CN1390164A - 用于在液体中处理材料的恒静压力机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在液体中高压、高温处理材料的设备,并且可以扩展恒静压力机的技术能力。用于在液体中处理材料的恒静压力机包括多缸压力容器,该压力容器形成了气密地密封的工作室,该工作室连通到压力源中。顶部敞开的盛装液体的容器以这样的方式被放置在工作室中,使得在压力容器的内壁和容器的外壁之间产生了间隙。具有液体和要处理的材料的容器放置在电绝缘的加热器上,该加热器本身安装在保护磁块上。

Description

用于在液体中处理材料的恒静压力机
发明的领域
本发明涉及一种在高压和高温下在液体中处理材料的设备，并且在大于10MPa的压力和高于100℃的温度下，所述设备通常用于有效地固化、聚合、压实和化学处理非连续和连续材料。
发明的背景技术
等压挤压技术被认为一种高科技并且在世界上发展很快。
有一种公知的恒静压力机(参见prospectus of VNIIMETMASH“Machines for Powder Metallurgy”，published in Moscow byVneshtorgizdat，1990，edition No.763MB，p.5)，这种恒静压力机包括具有工作室的压力容器。
通过顶部和底部盖板来气密地密封工作室，这些盖板形成了封闭的气密工作容积(volume)，在该容积内放置着要处理的产品。
借助于把处于所需要压力下的工作流体供给到容器中来实现产品的处理。
这种恒静压力机的缺点是，由于它设计上的特质，使得它不能配置加热器，从而这些过程发生在室温下。这就使得容器充满了液体。这降低了这种压力机的技术性能。
而且，工作流体本身借助于作用在要处理的产品上而直接接触压力容器的内壁，并且产生腐蚀。由于所使用的液体对压力容器内表面的侵蚀作用，所有这些对要处理的产品的质量和压力容器的使用寿命都有负的作用。在一些情况下，这种影响导致了泄漏，并且导致该液体通到工作介质中并且造成污染。
最接近本发明的现有技术是在液体中处理材料的冷式恒静压力机(参见the prospectus of ASEA，Sweden，A08-4007E，1990，p.3)，该恒静压力机包括具有共轴紧密安装的整体金属缸的多缸压力容器，其中外部气缸具有紧紧地缠绕在它的表面上的平钢丝，而内部气缸形成了工作室，该工作室通过具有密封件的顶部盖板和下部盖板来进行气密地封闭，并且连通到液体源中，该液体源在容器内产生压力。
在压力下把工作液体直接供给到放置着要处理的产品的容器中。
这种冷恒静压力机的缺点与前面所描述的缺点相同。而且，容器的液体泄漏使容器内的压力快速下降(因为液体的可压缩性较小)，这破坏了正常的技术过程。
发明的概述
本发明的目的是提高恒静压力机中的等压挤压的技术性能。
本发明的技术效果是，利用气体作为压力产生介质，同时使产品接受液体作用的处理。气体(主要是惰性气体)和特别选择的液体用作工作介质。因此，通过液体来实现该产品的处理(形成)效果，并且通过气体介质把压力传递到液体中。由于气体介质的可压缩性较大，因此与液体用作压缩介质时相比，在气体泄漏期间，容器内的压力不会剧烈下降。总功率消耗降低了，对环境的影响得到了改善，材料消耗和装置的尺寸大小总体上减少了。
该技术效果通过下述来实现，在液体中处理材料的恒静压力机包括压力容器，该压力容器形成了气密地密封的工作室，该工作室连通到压力源中，其中顶部敞开的盛装液体的容器以这样的方式被放置，使得在压力容器的内壁和盛装液体的容器的外壁之间产生了间隙，盛装液体的容器具有气密密封的底部，该底部由导电材料形成，该液体的容器放置在电绝缘的感应加热器上，该加热器安装在保护磁块上，同时压力源是气体源。
因此，压力容器最好形成为多缸元件，该元件具有共轴紧密安装的多个整体金属缸，其中外部气缸由紧紧地缠绕的、预加应力的平钢丝构成，并且工作室通过具有密封件的顶部盖板和底部盖板来气密地密封。
因此，保护磁块设置在底部盖板的上端部上。
因此，供冷却水进出的孔可以形成在形成压力容器的多个整体金属缸的其中一个的表面上，同时用来进行冷凝收集的环形槽形成于底部盖板的端部上。
电绝缘的加热器可以是平感应器形状，该感应器包括由导电板(如铜板)形成的整体元件，或者该加热器可以是单片的螺旋状铜板。保护磁块可以由径向的、非邻近的电工钢片元件形成。
由于气体介质的可压缩性较大，因此，容器内的压力在气体泄漏期间(这或多或少是不可避免的)不会与当液体介质用作压力源的情况一样剧烈地下降，因此减少了能量消耗，从而保持了正常的技术过程。因此排除了工作流体的任何泄漏，这对环境具有有利的生态作用。可同时减少材料消耗和装置的尺寸大小。
盛装气体容积的存在可以把加热器放置在容器内，该加热器把热量直接传递到容器内的工作流体中，并且以高温处理产品。保护磁块防止工作室的底部感应加热，因此减少了气体容积内的对流，并且降低了由于对流所引起的热量损失。
附图说明
用于在液体中处理材料的恒静压力机示出在附图中。
图1示出了通过从高压气体源(压缩机)进行供给的、处于工作情况下的恒静压力机的纵向剖视图。
图2示出了放大的加热器(俯视图)。
图3示出了放大的保护磁块(俯视图)。
本发明的优选实施例
在液体中处理材料的恒静压力机包括由共轴线的气缸所形成的多缸压力容器(图1)，其中外缸1是平的钢丝，这些钢丝紧紧地缠绕在邻近缸2的表面上。压力容器的气缸2、3和4制成整体金属气缸的形状。在中间气缸3中，形成了供冷却水进出的通道5。内部气缸4形成了压力容器的工作室6，顶部盖板7和底部盖板8气密地密封该工作室6。盖板7和8设置有密封件9。在工作室6内具有液体容器10，该容器10具有开口顶部和气密密封的底部11，该底部11由导电材料制成。在容器10内，放置着处理材料12，并且使该材料浸入到工作流体13中。容器10的、气密密封的底部11靠在电绝缘的加热器14上，而加热器14本身靠在保护磁体15上，而该磁体15位于底部盖板8的上端部上。
在容器10的外表面和中心气缸4的内表面之间，由于它们是共轴线放置的，因此产生了间隙，在工作室6充满气体之后，该间隙起着绝热包层的作用，因此防止了热量从容器10的壁传递到压力容器的气缸4的壁上。该气体通过从压缩机17中出来的管线16而进入压力容器的工作室6。在底部盖板8的底部上，环绕着盖板，形成环形槽18，该槽用于收集冷凝物。
电绝缘加热器14可以制成平感应器的形状，该感应器由整体导电板(如铜板)的多个元件组成，或者制成单片螺旋形铜板的形式。保护磁块15(图3)由径向的、非邻近的电工钢片元件制成。
在液体中处理材料的恒静压力机工作如下：
把保护磁块15、电绝缘加热器14和容器10全部连续地放置在特殊装置(在附图中没有示出)上的底部盖板8的端部上，而该容器10具有浸入在工作流体13内的、待处理的准备好的材料片12。根据要完成的任务来选择工作流体13。整个系统放置在位于底部盖板8上的压力容器的工作室6内，并且借助于顶部盖板7和底部盖板8可气密地密封工作室。使用压缩机17使工作室6充满气体(或者气体混合物)。然后，使电绝缘加热器14接通，并且加热容器10的底部，从而确保热量传递到所处理的材料和工作流体13中。为了进行工业操作，常常把气体(或者气体混合物)的压力选择成等于或者大于10MPa，同时根据为完成特定任务而所选择的液体13的具体规格来设置特定的气体压力值，并且应该满足下面必需的条件：气体压力应该绝对高于选择来进行处理的液体的临界点压力，例如，对水而言，临界点参数是，压力为22.1MPa，温度为647K(374℃)。
在具有液体13的容器10内所施加的压力作用下，其中一个所选择的处理过程产生了：压实不连续或者连续的材料，并进行固化、化学处理等。
在完成该过程之后，气体压力降低，从容器10中取出处理过的材料，并且重复该过程。
工业应用性
所提出的恒静压力机具有较广范围的技术性能，并且具有生态清洁、耗能及耗料较小及总体尺寸较小的优点，并且发现可以应用到各种工业中如用于粉末冶金、聚合物和橡胶生产等。

Claims (9)

1.一种用于在液体中处理材料的恒静压力机，所述恒静压力机包括压力容器，所述压力容器形成了气密地密封的工作室，所述工作室连通到压力源中，其特征在于，顶部敞开的盛装液体的容器以这样的方式被放置，使得在压力容器的内壁和盛装液体的容器的外壁之间产生了间隙，盛装液体的容器具有气密密封的底部，所述底部由导电材料制成，所述盛装液体的容器放置在电绝缘的感应加热器上，所述加热器安装在保护磁块上，同时压力源是气体源。
2.如权利要求1所述的恒静压力机，其特征在于：所述压力容器制成多缸元件的形式，所述元件具有共轴紧密安装的多个整体金属缸，其中外部气缸由紧紧地缠绕的、预加应力的平钢丝制成。
3.如权利要求1或2所述的恒静压力机，其特征在于：所述工作室通过具有密封件的顶部盖板和底部盖板来气密地密封。
4.如权利要求3所述的恒静压力机，其特征在于：所述保护磁块设置在底部盖板的上端部上。
5.如权利要求2～4中任一项所述的恒静压力机，其特征在于：供冷却水进出的孔形成在多个整体金属缸的其中一个的表面上，所述多个整体金属缸形成了所述压力容器。
6.如权利要求3～5中任一项所述的恒静压力机，其特征在于：用来收集冷凝物的环形槽形成于底部盖板的端部上。
7.如权利要求1～6中任一项所述的恒静压力机，其特征在于：所述感应加热器制成平感应器形状，所述感应器包括整体导电板的元件，所述整体导电板例如为铜板。
8.如权利要求1～6中任一项所述的恒静压力机，其特征在于：所述加热器由呈螺旋形状的、单片铜板制成。
9.如权利要求1～8中任一项所述的恒静压力机，其特征在于：所述保护磁块由径向的、非邻近的电工钢片元件制成。
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