Устройство для создания высокого давления

Устройство для создания высокого давления

Реферат

 

Изобретение относится к высоким и сверхвысоким давлениям, вызывающим химическую или физическую модификацию веществ. Сущность изобретения: устройство имеет корпус со сферической полостью, в которой расположена эластичная оболочка сферической формы. Корпус и оболочка состоят из двух частей, причем части оболочки закреплены на соответствующих частях корпуса, образуя камеру первичного давления с двумя изолированными полостями. Внутри частей оболочки расположены пуансоны, наружные части которых имеют форму усеченных пирамид со сферическим большим основанием и расположены с зазорами между боковыми поверхностями, в которых расположены упругие элементы. Внутренние части пуансонов, контактирующие с наружными частями, также расположены с зазорами между боковыми поверхностями, в которых расположены деформируемые прокладки. Плоскостями внутренних частей, обращенными к центру сферической оболочки, образована камера высокого давления. Зазоры между наружными частями пуансонов уплотнены щитками, а внутренние части снабжены средством для их удержания в заданном положении относительно друг друга, приспособленным для установки-удаления одновременно всех внутренних частей и материала, упрощая и ускоряя сборку-разборку, повышая производительность устройства и обеспечивая высокую воспроизводимость условий сжатия материала, а также обеспечивая возможность механизировать и автоматизировать работы по сборке-разборке. 15 з. п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к высоким и сверхвысоким давлениям, вызывающим химическую или физическую модификацию веществ, в частности к устройству для создания высокого давления, которое может быть использовано для синтеза сверхтвердых материалов, таких как алмазы и кубический нитрид бора, прессования и спекания порошковых материалов и композиций, а также для научных исследований материалов, находящихся под воздействием высоких давлений и температур.

Научно-исследовательскими работами последнего времени показано, что применение многопуансонных устройств для создания высокого давления является целесообразным как с точки зрения повышения качества сверхтвердых материалов, так и получения новых материалов, например, выращивания монокристаллов на затравках.

Среди многопуансонных устройств для создания высокого давления наилучшие показатели достигнуты в конструкциях, использующих для осуществления рабочего хода сжатия гидростатические приводы. Общим для этого класса устройств является наличие корпуса, в котором генерируется первичное давление, сферически эластичная оболочка, ограничивающая полость корпуса, внутри которой расположены пуансоны, имеющие форму усеченной пирамиды со сферической поверхностью большего основания. В сборе пуансоны при обязательном наличии зазора между ними имеют наружную сферическую поверхность, а внутри многогранную полость, которая является камерой сжатия. В камеру сжатия помещается деформируемый контейнер, во внутренней полости которого находится обрабатываемый материал. Перемещение пуансонов к центру сферы осуществляется гидростатическим приводом, воздействующим на пуансон через сферическую оболочку и обеспечивающим синхронизацию схождения пуансонов. Перемещением пуансонов к центру сферы обеспечивается уменьшение начального объема деформируемого контейнера и генерирование в камере сжатия высокого давления в диапазоне 4-8 ГПа.

Указанные выше особенности могут быть реализованы различными путями. Например, камера сжатия может иметь форму куба, тетраэдра, октаэдра и других многогранников и от этого зависит количество пуансонов. Пуансоны могут быть разделены по высоте на несколько частей и иметь как сферическую, так и коническую или плоскую поверхности силового контакта.

Кроме этого, устройство может быть выполнено одно-, двух- и трехступенчатым. При этом форма внутренних пуансонов не будет соответствовать форме наружных, а силовой контакт внутренних пуансонов с наружными может осуществляться как по одной, так и по нескольким поверхностям. Во всех случаях деформируемые прокладки для разделения пуансонов обязательны.

В описанных конструкциях устройств для создания высокого давления одной из проблем является проблема сборки-разборки, связанная с размещением деформируемого контейнера с обрабатываемым материалом между рабочими плоскостями пуансонов, которыми служат обращенные к центру шара плоскости их внутренних частей, и извлечением деформируемого контейнера с обработанным материалом после воздействия давления, причем при сборке необходимо обеспечить заданное положение пуансонов относительно друг друга.

Наиболее актуальна эта проблема при использовании устройства в промышленности, когда время сборки-разборки связано с производительностью устройства.

