Устройство для создания давления в газожидкостной среде и способ его эксплуатации

(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Для этого подают и снимают газожидкостную среду в объеме, ограниченном торцами пробок и поверхностью втулки контейнера, скрепленной обмоткой, Осевое сжатие втулки осуществляют усилием домкрата, давление в котором связано с давлением (Р) в контейнере по зависимости Р 9=2= 2/гу) (Рко+СР), где Рд - давление в полости гидродомкрата; г 2 - наружный радиус втулки контейнера; гд - радиус поршня гидродомкрэта; Р 0 - контактное давление обмотки на втулки при отсутствии рабочего давления; С - коэффициент пропорциональности. 2 с.п, ф-лы, 2 з.п, ф-лы, 6 ил. едовательский и институт металя им. А.И,Целибровничий удование дл ессования по1977, с. 10. Устройство, реализующее здания высоких давлений в га ной среде(фиг.1), содержит сило установленный в ней контейнер пробку 3 с каналом 4 от источни ния, верхнюю пробку 6, воздейст нее гидродомкрат 7, соединенны руемым приводом 8. Контейнер 2 внутренней втулки 9 и скрепляю мотки 10 из высокопрочной лен домкрат состоит из корпу уплотненного плунжера 12. В к полнен канал 13 для подвода ж привода 8,Обратная связь по давлению нерв 2 осуществляется преобра 14 давления, который связан с вы ным блоком 15, где по законуР=( " ) (Р+СР)гц в контейователем ислительГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ДЛЕНИЯ В ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СРЕДСПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ Изобретение относится к области обработки материалов давлением, более конкретно к обработке материалов жидкостью или газом высокого давления, и может быть использовано для опрессовывания различных порошковых материалов, термообработки под давлением, залечивания трещин в поликристаллических телах и в монокристаллах синтеза некоторых структур и т.д.Целью изобретения является расширение технологических возможностей,На фиг,1 изображено устройство для создания высоких давлений, общий вид, разрез; на фиг,2 - контейнер с дополнительной втулкой; на фиг.З - то же, с многоэлементной дополнительной втулкой, расчлененной по высоте; на фиг,4 - то же с многоэлементной дополнительной втулкой, расчлененной на секторы; нэ фиг,5 - разрез А-А на фиг,З; на фиг,б- разрез Б - Б на фиг,4,)5 В 01 Л З 00, Р 17 С 506 способ со- зожидкоствую раму 1, 2, нижнюю ка 5 давлевующий на й с регулисостоит из щей ее обты. Гидроса 11 и орпусе выидкости отгде Рц - давление в полости гидродомкрата,г 2 - наружный радиус втулки контейнерагц - радиус поршня гидродомкрата; Рко - контактное давление обмотки на втулку при отсутствии рабочего давления;Р - давление в контейнере;С - коэффициент пропорциональности, рассчитывается величина необходимого давления гидродомкрата,кщ 2 к кк ку +кХ +ккк О,Х +к+к- ккК - коэффициент толстостенности втулки, т,е. отношение внутреннего радиуса г 1 втулки к наружному г 2;Кн " коэффициент толстостенности обмотки, т.е, отношение ее внутреннего радиуса г 2 к наружному гн;,и - коэффициент Пуассона материала втулки;в - коэффициент, равный щ =ЕгЕ 2 и Ег - модули упругости материала обмотки в окружном и радиальном направлениях;Один из входов блока 16 сравнения связан с вторым преобразователем 17 давления, а другой с вычислительным блоком 15. Выход блока 16 сравнения связан с входом регулятора 18, который, в свою очередь, связан с приводом 8 гидродомкрата.Втулка 9, согласно изобретению, может быть разделена на втулку 19, скрепленную обмоткой 10, и втулку-проставку 20 (фиг,2). Втулка 20 может изготавливаться из секторов 21 (фиг.З) или же иэ колец 22 (фиг,4), На поверхностях соединений секторов и колец выполнены пазы 23 и 24. Втулка 20 выполнена по высоте меньшей, чем втулка 9 и монтируется в ней беззазорно. Устройство работает следующим образом.Контейнер 2 без верхней пробки 6 находится вне рамы 1, В полость контейнера 2 загружается обрабатываемая заготовка (не показана), На торец контейнера устанавливается верхняя пробка 6, Затем рама 1 перемещается к контейнеру 2 и устанавливается соосно с ним. В гидродомкрат 7 по каналу 13 от привода 8 подается реальное давление, затем включается источник 5 давления, который по каналу 4 подает рабочую среду в полость контейнера 2, Давление Р начинает увеличиваться и сигнал от преобразователя 14 давления поступает в вычислительный блок 15, где рассчитывается необходимая величина давления гидродомкрата, согласног 2закону Рц =( - ) (Рко+СР).гцСигнал пропорциональный рассчитанной величине Рц, поступает в блок 16 сравнения, куда от преобразователя 17 давления поступает также сигнал, пропорциональный реальному давлению в гидро- домкрате. Разность этих двух сигналов поступает на вход регулятора 18, которыйустанавливает приводу гидродомкрата 8 такую производительность, чтобы реальноедавление равнялось расчетному,Таким образом, на торце втулки 9 или 1915 все время поддерживается соответствующее контактное давление, позволяющеевтулке 9 или 19 работать в более благоприятных условиях, тем самым давая возможность или повысить давление в контейнера20 2 или же увеличить радиус г 1 контейнера 2при сохранении г 2 и гн постоянными.Во время повышения давления Р жидкость проходит по пазам 23 и 24 и воздействует только на внутреннюю поверхность25 втулки 19.После цикла обработки происходит снижение давления Р и Рц по тому же закону.Когда в полостях контейнера 2 и гидродомкрате 7 ус-,ановится нулевое давление, а30 сопряжение втулок 19 и 20 поступит в контакт, гидродомкрат 7 совершает ход вверхот возвратного механизма (не показан), Затем рама 1 перемещается в сторону, пробка6 снимается и обработанное изделие выни-.35 мается из полости контейнера 2,Пример расчета втулки контейнера гидростата усилием 250 т.Этот контейнер имеет следующие параметры; г 1 - внутренний радиус втулки 20 мм;40 г 2 - наружный радиус втулки 45 мм; г, -наружный радиус намотки 142,5 мм; Ег - - модуль упругости намотки в радиальном направлении,На основании данных имеем; К = 0,444,Кн = 0,316, п 1 = 1,58.Кроме того, для материала втулки коэффициент Пуанссона равен,и = 0,3,При фиксированном осевом усилии навтулку (на практике часто это усилие равно50 нулю и втулка работает по плоской схеменагружения) максимэльнодопустимое рабочее давление будет в данном примере равноРмакс = 179 кг/мм2При создании осевого усилия на втулку по55 формуле(1) максимально допустимое рабочеедавление будет равно Рмкс = 191 кг/мм .2Если применить составную втулку. тодля расчета оптимальной является К 2 = 0,8 итогда Рмкс = 231 кг/мм,2При создании осевого усилия на втулку поформуле(1) Рилакс тем больше, чем больше К величина которого ограничивается лишь конструктивными соображениями и, например, при К 2 = 0,8 имеем Рмакс = 314 кг/мм,2 а при К 2 = 0,9, соответственно Рмакс =390 кг/мм 2.Приведенный пример подтверждает, что при создании осевого усилия на втулку по закону, согласно изобретению, повышается величина предельно допустимого рабочего давления в контейнере, В случае, когда нет необходимости в увеличении рабочего давления этот образовавшийся запас прочности можно использовать на увеличение внутреннего диаметра втулки (путем выполнения ее составной и из материалов с разными свойствами), что ведет к увеличению рабочего пространства контейнера при сохранении его габаритов.Единственным ограничением в повышении давления в способе и устройстве является источник давления для сжатия среды в контейнере. Однако, при применении пресса двойного действия это ограничение может быть снято. Формула изобретения 1. Устройство для создания давления в газожидкостной среде, содержащее силовую раму, установленный в ней контейнер в виде скрепленной обмоткой втулки с двумя пробками по торцам, гидродомкрат для передачи через пробки на торцы втулки сжимающего усилия, источник давления, соединенный с контейнером, первый преобразователь давления и привод гидродомкрата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, оно снабжено вторым преобразователем давления, вычислительным блоком, блоком сравнения и регулятором, причем выход второго преобразователя давления 5 соединен с одним из входов блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом вычислительного блока, вход вычислительного блока соединен с выходом первого преобразователя, а выход блока 10 сравнения с входом регулятора, выход которого соединен с приводом гидродомкрата, причем привод гидродомкрата выполнен регулируемым, а наружный диаметр пробок равен наружному диаметру втулки.15 2.Устройство поп.1, отл и ча ю ще ес я тем, что втулка выполнена из двух частей, коаксиально вставленных одна в другую, причем внутренняя часть выполнена по высоте меньшей, чем наружная, и имеет 20 симметрично расположенные по высоте иокружности сквозные радиальные отверстия.3, Устройство по п,2,.о т л и ч а ю щ е ес я тем, что внутренняя часть втулки выпол нена многоэлементной с равномерно расположенными пазами на разделительных поверхностях.4. Способ эксплуатации устройства длясоздания давления в газожидкостной среде, 30 .преимущественно в ограниченном торцамипробок и поверхностью втулки контейнера, скрепленной обмоткой, включающий сжатие втулки усилием гидродомкрата, о т л ичающийся тем,что,сцельюрасширения 35 технологических возможностей, осевоедавление на втулку изменяют пропорционально давлению в контейнере с учетом контактного давления обмотки на втулку.401678431 А-Д Составитель А,АбросимТехред М,Моргентал орректор М.Пож дэкт грен ко Заказ 3163 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Рэушская нэб., 4/5 КНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10