DE2449829A1 - Verfahren und einrichtung zum homogenen zusammenschmelzen von materialien - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum homogenen zusammenschmelzen von materialien

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DE2449829A1 DE19742449829 DE2449829A DE2449829A1 DE 2449829 A1 DE2449829 A1 DE 2449829A1 DE 19742449829 DE19742449829 DE 19742449829 DE 2449829 A DE2449829 A DE 2449829A DE 2449829 A1 DE2449829 A1 DE 2449829A1
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Description

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Pat.-Anw. Dr. Ing. Ruschke UT. KUC5Oni\t & ΓΑΚ 1 IN t K Pat.-Anw. Dipl.-lng.
SfÄ-ciif-1"9· PATENTANWÄLTE
Telefon:030/ f 2 β 44 81 BERLIN - MÖNCHEN T0lef0n: 089/9872B8
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A 1476
244S82S
Aluminum Company of America, Pittsburgh/Pennsylvania (V.StoV.A.)
Verfahren und Einrichtung zum homogenen Zusammenschmelzen von Materialien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum selbsttätigen Produzieren homogener, zusammengeschmolzener Materialien, die in einer Analysiereinrichtung verwendbar sind.
Die Zubereitung von Materialgemischen für analytische Zwecke, die sowohl metallische als auch nichtmetallische Proben enthalten» kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen. Es wurde versucht! Materialien, wie Erze, Schlacken und dergleichen zu pulverisieren, wonach diese Materialien beispielsweise mittels Röntgenstrahlenfluoreszenz oder dergleichen analysiert wurden.
Obwohl derartige Präparate in einfacher Weise und rasch zubereitet werden können, so entstehen jedoch Fehlerquellen, beispielsweise bei der Röntgenstrahlenfluoreszenz, die deren Anwendbarkeit einschränken, besonders wenn ein hoher Grad von Genauigkeit
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erwünscht ist. Dies ist eine Folge des Umstandes, dass die Proben nach dem Zermahlen selbst nicht vollkommen homogen sind«, Die Proben werden weiterhin beeinflusst von den verschiedenen Kristall-Strukturen, die in gleichen chemischen Zusammensetzungen vorliegen können· Ferner weisen unterschiedlich harte Materialien nash dem Pulversieren eine unterschiedliche Verteilung nach Größen auf·
Die Zubereitung einer zusammengeschmolzenen Probe war daher vorzuziehen. Werden die Materialien während des Zusammenschmelzens ordnungsgemäß mit einander vermischt, so wird eine homogene Probenschmelze erzeugt, die danach zermahlen oder in Tablettenform direkt verwendet werden kann und in jedem Falle dauernd homogen bleibt. Vor dem Zusammenschmelzen können dem Gemisch andere Materialien, wie internationale Normale oder dergleichen zugesetzt werden, die bei dem Zusammenschmelzen innerhalb der Probe mit einander homogen vermischt werden.
Trotz der Vorzüge der Verwendung geschmolzener Proben für analytische Zwecke haben die Kosten und die Schwierigkeiten bei der Herstellung einer solchen Probe deren Verwendung stark eingeschränkt. Bisher musste ein die schmelzbaren Materialien enthaltender Tiegel einzeln erhitzt und dann versucht werden, die Materialien mit einander zu vermischen, während diese sich in geschmolzenem Zustand befinden. Zu diesem Zweck muss im allgemeinen der Tiegel unter Benutzung von Zangen und dergleichen aus der Erhitzungszone entfernt werden, und das geschmolzene Material muss von Hand zum Vermischen durchgerührt werden. Hierbei werden eingeschlossene Gasblasen entfernt, und ferner wird gesichert, dass alle Materialien an den Seitenwandungen des Schmelzbehälters in das geschmolzene Material eingetragen werden. Dieses von Hand durchgeführte Mischen muss fast unvermeidlich außerhalb der Erhitzungszone durchgeführt werden, und wenn diese Arbeit bei hohen Temperaturen von beispielsweise 11(X)0O ausgeführt wird, so kühlt sich die Schmelze natürlich rasch ab mit der Folge, dass teilweise eine unerwünschte Erstarrung der Schmelze erfolgt, die daher nochmals erhitzt und geschmolzen werden muss.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, nach dem schmelzbare Materialien nach dem Einfüllen in einen Behälter selbsttätig geschmolzen und während dieses Vorganges mit einander vermischt werden können, wobei eine homogene Schmelze erzeugt wird, wonach die Schmelze abgekühlt wird, welche Verfahrensschritte sämtlich innerhalb vorherbestimmter Zeitperioden ausgeführt werden, um eine homogene Probe herzustellen.
