Высокотемпературная лабораторная печь

 

Изобретение относится к нагревательным печам, в частности электрическим печам сопротивления, и может быть использовано в лабораториях металлургической , химической и стекольной промышленности, а также в лабораторной практике в области физики и радиоэлектроники. Цель изобретения - I повышение эксплуатационных характеристик печи за счет уменьшения тепловых потерь. Печь содержит теплоизо ляционный корпус, нагреватель в виде коаксиальных цилиндров I и 2, соединенных друг с другом в нижней части, внутренний цилиндр 1 (ВЦ I) которого выполнен с проточкой на наружной поверхности , устройство компенсации разности температурных удлинений цилиндров . Ввиду того, что сечение наружного цилиндра больгае сечения ВЦ 1, он имеет низкую температуру и является дополнительным экраном. Проточка на ВЦ Г создает пережим сечения , а уменьшение сечения вызывает увеличение сопротивления прохождению электротока и этим достигается максимальная температура по высоте проточки . В данной печи достигается экономия электроэнергии за счет использования теплоизоляционной засыпки , расположенной на днище между экранами . 2 з.п. ф-лы, 2 ил. ш W С О) СП Од bo 1СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1465685 А 1 (Sg 4 F 27 В 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4221567/23-02 (22) 04.01.87 (46) 15. 03. 89. Бюл. №- 10 (71) Ук раинский научно-исследователь- ский институт огнеупоров (72) П.M. Греб еннюков, В. С. Шаповалов, В.И. Пеньков, Л.В. Сорокина, В.И. Факлиер, P.Е. Вольфсон, О.С. Вяземская, В.И. Лактионов и А.В. Погасий (53) 621.365.42(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 998832, кл. F 2? В 17/02, 1981. (54 ) ВЫСОКО ТЕМПЕРАТУР НАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ

ПЕЧЬ (57) Изобретение относится к нагревательным печам, в частности электрическим печам сопротивления, и может быть использовано в лабораториях металлургической, химической и стекольной промышленности, а также в лабораторной практике в области физики и радиоэлектроники. Цель изобретения— повышение эксплуатационных характеристик печи за счет уменьшения тепловых потерь. Печь содержит теплоизоляционный корпус, нагреватель в виде коаксиальных цилиндров и 2, соединенных друг с другом в нижней части, внутренний цилиндр 1 (ВЦ 1) которого выполнен с проточкой на наружной поверхности, устройство компенсации разности температурных удлинений цилиндров. Ввиду того, что сечение на ружного цилиндра больше сечения

ВЦ ) он имеет низкую температуру и является дополнительным экраном. Проточка на ВЦ 1 создает пережим сечения, а уменьшение сечения вызывает увеличение сопротивления прохождению электротока и этим достигается максимальная температура по высоте про- . точки, В данной печи достигается экономия электроэнергии за счет использования теплоизоляционной засыпки, расположенной на днище между экранами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1465685

Изобретение относится к нагрева,тельным и плавильным печам, в част1 ности электрическим печам сопротивления, и может быть иепользовано в ла5 бора ториях металлургической, химической и стекольной промышленности, а также в лабораторной практике в области физики и радиоэлектроники.

Целью изобретения является повы-. 10 шеяие эксплуатационных характеристик печи за счет увеличения размера изо.термической эоны и уменьшение оксн.альных размеров печи при повышении производительности. 15

На фиг. l схематично показана предлагаемая печь, продольный разрез; на фиг. 2 — нагреватель.

Печь содержит графитовый бифиляр ный нагреватель, состоящий из двух 20 концентрических цилиндров 1 и 2, плотно соединенных друг с друом в нижней части при помощи конических поверхностей. Нагреватель окружен тепловым экраном 3 и заключен в водо- 25 охлаждаемый корпус 4 теплоизоляцион(, ной засыпкой 5. В качестве экрана (, применен графитовый цилиндр, а в ка,честве теплоиэолирующей эасыпки— техническая сажа. Крышка 6 печи слу.жит токоподводом. Она изолирована от корпуса печи асбоцементной ! прокладкой 7 и имеет четыре реэьбо вых отверстия 8 для десульфурации сажи при угреве, которые после десульфурации закрываются пробками.

