Электропечь для нагрева

)4027 ЕТЕНИВУ СА ВТОРСК государст 8.8)ные электри 1968,я к вакуевымиЦель нологичеет регууры по ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ЭЛЕКТРОПЕЧЬ ДЛЯ НАГРЕВ(57) Изобретение , относитумным электропечам со стержнагревательными элементами.изобретения - расширение теских воэможностей печи эа слирования градиента темпера 2оси и по сечению печи, 11 ечь содержит корпус 1, стержневые нагревательные элементы (НЭ) 2 с отражательными экранами 15, токоподводящие кольца (К) 3 и 4. НЭ 2 установлены в К 3 и 4 с возможностью наклона к плоскости К 3 и 4, а сами К 3 и 4 - с возможностью поворота относительно вертикальной оси. Для этого НЭ 2 крепятся к К 3 и 4 с помощью сферического шарнирного узла 8. В результате такого соединения огибающая систему НЭ 2 теллоизлучающая поверхность может иметь профиль цилиндра, когда НЭ вертикальны (в данном случае температура по высоте неизменна), либо одноосного гиперболоида, когда стержни3 150957 наклонены (по оси печи температура переменна) - имеет место легко регулируемый за счет изменения наклона НЭ 2 градиент температуры, что расширяет технологические возможности печи, т.к, появляется возможность использовать одну и ту же печь как 9 4в процессах обычной плавки с равномерным температурным полем, так ив процессах зонной очистки и перекристаллизации в температурном полес заданным изменяемым градиентомтемпературы, 4 з,п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к конструкции вакуумных электропечей со стержневыми нагревательными элементами и может использоваться в процессах плавки, зонной очистки, пере- кристаллизации в температурных полях с заданным градиентом температуры.Цель изобретения - расширение тех нологических возможностей печи засчет регулирования градиента температуры по оси и по сечению печи.На фиг,1 схематически изображенапечь, продольный разрез; на фиг,2 и 253 - варинты крепления стержневыхнагревательных элементов к токоподводящим кольцам; на фиг.4 - сечениеА-А на фиг.2; на фиг.5 - распределение тепловых потоков в поперечном 30сечении печи.Электропечь состоит из корпуса 1,стержневых нагревательных элементов2, соединенпых между собой токоподводящими кольцами 3 и 4, подсоединенными к клеммам 5 и 6 электрическойцепи питания. Стержни 2 имеют наконцах монтажные переходники 7 сосферической опорой 8, закрепляемоймежду половинами 9. и 10 колец болтами 11 во вкладьппах 12,Опоры 8 и вкладыши 12 выполненыиз керамики для исключения их прихвата при высоких температурах. Электрический контакт стержней с кольцами 153 и 4 обеспечивается проводниками 13,присоединяемыми к осям 14 стержней2 и к кольцам. Переходники 7 (фиг.4).выполнены в виде гибкого и упругого:элемента - пружины, обеспечивающейи механическое их соединение и электрический контакт стержней с кольцами.Дпя направленной концентрации тепла,излучаемого стержнями, они снабженыотражательными экранами 15, закрепленными посредством керамическихизоляционных вставок 1 б.Электропечь работает следующимобразом. В исходном положении стержни 2 занимают вертикальное положение,обозначенное соответственно а-а, Ъ-Ь, с-с, Й-с 1 ш-ш, При таком их расположении по оси О О печи в зоне расположения образца постоянная температура, которую можно изменять лишь по величине путем регулирования напряжения питания.При осуществлении процессов, связанных с выращиванием кристаллов или зонной плавки, проводится переналадка печи таким образом, чтобы по оси нагревателя имел место градиент температуры. Для этого ослабляется затяжка болтов 11, что обеспечивает свободное вращение опоры 8 во вкладышах 12, и поворачивается кольцо 3 относительно кольца 4 на необходимый угол, в результате чего стержни 2 занимают наклонное положение, обозначенное соответственно латинскими буквами со штрихами. В результате этого трансформированная поверхность нагревательной системы примет форму гиперболоида, излучающего тепло, и в соответствии с законами излучения .температура по оси печи в центральной точке 0, расположенной на действительной оси гиперболоида, максимальная, а вверх и вниз от нее падает, достигнув минимума в плоскости колец. При использовании стержней 2 с экранами 16 последние способствуют усиленному теплоотводу через торцы печи, так как ориентированы под острым углом к ее оси, причем чем ближе к торцам, тем больше этот угол и тем больший теплоотвод. Таким образом, экраны могут способствовать увеличению ГТ по оси печи. Если в центре электропе. чи температура соответствует температуре плавления образца 17, то при его введении в печь по оси печи с необходимой скоростью он постепенно нагревается и достигает точки фазового перехода в центре печи, где и15095 начинает плавиться, а в процесседальнейшего движения, попадая затем вобласть меньших температур, начинаеткристаллизоваться и медленно остывать.Изменяя периодически направления5перемещения образца, можно многократно повторять процесс зонной плавкиили иной процесс в режиме термоциклирования. 1011 редлагаемая электропечь для нагрева за счет шарнирного типа связистержневых нагревательных элементов стокоподводящими кольцами и обеспечения их взаимного поворота, что обеспечивает трансформацию профиля поверхности, огибающей систему стержней,от цилиндрической, когда они вертикальны, до однополостного гипербо-лоида с изменяемой вещественной 2 Ополуосью, когда стержни наклонены,является печью универсального типа,позволяющей проводить процессы как вусловиях постоянной температуры,так и при наличии градиента ,температуры, регулируемого в широких пределах, что расширяет ее технологическиевозможности и область применения. Формула из о бретения 1, Электропечь для нагрева, содержащая цилиндрический корпус, стержневые нагревательные элементы, соеди 79 6ненные между собои токоподводящими кольцами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем регулирования градиента температуры по оси и по сечению печи, нагревательные элементы установлены в кольцах с возможностью их наклона, при этом хотя бы одно из колец имеет воэможность поворота вокруг продольной оси печи.2. Электропечь по п,1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что нагревательные элементы выполнены с отражательными экранами.3. Электропечь по пц,1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что нагревательные элементы соединены с токо- подводящими кольцами посредством шарнирных узлов.4. Электропечь,по пп.1 и 2, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что нагревательные элементы электрически соединены с токоподводящими кольцами гибкими проводниками. 5. Электропечь по п,З, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что шарнирный узел выполнен в виде керамической сферы, установленной на конце нагревательного элемента, и керамического вкладыша, закрвпленного на токоподводящем кольце,1Борисова оррек да рушева НТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужг ул. Гагарина, 10 Заказ 5789/31 Тираж 531 ПодписВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5