Elektrischer; mittels Glimnentladmg beheizter Ofen -Die Erfindung
betrifft einen elektrisch-mittels Glimmentladung beheizten Ofen, in dem ein das
zu erhitzende Gut besonders elektrisch leitender Tiegel enthalten ist und besteht
darin, daß der Tiegel durch eine oder mehrere Elektroden gehaltert wird, die dauernd
oder zeitweise als Kathode geschaltet und durch die Ofenwandung isoliert und alr
geschirmt durchgeführt. sind. Die Wand des Ofens kann als Anode geschaltet sein;
es können auch durch die Ofenwand hindurchgeführte Elektroden als Anoden benutzt
werden. Weitere Merkanale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
eines Erfindungsbeispiels, und zwar zeigt die Abb. i einen Schnitt durch einen Glüh-und
Schmelzofen für Unterdruck mit eingesetztem Schmelztiegel für Glimmstrombeheizung,
die Abb. z eine Aufsicht auf die drei Schmelztiegelstutzen gemäß Abb. z, die Abb.
3 eine mittlere alleinige Stütze des Schmelztiegels in vergrößertem Maßstabe, die
Abb. ¢ ein Schaltungsschema für Gleichstrombetrieb und die Abb. 5 ein Schaltungsschema
für V47echselstrombetrieb.Electrical; Furnace heated by means of glow discharge -The invention
relates to an electrically heated furnace by means of a glow discharge, in which a das
The material to be heated is and consists of a particularly electrically conductive crucible
in that the crucible is supported by one or more electrodes that are permanently
or temporarily connected as a cathode and isolated by the furnace wall and alr
carried out shielded. are. The wall of the furnace can be connected as an anode;
electrodes passed through the furnace wall can also be used as anodes
will. Further features of the invention emerge from the description below
an example of the invention, namely the Fig. i shows a section through an annealing and
Melting furnace for negative pressure with inserted crucible for glow current heating,
Fig.z is a plan view of the three crucible nozzles according to Fig.z, Fig.
3 a central sole support of the crucible on an enlarged scale, the
Fig. ¢ a circuit diagram for direct current operation and Fig. 5 a circuit diagram
for V47 AC operation.
In der Abb. i, die einen Schnitt durch einen Glüh- und Schmelzofen
i für Unterdruck mit eingesetztem, mit Schmelzgut gefülltem Tiegel z für Glimmstrombeheizung
darstellt, ist in das durch einen Deckel 3 vakuumdicht verschließbare Gefäß q. der
Schmelztiegel z auf drei Stützen 5, 6, 7' (vgl. auch Abb. z) gelagert, die gleichzeitig
zur
Zuführung der negativen Spannung zum Tiegel dienen. Diese Stützen
und Stromdurchführungen sind in (las Vakuumgefäß ¢ isoliert und durch die in geringem
Abstand angeordneten metallischen Hüllen 8 abgeschirmt ein-. geführt. g sind die
Stromzuführungskabel, die Teile i o, ii und der Anpreßring I2 bestehen aus Isoliermaterial,
der Isolator i i. (leckt dabei den Flansch 13 der Stromzuführung, die hohl und kühlbar
ausgebildet sein kann, vollständig ab, so (laß keine störenden Nebenentladungen
entstehen können. Die Tiegelstützen 5; 6, 7 tragen Abschirmhauben, z. B. 15, 16,
um es zu verhindern, daß Verunreinigungen in den Raum zwischen Stromdurchführungen
und Hüllen fallen. Der Tiegel 2 hat eine Vertiefung, in die ein Thermoelement 17
eingelagert ist, welches in ähnlicher Weise isoliert und abgeschirmt in das Vakuumgefäß
4 eingeführt ist. 18 sind die Anschlußenden des Thermoelementes, i9 ist die metallische
Abschirmhülle, 2o und 21 sind Isolierringe.In Fig. I, a section through an annealing and melting furnace
i for negative pressure with inserted crucible filled with melting material z for glow current heating
represents, is in the vacuum-tight closable by a lid 3 vessel q. the
Crucible z on three supports 5, 6, 7 '(see. Also Fig. Z) stored at the same time
to the
Supply the negative voltage to the crucible. These supports
and electrical feedthroughs are insulated in (las vacuum vessel ¢ and through the in small
Metallic sheaths 8 arranged at a distance, shielded. guided. g are the
Power supply cable, parts i o, ii and the pressure ring I2 are made of insulating material,
the isolator i i. (thereby leaks the flange 13 of the power supply, which is hollow and coolable
can be formed completely, so (do not leave any disruptive secondary discharges
can arise. The crucible supports 5; 6, 7 wear shielding hoods, e.g. B. 15, 16,
to prevent contaminants from entering the space between electrical feedthroughs
and shells fall. The crucible 2 has a recess into which a thermocouple 17
is stored, which is insulated and shielded in a similar manner in the vacuum vessel
4 is introduced. 18 are the connection ends of the thermocouple, i9 is the metallic one
Shielding cover, 2o and 21 are insulating rings.
