SU1678431A1 - Устройство дл создани давлени в газожидкостной среде и способ его эксплуатации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей. Дл  этого подают и снимают газожидкостную среду в объеме, ограниченном торцами пробок и поверхностью втулки контейнера, скрепленной обмоткой Осевое сжатие втулки осуществл ют усилием домкрата, давление в котором св зано с давлением (Р) в контейнере по зависимости Рд (г2/гд)2 (Рко+СР), где Рд - давление в полости гидродомкрата; га - наружный радиус втулки контейнера; rg - радиус поршн  гидродомкрата; РКо - контактное давление обмотки на втулки при отсутствии рабочего давлени ; С - коэффициент пропорциональности . 2 с.п ф-лы, 2 з.п, ф-лы, 6 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к области обработки материалов давлением, более конкретно к обработке материалов жидкостью или газом высокого давлени , и может быть использовано дл  опрессовывани  различных порошковых материалов, термообработки под давлением, залечивани  трещин в поликристаллических телах и в монокристаллах синтеза некоторых структур и т.д.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей.

На фиг. 1 изображено устройство дл  создани  высоких давлений, общий вид, разрез; на фиг.2 - контейнер с дополнительной втулкой; на фиг.З - то же, с многоэлементной дополнительной втулкой, расчлененной по высоте; на фиг.4 - то же с многоэлементной дополнительной втулкой, расчлененной на секторы; на фиг.5 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.4.

Устройство, реализующее способ создани  высоких давлений в газожидкостной среде (фиг. 1), содержит силовую раму 1, установленный в ней контейнер 2, нижнюю пробку 3 с каналом 4 от источника 5 давлени , верхнюю пробку 6, воздействующий на нее гидродомкрат 7, соединенный с регулируемым приводом 8. Контейнер 2 состоит из внутренней втулки 9 и скрепл ющей ее обмотки 10 из высокопрочной ленты. Гидродомкрат состоит из корпуса 11 и уплотненного плунжера 12. В корпусе выполнен канал 13 дл  подвода жидкости от привода 8.

Обратна  св зь по давлению в контейнере 2 осуществл етс  преобразователем 14 давлени , который св зан с вычислительным блоком 15, где по закону

Qs VI 00

4 СО

JT2

rg

Рд()2- (Рко+СР).

(1)

где Pg -давление в полости гидродомкрата; Г2 - наружный радиус втулки контейнера;

rg - радмус поршн  гидродомкрага;

Рко - контактное давление обмотки на вгулку при отсутствии рабочего давлени ;

Р - давление в контейнере;

С - коэффициент пропорциональности, рассчитываетс  величина необходимого давлени  гидродомкрата.

-(-/)

1±1&L,

1

1-Ом- J sJ l+C Kl- -t)« -(l)(,+.(J±)

К - коэффициент толстостенности втулки , т.е. отношение внутреннего радиуса п втулки к наружному п

Кн коэффициент толстостенности обмотки , т.е. отношение ее внутреннего радиуса га к наружному гн;

I - коэффициент Пуассона материала втулки;

m - коэффициент, равный m

ППГ. Ег

Еа и Ег - модули упругости материала обмотки в окружном и радиальном направлени х ,

Один из входов блока 16 сравнени  св зан с вторым преобразователем 17 давлени , а другой с вычислительным блоком 15. Выход блока 16 сравнени  св зан с входом регул тора 18, который, в свою очередь, св зан с приводом 8 гидродомкрата.

Втулка 9, согласно изобретению, может быть разделена на втулку 19, скрепленную обмоткой 10, и втулку-проставку 20 (фиг.2). Втулка 20 может изготавливатьс  из секторов 21 (фиг.З) или же из колец 22 (фиг,4). На поверхност х соединений секторов и колец выполнены пазы 23 и 24. Втулка 20 выполнена по высоте меньшей, чем втулка 9 и монтируетс  в ней беззазорно.

Устройство работает следующим образом .

Контейнер 2 без верхней пробки 6 находитс  вне рамы 1. В полость контейнера 2 загружаетс  обрабатываема  заготовка (не показана). На торец контейнера устанавливаетс  верхн   пробка 6. Затем рама 1 перемещаетс  к контейнеру 2 и устанавливаетс  соосно с ним. В гидродомкрат 7 по каналу

13от привода 8 подаетс  реальное давление , затем включаетс  источник 5 давлени , который по каналу 4 подает рабочую среду в полость контейнера 2. Давление Р начинает увеличиватьс  и сигнал от преобразовател 

14давлени  поступает в вычислительный блок 15, где рассчитываетс  необходима  величина давлени  гидродомкрата, согласно

закону Рд ( -- )2 ( Рко + СР ) .

Г9 Сигнал пропорциональный рассчитанной величине Рд, поступает в блок 16 сравнени , куда от преобразовател  17 давлени  поступает также сигнал, пропорциональный реальному давлению в гидродомкрате . Разность этих двух сигналов

поступает на вход регул тора 18, который устанавливает приводу гидродомкрата 8 такую производительность, чтобы реальное давление равн лось расчетному.

