DE2333802B2 - Elektrodynamisches dosiergeraet fuer metallschmelzen - Google Patents

Description

gegeben ist.

Die Erfindung betrifft ein elektrodynamisches Dosiergerät tür Metallschmelzen, bei welchem öie Metallschmelze zum Anheben von einem Behälter zu einem Ausgußkanal einem elektromagnetischen Feld ausgesetzt wird.

Bei den Dosiergeräten der vorausgesetzten Art (vgl. zum Beispiel DT-Gbm 18 80 024) ist zur Dosierung der Schmelze der Ausgußkanal von einer einwickligen oder mehrwickligen Induktionspumpe umgeben. Der Transport der Metallschmelze in dem Ausgußkanal erfolgt durch das in der Wicklung bzw. den Wicklungen erzeugte Drehfeld und die durch dieses induzierten Ströme in der Metallschmelze.

Ferner sind Induktionsöfen bekannt (vgl. Zeitschrift »The Iron Age«, 4.12. 1947, S. 68-70), bei denen die Metallschmelze nur innerhalb eines in diese eingetauchten Rohrs, das durch eine stromdurchl'lossene Wicklung umgeben ist, in Richtung des Stroms in der Wicklung angehoben wird, wobei der Querschnitt des Rohrs lediglich nur etwa '/ioo des Oberflächenspiegels der Metallschmelze im Ofen entspricht. Dabei wird zum Transport der Metallschmelze in dem Rohr mit relativ engem Querschnitt die in dem Rohr auftretende Druckkraft, der sogenannte »Pinch-Effekt«, ausgenützt.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Dosiergerät der vorausgesetzten Bauweise zu schaffen, bei welchem die zu dosierende und dabei durch den Ausgußkanal zu fördernde Metallschmelze mit einer ausreichend großen elektrodynamischen Kraft transnortiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete erfindungsgemäße Dosiergerät gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Dosiergerät erfolgt das Anheben und das Dosieren der Metallschmelze unter der Wirkung eines pulsierenden, magnetischen Feldes, das durch die Wicklung erzeugt wird, die um einen stabförmigen Kern eines magnetischen Kreises ungeordnet ist. Das pulsierende magnetische Feld erzeugt in der Metallschmelze einen Induktionsstrom, wobei ίο eine maximale Stromdichte in der Metallschmelze dadurch erzielt wird, daß der rohrförmige Behälter unterhalb des Ausgußkanals verengt ist Dadurch ergibt sich eine maximale elektrodynamische Kraft zum Transport der Metallschmelze im Ausgußkanal.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung des magnetischen Kreises zur Einstellung einer vorteilhaften magnetischen Induktion ergibt sich aus Anspruch 2. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dosiergeräts wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf das Dosiergerät,
F i g. 2 einen Schnitt durch das Dosiergerät gemäß der Schnittlinie A -A der F i g. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt durch das Dosiergerät gemäß der Schnittlinie ß-ßder F ig. 2.

Das Dosiergerät umfaßt zwei Behälter 1 und 2, die aus einem keramischen Formstück bestehen. Der Behälter 2 weist einen Ausgußkanal 3 auf und ist rohrförmig ausgebildet, wobei die innere Wand des rohrförmigen Behälters 2 zur Außenwand derart unsymmetrisch angeordnet ist, daß sich, längs der Achse A-A gesehen, unterhalb des Ausgußkanals 3 eine Behälterbreite e ergibt, die etwa 10—20% kleiner ist als die Behälterbreite dauf der gegenüberliegenden Seite (vgl. Fig. 1). Die Behälter 1 und 2 sind durch eine Öflnung 4 miteinander verbunden.

Der Behälter 2 ist mit seiner öffnung 5 auf einen stabförmigen Kern 6 eines magnetischen Kreises 7 aufgesetzt. Dei Kern 6 ist auf seiner Länge in der Höhe des rohrförmigen Behälters 2 abgestuft, wobei seine Querschnittsfläche axe im unteren Abschnitt derart gewählt isi, daß die magnetische Induktion annähernd dem Sättigungsgrad entspricht, während hingegen die Querschnittsfläche bxc des oberen Abschnitts des Kerns 6 nur noch etwa ²h des magnetischen Kraftflusses aufnehmen kann, wodurch bei konstantem Maß a auf der gesamten Länge des Kerns 6 ein Maß-Verhältnis

gegeben ist.

Der untere Abschnitt des Kerns 6 ist von einer einphasigen elektrischen Wicklung 8, z. B. einer Scheibenwicklung, die zwischen isolierenden Stirnplatten 9, die mit Schrauben zusammengezogen sind, gelagert ist, umgeben.

Sowohl im Boden 11 des Behälters 1 als auch in der Trennwand 12 zwischen den Behältern 1 und 2 sind in Rohrverkleidungen Heizwiderstände 13 eingebettet. Das die Behälter 1 und 2 bildende keramische Formstück wird von einem Rahmen 14 abgestützt, der an einem Fundament 15 befestigt ist. Das Formstück wird außerdem von einem am magnetischen Kreis 7 angebrachten Ausleger 16 gehalten.