Die Erfindung sieht ferner eine Einrichtung mit programmierten elektrischen Steuermitteln vor, mit denen die Herstellung der Schmelzproben gesteuert und kontrolliert wird.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Erzeugen eines homogen zusammengeschmolzenen Materials vor, die aufweist ein Mittel zur Aufnahme des zu schmelzenden Materials, eine Einrichtung zum Erhitzen des Materials während einer vorherbestimmten Zeitperiode auf eine unterhalb der Schmelztemperatur liegende Temperatur, um beispielsweise eingeschlossene Luft und bei niedrigen Temperaturen flüchtige Stoffe auszutreiben, eine Einrichtung zum Erhitzen des Materials auf die Schmelztemperatur während einer vorherbestimmten Zeitperiode, eine Einrichtung, die das Material während des Erhitzens in Umdrehung versetzt, eine Einrichtung zum Ankippen des Materials während des Schmelzens bis zu einer vorherbestimmten Neigung, und eine Einrichtung zum Abkühlen des geschmolzenen Materials nach beendeter Erhitzung. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das Ankippen und Drehen des Materials so gesteuert, dass das Material unabhängig angekippt oder gedreht werden kann, wobei das Material unter einem Neigungswinkel beständig in Umdrehung versetzt werden kann, oder das Material kann im Umdrehung versetzt und hierbei zugleich zwischen einer senkrechten Stellung und einer Schrägstellung hin- und herbewegt werden. Alle Zeitperioden, während der eine Erhitzung, ein Drehen, ein Ankippen und ein Abkühlen erfolgt, können so bemessen werden, dass die günstigsten Werte erhalten und die gewünschte homogene Schmelze erzeugt werden (wird)·
Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben· In den beiliegenden Zeichnungen ist die
Fig.1 eine schaubildliche Darstellung des erfindungsgemäßen
Gerätes
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Fig.2 eine Übersicht über die Arbeitsweise der in der Fig.1 dargestellten Einrichtung,
Fig© 3 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles des erfindungsgemäßen Gerätes,
Fig,4 eine der Fig«*5 ähnliche Darstellung des erfindungsgemäßen Gerätes in einer anderen Einstellung,
Fig<>5 eine Übersicht über die programmierte elektrische Steuerschaltung für das erfindungsgemäße Gerät, und die
Fig.6 eine Übersicht über gewisse elektrische Bauteile des Gerätes, die mit der elektrischen Steuerschaltung nach der Fig·5 zusammenwirken.
Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte und als Ganzes mit 2 bezeichnete Gerät nach der Erfindung weist ein Gehäuse 4 mit einer an der Vorderseite angeordneten Bedienungstafel 6 auf, die eine Anzahl von Bedienungsmitteln trägt, die später noch beschrieben werden. Ein ankippbarer oder verschwenkbarer Plattformteil 10 trägt einen Brenner 20, beispielsweise einen Fisher-Meker-Brenner oder dergleichen. Der Brenner 20 ist auf der Plattform 10 mittels einer drehbaren Einheit 22 drehbar gelagert, die durch die Plattform 10 hindurchgeführt ist0 Die drehbare Einheit 22 enthält Vorrichtungen zum Zuführen von Gas durch eine Gasleitung 24 und von Luft durch eine Luftleitung 26 zum Brenner 20, der sich in bezug auf die genannten Leitungen drehen kanne Derartige Vorrichtungen sind im Handel erhältlich und an sich bekannte Eine solche Einheit kann beispielsweise bezogen werden von der Perfecting Service Gompany. Die Drehung des Brenners 20 wird von einem Motor 30 bewirkt, der bei der dargestellten Ausführungsform mit dem Brenner 20 über einen Kettenantrieb 32 in Verbindung steht, der ein an einem Ansatz des Brenners bei 34 angebrachtes Zahnrad antreibt, das mit der Einheit 22 verkuppelt ist.