Наружный цилиндр 2 бифилярного нагревателя закрепляется в подвешенном состоянии в крышке 6 печи за счет

"сил трения, создаваемых разрезной ко- 4 .нической втулкой 9 иэ графита прижииаемой сверху к коническому токонодводу 10 в крышке печи асбоцементным 1 1 и металлическим кольцами 12.

Внутренний цилиндр 1 бифилярного нагревателя соединяется с верхним водоохлаждаЕмым токоподводом 13 также црн помощи разрезной конической графитовой втулки 14 и нажимных асбоцементного 15 и металлического

16 колец. Верхний водоохлаждаемый

50 токоподвод 13 имеет возможность аксиального перемещения по направляющим шпилькам 17, закрепленных в крышке печи. Места контакта разрезных графитовых втулок и конических поверхностей верхнего токоподвода и токоподвода s крышке печи интенсивно охлаждаются ВОдой е

Верхний токоподвод изолирован от крышки печи (нижний токоподвод) при помощи изоляционных втулок, шайб и асбоцементных колец 11 и 15.

Пружинами 18 обеспечивается надежность контакта конических поверхностей внутренней и наружных труб бифилярного нагревателя.

Така я конструкция поз воля ет обеспечить компенсацию разности удлинений внутреннего и наружного цилиндров нагревателя различных по длине и имеющих различную температуру при работе, так как одна из них имеет проточку для создания необходимой зоны равномерного нагрева, а вторая ее не имеет и служит одновременно тепловым экраном.

Трубчатый огнеупорный экран 19 (цилиндр) проходит внутри бифилярного нагревателя. Своим нижним концом он вставлен в проточку в днище 20 водоохлаждаемого корпуса и образует нагревательную камеру, нижний конец которой закрывается поднимающимся носочным затвором 21. В песочном затворе закрепляется огнеупорная подставка 22, с помощью .которой вводятся испытуемые образцы в зону равномерного нагрева печи.

Контроль температуры в рабочей зоне производится с помощью термопары

23, вмонтированной в песочный затвор, или с помощью пирометров излучения, также через устройство, вмонтированное в песочный затвор, или же через верхний торец экрана 19.

В песочный затвор может быть вмонтирован штуцер 24 для подачи в печь защитно го га за .

Верхний конец трубчатого экрана

19 имеет шибер 25, при открывании которого производится наблюдение за исследуемым объектом.

Для уменьшения теплопотерь пространство между днищем 20 печи, нагревателем и тепловым экраном заполнено теплоизоляционной засыпкой 26.

Для защиты нагревателя от окисления и удлинения тем самым срока его службы, в пространство между нагревателем (цилиндрамн 1 и 2) и тепловым экраном 3 через штуцер в днище корпуса н .через теплонзолирующую засыпку 26 по трубке 27 подается инертный гаэ.

30

50

55 размеров печи при повышении производительности, нагреватель закреплен з 146

Печь работает следующим образом.

При подаче напряжения на печь через водоохлаждаемые токоподводы п роисходит разогрев нагревателя. При нагреве происходит тепловое расширение цилиндров 1 и 2, равное по абсолютной величине в связи с различной их длиной и различной температурой нагрева.

Надежность контакта конических поверхностей цилиндров при нагреве обеспечивается наличием прижимных пружин и компенсирующего устройства.

Цилиндры при работе нагреваются поразному, так как один из ннх имеет проточку для создания необходимой зоны равномерного íàrрева. Второй цилиндр не имеет проточки и служит одновременно тепловым экраном. По окончании работы установки и отклю-. чения электропитания происходит остывание нагревателей, сжатие труб.

