Высокотемпературная лабораторная печь

Высокотемпературная лабораторная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 190781 (2i) 3322469/22-02

Р М К з

F 27 В 17/02

F 0 1/18 с присоединением заявки Ì8—. Государстеениый комитет

СССР по делам изобретений и открытий. (23) Приоритет — (53) УДК 621. 783..2(088.8) Опубликовано 230283. Бюллетень- Ио 7

Дата опубликования описания 2302.83

Ждановский металлургический институт аявитель (54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к нагревательным и плавильным печам, в частности к электрическим печам сопротивления, и может быть использовано для лабораторных целей в металлургической, химической, керамической, стекольной промышленности, а также в области физики и радиоэлектроники.

В лабораторной практике широко используются электрические печи соп- ротивления., рабочее пространство которых герметично изолировано от нагревателя и окружающей среды огнеупор-ной трубкой.

Максимально достигаемая температура в рабочем. пространстве таких печей определяется материалом используемой .огнеупорной трубки, материалом нагревателя и подводимой к печи мощностью (в зависимости от назначения печи объем рабочей зоны и длина ее могут быть различны). Так, например, при использовании трубки из АЯтОЬ максимально достигаемая температура составляет 1800 С.

Для герметизации огнеупорных керамических трубок в настоящее время используют вакуумные замазки (цицеин) или резину, максимальная рабочая температура которых не превышает 60-1500С (в зависимости -от типа замазки или резины) . Поэтому одно из технических решений пре- дусматривает. удаление. места уплотнения теплонапряжения трубки от высокотемпературной рабочей эоны на расстояние, которое за счет естественного охлаждения обеспечивает не-. обходимую температуру, места контакта резины с теплонапряженной керамической трубкой, что приводит к увеличению балластного объема рабочего пространства (1 j.

Известна-печь, в которой охлаждение уплотняющего материала происходит путем контакта его с принудительно охлаждаемой поверхность кор- пуса илн других элементов устройст2О ва (2).

Однако это не позволяет в достаточной степени сократить длину нерабочей части герметичной трубки, поскольку вследствие низкой теплопроводности уплотняющего материала (пицеина, резины) место контакта уплотнения с поверхностью теплонапряженной трубки охлаждается незначительно.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату

998832 к изобретению является высокотемпературная лабоработная печь для работы в вакууме и контролируемой атмосфере, содержащая бифиллярный.

:,трубчатый графитовый нагреватель, соединеннйй с водоохлаждаемыми токо» подводами, окруженный теплоизолирующим слоем и заключенный в водоохлаж даемый кожух с крышками, образующими герметичную камеру, атмосфера .в которой может обуславливаться, внутри камеры размещен теплонапряженный керамический экран из окиси алюминия, с помощью резиновых колен изолированный от атмосферного воздуха и атмосферы в кожухе печи.

Замена атмосферы в герметичной ка- I5 мере печи производится через специальные отверстия в кожухе. В нижнем фланце находятся детали управления рабочими условиями в рабочей зоне печи — визирное устройство, ввод 20 термопары и фланец для продувки га3ОМ .С 3 ). !

Недостатками известной печи являются большое расстояние от верхнего торца огнеупорного экрана до изотермической эоны, что не позволяет применить для исследований оптику с увеличением свыше х100, большая доля балластного объема рабочего пространства (л 85%), звтрудняющая проведение динамических исследований и снижающая их точность, т.е. низкая производительность печи.

Целью изобретения является повышение производительности печи.

Поставленная цель достигается тем, что в высокотемпературной лабоработной печи, содержащей водоох:лаждаемые корпус и крышки, теплоизоляцию, бифиллярный графитовый наг:реватель с водоохлаждаемыми токо- 4О подводами и трубчатый экран с герметичными уплотнениями на концах, на внутренней поверхности крышки выполнен кольцевой паз, в котором размещен верхний торец экрана. 45

Такое выполнение обеспечивает интенсивное охлаждение торца и внутренней поверхности теплонапряженного экрана и места контакта резинового уплотнения с огнеупорным теплонапряженным экраном, что позволяет приблизить изотермическую зону к верхнему его концу и уменьшить долю балластного объема рабочего пространства.

На чертеже изображена высокотемпературная лабораторная печь с герметичным рабочим пространством, разрез.