Die zu schmelzende Probe wird in einen Tiegel 40 eingetragen und mit einem Deckel 41 zugedeckt. Der Tiegel 40 wird von einer Klammer 42 festgehalten, die geeigneterweise aus einer kreisrunden Klammer, einer dreidimensionalen oder Dreizinkenklammer und dergleichen besteht. Der Deckel 41 wird an der Gebrauchsstelle
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von einer Klammer 43 festgehalten. Die Klammern 42 und 43 werden von einer Stange 44 getragen, die ihrerseits am unteren Teil des Brenners angebracht ist, so dass der Aufbau sich insgesamt dreht«
Bei der dargestellten Ausführungsform kann die Plattform 10 mittels eines mit der Plattform 10 bei 52 verbundenen Luftzylinders 50 in bezug auf die Waagerechte über einen Winkel von ungefähr 30 angekippt oder verschwenkt werden. Zu diesem Zweck ist die Plattform 10 bei 12 verschwenkbar gelagert·
Die Zündung des Brenners 20 wird von einer Zündvorrichtung 60 bewirkt, die mit einer nahe am Auslass des Brenners gelegenen Stelle endenden Elektrode 62 versehen ist. Der eigentliche Brenner ist geerdet und bildet zusammen mit der Elektrode 62 einen Funkenspalt, der der Funke überspringt und den Brenner zündet. Die elektrische Verbindung der Zündvorrichtung 60 mit der Elektrode 62 erfolgt über einen elektrisch isolierten und am Brenner angebrachten Schleifring 64, so dass die Elektrode 62 sich mit dem Brenner drehen kann.
Die Pressluft für den Luftzylinder der Kippvorrichtung 50 wird aus einer einstellbaren Pressluftquelle zugeführt, die so eingestellt wird, dass Pressluft unter einem schwachen Druck zugeführt wird, so dass der Kolben im Zylinder sich langsam bewegt.
Die Luftströmung zum Luftzylinder der Kippvorrichtung wird mittels eines elektromagnetisch betätigten Ventils 70 reguliert. Eine gleiche Regulierung der Strömung der Luft und des Gases zum Brenner 20 wird mit Hilfe der' Vorrichtungen 72 und 74- durchgeführt· Die Luftregulierungsvorrichtung 72 und die Gasregulierungsvorrichtung 74 sind mit je zwei elektromagnetisch betätigten Ventilen 72a, 72b und 74a, 74b ausgestattet, die zwei parallele Pfade kontrollieren, und die gesondert gesteuert werden, so dass eine starke oder eine schwache Strömung vorliegt, je nachdem, ob nur ein oder beide elektromagnetisch betätigten Ventile Strom erhalten. Die Temperatur des Brenners während der Periode schwacher Heizung oder der Schmelzheizung wird von dem Gas- und Luftvolumen bestimmt, das durch die betreffenden Ventile strömt, wobei entweder die Drücke am Gasdruckregler 79 und am Luftdruck-
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regler 78 oder an den nicht dargestellten Nadelventilen verändert werden, die den betreffenden elektromagnetisch betätigten Ventilen zugeordnet sind·
Die Vorgänge der Zündung, der Drehung des Ankippens und der Verbrennung werden sämtlich von einer elektrischen Steuereinrichtung 80 gesteuert, die Zeitgebungs- und Steuermittel aufweist, die elektrisch oder mechanisch sein können. Bei der dargestellten Außführungsform weist die Steuereinrichtung 80 eine Reihe von Festzustands-Zeitgebern und elektrische Relais auf, wie später noch ausführlich beschrieben wird, mit denen die Drehung, das Ankippen, die Anfangsheizung, das Schmelzen und die Abkühlung des geschmolzenen Materials programmiert werden kann. Die Steuereinrichtung 80 ist so eingerichtet, dass deren Anschlussklemmen mit mehreren solcher Geräte in Verbindung gesetzt werden können, die mit den verschiedenen Ventilen und Vorrichtungen zum Drehen, Ankippen und Zünden ausgestattet sind, so dass unter Verwendung derselben elektrischen Programmier- und Steuermittel zugleich mehrere Schmelzproben erzeugt werden können« Solche abhängige Untereinheiten würden im wesentlichen der beschriebenen Einheit gleichen mit der Ausnahme, dass die Steuereinrichtung 80 fehlen würde, deren Bedienungsmittel bei 6 an der Frontplatte der Einrichtung in der Fig«1 dargestellt sind.