Известно устройство для создания высокого давления [1] содержащее цилиндрический корпус, в котором расположена уплотнительная оболочка, примыкающая к его боковой стенке, образованной цилиндрической обечайкой, днищу, служащему основанием, и крышке. Уплотнительная оболочка состоит из двух жестко связанных между собой частей. В верхней и нижней частях корпуса между уплотнительной оболочкой и соответственно крышкой и днищем расположены по два кольца для уплотнения корпуса в местах соединения обечайки с крышкой и днищем. Внутри первой оболочки расположена вторая уплотнительная оболочка сферической формы из металлической фольги, которая состоит из двух связанных между собой пайкой частей и в которой установлены четыре, шесть или большее количество пуансонов, имеющих форму усеченной пирамиды со сферическим большим основанием. Пуансоны расположены по периферии второй уплотняющей оболочки с зазором между боковыми поверхностями и выполнены составными по высоте. Внутренние части пуансонов, обращенные к центру шара, частью которого являются пуансоны, своими плоскостями образуют камеру высокого давления для размещения деформируемого контейнера с обрабатываемым материалом, подвергаемым давлению. При этом наружные и внутренние части пуансонов жестко связаны между собой посредством винтов.

Один из пуансонов, расположенный в нижней части корпуса, жестко связан с промежуточной деталью, установленной на днище корпуса, служащей опорой для нижнего пуансона и одновременно для размещения электроввода, обеспечивающего нагрев материала при воздействии на него давления. Между сферической поверхностью наружных частей пуансонов и второй оболочкой установлены щитки, перекрывающие зазоры между боковыми поверхностями наружных частей пуансонов и служащие средством для уплотнения зазоров, причем каждый щиток жестко связан с пуансонами посредством винтов. Полость корпуса между первой и второй оболочками, служащая камерой первичного давления, сообщена с источником рабочей жидкости под давлением. При подводе рабочей жидкости в камеру первичного давления пуансоны воспринимают давление и начинают синхронно сходиться к центру шара, воздействуя на деформируемый контейнер с обрабатываемым материалом. При этом вторая оболочка подвергается пластической деформации.

Для извлечения деформируемого контейнера с обработанным материалом после воздействия на него давления осуществляется разборка устройства, заключающаяся в следующем.

Рабочая жидкость отводится из камеры первичного давления. Снимается крышка, извлекаются верхние кольца, затем снимается цилиндрическая обечайка и отделяется верхняя часть первой оболочки. После этого разрезается вторая оболочка, извлекаются винты, соединяющие щитки с наружными частями пуансонов, и последовательно извлекаются все пуансоны и сдеформированный контейнер с обработанным материалом.

Сборка устройства осуществляется в обратной последовательности, причем вторая оболочка заменяется новой. Описанный процесс сборки-разборки устройства для создания высокого давления является трудоемким, так как практически не механизирован из-за конструктивных особенностей устройства. Наружные и внутренние части пуансонов, связанные между собой, имеют большой вес и требуют больших усилий для установки-удаления. Разрезание использованной второй оболочки, удаление пуансонов при извлечении материала, установка нового деформируемого контейнера с материалом и поочередно пуансонов, сборка второй оболочки и ее герметизация, а также монтаж собранных частей внутри первой оболочки, значительно снижают производительность устройства.

Известно также устройство для создания высокого давления [2] содержащее основание, на котором установлен корпус со сферической полостью, состоящий из двух частей, расположенных одна над другой, и снабженный средством для уплотнения зазора между его частями, эластичную оболочку сферической формы, состоящую из двух частей, расположенных соответственно в верхней и нижней частях корпуса так, что между наружной поверхностью эластичной оболочки и внутренней сферической поверхностью корпуса имеется полость, служащая камерой первичного давления, которая связана с источником рабочей жидкости под давлением, расположенную внутри эластичной оболочки группу пуансонов, состоящих из наружных частей, которые имеют форму усеченной пирамиды со сферическим большим основанием, являются частью шара и расположены с зазором между боковыми поверхностями, и одна из которых, расположенная в нижней части эластичной оболочки, жестко связана с нижней частью корпуса, и внутренних частей, также расположенных с зазором между боковыми поверхностями, контактирующих с наружными частями пуансонов и образующих плоскостями, обращенными к центру сферической оболочки, камеру высокого давления для размещения деформируемого контейнера с обрабатываемым материалом, подвергаемым давлению, расположенное внутри эластичной оболочки средство для уплотнения зазоров между боковыми поверхностями наружных частей пуансонов и связанное с частями корпуса средство для их удержания при подаче рабочей жидкости в камеру первичного давления.

