Устройство для создания высокого давления Советский патент 1986 года по МПК B01J3/06 

г9 Изобретение относится к технике высоких давлений и может быть исполь зовано для синтеза сверхтвердых материалов и для исследования физических свойств твердых тел при низких и высоких температурах, а также в ма нитных полях в условиях высокого давления. Известно устройство для создания высокого давления, содержащее пуансо ны, состоящие из рабочей и опорных, частей, установленный между ними кон тейнер из упругопластичного материала для размещения обрабатываемого об разца. Недостатками устройства является то, что пуансоны испытывают большие деформации вдоль аксиальной оси, чт является препятствием для повьшения давления. Целью изобретения является повышение давления. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем пуансоны, состоящие из рабочей и опорных частей, и установленный меж ду ними контейнер из упругопластичного материала для размещения обрабатываемого образца, опорные и рабо чие части пуансонов установлены на расстоянии друг от друга перпендикулярно оси приложения давления, на обращенных друг к другу торцах частей выполнены кольцевые канавки, ра бочая часть пуансона снабжена центральной вставкой из сверхтвердого материала и коаксиально установленной прокладкойиз пластичного материала, устройство дополнительно снабжено кольцевой прокладкой из упругопластичного материала, устано ленной между торцами рабочей и опор ной частей пуансонов, пьезоэлектрическим элементом и зарядом взрывчатого вещества, установленных коакси ально в полости кольцевой прокладки Такое вьшолнение устройства позволяет существенно повысить давление за счет того, что вставка рабочего пуансона под действием силы взрыва движется к центру камеры сжа тия, производя дополнительное сжатие контейнера с образцом, при этом пьезоэлектрический элемент с пластичной кольцевой вставкой, снижая трение, облегчает это движение. На фиг. 1 и 2 представлены поперечные разрезы устройства для созда ия высоких давлений по типу шар по типу белт соответственно. Устройство состоит из рабочей 1 опорной 2 частей пуансонов, контейнера 3 из упругопластичного материала с образцом 4, опорные и рабочие части установлены на расстоянии друг от друга перпендикулярно оси приложения давления. На обращенных друг к другу торцах частей выполнены кольцевые канавки 5 и 6, рабочая часть пуансона 1 снабжена центральной вставкой 7 из сверхтвердого ма:: териала и коаксиально установленной цилиндрической прокладкой 8 из пластичного материала. Устройство снабжено кольцевой прокладкой 9, установленной между торцами рабочей 1 и опорной 2 частей пуансонов, пьезоэлектрическим элементом 10 и зарядом взрывчатого вещества 11-, установленных коаксиально в полости кольцевой прокладки 9. Полости между рабочими частями пуансонов заполнены твердой средой 12 типа катлинита или пирофилита. Устройство снаружи имеет оболочку 13 из упругопластичного материала. Устройство для создания высокого давления работает следующим образом. К наружной поверхности оболочки 13 прилагается равномерно распределенное давление, вызьшающее перемещение опорной 2 и рабочей 1 частей пуансонов к центру, сжимая контейнер 3с образцом 4, одновременно сжимаются также кольцевая прокладка 9, пьезоэлектрический элемент 10 и заряд взрывчатого вещества 11. Геометрические размеры торцов, обращенных другк другу рабочей 1 и опорной 2 частей пуансонов с кольцевыми канавками 5 и 6, выполнены таким образом, что возникает разница давлений на торцах центральной вставки 7, которая приводит к ее движению к центру и дополнительному сжатию контейнера 3 с образцом 4. Однако дальнейшее повьшение внешнего давления, действующего на оболочку 13, не вызывает повышение давления в образце, поскольку трение, возникающее в твердой среде 12, не позволяет сближаться рабочим частям пуансонов 1 со вставкой 7. Но при достижении определенного давления во взрывчатом веществе 11 инициирует взрыв, под действием давления которо393845

го центральная вставка 7 перемещается к центру, вызывая дальнейшее сжатие контейнера 3 с образцом.4.

В момент взрыва пьезоэлектрический элемент возбуждается от электрическо- 5 го тока, подводимого к нему, и вызывает колебания центральной вставки 7, что значительно уменьшает трение на

ее боковой поверхности и способству1

ет ее перемещению. Одновременное движение нескольких пуансонов (фиг.1) или двух (фиг.2) приводит к всестороннему сжатию контейнера с образцом.

Реализация конструкции по типу шар (фиг. 1) повышает предел давления с 120-140 кбар до 500 кбар а по типу белт с 70 кбар до 140 кбар.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее пуансоны, состоящие из рабочей и опорных частей, и установленный между ними контейнер из упругопластичного материала для размещения обрабатываемого образца, отличающееся тем. что, с целью повыйения давления, рабочие и опорные части пуансонов установлены на расстоянии один от другой перпендикулярно оси приложения давления, на обращенных друг к другу торцах рабочих и опорных частей выполнены кольцевые канавки, рабочая часть пуансона снабжена цент-: ральной вставкой из сверхтвердого материала и коаксиально с ней установленной цилиндрической прокладкой из пластичного материала, устройство дополнительно снабжено кольцевой йрокладкой из упругопластичного материала, установленной между торцами рабочей и опорной частей пуансонов, пьезоэлектрическим элементом и зарядом взрывчатого вещества, установленными коаксиально в полости кольцевой прокладки.