Die Fig.3 zeigt das erfindungsgemäße Gerät mit waagerechter Plattform 10, so dass der Brenner 20 senkrecht steht, während die Fig,4 den Brenner 20 in einer Schräglage zeigt. Die anfängliche Drehung des Brenners 20 und des Tiegels 48 in der Schräglage ermöglicht ein Bestreichen der Wandung des (Tiegels 40 durch das schmelzbare Material, das hierbei Pulverkörper oder -teilchen des Probenmaterials aufnimmt, die an den Seitenwandungen des Tiegels haftenbleiben könneno Wie aus dem Vorstehenden zu ersehen ist, kann der Brenner 20 in senkrechter wie auch in angekippter Stellung gedreht werden, und weiterhin kann die Drehung auch aufrechterhalten werden, während die Plattform 30 und damit der Brenner periodisch hin- und hergeschwenkt wird. Obwohl bei der Drehung des Brenners und des Tiegels in der Schräglage das im Tiegel 40 enthaltene Material etwas umgerührt wird, so wird das Material im Tiegel 40 bei dem zusätzlichen Hin- und Herschwenken
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durcheinander gewiebelt, wodurch das Entfernen eingeschlossener Gasblasen bei dem Schmelzen des Materials unterstützt wird© In jedem Falle bewirken diese Drehung und das Ankippen ein selbsttätiges Vermischen der Materialien mit einander, wenn diese geschmolzen werden. Wie bereits ausgeführt, wurde ein derartiges Mischen bisher von Hand durchgeführt, zu welchem Zweck ein Tiegel beispielsweise aus einem Ofen unter Verwendung von Zangen herausgenommen und dann von Hand geschüttelt wird. Nach der Erfindung ist es jedoch möglich, dies während der Erhitzung durchzuführen, so dass die Schmelze während des Durcheinanderwirbeins sich nicht abkühlte
Nach Beendigung des Schmelzens wird die Erhitzung unterbrochen und die Plattform 10 in die waagerechte Lage zurückgeführt. Andererseits kann nach beendeter Durchwirbelung die Erhitzung für eine kurze Zeit fortgesetzt werden, um sicher zu gehen, dass die Schmelze sich im unteren Teil des Tiegels absetzt, wobei eine Erstarrung der Schmelze an den Tiegelwandungen vermieden und die erwünschte erstarrte Masse erhalten wird. Wie noch in bezug auf die Fig.5 beschrieben wird, wird die Drehung des Tiegels vorzugsweise fortgesetzt, bis eine vorherbestimmte Stellung erreicht ist·
Nach der Verfestigung der Probe und deren zeitlich bestimmter Abkühlung auf die Umgebungstemperatur werden beide elektromagnetisch betätigten Ventile der Luftregulierungsvorrichtung 72 wieder geöffnet, so dass durch den Brenner 20 Kühlluft zum Tiegel strömt. Hierdurch wird das Abkühlen der Probe stark beschleunigt, so dass diese aus dem Gerät in kürzerer Zeit herausgenommen werden kann, so dass mit der Erzeugung weiterer Proben sofort begonnen werden kann« Wenn gewünscht, kann natürlich auch nur eines der genannten Ventile geöffnet werden.
