22.VI. 1965 Wielka Brytania Opublikowano: 31.VII.1970 60460 KI. 21 d1, 23 MKP H 02 k, 41/02 UKD Wlasciciel patentu: Pilkington Brothers Limited, Liverpool (Wielka Bry¬ tania) Urzadzenie do sterowania ruchem roztopionego elektrycznie przewodzacego materialu za pomoca indukcji elektromagnetycznej Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ste¬ rowania ruchem roztopionego elektrycznie przewo¬ dzacego materialu za pomoca indukcji elektromag¬ netycznej podczas procesu wytwarzania szkla plas¬ kiego, zaopatrzone w indukcyjny silnik liniowy.Celem wynalazku jest skonstruowanie indukcyj¬ nego silnika liniowego nadajacego sie do pracy w warunkach wysokich temperatur, jakie panuja przy produkcji szkla.Cel ten zostal osiagniety dzieki temu, ze stojan indukcyjnego silnika liniowego w urzadzeniu do sterowania ruchem roztopionego elektrycznie prze¬ wodzacego materialu podczas procesu wytwarzania szkla plaskiego, ma plaskie jarzmo zaopatrzone po jednej stronie w szereg równoleglych poprzecznych czlonów z nawinietym uzwojeniem, a po drugiej stronie jarzma wykonana chlodzaca komora wypo¬ sazona w rure doplywowa i odplywowa, przy czym caly stojan silnika jest umieszczony w obudowie wykonanej z materialu ogniotrwalego i jest zamo¬ cowany na podpierajacej belce znajdujacej sie w poblizu elektrycznej kapieli metalowej.Poprzez obudowe silnika z materialu ogniotrwa¬ lego, stojan chroniony jest przed cieplem wypromie- niowanym na przyklad z kapieli roztopionego me¬ talu, na której unosi sie szklo, jak równiez przed zarem panujacym w atmosferze ponad kapiela. Ko¬ mora chlodzaca umocowana do stojana zapewnia wymagane chlodzenie stojana.W celu zwiekszenia efektu chlodzenia stojana ko¬ rzystne jest, gdy uzwojenie silnika wykonane jest w postaci rur z elektrycznie przewodzacego- mater¬ ialu, na przyklad rur miedzianych, przy czym prze¬ widziana jest mozliwosc przylaczenia uzwojen do 5 zródla cieczy chlodzacej i jednoczesnie do zródla pradu trójfazowego.Jako ciecz chlodzaca korzystne jest uzycie wody doprowadzanej zarówno do komory chlodzacej, jak i do uzwojen, jakkolwiek w niektórych okolicznos- io ciach, na przyklad gdy temperatura otoczenia jest stosunkowo niska, mozna zastosowac przeplyw ga¬ zu chlodzacego przez komore chlodzaca i uzwojenia rurowe. W ten sposób górna czesc i boki stojana sa prawie calkowicie otoczone powierzchniami chlo- 15 dzacymi. Jedynymi powierzchniami stojana pozba¬ wionymi bezposredniego chlodzenia sa dolne po¬ wierzchnie poprzecznych czlonów stojana, które za¬ zwyczaj rozmieszczone sa równolegle do powierz¬ chni roztopionego materialu, którego ruch ma byc 20 sterowany.Pomiedzy spodem czlonów a otaczajaca atmosfe¬ ra zaru istnieje warstwa materialu ogniotrwalego, którego przewodnosc cieplna jest mniejsza, niz prze¬ wodnosc materialu blach stojana, które zazwyczaj 25 sa wykonane ze stali. Nawet dolne powierzchnie czlonów sa skutecznie chlodzone przez komore chlo¬ dzaca i chlodzone uzwojenia rurowe. Do wykonania obudowy silnika moze byc uzyty jakikolwiek lany material ogniotrwaly. 