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Verfahren zum Betreiben elektromagnetisch angetriebener Rühreinrichtungen
Im Patent 820 174 ist ein Verfahren zum Betreiben elektromagnetischer Rühreinrichtungen
in geschlossenen. Druckgefäßen beschrieben, bei dem die Wicklungen von Solenoiden
bzw. Magneten durch einen Nebenstromkreis vom Wechselstromnetz mit mittels Trockengleichrichter
gleichgerichtetem Strom betrieben werden, wobei ein anderer Nebenstromkreis ein
Quecksilberschaltorgan -betätigt. Der Bereich hinsichtlich geschalteter Stromstärken
und bezüglich Schalthäufigkeit ist dabei durch die Lebensdauer von Ouecksilberschaltern
begrenzt. Dieses Verfahren wird nun erfindungsgemäß wesentlich verbessert und vereinfacht,
indem man dabei mit an sich bekannten gittergesteuerten Gasentladungsgefäßen, sogenannten
Thyratrons, in Verbindung mit einem Streutransformator arbeitet und dadurch zugleich
eine praktisch stromlose Abschaltung großer Leistungen und eine beliebige Schalthäufigkeit
erreicht, während Gleichrichter anderer Art und Quecksilberschalter wegfallen. Bei
der Durchführung des abgeänderten Verfahrens werden von den bisher verwendeten Teilen
der kegulierwiderstand 6, Gleichrichter 7, Quecksilberschalten
8,
Kondensatoren 9 und Solenoid io weggelassen, und dafür erfindungsgemäß die im. folgenden
beschriebenen und in Abb. i schematisch gezeigten Teile eingesetzt.
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Ein Streutransformator 6 ist mit seiner Primärwicklung an das Wechselstromnetz
angeschlossen. Seine Sekundärwicklung ist einerseits mit dem im Hauptpatent gezeigten
Solenoid 5 bzw. einer Magnetwicklung verbunden, anderseits mit der Kathode eines
Thyratrons 8, dessen Anode mit dem Solenoid 5 in Verbindung steht. Ein zweiter Transformator
7 ist mit seiner Primärwicklung parallel zur Primärwicklung des- Transformators
6 geschaltet bzw. mit dem Stromnetz direkt verbunden und trägt zwei Sekundärwicklungen.
Die eine versorgt die Heizung der Kathode des Thyratrons 8 mit Strom, die andere
erzeugt eine Gittersperrspannung zwischen Anode und Kathode des Thyratrons B. Ein
Widerstand 9 verhindert den Kurzschluß im Steuerstromkreis, der durch den nock genbetätigten
Federkontakt i i überbrückt werden kann, so daß die Gittersperrspannung aufgehoben
und das Thyratron8 stromführend wird. Dann fließt ein gleichgerichteter Wechselstrom
von der Selkundärwicklung des Streutransformators 6 über das Solenoid 5 durch das
Thyratron 8 von der Anode zur Kathode und zur Sekundärwicklung des Streutransformators
6 zurück. Sobald der Federkontakt i i sich öffnet, entsteht wieder eine gleichphasige
Gitterwechselspannung, und der Stromübergang zwischen Anode und Kathode im Thyratron
8 erlischt beim nächsten Nulldurchgang: Eine besondere Sperrgleichspannung erübrigt
sich. Durch Anordnung von Kondensatoren io, eventuell in Verbindung mit Widerständen,
kann zu hohen Stromspitzen im Solenoid bzw. im Magneten vorgebeugt werden. Durch
das Arbeiten mit Transformatoren ist man nicht mehr an eine gegebene Spannung gebunden,
und der Magnetstromkreis ist vom Netz elektrisch getrennt.
