RU156071U1

RU156071U1 - INFRARED HEATING FURNACE

Info

Publication number: RU156071U1
Application number: RU2014152813/02U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Кожин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Теркон-КТТ"
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2015-10-27

Abstract

1. Печь инфракрасного нагрева, содержащая цилиндрический кожух, внутри которого расположен концентрично цилиндрический реактор, вокруг которого размещён инфракрасный излучатель, покрытый теплоизоляционным материалом, отличающаяся тем, что реактор выполнен в виде кварцевой колбы, при этом продольная ось колбы реактора наклонена по отношению к горизонтали под отрицательным острым углом, а дно колбы реактора выполнено в виде пробки в форме полого цилиндра из кварцевого стекла с дном, которая вставлена дном внутрь колбы и сплавлена с её стенками, при этом внутренний объём колбы реактора разделён на обогреваемую зону с размещённым в ней инфракрасным излучателем и необогреваемую зону, заканчивающуюся открытым концом колбы, инфракрасный излучатель размещён на конце колбы реактора со стороны дна колбы и выполнен из высокотемпературного нагревательного провода с жаропрочной изоляцией, намотанного на конец колбы однорядной, равномерной, плотной намоткой, покрытой огнеупорным теплоизоляционным материалом, причём кожух закреплён на колбе с образованием зазора между своей внутренней поверхностью и теплоизоляционным материалом, в торце кожуха со стороны дна колбы на расстоянии от дна закреплён приточный вентилятор, а в открытый конец колбы вставлена пробка из эластичного материала с закреплённым в ней по продольной оси патрубком, жёстко соединённым посредством кронштейна с устройством возвратно-поступательного перемещения, при этом в реакторе размещены кассетодержатель в виде U-образной полой трубки с открытыми концами, снабжённой опорными роликами, а под кассетодержателем размещена полая трубка, с разме�1. The infrared heating furnace, containing a cylindrical casing, inside which there is a concentric cylindrical reactor, around which there is an infrared emitter coated with heat-insulating material, characterized in that the reactor is made in the form of a quartz flask, while the longitudinal axis of the reactor flask is inclined relative to the horizontal under negative acute angle, and the bottom of the flask of the reactor is made in the form of a tube in the form of a hollow cylinder of quartz glass with a bottom, which is inserted bottom inside the flask and fused with its besides, the internal volume of the reactor flask is divided into a heated zone with an infrared emitter placed in it and an unheated zone ending with the open end of the flask, an infrared emitter is placed at the end of the reactor flask from the bottom of the flask and is made of a high-temperature heating wire with heat-resistant insulation wound on the end of the flask is a single-row, uniform, dense winding covered with refractory heat-insulating material, and the casing is fixed to the flask with the formation of a gap between its inner with a morning surface and heat-insulating material, a supply fan is fixed at the end of the casing from the bottom of the flask at a distance from the bottom, and a plug of elastic material is inserted into the open end of the flask with a nozzle fixed in it along the longitudinal axis and rigidly connected with a bracket to the reciprocating device while the cassette holder in the form of a U-shaped hollow tube with open ends provided with support rollers is placed in the reactor, and a hollow tube with a size of

Description

Полезная модель относится к печам инфракрасного нагрева для термической обработки деталей и может быть использована для создания универсальных печей инфракрасного нагрева для лабораторных исследований, позволяющих выполнять прецизионный нагрев.The utility model relates to infrared heating furnaces for heat treatment of parts and can be used to create universal infrared heating furnaces for laboratory research, allowing to perform precision heating.

Известна печь инфракрасного нагрева, в которой реактор представляет собой кварцевую трубу, на наружную поверхность которой нанесен материал с высокой отражающей способностью, между которым и кожухом имеется зазор для охлаждающей жидкости, протекающей внутри кожуха. Нагрев выполняется галогеновыми лампами. (СССР, авторское свидетельство №422781, C29D 9/00, 05.04.1974).A known infrared heating furnace, in which the reactor is a quartz tube, on the outer surface of which is coated a material with high reflectivity, between which and the casing there is a gap for the cooling fluid flowing inside the casing. Heating is carried out by halogen lamps. (USSR, copyright certificate No. 422781, C29D 9/00, 04/05/1974).

Наиболее близкой к предлагаемой является электропечь сопротивления - печь инфракрасного нагрева, предназначенная для проведения прецизионных термических процессов, требующих сохранения равномерности распределения температуры по длине рабочего пространства не только при нагреве и выдержке, но и при быстром охлаждении. Электропечь состоит из воздухоохлаждаемого цилиндрического кожуха, внутри которого расположена труба - реактор, образующая рабочее пространство электропечи. Вокруг всей наружной поверхности трубы расположен спиральный нагреватель, вокруг которого закреплены отражательные экраны. Между экранами и спиралью расположена теплоизоляция. Между экранами и внутренней поверхностью кожуха имеется зазор для проходящего через него охлаждающего воздуха. Входной конец трубы реактора герметизирован пробкой из теплоизоляционного материала, а второй конец заканчивается патрубком, расположенным соосно с трубой. Наличие патрубка дает основание сделать вывод, что известная печь выполняет вакуумную термическую обработку (СССР, авторское свидетельство №713916, C29D 9/00, 05.02.1980).Closest to the proposed one is a resistance electric furnace - an infrared heating furnace designed to carry out precision thermal processes that require maintaining a uniform temperature distribution along the length of the working space, not only during heating and exposure, but also with rapid cooling. An electric furnace consists of an air-cooled cylindrical casing, inside of which there is a pipe - a reactor, which forms the working space of the electric furnace. Around the entire outer surface of the pipe is a spiral heater, around which reflective screens are fixed. Thermal insulation is located between the screens and the spiral. Between the screens and the inner surface of the casing there is a gap for the cooling air passing through it. The inlet end of the reactor pipe is sealed with a plug of heat-insulating material, and the second end ends with a pipe located coaxially with the pipe. The presence of the nozzle gives reason to conclude that the known furnace performs vacuum heat treatment (USSR, copyright certificate No. 713916, C29D 9/00, 02/05/1980).

Недостаток выявленных в процессе патентного поиска печей инфракрасного нагрева заключается в следующем.The disadvantage identified in the patent search process of infrared heating furnaces is as follows.

Продукт, подвергаемый термической обработке, всегда содержит технологические примеси, имеющие температуру разложения ниже номинальной температуры технологического процесса, которые, например, обеспечивают его форму продукта, или удерживают его составные части в требуемом положении относительно друг друга, или обеспечивают протекание химической реакции и т.п. При этом процесс нагрева, для исключения возникновения процесса окисления в обрабатываемом продукте, выполняют при постоянном поддержании вакуума. Вакуумный насос работает непрерывно. Его работа начинается одновременно с поднятием температуры в реакторе. При этом технологические примеси выгорают или разлагаются до достижения требуемой по технологии температуры нагрева для термообработки продукта и выделяются во внутренний объем реактора в газообразном или парообразном состоянии. Поскольку вакуумный насос работает в течение всего цикла термообработки, то он всасывает выделяющиеся продукты, что ухудшает условия его работы и не соответствует штатному режиму работы насоса. Это приводит к выходу из строя насоса, к сокращению срока службы. В известных устройствах отсутствуют средства, позволяющие обеспечить штатный режим работы вакуумного насоса в процессе технологического цикла термической обработки продукта.The product subjected to heat treatment always contains technological impurities having a decomposition temperature lower than the nominal temperature of the technological process, which, for example, provide its product shape, or keep its components in the required position relative to each other, or provide a chemical reaction, etc. . In this case, the heating process, to exclude the occurrence of the oxidation process in the processed product, is carried out while maintaining a vacuum. The vacuum pump runs continuously. His work begins at the same time as the temperature rises in the reactor. At the same time, technological impurities burn out or decompose until the heating temperature required by the technology is reached for heat treatment of the product and are released into the internal volume of the reactor in a gaseous or vaporous state. Since the vacuum pump operates during the entire heat treatment cycle, it sucks out the released products, which worsens its working conditions and does not correspond to the normal operation of the pump. This leads to failure of the pump, to reduce the service life. In the known devices there are no means to ensure the normal operation of the vacuum pump in the process cycle of heat treatment of the product.

