Устройство для создания сверхвысокого давления

Устройство для создания сверхвысокого давления

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки материалов сверхвысоким давлением и позволяет повысить надеждность устройства. Устройство содержит соосно установленные пуансоны 1, скрепленные поддерживающими кольцами, с центральными рабочими цилиндро-коническими вставками 2 из сверхтвердого материала, размещенными в центральных углублениях 3 и выступающими над плоскими торцами опорных частей 4 пуансонов 1. Углубления 3 выполнены с фаской 8, образующей вместе с конической поверхностью 9 вставки 2 кольцевую канавку, в которой размещена прокладка 10 из высокопрочного пластичного материала. В процессе работы устройства прокладка 10 под действием давления вклинивается в кольцевую канавку между пуансоном 1 и вставкой 2 и частично затекает в зазор между цилиндрической частью вставки 2 и углубления 3. Это обеспечивает эффективную поддержку вставок и позволяет выдерживать вдвое больше циклов повышения давления по сравнению с прототипом. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к области обработки материалов сверхвысоким давлением и может быть использовано при проведении синтеза алмаза и кубического нитрида бора. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено устройство в разрезе. Устройство содержит соосно установленные пуансоны 1, скрепленные поддерживающими кольцами, с центральными рабочими цилиндро-коническими вставками 2 из сверхтвердого материала, размещенными цилиндрической частью в центральных углублениях 3 опорной части 4 пуансонов 1 и выступающими над плоскими торцами опорных частей 4 пуансонов 1, и контейнер 5 с образцом 6, расположенным между рабочими вставками 2, причем высота выступающей части вставки составляет a h , где а - высота выступающей части вставки, мм; h - высота центральной части 7 контейнера 5, мм; _o, ₁ - предел прочности материалов вставки 2 и пуансона 1 соответственно, кбар. Углубления 3 на опорной части 4 пуансонов 1 выполнены с фаской 8, образующей вместе с конической поверхностью 9 вставки 2 кольцевую канавку, в которой размещена прокладка 10 из высокопрочного пластичного материала. Вставки 2 могут быть выполнены составными, например, из центральных 11 и периферийных 12 частей. Устройство работает следующим образом. К пуансонам 1 прикладывается осевое сжимающее усилие пресса (на чертеже не показано), под действием которого контейнер 5 начинает деформироваться. В центральной части 7 контейнера 5 создается область высокого давления, а между плоскими торцами опорных частей 4 пуансонов 1 в контейнере 5 возникает меньшее по величине поддерживающее давление. Прокладка 10 из высокопрочного пластичного материала под действием этого давления вклинивается в кольцевую канавку между вставкой 2 и пуансоном 1 и частично затекает в зазор между цилиндрической частью вставки 2 и углубления 3. Тем самым, прокладка 10 обеспечивает эффективную боковую поддержку вставке 2. Если вставка 2 при эксплуатации расколется на части, прокладка 10 будет препятствовать разъединению составных частей 11 и 12 вставки 2, то есть, в этом случае устройство не потеряет своей работоспособности. Заявленное и известное устройство были подвергнуты сравнительным испытаниям. Установлено, что в заявленном устройстве материал прокладок затекал в зазоры между боковыми поверхностями вставок и углублений на опорных частях пуансонов и плотно обжимал коническую поверхность каждой вставки. Это обеспечивало эффективную боковую поддержку вставок, особенно в начальный период нагружения, когда поддерживающее давление в контейнере мало. Испытания проводились в устройстве с целыми вставками, а также в устройстве с треснувшими вставками. (Одна вставка состояла из двух частей, а другая - из трех). Оказалось, что заявленное устройство по сравнению с известным при достижении 400 кбар выдерживает вдвое больше циклов повышения давления. Кроме того, растрескивание вставок не приводит к потере работоспособности устройства. Таким образом, надежность устройства повышается. (56) Авторское свидетельство СССР N 1170667, кл. В 01 J 3/06, 1982.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее соосно установленные пуансоны, скрепленные поддерживающими кольцами, с центральными рабочими цилиндро-коническими вставками из сверхтвердого материала, размещенными в центральных углублениях опорной части пуансонов по скользящей посадке, выполненными выступающими над плоскими торцами опорных частей пуансонов, и контейнер с образцом, причем высота a выступающей части вставки выбрана в соответствии с соотношением a h где h - высота центральной части контейнера, мм; ₀ и ₁ - предел прочности материалов вставки и пуансона соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, углубления в опорной части пуансонов выполнены с фаской, образующей с конической поверхностью вставки кольцевую канавку, снабженную размещенной в ней прокладкой из высокопрочного пластичного материала. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вставки выполнены составными.

РИСУНКИ

Рисунок 1