В указанном устройстве части эластичной оболочки соединены между собой по окружностям их оснований, придавая камере первичного давления форму сферического кольца. После удаления рабочей жидкости из камеры первичного давления наружные части пуансонов не возвращаются в исходное положение.

При такой конструкции устройства для извлечения материала после воздействия на него давления необходимо осуществить полную его разборку, при которой после снятия верхней части корпуса разъединяются части эластичной оболочки, последовательно удаляются наружная часть верхнего пуансона, наружные части боковых пуансонов, а затем внутренние части пуансонов и сдеформированный контейнер с обработанным материалом. Такая разборка и, следовательно, сборка являются трудоемкими и длительными. Сама конструкция устройства не позволяет механизировать процесс сборки-разборки. Следствием длительного времени сборки-разборки является низкая производительность устройства.

Использование байонета в качестве средства для удержания частей корпуса при подаче рабочей жидкости в камеру первичного давления также существенно увеличивает время сборки и разборки.

Задача изобретения разработка устройства для создания высокого давления с таким выполнением камеры первичного давления при обеспечении восстановления зазора между наружными частями пуансонов при удалении рабочей жидкости из камеры первичного давления, обеспечении установки и удаления из корпуса одновременно всех внутренних частей пуансонов и обрабатываемого материала, подвергаемого давлению, и поддержании заданного положения внутренних частей относительно друг друга, которое позволило бы ускорить и упростить сборку-разборку устройства для размещения материала и его удаления после воздействия давления, повысить производительность устройства, обеспечить высокую воспроизводимость условий воздействия давления и возможность механизации работ по сборке-разборке.

Задача решается тем, что в устройстве для создания высокого давления содержащем основание, на котором установлен корпус со сферической полостью, состоящий из двух частей, расположенных одна над другой, и снабженный средством для уплотнения зазора между его частями и приводом разъема частей, эластичную оболочку сферической формы, состоящую из двух частей, расположенных соответственно в верхней и нижней частях корпуса так, что между наружной поверхностью эластичной оболочки и внутренней сферической поверхностью корпуса имеется полость, служащая камерой первичного давления, которая связана с источником рабочей жидкости под давлением, расположенную внутри эластичной оболочки группу пуансонов, состоящих из наружных частей, которые имеют форму усеченной пирамиды со сферическим большим основанием, являются частью шара и расположены с зазором между боковыми поверхностями, и одна из которых, расположенная в нижней части эластичной оболочки, связана с нижней частью корпуса, и внутренних частей, также расположенных с зазором между боковыми поверхностями, контактирующих с наружными частями пуансонов и образующих плоскостями, обращенными к центру сферической оболочки, камеру высокого давления для размещения обрабатываемого материала, подвергаемого давлению, расположенное внутри эластичной оболочки средство для уплотнения зазоров между боковыми поверхностями наружных частей пуансонов и связанное с частями корпуса средство для их удержания при подаче рабочей жидкости в камеру первичного давления, части эластичной оболочки закреплены по окружностям их оснований на соответствующих частях корпуса, образуя в камере первичного давления две полости, изолированные одна от другой, при этом наружные части пуансонов снабжены средством для восстановления зазоров между их боковыми поверхностями при отводе рабочей жидкости из полостей камеры первичного давления, а внутренние части пуансонов снабжены средством для их удержания в заданном положении относительно друг друга, приспособленным для установки-удаления одновременно всех внутренних частей пуансонов и обрабатываемого материала, подвергаемого давлению, соответственно в нижнюю часть корпуса между расположенными в ней наружными частями пуансонов и из нижней части корпуса, и средством для уплотнения камеры высокого давления и для поддержания зазоров между их боковыми поверхностями При таком выполнении устройства обеспечиваются ускорение и упрощение сборки-разборки, возможность механизации работ по сборке-разборке и высокая воспроизводимость условий воздействия на материал давления. Кроме того, повышается производительность устройства.

