Вакуумные лабораторные печи

 

Для безокислительного нагрева в лабораторной практике широко применя­ются вакуумные печи Они делятся на печи с вакуумированием садки (муфельные) и с вакуумированием всего внутреннего объема печи (безмуфельные). Муфелирование садки может осуществляться двумя способами:

— в обычную трубчатую, шахтную или камерную печь вставляется металлический или стеклянный муфель с герметично закрываемой крышкой и соеди­нённый с вакуумной системой (рис. 2.22);

— нагрев образцов производится в индивидуальных муфелях, откачка и за­купорка которых производится вне печи.

Второй способ используется при наличии в лаборатории стеклодувного оборудования и умения персонала им пользоваться. Образцы помешаются в пробирки из кварцевого стекла; из них вакуумным насосом откачивается воздух до остаточного давления 10² ...10¹ Па, и затем при продолжении откачки конец пробирки разогревается газовой горелкой до размягчения стекла и пережимается щипцами, то есть запаивается.

Затем ампула помещается в обычную печь с воздушной атмосферой, где и нагревается. При погружении в закалочную жидкость (воду или масло) нагре­той стеклянной ампулы с образцом она обычно сама раскалывается, и образец оказывается в жидкости, но иногда приходится раздавливать ампулу щипцами.

Преимуществом данного способа является возможность последующей за­калки без промежуточного контакта с воздухом, что практически невозможно предотвратить при нагреве образцов в любой вакуумной печи, не имеющей встроенного закалочного бака, как печи СНВ (рис. 2.3) или СЭВ (рис. 2.14).

Печь СУВЛ со стеклянным стационарным муфелем изображена на рис. 2.22. Основой является обычная трубчатая печь СУОЛ с диаметром трубки 50..80 мм и длиной до 500 мм. Один конец трубки 3 может быть наглухо закрыт, так как при работе печи он не используется. Нагреватели закрытого типа могут быть спиральными (4а) или ленточными (46). Прочие элементы печи (1,3,5) описаны выше.

Вакуумный муфель 6 представляет собой цилиндрический сосуд, закрываемый крышкой 7 весьма сложной конструкции. Обе части муфеля имеют конические тщательно пришлифованные плоскости их соединения 14.

Рнс.2.22. Лабораторная трубчатая вакуумная печь СУВЛ со стеклянным муфелем

 

При сборке узла после загрузки в муфель 6 образцов на плоскость 14 наносится тонкий ровный слой желеобразного вакуумного уплотнителя.

Крышка 7 в области стыковки с муфелем 6 имеет кольцевую рубашку 15 водяного охлаждения, куда вода подводится снизу через патрубок 11 и отводит­ся через верхний патрубок 11а. Крышка имеет достаточно длинный трубчатый хвостовик, заканчивающийся патрубком 10 для подключения первичного при­бора измерения вакуума и трубкой 8 для соединения с вакуумной системой.

Рассматриваемая конструкция может использоваться для металлофизических исследований, для чего в крышку 7 введены через специальные приливы 9 проволочные электроды.

Для уменьшения лучистого теплового потока через кольцевую щель между трубкой 3 печи и муфелем б на выступающий из печи конец муфеля надеты ме­таллические экраны 12, оклеенные листовым асбестом. Они позволяют поддер­живать температуру стыка 14 не выше 30...40 °С, исключая тем самым опасность разрыва крышки 7 при перегреве выступающего из печи конца муфеля 6 выше указанной температуры.

Муфельные печи имеют ограниченное применение даже при наличии ме­таллического муфеля, так как расходуют больше энергии на стадии разогрева и имеют большую тепловую инерцию.

Значительно шире применяются безмуфельные лечи различных типов — СШВЛ, СНВЛ, СДВЛ, СНВЛ. Все они (рис. 2.23) состоят из водоохлаждаемых цилиндрического корпуса 1 и сферических крышек 2 и 3. В рассматриваемой печи СДВЛ крышка 3 рабочая, то есть при загрузке и выгрузке садки она отодвигается вправо вместе с прикреплённой к ней подовой плитой 15. Вся эта конструкция с помощью стойки 4 жестко закреплена на тележке 5, передвигающейся по направляющим 6. Крышка 2 отделяется от корпуса 1 только при ремонте печи.

Рис. 2.23 Лабораторная вакуумная печь СДВЛ с экранной теплоизоляцией

 

Между корпусом 1 и крышками 2 и 3 установлены кольцевые резиновые уплотнения 12.

Камера нагрева представляет собой пакеты цилиндрических 8 и дисковых 11 экранов, закрепленных шпильками 14 на внутренних стенках корпуса 1 и крышек 2 и 3. Экраны изготовлены из листовых полированных материалов толщиной 0,1...03 мм. В зависимости от температуры печи внутренние экрана выполняются из сталей типа Х18Н10Т или Х25Н20С2 (до 1200 ⁰С) или молибдена. Наружные экраны при их максимальной температуре не выше     600 ⁰С могут изготовляться из малоуглеродистых сталей типа 08кп. Расстояние между экранами 2...4 мм, что делает печь очень компактной.

Может применяться и традиционная теплоизоляция, что показано ранее на рис. 2.3 и 2.14. Печи СНВЛ отличаются отсутствием выдвижной подовой плиты, а печи СШВЛ и СЭВЛ установлены вертикально и загружаются соответственно сверху или снизу.

Нагреватель 9 корзиночно-стержневого типа или листовой и крепится на изоляторах к шпилькам 14. Откачка проводится через отверстие 13 в корпусе 1.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: