Устройство для проведения процессов при высоком давлении Советский патент 1982 года по МПК B01J19/00 B01J3/06 

Изобретение относится к области химического машиностроения и в частности к устройствам для проведения процессов при высоком давлении.

Известные устройства для проведения процессов при высоком давлении содержат две симметричные электроизолированные матрицы с рабочей выемкой и ступеичатыми поверхностями.

Недостатком этих устройств является недостаточно высокая эффективность и неудобство в эксплуатации.

Целью изобретения является повышение эффективности устройства и улучшение его эксплуатации.

Эта цель достигается тем, что матрицанаковальня имеет одну или несколько ступеней с углами конусности, вершины которых расположены на образуюш,ей конической поверхности матрицы. Кроме того, вершины углов конусности отдельных ступеней закруглены с образованием плавного радиусного- сопряжения в местах соединения ступеней матрицы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, обш,ий вид; на фиг. 2 - то же, разрез с приведением размеров углов конусности отдельных ступеней матрицы и узел 1; на фиг. 3 -то же, поперечный разрез с закругленными углами конусности.

Устройство содержит две симметричные электроизолированные матрицы 1 и 2 со стальными кольцами. Матрицы могут быть стальными и твердосплавными с чашеобразными выемками.

Коническая поверхность матрицы-наковальни 2 состоит из двух или нескольких ступеней, образуюшие которых составляют с осью врашения углы конусности.

Таким образом, коническая поверхность матрицы 2 в предлагаемом устройстве представляет собой поверхность врашения некоторой ломаной кривой, отрезки которой образуют с осью вращения углы.

Контейнер 3, например катлинитовый, выполнен с учетом формы и размеров зазора между матрицами 1 и 2. Наличие веерообразного буртика на контейнере предотвращает раскачивание его в сферическом углублении матрицы, а такая геометрия расположения контейнера и матрицы 2 обеспечивает надежную работу устройства вплоть до давлений 150-200 кбар.

Образец нагревается электрическим трубчатым нагревателем 4.

Устройство работает следующим образом.

екая составляющая поверхности матриц (выступ) препятствует растеканию пластического контейнера в начале сжатия, обеспечивая возрастание давления в контейнере и рабочей выемке. При последующем сжатии матриц давление увеличивается, так как выталкиванню пластической массы препятствуют силы трения материала и силы трения, возникающие между поверхностью матрицы и пластической массой.

Таким образом, благодаря наличию упорных выступов на конической поверхности матрицы 2 давление начинает расти с момента приложения усилия, и рабочий ход используется полностью для сжатия контейнера. Это способствует достижению высоких давлений и увеличению высоты рабочей камеры за счет увеличения высоты выемки в матрице.

Коническая поверхность матрицы 2 позволяет избежать концентраций локальных напряжений на участках матриц и осуществить плавный переход от сверхвысокого давления в центре до небольшого давления (практически равного атмосферному) по наружному диаметру матрицы 2. Измерительные провода помещены в отверстия, выполненные но средней части контейнера перпендикулярно осевой линии. С целью предотвращения выталкивания прокладки из зазора между матрицами при высоких давлениях и высокой температуре наружная коническая поверхность матрицы 2 может быть выполнена с отрицательным углом конусности (см. фиг. 1). При сжатии матриц 1 п 2 под прессовым механизмом контейнер выдавливается в уменьшающийся к периферии зазор между матрицами 1 и 2.

Вершины углов конусности отдельных ступеней матрицы 2 могут быть закруглены (см. фиг. 3) с образованием плавных радиусных сопряжений между конусными поверхностями ступеней матриц 1.

Формула изобретения

1.Устройство для проведения процессов при высоком давлении, содержашее две симметричные электроизолированные матрицы с рабочей выемкой и ступенчатыми поверхностями, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства и улучшения его эксплуатации, матрица-наковальня имеет одну или несколько ступеней с углами конусности, вершины которых располол ены на образующей конической поверхности матрицы.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вершины углов конусности отдельных ступеней закруглены с образованием плавного радиусного сопряжения в местах соединения ступеней матрицы.

фиг- 3