Unter Hinweis auf die Figuren 5 und 6 wird nunmehr die Steuerung der verschiedenen Verfahrensschritte durch die Steuereinrichtung 80 beschrieben. Die Fig.5 zeigt einen Schaltplan der in der Fig.2 dargestellten Steuereinrichtung 80, während in der Fige6 die von der Steuereinrichtung 80 mit Strom versorgten elektrischen Bauteile dargestellt sind. Nach der Fig.5 weist die Steuer-
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einrichtung 80 bei der dargestellten Ausführungsform eine Reihe von Relais und Zeitgebern auf, mit denen die gesamte Arbeitsfolge des Gerätes programmiert werden kann. Die Schaltungen nach den Figuren 5 und 6 können über die Klemmen 200a-220a und 200-22Ob mit einander verbunden werden. Die Gesamtschaltung nach den Figuren 5 und 6 weist eine unabhängige oder Haupteinheit auf, die später noch ausführlich beschrieben wird.
Nach dem ordnungsgemäßen Befestigen des mit dem schmelzbaren Material gefüllten Tiegels 40 wird das Schmelzen eingeleitet durch Niederdrücken des Einschaltknopfschalters 100 an der Frontplatte der Haupteinheit 4·. Hierbei erhält das Stromversorgungshalterelais 102 und ein Heizstromkreishalterelais 106 Strom. Das Halterelais 102 schließt einen elektrischen Haltestromkreis über die Klemmen 102a. Das Heizstromkreisrelais 106 weist eine mechanische Verriegelung auf, die verriegelt wird, wenn die Wicklung" 106a Strom erhält, und die entriegelt wird, wenn die Wicklung 106b Strom erhält. Bei der Verriegelung des Relais 106 werden dem elektromagnetischen Gasventil 74 und dem elektromagnetischen Luftventil 72a Signale zugeführt, die die Ventile öffnen. Ferner wird ein Zündstromkreis geschlossen, wobei eine Schwachheizperiode beginnt. Abgesehen davon, dass hierbeibei niedrigen Temperaturen flüchtige Stoffe oder eingeschlossene Gase ausgetrieben werden, ist diese Arbeitsweise des Gerätes von besonderem Interesse, wenn ein Rösten bei schwacher Hitze erwünscht ist, beispielsweise, wenn eine Probe mit einem Oxidierungsmittel vermischt ist.
Zugleich mit dem Beginn der Schwachheizperiode erhält ein einstellbares Zeitgeberrelais 110 Strom und bestimmt die Zeitperiode, in der der Tiegel 40 vom Brenner 20 schwach erhitzt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht das Zeitgeberrelaia 110 sowie auch die anderen Relais aus einem elektronischen Zeitgeber, der nach Ablauf einer bestimmten Zeitperiode eine zugehörige Relaiswicklung mit Strom versorgt, wobei die Relaiskontakte aus deren dargestellten Ruhestellungen herausbewegt werden. Bei dem Zeitgöberrelais 110 sowie bei den anderen Zeitgeberrelais ist keine mechanische Verriegelung vorgesehen, sondern die Relais werden von entsprechenden elektrischen Haltestromkreisen geschlossen oder verriegelt gehalten. Das Zeitgeberrelais 1000 sowie die
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die anderen ähnlichen einstellbaren Zeitgeber können mittels entsprechender Einstellknöpfe an der Frontplatte 6 der Einheit auf gewünschte Zeitperioden eingestellt werden.
Nach Ablauf der am Zeitgeberrelais 110 eingestellten Zeitperiode des schwachen Aufheizens erhält die Relaisspule Strom mit der Folge, dass das Gasventil 74b und das luftventil 72b Strom erhält, wobei die Schmelzheizperiode und die Zeitgebung der Zeitgeber 112 und 114 eingeleitet wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform besteht der Zeitgeber 112 aus einem voreingestellten Zeitgeber für eine Aufheizungszeit von vier Minuten. Nach Ablauf dieser Zeit wird das einstellbare Zeitgeberrelais 114 mit Strom versorgt. Mit Hilfe dieser Zeitgeber kann daher die Gesamtzeit der Schmelzperiode bestimmt werden.