Средство для удержания внутренних частей пуансонов в заданном положении относительно друг друга выполнено в виде жесткого каркаса, охватывающего внутренние части пуансонов и расположенный между ними материал, образованного элементами с конфигурацией, обеспечивающей контакт наружных и внутренних частей пуансонов, и имеющего приспособление, обеспечивающее установку-удаление внутренних частей пуансонов и обрабатываемого материала, при этом в наружных или внутренних частях пуансонов со стороны плоскостей их контакта выполнены пазы для размещения жесткого каркаса, повторяющие конфигурацию его элементов, открытые со стороны боковых поверхностей наружных или внутренних частей пуансонов и имеющие глубину, превышающую толщину элементов жесткого каркаса на величину рабочего хода пуансонов для передачи усилия от наружных частей пуансонов к внутренним частям, минуя жесткий каркас.

Это повышает точность ориентирования внутренних частей относительно друг друга.

При наличии шести пуансонов жесткий каркас выполнен в виде короба с центральными отверстиями, выполненными в его боковых стенках и дне, открытого со стороны наружной части верхнего пуансона и установленного в кольцеобразных пазах, выполненных во внутренних частях пуансонов, при этом приспособлением, обеспечивающим установку-удаление внутренних частей пуансонов служат отверстия, выполненные в верхних частях боковых стенок короба.

Каркас в виде короба характеризуется простотой конструкции.

Боковые стенки короба и его дно соединены между собой шарнирно с возможностью поворота вокруг осей, совмещенных с ребрами короба.

Это обеспечивает удобство сборки-разборки.

Жесткий каркас выполнен в виде короба, в боковых стенках которого выполнены пазы, открытые со стороны верхнего пуансона и имеющие U-образную или прямоугольную форму, а в днище короба выполнено центральное отверстие.

Такая конструкция жесткого каркаса наиболее целесообразна для массивных пуансонов.

Жесткий каркас выполнен в виде рамы, форма поперечного сечения которого представляет собой тавровый профиль, по углам которой пеpпендикулярно плоскости рамы закреплены стойки с крестообразной формой поперечного сечения, при этом пазы для размещения ребер рамы и стоек выполнены в наружных и внутренних частях соответствующих пуансонов.

Такая конструкция жесткого каркаса обеспечивает, кроме удобства сборки и разборки, более точное центрирование наружных и внутренних частей пуансона относительно друг друга.

Средство для удержания внутренних частей пуансонов в заданном положении относительно друг друга представляет собой группу стоек, количество которых соответствует количеству углов оснований внутренних частей пуансонов, каждая из которых закреплена на пересечении боковых поверхностей внутренних частей пуансона, наружная часть которого жестко связана с нижней частью корпуса и расположена в пазу, выполненном во внутренней части соответствующего пуансона со стороны плоскости контакта с наружной частью этого пуансона и повторяющем форму стойки, при этом глубина пазов для размещения стоек превышает толщину стоек на величину рабочего хода пуансонов.

Такая конструкция позволяет сократить время сборки и за счет крепления концов стоек в наружной части верхнего пуансона.

Средство для поддержания зазоров между наружными частями пуансонов выполнено в виде группы упругих элементов.

Это обеспечивает работоспособность конструкции при наличии жесткого каркаса.

При размещении обрабатываемого материала в деформируемом контейнере из диэлектрического материала и при наличии электроввода для обеспечения прямого или косвенного нагрева обрабатываемого материала одновременно с воздействием на него давления, закрепленного в нижней части корпуса и электрически связанного с двумя противолежащими пуансонами, и при выполнении средства для уплотнения зазоров между боковыми поверхностями наружных частей пуансонов в виде щитков, расположенных со стороны сферической поверхности наружных частей пуансонов и контактирующих с эластичной оболочкой, жесткий каркас по меньшей мере на участках контакта с внутренними частями пуансонов выполнен из диэлектрического материала или имеет диэлектрическое покрытие, при этом каждый щиток снабжен прокладкой из диэлектрического материала, расположенной между сферической поверхностью наружной части пуансона и щитком, а средство для поддержания зазоров между наружными частями пуансонов дополнительно содержит прокладки из диэлектрического материала по количеству упругих элементов, закрепленные на боковых поверхностях наружных частей пуансонов на участках контакта с упругими элементами.

