CS229412B1 - Grafitová odporová pec - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

REPUBLIKA

<’* *’ K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 229412 (11) (Bl)

(22) Přihlášené 17 04 82(21) PV 2765-82 (51) Int. Cl.3H 05 B 3/14 (40) Zverejnené 28 01 83

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY (45) Vydané 15 03 86

A OBJEVY (75)

Autor vynálezu

PULC VOJTECH doc. ing. CSc., BRATISLAVA, OONDÁR ERNEST ing.,BRATISLAVA, MISÍK PAVOL ing., BRATISLAVA (54) Grafitová odporová pec 1 • Vynález sa týká grafitovej odporovej pece, kde ohřev pracovného priestoru je zabezpe-čovaný pomocou grafitového odporového článku válcového tvaru, ktorá je vhodná na ohřevmateriálu na vysoké teploty v ochraně vákua alebo plynu. Pec možno použit na r8zne spfisobytechnologického spracovania kovových a keramických materiálov ako sú například spekanie,tavenie, žíhanie, kalenie, chemicko-tepelné spracovanie a podobné.

Elektrické odporové pece pre ohřev materiálu v ochraně vákua alebo plynu sú konstruo-vané obvykle tak, že zdrojom tepla je odporový článok najčastejšie válcového tvaru, dovnútorného priestoru ktorého sa vkládá spracovávaný materiál. Pri konstrukci! takýchto pecísa ako zdroj tepla používajú najčastejšie odporové články vyhotovené z molybdénu. Telesámávajú obyčejné tvar koša vyhotoveného z drfttov a tyčí, ktoré sú pomocou keramických prí-chytiek upevněné na základná kostru telesa. V niektorých prípadoch, a to najma u laboratórnych pecí, sa používajú odporové článkytvaru trubky vyhotovenej z plechu, vhodné perforovaného zárezmi, ktoré určujú odpor článku,ako aj celkový tvar a veTkosť jeho ohrevovej časti. Nevýhodou ohrevových telies tohto typuje váčSinou ich veTmi zložitá konštrukcia, obtiažna výroba, časté deformácie v dfisledkutepelných dilatácií, silné skrehnutie v d8sledku štrukturálnych zmien materiálu telesa,vyvolaných vysokou teplotou a z toho vyplývajúca náchylnost na mechanické poškodenie pridemontáži pece, vzájemná interakcia medzi kovovými časíami a nosnou keramikou pri vysokýchteplotách a podobné. Nevýhodou týchto pecí je tiež ich poměrně nízká pracovná teplota, ktoráneprivyšuje 1 700 °C. K najvačším nevýhodám uvedených pecí patří však čím áalej tým vačšínedostatek a vysoká cena molybdénu, připadne iných ťažkotavitelných kovov. 229412 ťi-e dosiahnutie vysokých teplSt je možné na výrobu odporových ohriévacich teliespoužit grafit. Jeho výhodou je, že je lačný, l’ahko dostupný, dobré obrobitel’ný a možnoz něho vyrobit telesó 1’ubovol’ného tvaru. Poměrně malá teplotná rozťažnosť zaručuje stálostrozmerov až do vysokých tepldt. Nízký modul pružnosti a vel’ká tepelná vodivost, spolus malou tepelnou roztažnosťou dávajú grafitu vhodná kombináciu vlastností, ktoré sap.rejavujú velkou odolnosťou proti tepelnému rázu a proti vzniku trhlin za premenlivýchtepldt. Sú známe konštrukcie pecí, a to nejma laboratórnych, kde eko ohrievacie teleso sapoužívá grafitový odporový článok spravidla tvaru tyčí, trubiek, skrutkovníc, prstencovýchčlánkov a podobné. Převážná vačěina týchto pecí vyžaduje přívod prúdu z obidvoch stráňčlánku, čo do značnej miery zvyšuje konštrukčnú zložitosť pece, a to nielen z dSvoduoboustranného elektrického propojenia, ale aj z dčvodu tepelnej dilatácie. Tiež připo-jeni© takýchto pecí na čerpaciu vákuovú sústavu, umiestňovanú obvykle pod pečou, je značnékomplikované.