Nach Ablauf dieser Vormischungsschmelzperiode wird von den Kontakten am Zeitgeberrelais 114 ein Stromkreis geschlossen, der über das Zeitgeberrelais 116 und über die Klemmen 214a und 214b zum HippStromkreis 190 führt, wobei der Elektromagnet des Ventils 70 für Pressluft Strom erhält, so dass die Pressluft in den Luftzylinder 50 strömen und die Plattform 10 verschwenken kann« Bei dem Schließen der Kontakte am Zeitgeberrelais 114 beginnt die Zeitgebungsfunktion der Zeitgeberrelais 116 und 118, und ferner erhält der Motor 30 Strom und setzt den Tiegel in Umdrehung, während die Plattform 10 in der Schräglage verbleibtο Der Zeitgeber 118 besteht aus einem voreingestellten Zeitgeber und bewirkt ein vorläufiges Mischen innerhalb einer vorherbestimmten Zeitperiode. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird der Trgel in der Schrägstellung entsprechend der Einstellung des Zeitgeberrelais 118 ungefähr 90 Sekunden lang gedreht, in welcher Zeit das geschmolzene Material im Tiegel dessen Wandungen bestreichen kann, wodurch ein Haftenbleiben von Partikeln an der Wandung verhindert wird, die von der Hauptmasse noch nicht aufgenommen worden sind.
Nach Ablauf der vom Relais 118 bestimmten Zeitperiode erhält dessen Spule Strom und stellt eine Verbindung über die Klemmen 216a und 216b mit der Kippschaltung 190 her, so dass das zuvor
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dem Ventil 70 zugeführte Signal über den Leiter 182 zum Mikroschalter 184 geleitet wird, wobei das periodische Ankippen eingeleitet wirdo
Das Ventil 70 besteht aus einem herkömmlichen normalerweise offenen und normalerweise geschlossenen elektromagnetisch betätigten und pneumatischen Ventil, das durch Luftleitungen 75 und mit einem doppeltwirkenden Zylinder 50 verbunden ist und die Bewegungsrichtung des Kolbens im Zylinder 50 bestimmt, wie an sich bekannt.
Erreicht die Plattform 10 die vollständig angekippte Stellung, so wird ein Mikroschalter 184 betätigt und schließt seine normalerweise offenen Kontakte, Hierbei erhält die Wicklung des Relais 192 kurzzeitig Strom und öffnet seine normalerweise geschlossenen Kontakte, wobei das Ventil 70 stromlos wird, so dass der Luftdruck zur anderen Seite des Zylinders 50 geleitet und die Plattform 10 in die waagerechte Ruhelage zurückgeführt wird· Obwohl der Mikroschalter 184 nur kurzzeitig geschlossen wird, so wird bei der Stromversorgung des Relais 192 ein Haltestromkreis geschlossen, der über die Wicklung des Relais 192, über die normalerweise geschlossenen Kontakte des Mikroschalters 180 und über den Leiter 181 führt.
Die Plattform 10 setzt ihre Rückkehr in die waagerechte Lage fort und betätigt zum Schluss den Mikroschalter 180, der hierbei geöffnet wird und den zum Relais 192 führenden Haltestromkreis öffnet, wobei das Zylinderventil 70 wieder Strom erhält.
Diese periodische Bewegung der Plattform wird fortgesetzt, bis die vom Zeitgeber 116 bestimmte Zeitperiode verstrichen ist· Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Drehung des Tiegels 40 vom Motor 30 über die Antriebsglieder 32 und 34 fortgesetzt, bis die Mechanik einen vorherbestimmten Ausgangspunkt erreicht, eine gewünschte Ausrichtung des Halters zum Erleichtern des Entfernens des !Tiegels 40 aus dem Halter 42 über die im Kasten 175 dargestellte Schaltung darstellt.
Zu derselben Zeit kann, wenn gewünscht, die Aufheizung fortgesetzt werden, zu welchem Zweck der Schalter 150 in die in den Figuren dargestellte Einstellung gebracht wird, wobei die Heizung
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für weitere 30 Sekunden fortgesetzt wird, bis der Zeitgeber 120 die Spule 106b mit Strom versorgt, wobei das Relais 106 den Heiz_ Stromkreis öffnet, während zugleich die Spule 170a des Relais 170 Strom erhält, wobei der voreingestellte Zeitgeber I30 in Betrieb gesetzt wird und eine Kühlung von ungefähr drei Minuten einleitete
Nach Ablauf dieser festgesetzten Zeitperiode erhält das Zeitgeberrelais 132 Strom und bestimmt die Länge der Zeitperiode, in der Kühlluft durch den Brenner unter Betätigung der Ventile der Luftregulierungsvorrichtung 72 geleitet wird.