30 Konce uzwojen oraz rura doplywowa i odplywo- 604603 60460 4 wa komory chlodzacej wystaja z bloku ogniotrwa¬ lego, a polaczenia z tymi rurami i uzwojeniami sa wykonane w dogodny sposób do elementów utrzy¬ mujacych silnik w okreslonym polozeniu w stosun¬ ku do powierzchni kapieli metalowej.Wynalazek nadaje sie szczególnie do zastosowania w urzadzeniu do wytwarzania szkla plaskiego, w którym szklo styka sie z powierzchnia roztopionego metalu. Urzadzenie takie wyróznia sie tym, iz obej¬ muje przynajmniej jeden silnik liniowy rodzaju opisanego powyzej, który jest zamocowany w okre¬ slonym polozeniu w stosunku do powierzchni roz¬ topionego metalu, jak równiez zawiera zródlo trój¬ fazowego pradu zmiennego oraz zródlo cieczy chlo¬ dzacej przylaczone do silnika.Urzadzenie wedlug wynalazku jest przedstawio¬ ne w przykladowym wykonaniu na rysunku, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia indukcyjny silnik liniowy urzadzenia, w przekroju pionowym, umieszczony w pewnej odleglosci od powierzchni kapieli meta¬ lowej zawartej w zbiorniku, a fig. 2 — silnik w wi¬ doku perspektywicznym.Indukcyjny silnik liniowy w urzadzeniu wedlug wynalazku jest dwubiegowym trójfazowym silni¬ kiem, zaopatrzonym w stojan zlozony ze scisle spa- kletowanych blach. Stojan ten ma plaskie jarzmo 1, zaoparzone w szereg równoleglych czlonów 2 wy¬ stajacych z jednej strony jarzma 1. W wyniku kon¬ strukcji zostaja utworzone równolegle zlobki 3 po¬ miedzy sasiednimi czlonami.Blachy rdzeniowe czlonów stojana sa oznaczone na fig. 2 cyfra 4. Przeciwna strona jarzma 1 stojana jest plaska i jest do niej zamocowana skrzyniowa komora wodna 5, która przebiega wzdluz calej tej strony stojana. Komora 5 o ksztalcie prostokatnym ma na obwodzie wydrazony kolnierz 6 wysiegajacy ku dolowi, który obejmuje boki jarzma 1 stojana.Kolnierz 6 zachodzi na cala grubosc jarzma 1 tak, iz zapewnia maksymalne odprowadzanie ciepla z plaskiego jarzma 1 stojana. Woda chlodzaca dopro¬ wadzana jest do wodnej komory 5 przez rure do¬ plywowa 7 o duzej srednicy ^ a odprowadzana przez rure odplywowa 8 o podobnej srednicy. W ten spo¬ sób mozliwe jest utrzymanie obiegu wody chlodza¬ cej o duzym natezeniu przeplywu poprzez wodna komore dla zapewnienia maksymalnego chlodzenia stojana. Dzieki temu temperatura stojana nigdy nie osiagnie punktu Curie dla stali, z której wykonane sa blachy 4.Kazdy czlon 2 stojana owiniety jest tasma izola¬ cyjna, nie uwidoczniona na rysunku^ a uzwojenia stojana wykonane sa z rur miedzianych przystoso¬ wanych do polaczenia ze zródlem wody chlodzacej i jednoczesnie ze zródlem trójfazowego pradu zmiennego. Rozmieszczenie uzwojen na jednym czlonie stojana pokazano na fig. 2. Wewnetrzny rzad zwojów 9 z rury miedzianej jest indywidualnie izo¬ lowany za pomoca tasmy azbestowej, nie pokazanej na rysunku, a zewnetrzny rzad zwojów 10 z iden¬ tycznej rury miedzianej, równiez jest indywidual¬ nie izolowany za pomoca tasmy azbestowej.W kazdym zlobku umieszczona jest cienka plytka 11 z miki, majaca na celu oddzielenie uzwojen po¬ szczególnych czlonów. Uzwojenia 9 i 10 stojana wy¬ pelniaja szczeliny 3 stojana tak, ze calosc stojana, oprócz dolnych powierzchni wolnych konców czlo¬ nów 2, jest skutecznie chlodzona.Temperatura stojana utrzymywana jest wiec w znacznie ponizej temperatury otoczenia. W celu 5 uzyskania dodatkowo ochrony cieplnej silnika, caly zespól silnika umieszczony jest w obudowie 12 z ma¬ terialu ogniotrwalego (fig. 