Das Vakuumgefäß 4 ist mit einem Kühlmantel 22 versehen, dem durch
den Stutzen 23 ein Kühlmittel, wie Wasser oder öl, zugeführt und durch Stutzen 24
abgeleitet wird. 25 ist ein Anschlußstutzen für die nicht gezeichnete Vakuumpumpe.
Durch den Stutzen 26 können indifferente oder reduzierende Gase, wie Kohlenwasserstoffe,
zugeführt werden. Der Schmelztiegel 2 ist mit einem feingelochten Deckel
27 versehen. Auch der Deckel, des Vakuumgefäßes ist mit einem Kühlmantel
28 so-wie. Stutzen 29. und 3o für Zuleitung und Ableitung des Kühlmittels vexsehen,
und 31 ist ein Schauloch mit vakuumdichtem Fenster. 32 ist ein Dichtungsring, und
33 sind Klammern zum Befestigen des Deckels.The vacuum vessel 4 is provided with a cooling jacket 22, to which a coolant, such as water or oil, is fed through the nozzle 23 and discharged through the nozzle 24. 25 is a connection piece for the vacuum pump, not shown. Indifferent or reducing gases, such as hydrocarbons, can be supplied through the nozzle 26. The crucible 2 is provided with a finely perforated cover 27 . The cover of the vacuum vessel is also provided with a cooling jacket 28. Connections 29 and 3o for supply and discharge of the coolant vexsehen, and 31 is a viewing hole with a vacuum-tight window. 32 is a sealing ring, and 33 are clips for fixing the lid.
In der Abb. 3 trägt nur eine Stütze 34 den Tiegel 2; sie ist gleichzeitig
Stromzuführung und Träger des Thermoeleinents 17. 4 ist ein Teil der Wandung des
Vakuumgefäßes und 22 des Kühlmantels desselben: Die Stütze und Stromdurchführung
3q. ist hohl und kühlbar ausgebildet,, und zwar -wird das Kühlmittel durch die Leitung
35 zu und durch den Stutzen 36 abgeführt. i8 sind die Anschlußenden des Thermoelements.
Der Isolierring 37 deckt den Flansch 3$ der Stromdurchführung vollständig ab. 39'
ist ein Anpreßring aus Isoliermaterial, und 40 und 41 sind zwei Dichtungsringe,
z. B. aus Gummi oder weichem Metall. 42 ist die Stromzuleitung. 43 ist ein Schutzfänger,
und 44 ist die z. B. in zwei Teile unterteilte und gleichfalls mit einer Schmutzfanghaube
versehene metallische Abschirmung. " q_5 ist eine zweite Metallhülle.In Fig. 3, only one support 34 carries the crucible 2; it is at the same time
Power supply and support of the thermocouple 17. 4 is part of the wall of the
Vacuum vessel and 22 of the cooling jacket of the same: the support and current feedthrough
3q. is hollow and coolable, namely -when the coolant is through the line
35 led to and through the connecting piece 36. i8 are the connection ends of the thermocouple.
