Установка для экструзии материаловпри низких температурах

Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл.В 30 В 11/2 В 21 С 23/2 сударственнын комитет СССР о деяам изобретений н открытий(23) Приорыт тень Ио 26 1 5,0 7,8 1(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСТРУЗИИ МАТЕРИАЛО ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХретение относится к технолоаботки металлов давлением, а более конкретно к прессованию и экструдированию материалов при низких (криогенных) температурах.Известна установка для экструзии материалов в температурной области 77-4,2 К, сконструированная как вертикальный гидравлический пресс и содержащая опорную плиту, на которой установлен вертикальный силовой цилиндр с подвижным штоком и, помещенные в сосуд Дьюара опорную колонку и подвижную тягу, в нижней части которой размещен деформационный узел, состоящий из контейнера, матрицы и пуансона, опирающегося на траверсу,.соединенную с опорной колонкой 1Однако, несмотря на низкую теплопроводность нержавеющей стали, из которойизготовлены колонки и тяга, через них происходит охлаждение деталей пресса и рабочей жидкости в гидроцилиндре, переохлаждение и выход из строя уплотнительной манжеты, охватывающей подвижный шток и обеспечивающей герметизацию объема сосуда Дьюара, что Необходимо в случае применения в качестве хладагентов жидких водорода и гелия, Кроме того,наличие теплопритока через колонкуи тягу значительно увеличивает расходхладагента, что особенно существеннодля больших устройств с усилием прессования в десятки и сотни тонн.Цель изобретения - повышение надежности и долговечности узлов установки Ъутем предупреждения переохлаждения и замерзания рабочей жидкостив гидроцилиндре, переохлаждения ивыхода из строя уплотнительной манжеты, а также уменьшение расходахладагента за счет снижения теплопритоков к охлаждающей жидкости по 5 опорной колонке и подвижной тяге.Поставленная цель достигаетсятем, что установка для экструзии материалов при низких температурах,содержащая вертикально расположенный 20 гидроцилиндр с подвижным штоком,установленный на опорной плитет и помещенные в сосуд Дьюара опорную колонку и подвижную тягу,в нижней частикоторых размещен деформационный узел,снабжена размещенным между опорнойплитой и опорной колонкей опорнымцилиндром, жестко связанным с плитойи имеющим в нижней части фланец сподвесками, с которыми соединена с ЗО возможностью осевого перемещения доупомянутого фланца опорная колонка, а также соединенным с нижней частью подвижного штока стаканообразным зацепом с отверстием в днище, через которое введена подвижная тяга, имеющая в верхней части бортик.Опорный цилиндр и зацеп штока размещены выше уровня, до которого заливается хладагент, что предупреждает их охлаждение хладагентом, Все это в совокупности обеспечивает размыкание подвижной тяги и подвижного штока, опорной колонки и опорного цилиндра, а контакт между ними осуществляется тремя коническими упорами и тремя шпильками с коническими шайбами, что позволяет в разгруженном состоянии в десятки раз уменьшить сечение, по которому происходит теплоприток. Смыкание опорного цилиндра с опорной колонкой и зацепа с бортиком тяги происходит только при приложении усилия прессования.На чертеже представлена конструкция предлагаемой установки. Усилие от гидроцилиндра 1, установленного на опорной плите 2, через подвижный шток 3, уплотняемый манжетой 4, зацеп 5 и подвижную тягу 6 передается на прессуемый объект, состоящий из конвейера 7, матрицы 8, заготовки 9 и пуансона 10, который в свою очередь опирается на траверсу 11. Через траверсу 11 усилие передается на опорную колонку 12, опорный цилиндр 13 и опорную плиту 2, В разгру- З 5 женном состоянии опорная колонка свободно висит на трех подвеска 6 14, закрепленных в бортике опорного цилиндра и имеющих в нижней части шайбы конический бортик, Бортик под вижного штока в разгруженном состоянии лежит на трех подпружиненных конических упорах 15, размещенных в зацепе подвижного штока, причем упругость пружин 16 выбрана такой, 4 чтобы они удерживали вес подвижной тяги, помещенного в ее хвостовик прессуемого объекта, траверсы и опорной колонки. Это необходимо для того чтобы в свободном состоянии . 0 до повышения давления в гидроцилиндре, не было смыкания зацепа пОдвиж-.ного штока с бортиком подвижной тяги.В предлагаемой установке тепло- приток в.разгруженном состоянии через металлические детали определяется малой площадью контакта междузакрепленными в опорном цилиндреподвесками и опорной колонкой эасчет наличия на шайбах подвесок коничеСкого бортика и треугольного сечения самих подвесок, а также точечными контактами между закрепленным в подвижном штоке зацепом и бортиком подвижной тяги за счет наличия кони-,ческих упоров.Работа установки происходит следующим образом,В хвостоник подвижной тяги вкладывается прессуемый объект. Устанавливается сосуд Дьюара, имеющий иафланце вакуумное уплотнение, откачивается воздух из объема сосуда Дьюара,объем заполняется газом, которыйпредполагается в ожиженном виде использовать в качестве хладагента,например водород, затем производитсязаливка хладагента (водорода) доуровня, обозначенного на чертеже.Прессование происходит следующимобразом.При повышении давления в гидросистеме подвижный шток движется вверх,увлекая за собой через зацеп и подпружиненные конические упоры, подвижную тягу, прессуемый объект, траверсу и опорную колонку вплоть до смыкания опорной колонки с опорным цилинд.ром,. При дальнейшем движении подвижного штока вверх начинают сжиматьсяпружины под коническими упорамивплоть до смыкания цилиндрическогозацепа с бортиком подвижной тяги.Таким образом, силовая схема оказывается замкнутойВ этом состояниипроизводится прессование,длительностькоторого мала по сравнению с длительностью всех остальных технологических и измерительных операций, во время которых силовая схема разомкнутаи теплопередача между частями установки, находящимися при комнатнойи низкой температурах, мала и определяется конструкцией подвесок, шайбна подвесках и конических упоров,Полным сечением опорного цилиндраи подвижного штока теплоприток определяется только в процессе прессования, которое относительно кратковременно (секунды, десятки секунд), Эаэто время температура подвижногоштока в зоне уплотнительной манжетыизменяется не более, чем на 1 К. Вразгруженном состоянии расход жидкихводорода и гелия уменьшается в 5-10раэ по сравнению с известным),Применение данного изобретенияповышает надежность установки, позволяя осуществлять технологическиепроцессы, связанные с длительным пребыванием рабочего узла устройствав охлажденном состоянии, а такжеуменьшает расход хладагентаФормула изобретенияУстановка для экструзии материалов при низких температурах, еодержащая вертикально расположенный гидроцилиндр с подвижным штоком, установленный на опорной пвите, и помещенные в сосуд Дьюара опорную колонр М. Коста Ве орр о дакт742 комитета СССР. иоткрытийушская наб., д. 4 Подписно 5347/23ВНИИПИ Государствпо делам изобрет 13035, Москва, Жираног ий к Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектна ку и подвижную тягу, в нижней частикоторых размещен деформационныйузел, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения надежностии долговечности узлов установки,она снабжена размещейным между опорной плитой и опорной колонкой опорным цилиндром, жестко связанным сплитой и имеющим в нижней части фланец с подвесками, с которыми соединена с возможностью осевого перемещения до упомянутого фланца опорнаяколонка, а также соединенным с нижней частью подвижного штока стаканообразным зацепом с отверстием в днище, через которое введена подвижнаятяга, имеющая в. верхней части бортик.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Прогрессивная технология экструзии, т. 6, М 206, 1970,