Лабораторная печь для оптических исследований

 

Использование: изобретение относится к научно-исследовательской и лабораторной аппаратуре и предназначено для осуществления и исследования высокотемпературных процессов оптическими приборами и может найти применение в исследовательских лабораториях. Сущность: лабораторная печь для оптических исследований содержит футерованный корпус с размещенными в нем нагревателем, муфелем и двумя окнами. Нижнее окно выполнено в виде прозрачного цилиндрического стержня, установленного внутри муфеля с возможностью осевого перемещения для обеспечения прохождения направленного светового потока через исследуемый образец, причем в качестве материала стержня используют кварцевое стекло. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции печи и улучшение условий визуального наблюдения внутрипечных процессов в проходящем свете. 1 з. п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к научно-исследовательской и лабораторной аппаратуре и предназначено для осуществления и исследования высокотемпературных процессов оптическими приборами и может найти применение в исследовательских лабораториях.

Известна лабораторная печь для оптических исследований, содержащая кварцевую трубу с экраном в виде полупрозрачной металлической пленки, нанесенной на ее внутреннюю поверхность, нагреватель и токоподводы, в которой пленка подсоединена к токоподводам (А.С. SU 1272078 А1, кл. F 27 В 17/02, опубл. 23.11.86. Бюл. 43).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится затрудненное визуальное наблюдение за исследуемым образцом, связанное с тем, что полупрозрачная металлическая пленка ослабляет световой поток, проходящий через нее.

Наиболее близкой является электропечь для лабораторных исследований, содержащая футерованный корпус с дверцей и размещенными в нем нагревателем и муфелем, снабженная смонтированными в дверце печи и ее задней стенке втулками с установленными в них на одной оптической оси окнами, выполненными в виде двух пар прозрачных пластин, закрепленных в оправах, наружные и внутренние поверхности которых имеют соответственно впадину и выпуклость (А.С. SU 1237886 А1, кл. F 27 В 17/02, опубл. 15.06.86. Бюл. 22).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невозможность визуального наблюдения образца из сыпучего малопрочного материала, например формовочной или стержневой смеси, и сложность конструкции окон.

Задачей предлагаемого технического решения является создание конструкции лабораторной печи для оптических исследований, обеспечивающей возможность визуального наблюдения образца из сыпучего малопрочного материала, например формовочной или стержневой смеси, и прохождения направленного светового потока через исследуемый образец.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемой лабораторной печи для оптических исследований, является упрощение конструкции печи и улучшение условий визуального наблюдения внутрипечных процессов в проходящем свете.

Поставленный технический результат достигается тем, что в лабораторной печи для оптических исследований, содержащей футерованный корпус с размещенными в нем нагревателем, муфелем и двумя окнами, нижнее окно выполнено в виде прозрачного цилиндрического стержня, установленного внутри муфеля с возможностью осевого перемещения для обеспечения прохождения направленного светового потока через исследуемый образец.

Причем в качестве материала стержня используют кварцевое стекло.

Наличие в муфеле двух окон, нижнее из которых выполнено в виде прозрачного цилиндрического стержня с возможностью осевого перемещения внутри муфеля, позволяет поместить исследуемый образец непосредственно на нижнем окне. Такое расположение исследуемого образца обеспечивает возможность визуального наблюдения образца из сыпучего малопрочного материала, например формовочной или стержневой смеси, в проходящем свете. Это достигается тем, что исследуемый образец равномерно распределяется по поверхности нижнего окна.

Возможность осевого перемещения нижнего окна внутри муфеля позволяет использовать для визуального наблюдения за процессами, происходящими в исследуемом образце, короткофокусные оптические приборы без существенного теплового воздействия на них.

Применение в качестве материала прозрачного цилиндрического стержня кварцевого стекла позволяет улучшить условия визуального наблюдения внутрипечных процессов в проходящем свете. Это достигается тем, что кварцевое стекло является материалом с направленным пропусканием светового потока, т. е. не преломляет и не отражает проходящий через него свет. Данное свойство используемого материала дает возможность избежать искажения и отблески в исследуемом образце. Также использование кварцевого стекла, имеющего температуру плавления 1713-1720oС, в качестве материала стержня позволяет проводить исследования в широком интервале температур, не опасаясь оплавления нижнего окна.