Выполнение намотки из спирали не позволяет выполнить ее плотной из-за возможности межвиткового короткого замыкания, что снижает равномерность формируемой температурной зоны. Кроме того, поскольку между витками спирали остается свободное пространство, это приводит к тепловым потерям, удлиняет время выхода на температурный режим и увеличивает продолжительность технологического процесса, что может привести к снижению качества готового продукта, особенно с малой теплоемкостью.The implementation of the winding from a spiral does not allow it to be dense due to the possibility of inter-turn short circuit, which reduces the uniformity of the formed temperature zone. In addition, since there is free space between the turns of the spiral, this leads to heat loss, lengthens the time for reaching the temperature regime and increases the duration of the process, which can lead to a decrease in the quality of the finished product, especially with low heat capacity.

Кроме того, в известных устройствах для охлаждения внутреннего объема реактора используют только наружное охлаждение, причем охлаждают экраны, а не сам нагреватель. При этом отсутствует средства охлаждения продукта внутри реактора при герметично закрытом реакторе. В результате удлиняется технологический цикл, а также снижается качество конечного продукта.In addition, in known devices for cooling the internal volume of the reactor, only external cooling is used, moreover, the screens are cooled, and not the heater itself. There is no means of cooling the product inside the reactor with a hermetically sealed reactor. As a result, the technological cycle is lengthened, and the quality of the final product is also reduced.

Предлагаема полезная модель решает задачу создания печи инфракрасного нагрева, осуществление которой позволяет достичь технического результата, заключающегося в обеспечении работы вакуумного насоса в штатном режиме, в сокращении продолжительности технологического цикла, за счет сокращения времени охлаждения обрабатываемого продукта, в повышении качества конечного продукта.The proposed utility model solves the problem of creating an infrared heating furnace, the implementation of which allows us to achieve a technical result, which consists in ensuring that the vacuum pump operates in the normal mode, in reducing the duration of the technological cycle, by reducing the cooling time of the processed product, and in improving the quality of the final product.

Сущность заявленной полезной модели заключается в том, что в печи инфракрасного нагрева, содержащей цилиндрический кожух, внутри которого расположен концентрично цилиндрический реактор, вокруг которого размещен инфракрасный, излучатель, покрытый теплоизоляционным материалом, новым является то, что реактор выполнен кварцевым в форме цилиндрической колбы, при этом продольная ось колбы реактора наклонена по отношению к горизонтали под отрицательным острым углом, а дно колбы реактора представляет собой пробку из кварцевого стекла, выполненную в форме полого цилиндра с дном, который вставлен дном внутрь колбы и сплавлен с ее стенками, кроме того, внутренний объем колбы реактора разделен на обогреваемую зону, в которой размещен инфракрасный излучатель, и необогреваемую зону, заканчивающуюся открытым концом колбы, при этом инфракрасный излучатель размещен на рабочем конце колбы реактора, со стороны дна колбы, и выполнен из высокотемпературного нагревательного провода с жаропрочной изоляцией, который намотан на рабочий конец колбы однорядной, равномерной, плотной намоткой, которая покрыта огнеупорным теплоизоляционным материалом, кроме того кожух закреплен на колбе концентрично с образованием зазора между внутренней поверхностью и теплоизоляционным материалом, при этом в торце кожуха со стороны дна колбы, на расстоянии от дна, закреплен приточный вентилятор, а в открытый конец колбы вставлена пробка, выполненная из эластичного материала, в которой по продольной осевой закреплен патрубок, причем патрубок посредством кронштейна жестко соединен с устройством возвратно-поступательного перемещения, кроме того, в реакторе размещены кассетодержатель в виде U-образной полой трубки, концы которой открыты, снабженной опорными роликами, а под кассетодержателем размещена полая трубка внутри которой размещена термопара, концы U-образной трубки и второй конец трубки термопары закреплены в пробке и выведены через нее наружу ниже патрубка, при этом трубка кассетодержателя пересекает всю обогреваемую зону, а трубка с термопарой расположена таким образом, что термопара находится в средней зоне намотки нагревательного провода излучателя, при этом проводники термопары выведены наружу через конец трубки, закрепленный в пробке, кроме того, открытый конец колбы плотно охвачен, подключенным к вытяжной вентиляции, кольцевым раструбом, по периметру которого выполнена щель, которая направлена в сторону открытого конца колбы, при этом патрубок пробки и один конец U-образной трубки кассетодержателя подключены соответствующими шлангами к первому и второму выходам распределительной панели, у которой входы с первого по третий подключены соответственно к компрессору, вакуумному насосу, к газовому баллону. При этом внутри колбы перед внутренней поверхностью пробки закреплен термозащитный экран. Причем распределительная панель содержит, соединенные между собой пневматически, электромагнитные распределительные клапаны с первого по третий, электромагнитный клапан отсечной и редуктор давления, при этом пневматические выход первого и вход второго распределительных клапанов соединены и являются первым входом панели, кроме того первый распределительный клапан входом соединен с выходом редуктора давления, который входом соединен с выходами третьего распределительного и отсечного клапанов, входы которых являются вторым и третьим входами распределительной панели. Кроме того, устройство возвратно-поступательного перемещения содержит шаговый двигатель, вал которого соединен с осью, на которую надет с возможностью вращения первый ролик, под которым первым концом горизонтально закреплена направляющая, на втором конце которой на оси закреплен второй ролик с возможностью вращения, ролики охвачены зубчатым ремнем и соединены с ним путем зубчатой передачи, на направляющей закреплен, без возможности вращения, но с возможностью возвратно-поступательного перемещения, металлический кронштейн, выполненный в форме буквы Ч, вертикальный элемент которого жестко соединен с патрубком, закрепленным в пробке реактора, а горизонтальный элемент жестко соединен с зубчатым ремнем, кроме того, на направляющей закреплен неподвижно индуктивный датчик движения кронштейна.The essence of the claimed utility model lies in the fact that in an infrared heating furnace containing a cylindrical casing, inside which there is a concentric cylindrical reactor, around which an infrared emitter coated with heat-insulating material is placed, it is new that the reactor is made of quartz in the form of a cylindrical flask, with the longitudinal axis of the reactor flask is inclined with respect to the horizontal at a negative acute angle, and the bottom of the reactor flask is a quartz glass stopper, made which is inserted in the form of a hollow cylinder with a bottom, which is inserted bottom into the flask and fused with its walls, in addition, the inner volume of the reactor flask is divided into a heated zone, in which an infrared emitter is placed, and an unheated zone, ending with the open end of the flask, while the infrared emitter placed on the working end of the reactor flask, from the side of the bottom of the flask, and is made of a high-temperature heating wire with heat-resistant insulation, which is wound on the working end of the flask in a single-row, uniform, tight winding which is coated with refractory heat-insulating material, in addition, the casing is mounted concentrically on the flask with a gap between the inner surface and the heat-insulating material, and a supply fan is fixed at the end of the casing from the bottom of the flask, and a plug is inserted into the open end of the flask made of an elastic material in which a nozzle is fixed along the longitudinal axial, and the nozzle is rigidly connected to the reciprocating device by means of an arm, except In addition, the cassette holder is placed in the reactor in the form of a U-shaped hollow tube, the ends of which are open, equipped with support rollers, and under the cassette holder there is a hollow tube inside which a thermocouple is placed, the ends of the U-shaped tube and the second end of the thermocouple tube are fixed in the tube and brought out through it outward below the nozzle, while the cassette holder tube crosses the entire heated zone, and the thermocouple tube is located so that the thermocouple is in the middle zone of the winding of the radiator heating wire, while the thermocouple water conductors are brought out through the end of the tube fixed in the cork, in addition, the open end of the flask is tightly enclosed, connected to the exhaust ventilation, by a circular bell, along the perimeter of which a slit is made, which is directed towards the open end of the flask, with the tube nozzle and one end The U-shaped cassette holder tubes are connected by appropriate hoses to the first and second outputs of the distribution panel, in which the first to third inputs are connected respectively to the compressor, the vacuum pump, and the gases th cylinder. In this case, a heat shield is fixed inside the flask in front of the inner surface of the tube. Moreover, the distribution panel contains pneumatically connected electromagnetic distribution valves from the first to the third, a shut-off electromagnetic valve and a pressure reducer, while the pneumatic output of the first and the input of the second distribution valves are connected and are the first input of the panel, in addition, the first distribution valve is connected to the input with the output of the pressure reducer, which is connected to the outputs of the third distribution and shut-off valves, the inputs of which are the second and third distribution panel inputs. In addition, the reciprocating device includes a stepper motor, the shaft of which is connected to the axis, on which the first roller is mounted rotatably, under which the guide is horizontally mounted at the first end, the second roller is rotatably mounted on the axis, the rollers are covered toothed belt and connected to it by gear transmission, fixed on the rail, without rotation, but with the possibility of reciprocating movement, metal bracket, made H-shaped, vertical member is rigidly connected to the nozzle fixed in the reactor tube, and a horizontal member rigidly connected to a toothed belt, in addition, a guide fixedly mounted inductive sensor arm movement.

