DE444005C - Elektrischer Ofen, bei dem der Beschickung Strom aus der Sekundaerwicklung eines Transformators zugefuehrt wird - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 13. MAI 1927

REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVi 444005 - KLASSE 21h GRUPPE 24

(S 70839 Vlll\2ih)

Scovill Manufacturing Company in Waterbury, Conn., V. St. A.

Elektrischer Ofen, bei dem der Beschickung Strom aus der Sekundärwicklung eines Transformators zugeführt wird.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19.JuIi 1925 ab.

Die Erfindung betrifft Einrichtungen bei elektrischen Öfen und bezweckt eine einfache, wirksame, wohlfeile und gedrängte Bauart zum Einstellen der Elektrode oder Elektroden zur Be-Schickung und das Aufrechterhalten solcher Stellung während der Arbeit.

Insbesondere soll nach der Erfindung bei elektrischen Öfen, in welchen der Beschickung durch die Elektrode oder Elektroden der Sekundärstrom eines Transformators zugeführt wird, die abstoßende Kraft, welche zwischen den primären und sekundären Strömen auftritt, auf die die

Elektrode tragenden Elemente einwirken und eine geeignete Einstellung der Elektrode oder Elektroden zur Beschickung herbeiführen und während der Arbeit aufrechterhalten. Die beifolgende Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung.

Abb. ι ist eine Ansicht mit teilweisemSchnitt und zeigt eine Ausführungsforrn zum Überwachen einer einzigen Elektrode, ίο Abb. 2 ist eine schematische Darstellung der Stromkreise bei Anpassung der Erfindung an einen Mehrphasenstromofen, z. B. einen solchen für Dreiphasenstrom.

Der Ofen ι erhält die Beschickung 2, und in den Ofen ist die Elektrode 3 eingeführt. Es ist bekannt, daß bei der Anwendung von zwei Stromträgern, deren Ströme in entgegengesetzten Richtungen fließen, und bei welchen jeder im magnetischen Felde des andern liegt, eine abstoßende Kraft auftritt, welche die Stromträger voneinander zu entfernen strebt. Nach vorliegender Erfindung wird dieses Prinzip ausgenutzt, um die geeignete Stellung einer oder mehrerer Elektroden eines elektrischen Ofens in bezug auf die Beschickung einzustellen und danach solche geeignete Stellung aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise werden die Elektroden befähigt, Strom während der Arbeit zu liefern, ohne daß unzulässige Schwankungen in der Stromabgabe auftreten. Bei der dargestellten Bauart wird ein Transformator mit dem Kern 4, der Primärspüle 5 und der Sekundärspule 6 benutzt. Die eine dieser Spulen ist beweglich, und zwar die sekundäre Spule. Die Verbindungen, durch welche die bewegliche Spule die Elektrode zu bewegen veranlaßt, und die Stromverbindungen können je nach der Art des verwendeten Ofens geändert werden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist eine wesentlich feste Stromverbindung 8 vorhanden, welche von der beweglichen Spule zu dem die Elektrode tragenden Verbindungsstück 9 führt. Diese sekundäre Spule 6 ist an dem Joch 10 angebracht, welches durch Verbindungsstangen 11 an das vorher erwähnte Verbindungsstück 9 angeschlossen ist. Dabei sind die gewöhnlichen Isolierbüchsen zwischen den Stangen und den Ansätzen verwendet. Diese Bauart hat den Vorteil, daß die Bewegung der Elektrode der Bewegung der Sekundärspule genau entspricht und ferner, daß sie die Benutzung der festen Verbindung 8 zwischen der Sekundärspule und dem Verbindungsstück 9 gestattet. Diese feste Verbindung bietet gewisse mechanische Vorzüge und drückt die elektrischen Verluste wesentlich herab.

Gewünschtenfalls kann das Gewicht der beweglichen Elektrode und der mit ihr verbundenen Teile durch ein Gegengewicht teilweise ausgeglichen werden, Gegengewichtsseile 13 sind durch die Kolbenstange 26 bzw. 27 mit dem Joch 10 verbunden. Die Seile laufen über Rollen 14 und tragen die Gegengewichte 15. Die Rollen 14 sind in einem Träger 16 gelagert, der durch einen Schraubenbolzen 17 am oberen Ende des Transformatorkernes 4 befestigt ist.

Das ganze Bauwerk kann unmittelbar vom Ofen getragen werden, z. B. durch ein Gerüst 19, welches mit der unteren Seite der den Transformatorenkern und die primäre Spule 5 tragenden •Konsole verbolzt ist.

Wird der. Ofen beschickt, so ist die Elektrode angehoben, so daß sich die sekundäre Spule am oder nahe am oberen Teil des Transformatorkerns befindet. Nach dem Laden des Ofens wird der Strom auf die primäre Spule geschaltet. Die-Elektrode geht dann abwärts, bis sie die Ladung im Ofen berührt. Zu dieser Zeit beginnt der Strom in der sekundären Spule zu fließen. Wenn der Strom in der sekundären Spule zu fließen beginnt, wird die Spule abgestoßen und bewegt sich von der primären Spule weg. Diese Bewegung wird andauern, bis die Kraft der abstoßenden Wirkung zwischen den Spulen durch das Gewicht der Elektrode und der diese mit der Sekundärspule verbindenden Teile ausgeglichen ist. Dann wird die Elektrode richtig eingestellt sein, um der Beschickung Strom in einem Maße zu liefern, welches die Beschickung zum Schmelzen bringt.

Gewünschtenfalls können gewisse Hilfsvorrichtungen für die Kontrolle der Bewegung und beim Einstellen der Elektrode verwendet werden. Diese Hilfsvorrichtungen können bei ihrer Anwendung verschiedene Bauart haben. Bei dem Ausführungsbeispiel ist einPaar Zylinderai, 22 vorgesehen, welche von dem obenerwähnten Träger 16 getragen werden. Die unteren Enden der Zylinder 21, 22 stehen in offener Verbindung mit der Außenluft.

Das Rohr 28 geht vom oberen Ende des ZyHnders 21 und ein gleiches Rohr 29 vom oberen Ende des Zylinders 22 aus. Diebeiden Rohre28, 29 zweigen von einem Rohr 23 ab. In den Zylindern 21, 22 wirken Kolben 24, 25, und diese Kolben sitzen auf den obenerwähnten Kolbenstangen 26, 27, welche an das Joch 10 angeschlossen sind. Das Rohr 23 führt zu einer Ventilkammer 30 mit dem vom Ventil 32 überwachten : Einlaßrohr 31. -

Bei der als die beste betrachteten Ausführung wird dieses Ventil 32 elektrisch gesteuert. Die Ventilstange bildet den Kern eines Solenoids 34. Dieses ist durch einen Draht 35 an die Sekundärspule 6 angeschlossen und durch eine Leitung 36 mit der Beschickung verbunden. Ist kein Strom im Ofen, so wird das Ventil 32 normal durch sein eigenes Gewicht und das'Gewicht der Ventilstange 33 geschlossen gehalten. Ist jedoch Strom im Ofen, so fließt auch Strom durch das Solenoid und öffnet so das Ventil. Während der Zeit, wo die Elektrode sich abwärts bewegt, fließt Luft in die Zylinder 21, 22 durch, die Ein- '

laßrohre 28, 29, aber diese Rohre sind so bemessen, daß die durch sie hindurchgehende Luftmenge geringer ist als diejenige, die durch die Abwärtsbewegung der Kolben verdrängt wird. Wenn die Elektrode die Beschickung berührt, wird das Solenoid kurzgeschlossen und das Ventil 32 schließt sich. Zu dieser Zeit wird daher ein teilweises Vakuum in den Zylindern über den Kolben gehalten. Wächst der Strom aus irgendeinem Grunde in der Sekundärspule an, so daß die Elektrode dem Ofen zu viel Strom liefert, so nimmt die abstoßende Kraft zwischen den Spulen 5 tind 6 zu, und das hat zur Folge, daß die Elektrode sich von der Beschickung entfernt. Die beschriebene Anordnung der Luftzylinder erleichtert eine schnelle Bewegung wegen des Umstandes, daß die Druckluft über den Kolben geringer ist als der Atmosphärendruck unter den Kolben, so daß die Kolben eine geringe Neigung haben, die Elektrode und die damit verbundenen Teile anzuheben. Sobald jedoch die Elektrode von der Beschickung weg bewegt ist, wird der Strom im Stromkreise des Solenoids wieder hergestellt und das Ventil 32 geöffnet. Der Druck über den Kolben wird daher schnell Atmosphärendruck haben und die Kolben haben jetzt die Neigung, die Bewegung der Elektrode in der Aufwärtsrichtung zu hemmen.

Die Teile sind so bemessen, daß eine geeignete Beziehung zwischen der von den Spulen 5 und 6 entwickelten abstoßenden Wirkung und dem Gewicht der Elektrode und der damit verbundenen Teile besteht, so daß zu der Zeit, wo die abstoßende Kraft durch das Gewicht ausgeglichen ist, die Elektrode sich in der Stellung befindet, in der sie dem Ofen Strom in dem zum Schmelzen geeigneten Maße liefert.
Bisher ist die Erfindung in Verbindung mit einer einzelnen Elektrode beschrieben, aber die Bauart ist auch verwendbar für Öfen mit mehr als einer Elektrode, insbesondere für Öfen mit Dreiphasenstrom. Dabei können die Verbindungen in der aus Abb. 2 ersichtlichen Weise ausgeführt werden, bei welcher die Kerne der Transformatoren mit 40 und die primären Spulen mit 41 bezeichnet sind. Diese Spulen sind mit der Leitung durch die bekannte Dreieckschaltung verbunden. Von den Spulen 42 führt je eine Leitung 43 zu den Elektroden 45. Die anderen Enden der Sekundärspulen sind an die gemeinsame Leitung 44 angeschlossen. Die das Ventil steuernden Solenoide 47 sind einerseits an die Elektroden 45 und anderseits an die Beschickung angeschlossen. Wie aus der Zeichnung zu ersehen, sind die hier beschriebenen Verbindungen, so wie sie bei der einzelnen Elektrode angewendet worden sind, bei jeder der drei Elektroden benutzt. Die beschriebene Hilfssteuervorrichtung ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit einem Dreiphasenofen, weil die Abwärtsbewegung jeder Elektrode aufhört, sobald die Elektrode die Ladung berührt, als Folge des Kurzschlusses der das Ventil steuernden Solenoide. Das Eintauchen der Elektrode in die Beschickung ist daher vermieden und eine gleichmäßige Verteilung des Stromes zwischen den Elektroden erzielt.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Ofen, bei dem der Beschickung Strom aus der Sekundärwicklung eines Transformators zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der sekundären und der primären Spule auftretenden abstoßenden Kräfte die Elektrode oder Elektroden zur Beschickung einstellen und diese richtige Einstellung während des Betriebes aufrechterhalten.

2. Elektrischer Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Spule des Transformators beweglich ist.

3. Elektrischer Ofen nach Anspruch 1 und 2, bei welchem die primäre Spule (5) von einem auf den Ofen (1) angeordneten Gerüst (19) getragen wird, während die sekundäre Spule (6) von einem Joch (10) getragen wird, das durch Stangen (11) mit dem die Elektrode (3) tragenden Verbindungsstück (9) verbunden ist.

4. Elektrischer Ofen nach Anspruch 1 für Mehrphasenstrom, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Elektrode ein Transformator mit „iner beweglichen Spule vorgesehen ist.

5. Elektrischer Ofen nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine starre Verbindung zwischen der beweglichen Transformatorspule und der entsprechenden Elektrode.

6. Elektrischer Ofen nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen der Elektroden durch ein mit Gegengewichten versehenes Kolbensystem mit elektrisch gesteuertem Lufteinlaß gedämpft werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

SERUN. GEDRUCKT IN DER