Устройство для очистки веществ методом зонной плавки Советский патент 1990 года по МПК C30B13/00 C30B13/20 

Изобретение относится к технике глубокой очистки и может быть использовано в химической технологии для получения высокочистых веществ методом зонной плавки.

Целью изобретения является повышение экономичности за счет снижения требований к точности изготовления контейнера.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (со снятым кожухом); на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - кожух, продольный разрез.

В устройстве в корпусе 1 на массивной плите 2, которая может устанавливаться горизонтально или под углом кгоризонтальной оси, на каретке 3 укреплены стойки-4 и 5, в которых Б подшипниках (не показаны) с помощью зажимов 6 и 7 крепится трубчатый контейнер 8 с очищаемым веществом . На плите 2 неподвижно закреплены на одинаковом расстоянии друг от друга пять зонных нагревателей 9 и шесть холодильников 10 между , вьшолненных в виде резервуаров с проточной водой с погруженными в них- фетровыми валиками 11, имеющими по касательной -контакт с контейнером 8 и вращающимися при вращении контейнера. Нагреватель 9 выполнен в виде роликов 12, размещенных на осях 13, которые закреплены на рычагах 14, установленных с возможностью поворота вокруг осей 15, и соединены пружиной 16. Нагреватели 9 установлены на основании 17. Каждый ролик 12 снабжен нагревающим элементом, который содержит два корпуса 18, например, из. асбоцемента, в которых размещены спирали 19, закрытые проклад :ами 20,

35

30

05

например, из слюды. Ролик 12 снабжен втулкой 21, вьшолненной, например, из стекла..

Для подачи энергии к спирали 19 использованы вьюоды 22 токоподводов. Для уменьшения теплопотерь нагреватель 9 снабжен кожухом 23 с теплоизоляцией 24, который имеет вырез 25 по диаметру контейнера 8. Контейнер 8 имеет возможность врал;ения и поступательного перемещения. Вращение контейнера 8 осуществляется посредством привода 26, смонтированного на стойке 4 и состоящего из двигателя и зубчатой передачи. Поступательное движение контейнера 8 (рабочий ход) происходит за счет скольжения пальца 27, жестко связанного с кареткой 3 и контейнером 8, по образующей кулачка 28, выполненного в форме эвольвенты, и насаженного на ось двигателя 29.

Устройство работает следующим образом,

Контейнер 8 с очищаемым веществом устанавливают в зажимах 6 и 7. В холодильники 10 подают охлаждающую воду, включают привод 26 вращения контейнера 8, на нагреватели 9 подают напряжение питания. Йри появлении расплавленных зон по всей длине контейнера 8 включают двигатель 29 поступательного движения контейнера 8 и начинают процесс очистки, При этом кулачок 28 двигателя 29 двигает палец 27, .и каретка 3 с контейнером 8 медленно перемещается вдоль неподвижной системы из пяти нагревателей 9 и шести холодильников 10. За время полного обороти кулачкового механизма контейнер 8 перемещается на расстояние, равное расстоянию между двумя соседними нагревателями 9. За.тем контейнер 8 быстро возвращается в исходное положение, а расплавленные зоны перехватьшаются соседними нагревателями 9 и процесс продолжается. На границе раздела твердая фаза - расплав происходит перераспределение примесей между твердой и жидкой фазами за счет из различной растворимости в твердой и жидкой фазах. Примеси при движении расплавленных зон оттесняются к концам контейнера в зависимости о т коэффициентов распределения и, таким образом, осуще- | ствляется очистка вещества. Количество проходов расплавленных зон выбирают в зависимости от целей эксперимента.

При очистке веществ методом зонной плавки большая сложность Состоит в необходимости использования дорогостоящих толстостенных кварцевых труб и трудоемкости работ по изготовлению шлифовальных контейнеров. В данном . решении эта задача решается за счет изменения конструкции нагревателя,

обеспечивающей возможность работы с контейнерами, имеющими эллипсность и , осевые прогибы. Это обеспечивает возможность использования вместо дорогостоящих калиброванных кварцевых контейнеров серийно выпускаемых промьш - ленностью стеклянных труб, имеющих значительные допуски как на эллипсность, так и на осевые прогибы. Подбирая ширину роликов, можно выбрать

оптимальную ширину расплавленных зон и тем самым повысить эффективность очистки. Конструк1щя предлагаемого нагревателя, кроме того, более экономична, так как позволяет экономить электроэнергию за счет хорошего теплового контакта ролика и контейнера, oбecпeчивaюF ёгo получение стабильных расплавленных зон при меньших затратах электроэнергии.

Формула изобретения

1.Устройство для очистки веществ методом зонной плавки, содержащее трубчатьш контейнер для очигдаемого вещества, снабженный приводами вращения и осевого перемещения, и зонные нагреватели, установленные вдоль контейнера поочередно с холодильниками, отличающееся тем, что,

с целью повьш1ения экономичности за счет снижения требований к точности изготовления контейнера, нагреватель вьшолнен в виде двух роликов из теплопроводного материала, установленных на соединенных пружинами втулках под контейнером в контакте с его поверхностью.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагреватель снабжен теплоизолирующим кожухом.

Изобретение относится к технике получения чистых веществ и обеспечивает повышение экономичности за счет снижения требований к точности изготовления контейнера. Устройство содержит трубчатый контейнер, снабженный приводами вращения и осевого перемещения, зонные нагреватели, выполненные в виде роликов, контактирующих с поверхностью контейнера. Оси роликов закреплены на рычагах, которые имеют возможность поворота в плоскости, перпендикулярной оси контейнера, и соединены пружиной. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

A-A

14

15

/ 16 15

Фис г 6

i/e. /

Б-5

14

. - гс J

Фиг. 4

24