Агрегат высокого давления

 

(19)SU(11)1261182(13)A1(51)  МПК ⁵    _{B22F3/04, B30B11/30}(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) АГРЕГАТ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам для прессования порошковых материалов. Оно может быть использовано в химическом и энергетическом машиностроении, а именно к агрегатам высокого давления рабочей среды, находящейся при высокой, свыше 100^оС, или низкой, ниже -30^оС, температуре. Целью изобретения является увеличение надежности уплотнения рабочей среды и безопасности работы путем исключения возможности проникновения рабочей среды к уплотнительным кольцам вдоль поверхности контейнера. На фиг.1 показан агрегат высокого давления для высокотемпературной среды; на фиг.2 - агрегат высокого давления для низкотемпературной среды; на фиг. 3 - узел I (вариант технического решения для агрегата с высокой температурной средой, детали уплотнения показаны в исходном положении; на фиг. 4 - то же, что на фиг.3, но при наличии давления в контейнере; на фиг.5 - узел II на фиг.2 (вариант технического решения для агрегата с низкотемпературной средой); на фиг.6 - вариант выполнения предохранительного и несущего колец в виде одной детали с отверстиями. Агрегат высокого давления состоит из контейнера 1, верхней пробки 2, нижней пробки 3, несущих колец 4, установленных на пробках 2 и 3 с зазором, основных 5 уплотнений, установленных между контейнером 1 и несущими кольцами 4, и вспомогательных 6 уплотнений, герметизирующих торцы несущих колец 4, предохранительного кольца 7, установленного между контейнером 1 и несущим кольцом 4 на верхней пробке 2 для агрегатов с высокотемпературной средой (см. фиг. 1), или на нижней пробке 3 для агрегатов с низкотемпературной средой (см.фиг.2). Детали уплотнений удерживаются на пробках фланцами 8. В пробке выполнен коленообразный канал 9, обращенный коленом вверх, в верхней пробке для агрегатов с высокотемпературной средой (см. фиг.1), или коленом вниз, в нижней пробке для агрегатов с низкотемпературной средой (см.фиг.2). Несущее кольцо 4 может быть уплотнено дополнительным 10 уплотнением со стороны фланца 8 (фиг.3,4 и 5). Предохранительное кольцо 7 может иметь различное исполнение, например быть металлическим или термопластовым, многослойным, например из слоев металл-термопласт или термопласт-металл. Несущее и предохранительное кольца могут быть выполнены в виде одной детали, как показано на фиг.6, при этом обязательно выполнение на этой детали отверстий 11, подводящих высокое давление к основному уплотнению 5 из полости кольцевого зазора 12 между несущим кольцом 4 и пробкой 2. Агрегат работает следующим образом. При использовании высокотемпературной среды, например в газостатах (см.фиг.1,3 и 4), горячий газ за счет естественной конвенции распределяется таким образом, что более высокая температура будет у верхней пробки 2. Давление газа, возрастая, передается к несущему кольцу 4, основному 5 и вспомогательному 6 уплотнениям через зазор между контейнером 1 и фланцем 8, так как несущее кольцо 4 еще не прижало предохранительное кольцо 7 к поверхности контейнера 4, и через коленообразный канал 9 (см.фиг.3). При малых давлениях температура газа относительно мала и не разрушает уплотнений. При возрастании давления оно действует на несущее кольцо 4 с внутренней поверхности по всей высоте, а по внешней поверхности только по части высоты, ограниченной основным уплотнением 5, так как за ним давления нет. В результате на несущее кольцо действует неуравновешенное давление по внутренней поверхности, заставляющее его, упруго деформируясь, увеличивать свой диаметр, подхватывать предохранительное кольцо 7 и прижимать к поверхности контейнера 1 с одной стороны, а самому прижиматься с другой стороны от основного уплотнения 5, как показано на фиг.4. При дальнейшем увеличении давления в контейнере последний деформируется, а несущее и предохранительное кольца будут отслеживать эти деформации, оставаясь прижатыми к его поверхности. После этого газ может поступать в полость кольцевого зазора 12 только через коленообразный канал 9. Попадая в него, горячий газ стремится занять верхние части канала, а именно колено, чтобы попасть в зазор 12, ему нужно поменяться местами с более холодным газом, находящимся в этом зазоре под тем же давлением, чего, естественно, не произойдет, так как холодный газ стремится занять более низкое, а горячий более высокое положение благодаря различию в плотностях. Нагрев газа в зазоре 12 за счет теплопроводности через конструктивные элементы и столб газа в канале 9 незначителен по сравнению с непосредственным проникновением горячего газа к уплотнениям вдоль поверхности контейнера, имевшем место в известных конструкциях. При этом следует учитывать, что пробка 2 обычно является охлаждаемым элементом. Таким образом, в зазоре 12, а значит и в контакте с уплотнениями 5 и 6 будет газ с более низкой, допустимой для них температурой. Для агрегатов с низкотемпературной средой будет наблюдаться картина, аналогичная описанной, но у нижней пробки, и в коленообразном канале, обращенном коленом вниз (см.фиг.5). Преимуществами описываемого решения по сравнению с прототипом является надежность уплотнения рабочей средой и безопасность работы агрегата. Это достигается за счет того, что предохранительное кольцо и коленообразный канал исключают возможность контакта уплотнительных колец с высокотемпературной или низкотемпературной средой, что не вызывает соответственно оплавления или охрупчивания уплотнений с последующей разгерметизацией контейнера. Исключается абразивный износ поверхности контейнера в области контакта с основным уплотнением за счет того, что твердые включения, источники абразивного износа, задерживаются предохранительным кольцом и не попадают в зону контакта основного уплотнения с контейнером. Уменьшаются простои агрегата, связанные с необходимостью замены вышедших из строя уплотнений, благодаря повышению долговечности их работы без контакта с высокотемпературной или низкотемпературной средой. Исключаются простои агрегата, связанные с необходимостью зачистки и полировки поверхности контейнера, благодаря отсутствию абразивного износа в области контакта контейнера с основным уплотнением.

Формула изобретения

1. АГРЕГАТ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащий контейнер с пробками, по меньшей мере одна из которых имеет несущее кольцо, установленное на пробке с зазором, основное уплотнение, установленное между стенкой контейнера и несущим кольцом, и вспомогательное уплотнение для герметизации торца несущего кольца, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности уплотнения рабочей среды и безопасности работы путем исключения возможности проникновения рабочей среды к уплотнительным кольцам вдоль поверхности контейнера, он снабжен по крайней мере одним предохранительным кольцом, установленным со стороны основного уплотнения между стенкой контейнера и несущим кольцом, и в пробке выполнен коленообразный канал для соединения кольцевого зазора между несущим кольцом и пробкой с полостью контейнера. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что предохранительное кольцо установлено в верхней пробке и канал выполнен в последней коленом вверх. 3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что предохранительное кольцо установлено в нижней пробке и канал выполнен в последней коленом вниз. 4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что предохранительное кольцо выполнено многослойным, например, из материалов термопласт - металл. 5. Агрегат по пп.1 - 3, отличающийся тем, что предохранительное и несущее кольца выполнены в виде одной детали с отверстиями, соединяющими зазор между несущим кольцом и пробкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.05.1995

Номер и год публикации бюллетеня: 6-2002

Извещение опубликовано: 27.02.2002        

---