Заявленный технический результат достигается следующим образом.The claimed technical result is achieved as follows.

Существенные признаки формулы заявленной печи инфракрасного нагрева: «Печь инфракрасного нагрева, содержащая цилиндрический кожух, внутри которого расположен концентрично цилиндрический реактор, вокруг которого размещен инфракрасный излучатель, покрытый теплоизоляционным материалом, …» - являются неотъемлемой частью заявленного устройства и обеспечивают его работоспособность, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.The essential features of the formula of the claimed infrared heating furnace: “An infrared heating furnace containing a cylindrical casing, inside which there is a concentric cylindrical reactor, around which there is an infrared emitter coated with a heat-insulating material, ...” are an integral part of the claimed device and ensure its operability, and therefore , ensure the achievement of the claimed technical result.

В заявленном устройстве реактор выполнен кварцевым, в форме цилиндрической колбы. Поскольку кварц обладает высокой термостойкостью, нулевым коэффициентом термического расширения и практически прозрачен для высокотемпературной инфракрасной части спектра излучения, то обеспечивается высокая степень теплопередачи от инфракрасного излучателя внутрь реактора.In the claimed device, the reactor is made of quartz, in the form of a cylindrical flask. Since quartz has high heat resistance, zero coefficient of thermal expansion and is practically transparent for the high-temperature infrared part of the radiation spectrum, a high degree of heat transfer from the infrared emitter to the reactor is ensured.

При этом дно колбы реактора представляет собой пробку из кварцевого стекла, выполненную в форме полого цилиндра, который вставлен дном внутрь колбы и сплавлен с ее стенками. В результате увеличивается усилие разрушения колбы на срез. Колба предлагаемой конструкции, выполненная из кварца, благодаря тому, что при нагревании коэффициент расширения кварца близок к нулю, способна выдерживать высокие градиенты температуры. Это, в свою очередь, позволяет выполнить излучатель из высокотемпературного нагревательного провода с жаропрочной изоляцией в виде однорядной, равномерной, плотной намотки, которая размещена на рабочем конце колбы, и сформировать в обогреваемой высокотемпературной зоне реактора плоскую изотермичную зону. При этом, поскольку намотка плотная, то и эффективность теплоотдачи, т.е. скорость теплового потока, в реакторе выше, по сравнению с прототипом, где используется спираль из голого провода, которая не допускает плотной намотки из-за возможности короткого замыкания.At the same time, the bottom of the reactor flask is a quartz glass stopper made in the form of a hollow cylinder, which is inserted bottom into the bulb and fused with its walls. As a result, the effort of breaking the flask into a slice increases. The flask of the proposed design made of quartz, due to the fact that when heated, the expansion coefficient of quartz is close to zero, is able to withstand high temperature gradients. This, in turn, allows the emitter to be made from a high-temperature heating wire with heat-resistant insulation in the form of a single-row, uniform, dense winding, which is placed on the working end of the bulb, and to form a flat isothermal zone in the heated high-temperature zone of the reactor. Moreover, since the winding is dense, the heat transfer efficiency, i.e. the heat flow rate in the reactor is higher compared to the prototype, which uses a spiral of bare wire, which does not allow tight winding due to the possibility of a short circuit.

В заявленном устройстве намотка из провода покрыта огнеупорным теплоизоляционным материалом, что дополнительно снижает тепловые потери. Использование слоя теплоизоляции препятствует излучению теплоты в открытое пространство. Теплота концентрируется под слоем теплоизоляционного материала, поддерживая температуру жилы провода на высоком уровне, тем самым снижая и тепловые потери и энергопотребление.In the claimed device, the winding of the wire is coated with a refractory heat-insulating material, which further reduces heat loss. The use of a thermal insulation layer prevents the emission of heat into the open. Heat is concentrated under a layer of insulating material, maintaining the core temperature of the wire at a high level, thereby reducing both heat loss and energy consumption.

Предлагаемое выполнение излучателя сокращает время нагрева внутреннего объема реактора, а, следовательно, сокращает продолжительность технологического цикла, а также повышает качество конечного продукта. При длине колбы реактора 650 мм и диаметре 80 мм и длине намотки 300 мм печь выходит на режим до 800° за 10-15 минут.The proposed implementation of the emitter reduces the heating time of the internal volume of the reactor, and, therefore, reduces the duration of the technological cycle, and also improves the quality of the final product. With a reactor flask length of 650 mm and a diameter of 80 mm and a winding length of 300 mm, the furnace reaches a mode of up to 800 ° in 10-15 minutes.

Как указывалось выше, продукт, подвергаемый термической обработке, всегда содержит технологические примеси, имеющие температуру разложения ниже номинальной температуры технологического процесса, которые, например, обеспечивают форму продукта, или удерживают его составные части в требуемом положении относительно друг друга, или обеспечивают протекание химической реакции и т.п.При этом для исключения возникновения процесса окисления в обрабатываемом продукте, процесс нагрева выполняют при постоянном поддержании вакуума насосом, работа которого начинается одновременно с поднятием температуры в реакторе. При этом вакуумный насос всасывает выделяющиеся во внутренний объем реактора в газообразном или парообразном состоянии технологические примеси, что ухудшает условия его работы, требует сложных ловушек и не соответствует штатному режиму работы насоса.As indicated above, the product subjected to heat treatment always contains technological impurities having a decomposition temperature lower than the nominal temperature of the process, which, for example, provide the shape of the product, or keep its components in the required position relative to each other, or provide a chemical reaction and etc. In this case, to exclude the occurrence of the oxidation process in the processed product, the heating process is carried out while the vacuum is constantly maintained by the pump, the one that starts at the same time as the temperature rises in the reactor. In this case, the vacuum pump sucks technological impurities released into the internal volume of the reactor in a gaseous or vapor state, which worsens its working conditions, requires complex traps, and does not correspond to the normal operation of the pump.

