DE883172C

DE883172C - Method for operating electromagnetically driven resting devices

Info

Publication number: DE883172C
Application number: DEH8611A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Koettnitz
Original assignee: Andreas Hofer Hochdruck Apparatebau GmbH
Current assignee: Andreas Hofer Hochdruck Apparatebau GmbH
Priority date: 1951-05-26
Filing date: 1951-05-26
Publication date: 1953-07-16

Description

Verfahren zum Betreiben elektromagnetisch angetriebener Rühreinrichtungen Im Patent 820 174 ist ein Verfahren zum Betreiben elektromagnetischer Rühreinrichtungen in geschlossenen. Druckgefäßen beschrieben, bei dem die Wicklungen von Solenoiden bzw. Magneten durch einen Nebenstromkreis vom Wechselstromnetz mit mittels Trockengleichrichter gleichgerichtetem Strom betrieben werden, wobei ein anderer Nebenstromkreis ein Quecksilberschaltorgan -betätigt. Der Bereich hinsichtlich geschalteter Stromstärken und bezüglich Schalthäufigkeit ist dabei durch die Lebensdauer von Ouecksilberschaltern begrenzt. Dieses Verfahren wird nun erfindungsgemäß wesentlich verbessert und vereinfacht, indem man dabei mit an sich bekannten gittergesteuerten Gasentladungsgefäßen, sogenannten Thyratrons, in Verbindung mit einem Streutransformator arbeitet und dadurch zugleich eine praktisch stromlose Abschaltung großer Leistungen und eine beliebige Schalthäufigkeit erreicht, während Gleichrichter anderer Art und Quecksilberschalter wegfallen. Bei der Durchführung des abgeänderten Verfahrens werden von den bisher verwendeten Teilen der kegulierwiderstand 6, Gleichrichter 7, Quecksilberschalten 8, Kondensatoren 9 und Solenoid io weggelassen, und dafür erfindungsgemäß die im. folgenden beschriebenen und in Abb. i schematisch gezeigten Teile eingesetzt.Method for operating electromagnetically driven stirring devices In the '820,174 patent there is a method of operating electromagnetic stirring devices in closed. Pressure vessels described in which the windings of solenoids or magnets through a branch circuit from the AC network with a dry rectifier rectified current are operated, with another branch circuit one Mercury switching element -actuated. The range in terms of switched currents and with regard to switching frequency is due to the service life of mercury switches limited. According to the invention, this method is now significantly improved and simplified, by doing this with grid-controlled gas discharge vessels known per se, so-called Thyratrons, in conjunction with a leakage transformer, works at the same time a practically currentless shutdown of large outputs and any switching frequency achieved, while rectifiers of other types and mercury switches are omitted. at the implementation of the modified procedure will be different from the parts previously used the conical resistor 6, rectifier 7, mercury switching 8th, Capacitors 9 and solenoid io omitted, and instead according to the invention the im. following parts described and shown schematically in Fig. i.

Ein Streutransformator 6 ist mit seiner Primärwicklung an das Wechselstromnetz angeschlossen. Seine Sekundärwicklung ist einerseits mit dem im Hauptpatent gezeigten Solenoid 5 bzw. einer Magnetwicklung verbunden, anderseits mit der Kathode eines Thyratrons 8, dessen Anode mit dem Solenoid 5 in Verbindung steht. Ein zweiter Transformator 7 ist mit seiner Primärwicklung parallel zur Primärwicklung des- Transformators 6 geschaltet bzw. mit dem Stromnetz direkt verbunden und trägt zwei Sekundärwicklungen. Die eine versorgt die Heizung der Kathode des Thyratrons 8 mit Strom, die andere erzeugt eine Gittersperrspannung zwischen Anode und Kathode des Thyratrons B. Ein Widerstand 9 verhindert den Kurzschluß im Steuerstromkreis, der durch den nock genbetätigten Federkontakt i i überbrückt werden kann, so daß die Gittersperrspannung aufgehoben und das Thyratron8 stromführend wird. Dann fließt ein gleichgerichteter Wechselstrom von der Selkundärwicklung des Streutransformators 6 über das Solenoid 5 durch das Thyratron 8 von der Anode zur Kathode und zur Sekundärwicklung des Streutransformators 6 zurück. Sobald der Federkontakt i i sich öffnet, entsteht wieder eine gleichphasige Gitterwechselspannung, und der Stromübergang zwischen Anode und Kathode im Thyratron 8 erlischt beim nächsten Nulldurchgang: Eine besondere Sperrgleichspannung erübrigt sich. Durch Anordnung von Kondensatoren io, eventuell in Verbindung mit Widerständen, kann zu hohen Stromspitzen im Solenoid bzw. im Magneten vorgebeugt werden. Durch das Arbeiten mit Transformatoren ist man nicht mehr an eine gegebene Spannung gebunden, und der Magnetstromkreis ist vom Netz elektrisch getrennt.A scatter transformer 6 is connected with its primary winding to the alternating current network connected. Its secondary winding is on the one hand with that shown in the main patent Solenoid 5 or a magnetic winding connected, on the other hand with the cathode of one Thyratrons 8, the anode of which is connected to the solenoid 5. A second transformer 7 has its primary winding parallel to the primary winding of the transformer 6 switched or directly connected to the power grid and has two secondary windings. One supplies the heating of the cathode of the thyratron 8 with electricity, the other generates a grid reverse voltage between the anode and cathode of the thyratron B. Ein Resistor 9 prevents the short circuit in the control circuit, which is genbetäteten by the cam Spring contact i i can be bridged so that the grid blocking voltage is canceled and the Thyratron8 is energized. Then a rectified alternating current flows from the secondary winding of the leakage transformer 6 via the solenoid 5 through the Thyratron 8 from the anode to the cathode and to the secondary winding of the leakage transformer 6 back. As soon as the spring contact i i opens, an in-phase one occurs again AC grid voltage, and the current transfer between anode and cathode in the thyratron 8 goes out at the next zero crossing: A special reverse DC voltage is not required themselves. By arranging capacitors io, possibly in connection with resistors, can prevent high current peaks in the solenoid or in the magnet. By working with transformers is no longer tied to a given voltage, and the magnetic circuit is electrically isolated from the mains.

Die Abänderung des Verfahrens nach dem Patent 820 174 beschränkt sich nicht auf die vorstehend beschriebene und in Abb. i wiedergegebene einfache Arbeitsweise, sondern umschließt erfindungsgemäß alle Möglichkeiten dieser Art, wovon einige wenige an Hand der Abb. 2 bis 5 nachstehend beschrieben. sind. Statt einer Einweggleichrichtung ist auch eine Zweiweggleichrichtung im Gegentakt anwendbar, wie Abb.2 zeigt. Ein Streutransformator 6 ist wieder mit seiner Primärwicklung an das Wechselstromnetz angeschlossen. Die Sekundärwicklung ist mit ihrem Enden jeweils an die Anode der beiden Thyratrons 8 angeschlossen, so daß in bekannter Weise je eine Halbwelle des hin und her schwingenden Wechselstroms gleichgerichtet und die mittlere Gleichstromspannung höher als bei der Einweggleichrichtung wird. In der Mitte der Sekundärwicklung ist die Rückleitung vom Solenoid 5 bzw. einer Magnetwicklung angeschlossen. Ein an das Netz oder parallel zu Transformator 6 angeschlossener Transformator 7 liefert den Heizstrom für die Kathoden der beiden Thyratrons 8, während -ein Transformator 18 .die Gittersperrspannung zwischen Gitter: und Kathoden der Thyratrons 8 erzeugt. Die Primärwicklung des Transformators. 18 ist einerseits direkt an das Wechselstromnetz angeschlossen, anderseits über einen nockenbetätigten Federkontakt i i mit dem Netz verbunden. Die Sekundärwicklung des Transformators i8 ist mit je einem Ende an die Steuer-Bitter der beiden Thyratrons 8 geführt, und die Mitte der Sekundärwicklung ist mit der von den Kathoden der beiden Thyratror7s 8 zum Solenoid 5 führenden Leitung verbunden, wodurch je ein Steuerstromkreis für die beiden Thyratrons 8 gebildet wird. Kondensatoren io, gegebenenfalls in Verbindung mit Widerständen, beseitigen zu hohe Stromspitzen im Solenoid 5. Die Schaltungsweise nach Abb. z läßt erkennen, daß bei geöffnetem Federkontakt z i die Thyratrons 8 keine Gittersperrspannung haben, daß also ständig ein gleichgerichteter Wechselstrom von der Sekundärwicklung des Transformators 6 über die Thyratrons 8 durch die Wicklung des Solenoi,ds 5 bzw. durch -eine Magnetwicklung zur Mitte der Sekundärwicklung des Transformators 6 fließt, der --erst durch jeweiliges Schließen .des Federkontakts i i und die dadurch mittels des Transformators 18 in den Thyratrons 8 auftretende Gitterspannung im Nulldurchgang erlischt. Die Schaltungen nach Abt: i und 2 unterscheiden sich daher nicht nur durch die. Einweg-und Zweiwegschaltung; sondern auch durch die Steuerung,, d. h. einmal durch die jeweilige B°-seitigung einer ständig vorhandenen Gittersperrspannurig für die Einschaltung des Solenoids beim Öffnen der Kontakte i i, das andere Mal durch die jeweilige Erzeugung einer Gittersperrspannung für Ausschaltung des Solenoids beim Schließen der Kontaktre i i.The modification of the method according to the patent 820 174 is not limited to the simple method of operation described above and shown in Fig. I, but according to the invention includes all possibilities of this type, of which a few are described below with reference to Figs. 2 to 5. are. Instead of a one-way rectification, a two-way rectification in push-pull can also be used, as Figure 2 shows. A scatter transformer 6 is again connected with its primary winding to the alternating current network. The ends of the secondary winding are connected to the anode of the two thyratons 8 so that, in a known manner, one half-wave of the alternating current oscillating back and forth is rectified and the mean direct current voltage is higher than in the case of one-way rectification. In the middle of the secondary winding, the return line from the solenoid 5 or a magnet winding is connected. A transformer 7 connected to the network or parallel to transformer 6 supplies the heating current for the cathodes of the two thyratons 8, while a transformer 18 generates the grid reverse voltage between the grid: and the cathodes of the thyratons 8. The primary winding of the transformer. 1 8 is on the one hand connected directly to the alternating current network, on the other hand connected to the network via a cam-actuated spring contact ii. The secondary winding of the transformer i8 is led at one end to the control bitter of the two thyratrons 8, and the middle of the secondary winding is connected to the line leading from the cathodes of the two thyrators 8 to the solenoid 5, whereby a control circuit for each of the two Thyratrons 8 is formed. Capacitors io, possibly in connection with resistors, eliminate excessively high current peaks in the solenoid 5. The circuit according to Fig Via the thyratron 8 through the winding of the Solenoi, ds 5 or through a magnetic winding to the center of the secondary winding of the transformer 6, which flows only through the respective closing of the spring contact ii and the resultant occurring in the thyratron 8 by means of the transformer 18 Grid voltage in the zero crossing goes out. The circuits according to Abt: i and 2 therefore differ not only in the. One-way and two-way switching; but also by the control, ie once by the respective B ° elimination of a constantly present grid locking voltage for the activation of the solenoid when opening the contacts ii, the other time by the respective generation of a grid locking voltage for switching off the solenoid when the contact area i i is closed .

Die Abb. 3 zeigt eine Zweiwegschaltung, bei der für die Gittersperrspannung Gleichspannung verwendet wird. Die Primärwicklung eines Streutransformatdrs 6 ist an das Wechselstromnetz angeschlossen, die Enden der Sekundärwicklung sind zu den Anoden zweier Thyratrons 8 geführt, von deren Kathoden aus ein bleichgerichteter Strom über die Wicklung des Solenoids 5 zur Mitte der Sekundärwicklung fließt, sobald die Gittersperrspannung in den Thyratrons 8 beseitigt wird. Ein Transformator 7 dient wieder zur Beheizun:g der Kathoden. Die Sekundärwicklung i9 eines Transformators, ein Gleichrichter 2o sowie ein Widerstand 9 und ein Kondensator 2i bilden mit den Gittern und Kathoden der Thyratrons 8 einen Steuerkreis, in welchem die gleichgerichtete Gittersperrspannungdurch Schließen des nockenbetätigten Federkontakts i i infolge Überbrückung beseitigt werden kann: Der Widerstand 9 verhindert dabei den Kurzschluß.Fig. 3 shows a two-way circuit for the grid blocking voltage DC voltage is used. The primary winding of a Streutransformatdrs 6 is connected to the AC mains, the ends of the secondary winding are to the Anodes of two thyratrons 8 out, from the cathodes of a bleaching direction Current flows through the winding of the solenoid 5 to the center of the secondary winding as soon as the grid reverse voltage in the thyratron 8 is eliminated. A transformer 7 is again used to heat the cathodes. The secondary winding i9 of a transformer, a rectifier 2o and a resistor 9 and a capacitor 2i form with the Grids and cathodes of the thyratron 8 have a control circuit in which the rectified Grid blocking voltage by closing the cam-actuated spring contact i i as a result of Bridging can be eliminated: The resistor 9 prevents the short circuit.

Das vorliegende Verfahren läßt sich erfindungsgemäß durch weitere zusätzliche elektromagnetische Organe und andere Schaltungsweisen z. B. so ausbauen, daß eine Regelung des Arbeitsstroms im Solenoid 5 oder in einer Magnetwicklung und damit die Änderung oder Könstanthaltung der Rührwirkung durch Phasenverschiebung erzielt wird. Dafür sind in den Abb. d. und 5 zwei von den vielen Durchführungsmöglichkeiten gezeigt. In Anlehnung an das Schaltbild der Abb. i zeigt Abb..I wieder einen Streutransformator 6, der hier auch ein norinaler Transformator sein könnte, einen zweiten Transformator 7 für die Kathodenheizung des Tliyratrons 8, ein Solenoid 5 bzw. eine Magnetwicklung und Kondensatoren io für die gleichen Zwecke wie bisher. Zwischen Gitter und Kathode des Thvratrons 8 ist ein an sich hclzanntes Phasendrehglied in Brückenschaltung angeordnet, welches aus der von einer Gleichstromquelle 22 über den R:eguli;erwid .erstarid -23 gespeisten Drosselspule 2-. und einem mit der Primärwicklung an das Netz angeschlossenen Transformators -#5 besteht, in dessen Sekundärstromkreis ein Regulierwiderstand 26 liegt. Eine Anzapfst:elle 27 der Sekundärwicklung des Transformators 25 ist mit dem Gitter des Tliyratrons8 verbunden. Die Phasenlage der Gitterw.echselspannung wird hauptsächlich durch die Größe der Induktivität der durch Gleichstrom vorinagnL-tisiertLn Drosselspule 2a_ bestimmt. Durch Regelung der Vortnagnetisi,erung mittels Widerstands -23 ändert sich die Induktiv ität der Drosselspule 24, somit auch die Phasenlage der wirksamen Gittcrsperrspannung. Infolgedessen tritt eine verlustlose Größenänderung des gleichgerichteten Stroms im Stromkreis des Solenoids 5 bzw. einer Magnetwicklung ein, die: durch Handhabung des Regelwiderstands 23 willkürlich einstellbar ist. ßeim Schließen des nockenbetätigten Federkontakts ii wird der besteli:ende Stromverlauf gestört, und es liegt als Gitte-rsperrspannung dann die zwischen den Klemmen 27 und 28 vorhandene Wechselspannung am Gitter des Thy ratrons 8, welche den Stromdurchfluß durch dieses beim nächsten Nulldurchgang unterbricht.The present process can be carried out according to the invention by further additional electromagnetic organs and other circuits z. B. expand so, that a regulation of the working current in the solenoid 5 or in a magnet winding and thus changing the stirring effect or keeping it constant by shifting the phase is achieved. For this, Fig. D. and 5 two of the many Implementation options shown. Based on the circuit diagram in Fig. I shows Fig..I again a scatter transformer 6, which here is also a normal transformer could be a second transformer 7 for the cathode heating of the Tliyratron 8, a solenoid 5 and a magnet winding and capacitors io for the same Purposes as before. Between the grid and the cathode of the Thvratron 8 there is a per se Hclzanntes phase shift member arranged in a bridge circuit, which consists of the one Direct current source 22 via the R: eguli; replied .erstarid -23 fed choke coil 2-. and a transformer connected to the mains with the primary winding - # 5 consists, in the secondary circuit of which there is a regulating resistor 26. One Tapped: Elle 27 of the secondary winding of the transformer 25 is connected to the grid of the Tliyratrons8 connected. The phase position of the alternating grid voltage is mainly by the size of the inductance of the inductor preinagnL-tisiertLn by direct current 2a_ determined. By regulating the vortex magnetization by means of a resistance -23 changes the inductivity of the choke coil 24, thus also the phase position of the effective Grid blocking voltage. As a result, there is a lossless resizing of the rectified Current in the circuit of the solenoid 5 or a magnet winding that: by handling of the rheostat 23 is arbitrarily adjustable. When closing the cam actuated With spring contact ii, the current flow that is ordered is disturbed, and it is present as a grid blocking voltage then the alternating voltage present between terminals 27 and 28 on the grid of the Thy ratrons 8, which the current flow through this at the next zero crossing interrupts.

Mit einer selbsttätigen Regelung der dem Solenoid 5 bzw. einer Rlagnetwiclaung zugeführten Stromstärke auf einen konstanten Mittelwert, also finit selbsttätig konstanter Rührwirkung, kann nach dein bisher beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß dann gearbeitet werden, wenn, wie Abb. 5 zeigt, die Versorgung der Drosselspule 2-. mit Gleichstrom mit dem vom Thyratron 8 selbst gleichgerichteten Strom erfolgt, wobei die Regelung der Phasenlage entsprechend der Einstellung der Regelwiderstände 23 und 26 selbsttätig ist.With an automatic control of the solenoid 5 or a Rlagnetwiclaung supplied current strength to a constant mean value, so finitely automatic constant stirring effect, according to the method described so far according to the invention then work when, as Fig. 5 shows, the supply to the choke coil 2-. with direct current with the current rectified by the Thyratron 8 itself, the regulation of the phase position according to the setting of the variable resistors 23 and 26 is automatic.

Außer den aufgeführten Schaltmöglichkeiten gibt es noch zahlreiche andere, und das Verfahren erfaßt erfindungsgemäß alle diese möglichen Schaltungen, und hinsichtlich der praktischen Durchführung können noch zusätzliche Organe, wie M'Herstä nde. Kondensatoren, Verzögerungsschalter, Spartransformatoren statt Streutransformatoren, anders gearteteThyratrons und anderes mehr. .dabei zur Anwendung kommen, ohne die Erfindung zu be-#ch ränl:en.In addition to the switching options listed, there are numerous others, and according to the invention the method covers all these possible circuits, and with regard to the practical implementation, additional organs, such as M'Herstä nde. Capacitors, delay switches, autotransformers instead of scatter transformers, different types of thyratrons and other things. .be used without the Invention to cheat.

ii

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for operating electromagnetically driven stirring devices in closed pressure vessels according to Patent 820 17.t., characterized in that the windings of solenoids. or magnets are operated from the alternating current network via secondary circuits with alternating current rectified by grid-controlled gas discharge vessels (thyratrons 8) in connection with a scatter transformer (6), the grid control being operated via a secondary circuit by a mechanically moved spring contact (TI), so that the The stirrer works independently of a given voltage and frequency and with a magnetic circuit that is electrically isolated from the mains with a variable number of strokes and variable lifting speed, while the phase shift is used to regulate the lifting force. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that the cathode heating transformer (7) with a second secondary winding is provided for the grid-controlled gas discharge vessel (thyratron, 8). Resistance (9) supplies the grid blocking voltage, so that when contact is made with the mechanically moved spring contact (i i) connected to the control grid and the cathode of the Thy ratron, the grid blocking voltage is canceled and the gas discharge vessel (thyratron 8) is energized. 3. Device for carrying out: the method according to claim i, characterized in that when using two grid-controlled, push-pull gas discharge: vessels (thyratrous, 8) in connection with a scatter transformer (6) the ends of the secondary winding of a control transformer (i8) are connected to the grids of the thyratron in such a way that when the primary winding of this transformer (i8) is switched on in the power supply by a mechanically actuated spring contact (ii) a grid reverse voltage occurs and the passage of current through the gas discharge vessels (thyratron 8) is interrupted. .a .. Device for carrying out the method according to claim i, characterized in that when using two grid-controlled, push-pull gas discharge vessels (thyratrons 8) one: secondary winding (i9) of the cathode heating transformer (7) via a dry rectifier (2o), one Capacitor (2i) and a resistor (9) connected between the cathode and grid of the thyratron and that the mechanically operated spring contact (ii) is connected to these cathodes and grid, so that when contact is made, the grid reverse voltage is canceled and the gas discharge vessels are live . 5. Apparatus for carrying out the method according to claim i, characterized in that, to regulate the strength of the working current in the solenoid (5) or in a magnet winding, a phase-rotating element known per se is arranged between the grid and the cathode of the gas discharge vessel, which consists essentially of a choke coil (2q :), a transformer (25) and variable resistors (23, 26), and that the direct current for the choke coil (2q.) either comes from a special direct current source (22) or the current rectified in the thyratron (8) itself, whereby in the latter case the regulation becomes automatic.