Изобретение относится к стекольной промышленности, а именно к изготовлению оптического волокна из тугоплавких материалов, например из кварцевого стекла, применяемого в коммуникационных линиях оптической связи, в электронике, в вычислительной технике.

Известна печь сопротивления, содержащая окисный электронагреватель из двуокиси циркония, выполненные в виде полого цилиндра с постоянной толщиной стенки (1). Печь предназначена для термообработки изделий из тугоплавких окисных материалов и характеризуется минимальным температурным градиентом.

Существенным недостатком печи является значительная разница между достигаемой максимальной рабочей тем-20 пературой и температурой плавления материала нагревателя. Так максимально достижимая рабочая температура на нагревателе из двуокиси циркония, стабилизированного окисью иттрия не превышает 2100 С, в то время как температура плавления материала нагревателя 2500-2700 С, Ограничение по температуре объясняется появлением пластической деформации под действи- З0 ем высокой температуры и осевого давления на нагреватель, обусловленного прижатием токоподводящих электродов и весом вышерасположенных элементов нагревателя.

Наиболее близкой к изобретению является печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов, .например из кварцевого стекла, содержащая камеру, внутри которой установлен высокотемпературный электронагреватель из окисных тугоплавких материалов в виде тела вращения с отверстием вдоль оси, токоподводящие электроды с двусторонним присоединением и холодильник (2j.

Недостатком известной печи является ограничение верхнего температурного предела на нагревателе (2100 С) по причине пластической деформации. Печи для вытягивания волокна имеют открытый сквозной канал, через который неизбежны теплопотери, величина их превышает теплопотери в закрытых печах с хорошей теплоизоляцией. Поэтому достижение в открытом канале печи для вытягивания волокна необходимой рабочей температуры связано с повышенным расходом мощности, а соответственно

6609 и перегревом самого нагревателя. В то же время перегревание материала нагревателя снижает его надежность так как приводит к необратимой деформации нагревателя.

Целью изобретения является повышение рабочея температуры и надежности работы печи для вытягивания волокна с электронагревателями из высокотемпературных окисных материалов, например, двуокиси циркония или гафния. 10

Эта цель достигается за счет того что в известной печи нагреватель выполнен в виде тела, полученного вращением фигуры, .органиченной двумя замкнутыми, эквидистантно расположен ными контурами, вокруг оси, лежащей в плоскости этой фигуры, вне ее, а холодильник расположен вокруг нагревателя или в стенах камеры, или в ее крышке и днище. Печь может быть снабжена керамическими экранами, установленными по ее оси над и под нагревателем.

На фиг.1 схематически изображена описываемая печь, продольный разрез; на фиг.2 вЂ” разрез я-л фиг.1; на фиг.3-8 вЂ” нагреватели, выполненные в виде тел, образованных вращением различных фигур, разрезы.

Внутри корпуса 1 печи расположен высокотемпературный электронагреватель 2. В качестве материала нагревателя могут быть использованы высокоогнеупорные окисные материалы, напри-, Мер модифицированная двуокись циркония или гафния. Между корпусом 1 и 35 электронагревателем 2 вокруг наружной поверхности последнего расположено холодильное устройство 3 с регулируемым теплоотводом . По обе стороны с торцов нагреватель закрыт круглыми 40 переходными шайбами 4 и 5 с отверстиями по середине для ввода в рабочую камеру печи заготовки 6 и вывода вытягиваемой нити. В сквозном отверстии вдоль оси вращения образуется высокотемпературная и высокоградиентная рабочая камера, высота которой ограничивается переходными шайбами

4 и 5, выполняющих роль тепловых экранов и предназначенных для облегчения работы токоподводящих платиновых электродов 7 и 8. Шайбы

4 и 5 изготовлены из материала нагревателя 2 или из материала нагревателя, содержащего добавки, увеличивающие электропроводность кера мики. Электроды 7 и 8, выполненные в виде тонких платиновых колец с отводами для присоединения к источнику питания, плотно прилегают к платинированной поверхности переходных 60 шайб 4 и 5. Нижний платиновый электрод 7 расположен на нижней злектроизаляционной шайбе 9, укрепленной на днище водоохлаждаемого корпуса печи. В металлическом корпусе

49 4 печи (в днище, крышке и боковой стенке) с наружной стороны расположена теплоизоляционная керамика, а с внутренней стороны, обращенной в сторону окисного нагревателя 2,могут быть установлен холодильник с регулируемым теплоотводом, выполненные например, в виде полостей для пропускания воды.В случае выполнения холодильных каналов в боковой стенке корпуса печи установление холодильника 3 между корпусом 1 и электронагревателем 2 необязательно.