Таким образом, на торце втулки 9 или 19

все врем  поддерживаетс  соответствующее контактное давление, позвол ющее втулке 9 или 19 работать в более благопри тных услови х, тем самым дава  возможность или повысить давление в контейнера

2 или же увеличить радиус п контейнера 2 при сохранении Г2 и гн посто нными.

Во врем  повышени  давлени  Р жидкость проходит по пазам 23 и 24 и воздействует только на внутреннюю поверхность

втулки 19.

После цикла обработки происходит снижение давлени  Р и Рд по тому же закону. Когда в полост х контейнера 2 и гидродомкрате 7 установитс  нулевое давление, а

сопр жение втулок 19 и 20 поступит в контакт , гидродомкрат 7 совершает ход вверх от возвратного механизма (не показан). Затем рама 1 перемещаетс  в сторону, пробка 6 снимаетс  и обработанное изделие вынимаетс  из полости контейнера 2.

Пример расчета втулки контейнера гидростата усилием 250 т.

Этот контейнер имеет следующие параметры: п - внутренний радиус втулки 20 мм;

Г2 - наружный радиус втулки 45 мм; гн - наружный радиус намотки 142,5 мм; Ег - модуль упругости намотки в радиальном направлении .

На основании данных имеем; К 0,444,

Кц 0,316, т 1,58.

Кроме того, дл  материала втулки коэффициент Пуанссона равен /г 0,3.

При фиксированном осевом усилии на втулку (на практике часто это усилие равно

нулю и втулка работает по плоской схеме нагружени ) максимально допустимое рабочее давление будет в данном примере равно

Рмакс 179 КГ/ММ2.

При создании осевого усили  на втулку по 5 формуле(1)максимальнодопустимоерабочее давление будет равно Рмакс 191 кг/мм .

Если применить составную втулку то дл  расчета оптимальной  вл етс  К.2 0,8 и тогда Рм кс 231 кг/мм .

При создании осевого усили  на втулку по формуле (1) Рмакс тем больше, чем больше К«, величина которого ограничиваетс  лишь конструктивными соображени ми и, например , при К2 0,8 имеем Рмакс 314 кг/мм2, а при Кг 0,9, соответственно Рмакс 390 кг/мм2.

Приведенный пример подтверждает, что при создании осевого усили  на втулку по закону, согласно изобретению, повыша- етс  величина предельно допустимого рабочего давлени  в контейнере. В случае, когда нет необходимости в увеличении рабочего давлени  этот образовавшийс  запас прочности можно использовать на увеличение внутреннего диаметра втулки (путем выполнени  ее составной и из материалов с разными свойствами), что ведет к увеличению рабочего пространства контейнера при сохранении его габаритов.

Единственным ограничением в повышении давлени  в способе и устройстве  вл етс  источник давлени  дл  сжати  среды в контейнере. Однако, при применении пресса двойного действи  это ограничение мо- жет быть сн то.

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  создани  давлени  в газожидкостной среде, содержащее сило- вую раму, установленный в ней контейнер в виде скрепленной обмоткой втулки с двум  пробками по торцам, гидродомкрат дл  передачи через пробки на торцы втулки сжимающего усили , источник давлени , соединенный с контейнером, первый преобразователь давлени  и привод гидродомкрата , отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможно

   стей, оно снабжено вторым преобразователем давлени , вычислительным блоком, блоком сравнени  и регул тором, причем выход второго преобразовател  давлени  соединен с одним из входов блока сравнени , другой вход которого соединен с выходом вычислительного блока, вход вычислительного блока соединен с выходом первого преобразовател , а выход блока сравнени  с входом регул тора, выход которого соединен с приводом гидродомкрата , причем привод гидродомкрата выполнен регулируемым, а наружный диаметр пробок равен наружному диаметру втулки.
2. 2.Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что втулка выполнена из двух частей , коаксиально вставленных одна в другую , причем внутренн   часть выполнена по высоте меньшей, чем наружна , и имеет симметрично расположенные по высоте и окружности сквозные радиальные отверсти .
3. 3.Устройство по п.2. отличающее- с   тем, что внутренн   часть втулки выполнена многоэлементнсй с равномерно расположенными пазами на разделительных поверхност х.
4. 4.Способ эксплуатации устройства дл  создани  давлени  в газожидкостной среде, преимущественно в ограниченном торцами пробок и поверхностью втулки контейнера, скрепленной обмоткой, включающий сжатие втулки усилием гидродомкрата, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей, осевое давление на втулку измен ют пропорционально давлению в контейнере с учетом контактного давлени  обмотки на втулку .

   9 J V

   Фиг. 2

   Фие.1

   К

   1

   1

   Т

   J,

   ФигЗ

   L

   ysyss

   .22

   гц

   т

   ФиеА

   А-А

   Фиг. 5

   ff-6

   Фие.б