FI76473C - Taetningssystem foer elektroder. - Google Patents

Description

76473

Elektrodien tiivistejärjestelmä

Keksinnön kohteena on erityisesti kontrolloidussa atmosfäärissä toimivaan sähköuuniin sovitettujen elektro-5 dien tiivistysjärjestelmä, joka käsittää jäähdytyselemen-tin, joka käsittää elektrodia ympäröivän renkaan, jossa on holkkitiivisteen osa, sekä elektrodia ympäröivän suojakuo-ren. Keksinnölle on tunnusomaista, että tiivistysjärjestelmä lisäksi käsittää elektrodin uuniin sisäänmenokohdan, 10 holkkitiivisteen kiristämän tiivisteen, joka holkkitiivis-te ympäröi elektrodia, elektrodia ympäröivän kammion, jossa vallitseva paine on korkeampi kuin ulkopuolisen atmosfäärin paine, ja jota rajoittaa erityisesti tiiviste, elektrodin runko, ainakin kahteen osaan jaettu metallirengas 15 sekä jäähdytyselementtiin kuuluva väliseinä, ja joka sijaitsee mainitun tiivisteen ja uunin sisäpuolen välissä, ja että suojakuori muodostuu putkimaisesta hylsystä, joka ympäröi elektrodia välimatkan päässä ja samankeskisesti, ja että rengas, joka ympäröi melkein kokonaan elektrodia 20 ja muodostuu ainakin kahdesta segmentistä sijaitsee elektrodin aktiivisen osan ja jäähdytyselementin välissä. Kontrolloidussa atmosfäärissä toimiva uuni on valmistettu edullisesti siten, että siinä on yksi ainoa kaasujen päästöput-ki, johon normaalisti asennetaan säädettävä sulkulaite esim. 25 läppä- tai lautasventtiili, jonka avulla painetta voidaan säätää uuniin sisäänpuhalletun kaasun virtaamasta ja su-latusaineiden kaasupäästöistä riippumatta.

Jotta tällainen uuni saadaan tiiviiksi kaasujenpääs-töputken ulkopuolella, sovelletaan normaalisti sellaista 30 ratkaisua, että asennetaan tiivis kello, joka peittää elektrodit kannatus- veto- ja syöttöjärjestelmineen ja tekee vaikeaksi klassisen elektrodinpitimen käytön.

Tällä ratkaisulla on se etu, että voidaan käyttää 0-rengasta. Haittana on kuitenkin se, että elektrodin kan-35 natus- ja vetojärjestelmän täytyy olla rakennettu siten, että se on hyvin kompakti rajoittaakseen kellon dimensiota.

2 76473 Tästä johtuen elektrodien kannatusjärjestelmän herkkien elementtien täytyy olla sovitettu elektrodien läheisyyteen ja niitä ei voida suojata tehokkaasti elektrodien luovuttamaa lämpöä vastaan.

5 US-patentissa 3 697 660 on kuvattu elastinen tii viste, joka lepää liikkuvien levysegmenttien päällä. Päällimmäisenä on yksinkertaisesti useita painoja. Kysymyksessä ei ole painesulku eikä tiiviste, joka ympäröisi elektrodia. Tunnetussa ratkaisussa käytetyt jäähdytys-10 elementit sijaitsevat vuorauksen ulkopuolella ja suojaa-vat kaasukammiota vuorauksesta tulevalta lämmöltä. Tällöin elektrodi ei voi olla tehokkaasti jäähdytetty, koska elementtejä ympäröi kahdelta puolelta kuuma vuoraus, joka on jopa lähempänä elektrodia kuin mainitut elementit. 15 US-patentin kaasukammiota ei voida tiivistää lähelle uunin sisäosaa, koska täytyy jättää riittävästi vapaata tilaa (elektrodin valmistusvälykset) elektrodin ja vuorauksen välille ja koska ei ole sovitettu sulkurengasta, joka olisi piukassa viivakosketuksessa elektrodin kanssa.

20 Sitäpaitsi US-patentin ratkaisussa tiivistäminen ei ole suotavaa.

Esitettävän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt haitat ja aikaansaada tiivistysjärjestelmä, jonka avulla uuni saadaan tiiviiksi sillä kohtaa, mis-25 sä elektrodit menevät sisään uuniin ja joka järjestelmä pystyy sopeutumaan elektrodeihin, joilla on korkea toleranssi ja joissa on selviä epäsäännöllisyyksiä.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisen järjestelmän ansiosta, joka käsittää sillä kohdalla uunia, 30 jossa elektrodit menevät sisään uuniin, korkeita lämpötiloja kestävän, edullisesti hiili- tai grafiittipohjäisen tiivisteen, jota kiristää elektrodia ympäröivä holkkitii-viste, elektrodia ympäröivän kammion, jossa pidetään korke- li 3 76473 ampi paine kuin uunin ulkopuolisen atmosfäärin paine ja kammio sijaitsee mainitun tiivisteen ja uunin sisäisen volyymin välissä, ja jäähdytyslaitteiston,joka ympäröi ainakin osittain mainittua kammiota, elektrodia ja tiivistettä.

