Przedmiotem niniejszego wynalazku jest piec indukcyjny, sluzacy do samoczynnego utrzymywania stalej temperatury przed¬ miotów ogrzewanych lub mulfli pieca, za¬ wierajacej przedmioty ogrzewane.Przedmioty ogrzewane lub metalowa ogrzewana mufla zostaje umieszczona w zmiennem polu magnetycznem, (które w tych przedmiotach Mb w mufli wywoluje prady indukcyjne, powodujace wzrost temperatury.Powstale prady indukcyjne sa tern sil¬ niejsze, im metal przedmiotu lub mufli po¬ siada silniejsze wlasnosci magnetyczne. Po¬ za tern duze ilosci ciepla wywiazuja sie w przedmiocie lub mufli wskutek histerezy, zwlaszcza gdy materjal, z którego wykona¬ ny jest przedmiot lub mufla, posiada wyso¬ ki spólczynnik histerezy.W tym celu, zgodnie z niniejszym wy¬ nalazkiem, stosuje sie mufle z metalu lub stopu magnetycznego, zatracajacego sku¬ teczne wlasciwosci magnetyczne przy tem¬ peraturze, która jest "od danego pieca wy¬ magana. Prad zasilajacy jest regulowany w ten sposób, aby ilosci ciepla, wywiazuja¬ ce sie w mufli, które sa wieksze od strat na promieniowanie, jezeli temperatura mufli jest nizsza od temperatury, odpowiadajacej zanikowi wlasciwosci magnetycznych ma- terjalu mufli, byly mniejsze od tych strat w chwili osiagniecia tej ostatniej tempera¬ tury.W tych warunkach zachodzi nastepujace zjawisko.Pod wplywem zmiennego pola magne¬ tycznego temperatura mufli wzrasta naglewskutek pradów wirowych oraz wskutek histere^y. Wzrost temperatury jest tern zinacznicfszy^ inx materjal mufli jest bar¬ dziej" magnetycznie przenikliwy oraz im wyzszy^ posiada spólczynnik histerezy.Z chwila, gdy temperatura materjalu mufli osiaga punkt przemiany magnetycz¬ nej, przenikliwosc magnetyczna oraz histe- reza stopniowo zmniejszaja sie, wskutek czego maleje równiez ilosc ciepla, wywia¬ zujacego sie w mufli. W pewnej chwili ta ilosc ciepla staje sie równa stratom na pro¬ mieniowanie i od tej chwili temperatura mufli ustala sie.Jezeli z jakiegokolwiek powodu straty cieplne mufli zwiekszaja sie, wówczas tem¬ peratura jej obniza sie,. Wskutek tego wlasciwosci magnetyczne tworzywa mu¬ fli powracaja, ilosc wytwarzanego cie¬ pla wzrasta i równowaga pomiedzy cie¬ plem wypromiieniowanem a uzyskanem przez mufle ustala sie samoczynnie. Od¬ wrotne zjawisko zachodzi, gdy! straty ciepl¬ ne mufli zmniejszaja sie. Doswiadczenie wykazuje, iz mufla zachowuje temperature, odpowiadajaca zanikowi wlasciwosci ma¬ gnetycznych jej materjalu.Zaleznie od wysokosci stalej tempera¬ tury, w jakiej nalezy utrzymywac mufle, stosuje sie rózne metale magnetyczne do j«ej wyrobu, np. zelazo, kobalt, nikiel lub ich stopy.Jest rzecza jasna, ze poczynajac od po¬ czatkowej stalej temjperatury mufli, uzy¬ skanej w powyzszy sposób, mozna ja zwiek¬ szac lub zmniejszac, zmieniajac czestotli¬ wosc lub natezenie pradu indukujacego po¬ za granice mocy, odpowiadajacej samoczyn¬ nemu regulowaniu sie temperatury; poczat¬ kowa stala temperatury jest punktem nie¬ zmiennym, sluzacym do kazdorazowego ce¬ chowania temperatur.Przy zmniejszaniu temperatury mufli powstaja pewne trudnosci, gdyz powrót metalu do stanu magnetycznego wymaga bardzo trudnego regulowania pradu indu¬ kujacego. W celu unikniecia tej niedogod¬ nosci uzywa sie w tym przypadku metali, które przy oziebianiu odzyskuja swoje wla¬ sciwosci magnetyczne w temperaturze niz¬ szej od tej, w której traca magnetyzm przy ogrzewaniu. Dzieki temu mozna spowodo¬ wac bez trudnosci spadek tempetattiry az do temperatury, przy której powracaja wlai- sciwosci magnetyczne.Powierzchniowemu utlenianiu metalu mufli mozna bez trudnosci zapobiec, pdkry- wajac jej powierzchnie warstwa metalu, nieutleniajacego sie przy stosowanych tem¬ peraturach (kobalt, chrom, nikiel i t. d.), lub warstwa innego odpowiedniego materja¬ lu.Piec indukcyjny wedlug wynalazku na¬ daje sie do rozmaitych procesów cieplnych, sluzacych do traktowania metali lub sto¬ pów (utwardzanie, zarzenie, odpuszczanie i t. d.) oraz do ogrzewania substancyj che¬ micznych (reakcje w stalej temperaturze, destylacje zwykle lub frakcjonowane, to¬ pienie, wrzenie, parowanie i t. d.).Wszystkie powyzej opisane szczególy utrzymywania stalej temperatury mufli pie¬ ca mozna oczywiscie zastosowac równiez do utrzymywania stalej temperatury przed¬ miotu metalowego, umieszczonego bezpo¬ srednio np. w zmiennem polu magnetycz- nem. Przedmiot ten, jiak to podano w przy¬ padku mufli, musi byc z metalu magnetycz¬ nego, którego temperatura zaniku wlasci¬ wosci magnetycznych jest równa stalej tem¬ peraturze, w jakiej mai byc utrzymywany dany przedmiot.Na rysunku przedstawiono schematycz¬ nie dwa przyklady wykonania pieca induk¬ cyjnego wedlug wynalazku; fig. 1 przed¬ stawia przekrój osiowy pieca; fig. 2 — wi¬ dok zgóry po usunieciu pokrywy; fig. 3 — przekrój osiowy pieca w innej postaci wy¬ konania, fig. 4—8 — krzywe temperatury pieców wedlug przykladów wykonania.Na fig. 1 i 2 cyfra 1 oznacza mufle o ksztalcie np. cylindrycznym, wykonana z — 2 —materjalu magnetycznego o wysokim spól- czytoniku histerezy.Mufla / jest umieszczona wewnatrz u- zwojenia 2 i jest oddzielona' od niego ciepl¬ na ogniotrwala izolacja 3, której warstwa ipowinna byc mozliwie cieinka w celu uzy¬ skania dobrego spólczynnika wydajnosci.Calosc jest ziamknieta ogniotrwala pokry¬ wa 4.Przewód, tworzacy uzwojenie 2, jest wykonany z metalu o dobrem przewodnic¬ twie i posiada przekrój prostokatny. Uzwo¬ jenie 2 jest wlaczone w obwód pradu zmien¬ nego 5. Cienka warstwa materjalu izola¬ cyjnego 6 (mika lub materjal podobny) jest •umieszczona pomiedzy! kolejnemi zwojami solenoidu. Zimny plynf krazacy wewnatrz kanalu 7, wydrazonego w przewodzie, two¬ rzacym uzwojenie, umozliwia chlodzenie u- zwojenia.Podlegajace nagrzewaniu przedmioty lub materjaly A sa umieszczane wewnatrz mu¬ fli /.Piec, przedstawiony na fig. 1 i 2 jako przyklad wykonania, zawiera mufle, wyko¬ nana ze stali wolframowej, o wysokosci 200 mm, o srednicy wewnetrznej 70 mim i srednicy zewnetrznej 100 mm; temperatura calkowitego zaniku) wlasciwosci magnetycz¬ nych wynosi okolo 765°C.Izolacja termiczna tego pieca jest taka, iz przy temperaturze mufli okolo 765°C straty cieplne przez ochladzanie odpowia¬ daja mocy 550 watów.Uzwojenie pieca posiada wysokosc 250 mm i srednice 150 mm i jest wykonane z przewodu prostokatnego o grubosci 10 mm i szerokosbi 35 mm.Do wytwarzania zmiennego pola ma¬ gnetycznego zastosowany jest prad o cze¬ stotliwosci przemyslowej, n(p. 50 okresów i stalem napieciu 12,8 wolta.Jak widac z fig. 4, przedstawiajacej krzywa zaleznosci temperatury mufli od natezenia pradu wzbudzajacego, natezenie poczatkowe pradu, wynoszace 340 ampe- rów, pozostaje stalem, az do chwili, gdy mufla osiagnie temperature okolo 735°C, co odpowiada poczatkowi przemiany magne¬ tycznej jej materjalu. Jak widac z fig. 5, przedstawiajacej krzywa zaleznosci tempe¬ ratury mulfli od zuzytej mocy w watach, moc zuzyta zmniejsza sie w tym czasie z 1200 watów prawie do 960 watów.Przy powyzszej temperaturze natezenie pradu zaczyna wzrastac raptownie, a moc w watach, zuzyta w muflit zaczyna spadac równiez gwaltownie az do chwili, gdy tem¬ peratura mufli osiagnie stala wartosc 7600|C, co nastepuje, jak to widac z fig. 6, po 90 min ogrzewania i odpowiada mocy pobranej okolo 550 watów.Nalezy zaznaczyc, ze wskutek nieznacz¬ nego nachylenia! odcinka C—D krzywej na fig. 5 wzgledem jej osi rzednych duzym zmianom mocy odpowiada bardzo mala zmiana temperatury (kilka stopni na 100 watów). Gdy warunki równowagi zmienia¬ ja sie, mp. gdy straty cieplne przy ochlodze¬ niu zmniejszaja isie luib zwiekszaja wskutek zmiany cieplnej izolacji pieca, wówczas u- stala sie samoczynnie nowa równowaga po¬ nizej lub powyzej 550 watów, przyczem temperatura mufli zmienia sie jedynie o kitka stopni ponizej lub powyzej1 poprzed¬ niej temperatury równowagi 760°C, ponie¬ waz cieplo, dostarczane muifli, wyrównywa zawsze straty.Jest rzecza jasna, ze przy stosowaniu napiecia 17,5 wolta zamiast 12,8 wolta moc, zuzyta w muflir wynosi na poczafflcu 2440 watów (krzywe na fig. 7 i 8 analogiczne do krzywych na fig. 5 i 6) i spada do 500 wa¬ tów przy tem(peraltairze rówiuowagSt, wyno¬ szacej 765 do 770°C, to znaczy wyzszej o mniej1 niz 10° od poprzedniej; czas ogrze¬ wania nie przekracza 40 minut. W tym przypadku, zarówno jak i w poprzednim, sa¬ moczynne regulowanie sie zachodzi w wa¬ skich granicach temperatury przy duzych zmianach mocy.Mozna uzyskac samoczynne regulowanie — 3 —sie w jeszcze bardziej waskich granicach temperatury, stosujac mufle z metalu lub stopu, w którym zanik wlasciwosci magne¬ tycznych nastepuje w jeszcze wezszych gra¬ nicach temperatury, niz to zachodzi przy stali wolframowej.Wi sposób powyzszy odbywa sie samo¬ czynna regulacja temperatury pomimo zmian malpiecia przy zastosowaniu mufli o danej grubosci, wykonanej z danego two¬ rzywa (stali wolframowej) i umieszczonej w polu magnetycznem, wytwarzanem pradem o stallej czestotliwosci (50 okresów). Przy stalem napieciu mozna zmieniac moc zu¬ zyta, zmieniajac grubosc mufli lub czesto¬ tliwosc pradu, wreszcie zmieniajac metal, albo stop, z którego wykonalna jest mufla, a wiec jej opornosc, przenikahuosc magnetycz¬ na i histereze.Jezeli w piecu o podanych powyzej cha¬ rakterystykach 'stosowac napiecie powyzej 17,5 wolta, to natezenie pradu w chwili o- siagnieda przez mufle tem|peratury 765°C przekracza1 850 amperów, moc, zuzyta w mufli (która stracila swe wlasciwosci ma¬ gnetyczne), jest wieksza od 550 watów, a temperatura mufli zamiast ustalic sie na wysokosci 765°C (temperatura, osiagnieta gwaltownie) powoli podnosi sie. W ten spo¬ sób postepuje sie zwlaszcza w przypadku utwardzania, jesli -ffjpuuikt- Curie", to jest temperatura zaniku wlasciwosci magne¬ tycznych mufli, zbiega sie z takiemiz punk¬ tami utwardzanych przedmiotów, umieszczo¬ nych wewnatrz. Ogrzewanie przerywa sie, gdy temperatura mufli podnosi sie o poza¬ dana wartosc ponad temperature, odpowia¬ dajaca zanikowi wlasciwosci magnetycznych tworzywa.W odmianie, przedstawionej na fig. 3, mufla sklada sie z pierscieni 8, wykonanych z metali lub magnetycznych stopów rozmai¬ tego rodzaju, przyczem (pierscienie te moga byc wzajemnie izolowane termicznie zapo- moca ogniotrwalych przekladek 9, i moga byc rozmaitej grubosci. Pbza tern urzadze¬ nie jest podobne do poprzedniego. Dzieki takiemu rozmieszczeniu kazdy poszczegól¬ ny pierscien mufli posiada dokladnie okre¬ slona temperature równowagi, jednakowa z temperatura punktu przemiany magnetycz¬ nej, dzieki czemu otrzymuje sie wzdluz calej mufli rózna temperature ogrzewania, nie zmieniajac uzwojenia pieca. PL