Заявленное устройство позволяет перед термической обработкой продукта при номинальной температуре, соответствующей технологическому циклу, до включения вакуумного насоса (до создания внутри реактора вакуума), удалить из обрабатываемого продукта содержащиеся в нем технологические примеси. Это достигается следующим образом.The claimed device allows before heat treatment of the product at a nominal temperature corresponding to the technological cycle, before turning on the vacuum pump (before creating a vacuum inside the reactor), remove technological impurities from the processed product. This is achieved as follows.

Инфракрасный излучатель размещен на рабочем конце реактора, со стороны дна колбы. Оставшаяся часть колбы не обогревается. В результате внутренний объем колбы четко разделен на обогреваемую зону, в которой размещен инфракрасный излучатель, и необогреваемую зону, заканчивающуюся открытым концом колбы. В открытый конец колбы вставлена пробка, выполненная из эластичного материала, что надежно обеспечивает герметичность внутреннего объема реактора в рабочем состоянии. Внутри колбы перед внутренней поверхностью пробки закреплен термозащитный экран, что защищает материал пробки от перегрева и способствует сохранению его первоначальных свойств. По продольной осевой пробки закреплен патрубок, который жестко соединен с устройством возвратно-поступательного перемещения, что обеспечивает возможность манипуляций с пробкой и возможность транспортирования кассеты с обрабатываемым продуктом внутрь реактора. При этом продольная ось реактора наклонена по отношению к горизонтали под отрицательным острым углом, а открытый конец колбы плотно охвачен, подключенным к вытяжной вентиляции, кольцевым раструбом, по периметру которого выполнена щель, которая направлена в сторону открытого конца колбы.An infrared emitter is located on the working end of the reactor, from the bottom of the flask. The rest of the flask is not heated. As a result, the inner volume of the flask is clearly divided into a heated zone, in which the infrared emitter is located, and an unheated zone, ending with the open end of the bulb. A plug made of an elastic material is inserted into the open end of the flask, which reliably ensures tightness of the internal volume of the reactor in working condition. Inside the flask in front of the inner surface of the cork, a heat shield is fixed, which protects the cork material from overheating and helps to maintain its original properties. A pipe is fixed along the longitudinal axial plug, which is rigidly connected to the reciprocating device, which provides the possibility of manipulating the plug and the possibility of transporting the cartridge with the processed product inside the reactor. In this case, the longitudinal axis of the reactor is inclined with respect to the horizontal at a negative acute angle, and the open end of the flask is tightly covered by an annular socket connected to the exhaust ventilation, along the perimeter of which there is a slit that is directed towards the open end of the flask.

Наличие в заявленном устройстве вышеописанных средств позволяет, не изолируя внутренний объем реактора от внешней среды, постепенно поднимая температуру внутри реактора в зоне высокотемпературного нагрева, выделить из обрабатываемого продукта практически все технологические примеси в виде газов или в парообразном состоянии. Необогреваемая зона реактора образует в реакторе свободный объем для сбора и утилизации продуктов выделения, которые, благодаря наклону колбы, самостоятельно перемещаются в необогреваемую зону. Наличие необогреваемой зоны реактора обеспечивает утилизацию парообразных продуктов в виде конденсата на холодных внутренних стенках реактора. Образуемый конденсат самосливом удаляется из колбы, благодаря наклону колбы. Газообразные продукты выделения откачивают из необогреваемой зоны посредством вытяжной вентиляции с кольцевым раструбом, по периметру которого выполнена щель, направленная в сторону открытого конца колбы.The presence of the above-described means in the inventive device makes it possible, without isolating the internal volume of the reactor from the external environment, gradually raising the temperature inside the reactor in the high-temperature heating zone, to isolate practically all technological impurities in the form of gases or in a vaporous state from the processed product. The unheated zone of the reactor forms a free volume in the reactor for the collection and disposal of waste products, which, due to the inclination of the flask, move independently to the unheated zone. The presence of an unheated zone of the reactor ensures the utilization of vaporous products in the form of condensate on the cold internal walls of the reactor. Condensate formed by self-draining is removed from the flask due to the inclination of the flask. Gaseous products of evacuation are pumped out of the unheated zone by means of exhaust ventilation with an annular bell, along the perimeter of which a slit is made, directed towards the open end of the flask.

Кассетодержатель, размещенный в реакторе, выполнен в виде U-образной полой трубки. При этом параллельные стороны U-образной трубки кассетодержателя представляют собой параллельные опоры для кассет с обрабатываемым продуктом, что обеспечивает их хорошую фиксацию и устойчивое положение внутри реактора. Выполнение U-образным позволяет сформировать кассетодержатель полым с непрерывным внутренним объемом.The cassette holder located in the reactor is made in the form of a U-shaped hollow tube. Moreover, the parallel sides of the U-shaped cassette holder tube are parallel supports for the cassettes with the processed product, which ensures their good fixation and a stable position inside the reactor. The execution of the U-shaped allows you to form a cassette holder hollow with a continuous internal volume.

Выполнение кассетодержателя длиной, при которой трубка кассетодержателя пересекает всю обогреваемую зону, обеспечивает размещение обрабатываемого продукта в зоне инфракрасного излучателя. Благодаря тому, что кассетодержатель снабжен опорными роликами, обеспечивается плавность хода кассетодержателя и устойчивость при перемещении внутри реактора.The implementation of the cassette holder with a length at which the cassette holder tube crosses the entire heated area ensures the placement of the processed product in the zone of the infrared emitter. Due to the fact that the cassette holder is equipped with support rollers, the smooth running of the cassette holder and stability when moving inside the reactor are ensured.

Размещение под кассетодержателем трубки с термопарой, при этом трубка с термопарой расположена таким образом, что термопара находится в средней зоне намотки нагревательного провода излучателя, обеспечивает измерение фактической температуры обрабатываемого продукта, помещенного в кассетодержатель. Благодаря тому, что второй конец трубки с термопарой закреплен в пробке реактора и выведен наружу, а проводники термопары выведены наружу через второй конец трубки, обеспечивает возможность измерения и контроля максимального значения температуры внутри объема реактора в любой момент времени.Placement of a tube with a thermocouple under the cassette holder, while the thermocouple tube is located so that the thermocouple is located in the middle zone of the winding of the radiator heating wire, provides a measurement of the actual temperature of the processed product placed in the cassette holder. Due to the fact that the second end of the tube with a thermocouple is fixed in the reactor plug and brought out, and the thermocouple conductors are brought out through the second end of the tube, it provides the ability to measure and control the maximum temperature inside the reactor at any time.

Благодаря тому, что концы трубки кассетодержателя открыты и закреплены в пробке реактора ниже патрубка, при этом один конец трубки кассетодержателя подключен шлангом к второму выходу распределительной панели, обеспечивается возможность подключения компрессора и охлаждения кассетодержателя при герметично закрытом реакторе путем подключения к компрессору и пропускания через полость трубки холодного воздуха. Это позволяет охлаждать готовый продукт внутри реактора без его разгерметизации.Due to the fact that the ends of the cassette holder tube are open and fixed in the reactor plug below the nozzle, while one end of the cassette holder tube is connected by a hose to the second output of the distribution panel, it is possible to connect the compressor and cool the cartridge holder with a hermetically sealed reactor by connecting to the compressor and passing through the tube cavity cold air. This allows you to cool the finished product inside the reactor without depressurization.

Наружное охлаждение излучателя в заявленном устройстве обеспечивается благодаря тому, что кожух печи закреплен на колбе концентрично с образованием зазора между внутренней поверхностью кожуха и теплоизоляцией, а со стороны дна колбы, на расстоянии от дна, в торце кожуха закреплен приточный вентилятор.External cooling of the emitter in the claimed device is ensured by the fact that the furnace casing is mounted concentrically on the bulb with the formation of a gap between the inner surface of the casing and the insulation, and from the bottom of the bulb, at the distance from the bottom, a supply fan is fixed at the end of the casing.

