SE457621B - Foerfarande och anordning foer vaermning av dysa eller taerning - Google Patents

Description

457 621 z A d ' “ " - ~ u - a ~ u _ nor ningen utmarks sarskilt av att anordningar forefinns for forvarmning av dysan innan nämnda medium bringas i kontakt med densamma och/eller för värm- n'n d ' ' - ~ - I 9 av ysan atminstone periodvis under passage av medium genom dysan, vil- ka anordningar ar anordnade for utförande av nämnda värmning medelst mikrovå- gor, varvid nämnda dysa innefattar material uppvisande väsentlig f örlustfaktor vad avser mikrovågor, vilken värmning företrädesvis sker i syfte att undvika igensättning och liknande hos dysan till följd av temperatursänkning hos det dysan passerande mediet. edan beskrives uppfinningen i anslutning till utforingsexempel samt bifogade ritningar, där - fíg. l schematiskt, i samband med gjutning, visar en första utföringsform av en central del av en anordning enligt uppfinningen, där ett centralt, verti- kalt snitt visas, - fig. 2 schematiskt visar, tillika i samband med gjutning, en andra utförings- form av en central del av en anordning enligt uppfinningen, - fig. 3 schematiskt visar en tredje utföringsform av en anordning enligt upp- finningen sedd såsom en sidovy, - fig. 4 visar anordningen enligt fig. 3 sedd underifrån i fig. 3, samt - fig. 5 schematiskt visar en utföringsform av anordningen medelst vilken en dysa är avsedd att värmas från ett behållarkârls insida, där anordningen visas i ett centralt vertikalt snitt.

Vid den i fig. l visade anordningen betecknas med l en mikrovågsapplikator för värmning av en dysa 2, vilken innefattar dielektriskt material uppvisande väsent- lig förlustfaktor vad avser mikrovågor, vilket material således värms av mikro- vågor. Medelst applikatorn l är en mikrovågskavitet 3 utbildad.

I fig. l betecknas med Ä ett behållarkärls 5 öppning till vilken dysan 2 anslu- ter, varvid dysan är infogad i och härvid omges av ett keramiskt material 6, vilket företrädesvis uppvisar mycket ringa förlustfaktor, exempelvis ren Al203.

Lämpligt torde i många fall vara att delar av kaviteten är utbildade medelst metalliska partier 7, såsom partier 7 av ett metalliskt nät, exempelvis av pla- tinatrâd, infogade i, såsom ingjutna i, det dysan 2 omgivande keramiska mate- rialet. Vid den visade utföringsformen förefinns ett kaviteten 3 nedåt utvidgan- de metalliskt parti 8. Kompletterande partier 9 av isolertegel eller motsvarande torde i många fall erfordras för erhållande av ett lämpligt arrangemang.

Genom dysan 2 är, såsom tidigare angivits, ett värmt, i vätskefas eller vätske- fasliknande tillstånd sig befinnande medium l0, såsom en metallsmälta l0, exem- 3 457 621 pelvis en stålsmälta lü, avsedd att bringas passera såsom vid gjutning eller formníng.

Enligt föredragna utföringsformer är den för mikrovâgsvärmningen erforderliga kaviteten 3 anordnad så att värmning av dysan 2 kan ske både då metalliskt me- dium passerar genom dysan och då metalliskt medium i huvudsak ej Förefinns i dysan samt så att härvid olika svängningsmoder används vid förekomsten av me- tallískt medium resp. avsaknad av metalliskt medium.

Kaviteten 3 har ett väsentligen cirkulärt tvärsnitt i plan vínkelräta mot dy- sans längdriktning, d.v.s. mot den riktning i vilken dysans genomloppskanal 2' löper då dysan är anordnad på avsett sätt i kaviteten. Med ll betecknas en vä- sentligen radiellt till kaviteten inlöpande vågledare, företrädesvis med rek- tangulärt tvärsnitt, för tillförsel av mikrovågor. Föredraget är att nämnda ka- vitet är anordnad att svänga i en koaxíalmode, en första mode, då metalliskt medium förefinns i dysan och i en andra mode då metalliskt medium i huvudsak ej förefinns i dysan. Föredraget är härvid att kaviteten är anordnad så att nämn- da andra mode utgörs av en cylindrisk mode, företrädesvis en mode, såsom TM 010, vars resonansfrekvens är oberoende av kavitetens längd medan diametern bestäms av resonansfrekvensen. Tillika föredraget är att kaviteten har en längd, vilken väsentligen motsvarar halv våglängd hos de avsedda mikrovågorna. I vissa av de sålunda föredragna fallen bestäms således diametern och längden av de två sväng- nlngsmoderna var för sig. Enligt viss praxis skrives TM0l0 istället TMÛ10. Vid den i fig. 2 visade utföringsformen innefattar nämnda dysa 12 ett fritt utskjut- ande parti 13, vilket nedsticker från ett behållarkärls lå öppning lS. En appli- kator l6 är anordnad att utbilda en kavitet I7 med företrädesvis väsentligen cy- lindriskt tvärsnitt vinkelrätt mot riktningen, i vilken dyspartiet 13 utsticker, i vilken kavitet l7 dyspartiet insticker. Med 18 betecknas en vågledare motsvar- ande vågledaren ll i fig. l. Applikatorn etc. enligt fig. 2 är företrädesvis an- ordnad såsom applikatorn enligt fig. l vad avser svängningsmoder, d.v.s. så att dysan 2 kan värnes:oavsett om den genomlöps av metallisk smälta l9 eller mot- svarande eller ej.

Vid den i fig. 3 och Å visade utföringsformen är den av anordningen innefattade applikatorn 20 ej direkt ansluten till ett behållarkärl eller liknande. En me- delst applikatorn utbildad kavitet 21 rymmer en dysa 22 genom vilken medium av nämnt slag är avsett att bringas passera i exempelvis formande, såsom ytjämnande syfte, varvid nämnda medium kan förefinnas i form av ett långsträckt objekt 23, vilket antingen är homogent eller är rörformigt eller derplext med ett centralt 457 621 I* materialparti 23' såsom antyds i fig. l och 2. Enligt föredragna utföringsfor-' mer är applikatorn 20 liksom de tidigare, visade i fig. l och 2, beskrivna, an- ordnad vad avser svängningsmoder så att dysan 22 kan värmas oavsett om den genom- löps av metalliskt material eller ej. Med ZÄ betecknas tvenne med öppning 25 för- sedda gavelstycken och med 26 betecknas en väsentligen radiellt till kaviteten inlöpande vågledare för tillförsel av mikrovågor.

I fig. 5 visas en anordning för särskilt värmning av en dysa 27, vilken innefat- tar keramiskt material uppvisande väsentlig förlustfaktor samt avsett att värmas medelst mikrovågor. Kompletterande höljesanordningar innefattade av en väsentlig- en rörformig vågledare 28 för mikrovågor anordnad att nedföras i ett behållarkärl 29, såsom en skänk, samt att med ett ändpartí 30 ansluta till dysan 27 och här- vid med ändpartiet, enligt en utföringsform, medverka till utbildandet av en ka- vitet 31. vågledaren 28 kan, med hänsyn till temperaturpåverkan, på lämpligt sätt vara kyld, exempelvis vattenkyld, samt innefatta utvändigt, isolerande material.

Med 32 betecknas en mikrovågsgenerator ansluten till vågledarens övre parti 33.

Med Bü betecknas ett metalliskt lock. Dysan omges lämpligen av en tärningsdel 35, vilken är av ett material som i huvudsak ej värms av mikrovågor. Med 36 be- tecknas ett, lämpligen metalliskt, skydd mot mikrovågsläckage förefintligt under dysan. Utföringsformer kan också tänkas där vågledaren väsentligen med utformning enligt fig. 5 har antennverkan och medverkar till överföring av mikrovågor till dysan utan att för den skull medverka vid utbildandet av en kavitet.

Materialet i dysan, såsom 2, l2, 27 avsedd att värmas enligt uppfinningen, är valt i beroende av användningsområde.-Lämpligen används keramisk dysa i de fall metallsmälta, såsom flytande stål, skall passera genom dysan. Härvid innefattar dysan ett keramiskt material uppvisande hög förlustfaktor vad avser mikrovågor, såsom Zr02, varvid detta keramiska material företrädesvis utgör dysans kontakt- partier med smältan.

Dysan kan naturligtvis, för vissa andra tillämpningar innefatta eler bestå av annat dielektriskt material lämpat att mikrovågvärmas.

Förfarandet enligt uppfinningen liksom funktionen hos anordningen enligt upp- finningen torde till väsentlig del framgått ovan. Hedelst mikrovâgor direkt- värms således dysan före och/eller under det att värmt medium bringas passera dysan, varvid en synnerligen ändamålsenlig och flexibel värmning erhålles. Åtminstone för det fall att växling mellan värmningssituationer motsvarande att metall löper genom dysans genomloppskanal resp. att metall l huvudsak saknas i dysans genomloppskanal är betingelserna under vilka mikrovågsvärm- 457 621 ningen sker, vilka betingelser även innefattar utformningen av den för värm- ningen erforderliga mikrovågskaviteten, avpassade så att värmning kan ske vid båda typerna av värmningssituationer, varvid olika svängningsmoder an- vänds vid förekomsten av metalliskt medium resp. avsaknad av metalliskt me- dium. På så sätt kan utrustningen för mikrovågsvärmning utnyttjas för båda typerna av värmningssituationer, vilket är ett väsentligt framsteg jämfört med kända applikatorutformningar, vilka medger effektiv värmning under endast en av nämnda situationer.

Såsom torde framgått ovan erbjuder sålunda uppfinningen väsentliga fördelar.

Ovan har uppfinningen beskrivits i anslutning till några olika utföringsfor- mer. Naturligtvis kan fler utförlngsformer och mindre förändringar tänkas utan att uppfinningstanken därför frångås.

Sålunda kan inom ramen för den övergripande funktionen, d.v.s. materialets för- måga att värmas medelst mikrovågor, ett flertal material eller ingående kompo- nenter tänkas för nämnda dysor. Zr02 är ett exempel på lämpligt keramiskt ma- terial för keramisk dysa eller keramisk komponent för keramisk dysa.

Beträffande sammansättningen hos de keramiska material, vilka skall värmas medelst mikrovågor, kan sägas att mätningar visar att de flesta keramiska material med endast mindre förändringar vad avser sammansättning kan utnyttjas vid värmning enligt uppfinningen. Lämpliga material har visat sig vara keram- iska material på Zr02-bas eller Al203-bas kompletterade med annat/andra kera- miskt/-a material, såsom Mgü, Si02 samt Fe203.

Utomordentliga möjligheter föreligger att styra värmningen genom val av mate- rial med olika förlustfaktorer och genom blandning av olika, exempelvis keram- iska, komponenter. Härvid väljs material i dysan eller partier hos dysan.

Tillämpningsområdena för uppfinningen är naturligtvis, såsom torde framgått ovan, många. Dysan kan sålunda utgöras av ett formningsverktyg, exempelvis matris vid extrusion av metalliska material till profiler, såsom rörprofiler eller andra hålprofiler. Det kan också vara fråga om direktgjutning av tråd väsentligen enligt svenska patentet 8003h87-9, varvid värmning av dysan före- trädesvis sker både som förvärmning innan smälta anbringas samt som stödvärm- ning under gjutning för styrning av dystemperaturen, exempelvis i syfte att förhindra igensättning. l fig. l har en stabiliserande tråd l0' löpande ge- nom dysän markerats. Ytterligare område är, såsom torde framgått ovan, dys- värmning, både förvärmning och stödvärmning, vid gjutning mer allmänt, såsom? stränggjutning. 457 621 Tänkbara är tillämpningar där nämnda medium är exempelvis plastmaterial.

Uppfinningen är således ej begränsad till metallíska material, såsom stål.

Vid utföríngsformer enligt fig. 3, där utrymme föreligger mellan dysan och det utvändiga höljet bör, för det fall nämnda utrymme upptas av ett keramiskt material, detta uppvisa mycket låg förlustfaktor vad avser mikrovâgor.

Uppflnníngen skall således ej anses begränsad till ovan angivna utföringsfor- mer utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.

Claims (3)

1. 457 621 7 Patentkrav l. Förfarande för värmning av s.k. dysa, genom vilken ett värmt, i vätske- fas eller vätskefaslíknande tillstånd sig befinnande oorganiskt medium, så- som en metallsmälta, exempelvis en stålsmälta, är avsett att bringas att pas- sera, såsom vid gjutning eller formníng, k ä n n e t e c k n a t a v, att dysan (2,12,22,27) förvärms innan nämnda medium (1Û,19,23) bringas i kontakt med densamma och/eller värms åtminstone periodvis under passage av medium ge- nom dysan, vilken värmning sker medelst mikrovågor, varvid dysan innefattar' material uppvisande väsentlig förlustfaktor vad avser mikrovågor, vilken värmning företrädesvis sker i syfte att undvika igensättning och liknande hos dysan till följd av temperatursänkning hos det dysan passerande mediet.

2. Förfarande enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att materialet uppvisande hög förlustfaktor bringas att utgöras av ett keramiskt material, såsom Zr02.

3. Förfarande enl. krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att be- tingelserna, under vilka nämnda mikrovâgsvärmning sker, vilka betingelser innefattar utformningen av för värmningen erforderlig míkrovågskavitet (3, 17,21,3i) avpassas så att värmning av dysan kan ske både då metalliskt medi- um passerar genom dysan och då metalliskt medium i huvudsak ej förefinns i dysan, varvid olika svängningsmoder används vid förekomsten av metalliskt medium resp. avsaknad av metalliskt medium. Å. Förfarande enl. krav 3, k ä n n e t e c k n a t a_v, att nämnda be- tingelser avpassas så att nämnda kavitet svänger i en koaxialmode, en första mode, då metalliskt medium passerar genom dysan och i en andra mode då metal- iiskt medium i huvudsak ej förefinns i dysan. 5. Förfarande enl. krav H, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda andra mode utgörs av en cylindrisk mode, företrädesvis en mode, såsom TM D10, vars resonansfrekvens är oberoende av kavitetens längd. 6. Förfarande enl. krav 1, 2, 3, Å eller 5, k ä n n e t e c k n a t a v, att det dysan passerande mediet åtminstone periodvis bildar en komposit (23) med en fast metallisk kropp (iO') i form av en tråd eller liknande, vilken bringas att passera genom dysan. 457 621 7. Förfarande enl. krav i, 2, 3, Å, 5 eller 6, k ä a v, n n e t e c k n a t att dysan värms till viss övertemperatur, varvid nämnda medium värms under passagen genom dysan. 8. Förfarande enl. krav 1, 2, 3, Ä, 5, 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a t a v, att nämnda medium utgörs av smält Stål. .k. förlustfaktor avseende mikrovågor genom blandning av olika, i tillämpliga fall keramiska komponenter. Anordning för värmning av s.k. dysa, fas eller vätskefasliknande tillstånd sig b som en metallsmälta genom vilken ett värmt, i vätske- efinnande oorganiskt medium, så- , exempelvis en stålsmälta, är avsett att bringas passe- ra, såsom vid gjutníng eller Formning, k ordningar (l,il,l6,l8,20,26,28) 27) innan nämnda medium (10,19, ä n n e t e c k n a d a v, att an- förefinns för förvärmning av dysan (2,12,22, 23) bringas i kontakt med densamma och/eller mikrovågor, varvid nämnda dysa innefattar mater ial uppvisande väsentlig för- lustfaktor vad avser mikrovågor, vilken värmning företrädesvis sker i syfte ande hos dysan till följd av temperatursänk- ning hos det dysan passerande mediet. il. Anordning enl. krav 10, k ä n n'e t e c k n a d a v, att materialet s av ett keramiskt material, såsom Zr02. k ä n n e t e c k n a d a v, att en rovågskavitet (3,l7,2i) förefinns, ysan kan ske både då metalliskt medi- um passerar genom dysan och då metalliskt medium dysan, samt så att härvid olika svängnin uppvisande hög förlustfaktor utgör 12. Anordning enl. krav 10 eller ll, För mikrovågsvärmningen erforderlig mik vilken är anordnad så att värmning av d i huvudsak ej förefinns i gsmoder används vid förekomsten av metalliskt medium resp. avsaknad av metalliskt medium. 13. Anordning enl. krav 12, k ä n n e t e c k n a d a v, tet är anordnad att svänga i en koaxialmode, att nämnda kavi- en första mode, då metalliskt medium förefinns i dysan och i en andra mode då metalliskt medium i huvud- sak ej förefinns i dysan. 457 621 14. Anordning enl. krav 13, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda kavi- tet är anordnad så att nämnda andra mode utgörs av en cylindrisk mode, före- trädesvis en mode, såsom TM 010, vars resonansfrekvens är oberpende av kavi- tetens längd medan diametern bestäms av resonansfrekvensen. _' 15. Anordning enl. krav 10, 11, 12, 13 eller ih, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda dysa åtminstone till del är infogad i och härvid omges av ett keramiskt material (6), vilket företrädesvis uppvisar mycket ringa för- lustfaktor, varvid delar av kaviteten är utbildad medelst metalliska parti- er (7), såsom partier (7) av ett metalliskt nät, infogade i, såsom ingjutna i, det dysan omgivande keramiska materialet. 16. Anordning enl. krav 10, 11, 12, 13 eller 14, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda dysa innefattar ett fritt utstickande mynningsparti (13), vilket omges av en mikrovågskavitet (17). 17. Anordning enl. krav 10 eller 11, k ä n n e t e c k n a d a v, att en väsentligen rörformig vâgledare (28) för mikrovågor förefinns anordnad att, exempelvis genom att nedföras i ett en bottendysa (27) innefattande behål- larkärl (29), med ett ändparti (30) ansluta till dysan och antingen härvid 1 med ändpartíet (30) medverka till utbildandet av en för värmning av dysan erforderlig mikrovâgskavitet, varvid i tillämpliga fall partier skilda från vågledaren och förefintliga i anslutning till dysan kompletterar vågledaren vid utbildandet av nämnda kavitet, eller härvid utöva antennverkan och med- verka till överföring av mikrovågor till dysan. 18. Anordning enl. krav 10, 11, 12, 13, lå, 15, 16 eller 17, k ä nzn e - t e c k n a d a v, att det keramiska material, främst dysmaterial, vilket skall värmas medelst mlkrovågor, utgör ett keramiskt material på Zr02-bas eller Al2O3-bas kompletterat med annat/andra oxidiskt/-a material, såsom Hg0, Si02 samt Fe203.