Elektromagne--It-Z--#sche Pumpe zur Förderung elektrisch leitfähiger
Schmelzen. Die Erfindung be-trif--mt eine (%,lektrrmag17,etische Pumpe zur Förderung
elektrisch leitfn"i-,'ge-zi Schmelzen, z,'E, schmelzflüssiger .Metalle, Pumpen dieser
Art sind bekannt und worden -betrieben durch Anlegen eines elektrischen Stroms senkrecht
zur Förderrichtung der Schmelze und Anlegen eines Magnetfeldes senkrecht zur Strbmungerichtung
des P6vderkanals und senkrecht zur Richtung den elektrischen Stroms, Nach
der Lenztschen Regel wird durch den elektrischen Strom und das Magnetteld, deren
Vektoren senkrecht aufeinander stehen, senkrecht zu diesen Vektoren eine Kraft erzeugt,
welche die Pumpwirkung auf die zu fördernde' Schmelze ausUbt, Voraussetzung für
die Funktionsweise dieser Pumpen ist, daß die zu fördernde Plüssigkeit oder Schmelze
elektrisch leitend ist, Es ist zwar bekannt, den elektrischen Strom auf induktivem
Wege zu erzeugen, die Zuführung den elektrischen Stroms auf konduktivem
Wege in die fördernde Schmelze hat aber wegen der Schwierigkeit, geeignete
Stromanschlüsse zu finden, bisher Schwierigkeiten bereitet, Überlegungen, die elektrischen
Stromanachlüsse an ein elektrisch leitfähiges Rohr anzubringen, scheiterten bisher
an der Werkstoff-Frage, Das Förderrohr oder der Förderkanal darf nämlich nicht aus
einem Material bestehen, das mit der zu fördernden Schmelze reagiert. Andererseits
muß der Schmelzpunkt den Materials für das Förderrohr oder den Fürderkanal höher
nein als der den zu fördernden Materials,
Es ist schon eine
elektromagnetische r;,mpe bekannt geworden, bei der an den Pörderkanal ein Ringkw.al
angeschlossen ist, der ebenfalls mit dem zu fördernden schmelzflüssigen Material
ausgefüllt ist. In diesen Ringkanal wird ein Strom induziert und an
felder erzeugt« Bei dieser bekannten Pumpe besteht aber der Nachteil, daß die durch
den elektrischen Strom und das Magnetfeld erzeugte Förderkraft nicht voll zur Geltung
kommt, weil an den Einmündungsstellen, des Ringkanals in den Förderkanal Wirbel
innerhalb der zu -;"#frdernden Schmelze entstehen$ und dadurch der Förderwirkung
nur ein Rühreffekt entsteht. Aufgabe der vorLiegenden Erfindung ist es, diese bekannte
elektromagnetische Pumpe funktionsfähig zu machen und in ihrer Au3-bIldung zu verbessern,-Zur
iLisung dieser J-#M-1117gabe wird gemäß der B.-f.&'.ndung -#1,-%--4rgeschlagen,
daC d-l-e elektrischen Stromanschlüsse ar, Pi#räerkanal in an sich bekan--iter Weise
aue:, dem gieichen wie die zu fördernde Schmelze bestehen. daß das ebenfalls schmelzflüssige
Material für die elektrischen Stromanschlüsse am Förderkanal in einem kurzen Abstand
vcm Rand desselben durch eine Kühlvorrichtung zum Erstarren gebracht wird, und daß
sich das angelegte Magnetfold bis zur Erstarrungsgrenze der elektrischen Stromanschlüsse
erstreckt. Durch die erfindungsgewäßen Maßnahmen, Insbesondere was die Ausbildung
den angelegten Magnetfeldes anlangt, wird vermieden, daß sich an dem Ort, an dem
sich die Stromanschlüsse und das Magnetfeld befinden, Wirbel bilden, welche die
erzeugte Fürderkraft beeinträchägen. Der Erfindungsvorschlag ist am zweckmäßigsten
so zu verwirklichen, daß an einer oder mehreren Stellen an diametral gegenüberliegenden
Punkten
des Förderkanals senkrecht zu dessen kurze Seitenkanäle abzweigen, in die die zu
fördernde Srhmelze eindringen kann. In einem kurzen Abstand vom Rane des Förd.erkanals
wird eine Kühlvorrichtung angebracht, die das zu fi5r6ernde schmelzflüssige
Material -in den Seitenkanälen zum bringtg wobel- die Erstarrungsgrenze in einem
ku--zen Ai--)stand zum Rand des Förderkanals l--'.egen soll. Das angeleg-x;#c. Aagnetfeld
erstreckt sich dann über die gesamte Breite des Fürderkanals und weiter bis zu den
Erstarrungsgrenzen der in den Seitenkanälen gebildeten Stromanschlüsse # Die Erzeugung
des elektrischen Strom3p welcher durch die elektrischen, Stromanschlüsse am-Förderkanal
zugeführt wird, kann auf induktIvem oder konduktivem Weg erfolgen. Wie gesagt, können
in Längsrichtung des Förderkanals auch zwei oder mehrere gleichartige Anschlußstellen
für den Strom und das Magnetfeld angeordnet sein, wordurch eine Doppel- oder Mehrfachpumpe
gebildet wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektromagnetischen
Pumpe sollen da*" die aus gut leitendem Material, vorzugsweise Kupfer, bestehenden
Stromzuführungen in den gekühlten und erstarrten Teil dez Stromanschlüsse an dem
Förderkanal eingelegt und ggf. in geeigneter Weise miteinander C3 verbunden sein.Electromagne - It-Z - # cal pump for conveying electrically conductive melts. The invention relates to a (%, electrrmag17, etic pump for conveying electrically conductive "i -, 'ge-zi melts, z,' E, molten metals, pumps of this type are known and have been operated by applying of an electric current perpendicular to the direction of flow of the melt and application of a magnetic field perpendicular to the direction of flow of the P6vderkanal and perpendicular to the direction of the electric current.According to Lenzt's rule, the electric current and the magnetic field, the vectors of which are perpendicular to one another, create a force perpendicular to these vectors generated which exerts the pumping action to be conveyed 'melt, is a prerequisite for the operation of this pump that is electrically conductive to be conveyed Plüssigkeit or melt Although it is known to generate the electric current in an inductive manner, the supply of the electric Electricity on a conductive path in the conveying melt has, however, because of the difficulty of making suitable electricity connections find, previously caused difficulties, considerations to attach the electrical power connections to an electrically conductive pipe, have so far failed due to the material question, namely the delivery pipe or the delivery channel must not consist of a material that reacts with the melt to be conveyed. On the other hand, the melting point of the material for the conveying pipe or the feed channel must be higher than that of the material to be conveyed conveying molten material is filled. A current is induced in this ring channel and switched on
Fields generated In this known pump, however, there is the disadvantage that the pumping force generated by the electric current and the magnetic field does not come into its own because eddies arise within the melt to be conveyed at the points where the ring channel joins the conveyor channel The object of the present invention is to make this known electromagnetic pump functional and to improve its design . &'. ndung - # 1, -% - 4r suggested that the electrical power connections ar, Pi # räerkanal in a manner known per se:, the same as the melt to be conveyed exist. that the likewise molten material for the electrical power connections on the conveying channel at a short distance from the edge of the same is brought to solidification by a cooling device, and that the applied magnetic fold is up to the solidification limit of the elek tric power connections. By the measures according to the invention, in particular as far as the training of the applied magnetic field is concerned, it is avoided that eddies are formed at the place where the power connections and the magnetic field are located, which would impair the conveying force generated. The proposal of the invention is most expediently implemented in such a way that branch off at one or more points at diametrically opposite points of the conveying channel perpendicular to its short side channels, into which the molten melt to be conveyed can penetrate. At a short distance from the Rane Förd.erkanals a cooling device is provided which the fi5r6ernde to molten material -in the side channels to bringtg wobel- the solidification boundary in a ku - zen Ai -) was L-- to the edge of the conveyor channel ' . should. The created-x; #c. A magnetic field then extends over the entire width of the feed channel and further up to the solidification limits of the power connections formed in the side channels # The generation of the electrical current3p, which is supplied through the electrical power connections on the conveyor channel, can be done inductively or conductively. As mentioned, two or more similar connection points for the current and the magnetic field can also be arranged in the longitudinal direction of the conveying channel, whereby a double or multiple pump is formed. According to an advantageous embodiment of the electromagnetic pump according to the invention, the power supply lines made of highly conductive material, preferably copper, should be inserted into the cooled and solidified part of the power connections on the conveying channel and possibly connected to each other in a suitable manner C3.
Das im Stromzuführungskanal befindliche schmelzflüssige und erstarrte
Material aus dem Hauptförderkanal muß von Zeit zu Zeit erneuert werden, was gemäß
der Erfindung dadurch erfolgen kann, daß die Kühlvorrichtungen periodisch kurzzeitig
aUgeschaltet werden, wodurch das Material an der Erstarrungsfront abschmilzt und
mit dem Fürderstrom mitgerissen wird. Anschließend werden die Kühlvorrichtungen
wieder angeschaltet, wodurch sich die Erstarrungsgrenze wieder an der ursprünglich
vorgesehenen Stelle bildet.
Anhand der Zeichnungen, in denen bevorzugte
Ausführungsformen der erfindungegemäßen elektromagnetischen Pumpe, speziell der
elektrischen Stromanschlüsse, dargestellt sind, soll die Erffndung näher erläutert
werden. Abb, 1 zeigt die Anordnung der elektriiehen Stromanschlüsse gemäß
der Erfindung an einen Förderkanal bei einer einfach wirkenden elektromagnetischen
Pumpe, bei der der Strom auf konduktivem Weg zugeführt wird, im Querschnitt und
Abb. 2 eine zweifach wirkende elektromagnetische Pumpe mit elektrischen Stromanschlüssen
gemäß der Erfindung und Erzeugung des
elektrischen Stroms auf induktivem
Weg in Draufsicht. Abbe 3 zeigt akizzenhaft den Verlauf der Stromzuflührungen
zu den elektrischen Stromanschlüssen gemäß Abb, 1 und 2, bei einer mehrfach
wirkenden elektromagnetischen Pumpe, In Abb. 1 strömt die Schmelze
1 durch den Förderkanal 2. Senkrecht zur Förderrichtung der Schmelze
1 wird durch den Elektromagneten 3 ein magnetischen Feld erzeugt,
dessen Richtung durch den Pfeil 4 angedeutet ist. Senkrecht zu der Förderrichtung
der Schmelze 1 durch den Förderkanal 2 und senkrecht zu dem Magnetfeld 4
wird über die an diametral gegenüberliegenden Seiten den
Förderkanals 2 angeordneten
Stromanachltionen 5 ein elektrischer Strom angelegt, der in Richtung
den Preils 6 durch die Schmelze 1
verläuft, Die Stromanachltione
5 worden gebildet durch an den - -F8rderkanal 2 angeschlossene Seitenkanäle
14, die außen mit KÜhlvorrichtungen 7 versehen sind, welche in einem kurzen
Abstand vom Rand der Förderrinne 2 enden. Im Bereich der Kühlvorrichtungen
7
erstarrt die aus dem Förderkanal 2 in die Seitenkanäle bis zu den Abschlußplatten
8 eingedrungen* Schmelze 1 in den Abschnitten 11
an der Kühlvorriohtung
12 unter Bildung von Eretarrungefronten 9
im Bereich den dem Förderkanal
2 zunäohitliegenden Endquerschnitte der
Kühlvorrichtungen
7, An den Abschlußplatten 8 sind Stromzuführungen 10 angeschlossen,
Über die der elektrische Strom auf konduktivem Weg in die zu fördernde Schmelze
1 zugeführt wird. Der Elektromagnet 3 ist in demselben Querschnitt
des Förderkanals 2 angeordnet wie die elektrischen Stromanschlüsse 5 und
ist so ausgebildet, daß sich das durch ihn erzeugte Magnetfeld 4 über die gesamte
Breite von der Erstarrungsfront 9 auf der einen Seite des Pörderkanals 2
bis zu der Erstarrungefront auf der anderen Seite des Förderkanals erstreckt. Dadurch
werden,-vire geagg-:- Wirbelungen in der zu fördernden Schmelze 1 vermieden
und die Förderkraft 13 in unbeeinträchtigter Stärke erzeugt. Um Verschmutzungen
oder andere nachteiligen Erscheinungen im Bereich der Erstarrungsfronten
9 der erstarrten Abschnitte 11
der elektrischen Stromanschlüsse
5 zu verhindern, sollen die Kühlvorrichtungen 7 periodisch kurzzeitig
abgeschaltet werden, damit die erstarrten Abschnitte 11 in den Seitenkanälen
14 teilweise abschmelzen können, wodurch neue Schmelze an ihre Stelle ,gelangt.
Diese friert nach Wiederanschalten der Kühlvorrichtungen 7 bis zu den vorgesehenen
Erstarrungsgrenzen 9 wieder ein. In Abb. 2 ist eine doppelt wirkende elektromagnetische
Pumpe akizzenhaft dargestellt, bei der gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen
wie in Abb. 1 versehen sind. Die auf jeweils einer Seite den Fürderkanals
2 vorgesehenen elektrischen Stromanschlüsse 5 sind mittels elektrisch gut
leitfähiger Stromzuführungen 10, in die der elektrische Strom mittels der
Spulenanordnungen 12 induziert wird, miteinander verbunden. Bei Ausbildung der elektromagnetischen
Pumpe als mehrfach wirkende Pumpe wählt man zweckmäßigerweise den in Abb.
3 skizzierten Verlauf der Stromzuführungen 10 zu den elektrischen
Stromanschlüssen 5. Der in Richtung des Pfeile 6 fließende elektrische
Strom übt dann in Verbindung mit den angelegten magnetischen Poldern 11 auf die
Schmelze 1 Im Fürderkanal 2 eine Pumpkraft In Richtung den Pfeilen
13 aus.
Die die elektrischen StromanschlUsse 5 enthaltenden
Seitenkanäle 14 den Förderkanals 2 erweitern sich, wie aus Abbe 2 ersichtlich,
vorzugsweise von der Erstarrungegranze 9 aus konisch nach außen. Durch diese
Erweiterung wird eine bessere Wärmeableitung und eine geringere Stromdichte und
damit eine ge'ringere WärmeproduktIon In den Zuführungen gewährleistet. Die Stromzufühnmgenlo,11
zu den elektrischen Stromanschlüssen können entweder, wie in den Zeichnungen dargestellt,
an einer Abschlußplatte 8 der elektrischen Stromanschlüsse 5 befestigt
sein, sie können aber auch in die erstarrten Abschnitte 11 der elektrischen
Stromanschlüsse 5 eingefroren worden und sind vorzugsweise mit Wasser gekühlt,The molten and solidified material from the main conveyor channel located in the power supply channel must be renewed from time to time, which according to the invention can be done by periodically switching off the cooling devices for a short time, whereby the material melts at the solidification front and is carried along with the flow. The cooling devices are then switched on again, as a result of which the solidification limit forms again at the originally intended location. The invention will be explained in more detail with reference to the drawings, in which preferred embodiments of the electromagnetic pump according to the invention, especially the electrical power connections, are shown. Fig. 1 shows the arrangement of the electrical power connections according to the invention on a conveying channel in a single-acting electromagnetic pump, in which the current is supplied in a conductive way, in cross section and Fig. 2 shows a double-acting electromagnetic pump with electrical power connections according to the invention and generation of electric current in an inductive way in plan view. Abbe 3 shows akizzenhaft the course of Stromzuflührungen to the electrical power connections as shown in fig, 1 and 2, in a multi-acting electromagnetic pump, Fig. 1 shows the melt 1 flowing through the delivery channel 2. perpendicular to the conveying direction of the melt 1, through the electromagnet 3 a magnetic field is generated, the direction of which is indicated by arrow 4. An electric current is applied perpendicular to the conveying direction of the melt 1 through the conveying channel 2 and perpendicular to the magnetic field 4 via the power supply channels 5 arranged on diametrically opposite sides of the conveying channel 2, which current runs in the direction of the preils 6 through the melt 1 , Die Stromanachltione 5 been formed by the - -F8rderkanal 2 connected side channels 14, which are provided externally with cooling devices 7, which end at a short distance from the edge of the conveyor trough. 2 In the area of the cooling devices 7, the melt 1 that has penetrated from the conveying channel 2 into the side channels up to the end plates 8 solidifies in the sections 11 on the cooling device 12 with the formation of Eretarrungefronten 9 in the area of the conveying channel 2 close to the end cross-sections of the cooling devices 7, An den End plates 8 are connected to power supply lines 10 , via which the electrical current is conducted in a conductive way into the melt 1 to be conveyed. The electromagnet 3 is arranged in the same cross section of the conveyor channel 2 as the electrical power connections 5 and is designed so that the magnetic field 4 generated by it extends over the entire width from the solidification front 9 on one side of the conveyor channel 2 to the solidification front on the other side of the conveyor channel extends. As a result, -vire geagg -: - Eddies in the melt 1 to be conveyed are avoided and the conveying force 13 is generated with an unimpaired strength. In order to prevent soiling or other disadvantageous phenomena in the area of the solidification fronts 9 of the solidified sections 11 of the electrical power connections 5 , the cooling devices 7 should be switched off periodically for a short time so that the solidified sections 11 in the side channels 14 can partially melt away, whereby new melt takes their place , got. After the cooling devices 7 are switched on again, this freezes again up to the intended solidification limits 9. In Fig. 2 a double-acting electromagnetic pump is shown as an sketch, in which the same parts are provided with the same reference numerals as in Fig. 1 . The electrical power connections 5 provided on each side of the feeder channel 2 are connected to one another by means of power supply lines 10 with good electrical conductivity, into which the electrical current is induced by means of the coil arrangements 12. When forming the electromagnetic pump as a multi-acting pump is chosen expediently the sketched in Fig. 3 the course of the supply leads 10 to the electrical current terminals 5. The current flowing in the direction of arrows 6 electric current then exerts in conjunction with the applied magnetic polder 11 on the melt 1 In the Fürderkanal 2 a pumping force in the direction of the arrows 13 . The side channels 14 of the conveying channel 2 containing the electrical power connections 5 widen, as can be seen from Abbe 2, preferably conically outward from the solidification rim 9. This expansion ensures better heat dissipation and a lower current density and thus a lower heat production in the feeds. The Stromzufühnmgenlo, 11 to the electrical power connections can either, as shown in the drawings, be attached to an end plate 8 of the electrical power connections 5 , but they can also be frozen in the solidified sections 11 of the electrical power connections 5 and are preferably cooled with water,