Футерованный аппарат Советский патент 1978 года по МПК B01J17/04 B01J3/00 

1

Изобретение относится к аппаратам высоких давлений и температур, предназначенных для работы с агрессивными жидкими или газообразными средами, давление в которых создается за счет теплового расширения этих сред. В частности, оно может использоваться при создании сосудов для выращивания в гидротермиальных растворах синтетических кристаллов кварца, кальцита и других, а также для химической обработ- ки материалов, например, кварцованного стекла.

Известны аппараты, включающие внешний сосуд и плавающую футеровку, выполненную из коррозионно-стойкого материала. Зазор между плавающей футеровкой и внещним сосудом заполнен нейтральной по отнощению к материалу внешнего сосуда средой 1.

Для обеспечения прочности плавающей футеровки необходимо поддерживать мияималь- ный перепад давления между полостью внешнего сосуда и полостью футеровки, который обеспечивается специальной контрольно-регулирующей системой, установленной на аппарате. Зто существенно усложняет кон-

струкцию аппарата и снижает его надежность.

Известен аппарат, у которого плавающая футеровка со специальными гофрами f2J. Эти гофры до некоторого предела расширяют допустимый перепад давления между полостью внещнего сосуда и полостью футеровки.

Однако установка гофр уменьшает полезный объем аппарата, усложняет его конструкцию. Выравнивание давления в полостях аппарата за счет деформации гофр приводит к изменению технологических рабочих параметров, что отражается на качестве продукции. Кроме того, выпадение кристаллов во внутренние складки гофр при гидротермальном синтезе кристаллов снижает компенсирующую способность гофр, что может привести к их разрушению.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности аппарата.

Это достигается тем, что аппарат снабжен вытеснителем, размещенным между плавающей футеровкой и внешним сосудом и выполненным таким обр азом, что величина свобод ных объемов внешнего .сосуда и футерогжи связаны соотношением V| 0,)(2.5-2))(оСф-с бЬ1 -{а-2У)б .S-. ( где Vo - величина свободного объема вне него сосуда; величина свободного объема футеровки;& - возможная относительная ошибка в заливке внешнего сосуда; €,E,V - соответственно допустимое напряжение, модуль Юнга и коээффицие Пуассона материала футеровки при рабочей температуре; ut - разность между рабочей и началь ной температурами; о.,о1ф- коэффициенты линейного расширеНИИ материала соответственно внешнего сосуда и футеровки. На чертеже изображен общий вид предлагаемого аппарата, продольный разрез. Аппарат содержит внешний сосуд 1 и плавающую футеровку 2, выполненную из коррОзионно-стойкого материала. Для обеспе ченкя необходимой величины свободного объема 3 между внешним сосудом 1 и футе ровкой 2 помещен вьгтеснитель 4. Вытеснитель может быть выполнен из двух цилиндрических полуоболочек или набора разрез- ных шайб. Вытеснитель может быть также совмещен со стенкой внешнего сосуда. Плавающая футеровка 2, и feющaя рабочу полость 5, устанавливается во внешнем сосуде на подставке 6, Крышки 7 соединяются с цилиндрической частью футеройки любы известным способом. Давление в аппарате измеряется через -крышку 8 внешнего сосуда 1. Требуемый баланс между давлениями внутри закрытой плавающей футеровки 2 и свободным объемом 3 внешнего сосуда 1 достигается за счет малых упругих деформаций футеровки под действием рабочего давления. В силу малости свободного объем 3 эта деформация существенно изменяет величину последнего, что приводит к изменению давления в этом объеме. Вследствие относительно большой величины объема рабочей полости 5 футеровки o67iGM SToAf полости практически не изменяется при упругих деформациях футеровки 2, что обеспечивает поддержание постоянства технологических параметров процесса. Формула изобретения Футерованный аппарат, включающий внешний сосуд и ппаваюшую футеровку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы, аппарат снабжен вытеснителем, размешенным между плавающей футеровкой и внешним сосудом, причем величина свободных объемов внешнего сосуда и футеровки связаны соотношением 0.,5-2))дЬбГзО ф-оС)й1Е - (2 -2.)6 Уф E6-Ct-e346ut) где Vi - величина свободного объема внешнего сосуда; V - величина свободного объема футеровки;о - возможная относительная ошибка в заливке внешнего сосуда.; - соответственно допустимое напряжение, модуль Юнга и коэффициент Пуассона материала футеровки при рабочей температуре; ote коэффициенты линейного расширения материала соответственно внешнего сосуда и футеровки; ЛЬ - разность между рабочей и начальной температурами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1, Атрощенко В. И, и Каргин С. И. Те снопогия азотной кислоты. М., Химия, 1970, с. ЗЗО. 2. Патент Франции № 2092273, кл. кл. В 01 J 3/00, 1970.