SE461761B - Elektrisk ljusbaaganordning - Google Patents

Description

461 .761 10 15 20 25 30 35 2 der, vilka är åtskilda från varandra medelst en bâgspalt eller bågsträcka, och en spole, som är anordnad inuti den negativa elektroden i närheten av denna elektrods arbetsyta, axiellt (koaxiellt) med elektroderna. I denna kända ljusbàganordning förflyttar sig ljusbâgen längs periferin (det yttre omrâdet) för den negativa elektrodens arbetsyta medelst ett olikformigt (inhomogent), av spolen alstrat magnetfält på ett sådant sätt, att läget för ljusbågen i bágspalten icke heller blir stabilt.

Ytterligare en annan ljusbâganordning är känd (jämför exempelvis det sovjeuqæka uppfinnarcertifikatet nr l 267 633), vilken innefattar tvâ cylindriska elektroder, vilka är anordnade axiellt med varandra på ett sådant sätt, att en bågspalt kvarlämnas mellan dessa, och ett organ, som är avsett att stabilisera ljusbågens läge i bágspalten och utgöres av en cylinderformad spole, som är anordnad runt om elektroderna axiellt med dessa i ett plan, som sträcker sig genom bágspaltens mittpunkt (centrum) vinkel- rätt mot elektrodernas centrumlinje. Spolen kvarhàller ljusbâgen vid elektrodernas centrumlinje. Dessutom inne- fattar denna kända ljusbàganordning ett organ, som är avsett för förflyttning av ljusbágen längs elektrodernas ytor och utgöres av minst tre strömledande (elektriskt ledande) stänger, vilka är anordnade kring elektroderna parallellt med elektrodernas centrumlinje och är belägna på lika avstånd från varandra.

Nackdelen med denna kända ljusbàganordning är en avsevärd energiförbrukning för kvarhállning av ljusbágen vid elektrodernas centrumlinje, vilket beror på att det inhomogena magnetfält, som alstras i bàgspalten medelst spolen, uppvisar en förhållandevis låg magnetisk medelfält- styrka och en låg gradient för fältstyrkeökningen i rikt- ning från elektrodernas centrumlinje till deras ytterområde.

För att effektivt kunna stabiliera ljusbågens läge erfordras därför en tämligen hög energiförbrukning för matning av spolen med elektrisk ström. För att kunna kvarhålla exempelvis en medelst likström alstrad ljusbâge med en 10 15 20 25 30 35 3 strömstyrka (arbetsström) av 20 A i närheten av centrum- linjen för elektroder med en diameter av 200 mm erfordras en elektrisk strömkälla med en effekt av minst 5 kW för matning av spolen.

Den andra nackdelen med den genom det sovjetryska uppfinnarcertifikatet nr 1 267 633 kända ljusbåganordningen är en avsevärd energiförbrukning för förflyttning av ljusbàgen längs elektrodytorna, vilket bestämmes av märkbara energiförluster vid elkrafttillförsel till de strömledande stängerna.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en elektrisk ljusbàganordning, som gör det möjligt att i bàgspalten alstra ett magnetfält med högre gradient för den magnetiska fältstyrkans ökning i riktning motelektrodernas ytterområde (periferi), varför energiförbrukningen för stabilisering av läget för ljusbàgen i bågspalten (bàgsträckan) kan minskas.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en elektrisk ljusbáganordning, som innefattar tvâ axiellt anordnade elektroder, vilka är skilda från varandra medelst en bágspalt, och ett organ, som är avsett att stabilisera läget för ljsubàgen i bágspalten och innefattar en cylinderformad, elektroderna omgivande spole, som är anordnad i ett mot elektrodernas centrumlinje vinkelrätt plan, varvid ljusbáganordningen enligt före- liggande uppfinning kännetecknas av att organet för stabili- sering av läget för ljusbågen i bágspalten dessutom inne- fattar ytterligare en cylinderformad, elektroderna omgivande spole, som är anordnad axiellt med den första spolen och är belägen på ett avstånd från denna. som är lika med minst bågspaltens tjocklek, vilka båda spolar är kopplade till en elektrisk strömkälla på ett sådant sätt, att strömmarna i en av spolarna är motsatt strömriktningen i en annan spole, under det att spelarnas läge i förhållande till ett plan, som går genom bägspaltens centrum vinkelrätt mot elektrodernas centrumlinje, är begränsat av tvâ änd- eller gränslägen, varvid i det ena ändläget spolarna 461 7.61 10 15 20 25 30 35 4 är anordnade symmetriskt i förhållande till nämnda plan, varvid i det andra ändläget ligger den ena spolen i planet, medan den andra spolen är förskjuten i riktning mot den negativa elektroden.

