CS206540B1 - Vysokoteplotná laboratórna pec so sekundárným ohrievaním - Google Patents

Description

(54) Vysokoteplotná laboratórna pec so sekundárným ohrievaním .

Vynález sa týká vysokoteplotnej laboratornej pece so sekundárným ohrievaním určénej pre kontinuálně ohrievanie róznych vypalovacích prostředí.

Doteraz používané vysokoteplotně laboratorně pece majú vinutie alebo priamo vyhrievacie elementy vyhotovené z drahých materiálov. Nedostatok týchto materiálov, ako aj,ich vysoká cena a obraedzený teplotný interval si vynútil používat aj iné, lacnejšie materiály, napr. grafit, wolfram, molybden apod., ktoré majú sice vyššiu teplotu použitelnosti, nemožno ich však použit na ohrievanie vypalovacieho prostredia s vyšším obaahom kyslíka, resp. redukčnou atmosférou vodíka, kysličníka uholnatého apod. V praxi třeba často skúmat vzorky aj v prostrediach s vyšším obsabom kyslíka. V takýchto prípadoch sa do peci vkladajú ochranné rurky, príp. keramické kyvety, ktoré oddeíujú pracovně prostredie od ochrannej atmosféry. Konstrukčně jednoduchšía je pec, v ktorej sa ako vyhrievaČ používá keramický vodič, stabilizovaný kysličník zirkoničitý, resp. thóričitý, ktoré nad teplotu 1 000 °C sú vodivé. Pri týchto samostat ne zapojených keramických vyhrievacích elementoch možno len obtiažne dosiahnút vyžadované začiatočnú teplotu. Spravidla sa zabezpečuje pomocou pohyblivého štartovacieho zariadenia s odporovým vinutím. Obtiažne možno dodržat aj ohrievacie podmienky pri znížení teploty tak, aby pri vstupe sekundárného zdroja - štartovacieho vyhrievacieho elementu, nepopraskala vyhrie vacia keramika, ktorá je velmi citlivá na náhle změny teploty.

Uvedené nedostatky odstraňuje vysokoteplotná laboratórna pec so sekundárným ohrievaním podlá vynálezu, kterého podstata spočívá v tom, že využívá teplotně závislosti 2meny vodivostí primárného vyhrievacieho «elementu, vyhotoveného z vodive.j keramiky, na ktorý je pomocou kontaktov napojený sekundárný vyhrievací element, čím sa kontinuálně zvyšuje, resp. znižuje teplota primárného vyhrievacieho elementu v celom rozsahu pracovných teplot.

Vynález vysokoteplotnej laboratornej pece umožňuje ohrievaníe v oxidačnom aj inertnom prostředí tak pri teplotách vyšších ako 1 800 °C, ale aj nižších, pričom horná hranica teplót je limitovaná maximálnou teplotou použitej keramiky s elektronovou vodivosťou. Ako vyhrievacie elementy sa používajú poměrně nenáročné a íahko dostupné vodivé keramické materiály, pričom sekundárný zdroj tepla je tieŽ umiestnený priamo v peci.

Schéma vysokoteplotnej laboratornej pece so sekundárným ohrievaním je znázorněná na přípoje nom obrázku.

Primárný vyhrievací element 2» vyhotovený z vodívej keramiky je pomocou kontaktov _2 a 2 paralelné spojený so sekundárným vyhrievacím elementom Tento sekundárný zdroj musí byt umiestnený v súlade s rozdielnými teplotnými gradientami v peci pri róznych pracovných teplotách. Pri zvýšení teploty, resp. před začatím ohrievania primárného vyhrievacieho elementu je teplotně maximum na sekundárnora vyhrievacom elemente.

Po překročení východiskovéj teploty sa teplotně maximum přesuňte na primárný vyhrievací element, pričom teplota sekundárného ohríevacieho elementu nesmie překročit maxiraálnu teplotnú hranicu použitého materiálu. Plást 5. pece je dvojitý a umožňuje chladenie vodou, príp. iným vhodným médiom. Na začiatku ohrievania sa zvyšuje teplota prechodom prudu cez kovové vinutíe sekundárného ohríevacieho elementu h_. V dósledku toho sa na jednej straně zvyšuje odpor sekundárného vyhrievacieho elementu a na druhej straně pri překročení východiskovej teploty - cca 1 000 °C sa začne prejavovat elektronová vodivost keramiky primárného vyhrievacíeho elementu 2* Pri zvýšení teploty sa vodivosti vyhrievacích eleraentov 2 ^a A vyrovnajú, přitom sa zníží vodivost sekundárného vyhrievacieho elementu 4_ natolko, že přestane ohrievat a ohrievací priestor ó. pece ohrieva len primárný ohrievací element 2·

V dósledku toho sa teplotně maximum presunie zo sekundárného ohríevacieho elementu 4 na primárný ohrievací element 2· ^Pr*· vhodnom usporiadaní možno dosiahnút to, že teplota sekundárného ohríevacieho elementu je podstatné nížšia než teplota v ohrievacom priestoru 2 pece. Pri ochladzovaní sa postupné zvyšuje odpor keramiky primárného ohríevacieho elementu 1 a teplotně maximum sa presunie na sekundárný ohrievací element 2· Tento mechanizmus umožňuje plynulé ohrievaníe a ochladzovanie sekundárného ohrievaceho elementu a nevystavuje vodivá keramiku nebezpeěenstvu náhlých teplotných zmien, príp. možnej deštrukcii.

Teplotný spád medzi primárným ohrievacím elementom 2 ^a sekundárným ohrievacím elementom 4 sa zabezpečuje róznymi tienidlami, resp. izolacnými materiálmi. Sekundárný ohrievací element 2 3^e vyhotovený z bežne používaného kovového materiálu alebo z karbidu kremíka.

Vysokoteplotnú laboratornu pec so sekundárným ohrievaním možno používat pri experimentoch, pri ktorých sa vyžaduje vypalovacíe prostredie s vysokým obsahom kyslika. S ohrievacím elementom, vyhotoveným zo zirkoničitej keramiky, možno ohrievat do teploty 2 000 °C a z thóričitej keramiky nad 2 000 °C.

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   Vysokoteplotně laboratórna pec so sekundárným ohrievaním, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z primárného ohríevacieho'elementu /1/, vyhotoveného z vodívej keramiky, na ktorý je kontaktmi /2 a 3 / paralelné napojený sekundárný ohrievací element /4/.