Лабораторні печі

Так як в лабораторіях доводиться мати справу з дуже маленькими кількостями нагріваються матеріалів або виробів, то лабораторні печі повинні бути маленькими, малогабаритними, малопотужними і в той же час універсальними і охоплюють широкий спектр температур.

У більшості випадків в лабораторіях використовують трубчасті, шахтні (тигельні) і муфельні печі. У трубчастих, шахтних і муфельних печах на помірні температури на глиняну трубку або муфель (шамотні, а для більш високих температур корундові) намотується дріт або стрічка нагрівача і все поміщається в кожух з насипний термоізоляцією (рис. 1).

Мал. 1. Трубчата лабораторна піч

Трубчасті лабораторні печі, зазвичай, забезпечуються 2-мя дверцятами, муфельні - однієї. Для того щоб нагрівач не рушав при розширенні від нагрівання і не відбувалося виткових замикань, муфель і трубки робляться з гвинтовими канавками, в які і закладається дріт. Інший метод закріплення її полягає в обмазці муфеля або трубки поверх нагрівача шаром обмазки (наприклад, шамотним речовиною).

У печах такого типу нагрівач відділений від робочого місця стіною трубки або муфеля. Це має свої переваги, тому що нагрівач виходить захищеним як від механічних, так і від хімічних впливів і забезпечується неможливість замикання витків нагріваються деталями, але зате між нагрівачем і робочою камерою з`являється температурний перепад в 150 - 200 ° С, обумовлений термічним опором стіни.

Крім того що потужність лабораторних печей невелика і нагрівачі виробляються з дроту або стрічки маленьких перетинів, нормально такі печі можуть працювати на ніхроми до 800 - 900 ° С.

Для більш високих температур трубчасті і шахтні печі виробляються з відкритим спіральним нагрівачем зі сплаву 0Х23Ю5А (ЕІ-595) і 0Х27Ю5А (ЕІ-626), покладеним в пази труби або шахти, такі печі можуть працювати до 1200 - 1250 ° С. Ряд конструкцій трубчастих, шахтних і муфельних печей на 1200 - 1500 ° С проводиться з карборундовими (рис. 2) нагрівачами і з дисилицида молібдену.

Мал. 2. Лабораторна трубчаста піч з нагрівачем з карборундових трубки

Широко застосовувалися раніше лабораторні печі з платиновими нагрівачами в даний час не робляться, тому що температурний діапазон 1000 - 1300 ° С таких печей в даний час перекривається печами з більш дешевими нагрівачами з сплавів 0Х23Ю5А і 0Х27Ю5А або карборундовими.

Для більш високих температур раніше широко застосовувалися, ну і на даний момент ще використовуються печі з вугільними або графітовими нагрівачами.

Більш поширена піч, центральною частиною якої є вугільна труба, яка служить нагрівачем. Внутрішня частина труби являє собою робоче місце, в яке поміщають нагріваються вироби або матеріали.

Кінці труб затискають в масивні вугільні або чавунні черевики, через які до неї підводиться напруга від понижуючого трансформатора. Термоізоляцією при таких високих температурах служать або сажа, яка заповнює весь простір між кожухом печі і трубою, або керамічні або вугільні екрани.

Так як вугільна трубка на повітрі активно окислюється, то кожух печі робиться герметичним і піч працює в атмосфері водню, азоту або в вакуумі. Якщо ж піч працює без захисної атмосфери, то термін служби вугільної труби вимірюється годинами.

Напруга, що подається до труби, завдяки її великому перетину і, як слід, малому опору становить 20 - 30 В, тому струми, що протікають через піч, значні і для полегшення токоподвода труба завжди поміщається поруч з трансформатором живлення, зазвичай в одному кожусі.

Печі з вугільним нагрівачем працюють з температурами близько 1500 - 1700 ° С, але при спеціальній конструкції можна отримати 2000 - 2100 ° С.

Так як печі з графітовим (вугільним) нагрівачем незручні в роботі і не можуть бути застосовані в тих випадках, коли непотрібним є коксування нагріваються матеріалів, то в лабораторній практиці отримали широке застосування також печі з молібденовими і вольфрамовими нагрівачами з екранами, вакуумні або водневі.