Am Rahmen 15 ist ferner ein Ventilator 17 befestigt, der durch eine Rohrleitung 18 Kühlluft einer Wicklungsverkleidung 19 zuleite¹:. Die Strömungsrichtung der

durch die Wicklung 8, die Stirnplatten 9 und den Kern 6 kühlenden Luft ist durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet

Der durch die Wicklung 8 fließende Strom /, erzeugt einen in Fig.3 strichpunktiert dargestellten magnetisehen Kraftfluß, der in einen Hauptfluß 20 sowie einen Streufluß 21 schematisch zu zerlegen ist. Durch die geschilderte Abstufung des Kerns 6 wird eine Zunahme des Streuflusses 21 auf der Höhe des rohrförmigen Behälters 2 erreicht. ι ο

Eine Erhöhung des Streuflusses 21 kann aber auch dadurch erzielt werden, daß der aktive Querschnitt des Kerns 6 vermindert wird Hierfür können im oberen Abschnitt des Kerns 6 ein Teil der magnetischen Bleche entfernt und an ihrer Stelle z.B. gemischte Bleche eingesetzt weiden, die außerdem zur Kühlung des Kerns ausgenutzt werden können.

Der zeitlich wechselnde magnetische Hauptfluß 20 ruft in der im Behälter 2 befindlichen Metallschmelze einen Induktionsstrom /2 hervor, dessen Richtung zum Strom /1 entgegengesetzt ist, der die Wicklung 8 durchfließt. Auf die im magnetischen Streufluß 21 liegende Metallschmelze mit dem Strom /2 wirkt eine nach oben gerichtete Vertikalkraft ein, welche bewirkt, daß das flüssige Metall in die Höhe steigt und nach Überschreitung der Schwelle des Ausgußkanals 3 aufgrund seiner eigenen Schwerkraft abfließt. Gleichzeitig fließt aus dem Behälter 1 durch die Öffnung 4 Schmelze in den Behälter 2 ein. Durch eine Erhöhung des magnetischen Streuflusses 21 wird es möglich, die nötige Kraft zum Hochheben der Schmelze bei niedrigen Strömen Λ zu erzeugen und dadurch ihre Überhitzung während der Dosierung zu vermeiden.

Aufgrund der etwa 10—20% betragenden Verengung der Breite des Behälters bei e werden unter dem Ausgußkanal 3 maximale Stromdichten, demnach auch maximale Kräfte hervorgerufen, wodurch die günstigsten Voraussetzungen für die Ableitung der Schmelze in den Ausgußkanal 3 geschaffen werden.

Die Erwärmung der Schmelze im Behälter 1 und in der öffnung 4 erfolgt mit Hilfe der Heizwiderstände 13, im Rohrbehälter 2 dagegen mittels des in der Schmelze induzierten Stroms /2. Im rohrförmigen Behälter 2 ist eine zusätzliche Erwärmung während Arbeitsunterbrechungen nicht erforderlich. Die Kühlung der Wicklung 8 und der Bauelemente in der Nähe des Behälters 2 wird mittels der Kühlluft, die durch den Ventilator 17 zugeleitet wird, vorgenommen.

Das elektrodynamische Dosiergerät besitzt nur einen magnetischen Kreis und eine einphasige Wicklung.

Das beschriebene elektrodynamische Dosiergerät zeichnet sich durch einfachen Aufbau, betriebssichere Arbeitsweise und eine genaue Dosiermöglichkeit für die Metallschmelze aus.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrodynamisches Dosiergerät für Metallschmelzen, bei welchem die Metallschmelze zum Anheben von einem Behälter zu einem Ausgußkanal einem elektromagnetischen Feld ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Behälter (1, 2), bestehend aus einem keramischen Formstück, vorgesehen sind, die durch eine beheizte Öffnung (4) miteinander verbunden sind, wobei der eine Behälter (2) rohrförmig ausgebildet, mit dem Ausgußkanal (3) versehen, im Querschnitt unter dem Ausgußkanal (3) verengt und über einer elektrischen Wicklung (8) auf einen stabförmigen Kern (6) eines magnetischen Kreises aufgesetzt ist.

2. Elektrodynamisches Dosiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dar Kern (6) auf seiner Länge in der Höhe des rohrförmigen Behälters (2) abgestuft ist, wobei seine Querschnittsfläche (axe) im unteren Abschnitt derart gewählt ist, daß die magnetische Induktion annähernd dem Sättigungsgrad entspricht, der Querschnitt (bxc) des oberen Abschnittes dagegen nur noch etwa ²Iz des magnetischen Kraftflusses aufnehmen kann, wodurch bei konstantem Maß a auf der gesamten Länge des Kerns (6) ein Maß-Verhältnis