Устройство для создания высокого давления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОГО-ДАВЛЕНИЯ, содерж|.щее Две соосно расположенные матрицы с центральными углублениями и коническими боковыми поверхностями, установленные большими основаниями на опорных плитах, наружные поддерживающиекольца, внутренние поддерживаю1Щ1е кольца, контактирующие боковыми поверхностями с поверхностями матриц и наружных поддерживающих колец, кольцевые канавки^ образованные боковыми поверхностями матриц и скосами, выполненными на поверхностях внутренних поддерживающих колец, контейнер с образцом, установленный в углублениях матриц, кольцевую прокладку, окружающую контейнер, о тл и ч а ю щ е е с. я тем, что, с целью повышения производительности устройства, внутренние поддерживающие кольца установлены с возможностью перемещения относительно матриц и наружных поддерживающих колец, и устройство дополнительно снабжено кольцевыми прокладками, расположенными между торцами опорных плит и внутренних поддерживающих колец.i^////W00 СлЭ 4^ СОсх>& 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дд В 01 3 3/06 (Я 2

Ю + 5 (У 8 (21) 2609726/23-26 (22) 21. 03. 78 (46) 15.04.84. Бюл. Ф 14 (72) В.А. Киркинский и А.П. Ряпосов (71) Институт геологии и геофизики

СО АН СССР и Новосибирский государственный университет (53) 66.046.8(088.8) (56) 1. Патент США У 3854854, кл. 425-77, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

11(461845, кл. В 01 J 3/06, 1971 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ

ВЫСОКОГО -ДАВЛЕНИЯ, содержащее две соосно расположенные матрицы с центральными углублениями и коническими боковыми поверхностями, установлен( ные большими основаниями на опорных плитах, наружные поддерживающие

„„SU„„34983 А кольца, внутренние поддерживающие кольца, контактирующие боковыми поверхностями с поверхностями матриц и наружных поддерживающих колец, кольцевые канавки образованные боковыми поверхностями матриц и скосами, выполненными на поверхностях внутренних поддерживающих колец, контейнер с образцом, установленный в углублениях матриц, кольцевую про кладку, окружающую контейнер, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности устройства, внутренние поддерживающие кольца установлены с возможностью перемещения относительно матриц и О наружных поддерживающих колец, и устройство дополнительно снабжено кольцевыми прокладками, расположенными между торцами опорных плит и внутренних поддерживающих колец.

У %

83 2

1 8349

Изобретение относится к облаети обработки материалов высоким давлением, а именно к устройствам, используемым при производстве синтетических сверхтвердых материалов, например алмаза и кубического нитрида бора.

Известно устройство для создания высокого давления, содержащее две соосно расположенные матрицы, на обращенных друг к другу торцах которых выполнены центральные углубления и концентрические кольцевые канавки, образующие камеру сжатия, в которой размещен контейнер с образцом Г1) . 15

Недостатком указанйого устройства является ограниченный объем камеры сжатия, снижающий производительность устройства.

Известно также устройство для создания высокого давления, содержащее две соосно расположенные матрицы с центральными углублениями и коническими боковым и поверхностями, установленные большими основаниями на опорных плитах, внутренние поддерживающие кольца, контактирующие боковыми поверхностями с боковыми поверхностями матриц и наружных поддерживающих колец, кольцевые канавки, образованные боковыми поверхностями матриц и скосами, выполненными на поверхностях внутренних поддерживающих колец, контейнер с образцом, установленный в углублениях матриц, кольцевую: прокладку., окружающую кон- тейнер Г23.

Недостаток указанного устройства заключается в его невысокой произ" водительности ввиду малого объема рабочей ячейки.

Целью изобретения является повышение производительности устройства.