Возможность одновременного охлаждения излучателя снаружи и охлаждения готового продукта изнутри сокращает время охлаждения готового продукта, что важно для изделий с малой теплоемкостью и повышает качество конечного продукта.The possibility of simultaneous cooling of the radiator from the outside and cooling of the finished product from the inside reduces the cooling time of the finished product, which is important for products with low heat capacity and improves the quality of the final product.

Благодаря тому, что пробка реактора снабжена патрубком, который подключен соответствующим шлангом к первому выходу распределительной панели, у которой входы с первого по третий подключены соответственно к компрессору, вакуумному насосу, к газовому баллону, обеспечивается возможность автономного подключения внутреннего объема реактора, в зависимости от этапа технологического процесса, к вакуумному насосу, компрессору, газовому баллону.Due to the fact that the reactor plug is equipped with a nozzle that is connected by a corresponding hose to the first output of the distribution panel, whose first to third inputs are connected respectively to the compressor, vacuum pump, and gas cylinder, it is possible to independently connect the internal volume of the reactor, depending on the stage technological process, to a vacuum pump, compressor, gas cylinder.

Распределительная панель обеспечивает выполнение условий технологии выполнения прецизионного термического процесса, обеспечивая возможность создания во внутреннем объеме реактора вакуума, подачу сжатого воздуха, подачу рабочего газа. Это обеспечивается благодаря тому, что в распределительной панели входы с первого по третий подключены соответственно к компрессору, вакуумному насосу, к газовому баллону, а первый и второй выходы - к патрубку пробки и к одному из концов кассетодержателя. При этом, благодаря тому, что распределительная панель содержит распределительные клапаны с первого по третий, электромагнитный клапан отсечной и редуктор давления, подключенные заявленным образом, в процессе выполнения технологического процесса обеспечивается возможность подключения компрессора, вакуумного насоса, газового баллона к внутреннему объему реактора, и компрессора к кассетодержателю.The distribution panel ensures the fulfillment of the conditions of the precision thermal process technology, providing the possibility of creating a vacuum in the internal volume of the reactor, supplying compressed air, and supplying working gas. This is due to the fact that in the distribution panel, the first through third inputs are connected respectively to a compressor, a vacuum pump, a gas cylinder, and the first and second outputs are connected to a tube nozzle and to one of the ends of the cassette holder. Moreover, due to the fact that the distribution panel contains first to third distribution valves, a shutoff solenoid valve and a pressure reducer connected in the claimed manner, in the process, the compressor, vacuum pump, gas cylinder can be connected to the internal volume of the reactor, and the compressor to the cassette holder.

Введенное в заявленную печь устройство возвратно-поступательного перемещения содержит шаговый двигатель, вал которого соединен с осью, на которую надет с возможностью вращения первый ролик, под которым первым концом горизонтально закреплена направляющая, на втором конце которой на оси закреплен второй ролик с возможностью вращения, ролики охвачены зубчатым ремнем и соединены с ним путем зубчатой передачи. В результате вращение вала двигателя преобразуется в круговое перемещение зубчатого ремня.The reciprocating device introduced into the inventive furnace comprises a stepper motor, the shaft of which is connected to an axis, on which the first roller is mounted rotatably, under which the first horizontally mounted guide, on the second end of which a second roller is rotatably mounted on the axis, rollers covered by a gear belt and connected to it by gear transmission. As a result, the rotation of the motor shaft is converted into a circular movement of the toothed belt.

В устройстве возвратно-поступательного перемещения на направляющей закреплен, без возможности вращения, но с возможностью возвратно-поступательного перемещения, металлический кронштейн, выполненный в форме буквы Ч. Предлагаемое выполнение кронштейна обеспечивает возможность жесткого соединения кронштейна вертикальным элементом с патрубком в пробке реактора, а наличие горизонтального элемента обеспечивает возможность жесткого соединения кронштейна с зубчатым ремнем. В результате обеспечивается кинематическая связь между устройством возвратно-поступательного перемещения и пробкой, а, следовательно, и кассетодержателем, и термопарой.In the reciprocating device on the rail fixed, without the possibility of rotation, but with the possibility of reciprocating movement, a metal bracket made in the form of the letter H. The proposed implementation of the bracket provides the possibility of rigid connection of the bracket with a vertical element to the pipe in the reactor plug, and the horizontal element provides the ability to rigidly connect the bracket to the toothed belt. The result is a kinematic connection between the reciprocating device and the plug, and, consequently, the cassette holder and the thermocouple.

Благодаря тому, что на направляющей закреплен индуктивный датчик движения кронштейна, а также выполнению кронштейна из металла, обеспечивается контроль положения кронштейна в конечной правой точке, а, следовательно, возможность установки пробки и кассетодержателя в требуемое положение.Due to the fact that the inductive sensor of the bracket movement is fixed on the guide, as well as the implementation of the bracket made of metal, the position of the bracket at the final right point is ensured, and, consequently, the plug and cassette holder can be installed in the required position.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что предлагаемая печь инфракрасного нагрева при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в обеспечении работы вакуумного насоса в штатном режиме, в сокращении продолжительности технологического цикла, за счет сокращения времени охлаждения обрабатываемого продукта, в повышении качества конечного продукта, в исключении человеческого фактора из технологического процесса.Thus, from the foregoing, it follows that the proposed infrared heating furnace in the implementation ensures the achievement of a technical result, which consists in ensuring the operation of the vacuum pump in normal mode, in reducing the duration of the process cycle, by reducing the cooling time of the processed product, in improving the quality of the final product, the exclusion of the human factor from the process.

На фиг. 1 изображено сечение печи инфракрасного нагрева, кинематика устройства возвратно-поступательного перемещения и схема соединений в распределительной панели.In FIG. 1 shows a cross section of an infrared heating furnace, the kinematics of a reciprocating device, and a connection diagram in a distribution panel.

Заявленная печь инфракрасного нагрева содержит реактор 1, выполненный кварцевым в форме цилиндрической колбы; инфракрасный излучатель 2, огнеупорный теплоизоляционный материалом 3, кожух 4, приточный вентилятор 5, пробку 6, патрубок 7 пробки 6, кассетодержатель 8, опорный ролик 9, термопара 10 в трубке, термозащитный экран 11, кольцевой раструб 12; устройство возвратно-поступательного перемещения, которое содержит кронштейн 13, направляющую 14, шпонку 15, ремень зубчатый 16, двигатель шаговый 17, датчик индуктивный 18, первый 19 и второй 20 ролики; распределительную панель 21, которая содержит электромагнитные распределительные клапаны с первого 22 по третий 24, клапан отсечной 25 и редуктор давления 26.The claimed infrared heating furnace comprises a reactor 1 made of quartz in the form of a cylindrical flask; infrared emitter 2, refractory heat-insulating material 3, casing 4, supply fan 5, plug 6, nozzle 7 of plug 6, cassette holder 8, support roller 9, thermocouple 10 in the tube, heat shield 11, annular socket 12; a reciprocating device that includes a bracket 13, a guide 14, a key 15, a timing belt 16, a stepping motor 17, an inductive sensor 18, the first 19 and second 20 rollers; distribution panel 21, which contains electromagnetic distribution valves from the first 22 to the third 24, a shut-off valve 25 and a pressure reducer 26.

Кроме того, в состав печи входят компрессор 27, вакуумный насос 28, газовый баллон 29.In addition, the furnace includes a compressor 27, a vacuum pump 28, a gas bottle 29.

