SU647894A1 - Резистивный нагреватель - Google Patents

Description

Из ретенке относктс  к устройствам нагрева в аппаратах ) твердофазного давлени , например, в вттарвтвх. рп  синтеза сверхтверль х. ме TepwanoB.

Обычно используемые HarpeBuTQnui в  чейках высокого аавпета  со &рзк&т нагреватель, например трубчатый, и но тактнь1е эпе&троввов л W.

OcHOBiOiiM аепостатком их  вл ютс  большие гре ненгы теш1ератур в об аэце иэ-за неравномернсго теплоЬтвола в осевом и радиальном направлени х.

TaKnas известно ycTpoi cTBO дл  соз Дани  температурных полей заданной конфигурации в апп&ратак сверхвысокого давлени , содержащее установленные в корпусе нвгреватепь, коатакттле эпектровводы и лопопнктепътле пластннч тыё нагреватепн - эаектроввор з, размешенные между нвгреватепем tt контакт нымп эпектроввокамтл а. Соотношение размеров утквтоных петапеЛ устройства поаёкраетс  таккм образом, чтобы их

аиектрическое сопротивление рйводило к выделению Tenna,, дШгеШчйоГо Ьлй У обеспечени  температурного пт  заданной конфигурации, найришр, с i anbjMH .грапнентамк температур Ш Образце.

Неаостаткамн лзвестг устройства  вл ютс : значктепыа ю грапненты да лений в твердофазных Ьбраэцах возможность снижени  давле « njfoTeKSf НИИ в испытуемом обр В й§ фазовых пре& ..п L- - ращений и реакций с уменьшением объема; труаоемкость: попбора размеров   сапротивпений oeTanefHSTpeeaTiena дн  создани  температурнй пёпей с малыми градиентами;, при высокой теы ерат т пр й дени  специальные , с йспо ьзованнем веществ с и1Йи8Шш Глини  ми фазовых равновеси4,вют достаточной точности иэ-за ° ЭЗШ11й Эбъек ных эффектов под аавлён §КГв Шту& р t:.s S SE - -; ; --i-i;ii- bii, . . ,„

MOM образце   станцвртё,

Наиболее близким кПпредлбжевному зесгквному вагреватетао  т етс  ней

грёватель, содержащий соединенный с токоподводами по концам и охватывающий нагреваемое изделие нагревательный элемент, выполненный в виде коаксиально расположенных металлических труб

1€: :

Однако этот нагреватель при исполь зоваНИИ его в аппаратах сверхвысокого давлени  не обеспечивает увеличени  уровн  давлений.. а также снижени  градиентов давлени  и температуры.

Целью данного изобретени   вл етс  повышение качества изделий в аппаратах сверхвысокого давлени  путем увеличени  уровн  давлени , а также снижени  его градиентов и градиентов температуры .

Поставленна  цель достигаетс  тем, Что в пространстве между коаксиальными трубами нагревател  размещено неЭлектропроводное вещество с положи- тельным объемным эффектом плавлени , точка плавлени  которого при заданном давлении ниже, чем температура нагре вател , например хлористый натрий.

На чертеже изображен резистивный нагреватель, размешенный в  чейке высокого давлени  аппарата типа наковальни с лунками,

Резистивный нагреватель состоит из внешней 1 и внутренней 2 труб, расположенных коаксиадьно, между ними помещено специально подобранное вещество или смесь веществ 3, пластинчатых 4 и контактных S эпектровводов. Нпастинчатые электровводы 4 приЪарены к трубам 1 и 2. Во внутренней трубе 2 помешен испытуемый образец 6, Резистивный нагреватель помещен в контейнер 7 из упругр-пластичного теппоа ектроизолирующег .о материала, например пи . рофиллита. Контейнер Находитс  между

двум симметрично расположенными наковальн ми 8,

Устройство работает следующим с6ра зом. При приложении встречно направ ленных усилий к наковальн м 8 они сближаютс , материал контейнера 7 сжимаетс , частично вытекает, образу 

. уплотн ющий заусенец, и за счет большого трени  удерживает созданное высокое давление в  чейке. После создани  ВЫСОК1ЖО давлени  к наковальн м 8 подаетс  электрическое напр жение. Ток