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Die Abänderung des Verfahrens nach dem Patent 820 174 beschränkt sich
nicht auf die vorstehend beschriebene und in Abb. i wiedergegebene einfache Arbeitsweise,
sondern umschließt erfindungsgemäß alle Möglichkeiten dieser Art, wovon einige wenige
an Hand der Abb. 2 bis 5 nachstehend beschrieben. sind. Statt einer Einweggleichrichtung
ist auch eine Zweiweggleichrichtung im Gegentakt anwendbar, wie Abb.2 zeigt. Ein
Streutransformator 6 ist wieder mit seiner Primärwicklung an das Wechselstromnetz
angeschlossen. Die Sekundärwicklung ist mit ihrem Enden jeweils an die Anode der
beiden Thyratrons 8 angeschlossen, so daß in bekannter Weise je eine Halbwelle des
hin und her schwingenden Wechselstroms gleichgerichtet und die mittlere Gleichstromspannung
höher als bei der Einweggleichrichtung wird. In der Mitte der Sekundärwicklung ist
die Rückleitung vom Solenoid 5 bzw. einer Magnetwicklung angeschlossen. Ein an das
Netz oder parallel zu Transformator 6 angeschlossener Transformator 7 liefert den
Heizstrom für die Kathoden der beiden Thyratrons 8, während -ein Transformator 18
.die Gittersperrspannung zwischen Gitter: und Kathoden der Thyratrons 8 erzeugt.
Die Primärwicklung des Transformators. 18 ist einerseits direkt an das Wechselstromnetz
angeschlossen, anderseits über einen nockenbetätigten Federkontakt i i mit dem Netz
verbunden. Die Sekundärwicklung des Transformators i8 ist mit je einem Ende an die
Steuer-Bitter der beiden Thyratrons 8 geführt, und die Mitte der Sekundärwicklung
ist mit der von den Kathoden der beiden Thyratror7s 8 zum Solenoid 5 führenden Leitung
verbunden, wodurch je ein Steuerstromkreis für die beiden Thyratrons 8 gebildet
wird. Kondensatoren io, gegebenenfalls in Verbindung mit Widerständen, beseitigen
zu hohe Stromspitzen im Solenoid 5. Die Schaltungsweise nach Abb. z läßt erkennen,
daß bei geöffnetem Federkontakt z i die Thyratrons 8 keine Gittersperrspannung haben,
daß also ständig ein gleichgerichteter Wechselstrom von der Sekundärwicklung des
Transformators 6 über die Thyratrons 8 durch die Wicklung des Solenoi,ds 5 bzw.
durch -eine Magnetwicklung zur Mitte der Sekundärwicklung des Transformators 6 fließt,
der --erst durch jeweiliges Schließen .des Federkontakts i i und die dadurch mittels
des Transformators 18 in den Thyratrons 8 auftretende Gitterspannung im Nulldurchgang
erlischt. Die Schaltungen nach Abt: i und 2 unterscheiden sich daher nicht nur durch
die. Einweg-und Zweiwegschaltung; sondern auch durch die Steuerung,, d. h. einmal
durch die jeweilige B°-seitigung einer ständig vorhandenen Gittersperrspannurig
für die Einschaltung des Solenoids beim Öffnen der Kontakte i i, das andere Mal
durch die jeweilige Erzeugung einer Gittersperrspannung für Ausschaltung des Solenoids
beim Schließen der Kontaktre i i.
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Die Abb. 3 zeigt eine Zweiwegschaltung, bei der für die Gittersperrspannung
Gleichspannung verwendet wird. Die Primärwicklung eines Streutransformatdrs 6 ist
an das Wechselstromnetz angeschlossen, die Enden der Sekundärwicklung sind zu den
Anoden zweier Thyratrons 8 geführt, von deren Kathoden aus ein bleichgerichteter
Strom über die Wicklung des Solenoids 5 zur Mitte der Sekundärwicklung fließt, sobald
die Gittersperrspannung in den Thyratrons 8 beseitigt wird. Ein Transformator 7
dient wieder zur Beheizun:g der Kathoden. Die Sekundärwicklung i9 eines Transformators,
ein Gleichrichter 2o sowie ein Widerstand 9 und ein Kondensator 2i bilden mit den
Gittern und Kathoden der Thyratrons 8 einen Steuerkreis, in welchem die gleichgerichtete
Gittersperrspannungdurch Schließen des nockenbetätigten Federkontakts i i infolge
Überbrückung beseitigt werden kann: Der Widerstand 9 verhindert dabei den Kurzschluß.