The insulating ring 37 completely covers the flange 3 $ of the electrical feedthrough. 39 '
is a pressure ring made of insulating material, and 40 and 41 are two sealing rings,
z. B. made of rubber or soft metal. 42 is the power supply. 43 is a protective catcher,
and 44 is the z. B. divided into two parts and also with a dirt trap hood
provided metallic shield. "q_5 is a second metal shell.
In der Abb.4, die ein Schaltungsschema für die Gleichstrombeheizung
des Tiegels darstellt, ist 46 die Gleichstromquelle, 47 ein regelbärer Widerstand,
und 48 und 49 sind Schalter. 2 ist der Tiegel, 4 das Vakuumgefäß, und 5o und 51
sind Hilfselektroden.In Fig.4 showing a circuit diagram for direct current heating
of the crucible, 46 is the direct current source, 47 is a variable resistor,
and 48 and 49 are switches. 2 is the crucible, 4 the vacuum vessel, and 5o and 51
are auxiliary electrodes.
In der Abb.5, die ein Schaltungsschema für die Wechselstrombeheizung
des Tiegels darstellt, ist 52 ein Wechselstromtransformator und 53 ein .Schalter.In Fig.5 showing a circuit diagram for AC heating
of the crucible, 52 is an AC transformer and 53 is a switch.
Die Abschirmung bietet den Vorteil, daß hohe elektrische Energien
in das. Vakuumgefäß bei Glimmentladung betriebssicher eingeführt werden können,
ohne die Isolation oder Dichtungen zu beschädigen. Die Vorteile der Glimmstromheizung
bestehen darin, daß die elektrische Energie direkt an dem Tiegeltnaterial frei wird,
das Tiegelmaterial also als Heizelement wirkt, wodurch eine günstige Wärmeübertragung
mit gutem Wirkungsgrad erzielt wird. Die Wände der Vakuumkammer, die gekühlt oder
wärmeisoliert sein können, werden dabei auf solcher Temperatur gehalten, daß -sie
dem atmosphärischen Drucke standzuhalten vermögen. Die sonst nötige energieverzehrende
Anheizzeit von elektrisch beheizten Tiegeln wird bei dieser Art der Heizung auf
ein Mindestmaß reduziert, wodurch eine hohe Wirtschaftlichkeit der Anlage im Betriebe
gewährleistet wird.The shield has the advantage that high electrical energies
can be safely inserted into the vacuum vessel in the event of a glow discharge,
without damaging the insulation or seals. The advantages of glow current heating
consist in the fact that the electrical energy is released directly on the crucible material,
the crucible material thus acts as a heating element, which results in favorable heat transfer
is achieved with good efficiency. The walls of the vacuum chamber that are cooled or
can be thermally insulated, are kept at such a temperature that -sie
able to withstand atmospheric pressure. The otherwise necessary energy-consuming
The heating up time of electrically heated crucibles is increased with this type of heating
reduced to a minimum, which makes the plant extremely economical
is guaranteed.
Es ist schon ein elektrischer Ofen zum Erhitzen in ihn einzubringender
Gegenstände bekanntgeworden, der sich dadurch auszeichnet, daß zur Erhitzung die
Wärmeentwicklung' des negativen Glimmlichtes vorzugsweise in einer verdünnten Gasatmosphäre,
insbesondere einer Atmosphäre von Edelgasen oder anderen wenig elektronegativen
Gasen oder einer Mischung solcher Gase, derart benutzt wird, daß der zu erhitzende
.Gegenstand entweder selbst die negative Elektrode bildet oder von ihr umgeben ist
oder mit ihr in gut wärmeleitender Verbindung steht. Dieser Ofen war nicht mit größeren
Energien zu betreiben und hat sich in den technischen Betrieb nicht einführen lassen.There is already an electric furnace to be brought into it for heating
Objects become known, which is characterized by the fact that the heating
Heat development 'of the negative glow light, preferably in a dilute gas atmosphere,
especially an atmosphere of noble gases or other less electronegative ones
Gases or a mixture of such gases, is used in such a way that the to be heated
.The object either itself forms the negative electrode or is surrounded by it
or is in good heat-conducting connection with it. This oven wasn't with bigger ones
To operate energies and has not allowed itself to be introduced into technical operation.