RU2699107C1 - Multi-chamber device for growing large diamond crystals without power frame - Google Patents
Multi-chamber device for growing large diamond crystals without power frame Download PDFInfo
- Publication number
- RU2699107C1 RU2699107C1 RU2018135372A RU2018135372A RU2699107C1 RU 2699107 C1 RU2699107 C1 RU 2699107C1 RU 2018135372 A RU2018135372 A RU 2018135372A RU 2018135372 A RU2018135372 A RU 2018135372A RU 2699107 C1 RU2699107 C1 RU 2699107C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- containers
- pressure
- plugs
- punch
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/06—Processes using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds; Apparatus therefor, e.g. moulds or dies
- B01J3/065—Presses for the formation of diamonds or boronitrides
- B01J3/067—Presses using a plurality of pressing members working in different directions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/25—Diamond
- C01B32/26—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
- C30B29/04—Diamond
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химическому машиностроению, к технике высоких давлений и может быть использовано для выращивания крупных кристаллов алмазов и синтеза других материалов при высоком давлении и температуре, процесс производства которых требует продолжительного времени.The invention relates to chemical engineering, to high-pressure technology and can be used for growing large crystals of diamonds and the synthesis of other materials at high pressure and temperature, the production process of which requires a long time.
В настоящее время синтез (выращивание) крупных кристаллов алмазов осуществляют в основном в многопуансонных аппаратах с камерой высокого давления в форме куба, или октаэдра, или другого правильного многоугольника, а также в камерах типа «тороид» и «белт» (Физика высоких давлений, страница в Интернете http://lomonosov-fand.ru/enc/ru/encyclopedia:01275:article). Для создания и поддержки давления в камерах высокого давления используются индивидуальные силовые рамы. Так для работы на камерах «тороид» и «белт» используются гидравлические прессы. В многопуансонных аппаратах с гидравлическим приводом пуансонов усилие, развиваемое в контейнере, удерживается индивидуальной силовой рамой, либо сам контейнер выполнен в виде силовой рамы (система «БАРС»).Currently, the synthesis (growing) of large diamond crystals is carried out mainly in multi-punch apparatuses with a high-pressure chamber in the form of a cube, or octahedron, or other regular polygon, as well as in “toroid” and “belt” chambers (High Pressure Physics, page on the Internet http://lomonosov-fand.ru/enc/ru/encyclopedia:01275:article). To create and maintain pressure in the pressure chambers, individual power frames are used. So to work on the cameras "toroid" and "Belt" used hydraulic presses. In multi-punch units with a hydraulic drive of punches, the force developed in the container is held by an individual power frame, or the container itself is made in the form of a power frame (BARS system).
Наиболее близким к предложенному является аппарат высокого давления (RU 2071823, опуб. 20.01.1997), содержащий многопуансонный блок, имеющий наружную поверхность в виде правильного многогранника, каждый пуансон которого представляет собой правильную пирамиду с усеченной вершиной. Основание этой пирамиды служит одной из наружных сторон многопуансонного блока, а усеченная вершина - одной из сторон сжимаемого объема. Контейнер состоит из двух полукорпусов, между которыми заключена внутренняя полость, в которую помещен многопуансонный блок. Она имеет форму обратного многогранника, соответствующего по форме наружной поверхности многопуансонного блока. Многопуансонный блок в эластичном герметизирующем чехле, края которого в области разъема герметично закреплены на поверхности полукорпусов, помещен во внутреннюю полость контейнера. Жидкость высокого давления подается в камеру высокого давления между эластичным чехлом и поверхностью внутренней полости контейнера. Усилие, воспринимаемое наружной поверхностью пуансона, передается на его усеченную вершину, которая имеет меньшую площадь, в результате во внутреннем объеме создается высокое давление. Усилие, создаваемое в контейнере высокого давления этого устройства, удерживается силовыми скобами или рамой пресса.Closest to the proposed one is a high-pressure apparatus (RU 2071823, publ. 20.01.1997) containing a multi-punch block having an outer surface in the form of a regular polyhedron, each punch of which is a regular pyramid with a truncated apex. The base of this pyramid serves as one of the outer sides of the multi-punch block, and the truncated peak serves as one of the sides of the compressible volume. The container consists of two half-shells, between which is enclosed an internal cavity in which a multi-punch block is placed. It has the shape of an inverse polyhedron, corresponding in shape to the outer surface of the multi-punch block. The multi-punched block in an elastic sealing case, the edges of which in the area of the connector are hermetically fixed on the surface of the half-shells, is placed in the inner cavity of the container. The high-pressure fluid is supplied to the high-pressure chamber between the elastic cover and the surface of the container's internal cavity. The force perceived by the outer surface of the punch is transmitted to its truncated peak, which has a smaller area, as a result of which high pressure is created in the internal volume. The force generated in the high-pressure container of this device is held by power brackets or a press frame.
Развитие производства (выращивания) крупных кристаллов алмазов сдерживает высокая стоимость аппаратуры высокого давления, которая состоит из камеры высокого давления и силового устройства (гидропресс - рама и гидравлический цилиндр) или контейнер и силовая рама, которая удерживает нагрузку, создаваемую в контейнере. Наиболее металлоемкой частью этих устройств является силовая рама.The development (production) of large crystals of diamonds is constrained by the high cost of high-pressure equipment, which consists of a high-pressure chamber and a power device (hydraulic press frame and hydraulic cylinder) or a container and a power frame that holds the load created in the container. The most metal-consuming part of these devices is the power frame.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание простого, неметаллоемкого многокамерного устройства, удерживающего большие нагрузки продолжительное время, для выращивания крупных кристаллов алмазов и других материалов в большом объеме, процесс выращивания которых требует продолжительного времени, в камерах высокого давления с большим рабочим объемом.The technical problem solved by the invention is the creation of a simple, non-metal-consuming multi-chamber device that holds large loads for a long time, for growing large crystals of diamonds and other materials in a large volume, the process of growing which takes a long time, in high-pressure chambers with a large working volume.
Техническая проблема решается устройством для выращивания кристаллов алмаза, содержащим установленные в заглублении земли соосно в ряд контейнеры с размещенным в каждом контейнере соответствующим многопуансонным аппаратом высокого давления, а между каждым из крайних контейнеров и соответствующей стеной заглубления установлена по меньшей мере одна разгрузочная плита.The technical problem is solved by a device for growing diamond crystals, containing containers mounted in a deepening ground coaxially in a row with a corresponding multi-punch high-pressure apparatus placed in each container, and at least one unloading plate is installed between each of the extreme containers and the corresponding deepening wall.
Контейнеры целесообразно устанавливать на столе.Containers should be installed on the table.
Кроме того, каждый контейнер закрыт по меньшей мере одной из боковых сторон подвижной в осевом направлении пробкой.In addition, each container is closed by at least one of the sides of the axially movable stopper.
В другом варианте каждая пара соседних контейнеров могут быть закрыты с обращенных друг к другу боковых сторон одной подвижной в осевом направлении пробкой.In another embodiment, each pair of adjacent containers can be closed from facing each other sides with one axially movable stopper.
Для обеспечения уплотнения пакета контейнеров на оси силовой рамы и удерживания контейнеров закрытыми в процессе синтеза один из контейнеров имеет внутренний диаметр больше чем остальные контейнеры, а длина цилиндра, то есть рабочий ход подвижной пробки этого контейнера равен суммарной ширине всех зазоров между контейнерами при первоначальной установке их на ось рамы.To ensure that the package of containers is sealed on the axis of the power frame and to keep the containers closed during synthesis, one of the containers has an inner diameter greater than the other containers, and the cylinder length, that is, the working stroke of the movable plug of this container, is equal to the total width of all the gaps between the containers during their initial installation on the axis of the frame.
Кроме того, в каждом контейнере между многопуансонным аппаратом и внутренней цилиндрической поверхностью контейнера могут быть расположены вкладыши, которые зафиксированы на цилиндрической стенке контейнера.In addition, in each container between the multi-punch apparatus and the inner cylindrical surface of the container, liners can be located that are fixed to the cylindrical wall of the container.
Кроме того, в каждом контейнере многопуансонный аппарат может быть установлен на салазках.In addition, in each container, a multi-punch unit can be mounted on a slide.
Кроме того, в одной из пробок каждого контейнера могут быть выполнены герметично электрические вводы, вводы охлаждающей среды, вводы среды высокого давления, а также вводы датчиков контроля за процессом синтеза.In addition, in one of the plugs of each container, hermetically electrical inputs, inputs of a cooling medium, inputs of a high pressure medium, as well as inputs of sensors for monitoring the synthesis process can be made.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности одновременного выращивания нескольких характеристик алмазов и других материалов в одной установке в отсутствии силовой рамы. Это достигается за счет того, что используют соосно установленные в ряд в заглублении земли несколько контейнеров с многопуансонными аппаратами высокого давления для выращивания алмазов. При этом осевое усилие, создаваемое в контейнерах высокого давления, сдерживает реакция массы породы земли и трение через две противоположно расположенные параллельные стены, например, железобетонные, установленные в заглублении земли или шахте, и через разгрузочные плиты. В результате на малой площади размещается большое количество аппаратов высокого давления. Раздельное управление каждым из контейнеров, позволяет вести одновременно процесс синтеза различных материалов при разных режимах и синтезировать различные материалы.The technical result of the invention is to enable the simultaneous cultivation of several characteristics of diamonds and other materials in one installation in the absence of a power frame. This is achieved due to the fact that several containers with multi-punch high-pressure apparatuses for growing diamonds are used coaxially mounted in a row in the deepening of the earth. In this case, the axial force created in the high-pressure containers restrains the reaction of the earth mass and friction through two oppositely arranged parallel walls, for example, reinforced concrete, installed in the burial ground or shaft, and through unloading plates. As a result, a large number of high-pressure apparatuses are located in a small area. Separate control of each container allows you to simultaneously process the synthesis of various materials under different modes and synthesize various materials.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показано предложенное устройство, вид спереди в разрезе.In FIG. 1 shows the proposed device, a front view in section.
На фиг. 2 показано предложенное устройство, вид сверху.In FIG. 2 shows the proposed device, a top view.
На фиг. 3 показан многопуансонный аппарат в разрезе.In FIG. 3 shows a multi-punch apparatus in section.
На фиг. 1 показано многокамерное устройство для выращивания крупных кристаллов алмаза, расположенное в заглублении земли. В нем отсутствует силовая рама. Устройство состоит из пакета контейнеров 1, 2 высокого давления, в которых размещены многопуансонные аппараты 3 высокого давления. Контейнеры 1, 2 закрыты подвижными пробками 4, 5 и установлены соосно в ряд на рабочем столе 6 между разгрузочными плитами 7. Разгрузочные плиты 7 выполнены из металла и железобетона и служат для уменьшения удельного давления на единицу площади земли.In FIG. Figure 1 shows a multi-chamber device for growing large diamond crystals located in the depths of the earth. It lacks a power frame. The device consists of a package of
Один из крайних контейнеров 2 имеет большую длину и больший ход подвижной пробки 5 по сравнению с остальными контейнерами 1, для того чтобы выбрать зазоры, образующиеся при сборке пакета из контейнеров 1, 2 и компенсировать деформационную составляющую, которая возникает при нагрузках.One of the
Работа устройства организована следующим образом. В помещении, выполненном в заглублении земли или в шахте, между двух противоположных параллельных стен 8 установлены разгрузочные плиты 7 по одной или несколько с каждой стороны. Между ними находится рабочий стол 6. На столе 6 соосно разгрузочным плитам 7 размещают в собранном виде контейнеры 1 и 2 высокого давления с многопуансонными аппаратами 3 для выращивания кристаллов. Контейнером 2 высокого давления осуществляется уплотнение пакета контейнеров 1 на оси разгрузочных плит 7, внутренний канал которого имеет большую площадь или большее давление внутри по сравнению с остальными, а одна из его подвижных пробок 6 имеет ход, позволяющий уплотнить пакет контейнеров 1, 2 высокого давления и компенсировать деформационную составляющую пакета и разгрузочных плит 7 при максимальной нагрузке.The operation of the device is organized as follows. In the room, made in the deepening of the earth or in the mine, between two opposite
На фиг. 3 показан пример контейнера 2 высокого давления с многопуансонным аппаратом 3 для синтеза алмазов. В контейнерах 1, 2 высокого давления цилиндрической формы размещены многопуансонные аппараты 3 высокого давления в форме куба. Между поверхностями многопуансонного аппарата 3 и внутренней цилиндрической поверхностью контейнера 1, 2 установлены на шпонках 9 по четыре вкладыша 10, имеющих внешнюю поверхность, ответную внутренней поверхности контейнера 1, 2. Контейнеры 1, 2 закрываются с обеих сторон подвижными пробками 4 и 5. В другом варианте пары соседних контейнеров 2, 3 закрыты одной общей пробкой. В пробках 4 и 5 напротив вкладышей 10 выполнены по четыре отверстия, в которых находятся поршни, образующие гидроцилиндры 11 для выталкивания пробок 4 и 5 при разборке контейнеров 1 и 2. В пробках 5 выполнены электрические вводы 12 для нагрева и для контроля за температурой и давлением, вводы 13 охлаждающей среды, вводы 14 среды высокого давления.In FIG. 3 shows an example of a high-
Уплотнение пакета контейнеров 1, 2 реализуется с помощью контейнера 2 (фиг. 1), который имеет больший внутренний диаметр (или большее давление внутри) по сравнению с остальными контейнерами 1, а одна из его подвижных пробок - пробка 5 имеет ход, равный суммарному зазору между контейнерами 1, 2 после их установки на стол 5, позволяющий уплотнить пакет контейнеров 1, 2.The sealing of the package of
Гидравлическая система устройства высокого давления состоит из насосной станции 15 высокого давления, мультипликатора - аккумулятора 16, соединенного с ней коллектора высокого давления с управляемыми клапанами и вентилями 17. Система 18 управления процессом синтеза соединена посредством электроразъемов 19 с датчиками 20 контроля, установленными в многопуансонных аппаратах 3. Давление в каждом контейнере 1, 2 поддерживается посредством индивидуального контроллера высокого давления. Электропитание подводится посредством электроразъемов 19. Процесс синтеза в каждом аппарате 3 контролируется известным способом.The hydraulic system of the high-pressure device consists of a high-
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Кубическая ячейка 21 для выращивания алмазов собирается известным способом. На ней устанавливают датчики 20 для контроля за процессом синтеза, ячейку 21 помещают в центре многопуансонного аппарата 3, размещенного на салазках 22, которые прикреплены к подвижной пробке 5. Камеру для синтеза вначале образуют пять пуансонов 23, разделенных эластичными прокладками 24. Датчики 20 контроля за процессом синтеза и кабели нагревателя ячейки 21 соединяют через герметичные вводы 12 в подвижной пробке 5 с внешними кабелями. Устанавливают последний шестой пуансон 23, и весь многопуансонный аппарат 3 герметизируют эластичным чехлом 25. Многопуансонный аппарат 3 помещают в контейнер 1, 2 и закрывают контейнер 1, 2 подвижными пробками 4 и 5.The
Контейнеры 1, 2 поочередно устанавливают на стол 5 на ось разгрузочных плит 7, и весь пакет уплотняется посредством контейнера 2. Этим контейнером 2 создается осевое усилие, превышающее усилие необходимое для синтеза в остальных контейнерах 1 высокого давления. Каждый контейнер 1, 2 высокого давления подсоединяется к известному устройству автоматического контроля за процессом синтеза к коллектору высокого давления, охлаждения и сети электропитания. При достижении необходимого давления в многопуансонном аппарате 3 в ячейке 21 поднимается температура и начинается процесс синтеза алмазов. Процедура подключения повторяется последовательно со всеми контейнерами 1, 2, размещенными на оси разгрузочных плит 7. Поскольку процесс выращивания алмазов длится сутками, системы контроля давления и температуры работают в автономном автоматическом режиме. По окончании процесса в каждом из аппаратов 3 отключается система нагрева, стравливается высокое давление из контейнера 1, отключается система охлаждения. В последнюю очередь давление сбрасывается из контейнера 2, который поджимает пакет. После этого каждый контейнер 1, 2 высокого давления отсоединяется от коллектора высокого давления, электросети и системы контроля, за процессом синтеза. После чего контейнеры 1, 2 поочередно выдвигаются на стол 5. Из контейнеров 1, 2 вытаскиваются подвижные пробки 4, 5 вместе с многопуансонным аппаратом 3, осуществляется разгерметизация многопуансонного аппарата 3. Вытаскивается один из шести пуансонов 22 и извлекается ячейка 20 с выращенными кристаллами. После чистки аппарата и осмотра пуансонов процесс можно повторять.The
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135372A RU2699107C1 (en) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Multi-chamber device for growing large diamond crystals without power frame |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018135372A RU2699107C1 (en) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Multi-chamber device for growing large diamond crystals without power frame |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2699107C1 true RU2699107C1 (en) | 2019-09-03 |
Family
ID=67851764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018135372A RU2699107C1 (en) | 2018-10-08 | 2018-10-08 | Multi-chamber device for growing large diamond crystals without power frame |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2699107C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2609511A (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-08 | Lam Stephanie Mak Yeuk | Memorial diamond synthesizing apparatus |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN85102963A (en) * | 1985-04-22 | 1985-10-10 | 李殿双 | Catalytic method of large scale producing synthetic diamond by underground nuclear explosion |
RU2071823C1 (en) * | 1992-08-20 | 1997-01-20 | Никита Викторович Сурков | Apparatus for creating high pressure and temperature |
RU2634008C1 (en) * | 2013-12-27 | 2017-10-23 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | Detonation method of producing carbon particles |
EP3318320A1 (en) * | 2015-07-01 | 2018-05-09 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Graphite group, carbon particles containing said graphite group |
-
2018
- 2018-10-08 RU RU2018135372A patent/RU2699107C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN85102963A (en) * | 1985-04-22 | 1985-10-10 | 李殿双 | Catalytic method of large scale producing synthetic diamond by underground nuclear explosion |
RU2071823C1 (en) * | 1992-08-20 | 1997-01-20 | Никита Викторович Сурков | Apparatus for creating high pressure and temperature |
RU2634008C1 (en) * | 2013-12-27 | 2017-10-23 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | Detonation method of producing carbon particles |
EP3318320A1 (en) * | 2015-07-01 | 2018-05-09 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Graphite group, carbon particles containing said graphite group |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2609511A (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-08 | Lam Stephanie Mak Yeuk | Memorial diamond synthesizing apparatus |
GB2609511B (en) * | 2021-07-30 | 2023-10-04 | Uk Genetic Diamond Ltd | Memorial diamond synthesizing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2699107C1 (en) | Multi-chamber device for growing large diamond crystals without power frame | |
TW200602557A (en) | Diaphragm pump and manufacturing device of electronic component | |
RU2686226C1 (en) | Multi-chamber device for growing large diamond crystals | |
US3123862A (en) | Ultra-fflgh pressure device | |
MX2011007293A (en) | Unloader system and method for a compressor. | |
EP3280900B1 (en) | Membrane stirling engine | |
CN111965039B (en) | Experimental device for research moves/hydrostatic pressure to rock mechanical properties's influence | |
CN109771674A (en) | A kind of tinned fruit processing disinfection and sterilization early period steam unit | |
TW376357B (en) | Earth block machine | |
EP0999062A3 (en) | Injecting working fluid into a micro-injecting device | |
HK1086321A1 (en) | High pressure device and method for clean room applications | |
US20100275590A1 (en) | Thermohydraulic method for increasing the pressure of diverse working fluids and application thereof | |
CN202987552U (en) | Tobacco packing apparatus | |
CN217136032U (en) | Soil compaction device for vegetable planting | |
CN103412263B (en) | A kind of cell test unit | |
RU2071823C1 (en) | Apparatus for creating high pressure and temperature | |
NO20076622L (en) | Pulse generator, hydraulic pulse tool and pulse production | |
RU144721U1 (en) | VERTICAL VIBRATION MILL | |
RU2060812C1 (en) | Device for creating high pressure | |
CN108705796B (en) | Horizontal oil press | |
RU74825U1 (en) | HIGH PRESSURE MULTI-PUNCH UNIT FOR DIAMOND SYNTHESIS | |
CN205056083U (en) | A self -adaptation formula multichain strip pressure -bearing device for ammunition cartridge case unmakes | |
RU2619545C1 (en) | Blasting chamber | |
US5318423A (en) | Device for transformation of the graphite into the diamonds | |
SU1608295A1 (en) | Device for forming anular pocket round pile stem |