Способ поддержания сбалансированных давлений гомогенных жидких сред в сосуде

О П И С А Н И Е щ 691639ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Соеетсеа Социапистимескик Республик(51)М, Кл,2) Заявлено 30.05.78 (21 ) 2620902/23-2 ением заявки М 2 п исое Гоеударетеенный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата Штеренпихт, Э,72) Авторы изобретения пь Всесоюзный ордена Трудовогоисследовательский институт сщ 71) Заяви 54) СПОСОБ ГК)ДДЕРЖАНИЯГОМОГЕННЫХ ЖИД ненсба Изобретение относится к области применения сосудов высокого давления и температуры, преимущественно при гидротермапьном синтезе кристаллов, в условиях, когда технологическая среда должна бысть отделена с помошью соответствующей разделительной системы от юрпуса сосуда или манометрических и предохранитепьных приборов.Известен способ поддержания сбалансированных давлений в сосуде высокого давления, имеющем разделительную систему, отделяющую упругой стенюй рабочую камеру от корпуса сосуда, на основе точной заливки разделительной системы и рабочей камеры по заранее рассчитанным коэффициентам 111.Основным недостатюм такого способа является невозможность получения точных расчетных значений коэффициентов заливки этих объеьезв из-сза трудностей учета влияния температуры и составов этих сред на величину давлений, возникающих в них при нагреве, что приводит БАЛАНСИРОВАННЫХ ДАВЛЕНИЙКИХ СРЕД В СОСУДЕк возникновению недопустимых перепадов давлений и разрушению упругой стенки разделительной системы,Частично этот недостаток устра в известном способе поддержания пансированных давлений в сосуде высокого давления, содержащем разделительнуто систему и рабочую камеру с обшей стенкой, у которого отношение объемов этих полостей является малой величиной 21,Этот способ состоит в нахождении оптимальной заливки разделительной системы с помощью серии последоватепьных опытных циклов, определяя в конце каждого степень и направление деформации стенки разделительной системы. Эгот способ позволяет достаточноточно определить требуемые коэффициенты заливки, Однако его недоотаткомявляется спожность эксплуатации сосуда высокого давления всвязи с необходимостью получения, требуемой заливки в каждом цикле. При некотором отклоне1 Гь 1 - .Г(1 - б(1+T+Р 1 и)7 р . 1 - 7(1 - )(1+Р Д) где 3(, - объем добавляемого веществафМ - объем разделительной каРмеры;Г - технологический коэффициентзаливки рабочей камеры;Я - поправка на различие в со 25ставах и температурах жид-,ких сред разделительной ирабочей камер, а также навозможную ошибку в заливкепоследней, О= 0,0 1-0, 1;М - относительное изменениеобъема разделительной камеры при максимально допустимой деформации еестенкщ5 - разность между рабочей иначальной температурами;И Р - коэффициенты объемногорасширения соответственножидкой среды и добавляемого40вещества в разделительнойо камере,заполняют оставшийся свободный объемразделительной камеры жидкой средой,например водой, и поддерживают до наступления гомогенизации среды в рабочейкамере давление насыщенных паров в разделительной камере меньшим, чем в рабочей камере, за счет того, что междуразделительной и рабочей камерами донаступления гомогенизации среды в рабочей камере поддерживают разнтьтемператур, не превышающую 20 С, иза счет того, что вводят в состав жидкойсреды разделительной камеры и добавки,преимущественно ИсСГ.Поправочный коэффициент 8 определяют по известным Р- М -Т зависимостям жидких сред, заполняющих рабо 20 нии (заранее неизвестном) фактической заливки от требуемой леличины возможно. разрушение стенки разделительной системы, что снижает надежность работы сосуда. 5Целью изобретения является обеспечение заданной разности давления между камерами сосуда.Эта цель достигается тем, что в разделигельную камеру добавляют вещество, сохраняющее свое агрегатное состояние в рабочих условиях, объем которого определяют из соотношения: чую и разделительную камеры таким образоМ, чтобы коэффициенту заливки С(1-) соответствовало давление в разделительной камере при рабочей температуре, равное давлению в рабочей камере при коэффициенте заливки г с учетомего максимально возможной ошибки.