Автономная камера высокого давления Советский патент 1982 года по МПК F16J12/00 

(54) АВТОНОМНАЯ КАМЕРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к технике высоких давлений и может быть использовано при изучении различных квантовых физических явлений в твердых телах.

Известна камера для создания высокого гидростатического давления для исследования электрических и гальваномагнитных свойств у монокристаллов металлов и полупроводников при низких температурах, в которой в системе цилиндр-поршень давление создается в жидкой среде при комнатной температуре, затем механически фиксируется, и система переносится в сосуд Дьюара для охлаждения. При этом давление и его гидростатичность сохраняется. Камера позволяет получать давление до 11 кбар. 1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является камера для создания высокого гидростатического давления для работы при температурах жидкого гелия, в которой используется система, состояш.ая из поддерживающего цилиндра и цилиндрической матрицы с поршнем, который фиксируется после создания давления в среде, состоящей из смеси масла и керосина, при комнатной температуре, и

затем охлаждаемой. Камера проста в управлении и эксплуатации 2.

Однако в известной камере верхний предел давления при гелиевых температурах ограничен величиной 18 кбар.

Целью изобретения является повышение надежности при повышении гидростатического давления в камере.

Поставленная цель достигается тем, что камера снабжена гайкой-держателем, установленной между гайкой-фиксатором и матрицей, и экструзионным кольцом, размещенным между поршнем и грибковой системой уплотнения, а обтюратор выполнен конической формы.

На чертеже представлена предлагаемая 15 камера.

Камера состоит из цилиндрического корпуса 1, в который запрессована матрица 2, зафиксированная и поддержанная гайкойдержателем 3. Конусность матрицы составляет 2°, натяг - 5 мм. В матрице выполнен цилиндрический канал, в котором перемещается поршень 4 с уплотнением 5 и вкладышем фиксирующего подпятника 6. Между поршнем и грибковой системой уплотнения размещено экструзионное кольцо 7. Конический обтюратор 8 с набором колец 9 предварительно уплотняется гайкой 10. Через центральный канал обтюратора пропущены электровводы 11 из медной проволоки. Давление в камере создается прессом посредством плунжера 12, фиксация давления осуществляется гайкойфиксатором 13. Полость 14 между порщнем с грибковой системой уплотнения и коническим обтюратором заполнена жидкой средой, например смесью пентана 40% и трансформаторного масла 60% от веса смеси. Все детали системы цилиндр-порщень, кроме поршня, подпятника и уплотнений, изготавливаются из стали 45ХМНФА, термообработанной до твердости 49 ед. Re, поршень и вкладыщ фиксирующего подпятника - из карбида вольфрама ВК-6 (с твердостью 90ед. RC), грибковая система уплотнения - из бериллиевой бронзы БР-Б2, термообработанной до твердости 38-40 RC, с набором колец из резины и полиуретана, и служит для удержания жидкой, передающей давление среды на первом этапе создания давления, пока не начинает работать уплотняющее экструзионное кольцо (бр-Б2, 38-40eд.R ).

Камера работает следующим образом.

Исследуемый объект 15 помещается в полости 14 на обтюраторе 8. Давление в камере создается гидравлическим прессом, усилие от которого через плунжер 12 и фиксирующий подпятник 6 передается поршню 4, который сжимает рабочую среду. В этот момент грибковое уплотнение 5 препятствует вытеканию среды из рабочего объема. По мере увеличения нагрузки эту функцию берет на себя экструзионное кольцо 7. После достижения нужного давления в камере гайкой-фиксатором 13 фиксируют местоположение подпятника 6 и, тем самым, поршня 4. Затем порщень гидравлического пресса поднимается и камера освобождается, но в результате фиксации гайкой 13 вся порщневая система камеры остается неподвижной, тем самым сохраняя в ней давление.

Камера позволяет получать давление до 35 кбар.

Изобретение просто по конструкции и процедуре применения. Все основные детали камеры выдерживают многократные циклы нагружений до максимальных давлений, а замены труебуют лишь уплотнения. Предлагаемая камера может быть внедрена в лабораторную практику без больших материальных и производственных затрат, и позволяет проводить эффективные исследования по физике твердого тела.

Формула изобретения

Автономная камера высокого давления, состоящая из поддерживающего цилиндра с запрессованной в него матрицей, в цилиндрическом канале которой размещены

поршень с гибковой системой уплотнения и обтюратор, образующие между собой заполненную жидкой средой полость, и гайки-фиксатора давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности при

повышении гидростатического давления в камере, она снабжена гайкой-держателем, установленной между гайкой-фиксатором и матрицей, и экструзионным кольцом, размещенным между поршнем и грибковой системой уплотнения, а обтюратор выполнен конической формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/3