Конструкция соединения огнеупорного блока

Конструкция соединения огнеупорного блока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям паяного соединения огнеупорного блока. Цель изобретения - повышение надежности работы блока и технологичности его изготовления. В конструкции соединения огнеупорного блока, содержащего керамическую деталь, металлическую деталь и гибкий металлический элемент между ними, последний выполнен в виде пластины и прикреплен к керамической детали по периферии, а к металлической - в центре. Внутренние границы крепления пластины расположены на двух концентрических окружностях с центром в середине наибольшей диагонали основания керамической детали. Границы пластины расположены внутри границ основания керамической детали и симметричны относительно середины наибольшей диагонали основания керамической детали. Расстояние между внутренними границами крепления пластины связано с полудлиной максимальной диагонали пластины и расстоянием от середины этой диагонали до внутренней границы крепления периферийной области пластины неравенствами, приведенными в описании изобретения. Периферийная область пластины может быть отогнута между внутренними границами крепления пластины. При этом упрощается технология крепления пластины с керамической и металлической деталями при пайке, т.к. уменьшается возможность перетекания припоя из одной области в другую. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК аа ui1

А1 (51)5 В 23 К 1/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЬРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4440874/31-27 (22) 07.04.88 (46) 15.03.90. Бюл. У 1 0 (71) Особое конструкторское бюро Института высоких температур AH СССР (72 ) А,М.Дуб асов и В. М, Панферов (53) 622.791.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1139588, кл. В 23 К 1/19, 1985.

2 (54) КОНСТРУКЦИЯ СОЕДИНЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО БЛОКА (57) Изобретение относится к машиностроенжо, в частности к конструкциям паяного соединения огнеупорного блока. Цель изобретения — повышение надежности работы блока и технологичности его изготовления. В конструкции

1549688 соединения огнеупорного блока, содержащего керамическую деталь, металлическую деталь и гибкий металлический элемент между ними последний выполР

5 нен в виде пластины и прикреплен к керамической детали по периферии, а к металлической — в центре. Внутренние границы крепления пластины расположены на двух концентрических окружностях с центром в середине, наибольшей диагонали основания керамической детали. Границы пластины расположены внутри границ основания керамической детали и симметричны относительно се- 15 редины наибольшей диагонали основания керамической детали. Расстояние между .!

Изобретение относится к МаКННосТро ению, в частности к конструкциям паяных соединений огнеупорного блока.

Целью изобретения является повыше- 25 иие надежности работы блока и технологичности его изготовления, На фиг. 1 представлен огнеупорный блок в ненагруженном состоянии, на фиг. 2 - то же, в нагруженном тепловым потоком состоянии; на фиг. 3 срединная плоскостьпластины спроекциями на нее периферийной области

) крепления Ь к керамической детали и центральной областью М крепления к металлической детали; на фиг. 4 — блок в термонагруженном состоянии с пластиной, границы которой лежат внутри границ основания керамической детали.

Огнеупорный блок состоит из керамической детали 1, металлической детали 2, металлической пластины 3, скрепленной методом пайки, сварки, клейки с керамической деталью по периферии

L а с металлической в центре М, Внутренние границы крепления плас. тины расположены на двух концентрических окружностях с центром в середине наибольшей диагонали основания керамической детали.

Границы пластины расположены внутри границ основания керамической детали и симметричны относительно середины наибольшей диагонали основания ке-э рамической детали.

