| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2076467
ІНДУКЦІЙНИЙ Нагрівач ТЕКУЧОГО СЕРЕДОВИЩА
Ім'я винахідника: Браїлівський Володимир Борисович; Брайнес Алевтина Самуиловна; Калачов Владислав Вікторович; Рижков Анатолій Юхимович
Ім'я патентовласника: Браїлівський Володимир Борисович; Брайнес Алевтина Самуиловна; Калачов Владислав Вікторович; Рижков Анатолій Юхимович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.02.15
Використання: в хімічній, біологічній, мікроелектронної промисловості для збереження високої хімічної чистоти нагріваються середовищ, високоагресивних розчинів. Суть винаходу: індукційний нагрівач містить корпус, індукційну котушку, Тепловіддаючим елемент, що складається з нагрівальної трубки, вміщеній в захисну оболонку з монокристалічного корунду. Взаємне розташування і закріплення елементів нагрівача дозволяють підвищити надійність його роботи.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротермії, зокрема до конструкції та способу виготовлення індукційних нагрівачів рідких і газоподібних середовищ і може бути використано в хімічній, біологічній і мікроелектронної промисловості в умовах жорстких вимог збереження високої хімічної чистоти нагріваються середовищ і високоагресивних розчинів.
Відома конструкція індукційного нагрівача [1] який складається зі скляної трубки, усередині якої розташована велика кількість металевих труб, з'єднаних в пучок, через які протікає рідина. Зовні навколо скляної трубки розташовані витки високочастотного індуктора, які при пропущенні струму нагрівають пучок металевих труб всередині скляної труби. Рідина, проходячи через металеві трубки, нагрівається до необхідної температури.
Недоліком описаної конструкції є те, що нагрівається рідина контактує з металевими трубками і при наявності агресивних агентів в розчин можуть потрапляти іони металу, з якого виготовлені трубки, а тривала експлуатація в агресивних середовищах (кислоти, луги та ін.) Призводить до сильного розчиненню металів.
Як прототип обрана конструкція індукційного нагрівача текучого середовища [2] яка складається з корпусу, охопленого індукційної котушкою і встановленим всередині по осі трубчастим тепловіддаючим елементом. Корпус Тепловіддаючим елемента виконаний з хімічно стійкого монокристалла, до внутрішньої поверхні якого з зазором від його торців прилягає нагрівальний вузол, виконаний у вигляді телескопически пов'язаних циліндрів з електропровідного матеріалу з розрізами по утворюючим. Розрізи циліндрів розташовані в діаметрально протилежних напрямках і довжина внутрішнього циліндра обрана на менше довжини зовнішнього.
Недоліком описаної конструкції є те, що застосовується в якості нагрівального вузла застосовується листової молібден, який при кімнатній температурі має пружність, достатню для отримання електричного контакту між вкладених телескопически і розрізаних по утворюючим циліндрів нагрівальними елементами. Однак при тривалому нагріванні відбуваються відпал металу і його рекристаллизация. При цьому втрачається пружність, погіршується електричний контакт, що призводить до утворення локальних зон перегріву і змінює його електричні параметри. Крім того, при використанні молібдену знижується ККД нагрівача за рахунок його низької електропровідності. До цього ще додаються його висока вартість і дефіцитність.
Метою винаходу є підвищення надійності індукційного нагрівача для високоагресивних рідин, розплавів і парів (кислоти, луги, розплави лужних металів і ін.).
Зазначена мета досягається тим, що нагрівальний елемент виконаний у вигляді трубки, а захисна оболонка у вигляді склянки, трубка спирається одним кінцем щонайменше на три металевих пружних пластини, що створюють зазор з внутрішньою поверхнею оболонки, другим кінцем трубка з'єднана з корундовим вкладишем, герметично з'єднаний з оболонкою склоцементу, при цьому стакан і вкладиш виконані з однієї заготовки і мають однакову кристалічну орієнтацію.
Описана конструкція нагрівача виготовляється наступним способом. Після того, як виготовляють трубку нагрівального елементу з електропровідного матеріалу, вирощують монокристалічного трубчасту оболонку з розплаву оксиду алюмінію (корунду) необхідної довжини з внутрішнім діаметром, більшим, ніж зовнішній діаметр трубки нагрівального елементу, після чого заращівают дно, переходячи від вирощування трубки заданих розмірів до суцільному стрижня з тим же зовнішнім діаметром, далі вирощену монокристалічного трубчасту оболонку з потовщеним дном відривають від розплаву, охолоджують, відрізають з боку дна частина суцільного корундового стержня і виготовляють з нього фігурний вкладиш, причому з одного боку зменшують його в діаметрі і з'єднують з нагрівальним елементом , а з іншого боку герметично з'єднують склоцементу з трубчастої частиною оболонки, попередньо помістивши в неї Тепловіддаючим елемент з укріпленими на кінці пружинними опорами.
 |
 |
На фіг. 1 показаний схематичний розріз пристрою, на фіг. 2 розріз А - А на фіг. 1.
Оболонка 1 з профільованого монокристалічного корунду в вигляді трубчастої оболонки з дном, в якій розміщена металева електропровідних трубка 2 з зазором 3 між оболонкою корпусу 1 і трубкою 2, який забезпечується пружинною опорою 4. Герметичність забезпечується припаяним склоцементу 5 корундовим вкладишем 6, який одночасно з'єднаний з металевої електропровідної трубкою 2 нагрівача. Нагрівальний пристрій закріплюється в тримачі 7 і поміщено в трубопровід 8 через який прокачується агресивна рідина 9 для підігріву. Нагрівання відбувається за рахунок виділення тепла електропровідною трубкою при її індукційному розігріві за рахунок пропускання струму високої частоти через витки індуктора 10. Вкладиш 6, відрізаний від стрижневий частини утолщенного дна виріс монокристалла, буде мати однакову кристалографічну орієнтацію з трубчастої частиною оболонки, так як є його продовженням . Оскільки вкладиш матиме ту ж орієнтацію, при пайку не виникатиме напруги, які можуть зруйнувати конструкцію. Крім того, оскільки цей вкладиш має той же діаметр, що і трубчаста частина оболонки, не буде потрібно механічна обробка вкладиша по зовнішньому діаметру. З одного боку зменшують діаметр вкладиша і за допомогою завальцовки кріплять до нього трубчастий нагрівач. Після цього нагрівач вставляють в оболонку, а протилежну сторону вкладиша герметично споюють склоцементу з трубчастої частиною оболонки. Пайка протікає в вакуумі або середовищі інертного газу. Після розплавлення склоцементу і його затвердіння всередині оболонки забезпечується вакуум або інертна атмосфера. На кінці, протилежному вкладиша, до нагрівача приварюється, до приміщення в оболонку дотичній зовнішньої поверхні 3 6 пружних пластин, які забезпечують рівномірний зазор між нагрівачем і корундовою оболонкою. Коли металева трубка нагрівається, вона подовжується, але оскільки пружні пластини мають ковзаючу посадку, напруги не виникають і забезпечується висока довговічність.
Пропонована конструкція дозволила повністю ізолювати нагрівальний елемент від протікає агресивного середовища і позбутися від попадання іонів металів, з яких виготовлений нагрівальний Тепловіддаючим елемент, в нагрівається середу, одночасно підвищивши ефективність і надійність.
Термін служби такого пристрою виявився значно вищим за раніше використовуваних. Крім того, зберігається високий ступінь чистоти середовища після її нагрівання.
Пристрій описаної конструкції пройшло успішне випробування в технологічних установках при виготовленні мікросхем великої ступеня інтеграції.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Індукційний нагрівач текучого середовища, що містить охоплений інерційною котушкою корпус, встановлений на його осі Тепловіддаючим елемент, виконаний у вигляді нагрівального елементу з електропровідного металу, який міститься в герметичну захисну оболонку з хімічно стійкого монокристалла, що відрізняється тим, що нагрівальний елемент виконаний у вигляді трубки, а захисна оболонка у вигляді склянки, трубка спирається одним кінцем щонайменше на три металеві пружні пластини, що створюють зазор з внутрішньою поверхнею оболонки, другим кінцем трубка з'єднана з корундовим вкладишем, герметично з'єднаний з оболонкою стеклоцементном, при цьому стакан і вкладиш виконані з однієї заготовки і мають однакову кристалографічну орієнтацію.
Версія для друку
Дата публікації 08.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.