Genom att ljusbáganordningen enligt uppfinningen är försedd med tvâ cylindriska spolar, vilka är kopplade i motfas till varandra och är anordnade på det ovan be- skrivna sättet kan man i zonen för bàgspalten forma ett magnetfält, som uppvisar en ökad magnetisk medelfält- styrka, som ökar brantare i radiell riktning från spolarnas centrumlinje. Ett dylikt magnetfält uppvisar bättre egen- skaper med avseende på stabiliseringen av ljusbágens läge, varigenom energiförbrukningen för matning av spolarna med elektrisk ström kan minskas. Nämnda variationsgränser för spolarnas läge i förhållande till det plan, som går genom bàgspaltens centrum vinkelrätt mot elektrodernas centrumlinje, har bestämts genom försök.

En annan möjlig utföringsform av ljusbáganordningen enligt föreliggande uppfinning innefattar två axiellt anordnade elektroder, vilka är åtskilda från varandra medelst en bàgspalt, och ett stabiliseringsorgan, som är avsett att stabilisera läget för ljusbàgen i bàgspalten och innefattar en spole. Denna utföringsform av anordningen enligt uppfinningen kännetecknas av att organet för stabili- sering av läget för ljusbågen i bågspalten dessutom inne- fattar ytterligare minst en spole, varvid varje spole utgöres av en rektangelformad, längs en cylindrisk yta krökt ram, under det att spolarna är anordnade runt om elektroderna på ett sådant sätt, att spolarnas cirkelbàgfor- made sidor bildar två respektive cirkelbanor (omkretsar), vilkas mittpunkter ligger på en med elektrodernas centrum- linje parallell linje, varvid spolarna är kopplade till en elektrisk strömkälla på ett sådant sätt, att de strömmar, som flyter i de närliggande spolarnas närliggande raka sidor, är motriktade, medan längden av varje spoles raka sida är lika med minst bàgspaltens tjocklek och varje spoles läge i förhållande till det plan, som går genom 10 l5 20 25 30 35 461 761 5 bågspaltens centrum vinkelrätt mot elektrodernas centrum- linje är begränsat av tvâ ändlägen, varvid i det ena ändläget spolen är belägen symmetriskt i förhållande till nämnda plan, under det att i det andra ändläget spolen är förskjuten i riktning mot den negativa elektroden, medan spolens ena cirkelbågformade sida ligger i nämnda plan.

I denna utföringsform av ljusbàganordningen enligt föreliggande uppfinning bildar de rektangelformade spolar- nas cirkelbàgformade sidor två cylindriska spolar, vilka är åtskilda från varandra med ett avstånd, som är lika med längden av de rektangelformade spolarnas raka sidor.

De strömmar, som flyter i de rektangelformade spolarnas cirkelbågformade sidor i motsatta riktningar, inducerar ett magnetfält, vars magnetiska fältstyrkefördelning är analog med den magnetiska fältstyrkefördelningen hos magnetfältet, som alstras medelst den första utföringsformen av anordningen enligt uppfinningen, nämligen att magnetfäl- tet uppvisar dels ett mer markerat fältstyrkeminimum i riktning för centrumlinjen för den cylindriska yta, längs vilken spolarna är krökta, och dels en högre magnetisk medelfältstyrka. De båda utföringsformerna av den elekt- riska ljusbåganordningen enligt föreliggande uppfinning representerar därför ekvivalenta, sett från synpunkten av förbättringen av lägesstabiliteten hos ljusbágen i bågspalten, tekniska lösningar. Den andra utföringsformen av ljusbåganordningen enligt uppfinningen gör det möjligt att - en - utföra en extra (tillkommande) funktion, nämligen jämfört med den första utföringsformen av anordning- att man kan förflytta ljusbágen längs elektrodytorna, varvid energiförbrukningen för förflyttningen av ljus- bágen är lägre än respektive energiförbrukning~hos den kända, i det sovjetryska uppfinnarcertifikatet nr l 267 633 beskrivna anordningen av detta slag.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 schematiskt visar en första utföringsform av den elektriska ljusbàganord- 461 10 l5 20 25 30' 35 761 6 ningen enligt föreliggande uppfinning, fig 2 visar ett snitt längs linjen II-II i fig l, fig 3 schematiskt visar en andra utföringsform av ljusbáganordningen enligt före- liggande uppfinning, fig 4 visar ett snitt längs linjen IV-IV i fig 3 och fig 5 visar kurvor över fördelningen av den magnetiska fältstyrkemodulen i bågspalten, för ljusbáganordningen enligt föreliggande uppfinning, respek- tive för den kända anordningen av detta slag.

Den elektriska ljusbáganordningen enligt föreliggan- de uppfinning innefattar tvà cylindriska elektroder, dvs en positiv elektrod l (fig l) och en negativ elektrod 2.

Elektroderna l och 2 är axiellt anordnade i exempelvis en vakuumkammare 3 och är kopplade till en likströmskälla 4 via strömtillförande organ 5. Mellan elektrodernas l och 2 mot varandra vända ändytor finns en bágspalt eller båg- sträcka 6.

Dessutom innefattar ljusbàganordningen ett organ, som är avsett att stabilisera läget för en ljusbáge i bågspalten 6 och är uppbyggt av två identiska spolar 7 och 8, vilka är anordnade runt om elektroderna 2 resp l, exempelvis koaxiellt med dessa.

I det allmänna fallet är det icke obligatoriskt nödvändigt, att spolarna 7 och 8 är anordnade koaxiellt med elektroderna 2 respektive l. I det fall ljusbågen skall kvarhállas icke vid elektrodernas l och 2 centrum- linje utan i någon annan zon i bágspalten måste spolarnas 7 och 8 centrumlinje vara förskjuten ett motsvarande avstånd i förhållande till elektrodernas 2 resp 1 centrumlinje.

Vardera spolens 7, 8 diameter är avsevärt större än dess tjocklek och höjd. I detta fall är spolen från en synpunkt av formningen av ett inhomogent (olikformigt) magnetfältidentisk med ett lindningsvarv eller en härva, som genomflytes av elektrisk ström.

Spolarna 7 och 8 är kopplade till en lik- eller våxelströmkälla 9 så, att de i spolarna 7 och 8 flytande strömmarna är motriktade. De i fig 1 visade spolarna 7 och 8 är seriekopplade med varandra. Spolarna 7 och 8 10 15 20 25 30 35 »år ON _35 *J O! ...x 7 kan emellertid vara parallellkopplade med varandra, under det att vardera spolen 7, 8 dessutom kan vara kopplad till var sin individuella elektriska strömkälla. Det är i alla fall obligatoriskt nödvändigt, att spolarna är kopplade till strömkällan (eller till strömkällorna) på ett sådant sätt, att strömriktningen i den ena spolen är motsatt strömriktningen i den andra spolen. Det är just i detta fall, som det resulterande magnetfältet, som alstras genom växelverkan mellan de magnetiska, av spolarna 7 och 8 inducerade fälten, endast får den önskade magnetiska fältstyrkefördelningen.

Spolarna 7 och 8 är avsedda att kvarhållas pà kamma- rens 3 väggar, exempelvis genom friktion eller är alterna- tivt fästa på dessa på något annat lämpligt sätt.

Det minimala avståndet mellan spolarna 7 och 8 är lika med bågspaltens 6 tjocklek, att dylikt dimensions- förhållande erfordras för att hela ljusbågen skall kunna ligga i området (verkningsområdet) för det s k kvarhållan- de, av spolarna 7 och 8 alstrade magnetfältet. Om avståndet mellan spolarna 7 och 8 är mindre än bågspaltens 6 tjock- lek, kan vissa av ljusbágens avsnitt skjuta utanför verk- ningsgränserna för det kvarhållande magnetfältet, varför ljusbàgens förflyttning blir okontrollerad.

Det maximala avståndet mellan spolarna 7 och 8 bör väljas utgående från att man vid minsta möjliga energiför- brukning skall kunna alstra det magnetiska fält, som möjliggör effektiv kvarhållning av ljusbágen i den önskade zonen av bàgspalten 6.

För förflyttning av ljusbågen längs elektrodernas 1 och 2 ytor kan ljusbàganordningen vara försedd med ström- ledande stänger eller stavar 10 (fig 2), vilka är identiska med de som används i den i det amüetqfika uppfinnarcertifi- katet nr l 267 633 beskrivna ljusbåganordningen. Stängerna 10 är i omkretsriktningen anordnade kring elektroderna 1 och 2 och är belägna på lika avstånd från varandra. En elektrisk strömkälla, som är avsedd att mata stängerna 10 med elektrisk ström, och en styrenhet, som är avsedd 461761 10 15 20 25 30 35 8 att förinstâlla en förutbestämd rörelsebana för ljusbågen längs elektroderna 1 och 2, visas icke i fig 1 och 2, eftersom de icke har någonting med uppfinningens tanke att göra.

Spolarnas 7 och 8 läge längs elektrodernas 2 resp l centrumlinje är även valt utgående från att man i zonen för bågspalten 6 skall kunna alstra ett magnetfält med goda kvarhållande egenskaper. Man har genom försök kunnat konstatera, att detta villkor uppfylles, när spolarna 7 och 8 intar ett valfritt läge mellan två ändlägen, som bestämmes såsom följer. I det första ändläget är spolarna 7 och 8 anordnade symmetriskt i förhållande till ett plan ll, som går genom hågspaltens 6 centrum vinkelrätt mot elektro- dernas l och 2 centrumlinje, under det att i det andra ändläget den ena spolen, exempelvis 8, är anordnad i planet ll, varvid den andra spolen 7 är förskjuten i förhållande till spolen 8 i riktning mot den negativa elektroden 2. Planet ll visas i fig 1 medelst en streckad linje. Detta innebär med andra ord, att den ena spolen, exempelvis 8 är åtskild från planet ll åt hållet för den positiva elektroden 1 med ett avstånd, som varierar mellan 0 och L/2, där L är avståndet mellan spolarna 7 och 8, medan den andra spolen 7 är åtskild från planet ll åt hållet för den negativa elektroden 2 med ett avstånd varierande mellan L/2 och L. I det fall spolarna 7 och 8 intar något annat läge i förhållande till planet ll förlorar det magnetiska, av spolarna 7, 8 formade fältet, förmågan att hålla ljusbågen, som därför förflyttar sig längs elektrodernas 1 och 2 ytor på oordnat sätt. Man har kunnat konstatera, att spolarnas 7 och 8 läge är optimalt, när spolen 8 ligger i planet för den positiva elektrodens ändyta, under det att avståndet mellan spolarna 7 och 8 är dubbelt så stort som bågspaltens 6 tjocklek. (Med uttrycket “spolen ligger i planet __." avses här och fortsättningsvis att i planet ligger den ändyta hos spolen, som är vänd mot bågspalten 6).

Spolarnas 7 och 8 diameter och antal lindningsvarv l-ffi 10 15 20 25 30 35 9 samt strömstyrkan i spolarna 7 och 8 bör väljas genom beräkning eller genom försök i beroende av ljusbágens parametrar, elektrodernas 1 och 2 diameter och bágspaltens 6 tjocklek.

I fig 3 och 4 visas en andra utföringsform av ljusbåg- anordningen enligt uppfinningen, där organet för stabilise- ring av läget hos ljusbàgen i bågspalten - till skillnad från stabiliseringsorganet i den första utföringsformen av anordningen - är uppbyggt av exempelvis tre identiska spolar 12, vilkas form skiljer sig från de i fig l och 2 visade spolarnas 7 och 8 form. Varje spole 12 har formen av en rektangelformad ram, vars plan är krökt efter en cylindrisk yta på ett sådant sätt, att spolen 12 har två cirkelbàgformade sidor 13, 14 och två raka sidor 15.

Spolarna 12 är anordnade runt om kammaren 3 medelst en konsol eller fribärande arm 16, varvid spolarnas 12 raka sidor 15 är parallella med elektrodernas 1 och 2 centrumlin- je, medan spolarnas 12 cirkelbâgformade sidor 13 och 14 bildar tvâ respektive cirkelbanor (omkretsar), vilkas mittpunkter ligger på en med elektrodernas 1 och 2 centrum- linje parallell linje. I den i fig 3 och 4 visade utförings- formen av ljusbàganordningen enligt uppfinningen ligger de av spolarnas 12 cirkelbàgformade sidor 13 och 14 bildade omkretsarnas (cirkelbanornas) mittpunkter på elektroder- nas 1 och 2 centrumlinje. Längden av varje spoles 12 raka sidor 15 är lika med minst bágspaltens 6 tjocklek, under det att avståndet mellan spolarna 12 måste vara så kort som möjligt. Det är härvid att föredra, att de närliggande spolarnas 12 närliggande raka sidor 15 ligger' tätt (intimt) intill varandra, såsom framgår av fig 4.

Spolarna 12 är kopplade till den elektriska ström- källan 9 och är seriekopplade med varandra på ett sådant sätt, att de i spolarnas 12 närliggande raka sidor 15 (fig 3) flytande strömmarna är motriktade. Samtidigt flyter strömmarna i de bågformade, i samma plan liggande sidorna 13 eller 14 i samma riktning, under det att ström- riktningen i de bågformade sidorna 13 är motsatt ström- 461 761 10 15 20 25 30 35 10 riktningen i de bágformade sidorna 14. Spolarna 12 kan kopplas till den elektriska strömkällan 9 (fig 4) på annat sätt. De kan exempelvis parallellkopplas med varandra eller alternativt kan varje spole 12 matas (med elektrisk ström) från var sin individuella elektrisk strömkälla.

Den elektriska strömkällan 9 kan utgöras av såväl en lik- som en växelströmkälla.

Mellan varje spoles 12 anslutningsledare (ändar) är variabla motstånd 17 inkopplade. I stället för de variabla motstånden 17 kan man använda en valfri styrkrets, som kan ändra strömmen i spolarna 12 i överensstämmelse med den önskade lagbundenheten för förflyttning av ljus- bágen. Dylika styrkretsar är väl kända för fackmän inom detta tekniska område och visas därför icke i fig 3 och 4.

Spolarnas 12 tjocklek är - även som i den första utföringsformen av ljusbåganordningen enligt uppfinningen - minst en tiopotens mindre än radien hos den cylindriska yta, utefter vilken spolarna 12 är krökta, och mindre än längden av spolarnas 12 raka sidor 15 (fig 3). Ett dylikt dimensionsförhàllande medverkar till att spolarna 12 alstrar det magnetfält, som är identiskt med det magnetfält, som induceras av lindningsvarv eller härvor med samma form, vilka genomflytes av elektrisk ström.

Spolarnas 12 läge i centrumaxelriktningen för elektro- derna 1 och 2 är - liksom i den i fig 1 och 2 visade anordningen - begränsat av två ändlägen, varvid i det första ändläget är spolarna 12 belägna symmetriskt i förhållande till planet ll, som går genom bågspaltens 6 centrum vinkelrätt mot elektrodernas 1 och 2 centrumlinje.

I det andra ändlâget är spolarna 12 förskjutna i riktning mot den negativa elektroden 2, under det att spolarnas 12 cirkelbågformade sidor 14 ligger i planet ll. Det är att föredra, att spolarna 12 intar det läge, vari spolar- nas 12 cirkelbågformade sidor 14 ligger i planet för den positiva elektrodens l ändyta, medan längden av spolar- nas 12 raka sidor 15 är dubbelt så stor som bágspaltens 6 tjocklek. 1)' 10 15 20 25 30 35 .fä- cm ...å sa C\ -å ll Det är uppenbart, att de i fig 1, 2, 3 och 4 visade utföringsformerna av ljusbàganordningen enligt föreliggande uppfinning representerar ekvivalenta tekniska lösningar för problemet med att i bàgspalten 6 kunna alstra ett magnetfält, som gör det möjligt att effektivt stabilisera läget hos ljusbàgen i bågspalten 6. I de båda utförings- formerna av anordningen formas detta magnetiska fält av de ringformade, elektroderna 1 och 2 omgivande elementen, som är fördelade i elektrodernas 1 och 2 centrumaxelriktning och är inkopplade i motfas mot varandra pà ett sådant sätt, I den första, i fig l och 2 visade utföringsformen av att stömmarna i dessa element blir motriktade. anordningen enligt föreliggande uppfinning utgöres dylika ringformade element av de cylindriska spolarna 7 och 8, under det att i den andra, i fig 3 och 4 visade utförings~ formen av anordningen utgöres det ena ringformade elementet av spolarnas 12 cirkelbågformade sidor 13, medan det andra ringformade elementet utgöres av spolarnas 12 cirkel- bågformade sidor 14. Den andra utföringsformen av ljusbàg- anordningen enligt föreliggande uppfinning kan - jämfört med den första utföringsformen av anordningen - utföra den extra funktionen, nämligen att man kan förflytta ljusbågen i zonen för bågspalten 6 genom att elektriska strömmar med olika strömstyrka får flyta genom spolarna 12.

I det fall man endast önskar stabilisera ljusbâgens läge eller önskar stabilisera ljusbågens läge och förflytta ljusbágen endast i en riktning, är det minimala antalet spolar 12 i den i fig 3 och 4 visade anordningen lika med tvâ. Om man önskar stabilisera ljusbàgens läge och förflytta ljusbâgen i en valfri riktning, är det minimala antalet spolar 12 lika med tre.

Eftersom de ovan beskrivna utföringsformerna av ljusbàganordningen enligt föreliggande uppfinning är ekvivalenta, väljes parametrarna för spolarna 12 i anord- ningen enligt fig 3 och 4 analogt med vad som beskrives under hänvisning till anordningen enligt fig l och 2.

Den elektriska ljusbáganordningen enligt föreliggande 461 10 15 20 25 30 7_6 1 12 uppfinning fungerar på följande sätt. Samtidigt som den elektriska strömkällan 4 (fig 1) inkopplas, matas elektro- derna l och 2 med en spänning, som är tillräckligt hög för att en elektrisk urladdning skall kunna initieras i bågspalten 6. Samtidigt inkopplas strömkällan 9, vari- genom elektrisk ström börjar flyta genom spolarna 7 och 8, varvid strömríktningen i spolen 7 är motsatt strömriktningen i spolen 8. I I bågspalten 6 alstras ett inhomogent (olikformigt) magnetfält, som uppvisar ett mer markerat fältstyrke- minimum vid spolarnas 7 och 8 centrumlinje jämfört med det magnetfält, som alstras av den ena spolen, vid samma energiförbrukning. Denna omständighet illustreras i fig 5, som för den i fig 1 visade anordningen, medelst en hel- dragen linje visar en kurva över fördelningen av den magnetiska fältstyrkegradient i planet ll, som är vinkel- rätt mot spolarnas 7 och 8 centrumlinje och sträcker sig genom bågspaltens 6 centrum. Spolarna 7 och 8 är skilda från varandra med ett avstånd, som är lika med bágspaltens 6 tjocklek, som är lika med spolarnas 7 och 8 radie. Den magnetiska fältstyrkegradienten 'HQ och avstån- det p från spolarnas 7 och 8 centrumlinje är uttryckta i s k relativa enheter. För en jämförelse visas i fig 5 medelst en streckad linje en kurva över fördelningen av den magnetiska fältstyrkegradienten hos det magnetfält, som skall alstras av en enda spole med samma parametrar, i ett plan, som är skilt från spolen med ett avstånd lika med bàgspaltens halva tjocklek.

Ljusbågen (som uppvisar diamagnetiska egenskaper) ligger i omrâdet för den magnetiska fältstyrkans minimum inom gränserna för bâgspalten 6. Genom att det alstrade magnetfältet uppvisar en högre magnetisk fältstyrkégradient stabiliseras ljusbågens läge-i bágspalten 6 funktions- säkrare. Om man bibehåller samma s k hållningsegenskaper hos magnetfältet (dvs magnetfältets förmåga att låsa eller stabilisera ljusbágens läge) som i den i det sovjet- ryska uppfinnarcertifikatet nr l 267 633 beskrivna ljus- fln 10 15 20 25 30 35 461 761 13 båganordningen, minskas energiförbrukningen för alstring av detta magnetfält i motsvarande grad.

Om spolarna 12 i den i fig 3 och 4 visade utförings- formen av anordningen enligt uppfinningen genomflytes av elektriska strömmar med samma strömstyrka, kompenserar de magnetfält, som alstras av de i de närliggande spolar- nas 12 närliggande raka sidor 15 flytande strömmarna, varandra. I detta fall kan man endast stabilisera (låsa) ljusbàgens läge i riktningen för den av spolarna 12 bildade cylinderns centrumaxel, varför den i fig 3 och 4 visade anordningen kommer att arbeta analogt med anordningen enligt fig l och 2. För förflyttning av ljusbàgen i bág- spalten 6 ändrar man strömstyrkan i en eller tvâ spolar 12 medelst respektive variabla motstånd l7. Om man exempelvis minskar strömstyrkan i någon av spolarna 12 kommer ljus- bàgen att sammanföras med (bringas närmare) denna spole 12 utefter en radie, som gär genom dess centrum (spolens 12 centrum). Genom att på motsvarande sätt ändra strömstyrkan i spolarna l2 kan man förinställa en valfri lagbundenhet för förflyttning av ljusbågen i bágspalten 6. Härvid minskas energiförbrukningen för förflyttning av ljusbágen jämfört med energiförbrukningen för förflyttning av ljus- bâgen i den kända anordningen enligt det sovjetryska uppfinnarcertifikatet nr 1 267 633, eftersom ändringen av strömstyrkan i spolarna 12 leder till att området för den minimala magnetiska fältstyrkan rör sig i bágspal- ten 6 och ljusbâgen kvarhálles i detta område. Pâ grund av att ett och samma element användes för stabilisering av ljusbågens läge och för förflyttning av ljusbàgen minskas därför också den totala energiförbrukningen för styrning av ljusbågens läge.

Genom att jämföra anordningen enligt fig l och 2 med den i fig 3 och 4 visade anordningen kan man konstatera att anordningen enligt fig 3 och 4 ger den fördelen, att den icke kräver nâgra enskilda element för förflyttning av ljusbågen. vilket minskar den totala energiförbrukningen för styrning av ljusbågen. Dessutom är den enligt fig 3 461 761 10 15 (20 25 30 35 14 och 4-utformade ljusbàganordningen bekvämare att använda, eftersom spolarna kan borttagas utan att andra element i anordningen måste demonteras. f: Inom vissa av användningsomrâdena för elektriska ljusbâganordningar, exempelvis vid framställning (raffine- ring) av titan i ljusbágugnar av vakuumtyp, riskerar man emellertid att ljusbàgen eventuellt genombränner den vattenkylda kammarens vägg, vilket kan leda till explosion. Om hänsyn tages till dessa riskfyllda drift- förhållanden kan det konstateras, att den elektriska, enligt fig 3 och 4 utformade ljusbáganordningen uppvisar en sämre fnnktionssäkerhet (jämfört med den i fig 1 och 2 visade utföringsformen), eftersom ljusbågen - i det fall en av spolarna 12 eventuellt blir funktionsoduglig - förskjutes och kan träffa vakuumkammarens vägg.

Nedan anges nâgra av de viktiga dimensionerings- parametrarna för de i fig 1 och 2 resp i fig 3 och 4 visade utföringsformerna av den elektriska ljusbáganord- ningen enligt föreliggande uppfinning.

Elektrisk ljusbàganordning enligt fig 1 och 2 Elektrodernas diameter 200 mm Elektrodmaterial titan Bâgspaltens tjocklek 50 mm Ljusbàgens diameter 15 mm Ljusbågens arbetsström 50 A (likström) Spolarnas diameter 250 mm Spolarnas tjocklek 25 mm Spolarnas höjd 25 mm Antal lindningsvarv i varje spole 500 100 Den ena spolen är anordnad i planet för den positiva elektrodens ändyta I Avstånd mellan spolarna mm Strömstyrka i vardera spolen 5 A (likström) 0,5 kW Den effekt, som förbrukas av spolen med samma para- Spolarnas effektförbrukníng \\ metrar som i den genom det ryska uppfinnarcertifikatet nr 1 267 633 kända ljusbàganordníngen, är 5 kW. 10 15 20 46? 76? 15 Elektrisk ljusbåganordning enligt fig 3 och 4 Elektrodernas diameter 200 mm Elektrodmaterial titan Bàgspaltens tjocklek 50 mm Ljusbågens diameter 15 mm Ljusbågens arbetsström 50 A (likström) Antal spolar 3 Spolarnas tjocklek 25 mm Antal lindningsvarv i varje spole 500 Radie hos spolarnas cirkelbàg- formade sidor 125 mm Längd av spolarnas raka sidor lOO mm Strömstyrka i varje spole 5 A (likström) Varje spoles ena cirkelbågformade sida ligger i planet för den positiva elektrodens ändyta.

Effektförbrukningen för stabilisering av ljusbágens läge och för förflyttning av ljusbågen i den genom det ryska uppfinnarcertifikatet nr 1 267 633 kända ljusbàg- anordningen är 10 kW.

Såsom det framgår av de ovan angivna uppgifterna, medverkar den enligt föreliggande uppfinning föreslagna ljusbåganordningen till att minska energiförbrukningen för styrning (reglering) av ljusbàgens läge med 10 gånger.

Claims (2)

461 761 10 15 20 25 30 16 lf)
1. PATENTKRAV "91 l. Elektrisk ljusbàganordning innefattande tvâ axi- ellt anordnade elektroder (1 och 2), vilka är skilda från varandra medelst en bågspalt (6), och ett organ, som är avsett att stabilisera ljusbágens läge i bàgspal- ten (6) och innefattar en cylindrisk, elektroderna (l och
2. 2) omgivande spole (7), som är anordnad i ett mot elektro- dernas (l och 2) centrumlinje vinkelrätt plan, k ä n n e - t e c k n a d av att organet för stabilisering av ljus- bågens läge i bågspalten (6) dessutom innefattar ytter- ligare en cylindrisk, elektroderna (l och 2) omgivande spole (8), som är anordnad axiellt med den första spolen (7) och är belägen pá ett avstånd från denna, som är lika med minst bágspaltens (6) tjocklek, varvid spolarna (7 och 8) är kopplade till en elektrisk strömkälla (9) på ett sådant sätt, att strömriktningen i en av spolarna (7,8) är motsatt strömriktningen i en annan spole (7,8), under det att spolarnas (7 och 8) läge i förhållande till ett plan (ll), som gär genom bágspaltens (6) centrum vinkelrätt mot elektrodernas (l och 2) centrumlinje, är begränsat av tvâ ändlägen, varvid 1 det första ändläget spolarna (7 och 8) är anordnade symmetriskt i förhållande till planet (ll), under det att i det andra ändläget ligger den ena spolen (8) i planet (ll), medan den andra spolen (7) är förskjuten i riktning mot den negativa elektroden (2). 2. Elektrisk ljusbáganordning innefattande tvà axi- ellt anordnade elektroder (1 och 2), vilka är skilda frán varandra medelst en bágspalt (6), och ett med en spole (12) försett organ för stabilisering av ljusbágens läge i bågspalten (6), k ä n n e t e c k n a d av att organet för stabilisering av ljusbàgens läge i bâgspalten (6) dessutom innefattar ytterligare minst en spole (12), varvid varje spole (12) utgöres av en rektangelformad, utefter en cylindrisk yta krökt ram, under det att spo- 15 10 15 J; CN ...à \.1 ox -Ä 17 larna (12) är anordnande runt om elektroderna (l och 2) pá ett sådant sätt, att spolarnas (12) cirkelbågformade sidor (13 och l4) bildar två respektive cirkelbanor (om- krets), vilkas mittpunkter ligger på en linje, som är parallell med elektrodernas (1 och 2) centrumlinje, varvid spolarna (12) är kopplade till en elektrisk strömkälla (9) pà ett sådant sätt, att de i de närliggande spelarnas (12) närliggande raka sidor (15) flytande strömmarna är mot- riktade, under det att längden av varje spoles (12) raka sida är lika med minst bàgspaltens (6) tjocklek och varje spoles (12) läge i förhållande till ett plan (ll), som gár genom bágspaltens (6) centrum vinkelrätt mot elek- trodernas (1 och 2) centrumlinje, är begränsat av tvâ ändlägen, varvid i det ena ändläget spolen (12) är be- lägen symmetriskt i förhållande till planet (ll), medan i det andra ändläget spolen (12) är förskjuten i riktning mot den negativa elektroden (2), medan spolens (12) ena cirkelbàgformade sida (14) ligger i planet (ll).