Заранее установленное 100%-ное заполнение разделительной системы (послезагрузки в нее твердого или. жидкоговещества) жидкой средой, как правиловодой, практически исключает возможность ошибки при заливке. Возникающеепри этом отклонение коэффициента заливки разделительной камеры от такового в рабочей камере, в условиях гомогенизированного состояния среды в последней, компенсируется за счет изменения объема разделительной системы придопустимых дрфбрмациях ее упругойтонкой стенки, Чтобы эти деформацииприводили к выравниванию давлений, частьобъема разделительной камеры, заполненная жидкой средой, должна быть достаточно малой. Величина ее малостидостигается с помощью загружения вразделительную камеру малосжимаемого,сохраняющего свое агрегатное состояниепри рабочих условиях вещества в необходимом объеме. В зависимости от конс-труктивных особенностей разделительнойсистемы или технологических требованийпроцесса, в качестве этого веществамогут быть использованы кРк твердыематериалй; например сталь и медь, такижидкие, не кипящие при рабочей температуре и давлении, например ртуть,минеральные масла, растворы специальных солей,Для обеспечения прочности стенкиразделительной камеры при негомогенизированном состоянии технологическойсреды (как правило, на этапах ввода ивывода иэ рабочего режима, когда давление в рабочей камере определяется .не коэффициентом ее заливки, а тольютемпературой технологической среды),поддерживают в разделительной системедавление маньшим, чем в рабочей камере. Требуемый перепад давлений,при не" гомогенизированном состоянии гехнологической среды обеспечивают в зависимости от конструктивных и технологических особенностей: либо путем поддержания в разделительной камере температуры на 20 С меньше, чем в рабо 1чей камере, либо введением в первую специальных добавок, например КОС 6, по691639 где 5нижающих давление насыщающих паров, Первый способ целесообразнее применять в случае, когда раздепитепьная система используется дпя отдейейия технологической среды от манометрических н предохранительных приборов, а второй - от. стенок корпуса сосуда (плавающие футеровки).Для уменьшения степени деформации стенки разделительной камеры, вызы-ваемой 1009 о ной заливкой ее свободного объема, цепесообраэно загружать в нее вещество, имекщее коэффициент объемного теплового расширения мень. ший, чем таковой для разделительной системы. формула изобретения 1. Способ поддержания сбалансированных давлений гомогенных жидких сред в сосуде, включающий заливку раэдепитепьной и рабочей камеры жидкими средами и поспедующий их нагрев, о ти и ч а ю щ и й с- я тем, что, с цепью обеспечения заданной разности давления между камерами сосуда, в разделительную камеру добавляют вещество, сохраняющее свое агрегатное состояние в рабочих усповиях, объем которого определяют из соотношения: 7 ь 1-Г 1-БИ 1+7+Я д 1)ЧТр 1 71 5)(1 И 3 объем добавляемого вещества;объем разделительной .камеры;технологический коэффициент запивки рабочей камеры; 6д - поправка на различие всоставах и температурахжидких сред разделительной и рабочей камер, а5 также на возможную ошибку в заливке последней,Ю:О,01 0,1;д - разность между рабочейи начальной температурао ми;относительное изменениеобъема раэделитепьной камеры при максимально до .пустимой деформации ее15стенки;и- коэффициенты объемногорасширения соответственножидкой среды и добавпяемого вещества в разделительной камере,заполняют оставшийся свободный объемразделительной камеры жидкой средой,преимущественно водой, и поддерживают25до наступления гомогенизации среды в, рабочей камере давление насыщенныхпаров в разделительной камере меньшим,чем в рабочей камере.2. Способ по п 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что между разделительной и рабочей камерами до наступпениягомогенизации среды в рабочей камереподдерживают разность температур, непревышающую 20 С.353. Способ по и, 1, о т и и ч а ющ и й с я тем, что вводят в составжидкой среды разделительной камерыдобавки, преимущественно йд С.Источники информации,4 о принятые во внимание при экспертизе1. Лодиз Р, Паркер Р. Рост монокристаллов. М., фМирф, 1974, с 163,2."СгзвФ, Аою 1 И" 2.178,1968 (прототиц).Составитель В. Продан Редактор Т. Йевятко ТехредМ. Келемещ. Корректор В, Синицкая. Заказ 6188/28 Тираж 619 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4