Nach Ablauf der Kühlperiode, die bis zu acht Minuten betragen kann, erhält die Wicklung 170b Strom (wobei das Relais 170 für die Kühlung freigesetzt wird), während das Stromversorgungsrelais 102
durch Unterbrechen des Haltestromkreises stromlos wirdo Hierbei wird die Einrichtung in den Ausgangszustand zurückversetzt, so dass nach Entnahme der Probe und nach dem Einsetzen einer neuen Probe mit der Arbeitsperiode wieder begonnen werden kann.
Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Schaltung wird im allgemeinen zu einer Einheit zusammengefasst, wie in den Figuren 1 und 2 bei 80 dargestellt, die hiernach als selbständige oder Haupteinheit bezeichnet werden kann. Diese Haupteinheit kann auch zum Steuern mehrerer Einheiten benutzt werden. Solche gesteuerten Einheiten können als abhängige oder Untereinheiten bezeichnet werden. Bei dem Aufbau solcher Untereinheiten werden vorzugsweise die in der Fig,2 dargestellten Bauteile (unter Ausschluss der Steuereinrichtung 80) verwendet, die auch in der Figo6 schematisch dargestellt sind. Für den Betrieb wird die Untereinheit mit der Haupteinheit durch ein elektrisches Kabel oder durch andere geeignete Verbindungsmittel verbunden, Dies· in der Fig«1 bei 5 dargestellte Verbindung kann über die Klemmen 200-220, a und b, hergestellt werden.
An der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können natürlich geringfügige Änderungen vorgenommen werden, Beispielsweise kann die Zündung auch durch andere als elektrische Mittel bewirkt werden, Die verschiedenen Zeitgeber können aus elektronischen, elektromechanischen oder anderen Zeitgebern bestehen, und
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können je nach den Umständen fest eingestellt oder einstellbar sein. Die Drehung des Tiegels kann anstelle eines Elektromotors von einem pneumatischen Motor bewirkt werden, und die Kippmechanik könnte von einem Elektromotor betätigt werden, der anstelle der dargestellten Luftzylinderanordnung von einer Nockenvorrichtung betrieben wird. Weitere Änderungen sind für Sachkundige naheliegend.
Die Erfindung selbst wird daher nur durch die beiliegenden Patentansprüche abgegrenzte
Patentansprüche
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1« Einrichtung zum Herstellen eines homogen zusammengeschmolzenen Materials , gekennzeichnet durch
    (a) Mittel (40,44) zur Aufnahme des zu schmelzenden Materials,
    (b) Mittel (20,72,74,72a,74a) zum Erhitzen des Materials für eine vorgewählte Zeitperiode auf eine unter der Schmelztemperatur liegende Temperatur,
    (c) Mittel (20,72,74,72b,74b) zum Erhitzen des Materials
    auf die Schmelztemperatur für eine vorgewählte Zeitperiode,
    (d) Mittel (80,106,110,112,114) zum Erzeugen und Regulieren der betreffenden Temperaturen,
    (e) Mittel (22,30,32,34) zum Drehen der das Material enthaltenden Mittel (40-44),
    (f) Mittel (12,50,52) zum Verschwenken der genannten das Material enthaltenden Mittel (40-44) in eine vorherbestimmte Schräglage und
    (g) Mittel (130,132,72) zum Abkühlen des geschmolzenen Materials nach beendeter Erhitzung,,
    2· Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mittel (118), das die das Material enthaltenden Mittel (40-44) in der genannten vorherbestimmten Schräglage festhält, während die genannten Mittel gedreht werden.
    3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (30,50,70,18o,184,190,192), die zugleich die das Material enthaltenden Mittel in Umdrehung versetzen und periodisch in eine Schräglage versetzen und in eine senkrechte Stellung zurückführen.
    4« Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zum Erhitzen und zum Abkühlen elektromagnetisch betätigte Ventile (72a,72b,74a,74b) aufweisen.
    509817/0854
    2^49829
    Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    (a) ein Gehäuse (4)>
    (b) eine am Gehäuse (4) verschwenkbar angebrachte Plattform
    (10),
    (c) eine an der Plattform (10) angebrachte Heizeinrichtung
    20 zum Erhitzen des Materials auf die Schmelztemperatur,
    (d) Mittel (40-44) an der verschwenkbaren Plattform (10) zur Aufnahme des zu schmelzenden Materials mit einer Einrichtung (22,30)(32,34) zum Drehen des schmelzbaren Materials in bezug auf das Gehäuse (4),
    (e) Mittel (12,50,52) zum Verschwenken der Plattform (10)
    aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung zum
    Bewegen des schmelzbaren Materials in bezug auf die
    Aufnahmemittel (40τ44), wobei das Vermischen des Materials zu einer homogenen Probe gefördert und Luftblasen entfernt (wird) werden, und
    (f) Kühlmittel (130,132,72) zum Abkühlen des schmelzbaren
    •Materials nach dem Aussetzen der Einwirkung der Schmelzhitze.
    6· Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittel aus Umgebungsluftkühlmitteln (130) bestehen, die das Tempern der verfestigten Probe
    regulieren, sowie aus Mitteln (132,72), die hiernach der geglühten Probe eine Kühlströmung zuführen.
    7β Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Heizmittel aus einem Gasbrenner (20) und aus elektromagnetisch betätigten Ventilen
    (72a,72b,74a,74b) bestehen, die dem Brenner (20) Gas und Luft in vorherbestimmten Volumen zuführen, um die auf das schmeltbare Material einwirkende Hitze zu regulieren.
    8β Einrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch programmierte elektrische Steuermittel (80) zum Bestimmen der Aufheizungszeit durch elektrisches Steuern der elektromagnetisch betätigten Ventile«
    5098 1 7/Ü854
    9β Einrichtung nach, einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zum Drehen des schmelzbaren Materials einen Motor (30) einschließen, der mit den genannten das Material aufnehmenden Mitteln (4-0-44) verkuppelt ist und das schmelzbare Material in bezug auf das Gehäuse (4) dreht.
    1Oe Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierten elektrischen Steuermittel (80,180,184, 190,192) den Motor (30) und das verschwenkende Mittel (50) so betätigen, dass das schmelzbare Material während mindestens eines Teile der Zeit, in der das Material gedreht wird, periodisch verschwenkt wird, um eine Durchwirbelung des schmelzbaren Materials zu bewirken, wobei das an den Seitenwandungen des das Material aufnehmenden Mittels haftende schmelzbare Material von der Schmelze aufgenommen wird, so dass nach dem späteren Abkühlen der Prob· eine homogen zusammengeschmolzene Erobe erzeugt wird.
    11. Verfahren unter Verwendung der Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche für die Erzeugung eines homogen zusammengeschmolzenen Materials, dadurch gekennzeichnet, dass
    (a) ein schmelzbares Material in ein dieses aufnehmende Mittel eingetragen wird, dass
    (b) das in dem genannten Mittel enthaltende Material während einer vorherbestimmten Zeitperiode auf eine vorgewählte und unter der Schmelztemperatur liegende Temperatur erhitzt wird, um eingeschlussene Luft und bei niedriger Temperatur flüchtige Stoffe auszutreiben, dass
    (c) das Material innerhalb einer vorherbestimmten Zeitperiode auf die Schmelztemperatur erhitzt wird, dass
    (d) das das Material enthaltende Mittel eine vorherbestimmte Zeit lang unter einem vorherbestimmten Kippwinkel gedreht wird, während zugleich das Material auf die Schmelztemperatur erhitzt wird, um die genannte Seitenwandung von schmelzbaren Material zu befreien, dass
    (e) das das Material enthaltende Mittel gedreht sowie bis zu einem vorherbestimmten Winkel verschwenkt und in
    509817/Ü854
    eine senkrechte Stellung zurückgeführt wird, während zugleich das Material auf die Schmelztemperatur erhitzt erhitzt, homogen gemischt und Gasblasen ausgetrieben wird (werden), und dass
    (f) das geschmolzene Material eine vorherbestimmte zeitlang auf eine oder mehrere vorherbestimmte Temperaturen abgekühlt wird.
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    ft.
    Le e rs e11 e
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