Это обеспечивает возможность нагрева обрабатываемого давлением материала.

В деформируемом контейнере на каждой грани выполнены центральные сквозные отверстия, образующие полости для размещения обрабатываемого материала, а в нижних и верхних частях корпуса установлены дополнительные электровводы, электрически связанные по крайней мере с еще одним пуансоном.

Такое выполнение устройства обеспечивает повышение производительности и получение материалов с новыми свойствами.

Наружные части тех пуансонов, которые удаляются из корпуса для извлечения и установки жесткого каркаса вместе с внутренними частями пуансонов и обрабатываемым материалом снабжены приспособлением для их установки-удаления.

Это ускоряет сборку-разборку устройства и тем самым повышает его производительность.

Приспособление для установки-удаления наружной части пуансона выполнено в виде подпружиненного элемента Т-образной формы, расположенного в глухом отверстии, выполненном в наружной части пуансона со стороны ее сферической поверхности, и выступающим над сферической поверхностью в раскрытом положении корпуса.

Такая конструкция приспособления технологична, а само приспособление просто в эксплуатации.

Устройство содержит дополнительную эластичную оболочку, повторяющую форму основной эластичной оболочки, примыкающую к основной эластичной оболочке и состоящую из двух частей, механически связанных с соответствующими частями основной эластичной оболочки, при этом средство для уплотнения зазоров между боковыми поверхностями наружных частей пуансонов механически связано с дополнительной эластичной оболочкой.

Наличие дополнительной эластичной оболочки повышает работоспособность и производительность устройства.

Устройство содержит дополнительную упругую оболочку, повторяющую форму основной эластичной оболочки и примыкающую к ней, состоящую из двух частей, одна часть которой, размещенная в верхней части корпуса механически связана с соответствующей частью основной эластичной оболочки, а другая часть дополнительной упругой оболочки, размещенная в нижней части пуансона, контактирует своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью части основной эластичной оболочки, выполнена из жестко упругого материала и имеет на краях большего основания этой части дополнительной упругой оболочки приспособление для установки и удаления всех элементов, находящихся внутри дополнительной упругой оболочки.

Такая конструкция устройства существенно повышает работоспособность и производительность, а также облегчает процесс сборки-разборки.

Средство для удержания частей корпуса при подаче рабочей жидкости в камеру первичного давления выполнено в виде рамы, установленной на основании с возможностью поворота относительно горизонтальной оси и в вертикальном положении охватывающей корпус и контактирующей с нижней и верхней частями корпуса внутренними цилиндрическими поверхностями ее поперечных участков, при этом нижние и верхние части корпуса имеют соответствующие наружные цилиндрические поверхности контакта с рамой, повторяющие по существу ту же кривизну, причем рама снабжена приводом поворота, установленным на основании.

Рама снабжена средством для возврата частей корпуса в исходное положение при отводе рабочей жидкости из полостей камеры первичного давления.

Такое выполнение средства для удержания частей корпуса при подаче рабочей жидкости в камеру первичного давления и наличие средства для возврата частей корпуса в исходное положение при отводе рабочей жидкости из полости камеры облегчает обслуживание устройства и сокращает время сборки-разборки устройства в целом.

На фиг.1 изображено устройство для создания высокого давления до подачи рабочей жидкости в камеру первичного давления, продольный разрез; на фиг.2 жесткий каркас, выполненный в виде короба, изометрия; на фиг.3 короб с установленными в нем внутренними частями пуансонов и обрабатываемым материалом в крайнем положении пуансонов при достижении заданного давления и частично пуансонов, продольный разрез; на фиг. 4 узел I на фиг.3, в увеличенном масштабе; на фиг. 5-7 возможные варианты выполнения жесткого каркаса; на фиг. 8 разрез А-А на фиг.10, устройство для создания давления со средством для удержания внутренних частей пуансонов в заданном положении относительно друг друга, выполненным в виде стоек; на фиг.9 разрез Б-Б на фиг.8; на фиг. 10 разрез В-В на фиг.8; на фиг.11 разрез Г-Г на фиг.8; на фиг.12 камера высокого давления в увеличенном масштабе, продольный разрез; на фиг.13 то же, что на фиг.1 с внутренними частями пуансонов и с камерой высокого давления в виде октаэдра, продольный разрез; на фиг.14 деформируемый контейнер с отверстиями на его боковых гранях, изометрия; на фиг.15 устройство для создания давления с основной и дополнительной оболочкой, продольный разрез; на фиг.16 фрагмент дополнительной оболочки с установленными в ней средствами для уплотнения зазоров между боковыми поверхностями наружных частей пуансонов, продольный разрез; на фиг.17 разрез Д-Д на фиг.16; на фиг.18 узел II на фиг. 15 в увеличенном масштабе; на фиг.19 и 20 узел III на фиг.1, возможные варианты выполнения; на фиг.21 устройство для создания давления, вид сбоку; на фиг.22 то же, с раскрытыми частями корпуса; на фиг.23 то же, вид сверху.

