SU984062A1 - Электронагреватель дл камер высокого давлени и способ его изготовлени - Google Patents

Description

(Б ) ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ КАМЕР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относитс  к элек ротехнике и может быть использованр дл  изготовлени  электронагревателей, используемых в камерах высокого давлени , которые в свою очередь ис пользуют при изготовлении алмазного инструмента или высокопромных порошковых материалов методом гор чего прессовани  под высоким давлением.

Известно изготовление электронагревателей дл  камер вы.сокого давлени  из смеси графита с тугоплавкими , электроизол ционными материалами, обладающими повышенным тепловым и электрическим сопротивлением Ct J. . Однако посто нство данных характеристик по всему объему электронагревател  обуслав/мвает нежелательное смещение зоны максимального разогрева в среднюю масть нагревател . При рас положении эле ктронагревателей по обе стороны реакционной зоны температура в центре реакционной зоны будет меньше, чем в средней части нагревател . Таким образом, дл  достижени  заданной температуры в центре реакционно .й зоны необходимо иметь температуру в средней части нагревател  выше на величину перепада температуры

5 между средней частью нагревател  и центром реакционной зоны. Чем дальше максимальна  температура в нагревателе от центра реакционной зоны, тем . больше перепад температур необходимо

10 создавать. Увеличение температуры в зоне максимального разогрева электронагревателей ведет к уведичению потребл емой мощности и чрезмерному разогреву поршней камеры высокого давts лени ..

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  электронагреватель дл  камер высокого давлени , содержащий токоподвод щую и тепловыдел ющую части из графитсодержащего материала 2 J. 398 Этот нагреватель изготавливаетс  путем засыпки материала токоподвод щей и тепловыдел ющей частей в прессформу и формировани  нагревател  прессованием . Существенным недостатком известного нагревател   вл ютс  относительно низкие тепло- и электросопротивлени  графита по всему объему нагревател . Ввиду однородности состава нагревател  наблюдаетс  значительный перепад температур между средней частью нагре вател  и центром реакционной зоны, что вызывает увеличение контактных температур между поршн ми и нагревател ми из-за создани  в центре нагревател  температуры выше температуры в реакци онной зоне на величину перепада. Цель изобретени  - повышение стабильности электрических и тепловых параметров нагревател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном электронагревателе то коподвод ща  часть выполнена из сме-. си порошка графита, металлического по рошка с размерами частиц 10-100 мкм, температура плавлени  которого не менее чем на выше рабочей темпера туры камеры, и электроизол ционного материала при следующем соотношении компонентов, об. %: Графит10-20 Металлический порошок10-20 Электроизол ционный материалОстальное а тепловыдел юща  часть выполнена из смеси порошка графита и электроизол ционного материала при следующем соотношении компонентов, об. : Графит10-20 Электроизол ционный материалОстальное Причем в способе изготовлени  предлагаемого нагревател  первоначально производ т засыпку материала токоподвод щей части на высоту, равную 0,250 ,б5 общей высоты засыпки, и прессование обеих частей производ т при дав лении 1,0-1,5 кбар. На фиг. 1 дана схема частей нагревател  и расположени  их в камере высокого давлени ; .на фиг. 2 - характер распределени  температур вдоль оси ка меры высокого давлени , где а- дл  нагревател , изготовленного по предла гаемому способу с металлической добав кой; б - дл  нагревател , изготовлен4 ниго без металлической добавки при тех же параметрах. В камере 1 высокого давлени  ( фиг. 1) размещена в теплоизолирующей обойме 2 токоподвод ща  часть нагревател  3 и тепловыдел юща  часть нагревател . . Между нагревател ми расположена реакционна  зона 5. з нагреватели контактируют с поршн ми 6. Изготовление электронагревателей производ т путем последовательной засыпки смесеи в пресс-форму холодного прессовани  и подвергают прессованию 1,01 ,5 кбар. Благодар  добавке металлической компоненты, имеющей на несколько пор дков меньше электросопротивление по сравнению с графитом, при почти равном тепловом сопротивлении основна  дол  тепловыделени  происходит в контактирующей с реакционной зоной части электронагревател , что способствует смещению области максимальных температур к. центру реакционной камеры и уменьшению разогрева поршней камеры высокого давлени , снижению потребл емои мощности разогрева. Токоподвод ща  часть после холодного прессовани  1,0-1,5 кбар составл ет 0,3-0,75 высоты нагревател  ввиду того, что менее 0,30 дает недостаточный перепад температур между поршн ми и зоной максимального разогрева, больше 0,75 влечет за собой уменьшение основной тепловыдел ющей части нагревател  или увеличение камеры высокого давлени . Содержание металлического порошка в количестве 10-20 об. % объ сн етс  тем, что меньше 10 об. % недостаточно дл  значительного повышени  электропроводности, больше 20 об. % способствует увеличению теплопроводности и тем самым уменьшает перепад температур между поршн ми и центром тепловыдел ющей части нагревател . Дл  стабильности электросопротивлени  и теплопроводности и равномерного разогрева электронагревател  частицы металлического пброшка должны быть соизмеримы с частицами электро- . изол ционного материала, что составл ет 10-100 мкм дл  предотвращени  изменени  электросопротивлени  нагревател  в процессе его работы, части-цы металлического порошка не должны расплавл тьс  и пропитывать тепловыдел ющую часть, поэтому температура плавлени  металлическог о порошка должна быть не менее чем 15ПС выше рабочей температуры в камере.

