Обтюратор с окном камеры сверхвысокого давления

 

Использование: техника сверхвысоких давлений. Сущность изобретения: металлический корпус с осевым каналом герметизируется в гнезде стенки камеры стандартной системой уплотнений, установленной на тонком конце металлической втулки, в осевой полости которой окно из корунда с вплавленным в него кольцом из тугоплавкого материала, преимущественно молибдена , и комплект прокладок из свинца, сплава на основе алюминия и меди герметизируют канал корпуса, что обеспечивает увеличение надежности системы при повышенных температурах и сверхвысоких давлениях даже в среде сжатого газа. 1 ил. . ...

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 02 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о (21) 4944930/10 (22) 23.05.91 (46) 07.02.93. Бюл. М 5 (75) M.M,Êîðñóíñêèé (56) Приборы и техника эксперимента, М 2, 1985, с.197. (54) ОБТЮРАТСР С ОКНОМ КАМЕРЫ

СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Использование: техника сверхвысоких давлений. Сущность изобретения: металлический корпус с осевым каналом герметизиИзобретение относится к технике сверхвысоких давлений, может применяться в измерительных системах для оптических исследований и в заполненных сжатым газом при давлейии до нескольких тысяч атмосфер камерах высокого давления.

Известны стеклянные окна в обтюраторах камер высокого давления.

Недостатки стеклянных окон связаны с относительно малой прочностью и ограниченным диапазоном операционных температур.

Известны обтюраторы камер сверхвысокого давления с окном из лейкосапфира.

Окно герметизируется комбинированной системой металлических прокладок.

Недостатки такого окна связаны со сложностями герметизации внутренней поверхности столбика из сапфира металлическими уплотнениями и возможными повреждениями поверхности окна при монтаже и эксплуатации.

Цель изобретения — улучшение условий герметизации окна обтюратора в камерах при сверхвысоких давлениях и повышенных температурах.,!Ж„„1793410 А1 руется в гнезде стенки камеры стандартной системой уплотнений, установленной на тонком конце металлической втулки, в осевой полости которой окно из корунда с вплавленным в него кольцом из тугоплавкого материала, преимущественно молибдена, и комплект прокладок из свинца, сплава на основе алюминия и меди герметизируют канал корпуса, что обеспечивает увеличение надежности системы при повышенных температурах и сверхвысоких давлениях даже в среде сжатого газа. 1 ил.

Ю

На чертеже показан предлагаемый об- 3 тюратор.

Обтюратор 1 со сквозным каналом около одного из концов имеет резьбу для крепления в стенке камеры высокого давления и систему герметизации обтюратора, содер жащую уплотнительное кольцо 2 из фторопласта, кольцо 13 из свинца и стальное кольцо 4. Около устанавливаемого в зоне операционной внутренней полости камеры высокого давления тонкого конца обтюратора расположена резьба для крепления монтажной стальной втулки 5 с кольцевым буртиком на одном конце и внутренней резьбой около другого конца. Расположенное в полости втулки 5 окно 6, например, из лейкосапфира в виде диска диаметром 10—

12 мм и толщиной 10 мм отделено от буртика указанной втулки тонким стальным кольцом

7 толщиной порядка 0,1-0,2 мм. Окно 6 герметизируется системой комбинированных уплотнений в виде деформируемой в процессе монтажа и эксплуатации прокладки 8 из свинца, кольцевой прокладки из сплава на основе алюминия, сплав содержит 2,2—

2,8, весовая доля, меди, 2,3 — 3,5% магния, 1793410

7,6 — 8,6 цинка, 0,2 — 0,5 марганца, меньше 0,3ь кремния, остальное до 1007, алюминий, и кольцевой прокладки 10 из меди, которая касается торцевой поверхности обтюратора 1, В поверхность окна 6 вплавлено кольцо 11 из тугоплавкого металла, например, молибдена, толщиной порядка

0,1 — 0,2 мм, которое касается прокладки 8, Предохранительное кольцо 11 вплавляется в корунд при температуре оплавления поверхности в вакуумной печи, в которой при вакууме порядка 10 мм рт.ст. и температуре порядка 2045 С плавится корунд. После вплавления в корунд предохранительное кольцо 11 и поверхности окна 6 полируются.

В модификациях окон окно 6 изготавливается иэ рубина или другого материала на основе корунда, или иэ другого оптически прозрачного материала, в том числе из граната.

Крепление окна 6 и предварительная герметизация, необходимая для работы в заполненной сжатым газом камере высокого давления. обеспечиваются затяжкой резьбового соединения втулки 5 с обтюратором 1, при которой пластически деформируется кольцевая прокладка 8. Монтаж обтюратора с герметиэированным окном в резьбовом гнезде стенки камеры высокого давления и герметизация его обеспечиваФормула изобретения

Обтюратор с окном камеры сверхвысокого давления, содержащий корпус с осевым каналам и с выполненной на его внешней поверхности резьбой для крепления в стенке камеры высокого давления, втулку с размещенным в ней окном из оптически прозрачного материала, соединенную с корпусом посредством резьбы, и систему металлических уплотнений, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет улучшения условий герметизации окна обтюратора в камерах при сверхвысоких давлениях и ются затяжкой реэьбового соединения, при которой при перемещении кольца 4 деформируются уплотнительные прокладки 2 и 3.

Окончательная герметизация систем уплотнений обтюратора и окна проводится в камере высокого давления при постепенном увеличении давления до 4500 атм. Модификации обтюратора с описанной конструкцией окна испытывались в заполненных сжатым аргоном камерах при давлениях до 4500 атм с длительным нагревом втулки 5 до температур порядка 200 С, Преимущество окна с предохранительным металлическим кольцом связано с исключением вероятности попадания абразивных частиц на поверхность корунда в месте контакта с уплотнением, которые могут вызвать локальные повреждения с концентрацией напряжений и преждевременное разрушение окна при монтаже и эксплуатации обтюратора.

Изобретение не ограничивается рассмотренными модификациями, объем изобретения определяется формулой.

Дополнительное преимущество изобретения связано с однородностью распределения температуры окна при нагреве монтажной втулки, 30 повышенных температурах, окно выполнено из композиций на основе корунда и в него вплавлена при температурах порядка температуры его плавления кольцевая ïðîкладка иэ молибдена, поверхность которой

40 герметизируется комбинированной системой уплотнений, расположенной между окном и торцом корпуса обтюратора, начиная от которого кольцевые уплотнительные прокладки смонтированы в последовательно45 сти: свинцовое кольцо — прокладка из стандартного сплава на основе алюминия— свинцовое кольцо — прокладка из меди— свинцовое кольцо.

1793410

4 2

Составитель М. Корсунский

Техред М.Моргентал Корректор М, Андрушенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 504 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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