Высокотемпературная высоковакуумная электропечь Советский патент 1993 года по МПК F27D11/02 

со

с

Использование: проведение различных термовакуумных процессов при рабочей 1600° С температуре выше г5 и вакууме .не ниже 1/10 мм рт.ст. Сущность изобретения: электропечь содержит корпус 1, экранную теплоизоляцию в виде концентрически расположенных цилиндров и торцевых дисков, внутренний экран в виде шайб из переплетенной проволоки и расположенных на нйх усеченных конусов с прорезями и стержневых нагревателей. Изобретение позволяет удешевить конструкцию и сделать ее боле экономичной в эксплуатации. 3 ил. 1 табл.

Изобретение относится к электротермии, в частности к электропечам сопротивления с рабочей температурой выше 1500° Си вакуумом не ниже рт.ст., которые могут быть использованы в различных технологических процессах. : Цель изобретения - удешевление сбор-, ки, снижение металлоемкости, уменьшение бремени выхода на рабочий режим, что приведет к улучшению экономических характеристик электропечи..

Указанная цель достигается тем, что шайбы, выполнены в виде проволоки, переплетенной со стержневым нагревателем, а усечённые конусы выполнены с прорезями по образующей и соединены с шайбами.

На фиг. 1 показана электропечь, общий вид;.на фиг. 2 - вариант расположения экранов в форме усеченного конуса с прорезями по образующей; на фиг. 3 - схема переплетения проволок-шайб на нагревательных элементах.

Вакуумная электропечь содержит корпус 1, экранную теплоизоляцию 2 в виде концентрически расположенных цилиндров и торцевых дисков, внутренний экран 3, выполненный в виде шайб из переплетенной проволоки, и расположёйных на них усеченных конусов с прорезями 4 и стержневых нагревателей 5. Расстояние между шайбами, из переплетенной проволоки, и угол наклона конусов переменные:

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При разогреве нагревательных проводников через места контакта, прижимаемые кольцами, за счет теплопроводности разогревается экран. Это обеспечивает общее снижение величины потребного тока при высокой эффективной черноте нагревателя. Регулируя угол наклона конусов, можно до: биться равномерности температуры в рабочем режиме по всей высоте печи.

оо

N5 N

Особенностью предлагаемой печи, кроме положительных характеристик, изложенных в формуле изобретения, является то, что она потребляет меньшее количество электроэнергии. Кроме того, печь спроектирована так,чтобы обеспечить бестрансформаторного эксплуатацию от сети напряжением 380 В. Это способствует ее удешевлению и экономит помещение при эксплуатации. При напряжении 380 В возникает эффект Пашена, который может привести к возникновению дуги между электродами. Для его устранения нужно следить за тем, чтобы не возникло больших градиентов напряжения между электродами при высоких температурах. В частности для напряжения 380 В эффект Пашена подавляется объемным зарядом термоэлектронов, если зазор между нагретыми неострыми электродами составляет 3-5 мм.

В таблице приведены экспериментальные характеристики электропечи-прототи па и расчетные характеристики предлагаемой электропечи.

Методика расчета показала при проверке на электропечи-прототипе совпадение мощности при температуре около 2000° С с точностью до 5%.

Рассмотрим, за счет каких факторов получаются указанные преимущества перед прототипом. Сборка печи происходит без применения сварки, что удешевляет конструкцию и позволяет элементам нагревателя скользить друг относительно друга при температурных расширениях без искажения формы нагревателя, поэтому удается расположить экраны более часто и выполнить их из более тонкого материала. Вместо менее температуростойких керамических шайб ис0

пользуются кольца из вольфрамовой проволоки, которые более дешевы и теплопроводны. При переплетении получается достаточно хороший тепловой контакт. За счет этого может быть увеличена рабочая температура печи и время эксплуатации нагревателя, кроме того, в указанной конструкции возможно более тесное расположение конических экранов. Внешние их части дополнительно служат эффективнымитеплоизолирующими, прогреваемыми экранами, в результате чего уменьшается расход электроэнергии, металлоемкость и электропечь более быстро 5 выходит на рабочий режим.

Данная электропечь после ее экспериментальной проверки предназначена для серийного выпуска по программе конверсии. . - .

.Экономический эффект определяется тем, что электропечь будет стоит примерно в 1,5 раза дешевле и более экономной в эксплуатации.

Ф о р м у л а и з о б р ет е и и я Высокотемпературная высоковакуумная электропечь, содержащая теплризоли- рованный цилиндрический корпус с установленными по окружности стержневыми нагревателями, экраном в виде шайб, нанизанных на нагреватели, усеченных конусов, размещенных на шайбах, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью снижения металлоемкости и повышения производительности путем уменьшения времени выхода печи на рабочий режим, каждая шайба выполнена в виде проволоки, переплетенной со стержневым нагревателем, а усеченные конусы выполнены с прорезями по образующей и соединены с шайбами.

0

5

0

5

Фиг.-г