1расстояние! между внутренними rpa55 ницами крепления пластины $ связано с полудлиной 1> максималь ной диагонали пластины и расстоянием 1„от середины внутренними границами крепления пластины связано с полудлиной максимальной диагонали пластины и расстоянием от середины этой диагонали до внутренней границы крепления периферийной области пластины неравенствами, приведенными в описании изобретения. Периферийная область пластины может. быть отогнута между внутренними границами крепления пластины. При этом упрощается технология крепления пластины с керамической н металлической деталями при пайке, т.к. уменьшается возможность перетекания припоя из одной области в другую, 3. э,п,ф-лы, 4 ил. этой диагонали до внутреннеи границы крепления периферийной области пластины неравенствами:

S . 3 1,91> ) ((Ф) 1)

1л 4 1„

Периферийная область пластины мо» жет быть отогнута между внутренними границами крепления пластины при выборе пластины с КТР, соответствующим

КТР керамики, на основе расчетного эквивалентного KTP компенсируются остаточные налряжения после пайки от действия -металлизации и припоя, когда их КТР отличны от KTP керамики. Перечисл енные факт о ры суще с тв е нно нов ышают надежность крепления и тем самым и всего блока, При применении пластины с отогнутой периферийной областью еще более снижаются термонапряжения в контакте за счет большей воэможности для изгиба пластины при прогибе основания керамики при термонагружении.

Благодаря тому, что остаточные напря".жения от паяного соединения можно компенсировать пластиной, появляется возможность усилить основание керамики за счет увеличения толщины паяного соединения.

Для изготовления и сборки указанной пластины не требуется сложного приспособления.

Для выполнения крепления деталей предлагаемого огнеупорного блока могут быть применены различные технологии — пайка, клейка, диффузионная, точечная, ультразвуковая сварка, что позволяет упростить и удешевить изготовление °

1549688 6 периферифной облаети содействует уменьшению ее сопротивления прогибу основания керамического элемента, а также уп роще нию техноло r ии крепления пластины с керамической и металлической деталями при пайке, так как уменьшает возможность перетекания припоя

В предложенной пластине, имеющей внутренние границы ее крепления к деталям блока, лежащим на концентрических окружностях с центром в середине

5 наибольшей диагонали основания керамической детали, обеспечивается равномерная загрузка внутренней границы крепления по периферийной области при из одной области в другую ° Внутрен ее изгибе от прогиба основания кера- 10 ние границы крепления пластины могут мической детали. Это происходит вслед- быть как прямыми линиями так и кривыствие того, что при деформации основа- ми, например, окружностями, ния керамической детали от пропуска-, Пример. Фрагмент огнеупорной ния теплового потока через блок осно- стенки, состоящей иэ огнеупорного блование принимает форму близкую к сфери-15 ка по фиг. 1, имеющего единую охлажт ческой. Равномерность загрузки внут- денную металлическую деталь длиной ренней границы области крепления к ке- 77 м, шириной 25 мм, высотой 30 мм, трех рамиче ской детали пред отв ращае т ло- керамических деталей из магнезиальной кальные перегрузки на керамике, могу- керамики высотой 30 мм, длиной и шириной щие приводить к разрушению вследствие 20 25 мм, расположенных на расстоянии невысокой прочности керамических мате- 1 мм, и круглых пластин иэ меди диариалов ° метром 24 мм и толщиной 0,4 мм, расГраницы пластины могут лежать внут- положенных между керамическими и мери границ основания керамической дета- таллическими деталями (центр пластин ли, что уменьшает прогиб пластины и 25 совпадает с центром керамических детем самым уменьшает напряжения в креп- талеи) ° ленин гибкого элемента с керамикой, Каждая керамическая деталь присотак как в этом случае при прогибе ос- единена к своей пластине методом пайнования керамической детали ее края ки в периферийной зоне пластины, ограмогут опускаться ниже уровня, на ко- 30 ниченной окружностью диаметром 18 мм, тором они были до прогиба. Выполнение центр которой совпадает с центром оспри этом границ пластины симметричны- нования керамической детали, обращенми относительно середины наибольшей ной к пластине, К области пайки керадиагонали основания керамической дета- мической детали с пластиной примыкает ли обеспечивает отсутствие перекоса зона ширйной 5 мм, в которой пластина этой детали при прогибе ее основания. не соединена ни с керамической, ни с

I металлической деталями. Оставшаяся

При выборе расстояния между внутцентральная часть пластины присоединеренними границами крепления пластины на к металлической детали методом пайсогласно следующему неравенству:

