Смотровое устройство для вакуумных печей

Смотровое устройство для вакуумных печей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СМОТРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНЫХ ПЕЧЕЙ, содержащее герметичную камеру со смотровым стеклом , штуцером для подачи защитного газа и диафрагмой, обращенной к смотровому стеклу, а также оптическую систему, расположенную за смагровым стеклом, отличающееся тем, что, с целью снижения газовой нагрузки откачкой системы печи, оно снабжено дополнительной диафрагмой, установленной за основной диафрагмой вне герметичной камеры, причем диафрагмы вы; полнень в виде коаксиально вложен1 ых с : зазором один в другой конусов с отверстия . ми при вершинах, обращенных к смотровому стеклу, а поверхности конусов, обра щенных к зазору, образуют замкнутую кольцевую полость, соединенную автономным вакуумпроводом с откачной системой.,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ЦММ

РЕСПУБЛИК

0% 60.

a

ХФСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРВ ЮФ Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г.

1 (21) 3595778/22-02

:(22) 23.05.83 . (46) 30.09.84. Бюл. ¹ 36 (72) Ю. В. Григорьев (71) Всесоюзный ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции электротехнический институт им. В. И. Ленина (53) 669 187.2:621.365.2-982 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 975497, кл. F 27 D21/02,,1963.

2. Патент США № 311790, кл. F 27 0 21//02, 1961.

3. Авторское свидетельство СССР

:№ 239984, кл. С 22 В 4/08, 1969. (54) (57) СМОТРОВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ВАКУУМКЫХ ПЕЧЕЙ, сопержащее

1 с, герметичную камеру со смотровым стек лом, штуцером для подачи защитного газа и диафрагмой, обращенной к смотровому стеклу, а также оптическую систему, расположенную за смотровым стеклом, отличшощееся тем, что, с целью снижения газовой нагрузки откачной системы печи, оно снабжено дополнительной диафрагмой, установленной за основной диафрагмой вне герметичной камеры, причем диафрагмы выполнены в виде коакснально вложенных с зазором один в другой конусов с отверстиями при вершинах, обращенных к смотровому стеклу, а поверхности конусов, обращенных к зазору, .образуют замкнутую коль.цевую полость, соединенную автономным вакуумпроводом с откачной системой.

1116288

Изобретение относится к вакуумной металл ургии, в частности„к смотровым устройствам для наблюдения за технологическим процессом в вакууме, сопровождающимся выделением паров конденсирующихся веществ.

Известно смотровое устройство для вакуумных печей, содержащее смотровое стекло, камеру с защитным газом, сообщающуюся с полостью печи через длинную трубку, и устройство для напуска защитного газа в указанную камеру. Поток защитного газа, протекающий по трубке из камеры в печь, перехватывает пары обрабатываемого в печи вещества, за счет чего предотвращается запыление смотрового стекла (1).

Недостатком данного устройства является малый угол обзора.

Известно также смотровое устройство с большим углом обзора для высоковакуумных печей, содержащее смотровое стекло, оптическую систему, камеру с защитным газом, сообщающуюся с полостью печи через несколько длинных трубок, расположенных под углом друг к другу, и средства для напуска защитного газа в указанную камеру (2). Использование нескольких трубок в сочетании с оптической системой увеличивает угол обзора, однако для него характерен значительный расход защитного газа, так как суммарное сечение всех трубок велико, что ухудшает вакуум в технологической камере печи и создает дополнительную газовую нагрузку на откачные устройства. Недостаток устройства состоит также в его низкой эффективности вследствие того, что скорость движения потока защитного газа по трубкам при реально возможных его расходах в сотни и тысячи раз меньше скорости движения молекул пара.

Кроме того, устройство не уменьшает яркости изображения раскаленного объекта наблюдечия, что вынуждает дополнительно применять светофильтры.

Наиболее близким к предлагаемому по техн ической сущности и достигаемому эффекту является смотровое устройство для вакуумных печей, содержащее герметичную камеру со смотровым стеклом, штуцером для подачи защитного газа и диафрагмой, обращенной к смотровому стеклу, а также оптическую систему, расположенную за смотровым стеклом Смотровое стекло защищено от напыления испаряющимися нарами поворотным прозрачным экраном, а необходимый угол обзора обеспечивается установкой за смотровым стеклом одной или более линз (3).

Недостатком этого устройства является значительный расход защитного газа, попадающего через диафрагму в вакуумную технологическую камеру печи и создающе5

55 го дополнительную газовую нагрузку на откачную систему печи.

Цель изобретения — снижение газовой нагрузки откачной системы печи.

