Высокотемпературная лабораторная печь

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сова СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 190781 (21) 3322469/22-02 РМ К зГ 27 В 17/02 Е 27 01/18 с присоединением заявки Нов Государстееииый комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 230283. Бюллетень Ио 7 Дата опубликования описания 230283 Ждановский м ргический инст аявитель(54) ВЬСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ПЕ про(пи- плот- жен- ель 25 по техническо ому результат Наиболности е близко достига 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 огнеупорной 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 Мт ОЬ 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 60-150 оС (в зависимости -от типа замазки или резины), Поэтому одно из технических решений пре- дусматривает. удалениеместа 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 13.Известна-печь, в которой охлаждение уплотняющего материала происходит путем контакта его с принудительно охлаждаемой поверхность кор- пуса илн других элементов устройства (,2).Однако это не позволяет в достаточной степени сократить;цлину нерабочей части герметичной трубки, поскольку вследствие низкой тепло водности уплотняющего материала ценна, резины) место контакта у нения с поверхностью теплонапря ной трубки охлаждается незначит но.к изобретению является высокотемпературная лабоработная печь для работы в вакууме и контролируемой атмосфере, содержащая бифиллярный:,трубчатый графитовый нагреватель,соединеннйй с водоохлаждаемыми токоподводами, окруженный теплоизолирующим слоем и заключенный в водоохлажтдаемый кожух с крышками, образующимигерметичную камеру, атмосфера .в которой может обуславливаться, внутрикамеры размещен теплонапряженныйкерамический экран из окиси алюми.ния, с помощью резиновых колен изолированный от атмосферного воздухаи атмосферы в кожухе печи.Замена атмосферы в герметичной камере печи производится через специальные отверстия в кожухе. В нижнемфланце находятся детали управлениярабочими условиями в рабочей зонепечи - визирное устройство, ввод 20термопары и фланец для продувки газом.С 3 3.Недостатками известной печи являются большое расстояние от верхнеготорца огнеупорного экрана до изотермической эоны, что не позволяетприменить для исследований оптикус увеличением свыше х 100, большаядоля балластного объема рабочегопространства (д 85), звтрудняющаяпроведение динамических исследований и снижающая их точность, т.е.низкая производительность печи.Целью изобретения является повышение производительности печи.Поставленная цель достигаетсятем, что в высокотемпературной лабоработной печи, содержащей водоох:даждаемые корпус и крышки, теплоизодяцию, бифиллярный графитовый наг:реватель с водоохлаждаемыми токо Оподводами и трубчатый экран с герметичными уплотнениями на концах, навнутренней поверхности крышки выполнен кольцевой паз, в котором размещен верхний торец экрана. 45Такое выполнение обеспечивает интенсивное охлаждение торца и внутренней поверхности теплонапряженногоэкрана и места контакта резиновогоуплотнения с огнеупорным теплонапряженным экраном, что позволяетприблизить изотермическую зону кверхнему 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, соединенныйс водоохлаждаемыми токоподводами 2и окруженный теплоизоляционнымслоем 3, заключенным в водоохлаждаемый кожух 4Кожух 4 печи, верхний 5 и нижний б фланцы образуют 65 герметичную нагревательную камеру, изменение состава атмосферы в которой производится через фланец 7 вкожухе 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 смотровоестекло 13. для наблюдения за объектами в рабочем пространстве. В нижней крышке 10 расположен герметичныйввод термопары 14, отверстие 15 длясоздания требуемой атмосферы в рабочем пространстве печи.Устройство работает следуюшим образом.Исследуемый образец, подвергаемый нагреву или расплавлениюпомещают в изотермическую зону печи внутри теплонапряженного керамическогоэкрана 8 и герметизируют крышками9 и 10 рабочее пространство. Приэтом верхний торец керамическогоэкрана 8 касается дна охлаждаемогокольцевого паза верхней крышки 9,Боковая поверхность паза плотно контактирует а внутренней поверхностьюкерамического 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 пространстваведется через смотровое окно 13 припомощи длиннофокусной оптическойсистемы с увеличением больше х 100и рабочим расстоянием 64 мм (микро-скопы МБС, МБС).В результате использования пред" ложенного решения у печи появляются принципиально новые возможности проведения различных физико-химических исследований, а именно:1. Расстояние от гляделки до изотермической зоны .печи позволяет применять микроскопы МБСи МБС. Появляется возможность вести наб- р 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. 202. Уменьшение балластного объема (по сравнению с известной печью на 10) обеспечивает повышение точности газовых анализов при проведении исследований динамики обезуглерожи. - 25 вания расплава на 2-3.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 экспертизе1. 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 фирмыследак а е илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1124/61ВНИИПИ Государпо делам изо13035, Москва, Ж Тираж 613 Подпитвенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб., д. 4