DE2134737C3 - High pressure vessel, especially for isostatic pressing - Google Patents
High pressure vessel, especially for isostatic pressingInfo
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Description
Bei Verwendung einer oberen Abdichtung zumWhen using a top seal for
65 Abdichten des oberen Stopfenverschlusses am Gefäßmittelteil und mit einer unteren Abdichtung zum65 Sealing of the upper stopper closure at the middle part of the vessel and with a lower seal for the
Die Erfindung betrifft ein Hochdmckgefäß nach Abdichten des unteren Stopfenverschiusses am Gedem Oberbegriff des Haupiansprachs.The invention relates to a high-pressure vessel after the lower stopper closure on the Gedem has been sealed Generic term for the main address.
3 4 3 4
leren Abdichtungen mit Bezug aufeinander derart Schlüssen infolge der elastischen Verformung desLeren seals with respect to each other such conclusions as a result of the elastic deformation of the
diraiensioniert, daß die mittels der unteren Abdich- unter Last atmenden Rahmens 22 stattfindet, zwi-oriented that the frame 22 breathing under load by means of the lower sealing takes place between
lunig eingegrenzte Querschnittsfliichc, die mittels der sehen dem Gefaßmittelteil 12 und dem oberen Ver-circularly delimited cross-sectional area, which by means of the see the middle part of the vessel 12 and the upper
Oberen Abdichtung eingegrenzte Querschnitte um Schluß 16 auf, Per elastische Sack 30 wird dabeiUpper seal delimited cross-sections to end 16, by elastic bag 30 is thereby
, mindestens einen Betrag überschreitet, der dem Quo- 5 durch (las Druckmittel in die ringförmige fccke ge*, exceeds at least an amount that corresponds to the quo- 5 (read pressure medium into the ring-shaped fccke *
tjcmtcn aus dem Gewicht des GefHßmittelteils, divi- preßt, die zwischen der Oberkante des Druckmittel-tjcmtcn from the weight of the middle part of the vessel, divi-
dicirt durch den vorbestimmten Druck, gleich ist. teils 12 und dem oberen Verschluß 16 gebildet wird.dicirted by the predetermined pressure, is equal. part 12 and the upper closure 16 is formed.
Gemiiß einer weiteren Ausführungsform kann die Dabei würde der Hußerc Wulst 28 in der Ringnut 26 Druckmittel-Hubvorrichtung auch aus einer Mehrzahl abgeschert und der elastische Sack 30 zerstöre werden, von hydraulischen Zylindern bestehen, die an der io Erfindungsgemäß ist nun jedoch bei der AusfUh-Außenwand des Gcfiißmittelteils jeweils in gleichen rungsform nach Fig. 1 und 2 eine Druckmittel» Abstiinclen voneinander angeordnet sind und sich mit Hubvorrichtung für das Gefäßmittelteil 12 vorgederi freien Enden ihrer Kolbenstangen am unteren sehen, die zwischen diesem und dem unteren VerVerschluß abstützen. Zweckmüßig sind diese hydrau- schluß 14 wirkt, damn beim Atmen des Rahmens 22 , Jischen Zylinder durch die gleiche Druckmittelquelle 15 das Gefäßmitteltcil 12 stets in Anlage am oberen betätigbar, die zur Unterdrucksetzung des Hoch- Verschluß 16 verbleibt, und zwar in Form einer druckgefäßes verwendet wird. Dl·; Summe der Quer- ringförmigen Erweiterung 54 des Innenqucrschnitts schnktsflachen der Kolben ist dabei so bemessen, daß des Gefäßmittelteils 12 zwischen seinen Enden. Diese bei einem bestimmten Druck des Druckmittels inner- Erweiterung ergibt einen ringförmigen Absatz am r, halb der Zylinder eine Hebekraft auf den Gefäßmit- 20 Fuße des Gefäßmittelteils 12, auf den das über die telteil ausgeübt wird, die zumindest gleich dem Ge- Rückschlagventile 34 eingepumpte Druckmittel einwicht des Gefäßmittelteils ist. Dieser Druck ist dabei wirkt und den Gefäßmittelteil 12 .:ach oben belastet geringer als der Mindestdruck, der im Inneren des und ihn in Anlage am oberen Verschluß 16 drückt. Hochdruckgefäßes nötig ist, um den Rahmen zu ver- Zwischen den beiden Verschlüssen 14 und 16 und formen bzw. ein Atmen desselben hervorzurufen. as dem Gefäßmittelteil 10 sind dabei jeweils Dichtun-According to a further embodiment, the outer bead 28 in the annular groove 26 pressure medium lifting device would also be sheared off from a plurality and the elastic bag 30 would be destroyed, consist of hydraulic cylinders, which is now, however, on the outer wall according to the invention 1 and 2, a pressure means are arranged at a distance from one another and with the lifting device for the central vessel part 12 can be seen at the lower free ends of their piston rods, which are supported between this and the lower closure. This hydraulic circuit 14 is useful because when the frame 22 and cylinder breathe, the vessel means 12 can always be actuated by the same pressure medium source 15 in contact with the upper one, which remains to pressurize the high closure 16, in the form of a pressure vessel will. Dl; The sum of the transverse annular enlargement 54 of the inner cross-section intersects the area of the piston is dimensioned such that the middle part of the vessel 12 is between its ends. This results in a certain pressure of the pressure medium within extension an annular shoulder on the r, half of the cylinders a lifting force on the Gefäßmit- 20 the foot of the vessel central portion 12, which is applied telteil on to, the pumped-in at least equal to the overall non-return valves 34 Pressure medium is weight of the middle part of the vessel. This pressure acts and acts on the central part of the vessel 12. High-pressure vessel is necessary to shape the frame between the two closures 14 and 16 and or to cause it to breathe. As the middle part 10 of the vessel, sealing
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Ausgestaltun- gen vorgesehen, wobei die unter? Dichtung in der Ergen sind im folgenden an Hand von in der Zeichnung Weiterung sitzt und einen größeren Durchmesser aufdargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. weist als die obere Dichtung.The invention and its advantageous refinements are provided, with the? Seal in the Ergen are in the following on the basis of extension in the drawing and a larger diameter shown Embodiments explained in more detail. points than the top seal.
Es zeigt In F i g. 2 ist ein Teil der unteren Dichtung 36 imIt shows in FIG. 2 is part of the lower seal 36 in FIG
Fig. 1 einen senkrechten Mittelschnitt durch eine 30 Schnitt und der Übersichtlichkeit halbei in vergrößer-1 shows a vertical center section through a section and for the sake of clarity in an enlarged
enste Ausführungsform des Hochdruckgefäßes, tem Maßstab dargestellt. Die Dichtung 36 sitzt inThe closest embodiment of the high-pressure vessel, shown on a scale. The seal 36 sits in
Fig.2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, einer ringförmigen Ausnehmung 38 von L-förmigemFigure 2 is a section along line 2-2 in Figure 1 of an annular recess 38 of L-shaped
fj F i g. 3 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt Querschnitt am oberen Umfang desjenigen Teils des fj f i g. 3 one of the F i g. 1 corresponding section cross section on the upper circumference of that part of the