Шайба 9 выполнена из огнеупорной диэлектрической термостойкой керамики и служит нижней опорой всей нагревательной системы.

На верхнем платиновом электроде

8 расположена изоляционная шайба 10, предназначенная для обеспечения плотного контакта между верхним электродом 8 и верхним переходным кольцом. Охлаждение последней возмоЖно за счет водоохлаждаемой верхней крышки корпуса.

Возможные варианты конкретного исполнения высокотемпературных окисных электронагревателей в соответствии с предлагаемым изобретением представлены на фиг.3-8. На фиг.3 представлен нагреватель в виде тонкостенного полого тора, образованного вращением кольца вокруг оси, лежащей в плоскости кольца и не пересекающей его. В целях улучшения работы токрподводящих электродов поверхность тора может быть образована вращением кольца, усеченного двумя перпендикулярными оси вращения прямыми, расположенными с противоположных сторон кольца без соприкосновения с внутренним кольцом, образующим внутреннюю поверхность полости тора.

Описываемая печь работает следую-щим образом. Во внутреннюю рабочую камеру собранной, как показано на фиг.1, печи через отверстие для ввода заготовки после подсоединения электродов 7 и 8 к источнику питания и подачи воды в корпус печи и холодильное устройство, вводят средства предварительногЬ нагрева. Нагреватель предварительного нагрева может быть выполнен в виде навитой на керамическую трубу платиновой спирали или представлять собой силитовый стержень. После предварительного нагрева внутренней поверхности высокотемпературного нагревателя 2, .образуЮщей рабочую камеру печи, а также нижней и верхней переходных шайб 4 и 5 до температуры, 9001000ОС, при которой вся система нагревателя становится достаточно электропроводной, подают рабочее напряжение на платиновые электроды

7 и 8, ограничив при этом первоначальную силу тока до десятков мил660949

Фиг. f

Фиг. 2 лиампер, чтобы предотвратить резкие перепады температуры в керамике. 3атем, добавляя электрическую нагрузку повышают температуру на окисном нагревателе 2 до 1300ОС, после чего стартовый нагреватель выводится из рабочей камеры и на его место устанавливается исходная заготовка 6 для вытягивания волокна. После этого температура в рабочей камере печи может быть доведена до температуры

2300 С. 10

Преимущество предлагаемой конструкции нагревателя заключается в повышении температуры в рабочей камере нагревателя и повышении надежности нагревателя и печи в целом.

Эксперимент показал, что в рабочей камере печи, изображенной. на фиг.1, содержащей нагреватель в виде полого тела с толщиной стенки

1,6 мм, высотой 50 мм, с внутренним проходным диаметром 20 мм и внешним диаметром 120 мм, была получена температура 2310 С. При этом температура наружной поверхности нагревателя, обращенной в сторону холодильного устройства не превысила 1870 С. Раз- 25 ница температур внутренней высокотемпературной и наружной охлаждаемой частей нагревателя составила 440оС

Возможная ошибка измерения температур не превышала 425 С. 30

Формула изобретения

1. Печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов, преимущественно из кварцевого стекла, содержащая камеру, внутри которой установлен высокотемпературный электронагреватель из окисных тугоплавких материалов, в виде тела вращения с отверстием вдоль оси, токоподводящие электроды с двусторонним присоединением и холодильник, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения рабочей температуры печи и надежности работы, электронагреватель выполнен в виде тела, полученного вращением фигуры,. ограниченной двумя замкнутыми, эквидистантно расположенными контурами, вокруг оси, лежащей в плоскости этой фигуры, вне ее, а холодильник расположен вокруг нагревателя.