Указанная цель дЬстигается тем, что в устройстве для создания высокого давления, содержащем две соосно

4.5 расположенные матрицы с центральными углублениями и коническими боковьпии поверхностями, установленные большими основаниями на опорных плитах, наружные подцерживающие кольца, внут- 5" ренине поддерживающие кольца, контактирующие боковыми поверхностями, с боковыми поверхностями матриц и наружных подцерживающих колец, кольцевые канавки, образованные боковыми поверхностями матриц и.скосами, выполненными на поверхностях внутренних поддерживающих колец, контейнер с образцом, установленный в углублениях матриц, кольцевую прокладку, окружающую контейнер, внутренние поддерживающие кольца установлены с возможностью перемещения относительно матриц и наружных поддерживающих колец, и устройство дополнительно снабжено кольцевыми прокладками, расположенными между торцами опорных плит и внутренних поддерживающих колец.

На чертеже представлен продольный разрез устройства (слева от.осевой линии — в исходном состоянии, справа — в сжатом состоянии).

Устройство содержит две соосно расположенные матрицы 1 с центральными углублениями на их рабочих торцах. Поверхность углубления может быть образована двумя коническими боковыми поверхностями и плоским основанием. Между-матрицами 1 в углублениях установлен контейнер 2, выполненный, например, иэ пирофиллита или литограФского камня. В осевом отверстии контейнера 2 расположены цилиндрический нагреватель

3, два контактных электрода 4 и образец 5. В кольцевых канавках треугольной формы, образованных бокоными поверхностями матриц 1 и скосами, выполненными на поверхностях внутренних поддерживающих колец 6, помещена уплотняющая кольцевая прокладка 7, выполненная из электроизоляционного материала, например из электротехнического картона. Вйутренние поддерживающие кольца 6 установлены с натягом в наружные поддерживающие кольца

8. Матрицы 1 установлены на опорные плиты 9. Между торцами опорных плит

9 и внутренних поддерживающих колец

6 расположены две кольцевые прокладки

10, выполненные из материала с относительно высоким коэффициентом сжимаемости, например из свинца или электротехнического картона.

Устройство работает следунлцим . образом.

При притяжении усилия пресса к опорным плитам 9 матрицы 1 сближаются, сжимая контейнер 2, материал которого вытекает в зазор между матрицами 1 °

При этом на кромке центрального углубления матриц 1 образуется запирающий заусенец, а в рабочей ячейке с образцом 5 генерируется высокое давление. Сила, действующая

83498

Редактор Л. Титова Техред Т.Дубинчак

Корректор Г. Решетник

Заказ 2481/6 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,. ул. Проектная, 4

3 на прддерживающее кольцо 6 через прокладку 2,-приводит к осевому перемещению кольца 6 и упругому сжатию прокладки 10. Вследствие этого на боковой поверхности матриц 1, контак- . тирующнх с боковыми поверхностями колец 6, вознйкают поддерживающие усилия, величина которых возрастает по мере увеличения давления в рабочей ячейке. При достижении заданной 10 величины давления производят нагрев образца, пропуская электрический ток через опорные плиты 9, матрицы

1, контактные электроды 4 и нагреватель 3. После выдержки образца !5 в течение заданного времени выключают нагрев, снимают давление,включая обратный ход пресса, устройство удаляют.со стола пресса, разбирают и извлекают образец 5. Ю

Благодаря осуществлению воэможности осевого перемещения внутренних поддерживающих колец 6 первоначаль3 4 ный зазор между торцами этих .колец устанавливается меньшим, чем зазор между торцами матриц 1.

Это позволяет создать в начальный момент сжатия высокое гидравлическое сопротивление истечению материала прокладки 7 и обеспечить эффективную поддержку контейнера 2. В результате увеличивается исходная толщина контейнера и тем самым уве личивается объем образца S что,в конечном итоге приводит к повышению производительности устройства.

По мере увеличения давления s устройстве за счет осевого перемещения колец 6 зазор между их торцами увеличивается, обеспечивая ход сжатия и предохраняя ма рицы 1 от короткого замыкания.

Предлагаемое устройство с объемом рабочей ячейки 16 см и матрицами из стали испытано при давлениях до о

40 кбар и температурах до 1300 С.