Такое решение позволяет улучшить условия визуального наблюдения исследуемого образца в проходящем свете, увеличить интервал температур исследования, а также уменьшить тепловое воздействие на располагаемые над верхним окном лабораторной печи короткофокусные оптические приборы, необходимые для визуального наблюдения за процессами, происходящими в исследуемом образце.

На фиг.1 изображена лабораторная печь для оптических исследований, продольный разрез, на фиг. 2 представлены фотографии, фиксирующие изменения, произошедшие в жидкостекольной смеси при различных температурах ее прогрева, полученные с помощью предлагаемой печи.

Печь содержит муфель 1, который помещен в металлический корпус 2. Для уменьшения тепловых потерь и увеличения КПД печи муфель 1 окружен многослойной футеровкой 3. Муфель 1 выполнен из алунда или другого высокоогнеупорного материала. Многослойная футеровка 3 состоит из слоя обожженной глины и слоя асбестовой изоляции. Вокруг муфеля 1 в поперечном направлении размещена в два слоя нагревательная спираль 4, которая позволяет разогревать рабочее пространство печи до 1100oС. Между витками нагревательной спирали 4 находится электроизоляционный теплопроводный слой 5, в качестве материала этого слоя может быть использована смесь циркона с обожженной глиной. Этот слой предназначен для предотвращения замыкания витков спирали между собой и не препятствует прохождению теплового потока от нагревательной спирали 4 в рабочее пространство печи. Для контроля температуры в печи расположена термопара 6 хромель - алюмель. На чертеже также показан световой поток А, проходящий через выполненные внутри муфеля нижнее 7 и верхнее 8 окна и нагреваемый исследуемый образец 9, расположенный непосредственно на нижнем окне 7. Верхнее окно 8 представляет собой отверстие в муфеле 1, над которым располагаются оптические приборы, необходимые для визуального наблюдения за исследуемым образцом 9. Нижнее окно 7 выполнено в виде прозрачного цилиндрического стержня, установленного внутри муфеля, с возможностью осевого перемещения. В качестве материала стержня используют кварцевое стекло, которое является материалом с направленным пропусканием светового потока, т.е. не преломляет и не отражает проходящий через него свет, а из-за высокой температуры плавления 1713-1720oС позволяет расположить его внутри муфеля 1. Возможность осевого перемещения нижнего окна 7 внутри муфеля 1 позволяет использовать для визуального наблюдения за исследуемым образцом 9 короткофокусные оптические приборы, расположенные над верхним окном 8 и уменьшить тепловое воздействие на них.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения от трансформатора на нагревательную спираль 4 происходит ее нагрев. Тепло, выделяемое нагревательной спиралью 4, при прохождении по ней тока передается через муфель 1 в рабочее пространство печи, нагревая исследуемый образец 9. Использование двухслойной нагревательной спирали 4 позволяет обеспечить быстрый нагрев исследуемого образца 9 (для разогрева исследуемого образца 9 от комнатной температуры до температуры 1100oС необходимо 7-10 минут). Изменяя величину тока, подаваемого на нагревательную спираль 4, можно регулировать скорость нагрева и охлаждения исследуемого образца 9, обеспечивая температурные режимы, необходимые для конкретных исследований. Прохождение светового потока А через нижнее окно 7, выполненное из прозрачного цилиндрического стержня, установленного внутри муфеля 1 с возможностью осевого перемещения, исследуемый образец 9, установленный непосредственно на нижнем окне 7, и верхнее окно 8 позволяет вести визуальное наблюдение за процессами, происходящими в исследуемом образце 9, с помощью короткофокусной оптики 100-150-кратного увеличения, расположенной над верхним окном 8. Применение в качестве материала стержня кварцевого стекла позволяет при прохождение светового потока А избежать искажений и отблесков в исследуемом образце 9. Это достигается тем, что кварцевое стекло является материалом с направленным пропусканием светового потока, т.е. не преломляет и не отражает проходящий через него свет.

С помощью предлагаемой лабораторной печи для оптических исследований были проведены исследования процессов, происходящих при нагреве и охлаждении жидкостекольной смеси. Над верхним окном 8 предлагаемой печи устанавливалась короткофокусная бинокулярная лупа МБС-9 с подсоединенной видеокамерой. Внутри муфеля 1 лабораторной печи, на нижнем окне 7, размещался исследуемый образец 9 из жидкостекольной смеси. Включалось освещение и подавалось напряжение на нагревательную спираль 4. Изменение температуры фиксировалось с помощью термопары 6 хромель - алюмель. Одновременно с этим включалась на запись видеокамера, которая фиксировала изменения, происходящие в жидкостекольной смеси. На фиг.2 представлены фотографии жидкостекольной смеси при температурах 50, 750, 850 и 1000oС.