® — -а-;-((— — ) -1)

1 4 Х

Перед осуществлением пайки керемической детали с пластиной паяная порасстояние между этими границами при верхность керамики покрывается слоем изгибе основания керамической детали серебра толщиной 0,3 мм с учетом проне превышает его первоначального знапитки, наносимого методом вжигания, чения, чем обеспечивается малое натя- 45

Пайка пластины с керамической и металжение пластины между границами креплической деталями осуществляется селения и предотвращается появление ! ребряным припоем марки III. р 72 в фольбольших напряжений на внутренней rpaге толщиной 0,10 мм. Поверхности пласнице крепления периферийной области

„тины, . не подвергаемые пайке, защищаютвследствие концентрации напряжений 50:"

;в этой области, Неравенство 1 я ся от смач вания расплавом припоя пу

1 тем нанесения маски изрестного состаотражает тот факт, что центральйая ва. Пайка осуществляется в вакууме при ,область имеет ненулевые размерыи eo-,, 1100 К. KTP серебра, меди и AgO близдержит середину наибольшей диагонали ки, поэтому остаточные напряжения в

I пластины. керамике будут малы. Наиболее нагруженПериферийная область пластины мо- HblM методом в креплении является месжет быть отогнута по зоне зазора в .: то сопряжения пластины и керамики— другую плоскость. Такое расположение внешйяя граница периферийной области, ! 549688

30 формула из обретения

1, Конструкция соединения огнеупорного блока, содержащая керамическую детапь, металлическую деталь и гибкий металлический элемент, расположенный в зазоре между ними, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повьппения надежности работы блока и техно- 40 логичности его изготовления, гибкий металлический элемент выполнен в виде поэтому покрытие на керамике взято несколько утолщенным, что в сумме сс слоем припоя обеспечивает достаточное усиление этой границы. Полученный таким образом огнеупорный блок испытан путем термонагружения, при котором температура горячего основания керамического элемента. составляла 2000 К, холодного 350 К, растрескивание пая»-. 10 ных соединений и керамики в области крепления наблюдалось в 1,5Х случаев .

Данная конструкция соединения огнеупорного блока позволяет повысить надежность паяных элементов, разрушающихся от воздействия термических и вибрационных нагрузок, за счет увеличения площади контакта гибкого ме-: таллического элемента -пластины с поверхностью керамической детали и: 20 уменьшения остаточных напряжений в паяном соединении. Кроме того, использование этой конструкции упрощает приспособление для изготовления и присоединения гибкого элемента и уменьшает время сборки под пайку.

Результаты испытаний паяных конструкций элементов. огнеупорной стенки показали, что срок ее работы может увеличиться в три раза, пластины и прикреплен к керамической детали по периферии, а к металлической в центре.

2. Конструкция по п, l о т л ич а ю щ а я с я тем, что внутренние границы крепления на пластине расположены на двух концентрических окружностях с центром "в середине наибольшей диагонали основания керамической детали.

3, Конструкция по п,:1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что границы пластины расположены внутри границ. основания керамической детали и симметричны относительно середины наибольшей диагонали основания керамической де тали.

4, Конструкция по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что расстояние между внутренними границами крепления пластины связано с полудлиной максимальной диагонали пластины и расстоянием от середины этой диагонали до внутренней границы крепления периферийной области пластины неравенства3 1о ((о ) 1)

4 1) где S — расстояние между внутренними областями крепления пластины1

1 — полудлина максимальной диагонали пластины;

1.„ - расстояние от середины максимальной диагонали пластины до внутренней границы крепления периферийной области пластины.

5. Конструкция по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что периферийная область пластины отогнута между внут- . реннйми границами крепления пластиHbI °

1549688

Составитель Л.Абросимова

Техред М. Ходанич Коррек то р С. Шевкун

Редактор Л,Веселовская

3ак аз 232

Подписное

Тираж 644

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уясг род, ул. Гагарина, 101