvakuums, das heisst eines Vakuums von 10-3 bis 10-6 mrn Ifg-Säule, wird an den Stutzen 24 des Ofen mantels 1, 2 angeschlossen.
Um den Ofen mantel gegen die hohe Hitze zu schützen, wer den vorzugsweise um das Gitter, das durch die Wolfranrstäbe 19 gebildet ist, eine Reihe konzentrischer Strahlungsschutzschirme aus 1VIolybdän oder dergleichen angeordnet. Ebenso können innerhalb des Käfigs, der durch die Wolframstäbe 19 gebildet ist, Schutzscheiben vorgesehen werden, um die Abschlusskappen 12 und 16 zu schützen.