Установка для создания высоких давлений

 

Лв 143956

Класс 27Ь, 1502

СССР

".ЛТЕППО1ЕХЫ ;РИЛЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

П одп и сная г р уппа Л9 129

С. И. Куненков

УСТАНОВКА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ ГАЗА

Заявлено 20 мая 1960 г. за 1Ча 667122/23 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР с присоединением заявки Ма 667121/23

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» .г"е 1 за 1962 г.

Установки, на которых без помощи компрессора и мультипликатора создается высокое давление газа, известны, но они включают в себя каскад вспомогательных со;-:удов, и не позволяют создавать давление непосредственно в рабочем автоклаве.

Предлагаемая установка для создания высоких давлений газа огличается от известных тем, что в обшем защитном кожухе размещены автоклав с пробкой, имеющей канал, и в качестве охлаждающего элемента съемный, установленный в рабочем положении под автоклавом сосуд, заполненный жидким инертным газом (например, азотом), а в качестве нагревателя — подвижная тигельная или трубчатая печь, установленная в рабочем положении под автоклавом. Такая конструкция позволяет получать высокое давление газа без компрессора, мультипликатора и вспомогательных сосудов с сжатым газом непосредственно в автоклаве-реакторе, который одновременно является генератором высокого давления.

Предлагаемая установка, схема которой показана на чертеже, состоит из автоклава (реактор) 1, изготовленного из специальной жаропрочной стали, закрываемого пробкой 2, через капиллярные каналы которой и крестовины 8 он сообщается с манометром 4 и вентилем 5.

В зависимости от положений кранов б и 7 автоклав соединяется или с баллоном 8 сжижаемого газа или через кран 9 и шланг 10 с форвакуумным насосом (на схеме не показан). Скорость поступления газа в автоклав регулируется редуктором 11 и контролируется мановакууметром 12. Термопара 18 прикрепляется к корпусу автоклава, для чего в последнем сделан карман. Тигельную печь 14 и сосуд 15 с жидким а"отом, сделанный из пенопласта, подводят к автоклаву с помощью домкрата 1б. Газ из автоклава вентилем 5 выпускают в атмосферу через склянку Тищенко 17, наполненную водой пли другой жидкостью, что позволяет следить за равномерностью выпуска газа. Вся

М 14395б — — 2— установка высокого давления находится в стальном сейфе 18. Исследуемое вещество помещается в тигель 19.

Метод работы на предлагаемой установке осуществляется в следующем порядке.

Тигель с исследуемым веществом помещают в автоклав, который закрывают пробкой, зажимают в тисках и укрепляют в сейфе. Затем из автоклава удаляют воздух вакуумным насосом. Для полноты огкачки автоклав подогревают с помощью тигельной печи. При работе с порошкообразным веществом одновременно с воздухом удаляется также и остаточная влага. После этого опускают печь, выключая ее нагрев, и промывают автоклав газом, в среде которого хотят получить высокое давление. Для этого с помощью кранов 6 и 7 автоклав несколько раз соединяют попеременно то с баллоном 8, то с форвакуумным насосом. Затем к автоклаву подводят сосуд с жидким азотом, и когда автоклав охладится до температуры кипения азота, его наполняют газом из баллона 8. Если работают с газом, который при этой температуре затвердевает, то во избежание образования пробки из кристаллов замерзшего газа верхнюю часть автоклава не охлаждают.

При охлаждении жидким азотом азот, аргон и все другие газы, кроме водорода, неона и гелия, переходят в жидкое или твердое состояние даже под очень небольшим давлением, превышающим атмосферное всего лишь на сотые доли атмосферы. Поэтому производить впуск газа в автоклав можно с небольшой скоростью. Это позволяет, при необходимости, проводить тщательную очистку сжижаемого (замораживаемого) газа, для чего между баллоном и краном б ставят ряд сосудов с соответствующими поглотителями. Это также дает возможность (с целью создания высоких давлений) сжижать или замораживать газы непосредственно из приборов, в которых они получаются самим экспериментатором.

Если не требуется очистки газа или пользуются очищенным газом в баллоне, то наполнять им автоклав можно под большим давлением, что значительно ускоряет процесс создания высокого давления. Время наполнения автоклава зависит также от давления и температуры, при которых хотят проводить опыты. Для каждого случая оно устанавливается опытным путем. По мере испарения жидкого азота его доливают до определенного, намеченного заранее, уровня. После того, как в автоклаве накопится жидкого или затвердевшего газа в количестве, необходимом для создания заданного давления с некоторым избытком, вентили автоклава и баллона закрывают. Затем сосуд с жидким азотом снимают, к автоклаву подводят печь и нагревают его до температуры, при который хотят проводить опыты. По мере нагревания автоклава давление в нем повышается. Если это давление превышает заданное, то избыток газа выпускают в атмосферу. После окончания опыта нагрев выключают, и печь опускают, затем дают автоклаву остыть и осторо>кно выпускают из него газ. После этого открывают автоклав и вынимают из него тигель с исследуемым веществом. Для ускорения охлаждения автоклава пользуются вентилятором.

Высокое давление в автоклаве может быть создано как при положительных (высоких), так и при отрицательных (низких) температурах.

Применяя для охлаждения автоклава жидкий гелий таким же способом можно создавать высокие давления газов, температура кипения которых ниже температуры жидкого азота (водород, неон, гелий).

Описанную установку с небольшими изменениями можно применять также для наполнения газами стальных баллонов. При этом газ можно тщательно очищать, и очищенный газ на этой установке ничем не загрязняется. Процесс наполнения происходит без помощи компрес№ 143956 сора и газгольдера, которые занимают много места и загрязняют газ маслом и парами воды. Установка позволяет переводить в баллоны газы из любого резервуара, а также непосредственно из приборов, в которых эти газы получаются. Автоклав 1, в котором происходит сжижение или замораживание газа, соединяется со стальными баллонами-приемниками, которые из него наполняются. Вместо автоклава можно для этой цели применять стандартные кислородные баллоны нли баллоны от огнетушителя ОУ вЂ” емкостью от 0,5 до 5 литров, испытанные на 225 — 250 ат.

Предмет изобретения

Установка для создания высоких давлений газа. состоящая из емкости для высокого давления, охлаждающего элемента и нагревателя, отличающаяся тем, что, с целью получения высокого давления газа без компрессора-мультипликатора и вспомогательных сосудов со сжатым газом, в общем защитном кожухе размещены автоклав с пробкой, имеющей канал, и в качестве охлаждающего элемента съемный, установленный в рабочем положении под автоклавом сосуд, заполненный жидким инертным газом, например, азотом, а в качестве нагревателя — подвижная тигельная или трубчатая печь, установленная

B рабочем положении под автоклавом.