Устройство для создания давления в газожидкостной среде и способ его эксплуатации

Устройство для создания давления в газожидкостной среде и способ его эксплуатации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 Рд (г2/гд)2 (Рко+СР), где Рд - давление в полости гидродомкрата; га - наружный радиус втулки контейнера; rg - радиус поршня гидродомкрата; РКо - контактное давление обмотки на втулки при отсутствии рабочего давления; С - коэффициент пропорциональности . 2 с.п ф-лы, 2 з.п, ф-лы, 6 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИННЕ С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 3/00, F 17 С 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693532/02 (22) 22.05.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения им. А.И,Целикова (72) М,Х.Горфинкель, Г.С.Бобровничий и

С.С.Петров (53) 66.083(088.8) (56) Розанов Б.В. и др. Оборудование для гидро- и газостатического спрессования порошковых материалов, КШП 7„1977, с. 10. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СРЕДЕ И

СПОСОБ 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 расширеwe технологических возможностей.

На фиг.1 изображено устройство для создания высоких давлений, общий вид, разрез; на фиг.2 — контейнер с дополнительной втулкой; на фиг.3 — 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,3; на фиг,6 — разрез Б — Б на фиг,4. Ы,, 1678431 Al (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 (P) в контейнере по зависимости Pg=

= ()>

Устройство, реализующее способ создания высоких давлений в газожидкостной среде(фиг.1), содержит силовую раму 1, 0 установленный в ней контейнер 2, нижнюю пробку 3 с каналом 4 от источника 5 давле- (© ния, верхнюю пробку 6, воздействующий на фь нее гидродомкрат 7, соединенный с регули- р руемым приводом 8. Контейнер 2 состоит из внутренней втулки 9 и скрепляющей ее обмотки 10 из высокопрочной ленты. Гидродомкрат состоит из корпуса 11 и уплотненного плунжера 12. В корпусе вы- 1 полнен канал 13 для подвода жидкости от привода 8, Обратная связь по давлению в контейнере 2 осуществляется преобразователем

14 давления, который связан с вычислительным блоком 15, где по закону

Ро =() (Р«+СР) (1) гц г

»»

1678431

7+кг кг(777 -(г -p) — Ь-1

7»

7 — К» где Р() — давление в полости гидродомкрата, rz — наружный радиус втулки контейнера;

rg — радиус поршня гидродомкрата;

Р, — контактное давление обмотки на втулку при отсутствии рабочего давления;

P — давление в контейнере;

С вЂ” коэффициент пропорциональности, рассчитывается величина необходимого давления гидродомкрата.

+ 7»

7(q — кг)M-(-7- "" -)71+(i.ггг)(- — ")кг-(7 — ггг)(7+ (7„) и к» 7 — К, — к„г"

К вЂ” коэффициент толстостенности втулки, т,е. отношение внутреннего радиуса r> втулки к наружному г2;

Кн " коэффициент толстостенности обмотки, т.е, отношение ее внутреннего радиУСа Г2 К НаРУжНОМУ Гн,,и — коэффициент Пуассона материала втулки;

m — коэффициент, равный m = 0

Ег

Е2 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.3) 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 P начинает увеличиваться и сигнал от преобразователя

14 давления поступает в вычислительный блок 15, где рассчитывается необходимая величина давления гидродомкрата, согласно г2 законуPg =(— ) (PKo+CP).

Ig

Сигнал пропорциональный рассчитанной величине Ря, поступает в блок 16 сравнения, куда от преобразователя 17 давления поступает также сигнал, пропорциональный реальному давлению в гидродомкрате. Разность этих двух сигналов поступает на вход регулятора 18, который устанавливает приводу гидродомкрата 8 Такую производительность, чтобы реальное давление равнялось расчетному, Таким образом, на торце втулки 9 или 19

15 все время поддерживается соответствующее контактное давление, позволяющее втулке 9 или 19 работать в более благоприятных условиях, тем самым давая возможность или повысить давление в контейнера

20 2 или же увеличить радиус r> контейнера 2 при сохранении г2 и г, постоянными.

Во время повышения давления P жидкость проходит по пазам 23 и 24 и воздействует только на внутреннюю поверхность

25 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, а

30 сопряжение втулок 19 и 20 поступит в контакт, гидродомкрат 7 совершает ход вверх от возвратного механизма (не показан), 3атем рама 1 перемещается в сторону, пробка

6 снимается и обработанное изделие выни-.

35 мается из полости контейнера 2.

Пример расчета втулки контейнера гидростата усилием 250 т.

Этот контейнер имеет следующие параметры; г1 — внутренний радиус втулки 20 мм;

40 rz — наружный радиус втулки 45 мм; rH— наружный радиус намотки 142,5 мм; Ег —модуль упругости намотки в радиальном направлении, На основании данных имеем: К = 0,444, KH = 0,316, m = 1,58.

Кроме того, для материала втулки коэффициент Пуанссона равен,и = 0,3.

При фиксированном осевом усилии на втулку (на практике часто это усилие равно

50 нулю и втулка работает по плоской схеме нагружения) максимальнодопустимое рабочее давление будет в данном примере равно

Рмакс = 179 кг/MM

При создании осевого усилия на втулку по

55 формуле(1) максимально допустимое рабочее давление будет равно PMBKc = 191 кг/мм .

Если применить составную втулку. то для расчета оптимальной является Kz = 0,8 и тогда Р ж, = 231 кг/мм, 2

1678431

При создании осевого усилия на втулку поформуле(1) Pic òåì больше, чем больше К»„ величина которого ограничивается лишь конструктивными соображениями и, например, при K2 = 0,8 имеем Рм = 314 кг/мм, 2 а при Kz = 0,9, соответственно Рмакс =

390 кг/мм .

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 и окружности сквозные радиальные отверстия.

3, Устройство по п.2..о т л и ч а ю щ е ес я тем, что внутренняя часть втулки выпол25 нена многоэлементной с равномерно расположенными пазами на разделительных поверхностях.

4. Способ эксплуатации устройства для создания давления в газожидкостной среде, 30 .преимущественно в ограниченном торцами пробок и поверхностью втулки контейнера, скрепленной обмоткой, включающий сжатие втулки усилием гидродомкрата, о т л ичающийся тем,что,сцельюрасширения

35 технологических возможностей, осевое давление на втулку изменяют пропорционально давлению в контейнере с учетом контактного давления обмотки на втулку.

1678431

1678431

1678431

АA

Составитель A,Àáðoñèìîâ

Редактор В.Бугренкова Техред M,Moðråíòàë Корректор М.Пожо

Заказ 3163 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101