DE1508563C - Vorrichtung zum Abstechen eines Schmelztiegels mit Bodenentleerung in einem dicht abgeschlossenen Induktionsofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abstechen eines Schmelztiegels mit Bodenentleerung in einem dicht abgeschlossenen Induktionsofen, in dem eine im Boden des unter Schutzatmosphäre oder unter Vakuum angeordneten Schmelztiegels sitzende Graphitplatte durchstoßen werden muß, um das Gießen des geschmolzenen Metalls einzuleiten.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit dem Problem, eine Vorrichtung der eingangs erläuterten Art für die Behandlung radioaktiver Stoffe, wie z. B. das Gießen von Plutoniumlegierungen, geeignet zu machen und jede Strahlengefährdung zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs erläuterten Art, welche vorzugsweise innerhalb einer mit Handschuhkasten bezeichneten Schutzvorrichtung eingebaut ist, so auszugestalten, daß sie die folgenden drei Funktionen ausüben kann: Durchstoßen einer Graphitplatte im Boden eines Schmelztiegels, um das Gießen des geschmolzenen Metalls zu bewirken;

Durchrühren der Schmelze in dem Tiegel, um - sie vor dem Abstechen zu homogenisieren;
Messen der Temperatur des Schmelzbades, um den richtigen Zeitpunkt für den Abstich zu ermitteln.

Es ist bereits ein Schmelztiegel mit Bodenentleerung bekannt, bei dem ein am Boden angeordnetes Ventil mittels eines Stempels betätigt wird, der innerhalb eines in der Mitte des Schmelztiegels angeordneten Rohres vorgesehen ist, an dessen Außenseite eine Rührvorrichtung in Form einer gelochten Scheibe mittels eines Gestänges auf und ab bewegt werden kann, um das im Tiegel befindliche Metall durchrühren zu können.

Bei den bisher bekannten Vorrichtungen an dicht abgeschlossenen Induktionsöfen, die insbesondere für das Gießen von geschmolzenen Metallen in einer Schutzatmosphäre oder im Vakuum Verwendung finden, beispielsweise für das Gießen von Plutonium, ist festzustellen, daß diese Vorrichtungen vollständig im Inneren des Ofens angeordnet und infolgedessen einer radioaktiven Verseuchung . unterworfen sind; außerdem können diese Vorrichtungen die obenerwähnten Funktionen nicht ausführen. Ferner sind Abstichvorrichtungen bekannt, welche den Boden des Schmelztiegels von unten durchbohren und infolgedessen einen abgeschlossenen Führungskanal in der Gießform bedingen, welche das abgestochene flüssige Metall aufnehmen soll. Derartige Vorrichtungen können auch nicht die drei genannten Funktionen erfüllen.

Die weiter oben angegebene Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Es wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der .erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch den unteren Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch den oberen Teil der gleichen Vorrichtung und

Fig. 3 eine Aufsicht auf den oberen Teil der Vorrichtung gemäß F i g. 2.

Die »Abschlußglocke« 1 des nicht genauer dargestellten Induktionsofens ist in vertikaler Richtung verschiebbar und stützt sich an einer zylindrischen Wand 2 über eine Gleitdichtiing 3 ab. Wenn die Glocke 1 sich in dieser Stellung befindet, muß die erfindungsgemäße Vorrichtung fest mit dem oberen Teil der Glocke verbunden sein, damit man in dem Ofen ein Vakuum oder eine Schutzgasatmosphäre herstellen kann. Dieser Abdichtung dient ein elastischer Balgen 4, der an einen Flansch 5 angeschweißt ist, der die Ringdichtungen 6 an den Abdeckflansch 7 des Ofens anpreßt. Der obere Teil des Balgens 4 ist an einem Gestell 8 befestigt. Die Vakuumdichtigkeit ist durch die Flansche 9 und 10 und die Dichtung 11 gegeben; zur Abdichtung nach außen dient die

ίο Ringdichtung 12.

Die vertikale Bewegung des Balgens 4 wird durch zwei pneumatische Zylinder 13 und 14 bewirkt, deren Kolbenstangen 15 und 16 abgedichtet in den Flanschen 10 und 17 geführt sind. Anschlägstücke 18 und die einstellbaren Zugstangen 19 gestatten eine Einstellung des Hubes. Ein Schalter 20 verhindert das Einschalten der Pumpengruppe, solange der Balgen 4 nicht in seiner zusammengedrückten Stellung ist.
An den Flansch 17 ist in einem zentralen Durchlaß dieses Flansches ein Rohr 21 dichtend angeschweißt, in dem der Durchstoßstempel 22 gleitet. Eine doppelte Abdichtung ist im oberen Teil vorgesehen; die erste Abdichtung besteht aus einem ringförmigen Hohlraum 23, der mit öl gefüllt ist und aus einem Vorratsbehälter 24 gespeist wird; diese Abdichtung ist dazu bestimmt, eine Verseuchung der oberseitigen Rohrstange 25 des Stempels 22 zu verhindern; eine weitere Dichtung ist die Lippendichtung 26, welche die Abdichtung gegenüber einem inneren Vakuum vervollständigt und als Ölabstreifer wirkt. Ein Schutzbalgen aus Polyvinylchlorid oder einem ähnlichen elastischen Kunststoff kann gegebenenfalls noch bei der zweiten Dichtung vorgesehen werden.