Содержание графита менее 10 об. недостаточно дл  посто нства электрических посто нных по всему объему электронагревател , больше 20 об. , снижает эффективность тепловыдел ющей части и повышает теплопроводность токоподвод щей части, что нежелательно .

, П р и м е р. Дл  токоподвод щей части берут 20 г графита, 60 г порошка сплава меди с никелем с размером частиц 10-30 мкм с Т 1150 С и 1б5 г катлинита, что соответствует 10 об. % графита, 10 об. % сплава меди с никелем и 80 об. % катлинита.

Дл  тепловыдел ющей части берут Э г графита и г катлинита, что соответствует 10 об. % графита и 90 об. % катлинита.

Нагреватель готов т путем последовательной засыпки нагревательной смеси сначала токоподвод щей, а затем тепловыдел ющей частей в пресс-форму холодного прессовани  и прессуют до давлени  1,0-1,5 кбар. Обща  высота нагревател  50 мм, токоподвод ща  часть составила 15 мм. Готов т два нагревател  95 мм. Со-зо бранные и помещённые в камеру высокого давлени  типа цилиндр-поршень электронагреватели с реакционной зоной в теплоизолирующей обойме подвергают давлению 8 кбар. Затем пропускают электрический ток через нагревательные элементы и реакционную  чейку мощностью 15 кВт в течение 7 мин. Температура в реакционной  чейке1000 С. Температура поршней после нагрева 350°С. I Предложенна  конструкци  и способ изготовлени  электронагревателей дл  камерь высокого давлени  позвол ет улучшить теплоэлектрические свойства нагревател , значительно снизить (на 25-30%) потребл емую мощность электрического тока дл  разогрева реакционной зоны за счет снижени  максималь ной температуры в нагревателе, смещению ее к реакционной зоне, уменьшени  теплоотвода, снижение нагрева поршней камеры высокого давлени . Повышаетс 

работоспособность поршней за счет повышени  стойкости стальных поршней в З- раза.

Claims (2)

1. Электронагреватель дл  камер высокого давлени , содержащий токоподвод щую и тепловыдел ющую масти из графитсодержащего материала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности электрических и тепловых параметров нагревател , токоподвод ща  часть выполнена из смеси порошка графита, металлического порошка с размерами частиц 10-100 мкм, температура плавлени  которого не менее чем на выше рабочей температуры камеры, и электроизол ционного материала при следующем соотношении компонентов , об. : ,

Графит ,10-20

Металлический

порошок10-20

Электроизол ционный материалОстальное,

а тепловыдел юща  часть выполнена из смеси порошка графита и электроизол ционного материала при следующем соотношении компонентов, об. %: Графит10-20 Электроизол ционный материалОстальное 2. Способ изготовлени  электронагревател  дл  камер высокого давлени  при котором материал т оксподвод щей и тепловыд ел ющей частей засыпают в пресс-форму и формируют нагреватель . прессованием, отличающийс  тем, что первоначально производ т засыпку материала токоподвод щей части на высоту, равную 0,25-0,65 общей высоты засыпки, и прессование обеих частей прюизвод т при давлении 1,01 ,5 кбар. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР ff 550770, кл. Н 05 В З/. 197.

2.Авторское свидетельство СССР tf 503382, кл. В 01 J 3/00, 197.