durch eine zweite Ausführungsform des Hochdruck- unte.en Verschlusses 14, der in die öffnung des Ge-by a second embodiment of the high-pressure lower closure 14, which is inserted into the opening of the device
gefäßes. 35 fäßmittelteils 12 eingesetzt ist, Die untere Dichtungvessel. 35 vessel middle part 12 is inserted, the lower seal
In F i g. 1 ist ein Hochdruckgefäß 10 mit einem 36 wird durch einen Dichtungsring 40 von im wesentoben
und unten offenen Gefäßmittelteil 12 und einem liehen rechteckigem Querschnitt gebildet,
oberen und unteren, mit einem gewissen Abschnitt Der Dichtungsring 40 weist eine ringförmige Ausin
das Mittelteil 12 dichtend eingreifenden Stopfen- nehmung 42 von L-förmigem Querschnitt an seiner
Verschluß 14 bzw. 16 dargestellt. Das Gefäßmittel- 40 oberen und äußeren Ecke auf. Innerhalb dieser Austeil
12 ruht auf einer Schulter 18 des unteren Ver- nehmung 42 sitzt eine O-Ring-Dichtung 44, die zwischlusses
14, während der untere Verschluß 14 sei- sehen dem Dichtungsring 42 und der Innenwand des
nerseits auf Stützen 20 aufruhc. Der obere Verschluß Gefäßmittelteils 12 eingezwängt ist, wenn der untere
16 wird in seiner Lage durch einen Rahmen 22 ge- Verschluß angebracht ist. An der diagonal entgegenhalten,
der das Hochdruckgefäß 10 umgibt. 45 gesetzten inneren Ecke des Dichtungsringes 40 istIn Fig. 1 is a high-pressure vessel 10 with a 36 is formed by a sealing ring 40 of the vessel middle part 12, which is essentially open at the top and bottom, and a borrowed rectangular cross-section,
upper and lower, with a certain section. The sealing ring 40 has an annular plug recess 42, which engages in a sealing manner in the central part 12 and has an L-shaped cross section on its closure 14 and 16, respectively. The vessel center 40 upper and outer corner. An O-ring seal 44 rests within this partition 12 on a shoulder 18 of the lower recess 42 and rests on supports 20 between the sealing ring 42 and the inner wall of the lower closure 14. The upper closure of the vessel middle part 12 is constrained when the lower closure 16 is attached in place by a frame 22. Hold diagonally against the one that surrounds the high-pressure vessel 10. 45 set inner corner of the sealing ring 40 is
Der obere Verschluß 16 ist gegenüber dem Ge- eine weitere ringförmige Ausnehmung 46 von L-förfäßmittelteil 12 durch eine Ringdichtung 24 abge- migem Querschnitt vorgesehen, in welcher ein weitedichtet. Etwas unterhalb der Oberkante des Gefäß- rer O-Ring 48 sitzt, der zwischen dem Dichtungsring mittelteils 12 ist eine Ringnut 26 vorgesehen, die 40 und der Unterseite der ringförmigen Ausnehmung einen äußeren Wulst 28 aufnimmt, die sich an einem 5° 38 sowie durch die Seite des einen Schenkels eines elastischen Sack 30 befindet. In dem Sack befinden L-förmigen Halteringes 50 unter Druck gehalten sich die zu pressenden bzw. zu verdichtenden Teile wird. Wie sich am besten aus F i g. 2 ergibt, hat das bzw. Materialien. Ferner ist der Sack 30 durch ein Gefäßmittelteil 12 die Querschnktserweilerung 54 sei-Metallgeflecht 32 abgestützt. nes Innendurchmessers an einer Stelle unmittelbarThe upper closure 16 is a further annular recess 46 of the L-förfäßmittelteil opposite the Ge 12 provided by an annular seal 24 with a mismatched cross section, in which a further seal. Slightly below the upper edge of the vessel O-ring 48 sits between the sealing ring in the middle part 12 an annular groove 26 is provided, the 40 and the underside of the annular recess an outer bead 28 receives, which extends at a 5 ° 38 and through the side of one leg of a elastic bag 30 is located. In the sack L-shaped retaining ring 50 are held under pressure the parts to be pressed or to be compacted become. As can best be seen from FIG. 2 results, has that or materials. Furthermore, the sack 30 is made of a metal mesh by means of a middle part 12 of the vessel, the transverse barrier 54 32 supported. nes inner diameter at one point directly
