Газостат Советский патент 1984 года по МПК B22F3/15 B22F3/04 

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к устройствам для изостатического прессования изделий из порошка.

Известно устройство для горячего изостатического прессования, содержащее охлаждаемый контейнер с рабочей камерой, нагреватель с экраном, пробку, источник высокого давления и .пористый испаритель Л , . Однако при высоких температурах Ю прессования герметизация контейнера с прессуемым изделием ухудшается из-за значительного (150-250°С) нагрева эластичного уплотнения. Улучшение же охлаждения уплотнения тре- 15 бует усложнения конструкции контейнера, что нежелательно, поскольку Г1риводит к концентрациям напряжений в последнем.

Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической с тцности и достигаемому результату является газостат, содержащий контейнер с рабочей камерой, нагреватель, экраны, пробку и силовую раму 2 .25

К недостаткам известного устрой-, ства относятся потребность в высокой точности изготовления подвижных сопряжений для обеспечения герметизации; значительная утечка газа из ка- Q меры при высоких давлениях и температурах из-за отсутствия самоуплотнения; невысокое качество изделий из труднодеформируемых материсшов из-за необходимости производить нагрев При высоких температурах, что вызы- вает снижение герметизации.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей газостата.

Указанная цель достигается тем, 40 что газостат снабжен ступенчатой заглушкой, кольцом и штоком, пробка выполнена со сквозным отверстием и проточкой, камера выполнена со сферической выемкой на боковой по- 45 верхности на уровне кольца, заглушка закреплена на штоке, проходящем через отверстие в пробке, и установлена в проточке с зазором по торцовой поверхности, причем кольцо ,Q выполнено из материала, предел прочности которого на 15-60% ниже предела текучести материала заглушки. В случае, если предел текучести материала кольца отличается от предела текучести материала заглушки 55 на величину, меньшую 15%, происходит снятие контактной поверхности заглушки. Если пределы текучести материалов кольца и заглушки отличаются на величину, превышающую 60%, 60 происходит затекание материала кольца в зазор между стенкой контейнера и заглушкой.

На чертеже -изображено предлагаемое устройство. 5

Газостат состоит из охлаждаемого контейнера 1, запирающей пробки 2, нагревателя 3 экранов 4, источника высокого давления (не показан), двухступенчатой заглушки 5 с кольцом 6 на его переходной конической поверхности между ступенями, Еитока 7 и силовой рамой 8.

Рабочая камера образуется внутренними поверхностями стенок контейнера 1 и торцовой поверхностью заглушки 5. В пробке 2 по оси выполнены сквозное отверстие, а со стороны камеры проточка 9, в которой ступенью меньшего диаметра установлена двухступенчатая заглушка 5 с зазором по торцовой поверхности и . с возможностью возвратно-поступательного движения .вдоль оси. При этом заглушка 5 закреплена на штоке 7, проходящем через сквозное отверстие пробки 2. Между торцовой поверхностью пробки 2 и на конической поверхности заглушки 5 размещено без зазора кольцо 6, наружный диаметр которого выполнен равным диаметру рабочей камеры, а внутренний - диаметру меньшей ступени заглушки 5. Нагреватель 3 с экранами 4 размещены у боковой стенки камеры. Диаметры меньшей и большей ступеней заглушки 5 соответственно равны диаметрам проточки и камеры. На уровне кольца 6 в боковой стенке камеры выполнена сферическая выемка 10. Боковая поверхность контейнера 1 охватывается кожухом 11, между ними выполнена полость 12 под охлаждающую среду, имеющая входной 13 и выходной 14 каналы. В днище контейнера 1 имеется канал 15 для подачи испаряемой жидкости. В рабочей камере размещается изделие,

Газостат работает следующим образом.

В камеру контейнера 1 устанавлит вается изделие, после этого контейнер 1 запирается пробкой 2 с заглуш| кой 5 и кольцом 6. Рабочая жидкость, подаваемая через канал 15, испаряется в рабочей камере при разогреве последней нагревателем 3 до критической температуры и выше, что обеспечивает возрастание давления в рабочей камере, которое, воздействуя на -заглушку 5, перемещает ее верх и деформиру.ет кольцо 6. При этом материал кольца затекает в сферическую выемку 10 боковой стенки и создает самозапирание с самоуплотнением. По окончании прессования корпус koнтeйнepa 1 и пробка 2 охлаждаются, после этого газ из камеры выпускают через канал 15. Затем вытягивают пробку 2, сжимая при этом кольцо 6, и достают изделие.

Применение в газостате двухступенчатой заглушки 5 и установки ее на штоке 7 в проточке пробки 2 .с зазором,т.е. с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси силового нагружения, позволяет направлено деформировать материал . кольца б образуемым посредством давления в рабочей камере усилием, приложенным к заглушке 5. Материал кольца 6, деформируясь и затекая в выемку боковой стенки, создает самоуплотнение, при этом деформирующее, усилие возрастает вместе с ростом давлен14я в камере. Поскольку предел текучести материала кольца на 15-60% ниже предела текучести стали, из которой изготовлена заглушка, можно использовать в качестве материала кольца. 6 металл. Металлическое уплотнение не требует.интенсивного охлаждения в процессе.работы, в отличие от уплотнений из т радицио.нных материалов (резина, фторопласт, полиуретан и т.п.). Металлическое самоуплотнение, рабочей камеры позволяет повысить рабочие температуру и давление до 1500°С и 300 МПа .сО- .

ответственно. Так , при и давлении 300 МПа потеря давления составляет за 60 мин 1,, тогда как в известном газостате за то же время при 1400С и давлении 200 МПа давление упало на 5,0 МПа, а при. 15 и давлении 200 МПа уплотнительноё кольцр разрушается за 120 мин.

Использование предлагаемого тех0нического решения позволяет обеспечить следующие технико-экономические преимущества: повышение самогерметизации с возрастанием давления в камере; уменьшение до минимума 5 влияния точности сопряжения рабочей камеры с пробкой на создание высоких давлений из-за затекания материала . кольца в сферическую выемку боковой стенки; расширение технологических параметров до и 300 МПа из-за

0 обеспечения самогерметизадии в подвижных сопряжениях; возможность применять в качестве уплотнительного материала металлы, что приводит к снижению толщины теплоизоляции до

5 20% и ра::ширению технологических возможностей. .

ГАЗОСТАТ, включаквдий. контейнер с рабочей камерой, нагреватель, экраны, пробку и силовую раму. отличающийся тем, чт.о, с целью расширения его технологических возможностей, он снабжен ступенчатой заглушкой, кольцом и щтоком, пробка выполнена со сквозным отверстием и проточкой, камера выполнена со сферической рыемкой на боковой поверхности на уровне кольца, заглушка закреплена на штоке, проходящем через отверстие в пробке, и установлена в проточке с зазором п.о торцовой поверхности, причемкольцо выполнено из материала, предел текучести которого на 15-60% ниже предела текучести материала заглушки. & (Л Щ 00