Устройство для создания высокого давления содержит основание 1 (фиг.1), на котором установлен корпус 2 со сферической полостью. Корпус 2 состоит из двух частей, расположенных одна на другой, нижней части 3 и верхней части 4, имеющих полусферические полости. В корпусе 2 расположена эластичная оболочка сферической формы, состоящая из двух полусферических частей, нижняя 5 из которых расположена в нижней части 3 корпуса 2, а верхняя 6 в его верхней части 4, причем так, что между наружной поверхностью нижней и верхней частей 5 и 6 и внутренней сферической поверхностью корпуса 2 имеется полость, служащая камерой 7 первичного давления. Нижняя и верхняя части 5 и 6 эластичной оболочки закреплены по окружностям их оснований соответственно на нижней части 3 и верхней части 4 корпуса 2, образуя в камере 7 первичного давления две полости, изолированные одна от другой. Закрепление нижней и верхней частей 5 и 6 эластичной оболочки осуществляется следующим образом. Края 8 и 9 частей 5 и 6 выполняются отогнутыми и с утолщениями, которые выполняются по окружности оснований и заходят в соответствующие пазы, выполненные в нижней и верхней частях 3 и 4 корпуса 2. Предпочтительным материалом эластичной оболочки служит маслобензостойкая резина или полиуретан.

Камера 7 первичного давления сообщена с источником 10 рабочей жидкости под давлением, содержащим насос 11 высокого давления, подающий рабочую жидкость в магистрали 12 и 13, которые через штуцеры 14 и 15 и каналы 16 и 17, выполненные соответственно в нижней и верхней частях 3 и 4, корпуса 2, сообщены с полостями камеры 7.

Внутри эластичной оболочки расположена группа пуансонов, минимальное количество которых равно четырем, и может составлять шесть, восемь и так далее. В описываемом варианте устройства количество пуансонов равно шести. Каждый пуансон содержит наружную часть 18, имеющую форму усеченной пирамиды со сферическим большим основанием, причем наружные части 18 всех пуансонов являются частью шара. Кроме того, наружные части 18 пуансонов расположены с зазором 19 между боковыми поверхностями пуансонов и с зазором 20 между сферическими поверхностями пуансонов и эластичной оболочкой.

Каждый пуансон содержит также по меньшей мере одну внутреннюю часть. В одноступенчатой конструкции устройства у каждого пуансона имеется, как правило, одна внутренняя часть 21 (фиг.1), которая повторяет форму наружной части 18 и представляет собой усеченную пирамиду, своим большим основанием контактирующую с плоскостью наружной части 18, обращенной к центру шара, частью которого являются наружные части 18 всех пуансонов, т.е. указанные плоскости являются плоскостями контакта наружной и внутренней частей 18 и 21 каждого пуансона. При такой форме внутренних частей 21 пуансонов, целесообразно равенство площадей большего основания внутренней части 21 и меньшего основания наружной части 18. При этом внутренние части 21 также расположены относительно друг друга с зазором 19 между их боковыми поверхностями.

Плоскости меньших оснований внутренних частей 21 всех пуансонов обращены к центру шара и образуют в центральной части шара камеру 22 высокого давления для размещения обрабатываемого материала, подвергаемого давлению. Для непосредственного размещения обрабатываемого материала 23 в камере 22, материал должен быть предварительно спрессован и ему должна быть придана форма камеры 22. В описываемом варианте обрабатываемый материал 23 помещается в камеру 22 высокого давления в деформируемом контейнере 24. В качестве обрабатываемого материала может быть использован пирофиллит, литографский камень и композиции на основе различных окислов.

В зазоре 20 между сферическими поверхностями наружных частей 18 пуансонов и эластичной оболочкой расположены щитки, перекрывающие зазоры 19 между боковыми поверхностями наружных частей 18 и служащие средством 25 для уплотнения зазоров между боковыми поверхностями наружных частей пуансонов. При этом каждый щиток жестко связан с наружной частью 18 одного из пуансонов посредством элемента крепления (не показан). Наружные части 18 пуансонов снабжены средством 26 для восстановления зазоров 19 между их боковыми поверхностями при отводе рабочей жидкости из полостей камеры 7 первичного давления. Средство 26 для восстановления зазоров конструктивно может быть выполнено в виде упругих элементов, например тарельчатых пружин, установленных в зазорах 19, предпочтительно по две в каждом зазоре 19. Кроме того, средство 26 для восстановления зазоров может быть выполнено в виде группы стержней, расположенных в глухих отверстиях, выполненных в наружных частях 18 пуансонов со стороны их боковых поверхностей. Стержни подпружинены в направлении боковых поверхностей наружных частей 18 соседних пуансонов и упираются концами, имеющими, например, утолщение, в боковые поверхности наружных частей 18 соседних пуансонов. Вместо стержней могут быть использованы Г-образные или Т-образные элементы.

Между боковыми поверхностями внутренних частей 21 пуансонов расположены деформируемые прокладки, как однослойные, так и многослойные, служащие средством 27 для уплотнения камеры высокого давления и поддержания зазора между их боковыми поверхностями. Деформируемые прокладки приклеиваются к боковым поверхностям внутренних частей 21 непосредственно у камеры 22 высокого давления. Помимо выставления исходной величины зазоров, деформируемые прокладки обеспечивают заданное положение внутренних частей 21 пуансонов относительно друг друга, ограничивают при сжатии попадание обрабатываемого материала 23 в зазоры 19 и обеспечивают распределенные нагрузки на боковые поверхности внутренних частей 21, тем самым препятствуя разрушению наиболее нагруженных участков внутренних частей 21 пуансонов.

Внутренние части 21 пуансонов снабжены средством для их удержания в заданном положении относительно друг друга, обеспечивающим установку одновременно всех внутренних частей 21 пуансонов и обрабатываемого материала 23 соответственно в нижнюю часть 3 корпуса 2 между расположенными в ней наружными частями 18 пуансонов и их удаление из нижней части 3. Таким средством служит жесткий каркас 28, охватывающий внутренние части 21 пуансонов и расположенный между ними материал 23. Жесткий каркас 28 образован элементами с конфигурацией, обеспечивающей контакт наружных и внутренних частей 18 и 21 пуансонов, и имеет приспособление 29, обеспечивающее установку-удаление внутренних частей и материала 23. При этом в наружных или внутренних частях 18 и 21 пуансонов со стороны указанных выше плоскостей их контакта выполнены пазы для размещения жесткого каркаса 28, повторяющие конфигурацию его элементов и открытые со стороны боковых поверхностей наружных или внутренних частей 18 и 21 пуансонов. Глубина этих пазов превышает толщину элементов жесткого каркаса 28 на величину рабочего хода пуансонов для передачи усилия от наружных частей 18 пуансонов к внутренним частям 21, минуя жесткий каркас 28.

Выполнение приспособления 29 (фиг.1-3) в виде отверстий в описанных вариантах жесткого каркаса 28 является наиболее технологичным.

При наличии шести пуансонов жесткий каркас 28 (фиг.2) может быть выполнен в виде короба с центральными отверстиями 30, выполненными в его боковых стенках 31 и дне 32. Короб открыт со стороны наружной части 18 (фиг.3) верхнего пуансона и установлен в пазах 33, выполненных во внутренних частях 21 пуансонов. Приспособление 29 (фиг.2), обеспечивающим установку-удаление внутренних частей пуансонов и обрабатываемого материала также служат отверстия, выполненные в верхних частях боковых стенок 31 короба.

