CS257089B1

CS257089B1 - Equipment for melting, tempering, solidification and crystallization of solids

Info

Publication number: CS257089B1
Application number: CS867068A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Liska; Cestmir Barta; Ales Triska; Ludek Roucek
Original assignee: Oldrich Liska; Cestmir Barta; Ales Triska; Ludek Roucek
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS706886A1

Abstract

Zařízení pro komplexní tavení, temperování, tuhnuti a krystalizací je určeno pro zpracování pevných látek, například pro výrobu monokrystalů. Obsahuje otočný, kolem podélné osy nastavitelný zásobník, ve kterém jsou upraveny otvory pro patrony plněné výchozí látkou které jsou vysouvatelné ze zásobníku pomocí podavače, posunová-- telného skrze manipulační trubici a topné těleso a zpět do původního zásobníku.The complex melting, tempering, solidification and crystallization device is intended for processing solids, for example for the production of single crystals. It contains a rotating, adjustable container around the longitudinal axis, in which there are openings for cartridges filled with starting material, which can be removed from the container by means of a feeder, which can be moved through the handling tube and the heating element and back to the original container.

Description

(54) Zařízeni pro tavení, temperováni, tuhnuti a krystalizací pevných látek(54) Apparatus for melting, tempering, solidifying and crystallizing solids

Zařízení pro komplexní tavení, temperování, tuhnuti a krystalizací je určeno pro zpracování pevných látek, například pro výrobu monokrystalů. Obsahuje otočný, kolem podélné osy nastavitelný zásobník, ve kterém jsou upraveny otvory pro patrony plněné výchozí látkou které jsou vysouvatelné ze zásobníku pomocí podavače, posunová-telného skrze manipulační trubici a topné těleso a zpět do původního zásobníku.The device for complex melting, tempering, solidification and crystallization is intended for the processing of solids, for example for the production of single crystals. It comprises a rotatable container about a longitudinal axis, in which there are openings for cartridges filled with a starting substance, which can be withdrawn from the container by means of a dispenser, displaceable through a handling tube and a heater and back to the original container.

Vynález se týký zařízení pro tavení, temperování, tuhnutí a krystalizací pevných látek.The invention relates to a device for melting, tempering, solidifying and crystallizing solids.

Nedostatkem dosud známých krystalizátorů je okolnost, že jsou použitelné pouze pro jednotlivé pokusy nebo zkoušky, ale nelze v nich provádět série experimentů, při kterých se podle předem zadaného programu systematicky mění zvolené technické parametry. Tato skutečnost je tím závažnější, že některé krystalizátory jsou umístěny v orbitální laboratoři s relativně krážkým pracovním cyklem, při kterém doba setrvání na oběžné dráze obvykle nepřesahuje jeden týden.The drawbacks of the known crystallizers are that they are only applicable to individual experiments or tests, but they cannot carry out a series of experiments in which the selected technical parameters are systematically changed according to a predetermined program. This is all the more serious because some crystallizers are placed in an orbital laboratory with a relatively fragile duty cycle, in which the orbital residence time usually does not exceed one week.

Další nevýhodou známých konstrukcí je stav, že nemohou být současně vytvořena na zemi i na oběžné dráze skutečně identická teplotní pole po celé délce topné části krystalizátorů, což ztěžuje interpretaci dosažených výsledků. Tyto nedostatky se podařilo odstranit zlepšenou konstrukcí krystalizátorů /Barta Č. a kol. čs. AO 226 832, AO 226 933/, která jednak umožní dosažení úplně stejných tepelných polí v obou sledovaných prostorech, jednak dovolí práci v sériích řádově až v desítkách experimentů.A further disadvantage of the known designs is the fact that truly identical temperature fields along the length of the heating portion of the crystallizers cannot be created simultaneously on the ground and in the orbit, making it difficult to interpret the results obtained. These deficiencies have been overcome by improved design of crystallizers / Bart C. et al. čs. AO 226 832, AO 226 933 /, which enables to achieve exactly the same heat fields in both monitored areas, and on the other hand allows work in series of up to dozens of experiments.

V praxi se ale ukázalo, že je zapotřebí konstrukci tohoto krystalizátorů dále zlepšit, protože v jeho manipulační trubici se v jednu a tutéž chvíli nacházejí současně tři nebo více pouzder se vzorky. Přitom za určitých podmínek může teplotní pole naprogramované pro jeden vzorek nepříznivě ovlivnit experiment v sousedních pouzdrech, takže některá pouzdra zůstanou nevyužita a je nutno nechat je prázdná, což snižuje využití zpracovávané série zkoušek.In practice, however, it has been shown that there is a need to further improve the design of this crystallizer, since three or more sample housings are present in its handling tube at the same time. Under certain conditions, the temperature field programmed for one sample may adversely affect the experiment in adjacent enclosures, so that some enclosures remain unused and need to be left blank, reducing the use of the test series being processed.

Bylo také nutno zamezit komplikacím k nimž docházelo, když vlastní:experimenty měly být provedeny za odlišných technologických podmínek jako jsou práce současně prováděné se sondou a s pouzdry. U dosud známých konstrukcí se také projevovaly potíže zaviněné tepelnou roztažnosti pouzder, což zvyšovalo náročnost na mechanickou spolehlivost zařízení.It was also necessary to avoid the complications that occurred when the experiments were carried out under different technological conditions, such as the simultaneous work with the probe and the housing. The hitherto known designs have also experienced difficulties due to the thermal expansion of the sleeves, increasing the mechanical reliability of the apparatus.

Uvedené nedostatky nemá zařízení pro tavení, temperování, tuhnutí a krystalisaci pevných látek podle tohoto vynálezu. Podstatou řešení je konstrukce o zkrácené dopravní cestě obsahující otočný zásobník nastavitelný kolem podélně osy, ve kterém jsou upraveny souběžné otvory pro patrony opatřené na konci výčnělkem, přitom k ústí otvoru přiléhá vstupní otvor manipulační trubice, upevněné v průchozím topném tělese elektrické pece, opatřené isolací s výhodou z korundových vláken, přičemž v manipulační trubici je umístěn vratně-posuvný podavač popř. stabilisovaný pomocí vysouvacích vodicích tyčí synchronně uložených v pouzdrech, a nakonec podavače je v části přivrácené k patroně opatřen zámkem s čelní drážkou přo výčnělek patrony, přičemž používaný otvor zásobníku manipulační trubice, elektrická pec a podavač jsou souosé.The above-mentioned drawbacks do not have the apparatus for melting, tempering, solidifying and crystallizing the solids according to the invention. The object of the solution is a shortened conveying path structure comprising a rotatable container adjustable about a longitudinal axis in which parallel openings are provided for cartridges provided at the end of the protrusion, the inlet opening of the handling tube fixed in the through heating element of the electric furnace provided with insulation. preferably from corundum fibers, wherein a reversible-displaceable feeder or a feeder is disposed in the handling tube. stabilized by sliding guide rods synchronously housed in the housings, and finally the feeder is provided with a lock with a front groove over the cartridge protrusion in the portion facing the cartridge, wherein the handling tube magazine opening, the electric furnace and the feeder are coaxial.

Výčnělkem může být rotační výstupek s profilem T a podavač může být opatřen teploměrem.The protrusion may be a T-shaped rotary projection and the feeder may be provided with a thermometer.

Výhodou zařízení podle tohoto vynálezu je kratší délka technologické cesty a z toho plynoucí menší rozměry celého zařízení, dále skutečnost, že jednotlivé dávky ze zásobníku přicházejí do manipulační trubice postupně a nezávisle jedna na druhé, takže je vyloučen případ, že by se v průchozím topném tělese nebo na jiném místě manipulační trubice nahromadilo více zpracovávaných dávek výchozí suroviny.The advantage of the device according to the invention is the shorter length of the technological path and consequently smaller dimensions of the whole device, furthermore the fact that the individual doses from the reservoir come into the handling tube gradually and independently of each other, so avoiding the case elsewhere in the handling tube, multiple batches of feedstock have accumulated.

Protože v manipulační trubici se nachází vždy jen jedna dávka výchozí látky, celkový třecí odpor v trubici je v daném okamžiku malý.Since only one batch of starting material is present in the handling tube at a time, the total frictional resistance in the tube is small at any given time.

Na přiložených výkresech jsou znázorněny příklady provedení zařízení podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno zařízení v základní poloze, na obr. 2 je analogické zařízení při použití a na obr. 3 je znázorněno uchytné zařízení jednotlivých ampuli a·zámek podavače pro jejich přidržení. Přitom na obr. 1 jsou všechny otvory 2^ zásobníku 1^ naplněny patronami 3. s výchozími dávkami ve formě ampuli, které na svém konci, přivráceném k manipulační trubici JS, jsou opatřeny výčnělkem _4, například ve formě rotačního výstupku s profilem T.The accompanying drawings show exemplary embodiments of the device according to the invention, in which Fig. 1 shows the device in the basic position, Fig. 2 shows an analogous device in use, and Fig. 3 shows the holding device of the individual ampoules and the feeder lock for holding them. . In this case, in FIG. 1, all of the openings 2 of the cartridge 1 are filled with initial dose cartridges 3 in the form of an ampoule, which are provided with a protrusion 4 at their end facing the handling tube JS, for example in the form of a T-shaped rotary projection.

Výčnělek 4 odpovídá čelní drážce vytvořené v zámku 13 na konci vratně-posuvného podavače umístěného v manipulační trubicí 6. Manipulační trubice 6 je upevněna v průchozím topném tělese 7 elektrické pece 8, obsahující isolační hmotu s výhodou korundová vlákna. Vratně-posuvný podavač 10 je popřípadě stabilisován pomocí vysouvacích vodicích tyčí 11, synchronně vedených v pouzdrech 12. .The protrusion 4 corresponds to a front groove formed in the lock 13 at the end of the reciprocating dispenser disposed in the handling tube 6. The handling tube 6 is mounted in the through heater 7 of the electric furnace 8, containing the insulating material preferably corundum fibers. The reciprocating feeder 10 is optionally stabilized by extending guide bars 11 synchronously guided in the sleeves 12.

Při uvedení zařízení podle vynálezu v činnost, vratně-posuvný podavač 11 dorazí k zásobníku přičemž výčnělek 4 patrony se zasune do zámku 13. Podavač 10 se na to posune ve směru podélné osy manipulační trubice tj až patrona 3^ opustí otvor 2_ zásobníku a postupně projde elektrickou pecí a zpět, načež se opět zatlačí do příslušného otvoru 2_ v zásobníkuUpon actuation of the device according to the invention, the reciprocating feeder 11 arrives at the cartridge with the cartridge protrusion 4 sliding into the lock 13. The feeder 10 is then moved in the direction of the longitudinal axis of the handling tube, until the cartridge 3 exits the cartridge opening 2 and with an electric furnace and back and then pushed again into the corresponding opening 2 in the container

1.· Nato se zásobník JL pootočí až k vstupnímu otvoru jj manipulační trubice /3 přisedne další otvor 2 s novou, dosud nezpracovanou patronou načež postup se od začístku opakuje.Then, the container 11 is rotated up to the inlet opening 11 of the handling tube / 3 by a second opening 2 with a new, untreated cartridge, and the procedure is repeated from the beginning.

Zařízení lze využívat ve všech organisacích zabývajících se tavením, temperováním, tuhnutím a krystalizaci pevných látek, zejména při výrobě monokrystalů.The device can be used in all organizations dealing with melting, tempering, solidification and crystallization of solids, especially in the production of single crystals.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for complex melting, tempering, solidification and crystallization of solids having a shortened conveying path, characterized in that it comprises a rotatable container (1) adjustable around a longitudinal axis in which parallel holes (2) are provided for cartridges (3) provided at the end of the protrusion (4), the inlet opening (5) of the handling tube (6) fixed in the through-going heater (7) of the electric furnace (8) provided with insulation (9), preferably of corundum fibers, wherein a return-sliding feeder (10), optionally stabilized by means of withdrawable guide rods (11) synchronously mounted in the housings (12), is disposed in the handling tube (6) and the end of the feeder (10) is provided at the end facing the cartridge (3) with a front groove for the cartridge protrusion (4), the respective opening (2) of the cartridge (1), the handling tube (6), the electric furnace (8) and the feeder (10) being coaxial.

Device according to claim 1, characterized in that the projection (4) is a rotary projection with a T-profile.

Device according to claim 1 and / or 2, characterized in that the feeder (10) is provided with a thermometer.