Многопуансонный аппарат высокого давления

О П И"4.;:А;.Н"И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскик Социалистическии Реслублин(45) Дата опубликования оп иный комитетиистров СССРизаоретений осударсСоветапо дел(53) УДК 5-9 89(088 8) летень2 ытии исания 11.1 Авторызобретен Л. ф. Верещагин, А, А. Семерчан, Н, Н. Кузин и Ю. А. Садко ститут физики высоких давлений АН СССР 1) Заяви 54) МНОГОПУАНСОННЫЙ АППАРАТ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ Изобретение относится к области устройств длясоздания высоких давлений в сочетании с высокимитемпературами и может быть использовано для обработки материалов давлением с целью придания имразличных необратимых свойств, например для син. атеэа сверхтвердых материалов, а также для различного рода исследований при высоких давлениях, итемпературах,Известны многопоршневые аппараты высокого дав. 1 Опения и высокой температуры, рабочий объем кото.:рых представляет собой правильный многогранник,образованный поверхностями малых оснований пуан.сонов, выполненных в виде усеченных пирамид, рас.положенных в пространстве так, что их оси пересекаются в общем центре. В исходном состоянии между боковыми гранями пуансонов имеется небольшой зазор, обеспечиваю.щий возможность перемещения поршней вдоль их осей к общему центру поц действием приложенных 20 к ним сил и осуществления сжатия содержимого рабочего объема. Степень сжатия содержимого рабочего объема, а следовательно, и величины давления, создаваемого в рабочем объеме, определяется в подобных 11 аппаратах не величиной возможного сближения порш неи, а толщинои прокладки, обспечивающеи надеж.ное уплотнение рабочего объема. В указанных аппаратах уплотняющая прокладка образуется при сближении пуансонов за счет вытекания материала держателя образца из рабочего объема в зазор между боковыми гранями поршней, Надежное уплотнение рабочего объма подобной прокладкой будет обеспечено только при очень малой толщине прокладки (несколько десятых долей миллиметра), достигаемои только в конце сближения пуансонов. Малая толщина уплотняющей прокладки ограничивает степень сжатия содержимого рабочего объема, а следовательно, и величину достигаемого давления, Особенно заметно влияние этого ограничения в аппаратах с больши.ми рабочими объемами, выражающееся в уменьше.нии возможной величины достигаемых давлений с увеличением рабочего объема. Кроме того, в материале подобных прокладок и в материале пуансонов, контактирующем с прокладкой, всегда имеет место . зона резкого перепада между давлением в рабочем :объеме н атмосферным. Это является одНой из при. чин разрушения пуансонов и нестабильной работы аппарата, особенно в сочетании высоких давлений с высокими температурами, выражающейся в мгновен 1 ном выбросе содержимого рабочего объема.521005 ЦНИИПИ Заказ 4578/526 Тираж 864. Подписи6 О филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Целью изобретения является повышение предель.ного давления в рабочем аппарате и повышение надежности и стабильности его работы,С этой целью на боковых гранях пуансонов, параллельно их основаниям, выполнены кольцевыеуглубления, в которых расположены уплотняющиепрокладки, имеющие преимущественно поперечноесечение с чередующимися уплотнениями н сужениями.На чертежа показан аппарат, поперечный разрез,Аппарат содержит рабочий объем.1, пуансоны 2, 1 Ов которых выполнены углубления 3, и уплотняющиепрокладки 4,Рабочий объем в виде правильного многогранникаограничен поверхностями малых оснований пуансонов,выполненных в виде усеченных пирамид и расположенных в пространстве так, что их оси пересекаютсяв общей точке, Число пуансонов аппарата определяет.ся числомграней многогранника рабочего объема.На чертеже представлен аппарат с рабочим объемомв виде кубаи,следовательно, с шестью пирамидаль- оОными пуансонами. На боковых поверхностях пуан.сонов выполнены углубления, образующие которыхпараллельны основаниям пуансонов. Углубления частично или полностью заполнены пластичным.: материалом, образующим уплотняющие прокладки. эьПри относительном сближении пуансонов под дей.ствием приложенных к ним сил каждая прокладкавыдавливается из полости, образованной углублениями, в направлении к периферии аппарата через за.зоры йй 5 Между выступами профиля на боковых 30поверхностях пуансонов. Давлениесоздаваемое приэтом в материале каж. ой уплотняющей прокладки,определяется давлением в соседней с периферией про-,кладке, куда происходит выдавливание материаларассматриваемой прокладки, величиной зазора о.или ЗбО между выступами профиля на боковых поверхностях поршней, через который происходит выдавлива.ние, и материалом прокладки. Изменение величинызазоров и материала прокладок позволяет добитьсяв прокладке, непосредственно контактирующей с рабочим объемом 1, давления, обеспечивающего уплот-,нение рабочего обьема с начала сближения гвердо.сплавных пуансонов 2, а не в конце хода сжатиякакв известных аппаратах. Поэтому в предлагаемых ап.паратах можно достичь большей степени сжатия содержимого рабочего объема и больших давлений посравнению с известными многопоршневыми аппара.тами. В зависимости от величины давления рабочийобъем 1 уплотнен одним или несколькими рядамипрокладок 4,Понижение давления от рабочего до атмосферного по набору уплотняющих прокладок с относительно небольшим градиентом давления обеспечиваетэффективную поддержку материалу пуансонов, позволяющую выдерживать без разрушения повышенные давления в рабочем объеме. В то же время обес.печивается и повышенная стабильность работы аппарата при повышенных давлениях в сочетании с вы.сокими температурами.Многопоршневой аппарат обеспечивает возмож 3ность получения в рабочем объеме более 200 см параметров по давлению и температуре, необходимыхдля синтеза поликристаллических алмазных образо.ваний типа карбонала (давление 90 кбар),Формула изобретения 1, Многопуансонньгй аппарат высокого давления и температуры, содержащий пуансоны в виде усеченных пирамид и уплотняющие прокладки, расположен. ные на боковых гранях пуансонов,о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения предельного давления в рабочем объеме аппарата и повышения надежности и стабильности его работы, на боковых гранях пуансонов, параллельно их основаниям, выполнены кольцевые углубления, в которых расположены уплот.няющие прокладки2. Многопуансонный аппарат по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что уплотняющие прокладки имеют поперечное сечение с чередующимися уплотнениями и сужениями,