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de laauelle sera précisément réalisé soit le vide, soit une atmos- phère d'hydrogène afin d'enpêcher l'attaque des enroulements;
cependant la porosité que possède généralement à haute température le. réfractaire constituant les parois du laboratoire ne permet pas l'utilisation correcte de ces fours quand l'enceinte est sous vide ou sous atmosphère de gaz inerte ou réducteur à une pression plus faible que la pression régnant dans le laboratoire : dans ce cas, en effet, des gaz dangereux(air, oxygène) pour la bonne tenue à la corrosion des enroulements de tungstène ou de molybdène pourront passer du tube laboratoire dans l'enceinte; on ne peut donc pas, en particulier lorsque l'atmosphère de l'enceinte est déterminée (en nature et en pression) faire varier comme on veut l'atmosphère du laboratoire (en nature et en pression), c'est-à-dire qu'il est impossible de réaliser,avec le même four,le vide cu l'atmosphère controlée que l'on a choisi.
D'autre part, les fours connus ne résolvent pas tous cor- rectement le problème de la dilatation des parois du laboratoire, généralement un tube, par rapport à celles de l'enceinte, et celui du refroidissement des parois de l'enceinte; en particulier aucun dispositif n'a été proposé pour résoudre le problème de la dilata- tion différentielle précédente dans le cas où l'on voudrait disposer suivant les parois de l'enceinte, face aux extrémités du laboratoire, un système de refroidissement par circulation de fluide.
La présente invention a pour objet un four cylindrique à résistances métalliques permettant de travailler à très haute tem- pérature, sous diverses atmosphères controléc se four étant de type de ceux comprenant un tube laboratoire
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entouré desdites résistances et une enceinte étanche entourant ledit tube et refroidie par une circulation de fluide sous pres-, sion jouant le rôle d'écran themrique, Ce faour est essentiellement caractérisé en ce que,le tube laboratoire n'étant pas fixé rigide- ment, l'étanchéité entre le tube laboratoire et l'enceinte et le centrage de ce tube sont réalisés en permanence, avant, pendant, et après le chauffage au moyen d'organes élastiques s'appuyant sur ledit tube tout en permettant ses dilatations tant radiales que longitudinales,
cet appui étant réalisé sous l'action de la pression du fluide de refroidissement circulant dans les parties extrêmes de l'enceinte constituant l'écran thermique du four en es parties et en ce que des moyens sont prévus pour réaliser un vide primaire ou une pression partielle d'un gaz inerte ou réduc- teur dans l'enceinte et pour réaliser un vide secondaire ou une pression partielle de gaz dans le tube laboratoire, cette pression partielle étant inférieure à la pression partielle existant dans l'enceinte.
Ce four se présente, en outre, sous une forme compacte qui permet de l'utiliser en boîte à gants.
En se référant aux figures schématiques 1,2 et 3 ci-jointes, on va décrire ci-après des exemples,donnés à titre non limitatif, de réalisation du four cylindrique à résistances métalliques permettant de travailler à très haute température sous diverses atmosphères contrôlées, objet de l'invention.
La Fig. 1 est une vue d'ensemble, demi-coupe, demi vue exté- rieure, d'un four conforme à l'invention.
Les Fig. 2 et 3 représentent, en demi-coupe,suivant un plan radial du four, deux variantes relatives aux organes élastiques.
Ce four est constitué par un tube laboratoire 1 cylindri- que en réfractaire, un élément chauffant 2 et une enceinte étan- che 3.
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L'élément chauffant 2 est constitué par un enroulement de fil métallique 4, noyé dans une épaisse couche d'alumine 5 qui réalise l'isolement électrique de ce fil et son calorifugeage à haute température.
L'enceinte étanche 3 est composée des parties suivantes : a) un cylindre 6 à double paroi, muni d'une entrée A et d'une sor- tie B, d'eau sous pression, permettant à celle-ci, en circulant entre les deux parois, de refroidir les faces externes du four.
Ce cylindre porte, en outre, les amenées de courant 7 de l'élé- ment chauffant et les tubulures telles que 8 (munies de filtres
8b pour retenir les graina de vermiculite) ponrvues de.vannes - étanches telles que 9, la même vanne permettant la réalisation d'un vide primaire à l'intérieur de l'enceinte étanche 3 ou le maintien de la pression désirée à l'intérieur de cette enceinte.
Le calorifugeage latéral est obtenu par remplissage de l'enceinte 3 avec de la Termiculite en grains; on peut aussi réaliser ce calorifugeage avec de l'alumine électrofondue qui résiste très bien au tassement, donc au fléchissement du tube laboratoire 1, ce qui est d'autant plus intéressant que ce tube est long. b) deux ensembles d'éléments formant deux couvercles étanches, chaque ensemble comprenant : - un premier élément 10, circulaire, ayant la forme d'une cuvette et portant en son centre une ouverture circulaire de dian.ètre supérieur au diamètre du tube laboratoire 1 ; - un second élément 11, circulaire, et portant en son centre une ouverture circulaire de diamètre supérieur au diamètre du tube laboratoire 1.
Ces deux éléments sont réunis à l'enceinte étanche 3 par des goujons tels que 12 et des écrous tels que 13, dont
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le serrage comprime les joints toriques d'étanchélté 14 et 15.
- Sur un épaulement circulaire des éléments 11 sont fixés, par des vis 18, dont le serrage comprime un joint torique d'étan- chéYté 19, sur l'un des ensembles, un couvercle 16, et sur l'autre ensemble, un manchon 17. Le manchon 17 est relié à une tuyauterie conduisant par exemple à une installation de vide secondaire par l'intermédiaire d'un tombac 20.
Ces deux ensembles d'éléments ainsi que l'enceinte
3 comportent des arrivées CD et des départs EF d'eau sous pression; cette eau peut venir jusqu'au contact direct ou jusqu'au voisinage du tube laboratoire 1 afin d'en refroidir les extrémités; le tube laboratoire 1 n'est pas fixé rigidement et il est seulement soutenu par l'isolant contenu dans l'enceinte 3 et centré par les organes élastiques ou joints 21. 21
La Fig. 2 montre de joints/formés de deux lèvres élastiques 21a et 21b qui font chacune tout le tour du tube labo- ratoire 1; ces lèvres sont appliquées sur ce tube, par la pression de l'eau circulant entre les éléments 10 et 11;
à chaque extrémité du four une bague 22 assujettie au premier élément 10 tient lieu de support aux lèvres 21a et 21b tout en les maintenant écartées et serrées {suivant leurs extrémités fixes) contre les parois des éléments 10 et 11; des orifices 23 dans cette bague permettent l'application de la pression sur les extrémités souples des lèvres
21a et 21b et assurent la libre circulation de l'eau sous pression au contact direct du tube laboratoire 1.
Les deux ensembles précédents jouent ainsi un triple rôle : - ils servent tout d'abord de couvercles étanches à l'enceinte 3 vis-à-vis de l'atmosphère extérieure et du vide secondaire ou pression régnant dans le tube laboratoire 1, les joints 21
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réalisant cette dernière étanchéité.
-.ils servent de supports de centrage au tube laboratoire 1 et permettent, grâce à l'élasticité dans le sens longitudinal et dans le sens radial par rapport au tube 1 .des joints 21 et à leur forme spéciale, les dilatations radiales et longitudinales de ce tube, lequel n'est pas fixé rigidement et peut coulisser dans les lèvres 21a et 21b et les repousser au cours du chauf- fage du four et ce,tout en conservant l'étanchéité requise entre ce tube 1 et l'enceinte 3.
- ils servent enfin d'écrans thermiques sur les parties extrêmes du tube laboratoire 1 grâce à la circulation d'eau qui les ra verse.
La Fig. 3 montre une autre structure possible pour les organes élastiques ou joints 21; à chacune des extrémités du tube laboratoire 1, la section de ces organes suivant un plan radial est en forme d'U; cet U comporte deux branches latérales (les lèvres 21a et 21b) et une branche centrale constituée par une membrane mince 21c, la pression de l'eau circulant dans l'es- pace 24 compris entre le joint 21 et son support ou bague 22 grâce aux orifices 23, applique la membrane 21c contre le tube sur la longueur désirée;
cette variante permet une étanchéité particulièrement poussée, tant au cours des dilatations qu'en l'absence de celles-ci et ce, même dans le cas où la section du tube laboratoire 1 n'est pas rigoureusement uniforme dans la zone des joints, la membrane 21c(Fig. 3) s'appliquant sur une surface GH beaucoup plus grande du tube laboratoire 1 que les extrémités des lèvres 21a et 21b (Fig.2)
Dans le cas d'utilisation de ce four sous vide poussé, on réalise avant le chauffage un vide secondaire dans le tube labo- ratoire 1, puis onréalise le vide primaire dans l'enceinte 3 au
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cours du chauffage. Les deux côtés de la paroi réfractaire sont donc sous vide.
L'importance de la porosité est de ce fait prati- quement annulée, est on arrive de cette façon,à obtenir des vides de l'ordre de 7 x 10-6 mm de Hg à 1500 C à l'intérieur du tube laboratoire 1, avec un ensemble de pompage de faible puissance.
Dans le cas d'utilisation de ce four sous pression partielle, e principe de fonctionnement est exactement le même que sous vide, mais on amène la pression règnant dans l'enceinte du four à une valeur légèrement supérieure U celle qui règne dans le tube laboratoire ; la sorte lorsque l'atmosphère du tube laboratoire est oxydante, toute oxydation des résistances est interdite.
Les caractéristiques du four selon les Fig. 1 à 3 peuvent être choisies par exemple de la façon suivante : - tube réfractaire en mullite, d'un diamètre intérieur de
46 mm, d'un diamètre extérieur de 56 mm et d'une longueur de 700 mm) une température de l'ordre de 1500 C peut être atteinte avec ce tube ; employant de l'alumine au lieu de la mullite on peut atteindre 1700 C.
- enroulement de fil de molybdène de 2mm de diamètre au pas de
4 mm, sur une longueur de 400 mm; - diamètre extérieur de l'enceinte : 250 mm; - puissance absorbée à 1500 C 3 KV; - zone de chauffage homogène sur 100 mm.
- substance dont sont faits les organes élastiques 21 : caoutchouc
40 shores; - longueur GH de la surface de la membrane 21c dans le cas de la
Fig. 3 : 10 à 20 mm pour une épaisseur de l'ordre de 1 mm.
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Il est à remarquer que dans le cas de l'emploi d'un joint 21 selon la Fig. 3, on peut disposer à la suite de ce joint, du côté de l'intérieur du four et autour du tube laboratoire 1,un système de refroidissement auxiliaire (par exemple tube spiralé parcouru par une circulation d'eau) branché sur le système de refroidissement des ensembles.