Графитовый теплозащитный экран Советский патент 1984 года по МПК F27D1/00 

Изобретение относится к элементам конструкции электропечей, а именно к теплозащитным экранам. Повышение производительности лабораторных и промышленных печей для изучения высокотемпературных процессов и для получения материалов по технологическим процессам с высокотемпературными стадиями может быть достигнуто путем интенсификации процесса, а также путем увеличения единичной загрузки каждой печи. Интенсификация процесса требует длительных и сложных исследований и, более того, не всегда возможна. Вторая возможность повышения производительности печей - увеличение единичной загрузки. Необходимое для повышения загрузки увеличение рабочего объема нагревателя сопровождается увеличением размеров нагревателя и теплозащитных экранов. В современных печах используются экраны, например из графита, имеющие например размеры: внутренний диаметр 380 мм, внешний - 420 мм, высота 450 мм. При изготовлении (аждога такого экрана используется одна заготовка весом 120 кг, причем получается только один экран, а все остальное уходит, практически, в пыль (вес экрана 22 кг, т.е. используется только 18,5°/о материала). Увеличение размеров экрана требует увеличения размеров заготовки, а такой рост нежелателен, так как с увеличением размеров заготовки растет трудоемкость ее производства и снижается выход готовой продукции. Кроме того, при изготовлении целикового экрана выход годного также недостаточно высок из-за возможных включений, полостей, трещин, а также из-за возможного боя готовых экранов или заготовок по неосторожности. Надежность работы целикового экрана в печи также невысока из-за возможности его растрескивания при больших перепадах температур. Кроме того, при возможном разрушении тигля или просто разбрызгивании его содержимого при попадании металла даже на небольшую часть экрана последний приходится снимать с эксплуатации. .Необходимо разработать такую конструкцию экрана, которая позволяет избежать указанных недостатков, Известен теплозащитный экран, выполненный в виде цилиндра из графита 1. Недостатками данного экрана является то, что на его изготовление идет целая заготовка, увеличение размеров экрана ограничивается допустимыми размерами заготовки. Кроме того, недостаточно высок выход годного при их изготовлении, а также недостаточно высока надежность работы экрана в печи. Наиболее близким к изобретению по техни чес кой сущности и достигаемому результату является сборный теплозащитный экран, содержащий пластины трапецеидального поперечного сечения, контактирующие боковыми гранями, образующие правильный многогранник, и выполненные из графита и несколько слоев углеродной ткани, навернутой на многогранник. Смежные пластины связаны между собой соединительными элементами 2).. Недостатками такого экрана являются невысокая надежность работы экрана при высоких температурах, связанная с возможным прослаблением соединения смежных пластин при нагреве, трудоемкость при изготовлении и сборке экранов, а также низкий выход годных экранов при их изготовлении из-за сколов краев пластин при их соединении. Цель изобретения - повыщение надежности работы экрана при высоких температурах, снижение трудоемкости и повыщение качества изготовления и сборки экрана. Поставленная цель достигается тем, что в графитовом теплозащитном экране, содержащем пластины, состыкованные боковыми гранями посредством соединительных элементов, каждый соединительный элемент выполнен в виде конического щтифта и конической втулки, наружная и внутренняя поверхности которой выполнены со встречно направленными конусностями, при этом меньшее основание втулки расположено в плоскости стыковки соседних пластин. Кроме того, втулка выполнена из материала с коэффициентом термического расщирения меньщим, чем у материала штифта, но большим, чем у материала пластин. На фиг. 1 показан сборный теплозащитный экран, общий вид; на фиг. 2 - две пластины и их соединение (для больщей наглядности примыкающие друг к другу части пластин условно сняты по плоскости сечения, проходящего перпендикулярно биссектриссе угла между экранами); на фиг. 3 - теплозащитный экран, разрез по плоскости, в которой лежат оси щтифтов и втулок. Сборный теплозащитный экран устанавливается в нагревательный узел, содержащий нагреваемый объект 1 (например, тигель с нагреваемым веществом), нагреватель 2 и собственно теплозащитный экран, выполненный из пластин 3 трапецеидального поперечного сечения, контактирующих боковыми гранями, и образующих правильный многоугольник и соединительные элементы, выполненные в виде конического щтифта 4 и конической втулки 5 с встречно направленными конусностями наружной и внутренней поверхностей. Втулка 5 установлена на штифте 4 соосно, а в отверстиях или пазах пластин так, что их ось отсекает на проекциях пластин 3 на перпендикулярнук) им плоскость равные участки. Штифт 4 может быть выполнен с конусностью 1:30-1:100, конус

1. ГРАФИТОВЫЙ ТЕПЛОЗАЩИТНЫЙ ЭКРАН, содержащий пластины, состыкованные боковыми гранями посредством соединительных элементов, отлисл со 01 О1 чающийся тем, что, с целью повышения надежности работы экрана при высоких температурах, снижения трудоемкости и повышения качества изготовления и сборки экрана, каждый соединительный элемент выполнен в виде конического штифта и конической втулки, наружная и внутренняя поверхности которой выполнены со встречно направленными конусностями, при этом меньшее основание втулки расположено в плоскости стыковки соседних пластин. 2. Экран по п. 1, отличающийся тем, что втулка выполнена из материала с коэффициентом термического расширения меньшим, чем у материала штифта, но большим, чем у материала пластин.