5 Esitettävän keksinnön mukaisen aikaansaadun ratkaisun suurin etu on se seikka, että elektrodit voidaan korvata nopeasti kuumassa vahingoittamatta elektrodien vetojärjes-telmän mekaanisia elementtejä. Näiden elementtien ja elektrodien välimatka voi vastata etäisyyttä, joka on usei-10 ta kertoja elektrodin läpimitta.

Lisäksi on se mahdollisuus, että elektrodeja voidaan pitää klassisen mallin mukaisessa elektrodin pidinvar-ressa, mikä on käytännöllisesti katsoen mahdotonta tunnetuissa järjestelmissä.

15 Silloin kun elektrodeja vaihdetaan, uunin tuotannon pysähdysaika on minimaalinen, koska elektrodit voidaan vetää takaisin välttämättömillä minimitoimenpiteillä ilman, että pitäisi odottaa, että ne jäähtyvät, jotta elektrodit vapautuvat puristuksesta ja liitoksesta siinä kohdassa, 20 missä ne menevät uuniin sisään.

Keksintö kuvataan yksityiskohtaisesti kuviossa 1, jossa esitetään yksi mahdollisista suoritustavoista.

Elektrodi 1 on esitetty siinä kohdassa, jossa se menee uuniin sisään. Uuni on saatu tiiviiski tässä kohdas-25 sa sovittamalla sopiva tiiviste 2, jota pitää paikallaan holkkitiiviste, joka on muodostunut elementeistä 3, 4 ja 5. Tiiviste 2 muodostuu ko. tapauksessa kahdesta hiilikuitu-renkaasta, joissa on limittäisliitos. Tiivistysholkki on kiristetty pulteilla 6. Tiivistysholkin osa 5 sijaitsee 30 jäähdytysrenkaassa 7. Näiden kahden elementin välinen tiiviys varmistuu yhdellä tai kahdella 0-renkaalla, viite 8 kuviossa 1.

Tiivistysholkki on kiinnitetty jäähdytysrenkaaseen 7 kiilloilla 9, jotka kulkevat tukiakseleiden 10 läpi.

35 Itse jäähdytysrengas 7 on sovitettu eristävälle renkaalle 11. Sitä pitävät paikallaan pultit 12, jotka on 4 76473 eristetty sähköisesti eristävillä holkeilla 13. Nämä pultit 12 liittävät elektrodirenkaat levyyn 14, joka on edullisesti terästä ja joka muodostaa eristävän väliseinän uunin atmosfäärin ja vapaan ilman välille. Näiden kahden viimeksi 5 kuvatun renkaan tiiviys aikaansaadaan myös O-renkailla, jotka on merkitty viitteellä 15. Metallilevy 14 on suojattu uunin kuumuutta vastaan edullisesti keramiikkamatolla 16.

Keksinnön edullisen toteutusmallin mukaan neliosainen metallirengas 17 on sovitettu tiivistysholkin muodosta-10 vien elementtien 3, 4 ja 5 alapuolelle. Sen tarkoituksena on toimia minimitiivisteenä tilan 18 ja uunin sisäosan välillä. Tilan 18 tehtävä on toimia sulkukammiona, joka pidetään edullisesti paineen alaisena ruiskuttamalla inertti -kaasua (kuten typpeä) aukon 19 kautta kuten kuvion 1 mu-15 kaisessa tapauksessa.

Samoin silloin kun tiiviste ei muodosta täysin tiivistä liitosta, ilman tunkeutuminen uuniin voidaan välttää käytännöllisesti katsoen niin kauan kuin sulkukammion paine on korkeampi kuin uunin ulkopuolisen atmosfäärin paine. 20 Reagoimaton kaasu, joka on kontaktissa holkkitiivisteen kanssa eliminoi hapettumisen ylikuumentuneen elektrodin läsnäollessa.

Elektrodin lämpötilan rajoittamiseksi holkkitiivisteen tasolla, on edullista sovittaa jäähtynyt suojakuori 25 elektrodin ympärille. Tämä suojakuori on edullisesti sylin terin muotoinen ja samankeskinen elektrodin kanssa. Tässä tapauksessa se muodostuu kahdesta sylinterimäisestä ja samankeskisestä hoikista, joiden keskellä kulkee kierukka', jonka tehtävänä on ohjata putken 12 tuomaa ja putken 22 30 poiskuljettamaa jäähdytysvettä.

Esitettävän keksinnön edullisessa versiossa elektrodin ympärillä oleva kolmas rengas 23 suojaa ylempiä renkaita uunin sisältä tulevaa säteilyä vastaan. Tämä rengas 23 muodostuu useasta segmentistä 24, tässä tapauksessa kuudesta, 35 jotka pyörähtävät akselin 25 ympäri, johon akseliin ne on tuettu. Kunkin segmentin painopiste on kauempana elektro-

II

5 76473 din akselista kuin sen kallistusakseli jotta se työntyisi elektrodia kohti omalla painollaan.

Tämän ratkaisun etu on se, että nämä segmentit voivat seurata paremmin elektrodin muotoa estämättä sen pientä 5 poikkeamaa linjasta.

Estääksemme kuitenkin sen, että teoreettiseen akseliin nähden hieman vinoonsovitettu elektrodi ei pääse kontaktiin näiden uunin osien kanssa,joiden tarkoituksena ei ole ohjata sitä tai pitää sitä paikallaan, on edullista 10 sovittaa säpit 27, jotka rajoittavat segmenttien 24 kallistuskulmaa. Elektrodi pysyy siten paikallaan toisaaltä elektrodinkannatinvarrella ja toisaalta renkaalla 23 siten että elektrodin todellisen ja -teoreettisen akselin välinen kulma ei voi ylittää määrättyä maksimiarvoa.

15 Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun uuni on pyörivä so. silloin kun elektrodin teoreettinen akseli ei ole aina pystysuora.

Ylhäällä hyvin ohjatun elektrodinvarren kanssa ja alhaalla renkaan 23 kanssa onnistutaan todella rajoitta-20 maan elektrodin sivuliikettä tiivisteen sisäpuolella, ja tämän tarkoituksena on taata elektrodin tehokkuus ja vähentää elektrodin pystyliikkeestä johtuvaa kulumista.

Keksinnön mukaisen edullisen version mukaan renkaat 3, 4 ja 5, jotka muodostavat holkkitiivisteen, on kukin 25 jaettu kahteen samansuuruiseen osaan elektrodin akselin suunnassa. Ne sovitetaan kuitenkin siten, että poikkileikkauksen akseli siirtyy renkaasta toiseen, mikä aiheuttaa sen, että pulttien 6 avulla yhteen liitetty holkkitiiviste muodostaa käytännöllisesti katsoen jäykän kokonaisuuden.

30 Soveltamalla tällaista holkkitiivistettä, elementit 2, 3, 4 ja 5 voidaan irrottaa käytetystä elektrodista ilman, että niitä pitäisi liuottaa elektrodia pitkin niiden irrottamiseksi,mistä on käytännössä todellista etua.

Claims (7)

1. Erityisesti kontrolloidussa atmosfäärissä toimivaan sähköuuniin sovitettujen elektrodien tiivistysjärjes- 5 teinä, joka käsittää jäähdystyselementin, joka käsittää elektrodia ympäröivän renkaan (7), jossa on holkkitiivis-teen osa (5), sekä elektrodia ympäröivän suojakuoren (20), tunnettu siitä, että tiivistysjärjestelmä lisäksi käsittää elektrodin (1) uuniin sisäänmenokohdan, holkki-10 tiivisteen (3,4,5) kiristämän tiivisteen (2), joka holkki-tiiviste ympäröi elektrodia (1), elektrodia (1) ympäröivän kammion (18), jossa vallitseva paine on korkeampi kuin ulkopuolisen atmosfäärin paine, ja jota rajoittaa erityisesti tiiviste (2), elektrodin (1) runko, ainakin kahteen osaan 15 jaettu metallirengas (17) sekä jäähdytyselementtiin kuuluva väliseinä, ja joka sijaitsee mainitun tiivisteen ja uunin sisäpuolen välissä, ja että suojakuori (20) muodostuu putkimaisesta hylsystä, joka ympäröi elektrodia välimatkan päässä ja samankeskisesti, ja että rengas (23), joka ympä-20 röi melkein kokonaan elektrodia (1) ja muodostuu ainakin kahdesta segmentistä (24) sijaitsee elektrodin (1) aktiivisen osan ja jäähdytyselementin välissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistysjärjestelmä, tunnettu siitä, että tiiviste (2) muodostuu 25 kahdesta päällekkäin asetetusta renkaasta, jotka painautuvat elektrodia (1) vasten.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tiivistysjärjestelmä, tunnettu siitä, että tiiviste 2 on hiili-tai grafiittikuitupohjainen.

4. Patenttivaatimuksien 1-3 mukainen tiivistysjärjes telmä, tunnettu siitä, että holkkitiiviste muodostuu renkaista (3,4,5), joista kukin on jaettu kahteen, edullisesti samansuuruiseen osaan.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistysjärjes-35 telmä, tunnettu siitä, että suojakuoren (20) sisälle on sovitettu kierukka, jonka tehtävänä on ohjata jäähdy-tysvirtaa, ja että se sijaitsee mainitun kammion (18) ja 7 76473 elektrodin (1) aktiivisen osan välissä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tiivistysjärjestelmä, tunnettu siitä, että kukin segmentti (24) voi pyörähtää akselin ympäri ja jokaisen painopiste eroaa kal- 5 listusakselista siten, että segmenttien (24) painopiste on kauempana elektrodin (1) teoreettisesta akselista kuin mainittu kallistusakseli.

6 76473

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen tiivistysjärjestelmä, tunnettu siitä, että se käsitttää säpit (27), 10 joiden tarkoituksena on rajoittaa segmenttien (24) kallistuskulmaa . 76473