DE2259687B2 - Vakuuminduktionsofen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vakuuminduktionsofen, bei dem zwischen Ofennutzraum und der diesen konzentrisch umgebenden zylindrischen Spule koaxial zu dieser angeordnete, mit achsenparallelen gegeneinander am Umfang versetzten Schlitzen versehene zylindrische Metallmantel vorgesehen sind.

Eine solche Anordnung ist z. B. aus der österreichischen Patentschrift 2 59 245 als Schutzeinrichtung für die Spule (für den Fall eines Durchbruches des geschmolzenen Metalls durch die Tiegelauskleidung) bekannt. Die Metallmantel waren dabei geschlitzt, um die Wirbelstromverluste gering zu halten. Die Versetzung der Schlitze der Zylindermäntel gegeneinander hatte den Zweck, eine Abdeckung der Spule auch dann noch zu erreichen, wenn das geschmolzene Metall durch den Schlitz des inneren Mantels hindurchtreten sollte, obwohl dieser möglichst schmal gehalten wurde.

Aus der DT-AS 12 24 761 ist ferner bekannt, im Innern von Vakuumöfen Strahlungsschutzbleche aus hochschmelzenden Metallen anzubringen, die am inneren Mantel des als kühlbaren Doppelmantel ausgebildeten Ofengehäuses befestigt sind. In diesem bekannten Falle wurde Widerstandsheizung angewendet, und somit trat das Problem der Wirbelstromverluste nicht auf. Eine Anordnung, bei welcher die Strahlungsschutzbleche von einem geschlossenen Zylindermantel innerhalb einer Spule getragen werden, würde jedoch in Verbindung mit Induktionsheizung zu hohen Wirbelstromverlusten führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Vakuuminduktionsofen die bekannten Metallmäntel so auszubilden und die ebenfalls an sich bekannten Strahlungsschutzbleche so anzuordnen, daß sie die außenliegende Spule vor unzulässiger Strahlungswärme schützen und die in ihnen selbst induzierten Wirbelströme möglichst niedrig halten, und gleichzeitig einen mecha- i>5 nisch stabilen Aufbau ergeben.

Diese Aufgabe wird bei einem Vakuuminduktionsofen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß ein innerer erster und ein äußerer zweiter Metallmantel vorgesehen sind und die Ränder des Schlitzes des ersten mit den jeweiligen auf annähernd gleichem Potential liegenden Rändern des Schlitzes des zweiten Metailmantels verbunden sind und daß zylindersegmentförmige Strahlungsschutzbleche koaxial zwischen dem Ofennutzraum und dem ersten Metallmantel vorgesehen sind, die auf verschiedenen Umfangen angeordnet und durch Lücken voneinander getrennt und jeweils mit dem ersten Metallmantel durch eine achsenparallele Reihe Befestigungsstellen verbunden sind.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den äußeren Mantel mit größerer Mantellänge, also größerer Höhe auszubilden als den inneren Mantel.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung von Strahlungsschutzblechen ergibt bei sehr niedrigen Wirbelstromverlusten überraschenderweise dennoch eine große mechanische Stabilität.

Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch die Anordnung von Induktionsspule, Strahlungsschutzblechen und den Behälter für das zu behandelnde Gut in einem Vakuuuiinduktionsofen;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Achse der Anordnung nach der F i g. 1.