Der elastische Sack 30 stützt sich ferner auch noch 55 oberhalb derjenigen erfahren, an welcher der G-RirtgThe elastic sack 30 is also supported 55 above the one on which the G-Rirtg
gegen den oberen Verschluß 16 ab. 44 sich mit der Gefäßwand in Kontakt befindet. Aufagainst the upper shutter 16. 44 is in contact with the vessel wall. on
Durch Rückschlagventile 34 im unteren Verschluß diese Querschnittserweiterung 54 wirkt das Druck-Through check valves 34 in the lower lock this cross-sectional widening 54 acts the pressure
14 tritt Druckmittel in den den elastischen Sack 30 mittel, um die nach oben gerichtete Kraft auszuüben,14 pressure medium enters the elastic bag 30 medium to exert the upward force,
umgebenden Innenraum des Hochdruckgefäßes 10 durch welche das Gefäßmittelteil 12 in Kontakt mitsurrounding interior of the high pressure vessel 10 through which the vessel middle part 12 in contact with
ein. Es wird unter hohem Druck eingepumpt und 60 dem oberen Verschluß 16 gehoben wird. Die Größeone. It is pumped in under high pressure and the upper closure 16 is lifted. The size
übt allseitig einen isostatischen Druck auf den Sack dieser Erweiterung 54 ist an die Bauform des Hoch-exerts an isostatic pressure on the sack on all sides this extension 54 is adapted to the design of the vertical
30 aus. druckgefäßes 10 und insbesondere sein Gewicht an-30 off. pressure vessel 10 and in particular its weight
Das Druckmittel hat das Bestreben, die Verschlüsse paßbar.The pressure medium tends to make the closures fit.
14 und 16 jeweils nach unten bzw. nach oben zu Für das jeweilige Hochdruckgefäß werden die drücken und vom Gefäßmittelteil 12 zu trennen. Da 65 obere und die untere Dichtung mit Bezug aufeinander jedoch das Gefäßmittelteil auf dem unteren Ver- so bemessen, daß die Querschnittsfläche des Gefäßschluß 14 aufruht, tritt normalerweise jede Trennung, mittelteils, weiche durch die untere Dichtung bedie zwischen dem Gefäßmittelteil 12 und den Ver- grenzt wird, die Querschniitsfläche, die durch die14 and 16 downwards and upwards respectively. For the respective high-pressure vessel, the Press and separate from the middle part 12 of the vessel. Since 65 upper and lower seal with respect to each other however, dimension the middle part of the vessel on the lower pressure so that the cross-sectional area of the vessel closure 14, any separation, middle part, usually occurs through the lower seal is bounded between the vessel middle part 12 and the cross-sectional area, which is defined by the
obere Dichtung begrenzt wird, um mindestens einen Betrag überschreitet, der gleich ist dem Quotienten aus dem Gewicht des Gefäßmittelteils 12 dividiert durch einen bestimmten Druck, der niedriger als der wahrscheinliche Mindestdruck ist, der notwendig ist, um den Rahmen 22 elastisch zu verformen. Für ein typisches Druckgefäß kann dieser Verformungsdruck etwa 140 kg/cm2 betragen.upper seal is limited by at least an amount which is equal to the quotient of the weight of the vessel middle part 12 divided by a certain pressure that is lower than the probable minimum pressure necessary to elastically deform the frame 22. For a typical pressure vessel, this deformation pressure can be about 140 kg / cm 2 .