An dem oberen Ende der rohrartigen Stange 25 des Durchstoßstempels 22 ist ein Flansch 27 angeschweißt, der fest mit zwei vertikalen Zahnstangen 28 und 29 sowie einer vertikalen Stange 30 verbunden ist. Die oberseitige Öffnung der rohrförmigen Stange 25 des Durchstoßstempels 22 ist entweder durch eine Quarzscheibe 31 abgeschlossen oder durch eine Abschlußplatte, durch die Anschlüsse eines Thermoelements hindurchführen. Die Abdichtung ist durch eine Ringdichtung 32 und einen Spannflansch 33 gewährleistet.

Die Bewegung der Rohrstange 25 des Stempels 22 erfolgt über die Zahnstangen 28 und 29, die in Hülsen 34 geführt sind, über ein Getriebe 35 von einem Motor 36 aus.

Der Durchstoßstempel besteht, aus einer hohlen Graphitfassung oder Zange 22, die auf die Rohrstange 25 aufgeschraubt ist. Das Anhalten der Rohrstange 25 erfolgt durch einen Schalter 37, der durch einen auf der vertikalen Stange 30 sitzenden, nicht dargestellten Nocken betätigt wird.

' Der Stempel 22 kann mit einer oder mehreren gelochten Scheiben (nicht dargestellt) versehen sein, die dazu dienen, das Schmelzbad durch wiederholtes Aufwärts- und Abwärtsbewegen des Stempels 22 durchzurühren. Dieses Durchrühren kann dauernd aufrechterhalten werden. Die Auf- und Abbewegungen werden von zwei Schaltern 38 und 39 gesteuert, die in der F i g. 3 durch den Schalter 37 verdeckt sind, jedoch von dem gleichen Nocken gesteuert werden, der auf der vertikalen Stange 30 sitzt.

· Die Temperatur kann gemessen werden

entweder durch ein optisches Pyrometer; das Meßgerät wird dann auf die Quarzscheibe 31 aufgesetzt und auf das zwingenartig abgeschlos-

sene Ende des Stempels 22 eingestellt, der die Bedingungen eines schwarzen Körpers vollkommen erfüllt;

oder durch ein Thermoelement, dessen »Lötstelle« am unteren inneren Ende des Stempels 22 angeordnet ist. Die beiden Anschlußdrähte des Thermoelements werden durch eine Abschlußplatte hindurchgeführt, welche die Quarzscheibe 31 ersetzt. Das Einbauen und das Ausbauen sind einfach und die Gefahr einer Verseuchung praktisch gleich Null, da der Stempel 22 mit seinem rückwärtigen Ende an einer Stelle an die Rohrstange 25 angeschraubt ist, die niemals mit dem Schmelzbad in Berührung kommt, und das Thermoelement nur mit den inneren Wänden der Stange 25 in Berührung kommen kann, die normalerweise nicht verseucht werden.

Claims (2)

Patentansprüche: 20

1. Vorrichtung zum Abstechen eines Schmelztiegels mit Bodenentleerung in einem dicht abgeschlossenen Induktionsofen, in dem eine im Boden des unter Schutzatmosphäre oder unter Vakuum angeordneten Schmelztiegels sitzende Graphitplatte durchstoßen werden muß, um das Gießen des geschmolzenen Metalls einzuleiten, gekennzeichnet durch

a) ein vertikales Rohr (21) über dem Ofen, das dichtend mit der oberen Abschlußglocke (1) über einen durch Kraftrrlittel (13, 14) zusammendrückbaren Balgen (4) verbunden ist,

b) einen hohlen Durchstoßstempel (22, 25), der in dem vertikalen Rohr (21) verschiebbar angeordnet ist, wobei zwischen dem vertikalen Rohr und dem Stempel eine Abdichtung (23, 26) vorgesehen ist,

c) einen Schalter (20) zum Auslösen der Einstellung der Schntzatmosphäre bzw. des Vakuums, wenn der Balgen sich in seiner zusammengedrückten Stellung befindet, und

d) Schalter (37 bzw. 38, 39) zum Stillsetzen des Durchstoßstempels bzw. zum Auf- und Abbewegen des mit gelochten Rührscheiben versehenen Stempels,

e) ein optisches Pyrometer, das über einer Quarzscheibe (31) angeordnet ist, welche das obere Ende des hohlen Stempels (22, 25) abschließt, der seinerseits die Bedingungen eines schwarzen Körpers erfüllt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet, daß in Abänderung des Merkmals e) ein Thermoelement mit seiner Lötstelle am unteren Ende innerhalb des hohlen Stempels (22, 25) angeordnet ist und dessen Anschlußdrähte durch eine Abschlußplatte hindurchgeführt sind, weiche den oberen Teil des Durchstoßstempels abdeckt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen