194755. lajstromszámú szabadalom • Elektromágneses lebegtetésű folyamatos öntőberendezés, tökéletesitett lebegtetőtekercseléssel
1 194 755 2 neses mezőt létesítő olyan tekerccsel, amelynek a fémdarabot körülvevő nagyszámú menete van. Mindegyik hasított gyűrűs fémdarab arra szolgál, hogy a tekercs által létesített mágneses mezőt az azt körülvevő csöves kristályosítónak alapvetően a belső keresztmetszetére összpontosítsa, s áram feltranszformátor gyanánt működjék. Külön hasított, gyűrűs fémdarab (vagy egy csomó fékony fémdarab) és a kapcsolatos, övező elektromágneses mezőt létesítő tekercs van biztosítva a GELEC (TM) lebegtető tekercs egység többfázisú gerjesztése mindegyik fázisához. Mágneses fluxusösszpontosító szerkezet gyanánt az ilyen hasított, gyűrűs fémdaraboknak a használata egész sor fontos és nem kézenfekvő előny forrása. Az egyik előny abban áll, hogy csökkenti, vagy ki is küszöböli a tekercs indukálta mező-változásokat, amelyek elkerülhetetlenül velejártak az eddig használatos, többmenetű, folyadékhűtésű rézcsöves tekercsek szerkezeti változásaival. További előny, hogy a hasított, gyűrűs fémdarab tagok egyöntetűen közelebb kerülnek az öntött fémoszlophoz, s növelni fogják az oszlopra működő elektromechanikus visszatérítő erőt, s ezáltal jobban ellenőrizhetővé teszik az öntvény fémoszlopnak az átmérőjét. Járulékosan az is éppen olyan fontos, hogy a tökéletesített lebegtető egység, fluxus összpontosító gyanánt a hasított, gyűrűs fémdarabokat használva lehetővé teszi erőteljesebb lebegtető mágneses mezőnek a generálását kisebb impedanciájú szerkezettel. Ez továbbmenve viszont csökkenti a lebegtető tekercs egység feszültség követelményét és a teljes energia követelményeket, s nagyobb villamos hatásfokot biztosít. Így például: az impedancia 40 %-os csökkentése révén a megkívánt hajtófeszültség, valamint a bevitt energia egyaránt 40 %-kal csökkenthető. A fluxusösszpontosító szerkezet hozzáadása révén a fluxus sűrűsége a gerjesztő tekercs belső kerületéről hatékonyan áthelyeződik és reprodukálódik a fluxusösszpontosító tárcsa középső nyílása belső kerületén. A fluxusnak a gerjesztő tekercs pereméről a központi nyílás tárcsa belső kerületére (azaz: a lebegtetett fémhez legközelebb eső felületre) való áthelyeződése pontosan az, amit a GELEC (TM) eljárás megkíván. Végül: a fluxusnak a sűrűsége a tekercsnek a közepén nagyobb olyankor, amikor a fluxusösszpontosító tárcsa a helyén van, semmint nélküle — s éppen ez a kívánatos. Talán még fontosabb azonban, hogy a,gradiens (azaz: a fluxussűrűségnek a változása a távolsággal) a középponttól kifelé haladva sokkal nagyobb olyankor, amikor a fluxusösszpontosító a helyén van. A fluxussűrűségnek a gradiense az, amely meghatározza a lebegtetett fémoszlopra ható, befelé irányuló behatároló nyomást — így tehát a gradiensnek a magasabb értéke mindenképpen kívánatos. A meglevő GELEC (TM) berendezésben a lebegtető tekercs bemeneti impedanciája tekintélyes mértékben változik, amikor a megolvasztott réz felemelkedik a lebegtető tekercs/hőcserélő egységbe, az öntésnek a kezdetekor. Az impedancia megváltozását a lebegtető tekercsre kapcsolt villamos terhelés okozza, amikor a tekercsnek a belsejében (megolvasztott és megszilárdult) réz van jelen. A lebegtető tekercs kívánt áramerősségét, amelyet az inverter kimenő feszültségének a beszabályozásával a levezetés előtt állítottunk be, a levezetés megkezdése után gyorsan át kell állítani a szükséges értékére, a