Комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів

Реферат: Комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів включає модуль печі для відпалу, модуль контролю температури і модуль управління газовим режимом, кожний з яких інтегрований з керуючим модулем, та модуль живлення. Він додатково містить модуль дефектоскопії, що включає рентгенофлуоресцентний аналізатор, гемологічний мікроскоп та блок бази даних характеристик рубінів і синіх сапфірів, інтегрований з керуючим модулем, а керуючий модуль додатково обладнаний блоком обробки даних результатів дефектоскопії, блоком вибору режиму відпалу та виходом для виведення даних щодо результатів дефектоскопії необробленого і обробленого каменю. UA 104018 U (12) UA 104018 U UA 104018 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обробки природного дорогоцінного каміння, а саме, до комплексу для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів, і може бути використана у ювелірній промисловості при облагородженні природного каміння. Відомо, що у природі досить рідко зустрічаються камені з яскравим забарвленням, прозорі, чисті та без включень (Киевленко Е.Я. Геология самоцветов. - Μ., Изд. Земля, 2000. - 582 с. [1]). Більшість природного каміння має непривабливе забарвлення (занадто світле, занадто темне, некрасивий відтінок тощо) і містить великі включення, які псують зовнішній вигляд каменю і сильно знижують його вартість. На протязі багатьох віків людина намагається штучним шляхом покращити зовнішній вигляд дорогоцінних каменів. На сьогоднішній день, на світовому ринку дорогоцінних каменів більш ніж 90 % природних рубінів і синіх сапфірів, що продаються, оброблені з метою покращення їх зовнішнього вигляду. За результатами вивчення методів покращення, що відповідають вимогам ринку дорогоцінних каменів, проведеного спеціалістами Державного гемологічного центру України, основним методом облагородження дорогоцінних каменів, зокрема, рубінів і синіх сапфірів, є термічна обробка, що включає нагрівання за допомогою комплексу для високотемпературного відпалу, що дозволяє покращити їх природний колір та прозорість. Найбільш близьким є комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів, що включає інтегровані між собою модуль печі для відпалу, модуль контролю температури, модуль управління газовим режимом та модуль живлення, модель М80-1700, що випускається компанією "GemTreatmentEquipment", Таїланд, (www.themelis.com [2]). Модуль печі для відпалу відомого комплексу містить нагрівальну камеру, в якій встановлена муфельна труба, частково оточена нагрівальним елементом, при цьому муфельна труба на вході і виході з нагрівальної камери обладнана кришкою з фланцем відповідно для подачі і відводу газу. Відомий комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів має робочий діапазон температур від 1200 до 1800 °C і дозволяє обробляти загрузку, об'ємом від 2200 до 2500 карат рубінів і синіх сапфірів. У відомому комплексі передбачений автоматичний контроль температурного і газового режимів. Недоліком відомого комплексу для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів є відсутність можливості автоматичного вибору оптимального режиму високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів, а також відсутність можливості отримати оцінку характеристик отриманих каменів. Задачею корисної моделі є удосконалення комплексу для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів, в якому завдяки запропонованим елементам і зв'язку між ними забезпечується вибір оптимального режиму високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів, в тому числі, в автоматичному режимі, а також забезпечується можливість отримання оцінки характеристик необроблених та облагороджених дорогоцінних каменів (рубінів і синіх сапфірів). Поставлена задача вирішується запропонованим комплексом для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів, що включає модуль печі для відпалу, модуль контролю температури і модуль управління газовим режимом, кожний з яких інтегрований з керуючим модулем, та модуль живлення, який додатково містить модуль дефектоскопії, що включає рентгенофлуоресцентний аналізатор, гемологічний мікроскоп та блок бази даних характеристик рубінів і синіх сапфірів, інтегрований з керуючим модулем, а керуючий модуль додатково обладнаний блоком обробки даних результатів дефектоскопії, блоком вибору режиму відпалу та виходом для виведення даних щодо результатів дефектоскопії необробленого і обробленого каменю. Модуль печі для відпалу запропонованого комплексу містить нагрівальну камеру, в якій встановлена муфельна труба, частково оточена нагрівальним елементом, при цьому муфельна труба на вході і виході з нагрівальної камери обладнана кришкою з фланцем відповідно для подачі і відводу газу. Модуль печі для відпалу додатково може містити тигель, встановлений у муфельній трубі нагрівальної камери. Корисна модель пояснюється але не обмежується ілюстраціями, на яких схематично показано: Фіг. 1 - комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів; Фіг. 2 - модуль печі комплексу для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів; Фіг. 3 - керуючий модуль комплексу для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів. Комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів містить: модуль печі для відпалу 1, модуль дефектоскопії 2, модуль контролю температури 3, модуль управління 1 UA 104018 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 газовим режимом 4, кожний з яких інтегрований з керуючим модулем 5, а також містить модуль живлення 6. Модуль печі для відпалу 1 містить нагрівальну камеру 7, в якій встановлена муфельна труба 8, частково оточена нагрівальним елементом 9, виконаним з молібдену. Муфельна труба 8 на вході обладнана кришкою 10 з фланцем для подачі газу і на виході з нагрівальної камери 7 обладнана кришкою 11 з фланцем для відводу газу. Для розміщення каменів 12 в муфельній трубі 8 нагрівальної камери 7 модуля печі для відпалу 1 може бути встановлений тигель 13. Модуль дефектоскопії 2 включає рентгенофлуоресцентний аналізатор 14, гемологічний мікроскоп 15 та блок бази даних 16 характеристик рубінів і синіх сапфірів. Керуючий модуль 5 містить: - блок контролю відпалу 17, зв'язаний з модулем печі для відпалу 1, - блок контролю температури 18, зв'язаний з модулем контролю температури 3, - блок управління газовим режимом 19, зв'язаний з модулем управління газовим режимом 4; - блок обробки 20 даних результатів дефектоскопії, зв'язаний з модулем дефектоскопії 2; і - блок вибору режиму відпалу 21, зв'язаний з блоком обробки 20 даних результатів дефектоскопії та з модулем печі для відпалу 1; Керуючий модуль 5 також має вихід 22 для виведення даних щодо обробки даних дефектоскопії необробленого і обробленого каменю та результатів вибору режиму відпалу рубінів чи синіх сапфірів. В роботі комплексу для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів закладені методики діагностики дорогоцінних каменів та їх замінників, а також застосовано розроблене програмне забезпечення обміну даними. Комплекс використовується таким чином. Камені 12, що являють собою природні рубіни і сині сапфіри попередньо досліджують. Далі проводять аналіз з використанням модуля дефектоскопії 2, і для кожного каменю 12 проводять дослідження його структури за допомогою рентгенофлуоресцентного аналізатора 14, гемологічного мікроскопа 15. В результаті отримують оцінку структури природного необробленого каменя за допомогою блока обробки 20 даних результатів дефектоскопії, де порівнюють отримані результати дефектоскопії з даними, введеними в базу даних блока бази даних 16 характеристик рубінів і синіх сапфірів. Отримана ідентифікація природного каменю 12 може бути виведена через вихід 22 на екран. За результатами ідентифікації каменю 12 вибирають режим відпалу і сортують камені за вибраним режимом. Відпал проводиться в нагрівальній камері 7 модуля печі для відпалу 1 в тиглі 13 або без нього за вибраним режимом. Режим відпалу може обиратися в ручному або в автоматичному режимі за допомогою блока вибору режиму відпалу 21. Комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів дозволяє проводити відпал при температурі 1200-1800 °C у відновлювальній газовій атмосфері (СО/СО2 або N2/H2) як без присадок, так і під шаром розплавленого флюсу. Основою флюсу є бура (borax, Na2B4O710H2O), як домішки може застосовуватися двооксид кремнію. Температурний режим контролюється в автоматичному режимі за допомогою модуля контролю температури 3, газовий режим - за допомогою модуля управління газовим режимом 4. Після проведення відпалу проводять дослідження структури кожного облагородженого каменя 12 за допомогою рентгенофлуоресцентного аналізатора 14 і гемологічного мікроскопа 15. В результаті отримують оцінку структури необробленого каменя за допомогою блока обробки 20 даних результатів дефектоскопії. Отримана ідентифікація природного облагородженого каменя 12 записується, зберігається і через вихід 22 виводиться на екран, принтер тощо. У Державному гемологічному центрі України створений і використовується комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів "SG-12T", що має 12 програм відпалу, об'єм завантаження якого - від 2200 до 2500 карат рубінів і синіх сапфірів. Комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів "SG-12Т" дозволяє вибрати оптимальний режим високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів та проводити відпал за вибраним режимом, а також дозволяє отримати оцінку необроблених та облагороджених дорогоцінних каменів (рубінів і синіх сапфірів). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Комплекс для високотемпературного відпалу рубінів і синіх сапфірів, що включає модуль печі для відпалу, модуль контролю температури і модуль управління газовим режимом, кожний з яких інтегрований з керуючим модулем, та модуль живлення, який відрізняється тим, що додатково містить модуль дефектоскопії, що включає рентгенофлуоресцентний аналізатор, гемологічний мікроскоп та блок бази даних характеристик рубінів і синіх сапфірів, інтегрований з 2 UA 104018 U 5 керуючим модулем, а керуючий модуль додатково обладнаний блоком обробки даних результатів дефектоскопії, блоком вибору режиму відпалу та виходом для виведення даних щодо результатів дефектоскопії необробленого і обробленого каменю. 2. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що модуль печі для відпалу містить нагрівальну камеру, в якій встановлена муфельна труба, частково оточена нагрівальним елементом, при цьому муфельна труба на вході і виході з нагрівальної камери обладнана кришкою з фланцем відповідно для подачі і відводу газу. 3. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що модуль печі для відпалу додатково містить тигель, встановлений у муфельній трубі нагрівальної камери. 3 UA 104018 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4