Реактор высокого давления

(57) Изобретение о реактора высокого пульсного сжатия га рить функциональны содержит рабочий ци ющим поршнем, в кот Полость имеет вытес ком и пяткой, связан закрепленной с ре крышке рабочего ци ная камера, заполне новлена разрывная 7м машиностроения А.Пупко,ГОСУДАРСТВЕН йЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) РЕАКТОР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к реакторам периодического действия, в которых химические превращения осуществляются в условиях импульсного сжатия газов,Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей.На чертеже изображен предлагаемый. реактор.Реактор содержит корпус 1 с рабочим цилиндром 2, в котором размещен свободноплавающий поршень 3. Рабочий цилиндр 2 имеет крышку 4, в которой установлен стержень 5 с вытеснительной камерой 6, выполненной в виде осевого конического углубления. Рабочий цилиндр 2, поршень 3 и крышка 4 образуют камеру 7 сжатия, отделенную от вытеснительной камеры 6 оазрывной мембраной 8. В крышке 4 выполнены каналы 9 для сообщения камер 6 и 7 после разрыва мембраны 8. Камера 6 заполнена тиксотропным реагентом 10. В поршне 3 выполнена полость 11, в которой расположен вытеснитель 12. Боек 13 вытеснителя 12 пропущен через осевое отверстие в днище поршня 3, а его ударная часть имеет коническую форму, ответную форму вытеснительпвЯЛан 1681943 А 1 тносится к конструкции давления в условиях имзов и позволяет расшив возможности, Реактор линдр со свободноплава. ором выполнена полость, нитель с коническим бойкой с пружиной сжатия, гулировсчным узлом, В линдра выполнена ответнная реагентом, и уста- мембрана, 1 ил, г ной камеры 6. Пятка (не показа.а) вытеснителя 12 через пружину 14 сжатия связана с регулировочным узлом 15, выполненным в виде стакана, на внешней поверхности которого имеется резьба, с помощью которой он размещен в полости 11.Полость 11 заполнена на 0,8-0,9 своего объема взятой нейтральной по отношению к реагенту жидкостью (не покаээна). Эта жидкость препятствует попаданию реагентов и продуктов реакции из камеры 7 сжатия в полость 11, которое могло бы произойти при ее отсутствии из-за высокого давления, создаваемого в камере сжатия, Проникновение реагентов и продуктов реакции в полость 11 недопустимо, в частности, из-за того, что зто уменьшает степень сжатия, достигаемую в реакторе, т,е. снижает такие параметры импульсного сжатия, как максимальная температура и давление, играющие существенно важную роль для протекания химической реакции, Газовый обьем, составляющий оставшуюся часть полости 11 (0,1 - 0,2 ее объема), необходим для того, чтобы вытеснитель 12 имел возможность утанливаться в полости, При отсутствии газового объема это было бы невозможно в силу сла.бой сжимаемости заполняющей полость 11 жидкости.Реактор имеет аккумулирующую камеру 16, сообщенную каналом 17 с полостью рабочего цилиндра 2 через обратный клапан 18, Канал 17 закрыт впускным подпружиненным клапаном 19, запуск которого осуществляется электромагнитным клапаном 20. В корпусе 1 выполнен дренажный канал 21, сообщающий полость рабочего цилиндра 2 с атмосферой через запорный орган (не указан).Реактор работает следующим образом.В аккумулирующую камеру 16 подают толкающий газ, например аргон, под давлением. Впускной клапан 19 закрыт, электромагнитный клапан 20 обесточен. Поршень 3 находится в крайнем правом положении, Камеру 7 сжатия заполняют газообразным реагентом, например водяным паром, Вытеснительная камера 6 заполнена предварительно тиксторопным гелеобразным гидрореагирующим веществом, например гелем иэ порошков алюминия и бора.При подаче напряжения на элетромагнитный клапан 20 впускной клапан 19 открывается и толкающий газ по каналу 17 через обратный клапан 18 поступает в рабочий цилиндр 2 и толкает поршень 3, который с большой скоростью движется к крайнему левому положению, сжимая водяной пар.При подходе к крышке 4 боек 13 вытеснителя 12 разрушает мембрану 8 и проникает в камеру 6, поршень 3 продолжает движение, а пятка вытеснителя 12, утапливаясь в полость 11 на 0,1-0,2 ее объема, сжимает пружину 14. Этим обеспечивается сжатие смеси из водяного пара и мелкораспыленного гелеобразного вещества. В этот момент смесь реагентов пытается проникнуть в полость 11 через неплотности скользящей посадки бойка 13 в отверстии днища поршня 3, Однако этого не происходит, поскольку полость 11 заполнена на 0,8-0,9 своего объема вязкой жидкостью. При этом в коротком импульсе сжатиядостигаютсятакие высокие температуры и давления, которые практически не достижимы в обычных 5 10 15 20 25 30 35 40 45 реакторах, Например, при сжатии одно- атомных газов, как показывают расчеты, при давлении толкающего газа Рт 100 атм может быть достигнуто давление в импульсе Рмвксатм и температура ТабакеК, если начальная температура То=300 К. В таком процессе скорости реакции возрастают на 2-3 порядка, например сжигание гелеобразных составов в водяном парейаВН 4+ВгОз+Нг 0 -ф йагВ 40 т+Нг, А 1+В+Нг 0 -ф АгОз+ВгОз+Нг.Регулировочный узел 15 установлен с возможностью осевого перемещения для предварительной установки возвратной пружины 14, поскольку ее полное сжатие во время импульса обеспечивает минимальный объем камеры сжатия реагентов.Таким образом, в предлагаемом реакторе в отличие от известного появляется возможность подачи в зону реакции смесевых гелеобразных (тиксотропных) составов, т,е. возможность работы с целым классом веществ, представляющих интерес для фиэикохимических исследований. В результате обеспечивается расширение функциональных воэможностей реактора высокого давления.Формула изобретения Реактор высокого давления, содержащий корпус, рабочий цилиндр со свободноплавающим поршнем и крышку цилиндра, образующие камеру сжатия, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в свободноплавающем поршне выполнена полость, которая заполнена вязкой жидкостью в количестве 0,8-0,9 ее объема, снабжена размещенными в ней регулировочным узлом и вытеснителем с коническим бойком, пропущенным через осевое отверстие в днище поршня, и пяткой, связанной с пружинойсжатия в днище поршня, жестко закрепленной с регулировочным узлом, установленным с воэможностью осевого перемещения, при этом в крышке цилиндра выполнены в виде конуса вытеснительная камера, отделенная от камеры сжатия разрывной мембраной, и каналы,1681943 Составитель Н. Кацовскаяедактор В. Данко Техред М.Моргентал Корректор А, Осауленк изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро агарина,аз 3361. ВНИИПИ Тираж Подписное .дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5