tekercs impedancia változására való tekintettel. A fluxusösszpontosító szerkezetnek a hozzáadásával ezt a problémát ténylegesen ki lehet küszöbölni, minthogy a rendkívül vezető tárcsáknak már drasztikusan sikerül csökkenteni a gerjesztő tekercsnek az impedanciáját, s az olvasztott fémnek az összpontosító tárcsák központi nyílásához, annak közvetlen közelébe való bevitele pedig nem, vagy alig gyakorol további hatást a gerjesztő tekercsnek az impedanciájára. A fluxusösszpontosító szerkezet ily módon lehetővé teszi, hogy még pontosabban állítsuk be a lebegtető tekercs optimális áramerősségét még az öntésnek a megkezdése előtt és ezt az áramerősséget fenntarthassuk a kritikus üzemindítási szakaszban. Jelen találmányunk ezen és további céljait, tulajdonságait, számos velejáró előnyét könnyebben érthetővé tesz a következő részletes leírásra — s ahol az szükséges - a kisérő rajzokra való hivatkozás. A rajzok mindegyikén az alkatrészeket ugyanazon hivatkozási jellel láttuk el. Ezek a rajzok tehát a következők: az 1. ábrán hasított, gyűrűs fémdarabból kialakított fluxusösszpontosító szerkezet vázlata látható. A találmánynak megfelelően ilyen szerkezet kerül alkalmazásra a tökéletesített elektromágneses, lebegtető tekercs egységnek a létrehozásához; a 2. ábra a feszültség-távolság jelleggörbe, amely egy többmenetű elektromágneses indukciós tekercsnek a fluxus mezejét jelzi és illusztrálja a fluxusösszpontosításban elért azon különbséget, amely egyrészről a szabad levegős (fluxusösszpontosító nélküli) központú tekercs (szaggatott vonallal jelölve), másrészről az 1. ábra szerinti hasított, gyűrűs fémdarabbal, mint fluxusösszpontosítóval ellátott tekercs (folytonos vonallal jelölve) között áll fenn; a 3. ábrán a találmány szerinti szerkezetű tökéletesítet lebegtető tekercs egység egy megvalósításának a keresztmetszete van feltüntetve; a 4. ábra a találmány szerinti szerkezetű tökéletesített lebegtető tekercs egységgel ellátott, elektromágneses lebegtetésű öntőberendezés egyszerűsített funkcionális tcmbvázlata; az 5. ábra a hasított, gyűrűs fémdarab formájában kialakított fluxusösszpontosító egy szerkezeti változatának a felülnézete, amelyet a 6. ábrán keresztmetszetében látható, tökéletesített lebegtető tekercs egység kiviteli változat előállításához alkalmaztak; míg a 7, a 7A és a 7B ábrák a találmány további kiviteli formáit tüntetik fel, amelyek négyszögletes keresztmetszetűi lapos rudak öntésekor használhatók fel. Az 1. ábra síkbeli, vég felőli nézetében mutatja a 11 hasított, gyűrűs fémdarabot, szigetelt huzalból készült 12 többmenetű tekerccsel körülvéve. Ezen utóbbi a 11 hasított, gyűrűs fémdarab külső kerületét övezi. A 12 többmenetű tekercset 13 váltakozóáramú energiaforrás gerjeszti. All hasított, gyűrűs fémdarabban 14 központi nyílás van kialakítva és egy nem-vezető 15 hasíték terjed a 11 hasított, gyűrűs fémdarab külső kerületétől végigmenően a 14 központi nyílásig. A külső, primer 12 többmenetű tekercsen át a 16 nyilakkal jelzett irányban folyó pillanatnyi áram a 11 hasított, gyűrűs fémdarab külső kerületén a 17 nyilakkal jelzett, ellenirányú áramot indukál. Minthogy a 11 hasított, gyűrűs fémdrabban levő amjjermenetek száma lényegében megegyezik í gerjesztő, primer 12 többmenetű tekercsnek az amper menetszámával, így a 11 hasított, gyűrűs fémdarabben (ami megfelel egy egymenetű szekunder tekercsnek) rz áramerősség igen nagy lesz. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