1.). Rury, doplywowa 7 i odplywowa 8 wystaja z obudowy wykonanej z ogniotrwalego materialu i spoczywaja na górnej po¬ wierzchni wsporczej- belki 13, której koniec zamo¬ cowany jest w ogniotrwalej obudowie 12. Belka ta ma przekrój o postaci odwróconego korytka w ksztalcie litery U. Rury zasilajace 14, doprowadza¬ jace wode chlodzaca do uzwojen 9 i 10 oraz pola¬ czenia elektryczne 15 do uzwojen, umieszczone sa w belce 13. Polaczenia 15 doprowadzone sa do zród¬ la pradu trójfazowego w znany sposób.Na fig. 1 przedstawiono sposób zainstalowania indukcyjnego silnika liniowego w urzadzeniu we¬ dlug wynalazku tuz nad powierzchnia 16 kapieli metalowej 17 zawartej w zbiorniku z bocznymi scianami 18 i jednolitym dnem 19. Taka konstrukcja zbiornika stosowana jest na przyklad przy wytwa¬ rzaniu szkla plaskiego w postaci tasmy.W celu kontrolowania ruchu roztopionego meta¬ lu kapieli, na przyklad roztopionej cyny lub stopu cyny, o przewaznej zawartosci cyny, silnik zamoco¬ wany jest w urzadzeniu wedlug wynalazku tak, ze dolna powierzchnia 20 ogniotrwalej obudowy 12 znajduje sie tuz nad powierzchnia 16 roztopionego metalu. Belka 13 spoczywa na górnej krawedzi bocznej sciany 18 zbiornika i ma umocowane pod spodem w poblizu zewnetrznego konca uchwyty 21, które poprzez ciegno 22 z rzymska sruba 23 przy¬ mocowane sa do przedluzenia 24 dna 19 konstrukcji zbiornika. Przez pokrecenie sruba 23 mozna regulo¬ wac odstep miedzy dolna, ogniotrwala powierzchnia 20 silnika, a powierzchnia 16 kapieli metalowej.Ponadto, na wierzchu obudowy 12 z ogniotrwale¬ go materialu moga byc osadzone oczkowe sruby 25, umozliwiajace podtrzymywanie silnika przez od¬ powiednie zawieszenie przymocowane do konstruk¬ cji sklepienia wspartego na konstrukcji zbiornika.Grubosc materialu ogniotrwalego miedzy dolnymi powierzchniami czlonów stojana a dolna powierz¬ chnia 20 obudowy wynosi na przyklad okolo 13 mm.Pomimo, ze temperatura otoczenia moze dochodzic do 1200°C w przestrzeni nad powierzchnia kapieli metalowej, stojan jest bez przerwy skutecznie chlo¬ dzony zarówno za pomoca komory wodnej, jak i wo¬ da przeplywajaca przez uzwojenie stojana.Korzystnie jest, gdy rura doplywowa i odplywo¬ wa oraz polaczenia elektryczne przechodza poprzez wierzch ogniotrwalej obudowy 12 do konstrukcji sklepienia ponad kapiela metalowa.Jakkolwiek w urzadzeniu wedlug wynalazku, jak •przedstawiono na rysunku, silnik umieszczony jest w pewnym odstepie od powierzchni kapieli metalo¬ wej, to jednak mozne on byc zainstalowany bezpo¬ srednio nad warstwa szkla na powierzchni kapieli.Wynalazek pozwala na zastosowanie w urzadze¬ niu indukcyjnego silnika liniowego, o konstrukcji zapewniajacej precyzyjny przesuw roztopionego elektrycznie przewodzacego materialu, co jest mo¬ zliwe dzieki odpowiedniemu chlodzeniu silnika li- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6060460 niowego. Chlodzenie takie pozwala na zastosowanie silnika w miejscach, gdzie temperatura otoczenia osiaga lub nawet przekracza punkt Curie materialu magnetycznego, z którego wykonany jest stojan. W wyniku intensywnego chlodzenia stojana woda, jego material nie jest narazony na szkodliwe dzialanie ciepla i silnik pracuje zadowalajaco w warunkach wysokich temperatur w zakresie 700—1200°C. PL PL PL