Поставленная печь достигается тем, что смотровое устройство для вакуумных печей, содержащее герметичную камеру со смотровым стеклом, штуцером для подачи загцитного газа и диафрагмой, обращенной к смотровому стеклу, а также оптическую систему, расположенную за смотровым стеклом, снабжено дополнительной диафрагмой, установленной за основной диафрагмой вне герметичной камеры, причем диафрагмы выполнены в виде коаксиально вложенных с зазором один в другой конусов с отверстиями при вершинах, обращенных к смотровому стеклу, а поверхности конусов, обращенных к зазору, образуют замкнутую кольцевую полость, соединенную автономным вакуумпроводом с откачной системой.

На чертеже показано смотровое устройство для вакуумных печей, продольное сечение.

Устройство крепится к наружной стенке

1 вакуумной печи и уплотняется прокладкой 2. Смотровое стекло 3 расположено в тубусе 4 и уплотнено прокладкой 5. Со стороны печи к стеклу 3 примыкает камера 6 защитного газа, сообщающаяся через штуцер 7 и натекатель 8 с резервуаром защитного газа, например, неоном или аргоном.

Расположенная напротив смотрового стекла

3 стенка камеры 6 выполнена в виде диафрагмы 9 с центральным отверстием, диаметр которого плавно увеличивается по направлению к печи, образуя тем самым коническую поверхность. Диаметр d отверстия составляет 0,1 — 0,3 мм.

Соосно с первой основной диафрагмой

9 расположена вторая дополнительная диафрагма 10, имеющая вид конической воронки (конуса) с отверстием. Она вставлена в первую диафрагму 9 так, что между ними остается зазор Ь 0,5 — 5 мм. По мере удаления от оси зазор увеличивается из-за небольшой разницы в углах конусов диафрагм, образуя кольцевую полость 11, соединенную вакуумпроводом 12 с откачной системой, например с форвакуумной магист ралью печи. Со стороны атмосферы к смотровому стеклу 3 примыкает соосная с отверстиями в диафрагмах оптическая система, состоящая из собирающей линзы 13 и расположенного в ее фокальной плоскости экрана 14 из матового стекла. Вместо экрана

14 к тубусу может присоединяться окуляр, содержащий еще одну собирающую линзу, а также, если это необходимо, устройство, оборач ива ющее изображение.

Работа смотрового устройства происходит следующим образом.

1116288

Составитель С. Дзигоев

Редактор К. Волощук Техрел И. Версс Корректор Л. Тяско

Заказ á914/31 Тираж 577 11одписнос

ВНИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и оз крытий

1.13035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При подаче по штуцеру ? защитного газа в камеру 6; поток газа через отверстие в диафрагме 9 устремляется в вакуумную печь. Расход газа регулируют натекателем 8 так, чтобы давление в камере 6 находилось примерно в пределах 10 — 100 мм рт. ст., Перепад давлений по обе стороны диафрагмы превышает два порядка, и скорость истечения газа через отверстия равна скорости звука, т. е. сравнима со скоростью молекул паров обрабатываемого материала. Это обеспечивает надежную защиту смотрового стекла.

Так как диаметр отверстия в диафрагме

9 0,1 — 0,3 мм, его пропускная способность при вязкостном режиме течения газа невелика и не превышает 0,001 — 0,01 л/с. Поэтому поток защитного газа не нагружает заметным образом откачную систему печи, рассчитанную на газовыделение технологического процесса. Кроме того, наличие второй диафрагмы 10 позволяет в 3 — 4 раза уменьшить поток защитного газа в объем печи, так как основная часть газа растекается по стенкам диафрагмы 9, попадает в кольцевую полость 11 и откачивается через вакуумпровод 12. Расстояние а между плоскостями, в которых лежат края отверстий между первой и второй диафрагмами, должно быть не менее диаметра отверстий. Если диаметры d отверстий в обеих диафрагмах одинаковы и равны расстоянию а, то угол обзора устройства близок к 45 . При увеличении d/d натекание загцитного газа в об.ьем вакуумной печи уменьшается, но уменьшается и угол зрения.

Предложенное устройство благодаря малому диаметру отверстий в диафрагмах уменьшает яркость изображения рассматриваемого объекта настолько, что можно при наблюдении за плавкой не применять дополнительных светофильтров. Кроме то1О го, глубина резкости изображения в таком устройстве такова, что все объекты в печи, расположенные на различном удалении от окна, видны одинаково четко. В качестве защитного газа можно применять воздух, но лучше неон или аргон, так как для них пропускная способность отверстия составляет лишь 0,58 и 0,82 соответственно от пропускной способности по воздуху. Кроме того, являясь инертными, эти газы не влияют на технологический процесс. Соосность отверстий в диафрагмах обеспечивается, если.они проделываются в уже собранном смотровом устройстве при помощи электроннолучевой или лазерной установки размерной обработки, 25

Экономический эффект от применения предложенного устройства обеспечивается снижением стоимости устройства н уменьшением расходов по обслуживанию и ремонту и составляет около 200 р. в год.