Печь содержит графитовый бифиллярный нагреватель 1, соединенный с водоохлаждаемыми токоподводами 2 и окруженный теплоизоляционным слоем 3, заключенным в водоохлаждаемый кожух 4. Кожух 4 печи, верхний 5 и нижний 6 фланцы образуют И герметичную нагревательную камеру, изменение состава атмосферы в которой производится через фланец 7 в кожухе 4. Внутри нагревателя 1 расположен огнеупорный трубчатый экран 8, закрепленный в верхней 9 и нижней

10 крышках. Герметичность рабочего пространства внутри трубчатого экрана обеспечивается резиновыми уплотнениями 11 и 12, расположенными соответственно в пазу верхней крышки 9 и на нижнем конце экрана 8.

Верхняя крышка 9 имеет смотровое стекло 13. для наблюдения за объектами в рабочем пространстве. В нижней крышке 10 расположен герметичный ввод термопары 14, отверстие 15 для создания требуемой атмосферы в рабочем пространстве печи.

Устройство работает следуюшим образом.

Исследуемый образец, подвергаемый нагреву или расплавлению,.помещают в изотермическую зону печи внутри теплонапряженного керамического экрана 8 и герметизируют крышками

9 и 10 рабочее пространство. При этом верхний торец керамического экрана 8 касается дна охлаждаемого кольцевого паза верхней крышки 9.

Боковая поверхность паза плотно контактирует с внутренней поверхностью керамического экрана, а резиновое уплотнение 11 плотно зажато между дном и боковой поверхностью паза в крышке 9 выступом фланца 5 и наружной поверхностью экрана 8. Снизу керамический трубчатый экран упора не имеет и поддерживается в рабочем положении за счет сил трения уплотнений 11 и 12.

В нагревательной камере в кожухе печи в рабочем пространстве внутри экрана 8 создают и поддерживают необходимую газовую атмосферу, подсоединяя их через соответствующие фланцы 7 и 15 к системе подготовки, контроля и регулирования газов .

Подав на токоподводы 2 электрическое напряжение, разогревают нагреватель и рабочее пространство печи с исследуемым образцом, контролируя нагрев по показаниям термопары 14.

Разогреваясь, теплонапряженный экран 8 удлиняется в зазор между нижним торцом экрана и нижней крышкой

10. В результате контакта торца и внутренней поверхности верхней части теплонапряженного экрана 8 с водоохлаждаемым пазом крышки 9 обеспечивается интенсивный отвод тепла от места контакта резинового уплотнения 11 с поверхностью теплонапряженного экрана.

Наблюдение за объектами в изотермической зоне рабочего пространства ведется через смотровое окно 13 при помощи длиннофокусной оптической системы с увеличением больше х100

998832 и рабочим расстоянием 64 мм (микро- скопы МБС-9, МБС-200).

В результате использования предложенного решения у печи появляются принципиально новые возможности проведения различных физико-химических исследований, а именно:

1. Расстояние от гляделки до изотермической зоны лечи позволяет применять микроскопы МБС-9 и МБС-200.

Появляется возможность вести наб- () людение под микроскопом эа состоянием поверхности и поведением образцов при температурах металлургических расплавов и получать при этом качественно новую .информацию о механизме процессов. Изучение и фотографирование изменения формы капель вещества позволяет более точно определять свойства расплавов плотность, поверхностное натяжение, температуры плавления. 20

2. Уменьшение балластного объема (по сравнению с известной печью на

10%) обеспечивает повышение точности газовых анализов при проведении исследований динамики обезуглерожи- 25 вания расплава на 2-34.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет получить качественно новые- научные данные о механизме и динамике протекания высокотемпературных процессов в расплавах и более точно определять их физико-химические свойства.

Формула изобретения .-Высокотемпературная-лабораторная печь, содержащая водоохлаждаемые. корпус и крышки, теплоизоляцию, бифиллярный графитовый нагреватель с водоохлаждаемыми токоподводами-и трубчатый экран с герметичными уплотнениями на концах, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения производительности печи, на внутренней поверхности крышки выполнен кольцевой паз, в котором размещен верхний торец экрана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Филиппов С,И., Арсентьев П.П., Яковлев В.В. и др. Физико-химические методы исследований металлургических процессов. М., "Металлургия", 1968, с. 459, рис. 189.

2. Там же. с. 497, рис. 198 д.

3. Печь 2400 С. Проспект фирмы

"Сетарам", Франция.

998832

Составитель Е. Максимова

1.едактор А. шандор Техред К.Мыцьо Корректор М. Демчик

Заказ 1124/61 Тираж 613 Подписное

BHHHtlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4