Горелка для получения синтетического корунда Советский патент 1941 года по МПК C01F7/02 C01F7/02 

Изобретение относится к области получения искусственного корунда и дает новую конструкцию аппарата-для получения значительных размеров кристаллов.

Предлагаемое устройство, из о-браженное на чертеже, выполнено следующим образом.

На корпусе горелки 9 в иижней ее части имеются 2 резьбы - одна для навинчиванИЯ наружной трубки 8, другая для ввинчивания внутренвей неподвижной трубки 7. По бокам корпуса, в средней его части, имеются два ввода 16 для добавочной подачи кислорода.

Внутри корпуса находится выточка для помещения туда по-вор(отной гайки, вращение которой осуществляется щтурвалом 12, находящи мся в верхней ее части. Пепосредственно над штурвалом расположен сальник 13, 20. Корпус горелки вверху оканчивается сальником 19, 11.

Внутри поворотной гайки проводит трубка, соеди1няющая горелку с двумя цилиндрами, вставленными один в другой, В одном из которых, а именно во внутреннем,- находится шихта.

Для просыпания шихты через сетку, являющейся дном внутреннего цилиндра, служит ударник, который, ударяя по крышке цилиндра, способс-Гвует просыпанию шихты. В стенку наружного ци1ли1ндра впаяны три штуцера; в один из НИХ идет основная подача кислорода, а остальные два, соединенные трубками с двумя вводами, расположенными по бокам корпуса горелки, служат для добавочной подачи кислорода при переходе с меньшего ниппеля «а больший .

Канал, по которому проходит шикта, увлекаемая кислородом, на всем своем протяжении должен иметь одинаковый диаметр. Для достижения этой цели конец соединительной трубки имеет тонкие стенки, благодаря чему он входит в расширенную верхнюю часть внутренней подвижной трубки.

Верхняя часть внутренней подвижной трубки 5 и нижняя часть поворотной гайки имеют ленточную двухзаходную резьбу, что дает возможность переместигть трубку в верхнее положение (при переходе на больший ниппель); вместе с этим канал будет иметь Одинаковый диаметр на всем протяжении.

При различном сечении канала получается завихрение газа, вовремя которого количествО шихты, просыпающейся в центре канала, будет равно количеству шихты, просыпаюш,ейся на Tiy же плош,адь вне -центра канала. Это затруднит образование конуса, необходимого для заращивания кристалла, а в лучшем случае сильно увели1чит расход дорогостоящей шихты на единицу цродукции.

Свободный проход конца соединЕтельной трубки, во внутреннюю подвижщую трубку устраняет возможность забивки шихтой резьбы поворотной гайки и подвижной трубки , что также являлось бы неприятным осложне наем.

Для точного перемещения внутренней подвижной трубки по своей осв служат две направляющие, которыми являются кольца с одной стороны и продолжение ленточной резьбы с другой стороны.

Для прохода дополнительного количества кислорода между внутренней ПОДВИ1ЖИОЙ и внутренней неподвиж1ЮЙ трубками в ленточной резьбе имеются два шлица, расположенные под углом в 180°.

Для предотвращения возможного вращения внутренней подвижной трубки к внутренней неподвижной трубке прикреплена шпонка 17, скользящая по третьему щлицу в ленточной резьбе внутренней подвижной трубки.

В нижней своей) части внутренняя под1ви:жяая и внутренняя неподвижная трубки заканчиваются ниппелями - внутренним (подвижная трубка 5) и наружным (неподвижная трубка 7). В верхней части наружной трубки 8 вцаян щтуцер для ввода водорода. В нижней части устроено водяное охлаждение, которое необходимо для работы горелки, так как во время .процесса кристаллИ1зации на расстоянии 100 мм от ниппеля развивается температура в 2000°. Такая высокая темпе- рату.ра делает невозможной работу горелки, так как детали ее деформируются (получается несовпадение осей двух ниппелей, вследствие чего направление пламени изменяется и камень лопается). Кроме того, сонло 1 и больший ниппель оплавляются. Перегрев может вызвать взрыв в аппарате.

Для предотвра.щения обратного, удара на пути, прохода водорода устроены две предохранительные сетки 2, 6. Одним ИЗ основных элементов правильного построения пламени, О значении которого в процессе крист1аллизации будет сказано ниже, является дайной фо-рмы СОПЛО 1.

Аппарат работает следующим образом.

Для того, чтобы приступить к фИсталлизации, необходимо засыпать внутренний цилиндр шихтой; при это.м ниппели находятся в положении, указанном на чертеже. Пускается охлаждение. Затем открывается вентиль, водород поступает в горелку и по выходе из сопла поджигается. Открывается другой вентиль, который дает в.азмо.жность поступления кислорода.

На столшк супорта ставится укрепленная в по|дста)вку огнеупорная свеча; конец горелки и свеча, защищаются огнеупорным кожухо.м. Следующей операцией является построение пламени, температура которого на расстоянии 4,7 мм от Верхнего конца свечи должна быть равной температуре спекания окиси алюмикиз. На высоте 7-10 мм от верхнего конца свечи температура пламени .должна соответствовать температуре плавления окиси алюминия. Регулировка пламени прои 3 в од и тся и 3 м е не н neiMi со о т нощ е ни я к о личества газов кислорода и водорода.

Когда пламя соответствующие образом отрегулировано, пускается ударник, который дает возможность поступать щихте. Происходит образова ние конуса (зародыша кристалла) и «ножки.

В практике работы известных горелок было установлено, что конструкция ниппелей не дает возможности получить необходимые для роста камня правильный конус и «ножку кри1сталла. Объяснялось это явление тем, что в направляющем отверстии выхода кислорода получалось завихрение газа.. Еще одним недостатком обычной конструкции ниппелей являлось оседание плотного слоя шихты то с одной, то с другой стороны большого кислородного ниппеля (ближе к выходу), что вызывало изменение направления пламени, вследствие чего продолжение