Die vorangehende Beschreibung kann auf eine mathematische Gleichung zurückgeführt werden, die auf den vertikalen Kräften beruht, welche auf das Gefäßmittelteil 12 und die Verschlüsse 14, 16 durch die Unterdruckseizung von innen ausgeübt werden. Die Gleichung emöglicht eine näherungsweise Bestimmung der radialen Größe der Erweiterung 54 für die Zwecke der baulichen Gestaltung:The preceding description can be traced back to a mathematical equation which is based on the vertical forces which are exerted on the central vessel part 12 and the closures 14, 16 by the negative pressure stimulation from the inside. The equation enables an approximate determination of the radial size of the extension 54 for the purposes of the structural design:
R-r =R-r =
W __ W __
Pn-DPn-D
Dabei istIt is
P — ein bestimmter Druck, der niedriger als der Mindestdruck ist, der erforderlich ist, um den Rahmen 22 elastisch zu verformen; P - a certain pressure lower than the minimum pressure required to elastically deform the frame 22;
R = der Innenhalbmesser des Gefäßmittelteils 12 R = the inside radius of the middle part of the vessel 12
unterhalb der Querschnittserweiterung 54; r = der Innenhalbmesser des Gefäßmittelteils 12 oberhalb der Querschnittserweiterung 54;below the widened cross-section 54; r = the inner radius of the central vessel part 12 above the cross-sectional enlargement 54;
W -= das Gewicht des Gefäßmittelteils 12; D = mittlerer Innendurchmesser. W - = the weight of the middle part of the vessel 12; D = mean inside diameter.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Werte der obigen veränderlichen Größen im wesentlichen wie folgt:In a preferred embodiment of the invention, the values are of the above variable quantities essentially as follows:
R = 319,7225 mm,
r - 317,5889 mm-,
W = 2950 kg. R = 319.7225 mm,
r - 317.5889 mm-,
W = 2950 kg.
Bei diesen Werten wird das Gefäßmittelteil 12 fest im Kontakt mit dem oberen Verschluß 16 angehoben, und zwar ab einem Druck, der etwa 70 kg/cm2 beträgt und damit geringer ist als derjenige, bei welchem die elastische Deformation beginnt.At these values, the central vessel part 12 is raised firmly in contact with the upper closure 16 , namely from a pressure which is approximately 70 kg / cm 2 and is thus lower than that at which the elastic deformation begins.
Bei diesem verhältnismäßig niedrigen Druck (eine isostatischc Presse arbeitet normalerweise mit Drükken von mehr als 700kg/cma) findet im wesentlichen noch keine Verformung des abstützenden Rahmens statt, so daß praktisch keine Trennung stattfindet, bevor der Druck im Gefäßmitlelteil ausreicht, ihn anzuheben. Es wird daher ein konstantes geometrisches Verhältnis aufrechterhalten, und es findet kein Abscheren statt.At this relatively low pressure (an isostatic press normally works with pressures of more than 700 kg / cm a ) there is essentially no deformation of the supporting frame, so that practically no separation takes place before the pressure in the vessel central part is sufficient to raise it. A constant geometrical relationship is therefore maintained and there is no shearing.
Eine weitere Ausführungsform eines Hochdruckgefäßes 100, bei welcher ein konstantes Größenverhältnis zwischen dem Gefäßmitteltcil und dem oberen Verschluß 16 aufrechterhalten wird, ist in F i g. 3 gezeigt und weist einen Gefäßmittelteil mit einem oberen Verschluß 102, der durch einen Rahmen 104 gehalten wird, auf. Die Trockenform, die durch den ίο Sack 106 gebildet wird, ist wiederum mit einem äußeren Wulst an der oberen Innenkante des Gefäßmittelteils 100 befestigt. Der obere Verschluß 102 ist gegen den Gefäßmittelteil 100 in der gleichen Weise wie der obere Verschluß 16 der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 abgedichtet, jedoch ist der untere Verschluß 108 gegen den Gefäßkörpei in herkömmlicher Weise unter Verwendung von O-Ringen ohne Querschnittserweiterung des Gefäßinnendurchmessers abgedichtet.Another embodiment of a high pressure vessel 100 in which a constant size ratio is maintained between the vessel center and the upper closure 16 is shown in FIG. 3 and has a central vessel portion with an upper closure 102 held by a frame 104 . The dry form, which is formed by the bag 106 , is in turn attached to the upper inner edge of the middle part 100 of the vessel with an outer bead. The upper closure 102 is against the vessel center portion 100 in the same manner as the upper closure 16 of the embodiment of FIG. 1 and 2, but the lower closure 108 is sealed against the vessel body in a conventional manner using O-rings without any cross-sectional enlargement of the inner diameter of the vessel.
Der Gefäßmitteltcil 100 wird in Kontakt am oberen Verschluß 102 durch eine Anzahl hydraulischer Zylinder 110 gepreßt, die um den Fuß des Gefäßmittelteils herum angeordnet und an dessen Außenwand angeschweißt bzw. in anderer Weise befestigt ist. Jeder Zylinder besitzt eine Kolbenstange 112, die nach unten übersteht und gelenkig an denjenigen Teilen des unteren Verschlusses 108 befestigt ist, die über das untere Ende des Gefäßmittelteils überstehen. Die Zylinder 110 sind als Grunpe miteinander durch ein Rohrleitungsnetz 114 verbunden, das seinerseits mit der Druckmittelquelle 116 unu einem Leitungssystem 118 in Verbindung stein, das über Druckmittelzufuhr-Rückschlagvcntile 120 im unteren Verschluß 108 Verbindung mit dem Hochdruckn.efäß-Innenraum hat.The vessel center 100 is pressed into contact with the upper closure 102 by a number of hydraulic cylinders 110 which are disposed around the base of the vessel center and welded or otherwise attached to the outer wall thereof. Each cylinder has a piston rod 112 which protrudes downward and is hingedly attached to those parts of the lower closure 108 which protrude beyond the lower end of the middle part of the vessel. The cylinders 110 are connected to one another as a group by a pipeline network 114 , which in turn is connected to the pressure medium source 116 and a line system 118 which is connected to the interior of the high pressure vessel via pressure medium supply non-return valves 120 in the lower closure 108.
Daher wird, sobald Druckmittel von der Druckmittelquelle 116 in das Innere des Hochdruckgefäßes 100 über die Rückschlagventile 120 eintritt. Druckmittel vom gleichen Druck auch den KoIb" ι innerhalb der Zylinder iiö zugeführt. Die Gesamt-Querschnittsflache der Kolben innerhalb der Zylinder 110 ist so berechnet, daß ein bestimmter Druck von bei-Therefore, as soon as pressure medium from the pressure medium source 116 enters the interior of the high pressure vessel 100 via the check valves 120 . Pressure medium from the same pressure and the Kolb "ι within the cylinder iiö supplied to the total cross-sectional area of the piston within the cylinder 110 is calculated such that a certain pressure of examples.
SpiciSwciSc im Kg Cm-, ucr geringer äiS ucr rviiuucStdruck ist, der erforderlich ist. um den Rahmen 104 zu verformen, die durch die Zylinder auf den Gefäßmittelteil ausgeübte, aufwärts gerichiete Kraft erzeugt, durch welche das letztere fest gegen den oberen Verschluß 102 gehoben wird. Auf diese Weise wird wiederum ein konstantes Maßverhältnis zwisehen dem Gefäßmitlcltcil und dem oberen Verschluß 102 aufrechterhalten, um den äußeren Wulst des elastischen Sackes 106 gegen ein Abscheren zu schützen. ; SpiciSwciSc im Kg Cm-, ucr is less than ucr rviiuucStdruck that is required. in order to deform the frame 104 , which creates the upward force exerted by the cylinders on the central vessel part, by which the latter is lifted firmly against the upper closure 102. In this way, a constant dimensional ratio is again maintained between the vessel element and the upper closure 102 in order to protect the outer bead of the elastic bag 106 from being sheared off. ;
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (6)
• dichtend eingreifenden Stopfenverschluß, mit Infolge der relativen Bewegung zwischen dem obe-Vessel middle part! and an upper and lower part, in order to compress the parts present in the same or, with a certain section in the middle part, the material located therein.
• sealingly engaging stopper, with the relative movement between the upper
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DE2134737B2 DE2134737B2 (en) | 1975-07-10 |
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