Для облегчения сборки-разборки внутренних частей 21 пуансонов боковые стенки 31 короба и его дно 32 соединены между собой шарнирно, с возможностью поворота вокруг осей, совмещенных с ребрами короба. Шарнирное соединение в такой конструкции жесткого каркаса 28 обеспечено осями 34 (фиг.4).

Выполнение приспособления 29 (фиг. 1-3) в виде отверстий в описанных вариантах жесткого каркаса 28 является наиболее технологичным.

При наличии четырех пуансонов в одноступенчатой конструкции устройства жесткий каркас 28 имеет форму тетраэдра (не показано) и состоит из четырех пластин треугольной формы с центральными отверстиями, соединенных между собой шарнирно с возможностью поворота вокруг осей, совмещенных с ребрами тетраэдра.

Возможно выполнение жесткого каркаса 28 в виде короба с центральным отверстием 35 (фиг.5) в его днище 36 и с пазами 37 U-образной формы в его боковых стенках 38, причем пазы 37 обращены открытой частью к верхней наружной части 18 (фиг.1) пуансона. Пазы 39 (фиг.6) могут иметь прямоугольную форму, также обращенную открытой частью к верхней наружной части 18 (фиг.1) пуансона, а отверстие 40 (фиг.6) в днище 41 имеет прямоугольную форму.

Еще один вариант выполнения жесткого каркаса (фиг.7) представляет собой раму 42, форма поперечного сечения которого представляет собой тавровый профиль. По углам рамы 42 перпендикулярно ее плоскости закреплены стойки 43 с крестообразной формой поперечного сечения, при этом пазы для размещения ребер рамы 42 и стоек 43 выполнены в наружных и внутренних частях 18 и 21 соответствующих пуансонов (фиг.1).

Средство для удержания внутренних частей пуансона в заданном положении относительно друг друга может представлять собой группу стоек 44 (фиг.8), количество которых соответствует количеству углов оснований внутренних частей 21 пуансонов, каждая из которых закреплена на выступе 45 (фиг.9), выполненном на пересечении боковых поверхностей внутренних частей 21 пуансонов.

Каждая стойка 44 закреплена на выступе 45 с помощью винта 46. Стойка 44 может быть выполнена с диэлектрическим покрытием 47 или же целиком из диэлектрического материала (фиг.10).

Каждая стойка 44 (фиг.10) расположена в пазу 48, выполненном во внутренней части 21 соответствующего пуансона со стороны плоскости контакта с наружной частью 18 этого пуансона, и повторяющим форму стойки 44, при этом глубина пазов 48 превышает толщину стоек 44 на величину рабочего хода пуансонов.

Верхние концы стоек 44 (фиг.8) расположены в пазах 49 (фиг.11), выполненных в наружной части 18 верхнего пуансона, и закреплены в пазах 48 с помощью штифта 50, при этом концы стоек 44 имеют пазы под штифты 50 длиной, превышающей сумму двойного хода пуансона и диаметра штифта 50.

Такое крепление стоек 44 позволяет удалять и устанавливать внутренние части 21 пуансонов (фиг. 8), контейнер 24 с обрабатываемым материалом 23 (фиг.10) при помощи верхней части 18 верхнего пуансона.

Наружная часть 18 (фиг.1) одного из пуансонов, расположенных в нижней части 3 корпуса 2, связана с нижней частью 3 с помощью электроввода 51, который может быть использован для измерения давления в камере 22 высокого давления в процессе воздействия на обрабатываемый материал 23 давлением, а также для нагрева обрабатываемого материала 23 при воздействии на него давления. Нижняя и верхняя части 3 и 4 корпуса 2 в описываемом варианте установлены на оси 52 поворота, и верхняя часть 4 в варианте промышленной конструкции может быть связана с приводом разъема частей не показан).

В зазоре между нижней и верхней частями 3 и 4 корпуса 2 расположено два кольцеобразных элемента 53, имеющие в поперечном сечении форму треугольника. Двумя своими наклонными поверхностями кольцеобразные элементы 53 контактируют с отогнутыми краями 8 и 9 нижней и верхней частей 5 и 6 эластичной оболочки, закрепленными соответственно на нижней и верхней частях 3 и 4 корпу