Надежность контакта и в этом .случае обеспечивается наличием компенсирующего устройства.

При проведении испытаний на данной печи необходимо обеспечить определенную величину зоны равномерного нагрева и воздушную среду в рабочей зоне. В печи отсутствуют уплотнения, требующие интенсивного водяного охлаждения узлов, соприкасающихся с теплонапряженным экраном 19, что позволяет теплоиэолировать нижний . конец экрана (тем самым значительно снизить тепловые потери от нижнего и верхнего торцов печи и одновременно значительно расширить величину изотермической эоны печи при уменьшении балластного объема ее рабочего пространства и окснальных размеров.

Ввиду того, что сечение наружного цилиндра 2 больше сечения внутреннего цилиндра, то она имеет более низкую температуру при работе печи на этой части нагревателя. и является дополнительным тепловым экраном, Внутренний цилиндр меньшего попереч-. ного сечения имеет проточку по высоте, которая создает пережим сечения, т.е. уменьшение сечения вызывает увеличение сопротивления прохождению электрического тока -и этим достигает-, ся максимальная температура по высоте проточки.

Экономия же электроэнергии (на

20K) происходит за счет значительного уменьшения тепловых потерь, достигаемых применением засыпки с меньшей

4 теплопроводностью (в данном случае, сажи) между днищем 20 печи, .цилинд- рами 1 и 2 нагревателя и тепловым экраном 4, отсутствием смотрового отверстия и уменьшения аксиальных размеров печи, достигаемого за счет выполнения проточки на внутреннем цилиндре 1 нагревателя. Последнее позволяет сконцентрировать максимальную температуру в рабочей зоне лечи.

Применение предлагаемой печи увеличивает высоту зоны равиомеряого нагрева, за счет применения проточки в нагревателе, позволяет использовать печь для высокотемпературиыс испытаний различных материалов, при которых нормированы требования к величине зоны наивысшей темнературы.

При проведении высокотемпературных (до 2000 С и выше) нсследозаний сравнительно крупноразмернык по высоте (до 100 мл) образцов материа5

25 (до 2000 С) испытаний материалов и лов в различных газовых средах (вовдух, инертный газ, восстановительный газ — СО, Н и др.), что позволие

1 получить новые данные о поведении материалов в указанных услоаияк и на этой основе разрабатывать новые стойкие огнеупорные материалы.

Таким образом,.применение предлагаемого устройства позволяет применить печь для высокотемпературных получить качественно новую информацыо о протекающих физико-химических процессах и на этой основе разрабо-. тать новые стойкие материалы.

Фо рм ула из о бре т ения

1. Высокотемпературная лаборатор.ная печь, содержащая водоохлаждаемый корпус с крышкой и днищем, коаксиально установленные в корпусе теплоизоляцию, цилиндрические экраны, бифилярный графитовый нагреватель с охлаждаемыми токоподводами, расположенный между экранами, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повьныения эксплуатационных характеристик печи за счет увеличения изотермическай зоны и уменьшения аксиальных иа крышке и выполнен в виде коаксиадьных цилиндров, при этом в нижней части нагревателя наружная поверх1465685 ф М

Составитель Н. Кузовкина

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко Редактор Ю. Середа

Заказ 931/40

Тираж 533

Подписное

3НИИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ность внутреннего цилиндра и внутренняя поверхность наружного цилиндра выполнены сопряженными по конической поверхности, а на наружной поверхности внутреннего цилиндра выполнена проточка.

2. Печьпоп. 1, о тлича ю— щ а я с я тем„что она снабжена устройством компенсации разности тем- 10

1 пературных удлинений внутреннего и на ружно го цилиндров ца г рева теля .

3. Печь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью экономии электроэнергии эа счет уменьшения тепловых потерь, она снабжена уплотнением, расположенным между экранами на днище и выполненным в ниде теплоизоляционной засыпки.