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Das vorliegende Verfahren läßt sich erfindungsgemäß durch weitere
zusätzliche elektromagnetische Organe und andere Schaltungsweisen z. B. so ausbauen,
daß eine Regelung des Arbeitsstroms im Solenoid 5 oder in einer Magnetwicklung und
damit die Änderung oder Könstanthaltung der Rührwirkung durch Phasenverschiebung
erzielt wird.
Dafür sind in den Abb. d. und 5 zwei von den vielen
Durchführungsmöglichkeiten gezeigt. In Anlehnung an das Schaltbild der Abb. i zeigt
Abb..I wieder einen Streutransformator 6, der hier auch ein norinaler Transformator
sein könnte, einen zweiten Transformator 7 für die Kathodenheizung des Tliyratrons
8, ein Solenoid 5 bzw. eine Magnetwicklung und Kondensatoren io für die gleichen
Zwecke wie bisher. Zwischen Gitter und Kathode des Thvratrons 8 ist ein an sich
hclzanntes Phasendrehglied in Brückenschaltung angeordnet, welches aus der von einer
Gleichstromquelle 22 über den R:eguli;erwid .erstarid -23 gespeisten Drosselspule
2-. und einem mit der Primärwicklung an das Netz angeschlossenen Transformators
-#5 besteht, in dessen Sekundärstromkreis ein Regulierwiderstand 26 liegt. Eine
Anzapfst:elle 27 der Sekundärwicklung des Transformators 25 ist mit dem Gitter des
Tliyratrons8 verbunden. Die Phasenlage der Gitterw.echselspannung wird hauptsächlich
durch die Größe der Induktivität der durch Gleichstrom vorinagnL-tisiertLn Drosselspule
2a_ bestimmt. Durch Regelung der Vortnagnetisi,erung mittels Widerstands -23 ändert
sich die Induktiv ität der Drosselspule 24, somit auch die Phasenlage der wirksamen
Gittcrsperrspannung. Infolgedessen tritt eine verlustlose Größenänderung des gleichgerichteten
Stroms im Stromkreis des Solenoids 5 bzw. einer Magnetwicklung ein, die: durch Handhabung
des Regelwiderstands 23 willkürlich einstellbar ist. ßeim Schließen des nockenbetätigten
Federkontakts ii wird der besteli:ende Stromverlauf gestört, und es liegt als Gitte-rsperrspannung
dann die zwischen den Klemmen 27 und 28 vorhandene Wechselspannung am Gitter des
Thy ratrons 8, welche den Stromdurchfluß durch dieses beim nächsten Nulldurchgang
unterbricht.
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Mit einer selbsttätigen Regelung der dem Solenoid 5 bzw. einer Rlagnetwiclaung
zugeführten Stromstärke auf einen konstanten Mittelwert, also finit selbsttätig
konstanter Rührwirkung, kann nach dein bisher beschriebenen Verfahren erfindungsgemäß
dann gearbeitet werden, wenn, wie Abb. 5 zeigt, die Versorgung der Drosselspule
2-. mit Gleichstrom mit dem vom Thyratron 8 selbst gleichgerichteten Strom erfolgt,
wobei die Regelung der Phasenlage entsprechend der Einstellung der Regelwiderstände
23 und 26 selbsttätig ist.
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Außer den aufgeführten Schaltmöglichkeiten gibt es noch zahlreiche
andere, und das Verfahren erfaßt erfindungsgemäß alle diese möglichen Schaltungen,
und hinsichtlich der praktischen Durchführung können noch zusätzliche Organe, wie
M'Herstä nde. Kondensatoren, Verzögerungsschalter, Spartransformatoren statt Streutransformatoren,
anders gearteteThyratrons und anderes mehr. .dabei zur Anwendung kommen, ohne die
Erfindung zu be-#ch ränl:en.
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