Реактор 1 выполнен кварцевым в форме цилиндрической колбы и помещен в цилиндрический кожух 4. Кожух 4 закреплен на колбе реактора концентрично с образованием зазора между внутренней поверхностью и теплоизоляцией 3. Продольная ось колбы реактора 1 наклонена по отношению к горизонтали под отрицательным острым углом. Дно колбы реактора представляет собой пробку из кварцевого стекла, выполненную в форме полого цилиндра с дном, который вставлен дном внутрь колбы и сплавлен с ее стенками. Внутренний объем колбы реактора 1 разделен на обогреваемую зону, в которой размещен инфракрасный излучатель 2, и необогреваемую зону, заканчивающуюся открытым концом колбы. Инфракрасный излучатель 2 размещен на рабочем конце колбы реактора 1, со стороны дна колбы, и выполнен из высокотемпературного нагревательного провода с жаропрочной изоляцией. Провод намотан на рабочий конец колбы однорядной, равномерной, плотной намоткой, которая покрыта огнеупорным теплоизоляционным материалом 3. Кожух 4 закреплен на колбе 1 концентрично с образованием зазора между внутренней поверхностью и теплоизоляционным материалом 3. В торце кожуха 4 со стороны дна колбы 1, на расстоянии от дна, закреплен приточный вентилятор 5. В открытый конец колбы 1 вставлена пробка 6, выполненная из эластичного материала. В пробке 6 по продольной осевой закреплен патрубок 7, который посредством кронштейна 13 жестко соединен с устройством возвратно-поступательного перемещения.The reactor 1 is made of quartz in the form of a cylindrical flask and placed in a cylindrical casing 4. The casing 4 is mounted concentrically on the flask of the reactor with the formation of a gap between the inner surface and the insulation 3. The longitudinal axis of the flask of the reactor 1 is inclined with respect to the horizontal at a negative acute angle. The bottom of the reactor flask is a quartz glass stopper made in the form of a hollow cylinder with a bottom, which is inserted bottom into the bulb and fused with its walls. The inner volume of the flask of the reactor 1 is divided into a heated zone, in which the infrared emitter 2 is placed, and an unheated zone, ending with the open end of the flask. Infrared emitter 2 is placed on the working end of the flask of the reactor 1, from the side of the bottom of the flask, and is made of a high-temperature heating wire with heat-resistant insulation. The wire is wound on the working end of the flask with a single-row, uniform, dense winding, which is covered with refractory heat-insulating material 3. The casing 4 is fixed on the flask 1 concentrically with the formation of a gap between the inner surface and the insulating material 3. At the end of the casing 4 from the bottom of the flask 1, at a distance from the bottom, a supply fan 5 is fixed. A plug 6 made of elastic material is inserted into the open end of bulb 1. In the tube 6 along the longitudinal axial fixed pipe 7, which through the bracket 13 is rigidly connected to the reciprocating device.

В реакторе 1 размещены кассетодержатель 8 в виде U-образной полой трубки, концы которой открыты, снабженной опорными роликами 9. Под кассетодержателем размещена полая трубка 10 внутри которой размещена термопара. Концы U-образной трубки и второй конец трубки 10 термопары закреплены в пробке 6 и выведены через нее наружу ниже патрубка 7. Трубка кассетодержателя 8 пересекает всю обогреваемую зону, а трубка 10 с термопарой расположена таким образом, что термопара находится в средней зоне намотки нагревательного провода излучателя 2. Проводники термопары выведены наружу через конец трубки 10, закрепленный в пробке 6.The cassette holder 8 is placed in the reactor 1 in the form of a U-shaped hollow tube, the ends of which are open, provided with support rollers 9. A hollow tube 10 is placed under the cassette holder inside of which a thermocouple is placed. The ends of the U-shaped tube and the second end of the thermocouple tube 10 are fixed in the plug 6 and out through it outward below the nozzle 7. The cassette holder tube 8 intersects the entire heated area, and the thermocouple tube 10 is located so that the thermocouple is in the middle winding zone of the heating wire emitter 2. The conductors of the thermocouple are brought out through the end of the tube 10, fixed in the tube 6.

Открытый конец колбы 1 плотно охвачен, подключенным к вытяжной вентиляции, кольцевым раструбом 12, по периметру которого выполнена щель, которая направлена в сторону открытого конца колбы 1.The open end of the bulb 1 is tightly enclosed, connected to exhaust ventilation, by an annular bell 12, along the perimeter of which a slit is made, which is directed towards the open end of the bulb 1.

Патрубок 7 пробки 6 и один конец U-образной трубки кассетодержателя 8 подключены соответствующими шлангами к первому и второму выходам распределительной панели 21, у которой входы с первого по третий подключены соответственно к компрессору 27, вакуумному насосу 28, к газовому баллону 29.The pipe 7 of the plug 6 and one end of the U-shaped tube of the cassette holder 8 are connected by corresponding hoses to the first and second outputs of the distribution panel 21, in which the first to third inputs are connected respectively to the compressor 27, the vacuum pump 28, and the gas cylinder 29.

Внутри колбы 1 перед внутренней поверхностью пробки 6 закреплен термозащитный экран 11.Inside the bulb 1, in front of the inner surface of the plug 6, a heat shield 11 is fixed.

В распределительной панели 21 соединены между собой пневматически, электромагнитные распределительные клапаны с первого 22 по третий 24, электромагнитный клапан отсечной 25 и редуктор давления 26. Пневматические выход первого 22 и вход второго 23 распределительных клапанов соединены и являются первым входом панели 21. Кроме того, первый 22 распределительный клапан входом соединен с выходом редуктора давления 26, который входом соединен с выходами третьего 24 распределительного и отсечного 25 клапанов, входы которых являются вторым и третьим входами распределительной панели 21.In the distribution panel 21 are connected pneumatically, the electromagnetic distribution valves from the first 22 to the third 24, the shut-off electromagnetic valve 25 and the pressure reducer 26. The pneumatic output of the first 22 and the input of the second 23 distribution valves are connected and are the first input of the panel 21. In addition, the first 22, the distribution valve is connected to the output of the pressure reducer 26 by the input, which is connected to the outputs of the third 24 distribution and shut-off valves 25, the inputs of which are the second and third inputs mi distribution panel 21.

В устройстве возвратно-поступательного перемещения вал шагового двигателя 17 соединен с осью, на которую надет с возможностью вращения первый ролик 19, под которым первым концом горизонтально закреплена направляющая 14, на втором конце которой на оси закреплен второй ролик 20 с возможностью вращения. Ролики 19 и 20 охвачены зубчатым ремнем 16 и соединены с ним путем зубчатой передачи. На направляющей 14 закреплен, без возможности вращения, но с возможностью возвратно-поступательного перемещения, металлический кронштейн 13, выполненный в форме буквы Ч, вертикальный элемент которого жестко соединен с патрубком 7, закрепленным в пробке 6 реактора 1, а горизонтальный элемент жестко соединен с зубчатым ремнем 16. На направляющей 14 закреплен неподвижно индуктивный датчик 18 движения кронштейна 13.In the device of the reciprocating movement, the shaft of the stepper motor 17 is connected to the axis, on which the first roller 19 is mounted rotatably, under which the guide 14 is horizontally fixed to the first end, on the second end of which the second roller 20 is rotatably mounted. The rollers 19 and 20 are covered by a toothed belt 16 and connected to it by a gear transmission. On the guide 14 is fixed, without the possibility of rotation, but with the possibility of reciprocating movement, a metal bracket 13 made in the form of the letter H, the vertical element of which is rigidly connected to the pipe 7, fixed in the tube 6 of the reactor 1, and the horizontal element is rigidly connected to the gear belt 16. On the guide 14 is fixed motionless inductive sensor 18 of the movement of the bracket 13.

