DE2339318A1

DE2339318A1 - Linearer wanderfeldinduktor fuer elektromagnetische pumpen, foerderrinnen oder ruehrspulen fuer fluessige metalle

Info

Publication number: DE2339318A1
Application number: DE2339318A
Authority: DE
Inventors: Axel Von Dipl Ing Starck
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1973-08-03
Filing date: 1973-08-03
Publication date: 1975-02-20
Also published as: FR2239798B1; CH576722A5; IT1018798B; GB1434151A; JPS5044406A; SE7409865L; DE2339318C3; US3913045A; DE2339318B2; FR2239798A1

Description

565 Rerascheiä-Kasten
i'lammesberger-Str. 31

Linearer Wanderfeldinduktor für elektromagnetische Pumpen, Förderrinnen oder Rührspulen für flüssige

Metalle

Die Erfindung betrifft einen linearen Wanderfeldinduktor für elektromagnetische Pumpen, Förderrinnen oder Rührspulen für flüssige Metalle mit einem lamellierten genuteten Induktorblechpaket, in dessen Nuten eine mehrphasige Induktorwicklung zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wanderfeldes angeordnet ist.

Ein Wanderfeldinduktor dieser Art, wie er z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 959 979 bekannt ist, enthält gewöhnlich eine Zwei-Schicht-Stabwicklung aus kühlmitteldurchflossenen Kupferhohlprofilen. Diese Wicklung kann vorteilhaft - v/ie in der deutschen Patentschrift 1 9o8 ^57 beschrieben - 25.B. als Wellenwicklung ausgebildet sein. Solche Wanderfeldinduktoren werden insbesondere bei elektromagnetischen Förderrinnen verwendet, die meist einen von einem Schmelz- oder Warmhaltegefäß ausgehenden, schräg ansteigenden feuerfesten-Rinnenkörper auf v/eisen, unter dem der Wanderfeldinduktor angeordnet ist, der im Betrieb durch sein längs der Rinne fortschreitendes Wanderfeld im Rinnenkörper flüssiges Metall vom Schmelz- oder Warmhaltegefäß gegen die Wirkung der Schwerkraft in offener Strömung aufwärts fördert. Wanderfeldinduktoren dieser Art haben sich in der Praxis gut bewährt. Als Nachteil wäre allerdings zu nennen, daß ihre Betriebsspannung im allgemeinen nicht frei wählbar ist, sondern im wesentlichen durch die Induktor- bzw. Rinnenabmessungen und die Art des zu fördernden Metalls bestimmt wird. Eine Anpassung an die zur Verfugung stehende Drehstromquelle muß fast immer durch einen Transformator erfolgen, dessen Wert einen relativ großen Teil der Gesamtanlage ausmacht.

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Außerdem treten mit einer für größere Einnenabmessungen erforderlichen höheren Spannung bei einer solchen bekannten Stabwicklung Isolationsprobleme auf, die nur schwer zu beherrschen sind. Der Bau solcher Stabwicklungen, die überdies wegen der im allgemeinen nur kleinen lichten Querschnitte der Hohlstableiter zur Kühlung der Wicklixng meist eine relativ große Anzahl von selbständigen Kühlkreisen enthalten, erfordert, da er überwiegend von Hand aus erfolgt, großes handwerkliches Geschick ■ und eine extreme Sorgfalt· Daher ist eine Induktorreparatur am Einsatzort in den meisten Fällen nicht möglich.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen für elektromagnetische Pumpen, Förderrinnen oder Eührspulen geeigneten linearen Wanderfeldinduktor anzugeben, der in Abweichung von den bekannten Induktoren mit Stabwicklung ein Wicklungssystem aufweist, bei dem ungeachtet der gegebenen Rinnenauslegung die Induktorspannung in weiten Grenzen frei wählbar ist, der gegenüber den bekannten Wanderfeldinduktoren reparaturfreundlicher, bei ihm die Zahl seiner erforderlichen Kühlkreise stark verringert ist und man schließlich bei gleicher Förderleistung mit einer wesentlich kleineren Wirkleistungsaufnahme auskommt.

Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Wanderfeldinduktor gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder beiderseits von zwei Nuten begrenzte Zahn des Bleclipaketes durch eine Einzelwicklung umschlossen ist, deren Höhe kleiner ist als die Nütentiefe, daß in jeder Nut zwischen den Seitenflächen zwei benachbarter Einzelwicklungen ein mit diesen in Wärnieleitverbindung stehender Wärmeableitkörper eingefügt .ist, der zumindest an seiner der Nutöffnung zugewandten Seite an eine Nutkühleinheit anschließt, die ein oder mehrere Kühlrohre aufweist, die mit einer die Nutöffnung abschließenden Nutabschlußplatte wärmeleitend verbunden sind. Dabei sind die Einzelwicklungen vorteilhaft als Drahtwicklungen ausgebildet_v und/oder jeweils in Isolierstoff zur Bildung eines rahmenförmigen Blockes vergossen. Die Wärmeableitkörper werden vorzugsweise durch Kupferblöcke gebildet.

Zur Unterstützung der Induktorkühlung sind nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung im lameliierten'Blechpaket, zwischen den Transformatorblechen verteilt, mehrere Wärmeableitbleche angeordnet, die an der der genuteten Seite gegenüberliegenden Seite des Blechpaketes mit Wärmesenken verbunden sind. Die Wärmesenken können dabei vorteil-

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haft durch kühlmitteldurchflossene Kupferrohre gebildet werden·

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind jeweils Kühlrohre der Kühleinheiten mehrerer Nuten durch brückenförmige oder bogenförmige Rohrstücke zu mäanderförmigen Kühlschlangen miteinander verbunden·

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren eingehend erläutert:

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Wanderfeldinduktors in einer Teildarstellung schematisch im Schnitt, Fig. 2 den entsprechenden Grundriß.

In dem genuteten Induktorblechpaket 1, von dem die Figuren nur einen an den Induktor an fang 2 anschließenden Teil zeigen, ist jeder Zahn J> des Blechpaketes 1, der jeweils von zwei Nuten h begrenzt ist, von einer Einzelwicklung 5 umschlossen, deren Höhe kleiner ist als die Nutentiefe und die in der beschriebenen Ausführung jeweils aus einer Drahtwicklung bestehen, welche in Isolierstoff zu einem rahmenförmigen Block vergossen ist. In dem in der Nut k zwischen den zwei benachbarten Einzelwicklungen 5 verbleibenden Raum ist jeweils ein vorzugsweise durch einen Kupferblock 6 gebildeter Wärmeableitkörper angeordnet, der mit den Seitenflächen dieser beiden Einzelwicklungen 5 in Wärmelextverbxndung steht.

An diesen Wärmeableitkörper 5 anschließend ist jeweils eine Nutenkühleinheit angeordnet, die aus einem Kupfervierkantrohr 7 und einer mit diesem verbundenen Nutabschlußplatte 8 besteht. Diese Nut«»abschlußplattei8 reichen dabei mit ihren Enden (siehe Fig. 2) über die Breite des Blechpaketes hinaus und sind an diesen Enden in einer hier nicht näher erläuterten geeigneten Weise z.B. mittels Spannbolzen gegen das Blechpaket 1 verspannt.

Die Kühlrohre 7 der in den Figuren dargestellten Nuten k sind durch bogenförmige Rohrstücke 9 zu einer mäanderförmigen Kühlschlange verbunden, deren eine Anschlußleitung Io (in Fig. 2 links) zu erkennen ist.

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Zur Kühlung des Blechpaketes 1 sind in äiesom zwischen den Transformatorblechen verteilt mehrere Wärmeableitbleche 11 angeordnet, die an der der genuteten Seite gegenüberliegenden Seite des Blechpaketes 1 mit als Uärmesenken wirkenden kühlmitteldurchflossenen Kupferrohren verbunden sind.

Das elektromagnetische Wanderfeld, an der wirksamen Induktorfläche 13 eines solchen mit diskreten Einzelspulen bestückten „Wanderfeldinduktors weist gegenüber einem mit üblicher Drehstron^-i^xcklung versehenen Indtiktor einen hohen Oberwellenanteil auf. Ein solcher Induktor wäre z.B. als Stator von elektrischen Drehstrommaschinen nicht brauchbar, da diese Oberwellen in dein bei diesen Maschinen im allgemeinen relativ schmalen Luftspalt die wirksame Grundwelle des V/anderfeldes unzulässig stark stören wurden _o

Bei einem linearen Wanderfeldinduktor für Pumpen, Förderrinnen oder Rührspulen für flüssige Metalle hingegen ist der "Luftspalt" bedingt durch die erforderliche Trennung von flüssigem Metall und Induktor durch feuerfestes Material, so weit, daß die Oberwellen, die mit steigendem Abstand von der aktiven Induktorfläche ja viel stärker geschwächt werden, als die Grundwelle, das Wanderfeld nicht mehr wesentlich stören.

Vom V/anderfeldinduktor sind bei der Kühlung im Betrieb Wärmemengen abzuführen, die einen dreifachen Ursprung haben. Erstens wird die von flüssigem Metall in Richtung des Pfeiles Ik an den Induktor abgegebene Wärme über die Nutabschlußplatten 8 an die Kühlrohre 7 abgegeben und von dort mit Hilfe des strömenden Kühlmittels abgeführt. Zum aweiten wird der Hauptteil der in Einzelwicklungen entstehenden Verlustwärme über die Kupferblöcke 6 ebenfalls an die Kühlrohre 7 bzw. das in sie strömende Kühlmittel abgegeben. Drittens wird die im Blechpaket entstehende Verlustwärme durch die Blechpaketkühlung abgeführt, die dabei su einem geringen Teil zur Kühlung der Einzelwicklungen beiträgt.

Schließlich sei noch bemerkt,daß das elektromagnetische Nutenquerfeld jeweils in den an sich als Wärmeableitkörper dienenden Kupferblöcken Wirbelströme erzeugt, so daß diese in vorteilhafter Weise zusätzlich wie Dämpferwicklungen wirken. Die Wirkung der Kupferblöcke 6 in dieser Hinsicht kann dabei durch das Anbringen von unterschiedlich tiefen Schlitzen in ihnen auf vorteilhafte Weise reguliert v/erden, -ohne daß dadurch ihre Wärmeableiti'ähigkeit wesent3.ich beeinflußt wird.

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Claims

Patentansprüche

l.J Linearer Wanderfeldinduktor für elektromagnetische Pumpen, Förderrinnen oder Rührspulen mit einem lamellierten genuteten Induktorblechpaket, in dessen Nuten eine mehrphasige Induktorwicklung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder beiderseits von zwei Nuten (^f) begrenzte Zahn (3) des Blechpaketes (l) durch eine Einzelwicklung (5) umschlossen ist, deren Höhe kleiner ist als die Nutentiefe, daß in jeder Nut (*f) zwischen den Seitenflächen zwei benachbarter Einzelwicklungen (5) ein mit diesen in Wärmeleitverbindung stehender Wärmeableitkörper eingefügt ist, der zumindest an seiner der Nutöffnung zugewandten Seite an eine Iiutkühleinheit anschließt, die ein oder mehrere Kühlrohre (7) aufweist, die mit einer die Nutöffnung abschließenden Nutabschlußplatte (8) wärmeleitend verbunden sind.

V/anderfeldinduktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einseiwicklungen (5) als Drahtwicklungen ausgebildet sind.

3« Wanderfeldinduktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelwicklungen (5) jeweils in Isolierstoff zur Bildung eines rahmenförmigen Blockes vergossen sind.

4. Wanderfeldinduktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3s dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableitkörper jeweils durch Kupferblöcke (6) gebildet werden.

5. Wanderfeldinduktor nach einem, der Ansprüche 1 bis k_% dadurch gekennzeichnet, daß die Nutabschlußplatten (8) mit ihren Enden über die Breite des Blechpaketes (l) hinausragend art diesen Enden gegen das Blechpaket (l) verspannt sind.

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6. Wanderfeldinduktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß im lameliierten Blechpaket (l) zwischen den Transformatorblechen verteilt, mehrere Wärmeableitbleche (11)angeordnet sind, die an der der genuteten Seite gegenüberliegenden Seite des Blechpaketes (l) mit Wärmesenken verbunden sind.

7. Wanderfeldinduktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmesenken durch kühlinitteldurchflossene Kupferrohre (12) gebildet werden.

8. Wanderfeldinduktor nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß jeweils Kühlrohre (7) der Kühleinheiten mehrerer Nuten (3) durch bx-üekenförmige oder bogenförmige Rohrstücke (9) zur Bildung von mäanderförmigen Kühlschlangen miteinander verbunden sind.

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