RU33884U1

RU33884U1 - EXTRA PRESSURE INSTALLATION

Info

Publication number: RU33884U1
Application number: RU2003123955/20U
Authority: RU
Inventors: Н.В. Степанов; А.Г. Божко; Л.И. Темкин; И.В. Кузнецов; В.И. Лебедев; Ю.В. Гарусов; М.А. Павлов; В.Г. Романов; Г.И. Полтараков
Original assignee: СТЕПАНОВ Николай Викторович; Темкин Леонид Иосифович
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2003-11-20

Description

Установка сверхвысокого давленияUltra high pressure setting

Полезная модель относится к области обработки материалов и изделий в условиях всестороннего сжатия при повьшенныхThe utility model relates to the field of processing materials and products in the conditions of comprehensive compression at elevated

температурах..;temperatures ..;

Известно устройство для высокотемпературной обработки заготовок с очисткой газовьщелений. (Патент RU № 2002583 15.11.93 Бюл. № 41-42). Устройство выполнено в виде герметично закрытого пробками контейнера, сообщенного с системами подвода и отвода газа. В контейнере размещены теплоизоляционный колпак и нагреватель, образующие камеру, и теплоизолирующая подставка под заготовки. Устройство снабжено системой направления газовых потоков в рабочей камере.A device is known for high-temperature processing of workpieces with the cleaning of gas gaps. (Patent RU No. 2002583 11.15.93 Bull. No. 41-42). The device is made in the form of a container hermetically sealed with plugs in communication with gas supply and exhaust systems. The container contains a heat-insulating cap and a heater forming a chamber, and a heat-insulating stand for workpieces. The device is equipped with a system for directing gas flows in the working chamber.

Наиболее близкой по технической сущности установкой является малогабаритная установка для горячего изостатического прессования (Авторское свидетельство №385669 http://bases.rosinf.ru/intellect/object.asp num 83-006-1999).The closest in technical essence installation is a small-sized installation for hot isostatic pressing (Copyright certificate No. 385669 http://bases.rosinf.ru/intellect/object.asp num 83-006-1999).

Предлагаемая Установка предназначена для уплотнения материалов в условиях всестороннего равномерного сжатия газовой средой при давлении до 100 МПа и температуре 1200 °С. Установка используется в приборостроении-, машиностроении и обеспечивает повышение герметичности отливок, стойкости инструмента при производстве продукции повышенного качества.The proposed installation is designed for compaction of materials in the conditions of comprehensive uniform compression by a gaseous medium at a pressure of up to 100 MPa and a temperature of 1200 ° C. The installation is used in instrument-making, machine-building and provides increased tightness of castings, tool life in the manufacture of high-quality products.

Установка включает в себя газостат, систему управления и контроля, включающую два пневмопульта, два электропульта, а также две баллонные станции низкого и высокого давления, мембранный компрессор, гидростанцию, бронекабину.The installation includes a gas thermostat, a control and monitoring system, including two pneumatic control panels, two electric control panels, as well as two low and high pressure balloon stations, a membrane compressor, a hydraulic station, and an armored cab.

Указанный прототип не позволяет достичь давления 2000 МПа и температуры 2500°С.The specified prototype does not allow to reach a pressure of 2000 MPa and a temperature of 2500 ° C.

Задачей заявляемой полезной модели является разработка установки сверхвысокого давления газа (СВДГ), предназначенной для создания давления, температуры и состава газовой среды.The objective of the claimed utility model is to develop an installation of ultra-high gas pressure (SVDG), designed to create pressure, temperature and composition of the gaseous medium.

в 22 F 3/14, 3/15at 22 F 3/14, 3/15

/ /

необходимой для получения материалов с новыми свойствами, а также для изменения характеристик известных материалов.necessary to obtain materials with new properties, as well as to change the characteristics of known materials.

В соответствии с полезной моделью установка СВДГ содержит газостат, соединенный через блок коммутации с форвакуумным и сорбционным насосами, при помощи которых создается разрежение в рабочей полости газостата. Газостат при помощи арматуры высокого давления связан с системой компремирования, включающей насос, компрессор и мультипликаторы. К газостату подсоединен насос криогенного охлаждения, обеспечивающий прокачку хладагента через рубашку охлаждения газостата. Установка включает в себя систему контроля и управления газостатом и системой компремирования. Система компремирования подсоединена к газостату через арматуру сверхвысокого давления и встроенными обратными клапанами. Компрессор системы компремирования соединен с баллонной рампой.In accordance with the utility model, the SVDG installation comprises a gas thermostat connected through a switching unit to the fore-vacuum and sorption pumps, by means of which a vacuum is created in the working cavity of the gas thermostat. The gas thermostat with the help of high pressure fittings is connected to a compression system, including a pump, compressor and multipliers. A cryogenic cooling pump is connected to the gas thermostat, which allows the refrigerant to be pumped through the gas thermostat cooling jacket. The installation includes a gasstat monitoring and control system and a compression system. The compression system is connected to the gas bath through ultra-high pressure valves and built-in check valves. The compressor of the compression system is connected to the tank ramp.

Газостат выполнен в виде трех коаксиально расположенных втулок: внутренней, средней и наружной втулками давления, выполненных из высокопрочных материалов. Наружная втулка давления имеет канавки для циркуляции охлаждающей среды, создаваемой криогенным насосом.The gas thermostat is made in the form of three coaxially located bushings: internal, medium and external pressure bushings made of high strength materials. The external pressure sleeve has grooves for circulating the cooling medium created by the cryogenic pump.

Газостат выполнен с затвором герметизации с газовводом и затвором герметизации с токовводом. В свободном объеме газостата размещена нагревательная печь.The gas thermostat is made with a sealing shutter with a gas inlet and a sealing shutter with a current lead. A heating furnace is located in the free volume of the gas bath.

Затворы герметизации предназначены для герметизации и удержания газовой среды с давлением внутри газостата до 2000 МПА.Sealing valves are designed to seal and hold the gas medium with a pressure inside the gas bath up to 2000 MPA.

На фиг. 1 изображена схема установки сверхвысокого давления, где 1 - Форвакуумный насос; 2 - сорбционный насос; 3 - насос системы криогенного охлаждения; 4 - газостат - сосуд сверхвысокого давления газа (СВДГ), 5 - печь нагревательная, б - блок питания печи, 7 - мультипликатор масло-газовый, 8 трубопровод ВД, 9 - компрессор масло-газовый, 10 мультипликатор масло-масляный, 11 - арматура ВД, 12 - газовый баллон, 13 - маслонасос, 14 - блок управления и контроля системой компремирования (ВУСК).In FIG. 1 shows a diagram of the installation of ultra-high pressure, where 1 - Forvacuum pump; 2 - sorption pump; 3 - cryogenic cooling system pump; 4 - gas thermostat - a vessel of ultra-high gas pressure (SVDG), 5 - a heating furnace, b - a furnace power supply, 7 - an oil-gas multiplier, 8 VD pipeline, 9 - an oil-gas compressor, 10 an oil-oil multiplier, 11 - valves VD, 12 - gas cylinder, 13 - oil pump, 14 - control unit and control system of compression (VUSK).

давления, 18 - корпус средней втулки давления, 19 - корпус наружной втулки давления, 20 - свободный объем газостата, 21 токоввод, 22 - затвор герметизации с токовводом, 23 - вводы охлаждающей среды.pressure, 18 - the body of the middle pressure sleeve, 19 - the body of the external pressure sleeve, 20 - the free volume of the gas bath, 21 current lead, 22 - the sealing gate with the current lead, 23 - cooling medium inlets.

Установка работает следующим образом: Форвакуумным насосом 1 создается разрежение в рабочей полости газостата 4. При достижении разрежения 10 мм.рт.ст. подключается сорбционный насос 2, который работает до достижения вакуума мм.рт.ст. После завершения вакуумирования производят продувку и заполнение газостата газом из баллонной рампы 12 до достижения давления 16 МПа. Масло под давлением 32 МПа подается маслонасосом 13 на масляный вход масло-масляного мультипликатора 10, где давление масла повышается до 600 МПа.The installation works as follows: Forvacuum pump 1 creates a vacuum in the working cavity of the gas thermostat 4. When a vacuum of 10 mmHg is reached. the sorption pump 2 is connected, which works until a vacuum of mm Hg is reached. After the completion of the evacuation, the gas bath is purged and filled with gas from the cylinder ramp 12 until a pressure of 16 MPa is reached. Oil under a pressure of 32 MPa is supplied by an oil pump 13 to the oil inlet of the oil-oil multiplier 10, where the oil pressure rises to 600 MPa.

Масло под давлением 600 МПа подается на масляные входы компрессора 9 и масло-газового мультипликатора 7, после чего масло-газовым компрессором поднимается давление газа до 250 МПА на входе в газовую часть мультипликатора 7 и газостата 4.Oil under a pressure of 600 MPa is supplied to the oil inlets of the compressor 9 and the oil-gas multiplier 7, after which the oil-gas compressor raises the gas pressure to 250 MPA at the inlet to the gas part of the multiplier 7 and gas thermostat 4.

Масло-газовым мультипликатором 7 давление газа в газостате 4 поднимается до 1500 МПа.Oil-gas multiplier 7, the gas pressure in the gasostat 4 rises to 1500 MPa.

Насосом системы криогенного охлаждения 3 производится прокачка хладагента через рубашку охлаждения наружной втулки газостата и поддерживается необходимая отрицательная температура до -196 °С. После достижения максимального давления в газостате 4 (1500 МПа) он отсекается от системы компремирования арматурой сверхвысокого давления 11 и встроенными обратными клапанами.The pump of the cryogenic cooling system 3 pumps the refrigerant through the cooling jacket of the outer sleeve of the gas thermostat and maintains the necessary negative temperature to -196 ° C. After reaching the maximum pressure in the gas thermostat 4 (1500 MPa), it is cut off from the compression system by ultra-high pressure valves 11 and built-in non-return valves.

Дальнейший подъем давления в газостате до 2000 МПа производится за счет нагрева газа в замкнутом объеме с помощью нагревательной печи 5.Further pressure rise in the gas bath to 2000 MPa is carried out by heating the gas in a closed volume using a heating furnace 5.

Разработанная установка сверх высокого давления используется для получения особо чистых наполнителей композиционных материалов, жаропрочных керамик, боридов, нитридов, карбидов различных металлов и других соединений, например: нитрид бора, нитрид алюминия, карбид кремния, окись бериллия и т.п. The developed installation of super high pressure is used to obtain highly pure fillers of composite materials, heat-resistant ceramics, borides, nitrides, carbides of various metals and other compounds, for example: boron nitride, aluminum nitride, silicon carbide, beryllium oxide, etc.

Claims

1. Installation of ultra-high gas pressure, including a gas thermostat, cylinder ramp, compressors, pumps and a control and monitoring system, characterized in that the installation contains a compression system including pumps, compressors and multipliers, the compression system is connected to the gas thermostat and cylinder ramp through a pipeline and valves high pressure, the gas thermostat is connected through a switching unit to the forevacuum and sorption pumps, providing a vacuum in the working cavity of the gas thermostat, a cryogenic pump is connected to the gas thermostat hlazhdeniya providing pumping coolant through the cooling jacket gazostat.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the compression system comprises multipliers and a compressor connected in series-parallel.

3. Installation according to claim 1, characterized in that the gas thermostat is made in the form of three coaxially located bushings, at least one of which has grooves for the circulation of the cooling medium created by the cryogenic pump.

4. The installation according to claim 1, characterized in that the thermostat is made with a sealing shutter with a gas inlet and a sealing shutter with a current lead, a heating furnace is placed in the free volume of the gasostat.

5. Installation according to claims 1 and 4, characterized in that the sealing gates are designed to seal and hold the gas medium with a pressure inside the gas bath up to 2000 MPa.