Таким образом, благодаря размещению исследуемого образца 9 непосредственно на нижнем окне 7 (выполнение нижнего окна 7 из прозрачного цилиндрического стержня, в качестве материала которого используют кварцевое стекло, являющееся материалом с направленным пропусканием светового потока) и возможности осевого перемещения нижнего окна 7 внутри муфеля 1 удалось улучшить условия визуального наблюдения внутрипечных процессов в проходящем свете.

Применение же в предлагаемой лабораторной печи для оптических исследований верхнего 8 и нижнего 7 окон, причем нижнее окно 7 выполнено в виде прозрачного цилиндрического стержня, в качестве материала которого используют кварцевое стекло, упрощает конструкцию печи.

Формула изобретения

1. Лабораторная печь для оптических исследований, содержащая футерованный корпус с размещенными в нем нагревателем, муфелем и двумя окнами, отличающаяся тем, что нижнее окно выполнено в виде прозрачного цилиндрического стержня, установленного внутри муфеля с возможностью осевого перемещения для обеспечения прохождения направленного светового потока через исследуемый образец.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве материала стержня используют кварцевое стекло.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для получения и исследования проб жидких сплавов при проведении лабораторных исследований металлургических процессов на поверхности сплава и может найти применение в исследовательских лабораториях

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний объектов, содержащих взрывчатые и токсичные вещества, на различные тепловые воздействия, включая пожары

Изобретение относится к печам для лабораторных целей, а более конкретно к коксовым печам для исследования процесса слоевого коксования

Изобретение относится к устройствам для исследования высокотемпературных кинетических закономерностей гетерогенных процессов в научно-исследовательских и заводских лабораториях и позволяет стабилизировать тепловой и скоростной режим обжига и повысить экономичность процесса

Изобретение относится к металлургии и предназначено для снижения навесок металла при анализе проб газа

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для получения проб сплава для спектрального анализа дуговым переплавом в вакууме или нейтральной атмосфере

Изобретение относится к электротермии и предназначено для использования в приборах для термообработки стоматологических материалов

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний объектов, в том числе содержащих взрывчатые и токсичные вещества, на различные тепловые воздействия, включая пожары

Изобретение относится к испытаниям объектов, содержащих взрывчатые и токсичные вещества, на различные тепловые воздействия