2. Печь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что холодильник расположен в стенах камеры.

3. Печь по п.1, о т л и ч а ювЂ” щ а я с я тем, что холодильник установлен в крышке и днище камеры.

4. Печь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена керамическими экранами, установленными по ее оси над и под электронагревателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШь М 3155759, кл. 13-25, 1962.

2. Авторское свидетельство

Р 560841, кл. С 03 В 5/02, 1975.

660949

Составитель Т.Круглова

Редактор Г.Кузьмина Техред O.Àíäðåéêo КорректорВ.Dang»

Заказ 2367/18 Тираж 555 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35, Раушская наб z д.4(5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

Печь для вытягивания волокна из тугоплавких материалов

Камера сгорания для производства супертонкого волокна // 653225

Способ получения волокон и устройство для его осуществления софронова в.с. // 652130

Струйный питатель для минеральных расплавов // 649665

Головка для резки волокнистого материала // 639823

Устройство для изготовления волокна из неорганических расплавов // 637343

Фильерная чаша // 637342

Стеклоплавильный сосуд // 635054

Способ изготовления минеральной ваты // 631466

Устройство для резки жгутов и других волокнистых материалов // 628102

Способ изготовления минеральной ваты и устройство для образования волокон путем внутреннего центрифугирования // 2100298

Изобретение относится к способу изготовления минеральной ваты и к устройству для образования волокон путем внутреннего центрифугирования

Способ получения минераловатного ковра из базальтового супертонкого волокна // 2100299

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для производства огнеупорных волокнистых изделий, применяемых в качестве теплоизоляционного материала в высокотемпературной технике при конструировании тепловых агрегатов для выплавки металлов

Установка для получения холста из базальтового волокна // 2101237

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано на предприятиях, выпускающих тепло- и звукоизоляционные материалы и изделия из природного минерального сырья, например базальта, путем его расплава и последующего раздува высокотемпературной струей газа или пара

Способ изготовления непрерывного волокна из расплава базальтовых горных пород // 2102342

Изобретение относится к производству непрерывных волокон из расплава базальтовых горных пород, которые могут быть использованы для получения химически стойких, высокотемпературных фильтров, тканей как облицовочного материала при изготовлении прошивных теплозвукоизоляционных изделий, для создания различных композитов конструкционного назначения, армирования полимерных связующих и цементо-гипсовых вяжущих, а также взамен асбеста, например, в тормозных колодках

Фильера для получения волоконных и гранулированных материалов и способ ее изготовления // 2102343

Индукционная печь, устройство с использованием этой печи, способ тепловой обработки синтетических кремнийдиоксидных масс и способы получения кремнийдиоксидного стекла // 2103232

Изобретение относится к индукционным печам для тепловой обработки, устройствам и способам для обработки крупногабаритных синтетических стеклоподобных кремнийдиоксидных масс, а также к способам получения стекла с помощью указанного устройства и способа

Способ производства волокна из природного базальта // 2104250

Изобретение относится к производству волокна из природного базальта и может быть использовано на заводах по производству стеклянного волокна и волокна из природного базальта

Способ изготовления волоконных капилляров и гибкий волновод из волоконных капилляров // 2104971

Изобретение относится к технологии изготовления волокнистых капилляров из кварцевого стекла и гибким волноводам на их основе, которые предназначены для использования в области онкологической радиологии для лучевой терапии злокачественных опухолей и могут быть использованы также в качестве основного конструктивного узла в других радиотерапевтических аппаратах аналогичного назначения

Заготовка волоконного световода и способ ее получения // 2105733

Изобретение относится к оптическому волокну, в частности к заготовке волоконного световода, способной предотвратить ухудшение оптических характеристик оптического волокна, которое возможно в процессе изготовления заготовки одномодового оптического волокна и изготовления вытяжки из нее, и увеличить эффективность прохождения оптического сигнала, а также к способу получения такой заготовки

Способ получения супертонких базальтовых волокон // 2105734

Изобретение относится к производству минерального штапельного волокна, преимущественно супертонкого, при переработке расплавов базальтовых нерудных горных пород типа диабаза, габбро и пр