Автоклав

 

Использование: для выращивания кристаллов кварца в гидротермальных условиях. Сущность изобретения: автоклав содержит корпус в форме центральной обечайки. На ее поверхность навита обмотка. По крайней мере один внутренний слой обмотки выполнен перфорированным. Такое выполнение автоклава позволяет снизить габариты и массу. 2 ил. 2 табл.

Изобретение относится к автоклавам, используемым для выращивания кристаллов кварца в гидротермальных условиях методом температурного перепада. Оно может быть использовано в химической промышленности. Ближайшим по технической сущности к изобретению является автоклав, имеющий корпус в рулонированном выполнении. Конструктивно корпус состоит из центральной обечайки, на которую навита многослойная обмотка. Многослойная обмотка выполнена из высококачественной жаростойкой стали. Автоклавы имеют емкость несколько кубических метров, габаритные размеры: диаметр 1-1,5 м, высоту примерно 10 м, вес до 100 т. Недостатком такой конструкции являются большие габариты, вес, а следовательно, и стоимость автоклава. Кроме того, затруднена их эксплуатация, поскольку при ремонте возникает необходимость демонтажа и последующего монтажа с использованием сложных устройств для кантования автоклава, а перевозка на специализированное предприятие требует специальных контейнеров. Теплоизоляция, монтируемая вокруг автоклава, требует большого количества материалов и трудозатрат. Для улучшения качества выращиваемых кристаллов, в частности их добротности, необходимо повышение рабочей температуры процесса выращивания. Выращивание кварца производится при температуре до 450-520^оС. Создание автоклавов, работающих при таких температурах, весьма проблематично, так как для их изготовления необходимы спецстали. Значительно возрастают при этом габариты автоклавов. Целью изобретения является снижение габаритов и массы автоклава. Это достигается тем, что в автоклаве, содержащем корпус, выполненный в виде центральной обечайки и многослойной обмотки, днище, крышку, нагреватель и теплоизоляцию, обмотка имеет по крайней мере один перфорированный слой, размещенный на поверхности обечайки. Выполнение перфорированных слоев, размещенных между обечайкой и последующими слоями обмотки, позволяет снизить габариты и массу автоклава. Их уменьшение объясняется тем, что при перфорации слоя образуются воздушные прослойки между слоями. Поскольку воздух является хорошим теплоизолятором, то уменьшается теплопередача от внутренней рабочей полости автоклава к наружной. Следовательно, при той же самой температуре внутри автоклава и вполне определенной допустимой температуре наружной стенки можно уменьшить толщину стенки. В табл. 1 приведены характеристики автоклавов. Кроме того, при сохранении рабочей температуры наружной стенки возможно повысить рабочую температуру внутри автоклава. Следовательно, можно спроектировать и изготовить автоклав с более высокими технологическими возможностями для получения кристаллов более высокого качества и с большей скоростью роста, а следовательно, и производительностью (табл. 2). На фиг. 1 изображен автоклав в разрезе; на фиг.2 обечайка с перфорированной обмоткой. Автоклав содержит центральную обечайку 1, поверх которой намотано один или несколько перфорированных слоев 2. Последующие слои 3 выполнены из цельного стального листа. К корпусу приварено днище 4. Автоклав герметизирован крышкой 5, снабжен нагревателем 6, установлен на подставке 7 и окружен теплоизоляцией 8. Внутри автоклава имеется зона 9 растворения с размещенной в ней шихтой 10 и зона 11 кристаллизации с затравочными пластинами 12. Зоны разделены перегородкой 13. Автоклав работает следующим образом. В автоклав загружают шихту 10, затем ставят перегородку 13, размещают затравочные пластины 12. Внутренний объем заливают рабочим раствором на 70-90% Автоклав герметично закрывают крышкой 5. Затем включают нагреватель 6. Создают условия, при которых происходит рост кристаллов путем осаждения растворяющейся шихты на затравочных пластинах 12. Использование изобретения позволяет снизить габариты автоклава, и соответственно массу до 5-10% При проектировании автоклавов на более высокую температуру внутри по сравнению с автоклавами в обычном выполнении без перфорированных слоев их масса также снижается.

Формула изобретения

АВТОКЛАВ для выращивания кристаллов в гидротермальных условиях, содержащий корпус в форме центральной обечайки и многослойной обмотки на ее поверхности, днище, крышку, нагреватель и теплоизоляцию, отличающийся тем, что, с целью снижения габаритов и массы автоклава, обмотка имеет по крайней мере один внутренний слой, выполненный перфорированием.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3