проходит через верхнюю наковалбшо 8, контактный эдектроввод 5, пластинчатый эпектроввод 4 (одловременно  вп ющийс  в нагревателем), трубы нагреватель КОГО элемента 1 и 2 и далее через пластинчатый электроввод 4, контакт ный электроввод 5 на нижнюю наковальню Во При постепенном повьииении подаваемого напр жени  и силы тока температура резистивного нагревател  возрастает . По добтиженйи заданных в опыте температуры ппавпенй  вещества (смеси веществ) 3 и давлени  вещесрво плавитс  с увеличением объема и создает избыточное давление на образец 6 через внутреннюю трубу нагревател  2, Тонкостенна  труба нагревател , изготовленна , например, из таких металлов , как платина, никель, нихром, жаропрочна  сталь и Т.Д.1 легко деформируетс  и не преп тствует передаче избььточного давлени  на сбразец. Общее давление в контейнере удерживаетс  за счет более высокого давлени  в заусенцах .

При заданных температуре и давлении вещество (смесь веществ) 3 находитс  в расплавленном состо нии и обеопечивае т гидростатические услови  та образца, т.е. полностью устран ет гр&диенты давлений, характерные дл  твер дофазных аппаратов.

Ввиду того, что теплопроводность расплава Вьш1е, чём у твердсй О , в  чейке описанной конструкции oftновременнр снижаютс  градиенты те пературы по высоте образца.

Использование вещества или смеси веществ со свсйствами изол тора обеонечивает достаточно вьюокое Электросо противление расплава, существенно больше , чем сопротивление металлических труб 1 и 2. Следовательно, в услови х высоких температур и давлений основным тёплрвыдел юишм элементом  вл ютс  трубы 1 и 2.

Дл  обеспечени  длительной надежной работы устройства, вещество (смесь веществ) 3 дихжно быть химически инертно к материалу нагревательного элемента.

Примерами веществ, удовлетвор ющих перечислен1ШМ1 fefciiye услови м,  вл ютс  различные соли , неорганических кислот, в твердом состо нии  вл ющиес  лзоп гторами; хлориды, бромиды, металлов 1

группы-НаСВ,МаВп. KB , AgCE | карбонаты щелочных и щелочноземельны элементов -No jCOj K CO jCaCO j , MgCO«{ сульфаты щелочных и щелочноземельных элементов 2 4CaSO , MgSO ; нитраты и нитриты

щелочных металлов - Noi НОд , К N0. NaNOju (использование нитратов и нитритов ограничено сравнительно невысокими давлени ми, так как при высоких давлени х они плав тс  с отрицательным объемнь1м эффектом ),} эвтектические смеси - NaC6 -I- Kct jNa СВ -ь

- VaBpj Ma C03+K2COg-,VajS04 + K,,e04i MgS04 Ca604; Via NO 5

+КиОз-NaW02 KNOiMT.A.

в TOM случае, когда внутри оболочек нагревател  помешено вещество с известной зависимостью температуры плавлени  (Т,д ) от давлени  (Р), напримерМаСЕ , ЛаЫОэ KVO 5 то, измер   с помощью обычно или дифференциальной термопары темпе ратуру плавлени  этого вещества в опыте , можно по известной кривой -i (Р) решить одновременно очень трудную дл  техники сверхвысоких давлений задачу - определить величину давлени  .при высокой температуре.

Предлагаемый резистивный нагреватель имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом и другими известными устройствами резистивного нагрева: повышает уровень давлени  в  чейке высокого давлени  -создает гидростатические услови  дл  образца; уменьшает градиенты температуры по высоте нагревател ; создает, возмр ность точного измерени  давлени  при

ВЫСОКОЙ температуре с использованием вещества с известной зависимостью температуры плавлени  от давлени .

Claims (3)

1.Сб. Современна  техника сверхвысоких давлений . М., Мир, 1964.

2.Авторское свидетельство СССР № 443786, кл. В 30 в 1/32, 1972.

3.Патент Ага-лии N 1049390, Н 5 Н, 1966.