Устройство предназначено для высокотемпературного испытания металлов и сплавов в вакууме или газовой среде. Устройство содержит герметизированную разъемную камеру, состоящую из верхней и нижней частей, скрепленных между собой фланцевым соединением, тигель с размещенным в нем испытуемым образцом из металла или сплава, трубопроводы для откачки воздуха из камеры и подачи в нее газа, измеритель температуры, индукционный нагреватель. В верхней части герметизированной разъемной камеры размещены охлаждаемый коробчатый элемент с закрепленной на нем съемной охлаждаемой пластиной, калиброванной по массе, из легированной жаростойкой стали. Тигель расположен внутри герметизированной разъемной камеры. Охлаждаемый коробчатый элемент соединен трубопроводами с агрегатом подачи и циркуляции охлаждающего вещества в указанном элементе. Использование изобретения обеспечивает определение количества и химического состава твердофазного возгона, образующего при плавлении металлических сплавов и протекании металлургических процессов в печах. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к стоматологической печи для зубных протезов. Печь содержит камеру обжига, в которую, в частности, может быть помещен зубной протез, в частности, в муфеле, между нижней частью печи и верхней частью печи, и датчик температуры, соединенный с управляющим устройством стоматологической печи, расположенный снаружи камеры обжига и имеющий диапазон обнаружения, проходящий снаружи камеры обжига. Датчик температуры дополнительно выполнен в виде датчика приближения, при этом печь имеет, в частности, по меньшей мере, один дополнительный датчик обнаружения и распознавания приближающегося объекта и/или пользователя стоматологической печи. Обеспечивается повышение точности управления температурой печи и упрощение эксплуатации печи. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к печи для обжига и прессования деталей, предназначенных для реставрации зубов. Печь содержит: одно управляющее устройство для управления печью на основе, по меньшей мере, одной программы обжига/прессования; одно устройство индикации, по меньшей мере, для отображения указаний по управлению, помимо изображения символов; одно устройство ввода, по меньшей мере, для выбора программы обжига/прессования, причем управляющее устройство установлено таким образом, что печь (10) после выбора программы управления может переключаться в безопасный режим, в котором отображается одно или несколько указаний по управлению и в котором ввод параметров процесса обжига или прессования и/или выбор программы обжига или прессования заблокирован. Обеспечиваются упрощение управления и работы печи и повышение качества изделий. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к способу прецизионной термической обработки и к печам для его осуществления. Способ включает нагрев продукта в реакторе до температуры разложения примесей для их удаления. После чего выполняют термическую обработку продукта. Охлаждение продукта выполняют, не открывая реактора при включенном вакуумном насосе снаружи продукта путем охлаждения источника инфракрасного нагрева реактора продувкой холодного воздуха и изнутри продукта путем принудительного охлаждения подставки, на которой размещен обрабатываемый продукт. Охлаждают до температуры, исключающей возможность возникновения в обрабатываемом продукте реакции окисления. Печь состоит из кварцевого реактора в форме колбы 1, внутренний объем которого разделен на обогреваемую высокотемпературную зону и необогреваемую зону. Инфракрасный излучатель 2 намотан высокотемпературным нагревательным проводом с жаропрочной изоляцией. Свободный конец колбы 1 закрыт пробкой 6. Кассетодержатель 8 выполнен в виде полой U-образной трубки. Термопара размещена в трубке 10 под кассетодержателем 8. Концы кассетодержателя 8 и второй конец трубки 10 закреплены в пробке 6 ниже закрепленного в ней патрубка 7. Реактор 1 соединен через патрубок 7 и распределительную панель 21 с вакуумным насосом 28, компрессором 27 и газовым баллоном. Один конец кассетодержателя 8 через панель 21 соединен с компрессором 27. Устройство возвратно-поступательного перемещения выполнено с возможностью обеспечения манипуляций с пробкой 6 реактора 1. Технический результат заключается в сокращении продолжительности технологического цикла за счет сокращения времени охлаждения обрабатываемого продукта, а также в повышении качества конечного продукта. 2 н.и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области физики и металлургии, а именно к устройствам, используемым в исследовательских и лабораторных работах для измерения физических параметров расплавов. Предлагаемая установка, содержащая подвесную систему в виде упругой нихромовой нити, на которой подвешены неметаллическая втулка, отражающее световой луч зеркало, тигель с образцом расплава, находящийся коаксиально в контейнере, который прикреплен керамическим штифтом к керамическому штоку, соединенному с неметаллической втулкой, и тепловой экран для защиты от перегрева неметаллической втулки, согласно изобретению снабжена зафиксированным относительно неметаллической втулки посредством трех керамических штифтов неметаллическим фиксирующим узлом, выполненным в виде коробчатой формы из четырех попарно параллельных прямоугольных пластин, каждая из которых имеет две прорези для их взаимной фиксации и отверстия для установки перпендикулярно пластинам упомянутых керамических штифтов, при этом каждая из упомянутых пластин выполнена с возможностью соприкасания с неметаллической втулкой по непрерывной прямой линии для обеспечения минимального теплового контакта упомянутой втулки и упомянутого узла. Изобретение предназначено для бесконтактного измерения физических параметров образцов металлических сплавов, например, на основе железа, кобальта и никеля, фотометрическим методом на основе измерения крутильных колебаний тигля с расплавом в вертикальной вакуумной электропечи, при этом возрастает возможность осуществления экспериментов без их срыва, а также достоверность и точность полученных результатов при определении кинематической вязкости и электросопротивления металлических расплавов. 3 ил.

Изобретение относится к стоматологии. Технический результат – повышение точности и долговечности изготавливаемых элементов. Стоматологическая печь содержит основание печи и крышку печи, при этом крышка печи содержит камеру для обжига для размещения замещающих зубы элементов. Печь также содержит датчик температуры, выполненный с возможностью регистрации температуры замещающего зубы элемента и соединенный с устройством управления, выполненным с возможностью управления стоматологической печью. Стоматологическая печь (10) содержит блок (18) привода, выполненный с возможностью приведения в действие крышки (16) печи, и устройство (30) управления, выполненное с возможностью управления блоком (18) привода, в частности, с возможностью открывания крышки печи на основании температуры, регистрируемой датчиком (20) температуры. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Лабораторная печь для оптических исследований

Наверх