In den Figuren bezeichnet 1 die Grundplatte, auf der die Spulenträger 2 für die Spule 3 ru^-n. In den durch die Spule und die Grundplatte gebildeten Hohlraum befinden sich die Strahlungsschutzbleche 4, welche im vorliegenden Falle in vier einzelnen Paketen zu je drei Blechen angeordnet sind. Jedes Paket ist durch zwei Stifte 5 am Mantel 6 befestigt. Die F i g. 1 zeigt, daß die beiden Stifte für jedes einzelne Blech im Paket im Schnitt vertikal übereinander angeordnet sind, wodurch vermieden wird, daß in dem durch die beiden Stifte und den von ihnen gehaltenen Blechen gebildeten Leiterkreis Wirbelströme induziert werden. Die Bleche des Paketes sind, wie die Zeichnung zeigt, zweckmäßigerweise gegeneinander versetzt, um Lükken in der Abschirmung zu vermeiden. Der Mantel 6 ist an der Stelle 7 in Mantellängsrichtung (in der Zeichnung in vertikaler Richtung) geschlitzt. Er ist von einem zweiten (äußeren) Mantel 8 umgeben, der in gleicher Weise geschlitzt ist. Die Ränder 9 und 10 sowie 11 und 12 der Schlitze der beiden Mantel sind miteinander, wie in F i g. 2 gezeichnet, verbunden. Die beiden Mantel bilden also zusammen einen geschlitzten Doppelmantel, wobei die Verbindungen zweckmäßigerweise so ausgebildet werden, daß sie einander teilweise überlappen, ohne sich zu berühren. Dadurch wird erzielt, daß auch an der Stelle der Schlitze keine Unterbrechung in der Strahlungsabschirmung auftritt.

Der innere Mantel ist vom äußeren durch die erwähnte Verbindung der Schlitzränder getragen. Der äußere Mantel 8 steht auf der Grundplatte 1.

Die Zeichnung zeigt auch einen innerhalb der Anordnung der Strahlungsschutzbleche angebrachten Behälter 13 für das zu behandelnde Gut. Dieser Behälter ruht mittels der Stützen 14 auf der Grundplatte 1 und ist unten durch Bodenbleche 15 und oben durch die mittels der Stützen 16 auf dem Behälterdeckel 17 ruhenden Deckbleche 18 abgeschirmt. Der Behälterdekkel sowie die Deckbleche weisen Durchbrechungen auf. welche den Einblick in den Nutzraum des Ofens während des Betriebes gestatten.

Alle Aufbauteile der beschriebenen Anordnung der

Strahlungsschutzbleche können aus Metall bestehen, z. B. ganz aus Wolfram oder Molybdän. Elektrisch isolierende keramische Verbindungsstücke sind nicht erforderlich. Letzteres ist für die Reinheit der Ofenatmosphäre bekanntlich von groß"^r Bedeutung. Trotz des rein metallischen Aufbaues bleiben bei der beschriebenen Anordnung die Wirbelstromverluste gering. Es wird dadurch eine wesentliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Betriebes erzielt. Durch die Herabsetzung der Strahlungsverluste kann andererseits bei

vorgegebener elektrischer Leistung eine höhere Temperatur im Nutzraum des Ofens erreicht werden. Beispielsweise wurde bei einem derartig aufgebauten Ofen bei einer Nutzraumtemperatur von über 2500°C eine Temperatur am Mantel 6 von 1000°C gemessen. Der äußere Mantel 6 nimmt also eine wesentlich niedrigere Temperatur an. Dadurch kann eine besondere thermische Isolation zwischen diesem Mantel 6 und der Spule 3 (wie sie bei anderen Öfen oft notwendig ist) eingespart werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vakuuminduktionsofen, bei dem zwischen Ofennutzraum und der diesen konzentrisch umgebenden zylindrischen Spule koaxial zu dieser angeordnete, mit achsenparallelen gegeneinander am Umfang versetzten Schlitzen versehene zylindrische Metallmäntel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer erster (6) und ein äußerer zweiter Metallmantel (8) vorgesehen sind und die Ränder (S, 11) des Schlitzes des ersten mit den jeweiligen auf annähernd gleichem Potential liegenden Rändern (10, 12) des Schlitzes des zweiten Metallmantel verbunden sind und daß zylindersegmentförmige Strahlungsschutzbleche (4) koaxial zwischen dem Ofennutzraum (13) und dem ersten Metallmantel (6) vorgesehen sind die auf verschiedenen Umfangen angeordnet und durch Lücken voneinander getrennt und jeweils mit dem ersten Metallmantel (6) durch eine achsenparallele Reihe Befestigungsstellen verbunden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel (8) eine größere Höhe aufweist als der innere Mantel (6).