Высокотемпературный электронагреватель сопротивления Советский патент 1979 года по МПК H05B3/14 B01J3/04 

ния сопротивления в том числе и при высоких давлениях. Поставленная цель достигается тем, что каждый элемент выполнен из двух полуколец, одно из которых изтотовлено из электропроводного материала, а друтое из : лектроизоля1июнного, полукольца установлены чередующимися в каждом ряду, со сдвигом друг отярсительно дру га на величину олощади, не меньшей, чем площадь поперечного сечения кольца. Нагревательный элемент описываемой конструкции показан на чертеже, где на фиг. 1 показан нагреватель в аксонометрической проекции; на фиг. 2 - развертка нескольких электропроводных полуколец в направлении прохождения тока и на фиг. 3 .показано расположение нагревателя в высхжотемпературном устройстве высокого давления для синтеза сверхтвердых материалов (в качестве примера приведено устройство высокого давления типа чечевица). Нагреватель (фиг. 1) состоит из набора установленных друг на друга колец 1, каждое из ко торых образовано электропроводными 2 (например, из графита) и злектроизоляционными 3 (например, из окиси алюминия) полукольцами. Концы электропроводных полуколец наложены друг на друга на длине ft. fj fe (фиг. 2), при которой обеспечивается площадь контакта f-i меясду полукольцами 2 не меньше площади поперечного сечения f кольца. Устройство высокого давления (фиг. 3) состо ит из двух блок-матриц 4 и 5, имеющих на обращенных друг к другу торцах углублениях. Между углублениями блок-матриц установлен контейнер 6 из электроизоляционного материала Изоляционная втулка 7 и два торцовых диска 8 электрически изолируют реакционный состав 9. от окружающих его деталей устройства. В кольцевом зазоре между втулкой 7 и контейнером 6 ycтaнoвлeньi нагреватель, анадогичный по кон струкции показанному на фиг. 1 и состоящий из электропроводных 10 и электроизоляционных 11 полуколец, а также два токоподвода 12. Каждое кольцо нагревателя может быть изготовлено либо разъемным, т.е. состоящим из двух отдельных полуколец, либо неразъемным (полукольца соединены между собой) в зависимости от технологии его изготовления. При синтезе, сверхтвердых материалов устройство высокого давления устанавливают между плитами пресса и сжимают. При этом блок-матр цы сближаются и сжимают контейнер, создавая в нем необходимое высокое давление, вследствие чего между контактирующими поверхностями электропроводных полуколец создается надежный элekтpичecкий контакт. После создания давления через нагреватель пропускают ток, нагревая реакционный состав до требуемой температуры. Перегрев в местах наложения концов электропроводных полуколец исключается, так как площадь наложения установлена не меньше площади поперечного сечения кольца, т.е. . Токоподводы 12 преднаэнач ны для удаления высокотемпературной зоны от блок-матрицы с целью уменьщения нагрева последних. Как следует из описания к видно из чертежа, длина электропроводных полуколец в направлеНИИ прохождения тока значительно больше высоты нагревательного элемента. Поэтому предло- женный нагревательный элемент имеет значительно больщее электрическое сопротивление по сравнению с известным, площадь сечения которого в направлении прохождения тока равна кольцевой площади сечения кольца, а длина проводящего ток материала равна высоте нагревательного элемента. Общее электрическое сопротивление предложенного нагревателя как видно из фиг. 1 и 2, зависит как от ве/шчины контактных сопротивлений, так и от площади взаимного наложения концов полуколец - при ее увеличении общее сопротивление нагревателя уменьшается, а при ее уменьшении - увеличивается. Таким образом, изменяя площадь взаимного наложения концов смежных полуколец можно легко регулировать в широких пределах сопротивление нагревателя. Кроме того, в нагревателе увеличение сопротивления и его регулирование достигаются даже в том случае, если контактные сопротивления практически отсутствуют, что делает нагреватель пригодным для применения его в устройствах, работающих при высоких давлениях. Формула изобретения Высокотемпературный электронагреватель сопротивления преимущественно для устройств высокого давления, выполненный из набора примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями кольцевых неметаллических элемеитов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования сопротивления, каждый элемент выполнен иэ двух полуколец, одно из которых изготовлено из электропроводного материала, а другое из электроизоляционного, полукольца установлены чередующимися в каждом ряду, со сдвигом друг относительно друга на величину площади, не меньшей, чем площадь поперечного сечения кольца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ 1248828, кл. 21 h 1, 1968. 2.Патент США 3371142, кл. 13-25, 1968. 3.Кинджери В. Д. Измерения при высоких температурах , М., Энергая, 1463, с. 95.