Známe sá tiež pece, kde sa používajú grafitové odporové články, umožňujúce přívodprúdu iba z jednej strany článku, pričom prúdové nástavce sú umiestnené buň paralelnés osou článku, alebo sú na túto kolmé. Nevýhodou doteraz známých konštrukčných riešenítohto typu pecí je, že prúdové nástávce článku sú vystavené priamemu účinku tepla vyča-rovaného z článku, čo zvyšuje nebezpečenstvo ich prehriatia, a tým aj vzájomnej interakcies kovovými Časťami upínacíeho zariadenia.

Uvedené nedostatky sú odstránené grafitovou odporovou pečou tvaru valoovej nádobyz jednej strany uzatvorenej věkem, na ktorom je instalovaný grafitový odporový článok az druhej strany uzatvorené priechodným dnom vybaveným přírubou na pripojenie na vékuovaciučerpaciu sústavu a přírubou na termočlánkovú priechodku, pričom grafitový odporový článokválcového tvaru je pozdlžnymí zérezmi upravený na meandrovité, paralelné zapojené sekciepodlá vynálezu, ktorého podstata je v tom, že ioh elektrické přívody umiestnené na rovnakejstraně grafitového odporového článku sú ukončené tepelnoizolačnými segmentami tvarupolkruhovej výseče. Ďalej v tepelno-izolačných segmentooh grafitovo odporového článku sú upevněné přípojnégrafitové nástavce. Ďalej přípojné grafitové nástavce sú svorkami vodivo spojené s kovovýmielektrickými prívodmi, ktoré prechádzajú cez vékuové priechodky do vonkajšieho prostrediapece.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že přívody odporových sekcií, umiestnené z jednejstrany článku, sú ukončené segmentami tvaru plochej kruhovej výseče, nachádzajúcimi se nadvnútorným priestorom článku. Kruhové výseče vytvárajú tepelné tienenie tvaru kruhového diskuohrániace priestor smerom k elektrickým přívodem proti účinkom tepla vyčarovaného z priesto-ru článku. V tieniacioh tepelno-izolačných segmentooh sú upevněné grafitové nástavce, ktoréslúžia na pripojenie článku na kovové elektrické přívody zavedené do vnútorného priestorupece. Výhodou odporovej pece podlá vynálezu je jej jednoduchá konštrukcia, 1’ahká montáž ademontáž, výrazné zníženie tepelného namáhania upínacieho zariadenia odporového článku,lepšie využitie vnútorného priestoru pece a z toho vyplývajúca 1’ahšia regulovatelnosťteploty, úplné vylúčenie problémov s dilatáciou odporového článku. Po inštalácii odporovéhočlánku na elektrické přívody umiestnené v hornom veku pece sa toto pomocou příruby upevnína válcový plášť pracovného priestoru pece, čím vznikne montážny celok, ktorý sa pri ot-váraní pece zodvihne nad pracovný priestor pece, takže pri manipulácii se vzorkami jenebezpečenstvo mechanického poškodenia odporového článku prakticky vylúčené. Konštrukčnériešeníe pece umožňuje jej jednoduché pripojenie na bežne dostupné vékuovaoie sústavy ato pomocou príruby umiestnenej na spodnom veku pece. Pec je vyrobená z běžných, 1’ahkodostupných materiálov.

Vyznačuje sa velikou životnosťou a velmi dobrou funkftnou spolehlivosťou. -Po niekol’kosto hodinách pi-evádzky nebolo možné na jednotlivých detailech pece pozorovat žiadneznaky fyzického opotrebenia. tfa připojených výkresoch je znázorněný příklad vyhotovenia grafitovej odooroveipece podlá vynálezu, kde na obr. I je v pozdl’žnom smere zobrazené celkové konstrukčněrieáenie grafitovej odporovej pece a na obr, 2 je znázorněný odporový článok sdoIu3 násti-ivcMi ,

Grafitový odporový článok 1 tvaru vertikáinej trubky je vyhotovený z grafitu. Po-zdl’žnymi zárezmi je upravený na dve meandrovité, paralelné zapojené odporové sekcie 2,ktorých elektrické přívody J sú ukončené tspelno-izolačnými segmentami ,4. tvaru kruhovejvýseče, ktoré vytvárajú tepelné tienenie tvaru kruhového disku, chrániace priestor smeromk přívodu elektrického prúdu, proti účinkom tepla vyžarovaného z telesa.

Tepelno-izolačné segmenty £ sú zároveň využité na pripojenie grafitového odporovéhočlánku 1 na kovové elektrické přívody 2» a to pomocou přípojných grafitových nástavcov %cez svorky 6. Elektrické přívody 2 prechádzajú cez vákuové priechodky 8 do vonkajšiehoprostredia, kde sú připojené na zdroj elektrického prúdu. Vákuové priechodky 8 sú pri-varené na hornom veku £ pece, ktoré je přírubovým spojením připevněné na válcový plášť 10pracovitého priestoru pece.

Spodné časť válcového plášťa 1,0 je přírubovým spojením připojené na spodně veko 21,ktoré je pomocou příruby 12 upevněné na vákuovaciu sústavu. Příruba 13 slúži na upevnenietermočlánkovej priechodky. Horné veko 2., válcový plášť JO. a spodně veko 11 majú zdvojenésteny, ktoré umožňujú ich chladenie vodou. Spodné veko 11 slúži ako pevný "st51", naktorý sa kladů spracovávané vzorky.

Spodné veko 11 je čiastočne přechodné; kanály 14 sabezpečujú spojenie vnútomého pries-toru pece s vákuovacou sústavou a slúžia zároveň ako montážně otvory slúžiace pre přívodtermočlánkov. Všetky vnútorné steny pece sú obložené grafitovou plstennou izoláciou 15. 1b a 12» ktorá znižuje tepelné straty vyžarovaním z vonkajšieho povrchu grafitového odpo-rového článku J_.

Horné veko £ a válcový plášť 10 spolu s grafitovým odporovým článkom 1 a izoláciou15 a 16 tvoria jeden montážny celok, ktorý sa pri otváraní pece zdvihne nad manipulačnýpriestor, čím sa umožní pohodlný přístup k vzorkám; jeho přesné vedenie pri zdvíhaní aspúšťaní zabezpečuji! vodiace tyče 18. Pec možno doplnit prívodom a odvodom plynu pre ohřevvzoriek v ochrannej, připadne aktívnej atmosféře.

Grafitové odporová pec podl’a vynálezu má mnohostranné použitie. Je vhodná na ohřevkovových a keramických materiálov v ochraně vákua alebo plynu na teploty do 2 000 °C, a topři takých operáeiách, ako sú napríkld spekanie, tavenie, žíhanie, kalenie, chemicko-tepelnéspracovanie a podobné.

Claims (3)

1. 229412 4 PREDMET VYNÁLEZU

   1. Grafitová odporová pec tvaru valcovej nádoby z jednej strany uzatvorenej vekom,na ktorom je instalovaný grafitový odporový článok a z druhej strany uzatvorená priechod-ným dnom vybaveným přírubou na pripojenie na vákuovaoiu čerpaoiu sústavu s přírubou natermočlánkovú prieohodku, pričom grafitový odporový Slánok válcového tvaru je pozdl’žnymizárezmi upravený na meandrovité, paralelné zapojené odporové sekeie, vyznačené tým, žeioh elektrické přívody (3) umiestnené na rovnakej straně grafitového odporového článku(1) sú ukončené tepelno-izolačnými segmentami (4) tvaru plochéj kruhovej výseče.
2. 2. Grafitová pec podl’a bodu 1, vyznačená tým, že v tepelnoizolačných segmentoch (4)grafitového odporového článku (1) sú upevněné přípojné grafitové nástavce (5)·
3. 3. Grafitová odporová pec podl’a bodu 1, vyznačená tým, že přípojné grafitové nástav-ce (5) sú svorkami (6) vodivo spojené s kovovými elektrickými prívodmi (7), ktoré pre-chádzajú cez vákuové priechodky (8) do vonkajěieho prostredia pece. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs