МУЛЬТИПЛИКАТОР ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК B01J3/06 B30B11/00 

Изобретение относится к тяжелому машиностроению, к технике высоких давлений и может найти применение при исследовании вещества под статическим давлением, а также для получения качественно новых деталей и веществ.

Известны устройства, в которых вещество подвергается сжатию, в аппарате с кубической рабочей камерой, заполненной пирофилитом. Четыре пуансона в этом аппарате располагаются в направляющих опорных блоках в горизонтальной плоскости, а их задние стороны имеют вид усеченного клина (стороны наклонены под углом 45^о к горизонтальной плоскости). Верхний и нижний пуансоны зафиксированы в направляющих блоках. Усилие пресса прикладывается вертикально и затем (в опорных конических блоках) разлагается на шесть эквивалентных компонент, действующих на грани пирофиллитового куба. При увеличении нагрузки перемещение пуансонов выравнивается автоматически [1]. Однако в этом кубическом аппарате ход ограничен возможностью вытекания пирофиллита в зазор между пуансоном.

Известен мультипликатор, содержащий составную обойму с центральной частью в виде секторов с охватывающим сектора кольцевым бандажом и с двумя размещенными с торцовых сторон секторов и кольцевого бандажа плитами со сквозным отверстием каждая, рабочий сосуд, охватываемый секторами обойм и выполненный с центральным сквозным отверстием, ступенчатые пуансоны с цилиндрическим рабочим и примыкающим к нему коническим участком, установленные оппозитно один другому с возможностью размещения их цилиндрических участков в отверстии рабочего сосуда, закрепленные на станине гидроцилиндры для перемещения пуансонов, средства силового замыкания плит обоймы, а также средства поддержки пуансонов, выполненные каждое в виде передающей давление среды, заполняющей полость обоймы, размещенную с охватом конического и цилиндрического участков пуансона [2].

Данная конструкция также имеет ограниченный рабочий ход пуансонов, коническая часть которых заключена в замкнутом объеме, уменьшающемся только при осуществлении хода конусной части пуансона.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет повышения развиваемого мультипликатором давления.

Это достигается тем, что в мультипликаторе кольцевой бандаж выполнен составным в виде двух симметричных относительно плоскости, перпендикулярной продольной оси мультипликатора, частей с коническими внутренними поверхностями, обращенными одна к другой большими основаниями этих поверхностей, наружные поверхности секторов выполнены с коническими участками, сопряженными с коническими поверхностями бандажа, средства силового замыкания плит выполнены в виде траверс, неподвижно связанных между собой и закрепленных на траверсах дополнительных гидравлических цилиндров, поршни которых жестко связаны с плитами обоймы, а полость обоймы образована торцовыми поверхностями рабочего сосуда и секторов и обращенной к ним поверхностью соответствующей плиты и сопряженным с плитой участком внутренней конической поверхностью бандажа.

Кроме того, средства поддержки снабжены индивидуальным гидроцилиндром и неподвижно связанной с его поршнем втулкой, корпус этого гидроцилиндра закреплен на станине, а втулка размещена в упомянутом сквозном отверстии плиты с охватом пуансонов. Этим достигается дифференциальная поддержка пуансона в процессе его рабочего хода.

На фиг.1 чертежа изображен продольный разрез мультипликатора; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Мультипликатор давления состоит из кольцевого бандажа 1 с конической внутренней поверхностью, в которой расположен рабочий цилиндрический сосуд 2 и составная обойма с центральной частью в виде секторов 3, наружная поверхность которых выполнена с коническими участками.

Кольцевой бандаж 1 выполнен составным в виде двух симметричных относительно плоскости, перпендикулярной продольной оси мультипликатора, частей с коническими внутренними поверхностями, обращенными одна к другой большими основаниями.

Средства поддержки пуансонов - среда 4 (пирофилит, графит) с низким коэффициентом внутреннего трения расположены в полости, охватывающей конический и цилиндрический участки пуансонов 5.

Пуансоны 5 заключены между гидравлическими цилиндрами 6, закрепленными на станине 7. Траверсы 8 жестко связаны между собой и несут дополнительные гидравлические цилиндры 9, являющиеся средствами силового замыкания плит 10. Поршни дополнительных гидравлических цилиндров 9 жестко соединены с соответствующей плитой 10 и кольцевым бандажом. В отверстии плиты 10 расположена втулка 11. Гидравлический цилиндр 12 жестко соединен со втулкой 11 и через корпус гидроцилиндра 6 - со станиной 7. Холодильник 13 предусмотрен для случая заполнения рабочего сосуда 2 газом.

При работе мультипликатора, в котором сжимаемым веществом может быть газ, пуансоны 5 совершают большой рабочий ход, повышая давление газа в рабочем сосуде 2 до заданной величины. При этом объем среды 4, передающей давление, и распределение в нем усилий должны оставаться постоянными за счет выдавливания втулки 11, поддерживаемой регулируемым усилием гидравлического цилиндра 12.

Усилие гидравлических цилиндров 9 возрастает по мере увеличения усилия гидроцилиндров 6. Гидроцилиндры 9 через плиты 10, кольцевой бандаж 1 и секторы 3 обеспечивают надежное перемещение пуансонов 5 в рабочем цилиндрическом сосуде 2. После завершения рабочего хода кольцевой бандаж 1 посредством гидравлических цилиндров 9 расходится и рабочий сосуд извлекается.

Использование: в технике высоких давлений, например при исследовании вещества под статическим давлением в среде жидкости до 30 кбар, в среде газа до 50 кбар и высокой температуре, а также в твердой фазе до нескольких мегабар. Сущность: выполнение кольцевого бандажа 1 составным, разъемным по плоскости, перпендикулярной продольной оси мультипликатора, позволяет осуществить замену рабочей камеры 2 с секторами 3. Выполнение же полости обоймы с ограничивающими ее коническими участками секторов и обоймы обеспечивает дифференциальную поддержку рабочей части пуансонов 5, а, следовательно, и возможность повышения развиваемого мультипликатором давления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. МУЛЬТИПЛИКАТОР ДАВЛЕНИЯ, содержащий составную обойму с центральной частью в виде секторов с охватывающим сектора кольцевым бандажом и двумя размещенными с торцевых сторон секторов и кольцевого бандажа плитами со сквозным отверстием каждая, рабочий сосуд, охватываемый секторами обоймы и выполненный с центральным сквозным отверстием, ступенчатые пуансоны с цилиндрическим рабочим и примыкающим к нему коническим участками, установленные оппозитно один другому с возможностью размещения их цилиндрических участков в отверстии рабочего сосуда, закрепленные на станине гидроцилиндры для перемещения пуансонов, средства силового замыкания плит обоймы, а также средства поддержки пуансонов, выполненные каждое в виде передающей давление среды, заполняющей полость обоймы, размещенную с охватом конического и цилиндрического участков пуансона, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет повышения развиваемого мультипликатором давления, кольцевой бандаж выполнен составным в виде двух симметричных относительно плоскости, перпендикулярной к продольной оси мультипликатора, частей с коническими внутренними поверхностями, обращенными одна к другой большими основаниями этих поверхностей, наружные поверхности секторов выполнены с коническими участками, сопряженными с коническими поверхностями бандажа, средства силового замыкания плит выполнены в виде траверс, неподвижно связанных между собой и закрепленных на траверсах дополнительных гидравлических цилиндров, поршни которых жестко связаны с плитами обоймы, а полость обоймы образована торцевыми поверхностями рабочего сосуда и секторов и обращенной к ним поверхностью соответствующей плиты и сопряженным с плитой участком внутренней конической поверхности бандажа. 2. Мультипликатор по п.1, отличающийся тем, что средства поддержки снабжены индивидуальным гидроцилиндром и неподвижно связанной с его поршнем втулкой, корпус этого гидроцилиндра закреплен на станине, а втулка размещена в упомянутом сквозном отверстии плиты с охватом пуансона.