Намотка инфракрасного излучателя 2 может быть выполнена высокнагревательным проводом типа ВНО. Нагревательный провод намотки инфракрасного излучателя 2 представляет собой нихромовую жилу или спираль, одетые в кварцевую или стеклянную изоляцию. Пробка 6 может быть выполнена из резины в форме конуса. Опорные ролики 9 кассетодержателя 8 могут быть набраны из дисков терморасширенного графита.The winding of the infrared emitter 2 can be performed by a high-heating wire type VNO. The heating wire of the winding of the infrared emitter 2 is a nichrome core or spiral, dressed in quartz or glass insulation. The plug 6 can be made of rubber in the shape of a cone. The support rollers 9 of the cassette holder 8 can be assembled from disks of thermally expanded graphite.

Работа печи осуществляется программно посредством устройства управления (на фиг. не показано), которое, например, включает управляющий программируемый контроллер, индикаторную панель и силовые электронные ключи, управляющие программно исполнительными элементами, а именно: распределительными электромагнитными клапанами с первого 22 по третий 24, электромагнитным клапаном отсечным 25, редуктором давления 26; осуществляет контроль температуры; формирует команды на включение компрессора 27, вакуумного насоса 28 и подключение газового баллона 29; принимает сигналы с индуктивного датчика 18; осуществляет управление работой шагового двигателя 17.The operation of the furnace is carried out programmatically by means of a control device (not shown in Fig.), Which, for example, includes a programmable control controller, a display panel and power electronic keys that control programmatically actuating elements, namely: electromagnetic distribution valves from the first 22 to the third 24, electromagnetic shut-off valve 25, pressure reducer 26; carries out temperature control; generates commands to turn on the compressor 27, the vacuum pump 28 and the connection of the gas cylinder 29; receives signals from the inductive sensor 18; controls the operation of the stepper motor 17.

Вакуум в колбе 1 можно контролировать вакуумметром, например, с цифровым выходом и выдавать управляющие воздействия в соответствии с его измерениями. Можно достижение вакуума контролировать по времени, если техпроцесс идет в стабильных, неизменных условиях.The vacuum in the flask 1 can be controlled by a vacuum gauge, for example, with a digital output and give control actions in accordance with its measurements. It is possible to control the achievement of vacuum over time if the manufacturing process proceeds in stable, unchanged conditions.

Термопара связана с термоконтроллером, который выдает значение температуры в управляющий программируемый контроллер.The thermocouple is connected to the thermocontroller, which provides the temperature value to the control programmable controller.

В исходном состоянии колба реактора 1 открыта. Пробка 6 со всеми закрепленными на ней кассетодержателем 8 и трубки с термопарой 10 находится в крайнем правом положении, которое фиксирует индуктивный датчик 18. Оператор ставит на кассетодержатель 8 кассету с обрабатываемым продуктом и нажимает кнопку «Пуск» на пульте управления. По сигналу из устройства управления шаговый двигатель 17 приводит в движение зубчатый ремень 16, движение которого передается кронштейну 13 посредством шпонки 15, соединяющей кронштейн 13 с ремнем 16. В результате кронштейн 13, жестко соединенный с патрубком 7 в пробке 6, перемещает пробку 6 и все связанные с ней детали влево. В момент, когда пробка 6 находится на расстоянии от открытого торца колбы на расстоянии 5-10 мм, управляющее отключает напряжение питания с шагового двигателя. Пробка 6 останавливается. В процессе перемещения ролики 9 катятся по стенке колбы 1 и несут на себе нагрузку от кассетодержателя с кассетой. Устройство управления подключает нагревательный провод инфракрасного излучателя 2 к источнику питания. Начинается разогрев рабочей зоны колбы 1 инфракрасным излучением. Одновременно нагреваются обрабатываемый продукт и расположенная под ним термопара 10.In the initial state, the flask of the reactor 1 is open. The plug 6 with all the cassette holder 8 and the tube with the thermocouple 10 fixed on it is in the extreme right position, which fixes the inductive sensor 18. The operator places the cassette with the processed product on the cassette holder 8 and presses the "Start" button on the control panel. According to the signal from the control device, the stepper motor 17 drives the toothed belt 16, the movement of which is transmitted to the bracket 13 by means of a key 15 connecting the bracket 13 to the belt 16. As a result, the bracket 13, rigidly connected to the pipe 7 in the plug 6, moves the plug 6 and all related details to the left. At the moment when the plug 6 is located at a distance from the open end of the bulb at a distance of 5-10 mm, the control disconnects the supply voltage from the stepper motor. Traffic jam 6 stops. In the process of moving the rollers 9 roll along the wall of the bulb 1 and bear the load from the cassette holder with the cassette. The control device connects the heating wire of the infrared emitter 2 to a power source. The heating of the working area of the bulb 1 with infrared radiation begins. At the same time, the processed product and the thermocouple 10 below it are heated.

Программа работы печи может быть разной.The program of operation of the furnace may be different.

Рассмотри один из вариантов. Допустим необходимо спечь титановую таблетку в вакууме. В порошке таблетки присутствует органическая связка, которая при обработке температурой разлагается на газовую и жидкую фазы. Поэтому, для удаления изисходного продукта примесей необходимо сделать выстой на температуре разложения при открытом реакторе и только затем выходить на температуру спекания.Consider one of the options. Suppose you need to sinter a titanium tablet in a vacuum. An organic binder is present in the tablet powder, which decomposes into gas and liquid phases when processed by temperature. Therefore, to remove impurities from the initial product, it is necessary to stand at the decomposition temperature with the reactor open and only then go to the sintering temperature.

Последовательность работы устройства следующая.The sequence of operation of the device is as follows.

1) Колба 1 установлена с небольшим отрицательным углом относительно горизонтали; колба 1 не закрыта;1) Flask 1 is installed with a small negative angle relative to the horizontal; flask 1 is not closed;

2) вакуумный насос 27 подготовлен к работе, включен, но на период удаления примесей из исходного продукта, блокирован клапаном отсечки 25; температура в обогреваемой зоне колбы 1 достигает значения разложения органической связки;2) the vacuum pump 27 is prepared for operation, turned on, but is blocked by the shutoff valve 25 for the period of removing impurities from the initial product; the temperature in the heated zone of the flask 1 reaches the decomposition value of the organic binder;

3) устройство управления по показанию термопары 10 включает вытяжную вентиляцию. Через раструб 12 газовая фаза продуктов разложения связки вытягивается из колбы 1 и пропускается через фильтр вытяжной системы.3) the control device according to the thermocouple 10 includes exhaust ventilation. Through the bell 12, the gas phase of the decomposition product of the binder is drawn from the bulb 1 and passed through a filter of the exhaust system.

4) Продукты разложения в виде паров также движутся к выходу из колбы. Соприкасаясь с холодными стенками нерабочей части колбы они конденсируются, собираются в ручеек и вытекают из колбы, так как колба 1 наклонена.4) Vapor decomposition products also move towards the exit of the flask. In contact with the cold walls of the inoperative part of the bulb, they condense, collect in a trickle and flow out of the bulb, since bulb 1 is tilted.

Через некоторое время формирование продуктов выделения прекращается. Это говорит о том, что связка разложилась, продукты разложения выведены из колбы. При этом вакуумный насос блокирован, что надежно защищает его от загрязнения.After some time, the formation of excretion products ceases. This suggests that the ligament decomposed, decomposition products removed from the flask. At the same time, the vacuum pump is blocked, which protects it from pollution.

5) По истечении этапа удаления из обрабатываемого продукта содержащихся в нем технологических примесей, устройство управления включает шаговый двигатель 17, который приводит в движение зубчатый ремень 16. В результате кронштейн надвигает пробку 6 до контакта с торцом колбы 6. После чего устройство управления обесточивает шаговый двигатель 17, снимает блокировку клапаном отсечки 25 и подключает к патрубку 7 через клапан отсечки 25 вакуумный насос 28. В результате чего пробка 6, выполненная из эластичного материала, втягивается в колбу 1, обеспечивая ее герметичность. Затем устройство управления выводит инфракрасный излучатель 2 на полную мощность.5) After the stage of removing technological impurities from the processed product, the control device includes a stepper motor 17, which drives the toothed belt 16. As a result, the bracket pushes the plug 6 until it contacts the end of the bulb 6. After that, the control device de-energizes the stepper motor 17, unlocks the shutoff valve 25 and connects to the pipe 7 through the shutoff valve 25 a vacuum pump 28. As a result, the plug 6, made of elastic material, is drawn into the flask 1, providing its tightness. Then the control device displays the infrared emitter 2 at full power.

7) Печь выходит на режим спекания и далее выполняют выстой на номинальной температуре согласно технологическому процессу.7) The furnace goes into sintering mode and then perform a dwell at the rated temperature according to the technological process.

8) По окончании спекания устройство управления выключает инфракрасный излучатель 2 и включает вентилятор 5, который охлаждает излучатель 2. Одновременно по сигналам с устройства управления срабатывает второй распределительный клапан 23, включается компрессор 27 и через U-образную трубку кассетодержателя 8 начинает проходить холодный воздух. Колба 1 охлаждается быстро и эффективно. При достижении температуры примерно 120°, исключающей для данного продукта возможность возникновения реакции окисления, срабатывает отсечной клапан 25 и отсекает вакуумный насос 28 от колбы 1. Выключается вентилятор 5, закрывается второй клапан 23, открывается первый клапан 22. Через редуктор 26 компрессор 27 в колбу 1 подает небольшое избыточное давление холодного воздуха, которое выталкивает пробку из колбы. При этом готовый продукт дополнительно охлаждается. Первый клапан 22 закрывается. Поскольку шаговый двигатель 17 обесточен, кронштейн 13 не оказывает сопротивления движению пробки 6 и вместе с ней перемещается вправо. По сигналу с устройства управления включается шаговый двигатель 17 и пробка 6 перемещается в исходное крайнее правое положение. Остановку двигателя 17 выполняет устройство управления по сигналу с датчика 18.8) At the end of sintering, the control device turns off the infrared emitter 2 and turns on the fan 5, which cools the emitter 2. At the same time, the second control valve 23 is triggered by the signals from the control device, the compressor 27 is turned on, and cold air begins to pass through the U-shaped tube of the cassette holder 8. Flask 1 cools quickly and efficiently. When the temperature reaches about 120 °, which excludes the possibility of an oxidation reaction for this product, the shut-off valve 25 is activated and the vacuum pump 28 is cut off from the bulb 1. The fan 5 is turned off, the second valve 23 is closed, the first valve is opened 22. Through the gearbox 26, the compressor 27 into the flask 1 delivers a slight excess pressure of cold air, which pushes the plug out of the bulb. In this case, the finished product is further cooled. The first valve 22 closes. Since the stepper motor 17 is de-energized, the bracket 13 does not resist the movement of the plug 6 and moves to the right with it. By a signal from the control device, the stepper motor 17 is turned on and the plug 6 is moved to its original extreme right position. The engine 17 is stopped by the control device by a signal from the sensor 18.

Оператор убирает кассету со спеченными изделиями и устанавливает новую. Нажатием кнопки вновь запускается алгоритм спекания.The operator removes the cartridge with sintered products and installs a new one. By pressing the button, the sintering algorithm starts again.

Если требуется выполнить спекания в газовой среде - начало алгоритма то же, что и для вакуума. Но когда вакуумный насос создаст требуемое разрежение в колбе, по управляющему сигналу с устройства управления вакуумный насос 28 отсекается от колбы 1 первым отсечным клапаном 25 и, после срабатывания третьего распределительного клапана 24, колба 1 соединяется с газовым баллоном 29. При этом в колбе реактора 1 создается соответствующая газовая среда в колбе 1. Окончание алгоритма то же самое, что и для вакуумной среды.If it is required to perform sintering in a gaseous medium, the beginning of the algorithm is the same as for vacuum. But when the vacuum pump creates the required vacuum in the flask, according to the control signal from the control device, the vacuum pump 28 is cut off from the flask 1 by the first shut-off valve 25 and, after the third distribution valve 24 is activated, the flask 1 is connected to the gas cylinder 29. In this case, in the reactor flask 1 the corresponding gaseous medium is created in flask 1. The end of the algorithm is the same as for the vacuum medium.

Время остывания печи минимально, так как, наряду с внешним охлаждением, применяется внутреннее посредством трубчатого кассетодержателя 8, что существенно сокращает технологический цикл.The cooling time of the furnace is minimal, since, along with external cooling, the internal one is used by means of a tubular cassette holder 8, which significantly reduces the technological cycle.

Claims

1. The infrared heating furnace, containing a cylindrical casing, inside which there is a concentric cylindrical reactor, around which there is an infrared emitter coated with heat-insulating material, characterized in that the reactor is made in the form of a quartz flask, while the longitudinal axis of the reactor flask is inclined relative to the horizontal under negative acute angle, and the bottom of the flask of the reactor is made in the form of a tube in the form of a hollow cylinder of quartz glass with a bottom, which is inserted bottom inside the flask and fused with its besides, the internal volume of the reactor flask is divided into a heated zone with an infrared emitter placed in it and an unheated zone ending with the open end of the flask, an infrared emitter is placed at the end of the reactor flask from the bottom of the flask and is made of a high-temperature heating wire with heat-resistant insulation wound on the end of the flask is a single-row, uniform, dense winding covered with refractory heat-insulating material, and the casing is fixed to the flask with the formation of a gap between its inner with a morning surface and heat-insulating material, a supply fan is fixed at the end of the casing from the bottom of the flask at a distance from the bottom, and a plug of elastic material is inserted into the open end of the flask with a nozzle fixed in it along the longitudinal axis and rigidly connected with a bracket to the reciprocating device while the cassette holder in the form of a U-shaped hollow tube with open ends provided with support rollers is placed in the reactor, and a hollow tube with a size of with a thermocouple inside it, the ends of the U-shaped tube and the second end of the thermocouple tube are fixed in the tube and led out through it to the outside of the pipe, the cassette holder tube passes through the entire heated zone, and the thermocouple tube is located so that the thermocouple is in the middle of the heating coil emitter wires, while the thermocouple conductors are brought out through the end of the tube fixed in the tube, and the open end of the bulb is tightly covered by an annular socket connected to the exhaust ventilation, along the perimeter which has a slit directed towards the open end of the bulb, the furnace has a distribution panel connected, respectively, to a compressor, a vacuum pump and a gas cylinder, and the tube nozzle and one end of the U-shaped cassette holder are connected with the corresponding hoses to the first and second the outputs of the distribution panel, the inputs from the first to the third of which are connected, respectively, to the compressor, the vacuum pump and the gas cylinder.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that a heat shield is fixed inside the bulb in front of the inner surface of the tube.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that the distribution panel comprises interconnected pneumatic electromagnetic distribution valves from first to third, a shut-off electromagnetic valve and a pressure reducer, while the pneumatic output of the first distribution valve and the inlet of the second distribution valve are connected and are the first panel input, the input of the first control valve is connected to the output of the pressure reducer, the input of which is connected to the outputs of the third distribution and shut-off valve Anov whose inputs are the second and third inputs of the distribution panel.

4. The furnace according to claim 1, characterized in that the reciprocating device comprises a stepper motor, the shaft of which is connected to an axis, on which the first roller is mounted rotatably, under which a guide is horizontally mounted at the first end, on the second end of which there is an axis the second roller is fixed with the possibility of rotation, while the rollers are covered by a toothed belt and connected to it by means of a gear transmission, the one made without the possibility of rotation and with the possibility of reciprocation The metal bracket in the form of the letter H, the vertical element of which is rigidly connected to the pipe fixed in the reactor plug and the horizontal element is rigidly connected to the toothed belt, and the inductive sensor of the bracket motion is fixed on the rail.