ИЗОСТАТ Российский патент 2007 года по МПК B22F3/15 

Изобретение относится к оборудованию для обработки материалов в жидкости при высоком давлении и температуре и наиболее эффективно может быть использовано для компактирования дискретных и сплошных материалов под давлением жидкости до 200 МПа и температуре до 100°С.

Аналогом изобретения является изостат, описанный в проспекте Шведской фирмы ASEA (Проспект AQ 20-104R, издание 2, стр.9).

Изостат-аналог содержит силовой контейнер, опирающийся нижним фланцем на горизонтальные балки моста, проходящие под фланцем контейнера, и разъемный термоизоляционный колпак, состоящий из вертикальной цилиндрической части, неподвижно установленной в силовом контейнере, и горизонтального термоизоляционного диска, закрепленного на нижнем торце верхней пробки, который устанавливается на контейнере вместе с пробкой при каждой загрузке-выгрузке. Загрузка заготовок в рабочую камеру изостата осуществляется цеховыми грузоподъемными средствами, при этом верхняя пробка удаляется из контейнера с помощью гидроцилиндра.

Недостатком изостата-аналога является то, что при установке контейнера на горизонтальные балки моста, проходящие под нижним фланцем контейнера, ограничивается доступ к его нижнему отверстию, что исключает возможность организации нижней загрузки заготовки. Кроме того, так как термоизоляционный колпак выполнен разъемным, он не является достаточно герметичным в месте сочленения его вертикальной и горизонтальной частей, в результате чего горячий газ, проходящий через зазор между ними, отрицательно влияет на материал (как правило, полиуретан или резину) уплотнения верхней пробки, значительно снижает срок ее службы, тем самым выводя пробку из строя. Посадка диска в цилиндр термоизоляционного колпака выполняется «вслепую», что также является отрицательным фактором, поскольку при загрузке заготовок сверху цеховыми грузоподъемными средствами возможно разрушение нагревателя, расположенного внутри цилиндрической части термоизоляционного колпака.

Прототипом заявляемого изобретения является изостат, описанный в авторском свидетельстве № 1292258, кл. В22F 3/04, 3/14, F27В 14/00, от 08.04.1985. Изостат-прототип содержит силовую станину, замкнутый с торцов посредством пробок контейнер, закрепленный на горизонтальных балках, проходящих снаружи (по бокам) его нижнего фланца, узел загрузки-выгрузки заготовок выполнен в виде рамки, вертикально перемещающейся в направляющих, жестко связанных с силовой станиной, а опора нижней пробки выполнена в виде площадки, закрепленной в нижней части рамки и консольно выступающей в направлении перемещения станины.

Недостатком прототипа является то, что при креплении горизонтальных балок моста к боковым поверхностям нижнего фланца контейнера увеличивается расстояние между стойками силовой станины, при этом значительно возрастает ее масса. Другим недостатком прототипа является то, что по мере опускания рамки с нижней пробкой и заготовкой, установленной консольно на площадке рамки, увеличивается нагрузка на подшипники и ролики, остающиеся в контакте с рамкой. В нижнем положении пробки полная нагрузка воспринимается ограниченным числом роликов, что в случае крупных промышленных изостатов приводит к быстрому разрушению их подшипников. Кроме того, привод перемещения рамки выполнен в виде цилиндра, расположенного асимметрично к оси силовой станины, что приводит к перекосу и осложнению ввода нижней пробки в контейнер.

Задачей предлагаемого изобретения является создание изостата, более простого в обслуживании и с длительным сроком действия.

Достигаемый при этом технический эффект: снижение массы изостата, уменьшение нагрузки на рамку.

Поставленная задача и получаемый при этом технический эффект обеспечиваются тем, что в изостате, содержащем подвижную силовую раму, закрытый с торцов верхней и нижней пробками рабочий контейнер и узел загрузки-выгрузки с захватами нижней пробки, выполненный с возможностью вертикального перемещения относительно силовой рамы, рабочий контейнер нижним фланцем посредством горизонтальных балок установлен на вертикальных опорах моста, тем самым полностью освобожден нижний торец контейнера для обслуживания и уменьшено расстояние между стойками силовой рамы, что ведет к снижению ее массы, а узел загрузки-выгрузки выполнен в виде замкнутой каретки с регулируемыми роликами во внутренних углах, имеющей возможность перемещения по направляющим силовой рамы с помощью симметрично расположенных гидроцилиндров и реечных передач с обеспечением контакта роликов с направляющими по ходу каретки, при этом нагрузка на подшипники не изменяется в процессе ее перемещения из нижнего положения в верхнее, и наоборот. Гидроцилиндры и реечные передачи установлены на противоположных сторонах силовой рамы и каретки, что целесообразно при создании промышленных изостатов с большими объемом рабочей камеры и массой обрабатываемой заготовки.

Конструкция изостата поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 - рабочая камера;

Фиг.2 - изостат, вид спереди;

Фиг.3 - изостат, вид сбоку;

Фиг.4 - каретка, вид сбоку;

Фиг.5 - каретка, вид сверху;

Фиг.6 - каретка, вид спереди;

Фиг.7 - направляющие и ролики каретки.

Изостат (фиг.1) содержит контейнер 1 с размещенными в нем и герметично уплотненными верхней 2 и нижней 3 пробками, силовую раму 4 (фиг.3) со стойками 5 и ригелями 6, скрепленными обмоткой из высокопрочной ленты 7 (фиг.2).

Контейнер 1 с помощью горизонтальных балок 8 и 9, соединенных с его нижним фланцем 10, установлен на вертикальных опорах 11 моста 12. В поперечном направлении (поперек направления перемещения рамы) балки 8 и 9 не выходят за пределы габарита прямоугольного нижнего фланца 10 контейнера.

Узел загрузки изостата выполнен в виде каретки 13 (фиг.4), перемещающейся в вертикальной плоскости по четырем направляющим 14 (фиг.5) силовой рамы с помощью двух гидравлических цилиндров 15 и реечных передач. Каретка выполнена в виде прямоугольной объемлющей силовую раму замкнутой рамки, во внутренних углах которой установлены регулируемые ролики 16 (фиг.7). В нижней части рамки расположены два ножевых захвата 17 нижней пробки. Передний и задний листы сварной рамки имеют U-образные проходы, открытые вверх, через которые проходит нижняя часть контейнера при перемещении силовой рамы на его ось. Боковые листы рамки имеют прямоугольные окна.

На переднем листе каретки закреплены две (левая и правая) рейки 18. Такие же рейки 19 закреплены на нижнем ригеле силовой рамы над левым и правым гидроцилиндрами 15. Обе пары реек входят в зацепление с шестернями 20, смонтированными на концах штоков гидроцилиндров.

Рабочая камера изостата состоит из контейнера 1, закрытого по торцам верхней 2 и нижней 3 пробками. На нижней пробке смонтирована подставка 21, внутри которой расположен донный нагреватель сопротивления 22. Между нагревателем и нижней пробкой расположена термоизоляция 29, уменьшающая тепловой поток от нагревателя к корпусу пробки. Нагреватель защищен от возможного воздействия жидкости и конденсатора обечайкой 30.

Контейнер выполнен в виде гладкой втулки 31, предварительно сжатой бандажом из высокопрочной ленты 32.

На подставке устанавливается бак 23, заполненный жидкостью (водой), с заготовкой 24. На верхней пробке смонтированы - наружный колпак 25 и термопарный ввод 26, контролирующий температуру рабочей жидкости. Для уменьшения поверхности испарения жидкости и возможности ее расплескивания при загрузке заготовки вокруг нее устанавливается внутренний колпак 27. Для сбора конденсата в нижней части камеры предусмотрен кольцевой карман 28, из которого конденсат удаляется после окончания рабочего цикла и открытия рабочей камеры.

Работа изостата осуществляется следующим образом.

Рама находится в крайнем правом положении, каретка вместе с нижней пробкой опущены в крайнее нижнее положение. На подставке 21 нижней пробки установлен бак 23. В бак с помощью крана опускается заготовка 24, а затем внутренний колпак 27. Бак заполняется жидкостью (водой) до необходимого уровня. Затем гидроцилиндром рамы бак перемещается в крайнее левое положение, при этом нижняя пробка с баком располагаются на оси контейнера. Включаются гидроцилиндры 15, перемещающие бак с заготовкой внутрь рабочей камеры изостата. Использование реечной передачи позволяет в два раза уменьшить ход гидроцилиндров. Силовая рама устанавливается на оси контейнера. С помощью газового привода (компрессоров, баллонов, запорно-регулирующей аппаратуры) в рабочей камере создается необходимое начальное давление. Осевое усилие при этом передается через пробки на силовую раму. Включается система нагрева, и рабочая жидкость разогревается до необходимой температуры. При заданных рабочих давлении и температуре заготовки выдерживаются в течение заданного времени. Затем отключается система нагрева, и рабочая жидкость с заготовкой охлаждаются.

Далее газ из рабочей камеры сбрасывается самотеком и откачивается компрессором в баллоны. Газ, имеющий низкое остаточное давление, сбрасывается в атмосферу. Рама сдвигается в крайнее левое положение, ножевые захваты 17 каретки входят в пазы нижней пробки. С помощью гидроцилиндров 15 каретка вместе с нижней пробкой опускаются в крайнее нижнее положение, а рама перемещается в крайнее правое положение - положение загрузки. Из бака удаляются внутренний колпак и заготовка, после чего рабочий цикл может быть повторен.

Изобретение относится к оборудованию для обработки материалов в жидкости при высоком давлении и температуре. Изостат содержит подвижную силовую раму, закрытый с торцов верхней и нижней пробками рабочий контейнер и узел загрузки-выгрузки с захватами нижней пробки, выполненный с возможностью вертикального перемещения относительно силовой рамы. Для снижения массы изостата и уменьшения нагрузки на силовую раму рабочий контейнер нижним фланцем посредством горизонтальных балок установлен на вертикальных опорах моста, а узел загрузки-выгрузки выполнен в виде замкнутой каретки с регулируемыми роликами во внутренних углах, имеющей возможность перемещения по направляющим силовой рамы с помощью симметрично расположенных гидроцилиндров и реечных передач с обеспечением контакта роликов с направляющими по ходу каретки. При этом гидроцилиндры и реечные передачи установлены на противоположных сторонах силовой рамы и каретки. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Изостат, содержащий подвижную силовую раму, закрытый с торцов верхней и нижней пробками рабочий контейнер и узел загрузки-выгрузки с захватами нижней пробки, выполненный с возможностью вертикального перемещения относительно силовой рамы, отличающийся тем, что рабочий контейнер нижним фланцем посредством горизонтальных балок установлен на вертикальных опорах моста, а узел загрузки-выгрузки выполнен в виде замкнутой каретки с регулируемыми роликами во внутренних углах, имеющей возможность перемещения по направляющим силовой рамы с помощью симметрично расположенных гидроцилиндров и реечных передач с обеспечением контакта роликов с направляющими по ходу каретки.2. Изостат по п.1, отличающийся тем, что гидроцилиндры и реечные передачи установлены на противоположных сторонах силовой рамы и каретки.